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PERFECTIONNEMENTS AUX AMPLIFICATEURS PAR TUBES A VIDE, ,EN VUE NOTAMMENT DE LEUR EMPLOI COMME SURVOLTEUR-DEVOLTEUR,
STABILISATEUR DE TENSION.
L'invention concerne des perfectionnements aux montages d'amplification par tubes à vide, pour courant alternatif, du genre étage de puissance à transformateur de sortie.
Elle a pour but surtout de permettre la reproduction, à l'ai- de de pareils montages, savoir au secondaire de leur transformateur de sortie, en vue notamment de leur emploi comme appareil survolteur dévolteur, stabilisateur automatique de tension, approximativement en grandeur et en phase, et au rapport de transformation près, d'une tension alternative appliquée au circuit grille de l'ampli- ficateur, et oela indépendamment de la valeur et de la nature du débit de ce transformateur, ce dernier pouvant fonctionner aussi bien en générateur qu'en récepteur d'énergie.
A cet effet elle consiste, principalement, dans les montages d'amplification du type défini comprenant un ou des tubes d'ampli- fication à grille de contrôle unique, à utiliser comme tension
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alternative d'attaque grille-cathode, une tension qui est sensi- blement égale à la différence vectorielle, éventuellement ampli- fiée, entre la composante alternative de la tension plaque-catho- de du tube'correspondant et la tension alternative qui est à reproduire, au rapport de transformation près, au secondaire du dit transformateur de sortie et, dans ceux de ces montages compre- nant un ou des tubes à plusieurs grilles de contrôle, à utiliser comme tensions alternatives d'attaque grilles-cathode, des ten- sions telles que l'action de contrôle résultante qu'elles déter- minent soit la même que celle qui,
dans le cas des tubes à grille de contrôle unique, est due à la dite différence vectorielle.
Elle consiste également, dans un montage d'amplification du genre défini, à prévoir un circuit de liaison, de préférence pour courant alternatif, et par exemple par capacité-résistance ou capacité-transformateur, couplé au circuit grille recevant la tension à reproduire de façon que la composante alternative de la tension plaque-cathode soit transmise au dit circuit grille.
Elle consiste encore, lorsque les dits montages d'amplifi- cation sont utilisés comme appareils survolteurs-dévolteurs, pour la stabilisation automatique d'une ou d'un système de tensions, par exemple de la tension d'un réseau mono ou polyphasé, à rendre les tensions alternatives reproduites par les dits montages éga- les, à une petite quantité près, aux écarts, changés de signe, que présentent les coordonnées symétriques du dit système, au point d'utilisation, par rapport aux valeurs qu'on désire leur assigner, en particulier à rendre les tensions alternatives à reproduire que reçoivent les circuits grille des dits montages dépendantes des coordonnées symétriques du système, à l'aide de liaisons électriques agencées de manière que les tensions à re- produire qu'elles déterminent dans les dits circuits soient sen- siblement égales aux écarts,
changés de signe, et convenablement amplifiés, que présentent les coordonnées symétriques du système, au point d'utilisation, par rapport aux valeurs qu'on désire leur assigner.
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Une des caractéristiques importantes des montages d'amplifi- cation suivant l'invention est que la tension reproduite au trans- formateur de sortie n'est pas sensiblement modifiée lorsque ce transformateur fonctionne en charge, soit comme générateur, soit comme récepteur, car l'apparition du courant secondaire entraine une variation de la tension au primaire du transformateur, donc une variation de la composante alternative plaque-cathode, laquel- le, transmise à la grille du tube par le circuit de liaison, pro- voque à son tour un changement du courant primaire qui tend à fournir les ampères tours antagonistes.
Dès lors, la variation résultante de la tension au primaire due au courant secondaire, provient de la variation de la tension alternative d'attaque grille-cathode qui se produit pour que, sous sa tension effective de plaque, letube soit traversé par le courant primaire correspondant. Or, selon l'invention, cette tension d'attaque est sensiblement égale à la différence vecto- rielle entre la composante alternative de la tension plaque-catho- de et la tension alternative à reproduire.
Donc cette composante, qui est aussi la tension au primaire du transformateur de sortie, , ne diffère vectoriellement de la tension à reproduire que de la dite tension d'attaque, variable avec le courant secondaire, mais par rapport à laquelle la tension à reproduire peut être rendue grande en choisissant convenablement le rapport de transformation.
Conformément à l'invention, cette différence vectorielle pourrait encore être réduite enamplifiant convenablement la ten- sion d'attaque grille-cathode.
Et afin que l'invention puisse être bien comprise, elle sera décrite ci-après plus en détail, en s'aidant des dessins annexés, dans lesquels: Fig.l montre, d'une manière plus ou moins schématique, un montage d'amplification conforme à l'invention;
Fig.2 illustre une variante du montage de la fig.l;
Fig.3 montre, d'une manière analogue à la fig.2, un montage push-pull;
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Fig.4 montre une disposition applicable dans le cas où la ten- sion à reproduire se compose de plusieurs tensions partielles;
Fig. 5 montre l'application d'un montage d'amplification selon l'invention comme appareil survolteur-dévolteur, pour la stabili- sation automatique de la tension d'un réseau monophasé ;
Fig.6 montre cette application à un réseau triphasé sans point neutre;
Fig.7 montre une variante d'application pour un réseau tripha- sé, avec ou sans neutre.
En se référant tout d'abord à la fig.l, 1 désigne un tube à vide, qui est monté dans un circuit 2, comprenant une source de courant continu d'un genre quelconque, telle la batterie 3 (les moyens de chauffage de la cathode étant omis) et, dans le circuit plaque, le primaire 4 d'un transformateur, aux bornes du secondai- re 5 duquel on désire faire apparaitre une tension alternative déterminée.
6 désigne le circuit de grille, comprenant une source de pola- risation 7, dinsi que des moyens, schématisés par les bornes 8 et 9, permettant d'y appliquer la tension à reproduire, et 10 est un citcuit à capacité et résistance, qui est couplé d'une part avec le circuit 2 et d'autre part avec le circuit 6, comme il est représenté.
Dans ces conditions, si une tension alternative est appliquée dans un sens convenable entre les bornes 8 et 9, une tension apparait en 11, qui sst transmise également par 10 au circuit 6, de sorte qu'en définitive la tension appliquée à la grille est constituée par la différence vectorielle entre la composante alternative de la tension plaque-cathode et la tension alterna- tive à reproduire.
La différence ci-dessus peut être aussi petite qu'on le voudra, car il suffira de l'amplifier convenablement, à l'aide par exemple d'un amplificateur 12, avant de l'appliquer à la grille du tube, en vue d'obtenir une valeur appropriée de fonc- tionnement.
Dès lors, on peut engendrer, avec une approximation voulue,
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dans le primaire 4 du transformateur de sortie, une tension alter- native donnée qui sera reproduite, au rapport de transformation près, aux bornes du secondaire 5, et cela,pour les raisons expo- sées précédemment, indépendamment de la valeur et de la nature du débit du transformateur.
On comprendra que la tension à reproduire, de même que la composante alternative plaque-cathode, ne/doivent pas nécessaire- ment être appliquées directement au circuit 6, et dans la figure 2 on a illustré un montage dans lequel cette application s'effec- tue par l'intermédiaire de transformateurs.
Dans cette figure, les références 1,2,3,4 et 5 désignent respec- tivement les mêmes éléments que dans la fig.1, Le circuit 10 comprend la capacité 0 et le primaire d'un transformateur de cou- plage, dont le secondaire 13 est branché dans le circuit de la grille du tube 1. Ce circuit comporte encore, outre la source de polarisation 7, le secondaire 14 d'un transformateur d'attaque, dont le primaire 15 reçoit à ses bornes la tension à reproduire.
Comme dans la fig.l, la source de chauffage de la cathode du tube 1 n'est pas représentée. Les connexions des enroulements des transformateurs de couplage et d'attaque sont faites en tenant compte des sens des tensions alternatives y développées.
Le fonctionnement général du système est analogue à celui dé- crit pour la figure 1, et de plus amples explications ne parais- sent pas nécessaires.
Dans la fig.3, le système est agencé en montage push-pull, le couplage étant celui de la fig.2.
La tension à reproduire est fournie au primaire d'un transfor- mateur d'attaque, dont le secondaire est relié aux secondaires des transformateurs de couplage, en sorte que Indifférence entre la composante alternative plaque-cathode, amplifiée par le trans- formateur de couplage, et la tension à reproduire, amplifiée par le transformateur d'attaque, est fournie à la grille de chaque tube.
Le point commun 16 du secondaire du transformateur d'attaque est convenablement polarisé par une source 17 appropriée. 3 est , -
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la source de courant continu ayant la même fonction que dans les figs. 1 et 2.
Dans ce qui précède, on a considéré le cas de tubes à grille de contrôle unique, mais l'on observera que l'on pourrait aussi bien avoir recours à des tubes à plusieurs grilles de contrôle,les tensions composantes de la différence vectorielle étant appliquées à des grilles de contrôle différentes.
Dans de nombreux cas d'application, la tension à reproduire peut ne pas être une tension simple, mais se composer effectivement de plusieurs tensions partielles, notamment lorsqu'on se propose la correction des écarts des coordonnées symétriques, directes, inverses et homopolaires d'un système de tensions.
Dans¯ce cas, ainsi qu'illustré dans la fig. 4, dans laquelle on a supposé, exemplativement, l'utilisation d'un montage push- pull, les tensions partielles à reproduire sont appliquées aux primaires 18,19 et 20 de transformateurs dont les secondaires, comportant chacun deux enroulements, 21-21a, 22-22a, 23-23a res- pectivement, sont montés en série à partir du transformateur 18/21-21a, dont le point commun 24 est relié à la source de pola- risation 17 correspondant à la source 17 du montage de la fig.3, les sorties 25 et 26 étant branchées respectivement en A et B dans cette figure.
L'attaque s'effectue alors à l'aide de la résultante vectoriel- le des tensions partielles.
Une application intéressante de l'invention est la stabilisa- tion d'une ou d'un système de tensions, par exemple de la tension d'un réseau mono ou polyphasé.
Dans ce cas on a recours, en même temps qu'à un ou des dispo- sitifs suivant l'invention, propres chacun à reproduire une ten- sion donnée, à des appareils constitués de façon à fournir auto- matiquement des tensions sensiblement égales ou proportionnelles aux écarts, changés de signe, que présentent les coordonnées symétriques du système, par exemple du réseau, au poitn d'utilisa- tion, par rapport aux valeurs désirées des dites coordonnées, et on se sert des tensions ainsi produites, convenablement amplifiées,
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comme tensions à reproduire dans les dispositifs suivant l'inven- tion, ce qui conduit à obtenir aux secondaires des transformateurs de sortie des tensions qui, à de petites quantités près, compen- sent les dits écarts.
La fig. 5 montre l'agencement d'un survolteur-dévolteur destiné à stabiliser la tension d'une source ou d'un réseau monophasé.
Dans cette figure, 27 est un tronçon du réseau, 28 un filtre amplificateur de type connu, ou l'équivalent, dont l'agencement ne fait pas partie de l'invention, capable de fournir automatique- ment aux bornes d'attaque d'un dispositif 29 selon l'invention, par exemple aux bornes 1,11 et III d'un dispositif selon la fig.3, soit en Ia, 11a et IIIa, une tension alternative sensiblement égale à l'écart, changé de signe, et convenablement amplifié, que présente, par rapport à la valeur désirée, la tension du réseau au point considéré. Le secondaire du transformateur de sortie du dispositif 29 est monté en série dans le réseau 27, auquel le filtre 28 est raccordé par les conducteurs 30 et 31. 17 et 3 sont respectivement la source de polarisation et de courant continu pour le dispositif 29.
La tension disponible aux bornes de sortie du -survolteur- dévolteur étant égale, à une Réaction près,à l'écart, changé de signe, de la tension du réseau par rapport à sa tension désirée, cette dernière tension sera stabilisée à cette fraction près, qui pourra être d'autant plus petite que le coefficient d'amplifica- tion du filtre 28 est plus élevé.
Si le réseau au lieu d'être monophasé est un réseau triphasé, par exemple sans point neutre, on pourra stabiliser les tensions de ce réseau à l'aide de dispositifs selon l'invention, en adop- tant par exemple, le montage de la fig.6. -
Dans cette figure, 32 et 33 désignent respectivement le primaire et le secondaire d'un transformateur principal, monté en triangle, les cotés du secondaire étant'ouverts pour monter dans chacun d'eux, de la même manière que dans la fig.5, un appaeil survolteur-dévolteur comprenant un filtre tel que 28 et un dis- @
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positif 29 aveclles liaisons Ia, IIa, et IIIa, et 30-31, ainsi que les sources continues 3 et 17 indiquées dans cette figure.
Les sources 3 et 17 pourraient bien entendu être communes.
La stabilisation de la tension résultante dans chaque côté du triangle est assurée de la même manière que précédemment, et l'on obtient ainsi un système triphasé symétrique de tensions de valeurs sensiblement constantes.
Le montage de la fig.6 exige l'emploi d'un transformateur principal 32-33 ce qui peut être tout au moins une sujétion, que l'on évite en adoptant un montage selon la. fig.7, applicable à un réseau triphasé avec ou sans neutre, et dans lequel les systè- mes survoleurs-dévolteurs sont montés en série dans chaque phase.
Les dispositifs suivant l'invention 34,35, 36, sont associés à des filtres amplificateurs 37, montés en série et propres, pour chaque dispositif de phase 34,35, 36, à fournir une tension d'atta- que qui est formée de la résultante des tensions alternatives sen- siblement égales, respectivement, aux écarts, changés de signe, et convenablement amplifiés, que présentent, au point d'utilisation, les coordonnées symétriques, respectivement directes, inverses et, dans le cas d'un système avec neutre, tel que représenté fig.7, homopolaires, par rapport à des valeurs désirées des dites coor- données.
Pour les dispositifs de filtrage 37, on peut utiliser tous appareils connus, ou des équivalentes, fournissant automatiquement aux bornes telles que Ib, IIb, IIIb et IVb, ou I, II et III, fig.
3, qui seraient par exemple les bornes de secondaires de transfor- mateurs d'attaque, qu'ils comporteraient, des tensions alternati- ves égales aux tensions partielles à reproduire, précitées.
Ces appareils de filtrage 37 peuvent être agencés suivant diver- ses combinaisons, et notamment réunis en un seul ensemble pour, respectivement, les composantes directes, inverses et homopolaires, voire en un ensemble unique pour toutes ces composantes. tensions-placque ainsi que la La/polarisation sont assurées par des sources quelconques, sché- matisées par des piles 3, 17, comme dans les dispositions décrites
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précédemment.
Comme il va de soi, et comme on l'a déjà laissé entendre, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux agencements plus particulièrement décrits et représentés, mais qu'elle englobe au contraire les variantes et les équivalents; notamment on pourrait au lieu de la polarisation fixe, avoir recours à la polarisation automatique ou semi automatique, et au lieu de triodes ou l'équiva- lent, utiliser des lampes à grilles-écrans, telles que, en particu- lier, des tubes à caractéristique penthode. Pour accroitre la puis- sance des dispositifs d'amplification on pourrait employer des tubes montés en parallèle.
REVENDICATIONS --------------