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CIRCUITS DE LAMPES A DECHARGE ELECTRONIQUE
La présente invention concerne des circuits de lampas à 1 décharge électronique et plus particulièrement des montages de lampes à déoharge électronique en vue d'obtenir des systèmes amplificateurs! d'ondes électriques. @
L'invention prévoit notamment, suivant l'un de ses objets, @ des systèmes amplificateurs à lampes susceptibles d'amplifier une large bande de fréquences, telle qu'une bande allant de la fréquence zéro, c.à.d du courant continu, à 30 mégaoyoles et plus.
L'invention a également pour objet de/prévoir des systèmes amplificateurs sueoeptibles d'amplifier une bande de fréquences très, large, partant pratiquement de la fréquence zéro, mais ne fournis- sant un courant de sortie que pour une bande de tensions relativement étroite et/ou prédéterminée.
L'invention a également pour objet de prévoir des systèmes amplificateurs à lampes susceptibles d'amplifier aveo un gain très
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élevé une bande de fréquences relativement basse contenant une composante de courant continu.
Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, un circuit amplificateur comprend un premier étage d'amplification comportant une électrode au moins qui présente despropriétés d'émission secondaire d'électrons et un deuxième étage d'amplification, la liaison entre ces deux étages étant assurée par une connexion conduetive directe entre la dite électrode à émission secondaire du premier étage et l'électrode ou grille de commande du deuxième étage d' amplification.
Suivant une autre caractéristique, la dite électrode à émission secondaire reliée à l'électrode ou grille de commande du deuxième étage amplificateur n'est reliée à aucune source de potentiel, non plus que cette électrode ou grille de commande.
Suivant une autre caractéristique, la résistance de charge du premier étage est constituée par la résistance spatiale cathode- électrode de contrôle de l'étage suivant.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un circuit amplificateur pour bande de fréquences très large contenant une composante de courant continu comprend une première lampe amplificatrice dans laquelle se trouve une électrode au moins qui présente des pro -priétés d'émission secondaire et une deuxième lampe amplificatrice dans laquelle peuvent se trouver ou non des électrodes à émission secondaire, la dernière électrode à émission secondaire de la première lampe étant isolée et reliée par une connexion conductrice directe à l'électrode de commande de la deuxième lampe amplificatrice, et les tensions relatives étant déterminées de telle manière qu'en cours de fonctionnement cette électrode de commande soit positive par rapport à sa cathode.
Suivant une autre caractéristique de l'invention,un circuit amplificateur plus particulièrement utilisable pour des bandes de fréquences basses comprend une première lampe amplificatrice dans laquelle se trouve au moins une électrode à émission secondaire isolée et une deuxième lampe amplificatrice pouvant comporter ou non
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des électrodes à émission secondaire, l'électrode à émission seoondaire isolée de la première lampe étant oonductivement reliée par une connexion directe à l'électrode de commande de la deuxiè -me lampe, les tensions relatives étant déterminées de telle manière qu'en cours de fonctionnement la dite électrode de commande soit négative par rapport à sa cathode, les potentiels appliqués sur la première lampe étant relativement bas.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux structures d'électrodes amplificatrices peuvent être rassemblées à l'intérieur d'une enveloppe unique, la connexion de l'électrode iso- -lée à émission secondaire de la première structure à l'électrode de commande de la deuxième structure étant interne à. l'enveloppe.
Il est clair qu'au lieu d'une seule lampe amplificatrice, le deuxième étage pourrait comporter deux ou plusieurs lampes dont les électrodes de commande seraient toutes simultanément reliées conductivement à la dite électrode à émission secondaire.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, dans un circuit à deux lampes tel que défini ci-dessus,une résistanoe peut être insérée dans la connexion de sortie de l'électrode collectrice d'électrons ou l'électrode écran de la première lampe. La caracté- ristique oourant-tension de l'ensemble serait alors telle que l'on obtiendrait à la sortie un oourant de forme prédéterminée n'existant que dans une gamme de tensions définie,qui peut être très restreinte,
L'invention n'est évidemment pas limitée à un oirouit à deux lampes mais peut trouver des applications dans des circuits à nombre de lampes supérieur, les connexions entre les lampes étant réalisées comme décrit ci-dessus.
Ces caractéristiques et d'autres encore seront exposées en détail dans la description suivante d'exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente un mode de couplage de deux lampes à décharge électronique suivant une caractérostique de l'invention;
La figure 2 représente un exemple de circuit d'amplificateur suivant certaines caractéristiques de l'invention, dont une caraotéristique gain fré quence est donnée sur la figure 3;
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La figure 4 représente schématiquement une disposition de deux structures amplificatrices incorporées dans une enveloppe uni -que suivant une caractéristique de l'invention; et,
La figure 5 représente un autre exemple de circuit amplifi -cateur suivant certaines caractéristiques de l'invention, plus particulièrement disposé pour fournir un courant de sortie de la forme représentée sur la courbe de la figure 6.
Dans la figure 1, à laquelle on se référera, une lampe à décharge électronique 1 est représentée comme/comprenant une cathode 2, une grille ou électrode de commande 3, une électrode traitée pour présenter des propriétés d'émission secondaire d'électrons 4 et une électrode collectrice ou écran 5. une deuxième lampe à décharge électronique 6 est représentée comme comprenant une cathode 7, une électrode de commande 8, une autre électrode émissive ou non 9, et une anode ou plaque 10.
Une connexion conductrice 11 est prévue suivant une caracté -ristique de l'invention pour relier directement l'électrode à émis -sion secondaire 4 de la première lampe 1 à l'électrode de commande 8 de la deuxième lampe 6.
Les diverses électrodes des deux lampes sont susceptibles de recevoir des polarisations et alimentations appropriées à leurs fonctions respectives, de manière que chaque/lampe fonctionne comme amplificateur, à l'exception des électrodes 4 et 8 réunies par la connexion 11. D'ailleurs, on doit comprendre que les électrodes indiquées ne sont que les électrodes strictement nécessaires et que d'autres électrodes peuvent leur être ajoutées suivant les buts reoherohés. Par exemple, chaque lampe peut contenir des électrodes écrans ou de suppression additionnelles et autres, ou même peut consister en une structure amplificatrice par émissions secondaires suc -oessives d'électrons, l'électrode 4 étant dans ce cas de préférence la dernière électrode émissive dans la structure .
Dans tous les cas, la tension à amplifier est appliquée sur la grille ou électrode de commande 3 de la première lampe 1. La plaque 10 de la deuxième lampe 6 peut servir d'électrode de sortie, une
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impédance de sortie lui étant reliée et une source de tension étant appliquée à travers cette impédanoe de sortie sur cette plaque 10.
Les autres électrodes peuvent être à des potentiels fixes, en particulier l'électrode collectrice d'électrons 5 de la lampe 1. un telamplificatue n'ayant qu'un couplage par résistance pourra transmettre la fréquence dite zéro et est.également sucep- tible de transmettre des bandes de fréquences très larges. En effet, le système isolé constitué par l'électrode 4 et l'électrode 8 est relié aux autres électrodes des lampes par sa capacité avec ses électrodes et par les résistances internes opposées aux courants électroniques qui l'atteignent. il tend ainsi à prendre un potentiel d'équilibre commandé par le contrôle dans la lampe 1, le oontr6le dans la lampe 6 étant assuré par les variations de ce poten- tiel d'équilibre.
Lorsqu'un courant électronique atteint l'électrode 4, il est multiplié par cette électrode et le courant résultant est absorbé par l'électrode 5. L'électrode 4 fournissant un courant électronique au circuit extérieur au système isolé, il est nécessaire qu'un égal apport de courant électronique se produise en . une région du système isolé 4-8. cet apport ne pourra s'effectuer que de la cathode 7 de la lampe 6 à l'électrode 8 qui doit reoevoir un courant égal à celui qui est fourni par l'électrode Par con séquent, le système ne pourra fonctionner que si la grille de la deuxième lampe 6 reçoit un courant électronique. Le système isolé 4-11-8 étant équipotentiel, ce potentiel sera donc légèrement positif par rapport à celui dela cathode 7.
L'équilibre est bien établi puisque, pour un courant oonstant de la première lampe, le.,potentiel de l'électrode 8 de la deuxième lampa 6 correspondant à une absorption de courant égale au courant fourni par l'électrode 4 est parfaitement défini par les caractéristiques de la deuxème lampe.
Lorsque le courant de la première lampe varie, le courant fourni par l'éleotrode 4 varie en même temps et le potentiel d'équilibre suivra les variations de ce derniar courant. Ainsi, le potentiel de l'électrode 8 est commandé par le courant de l'électrode 4, la liaison est donc effective en cours de fonctionnement, Cette
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liaison sera en conséquence valable quelle que soit la fréquence des variations de courant de l'électrode 4 et par suite, le système fonctionnera à toute fréquence, et même à la fréquence zéro ou autres fréquences très basses jusqu'aux fréquences très élevées.
Si un signal de e volts est appliqué sur l'électrode de commande 3 de la lampe 1, le potentiel de l'électrode de commande 8 de la lampe 6 varie de E volts et le gain de la liaison est de E/e.
Ce rapport peut être exprimé en fonction de la pente de la première lampe; 1 et d'une résistance de charge définie comme étant l'inverse de la pente de consommation de l'électrode de commande 8 de la deuxième lampe 6, par le fait que cette résistance seule entre en jeu, la résistance entre l'électrode à émission secondaire 4 de la lampe 1 et l'électrode collectrice 5 de cette lampe étant suffisamment élevée pour pouvoir être négligée devant la résistance de charge.
Un circuit présentant le fonctionnement et les avantages qui viennent d'être exposés est représenté sur la figure 2 des dessins. Dans ce circuit, les notations de la figure 1 ont été conservées, mais pour plus de précision, on a représenté, à titre d' illustration, des lampes présentant une structure identique et pourvue d'électrodes additionnelles 12 et 13. Les différentes pola -risations fixes des électrodes autr. s que 4 et 8 sont fournies par des batteries 14,15 et 16. Le signal est appliqué sur l'électrode de commande 3 de la première lampe aux bornes d'entrée 17 et la sortie est prise aux bornes 18 de l'électrode 10 analogue à l'électrode 4 de la première lampe.
Cette électrode 10 peut d'ailleurs être reliée par une connexion conductrice directe à une électrode de commande d'une autre lampe à la manière dont les électrodes 4 et 8 sont reliées entre elles, un fonctionnement analogue à celui des deux premières lampes étant obtenu entre la deuxième lampe et la troisième lampe éventuelle.
Dans le cas où la caractéristique de grille 8 de la lampe employée peut être considérée comme rectiligne pour des variations de tension relativement grandes, la pente est donc constante, et par suite la résistance de charge de liaison est indépendante de
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l'amplitude du signal initial appliqué sur l'électrode de oommande 3 de la première lampe dans cette gamme de tensions.
La figure 3 représente un exemple de courbe caractéristique gain-fréquence qui peut être obtenue avec le circuit de la figure 2.
Comme on le voit, cette caractéristique est particulièrement plate sur une gamme étendue de fréquences. Dans l'exemple de réalisation pour lequel cette courbe a été tracée, la résistance de charge de liaison était de 500 ohms, la pente de consommation de l'électrode 8 étant de 2 mA/volts, Le gain est sensiblement constant à une va -leur de 29 décibels jusqu'à 27 mégacycles par seoonde à moins de 1 db près. L'impédance aux bornes de sortie 18 avait une valeur de 600 ohms. Il est clair que ces valeurs sont données seulement à titre d'illustration et que la qualité de l'amplificateur dépend des pentes et des capacités parasites des lampes employées.
Un tel circuit permet d'amplifier, comme susdéorit, de très larges bandes de fréquences,mais toutefois, il peut s'introduire une limitation par le fait des capacités parasites dans la connesion des lampes 1 et 6. Ces capacités parasites consistent dans/la somme des capacités de sortie de la lampe 1, d'entrée de la lampe 6 et de la connexion 11. On peut toutefois agir sur la capacité de la connexion 11, en disposant le système complet de manière que cette connexion 11 soit aussi réduite que possible.
De manière à rendre cette connexion aussi courte que possible, l'invention prévoit également, suivant certaines caractéristiques, de monter les ceux structures des lampes 1 et 6 à l'intérieur d'une enveloppe unique avec une disposition d'électrodes telle que cette connexion soit particulièrement réduite.
Une telle disposition uni -que à connexion interne est indiquée sohématiquement sur la figure 4 mais il est clair que toute disposition particulière d'électrodes à l'intérieur de l'enveloppe 20 peut être réalisée de manière à assurer une liaison 11 directe entre les deux électrodes 4 et 8, des moyens de mise sous écran étant prévus, comme indiqué en 21, pour éviter des interférences entre les lampes, avec toutes les précautions connues pour assurer un fonctionnement satisfaisant de l'ensemble à des fréquences élevées.
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un tel dispositif avec lampes séparées ou réunies dans une enveloppe commune, ou marne avec un nombre de lampessupérieur à deux, présente un taux de distorsion relativement faible, cette dis- torsion pouvant de plus être réduite de manière connue au moyen de circuits d'alimentation en retour entre l'étage de sortie et l'étage d'entrée de l'amplificateur.
Pour réaliser un amplificateur pouvant amplifier une large bande de fréquences, suivant des caractéristiques de l'invention, les tensions fixes appliquées sur les/électrodes autres que les élec -trodes de couplage 4 et 8 peuvent être réglées à des ensembles de valeurs donnant des résultats désirés.
Suivant certaines caracté- ristiques de l'invention, pour réaliser un amplificateur à large bande particulièrement disposé pour l'amplification des très hautes fréquences en raison de la grande pente des lampes utilisées et des très faibles capacités parasites introduites par le mode particulier de liaison prévu entre les deux lampes,lesdiverses tensions sont ajustées à des valeurs telles que l'électrode 8 de la deuxi ème lampe
6 soit positive par rapport à sa cathode 7 et consomme par consé- quent un courant important. La sortie peut alors être réalisée comme dans la figure 2 sur l'électrode collectrice 10 de la deuxieme lampe reliée à la source haute tension par l'intermédiaire d'une résistan- ce ajustable.
Suivant d'autres caractéristiquesde l'invention, les diver -ses tensions peuvent être réglées de manière que l'électrode de com -mande 8 soit négative par rapport à. la cathode 7 et par suite ne con -somme qu'un courant très faible. Les tensions de la première lampe 1 sont alors prévues à des valeurs faibles afin d'obtenir un équilibre stable entre le courant émis par l'électrode 4 et le courant reçu sur l'électrode 8 et on réalise ainsi un amplificateur à courant continu à gain très élevé, convenant plus particu lièrement à l'am- plification d'une bande de fréquences relativement basses (par exem- ple jusqu'à quelques centaines de kilocycles par seconde) y compris la composante de courant continu.
Dans ces deux cas, les réglages peuvent être tels que la
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courbe caractéristique gain-fréquence présente une forme analogue à celle représentée sur la figure 3.
Si maintenant, suivant une autre caractéristique de l'inven -tion, une résistance ou impédance est insérée dans la connexion de l'électrode collectrice ou écran de la lampe 1, comme indiqué en 20 sur la figure 5, la caractéristique courant de sortie-tension de commande de l'ensemble présentera une forme particulière comme représenté sur la courbe de la figure 6, qui représente une telle oaractéristique. Le murant ne passe que dans un intervalle de tensions de commande qui peut être assez restreint et s'annule complè- tement en dehors de cet inte rvalle.
Dans le circuit donné sur la figure 5, les lampes 1 et 6 sont analogues à celles de la figure 1 à l'exception des électrodes additionnelles 12 et 13 polarisées par des batteries 21 et 22, tandis que la cathode 7 est polarisée par la batterie 23, une batterie 24 étant connectée à l'impédance 20 et une source de tension 25 à l'électrode de sortie 10 de la lampe 6 à travers l'impédance de char -ge connectée entre les bornes 18.
Dans l'exposé qui procède, diverses formes de lampes ont été mentionnées et montrées mais il est clair que l'invention n'est pas limitée à de telles lampes, mais peut s'appliquer à tous types de lampes appropriés, la première lampe au/moins oomportant une électrode à émission secondaire isolée. De même,) il est clair que les montages donnés ne sont pas les seuls possibles pour l'application de l'invention mais que de nombreuses autres adaptations de l'invention peuvent être envisagées sans sortir de son domaine.
REVENDICATIONS.
1 - Circuit amplificateur dans lequel un étage au moins est prévu aveo urne électrode qui présente des propriétés d'émission secondaire, caractérisé en ce que la liaison entre le dit étage et l'étage suivant consiste en une connexion conductive direote entre la dite électrode émetrrice secondaire et l'électrode de contrôle du dit deuxième étage.
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