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DISPO@ITIFS D'ACCOUPLEMENT FOUR
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CItcCUTTa ELECTRIQUES à 1ïAUI'E FI-d±0.UEliOE -D'invention se rapporte à des circuits d'accord pour courant à haute fréquence utilisant des inductances dont les noyaux sont formés d'une matière magnétique isolée et compressée.
Dans lescircuits d'accord pour courant à haute fréquence, tels que par exemple les circuits à fréquences intermédiaires utilisés dans les récepteurs radiophoniques superhétérodynes, le réglage à la fré-
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quence voulue peut être lait au moyen de conôeubatoura ajustables, mais par suite de l'instabilité qu'offrent ces appareils avec le temps
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et avec les variations de température, on a récemment cherché en pratique à faire varier l'accord en modifiant l'inductance par l'emploi de noyaux magnétiques réglables.
La pratique a démontré que des réglages de ce genre restent constants aveo le temps, et les variations de l'inductance (ordinairement positives) qui peu- vent se produire avec la température, peuvent être oompensées par l'emploi de certaine forme de condensateur en céramique ayant des variations négatives avec la température.
Un des buts de l'invention est de prévoir des inducteurs qui, lorsqu'ils sont réglés à différentes valeurs de l'inductance, ne changent pas leur qualité électrique ordinairement exprimée par le terme Q = #L/R.
Suivant un des faits caractéristiques de l'invention, le rapport du diamètre du noyau au diamètre effectif de la bobine est égal au rapport P' - 1 à # - 1 dans lequel P' est' le rapport de l'inductance maximum de la bobine avec le noyau fait de matière ma- gnétique à l'inductance de la même bobine sans noyau magnétique, tandis que # est la perméabilité effective du noyau.
Pour une forme donnée de bobine et pour un genre donné de conducteur utilisé dans la bobine, la relation de la résistance à haute fréquence R et l'inductance L d'une bobine sans noyau magnéti- que, comprenant une série de spires dans l'enroulement, peut être représentée empiriquement par l'équation :
R = kL3/2.
Il s'ensuit que si les inductances diminuent, les pe'rtes de la bobine diminuent d'une valeur plus grande. On voit donc que la valeur d'une bobine sans noyau magnétique peut être améliorée en réduisant d'abord le nombre de tours, ce qui réduit la résistance à une valeur plus grande que l'inductance, puis en rétablissant l'in- ductance à sa valeur primitive par l'insertion d'un noyau magnétique convenable, pourvu que la présence du noyau-n'accroissent pas la ré- sistanae à haute fréquence par l'introduction de perte due à des ef- fets de Foucault ou autres. Les noyaux magnétiques formés d'une ma- tièe isolée et oompressée sont bien connus en oe que les pertes sont
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inappréciables.
Il est évident que si ce procédé est suivi afin d'obtenir une bobine d'inductance donnée et de valeur Q, le retrait partiel du noyau ne changera pas la qualité de la bobine.
Afin d'obtenir un effet de ce genre, certaines relations entre la bobine et les sections transversales du noyau doivent être observées avec précision. Si on désigne par P' le rapport de l'in -ductance de la bobine avec le noyau à la position maximum avec l'in -ductance de la bobine sans noyau magnétique, on peut démontrer que
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p, A+a(-1) oû # est la perméabilité effective du noyau, tandis que A et a sont respectivement les sections transversales effectives de la bobine et du noyau.
Il s'ensuit donc que
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a Pt - 1 g -
En pratique on a trouvé qu'afin d'obtenir une valeur de
Q constante pour une fréquence de l'ordre utilisée comme fréquence intermédiaire dans les récepteurs superhétérodynes de radiodiffusion, par exemple pour obtenir une fréquence d'environ 450 Kc, la valeur de P' doit être environ 2, et la perméabilité apparente d'un noyau magnétique pouvant être utilisé, à cette fréquence et composér- d'une matière convenable formée de grains ayant des dimensions de 5 miorons, est de l'ordre de 8. La forme la plus simple de bobine utilisée est un enroulement à circuit ouvert avec différentes couches et avec un noyau cylindrique dont la longueur est approximativement double de la longueur de la bobine.
La perméabilité effective d'un noyau pour ce genre de construction peut être représentée par #/2 où # est la perméabilité apparente du noyau, et dans le cas considéré est donc 4.
Donc, pour cette construction a/A = 1/3. Dans un cas pratique, une bobine est enroulée avec des conducteurs Litz 12/44 sur un noyau de
1 c/m de diamètre. Pour une inductance maximum de 750 # H avec un noyau en fer, le diamètre moyen de la bobine serait de 1,5 cm. Le diamètre du noyau pour satisfaire au rapport des sections transversales doit être de 0,95 cm.
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Quand deux bobines semblables sont associées avec des -condensateurs de valeur convenable pour former des circuits réson- , nants, et sont couplées pour agir oomme un circuit filtre, ellesseront couplées de manière à fournir la sélectivité voulue aveo le gain maximum quand elles sont associées avec une valve thermoionique.
La valeur de l'accouplement connu comme accouplement "critique" est souvent employée et est caractérisée par un aplatissement du sommet de la courbe combinée de sélectivité et donnant un gain maximum, Cette valeur d'accouplement k est donnée par la formule :
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k = 1 bzz
Cette formule indique que dans des bobines à inductance réglable il est important de maintenir la valeur de % constante afin que l'accouplement reste à la valeur critique si 1''accord est changé afin d'assurer la même sélectivité.
Dans des bobines à inductance équipées avec des noyaux magnétiques, la densité du champ extérieur au noyau est plus dense près des extrémités des noyaux plut6t que dans les bobines, et il est donc important que la distance entre les noyaux soit fixée à la valeur voulue, et que des réglages d'inductance soient faits sans changer la distance entre les noyaux .
Suivant un autre fait caractéristique de l'invention, on a prévu un dispositif d'accouplement à haute fréquence dans lequel le réglage des circuits est réalisé par le mouvement des noyaux magnétiques, et dans lequel un moyen est prévu pour déplacer simultanément les noyaux des deux circuits, ainsi que pour régler séparément l'inductance de l'un des circuits.
L'invention est mieux comprise de la description suivante de deux de ses formes de réalisation montrées sur le dessin ci-joint, à titre d t exemples. Sur ce dessin :
Les figures 1 et 2 montrent deux modifications du même app areil.
Suivant la figure 1, on a montré en section un transformateur de fréquences intermédiaires pouvait être utilisé dans des récep-
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-teurs superhétérodynes de radiodiffusion. Le transformateur consiste en deux bobines 4,4 enfermées dans un réceptacle protégé 1 pourvu de saillies 2 servant à fixer le transformateur au châssis d'un poste récepteur. Chaque bobine 4 est enroulée sur un tube 5. Le tube sur lequel la bobine inférieure est enroulée estsupporté par une plaque métallique inférieure 3 du boîtier ou réceptacle 1, tandis que le tube 5, sur lequel la bobine supérieure 4 est enroulée, est supporté par une plaque mobile 9 guidée dans ce mouvement par des tiges 10 fixées à l'intérieur du boîtier 1. Une plaque fixe 11 est maintenue sur les tiges 10.
Des noyaux magnétiques 6,d'une matière granulée et compressée, sont cimentés sur une tige 7 ayant à son extrémité inférieure une partie filetée 8 qui se visse dans la plaque 3. La tige 7 à sa partie supérieure rainurée de manière à prévoir un moyen pour régler l'inductance. Une vis creuse 12 est montee sur la plaque 9 de manière à pouvoir tourner librement sur cette plaque. La vis 12 s'engage dans un trou correspondant fileté de la plaque 11 de manière qu'en faisant tourner cette vis 12, un mouvement linéaire de la bobine supérieure 4 a lieu relativement à son noyau 6. On produit ainsi un réglage de l'inductance de cette bobine 4. Chaque bobine forme, avec un condensateur associé 12, un circuit accordé.
Le circuit, comprenant la bobine inférieure 4 et son condensateur associé 13, est connectée au circuit anode d'une valve tandis que le circuit, comprenant 'la bobine supérieure 4 et son condensateur associé 13, est connecté au circuit grille ce la valve suivante.
La distance entre les deux noyaux 6 sur la tige 7 est réglée avant qu'ils ne soient cimentés à cette tige, et cette distance dépend du degré d'accouplement magnétique recherché, de la qualité électrique des bobines, de l'appromixité de l'écran, et est de préférence déterminée expérimentalement. Les inductances des bobines sont réglées à la valeur correcte comme suit. Le circuit supérieur est laissé non-accordé. La tige 7 est tournée jusqu'à ce que la position maximum soit atteinte dans le circuit anode de la valve vers la grille à laquelle le circuit supérieur est connecté, ce qui indique que le
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circuit inférieur est en accord.
La vis 12 est alors tournée de manière à amener le circuit supérieur en accord par suite du dépla- cement de la bobine en relation avec le noyau, mais cela laisse en- oore l'accouplement entre les deux bobines inchangé, tel qu'il a été déterminé par la distance entre les noyaux. Le point voulu de réglage est encore réglé par la position maximum. Après ce deuxième réglage, le procédé peut être repété pour assurer un alignement exact à la fréquence intermédiaire.
La Fig.2 montre un arrangement équivalent à celui montré précédemment mais dans lequel l'assemblage complet du transformateur constitue un ensemble plus compact. Les deux noyaux 6 sont encore connectés'entre-eux à'une distance voulue sur la tige 7 en les dépla- çant dans un'tube commun 5. La bobine.inférieure 4 est enroulée'et fixée sur le tube5 qui est cimenté à un tube 12 fileté ayant un épaulement 12a dans lequel passe une partie filetée 8 de la tige 7 supportant les deux noyaux 6.
La bobine supérieure 4 est enroulée et fixée à un tube 5à autour, du tube 5 et elle est vissée à une plaque
3 faite de matière isolante et supportant les condensateurs 10 et les bornes non-montrées, pour les connexions extérieures du transformateur.
Une plaque mobile 9 est connectée rigidement au tube 12 et est suppor- tée et guidée par des tiges 10. Entre la plaque 9 et une plaque d'assemblage supérieure 11 se trouve un ressort en spirale le. Un écrou
14 se visse sur le tube 12 au-dessus de la plaque 11, et en faisant tourner cet éorou on soulève ou on abaisse la plaque 9. La rotation de la tige 7 amène le réglage de l'inductance de la bobine 4. La rota- tion de l'écrou 14 provoque le déplacement du noyau supérieur dans la bobine supérieure 4 ,¯sans affecter le réglage de la bobine inférieure.
Les réglages décrits ne modifient pas pratiquement la valeur de l'accouplement k à cause que les noyaux restent à leur dis- tance primitivement choisie, Une autre formule pour l'accouplement k est donnée par :
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(5) k m W 2 et cette formule montre qu'afin de préserver .le même accouplement quand
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la self inductance de l'une ou de l'autre bobine ou des deux bobines est modifiée, un réajustement de l'inductance mutuelle est nécessaire. Les arrangements décrits ci-dessus assurent que l'inductance mutuelle entre les bobines n'exige seulement au'une faible correction.
Cette dernière peu, être réalisée en plaçant les noyaux 6 sur la tige 7 relativement aux bobines 4 de manière que le mouvement vers le haut de la tige 7 résulte en un mouvement du noyau inférieur pour réduire l'inductance de la bobine inférieure etaccroître l'inductance de la bobine supérieure. De cette manière le mouvement verslehaut dela bobine supérieure 4 au moyen de la vis 12 amène une diminution de l'inductance.
Cependant, si le retrait des bobines amène une diminution de la valeur Q, l'accouplement doit être arrangé de manière que l'inductance mutuelle est accrue comme l'inductance décroît afin de maintenir le même degré d'accouplement. Dans ce cas les noyaux et les bobines doivent être arrangés pour que les mouvements de réglage soient en sens opposé à ceux mentionnés précédemment.
REVENDICATIONS.
1) Bobine d'inductance réglable pour courant à haute fréquence utilisant un noyau de matière magnétique dans lequel le rapport du diamètre du noyau au diamètre effectif de la bobine est égal au rapport de P'-1 à # -1 où P' est le rapport de l'inductance maximum de la bobine avec le noyau magnétique à l'inductance de la même bobine'sans noyau magnétique, et # est la perméabilité effective du noyau.
2) Bobine d'inductance réglable pour courant à haute fréquence telle que revendiquée en 1, adaptée pour une fréquence intermédiaire accordée dans un récepteur radiophonique superhétérodyne dans lequel la surface moyenne de la bobine est trois fois la surface du noyau.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.