<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif comportant un tube à décharges multigrille
L'invention est relative à un dispositif comportant un tube à décharges multigrille et elle a pour but de ré- duire l'amortissement d'entrée et les variations de capacité de grille pour différentes tensions de la grille de commande.
Le principe de l'invention est basé sur les considé- rations suivantes:.
Soit une triode dans laquelle un flux d'électrons s'écoule, le long de la grille de commande, de la cathode à l'anode. Par suite du passage de la charge négative le long de la grille de commande, une certaine charge positive est induite électro-statiquement sur cette grille, cette charge , étant fonction de l'intensité de ladite charge négative, c'est- @
<Desc/Clms Page number 2>
à-dire du flux électronique. La cathode et la grille de com- mande doivent être considérées, par conséquent, comme les ar- matures d'un condensateur.
Tant que le flux ne passe pas, la grille a une charge négative qui varie proportionnellement à la tension de grille, la courbe de cette charge ayant, par conséquent, l'allure d'une ligne droite. Si, toutefois, le flux passe, il se pro- duit une charge d'espace, ce qui a pour résultat qu'une charge positive est induite sur la grille, et si la triode montre des phénomènes de saturation, une augmentation du courant ne se produit plus pour une certaine valeur de la tension de la grille de commande de sorte que la charge induite diminue également, du fait que la vitesse des électrons augmente et que, par conséquent, il se produit une charge d'espace moins grande.
En raison de la charge d'espace et des phénomènes de saturation, les variations de capacité produites pour une variation de la tension de grille, ne sont donc pas constantes, comme ceci serait le cas si la variation de la charge induite était proportionnelle à la variation de la tension négative de la grille, mais au début, c'est-à-dire pour une valeur élevée de la tension négative de la grille, ces variations sont grandes et finalement elles diminuent pour atteindre une valeur minimum dans la région de saturation du flux d'é- lectrons.
Pour des fréquences élevées on se heurte à des incon- vénients par suite du temps de passage des électrons, parce que dans ce cas la charge d'espace ne peut plus suivre exacte- ment les variations des hautes fréquences. Ceci a pour résultat que la capacité existant entre la grille et la cathode, n'est plus parcourue par un courant exactement déwatté, mais il se produit plutôt un déphasage, de sorte qu'il se produit une com- posante wattée. Selon les variations de la capacité existant
<Desc/Clms Page number 3>
entre la grille et la cathode, l'amortissement du circuit d'en- trée sera positif ou négatif. Ces phénomènes donnent lieu, toutefois,à des inconvénients, entre autres, en rapport avec la syntonisation du circuit de grille, et, par suite de l'amor- tissement négatif, il peut se produire des phénomènes fâcheux d'auto-oscillation.
Tout cela sera expliqué en détail avec référence aux figures la-ld.
Sur la fig. la, 1 désigne la courbe caractéristique courant anodique-tension de grille d'une triode saturée et sur la fig. lb la charge Q dans l'espace électronique est repré- sentée en fonction de la tension de grille-Vgl. S'il ne se produisait pas de phénomènes de charge d'espace et de satu- ration, la charge varierait suivant la ligne 2. En pratique, toutefois, il se produit une charge d'espace lorsqu'un flux d'électrons commence à passer, de sorte que Q augmente plus rapidement, c'est-à-dire non proportionnellement à -Vgl. u voisinage de la région de saturation, toutefois, le flux d'é- lectrons n'augmente plus de sorte que Q augmente également moins fortement.
Sur la fig. 1c, la ligne 4 représente la capacité constante correspondant au cas auquel s'applique la ligne 2.
Toutefois, en raison de la production de la charge d'espace la capacité C n'est pas constante mais varie suivant la ligne 5 qui montre le degré de la variation de la capacité en accord avec l'irrégularité de l'augmentation de la charge Q. Au début, cette charge augmente fortement, ensuite plus lentement suivant la ligne 3. Ici s'applique la formule C = dQ/dV. A la limite de g la région de saturation du courant cathodique où¯la charge d'espace devient constante, de sorte que la courbe 3 est à nouveau parallèle à 2, la variation de la capacité par rapport à la ligne 4 est devenue à nouveau nulle (point 6) pour devenir
<Desc/Clms Page number 4>
ensuite négative par suite de l'inclinaison moins forte de la courbe 3.
Sur la fig. 1d, la courbe 7 représente la variation d'amortissement qui est proportionnelle à la variation de ca- pacité 5 ou au moins est en rapport étroit avec cette dernière variation.
Dans la plupart des cas on opère sur des triodes non saturées dont la région de travail est donc située à gauche de la ligne 8, de sorte qu'on ne se heurte pas à des 'incon- vénients appréciables dûs à l'effet précité.
Dans les tubes dans lesquels il se produit une ca- thode virtuelle dont la quantité d'électrons dépend d'une grille de commande précédente, il est, toutefois, bien question de ces phénomènes de saturation de sorte que dans ce cas on opère dans la région située à droite de la ligne 9.
Dans un tube de ce genre, par exemple un tube-he- xode amplificateur, qui peut être considéré comme deux triodes dont l'un opère dans la région non saturée d'une cathode à in- candescence et l'autre dans la région saturée d'une cathode virtuelle, on trouve, par conséquent, que pour les grilles de commande correspondantes des deux systèmes de triode la marche des phénomènes mentionnés ci-dessus est exactement opposée.
Conformément à l'invention, dans un dispositif com- portant un tube multigrille à l'intérieur duquel il se produit une cathode virtuelle, deux grilles de commande correspondant par rapport aux cathodes réelle et virtuelle, sont accouplées ou reliées l'une à l'autre. Ce mode de construction permet donc de réaliser une réduction appréciable ou même une suppression complète des variations de capacité et/ou des amortissements d'entrée pour toutes les fréquences. Ainsi, par exemple, dans un tube-hexode pouvant servir à l'amplification d'oscillations à haute fréquence, la première,et la troisième grille (comptées à il\
<Desc/Clms Page number 5>
partir de la cathode à incandescence) sont reliées directement l'une à l'autre.
Il est aussi possible d'accoupler ces grilles entre elles par l'intermédiaire de résistances, de self-inductances et de condensateurs, auquel cas il est possible d'appliquer aux grilles des tensions de polarisation différentes.
Un tube réalisé conformément à l'invention, est re- présenté schématiquement sur la fig. 2 qui montre une cathode à incandescence 10, des grilles il, 12, 13 et 14 et une anode 15.
Les grilles 12 et 14 peuvent être des grilles-écrans et être maintenues à un potentiel positif. Ces grilles peuvent être re- liées entre elles de la manière connue à l'intérieur du tube et, conformément à l'invention, les grilles 11 et 13, qui font of- fice de grilles de commande, peuvent également être reliées l'une à l'autre. En service, il se produit entre les grilles 12 et 13 une cathode virtuelle de sorte que les électrodes 10, 11 et 12 forment un système-triode non-saturé et les électro- des 13, 14 et 15 l'autre système-triode qui travaille dans la région de saturation de la cathode virtuelle.
:Le calcul exact des,électrodes permet de supprimer complètement l'amortissement se produisant en raison du temps de passage des électrons, ainsi que la variation de la capaci- té.
Bien qu'on ait décrit ci-dessus un mode de réalisa- tion bien défini, il est clair que l'invention peut être ap- pliquée à plusieurs autres modes de construction. Ainsi; il n'est pas nécessaire d'utiliser seulement quatre grilles.
<Desc / Clms Page number 1>
Device comprising a multigrid discharge tube
The invention relates to a device comprising a multigrid discharge tube and its object is to reduce the input damping and the variations in gate capacitance for different voltages of the control gate.
The principle of the invention is based on the following considerations :.
Consider a triode in which a flow of electrons flows, along the control grid, from the cathode to the anode. As a result of the passage of the negative charge along the control gate, a certain positive charge is electro-statically induced on this gate, this charge, being a function of the intensity of said negative charge, that is - @
<Desc / Clms Page number 2>
ie electronic flow. The cathode and the control grid must therefore be regarded as the arches of a capacitor.
As long as the flux does not pass, the gate has a negative charge which varies in proportion to the gate voltage, the curve of this charge having, consequently, the appearance of a straight line. If, however, the flux is passing, a space charge occurs, which results in a positive charge being induced on the gate, and if the triode shows saturation phenomena, an increase in current does not occur. occurs more for a certain value of the voltage of the control gate so that the induced charge also decreases, as the speed of the electrons increases and, as a result, there is less space charge.
Due to the space charge and saturation phenomena, the variations in capacitance produced for a variation in the gate voltage are therefore not constant, as would be the case if the variation in the induced load were proportional to the variation of the negative grid voltage, but at the beginning, i.e. for a high value of the negative grid voltage, these variations are large and finally they decrease to reach a minimum value in the saturation region the flow of electrons.
For high frequencies one comes up against disadvantages due to the transit time of the electrons, because in this case the space charge can no longer follow the variations of the high frequencies exactly. This has the result that the capacitance existing between the grid and the cathode is no longer carried by an exactly dewatted current, but rather a phase shift occurs, so that a watted component occurs. According to variations in existing capacity
<Desc / Clms Page number 3>
between the grid and the cathode, the damping of the input circuit will be positive or negative. These phenomena give rise, however, to drawbacks, inter alia, in connection with the tuning of the gate circuit, and, as a result of the negative damping, unfortunate self-oscillation phenomena may occur.
All this will be explained in detail with reference to Figures 1a-1d.
In fig. la, 1 designates the anode current-gate voltage characteristic curve of a saturated triode and in FIG. lb the charge Q in the electronic space is represented as a function of the gate voltage-Vgl. If space charge and saturation phenomena did not occur, the charge would vary along line 2. In practice, however, space charge does occur when a flow of electrons begins to flow. pass, so that Q increases faster, i.e. not proportionally to -Vgl. In the vicinity of the saturation region, however, the electron flux no longer increases so that Q also increases less strongly.
In fig. 1c, line 4 represents the constant capacity corresponding to the case to which line 2 applies.
However, due to the production of the space charge the capacity C is not constant but varies along line 5 which shows the degree of the variation of the capacity according to the irregularity of the increase in the load. Q. At first this load increases sharply, then more slowly along line 3. Here the formula C = dQ / dV applies. At the limit of g the region of cathodic current saturation where ¯ the space charge becomes constant, so that curve 3 is again parallel to 2, the change in capacitance with respect to line 4 has again become null (point 6) to become
<Desc / Clms Page number 4>
then negative due to the less steep slope of the curve 3.
In fig. 1d, curve 7 represents the variation in damping which is proportional to the variation in capacity 5 or at least is closely related to the latter variation.
In most cases, the operation is carried out on unsaturated triodes, the working region of which is therefore situated to the left of line 8, so that appreciable disadvantages due to the aforementioned effect are not encountered.
In the tubes in which there is produced a virtual cathode whose quantity of electrons depends on a previous control grid, it is, however, a question of these saturation phenomena so that in this case we operate in the region to the right of line 9.
In a tube of this kind, for example an amplifier hexode tube, which can be regarded as two triodes of which one operates in the unsaturated region of an incandescent cathode and the other in the saturated region of a virtual cathode, it is therefore found that for the corresponding control gates of the two triode systems, the course of the phenomena mentioned above is exactly the opposite.
According to the invention, in a device comprising a multigrid tube inside which there is a virtual cathode, two control gates corresponding with respect to the real and virtual cathodes, are coupled or connected to one another. other. This method of construction therefore makes it possible to achieve an appreciable reduction or even a complete elimination of variations in capacitance and / or input damping for all frequencies. Thus, for example, in a tube-hexode which can be used for the amplification of high-frequency oscillations, the first, and the third grid (counted at il \
<Desc / Clms Page number 5>
from the incandescent cathode) are connected directly to each other.
It is also possible to couple these gates to each other by means of resistors, self-inductors and capacitors, in which case it is possible to apply different bias voltages to the gates.
A tube produced in accordance with the invention is shown schematically in FIG. 2 which shows an incandescent cathode 10, grids 11, 12, 13 and 14 and an anode 15.
The grids 12 and 14 can be screen grids and be maintained at a positive potential. These grids can be connected together in known manner inside the tube and, in accordance with the invention, the grids 11 and 13, which serve as control grids, can also be connected to one another. to the other. In use, a virtual cathode occurs between the gates 12 and 13 such that the electrodes 10, 11 and 12 form an unsaturated triode system and the electrodes 13, 14 and 15 the other triode system. works in the saturation region of the virtual cathode.
: The exact calculation of the electrodes makes it possible to completely eliminate the damping which occurs due to the passage time of the electrons, as well as the variation of the capacitance.
Although a well-defined embodiment has been described above, it is clear that the invention can be applied to several other embodiments. So; it is not necessary to use only four grids.