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Triode.
Lorsqu'on utilise des triodes dans des montages à rétroaction dans le but d'engendrer des longueurs d'ondes courtes et ultra courtes, on se heurte, pour des fréquences croissantes, à des inconvénients qui limitent la possibilité d'augmentation de la fréquence. Ceci est dû à la limitation de la durée de marche des électrons du tube et aux conditions d'adaptation du tube au circuit de charge qui deviennent plus défavorables lorsque les fréquences s'accroissent. L'élargis- sement de ces limites dans le sens des fréquences plus élevées nécessite des distances extrêmement faibles des électrodes et des tensions anodiques très élevées, afin de maintenir faible la durée de marche des électrons. De plus, il nécessite une pente convenable et partant une émission pratiquement forte.
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Le produit de la tension anodique et du courant d'émission détermine l'énergie de perte à absorber par l'anode, qui se manifeste sous forme de chaleur et qui doit être absorbée et dissipée par l'anode. Afin de maintenir faible la capacité des électrodes celles-ci sont très petites dans l'espace, de sorte que, lorsque le tube est en service, l'anode atteint des températures assez élevées pour qu'il y ait des risques de chauffage à contre-sens de la cathode et d'émission de la grille; il est nécessaire en outre de tenir compte de la dilatation thermique des électrodes et des pièces de construction.
Dans les montages à rétroaction le circuit oscillant dans la zone des ondes décimétriques n'est plus constitué par le couplage d'une self concentrée avec une capacité concentrée, mais il ne peut plus être agencé que sous la forme de système de Lecher à fils parallèle ou à fils tubulaires concentriques à capacité et inductance distribuées.
Ce fil d'accord de Lecher, couplé le cas échéant avec l'anode et la grille du tube, est chargé par la capacité des électrodes. Un montage à rétroaction de ce genre est représenté sur la Fig. 1 où l'anode est désignée par 1, la grille par 2, et la cathode par 3.
Le système oscillant de Lecher est constitué par les fils 4 et 5 munis d'un pont d'accord 6. Le fil qui amène le courant à la cathode est agencé également comme système de Lecher au moyen de fils 7 et 8 accordables à l'aide du pont 9. 10, 11, 12 et 13 désignent des constructeurs de raccordement pour la tension d'anode et de grille et pour le courant de chauffage. La répartition des chutes de potentiel sur le circuit d'oscillateur 4, 5, 6 est indiquée par les pointillés 14, la capacité des électrodes étant négligée.Le tube détermine le ventre de tension, le pont
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d'accord 6 le noeud de tension. La longueur 1 détermine donc la longueur d'onde # :# ¯ 4 #. Cette relation # ¯ 4# ne s'applique exactement qu'aux longues ondes, la capacité des électrodes pouvant être négligée.
La longueur d'accord 1 est notablement raccourcie par rapport à # dans le cas
4 des ondes décimétriques en raison de l'influence de la capacité des électrodes sous l'effet de laquelle la longueur d'accord du conducteur Lecher est raccourcie.
Ce fait gagne en importance au point de vue de la construction du tube s'il s'agit de travailler sur des ondes relativement courtes, parce qu'on doit finir par rapprocher le pont d'accord 6 assez étroitement des électrodes 1, 2 pour que la dimension externe maximum du tube dans le sens du conducteur de Lecher en soit déterminée. Dans ce cas, la relation ) + 4# est remplacée, suivant l'ordre de grandeur, par la relation dépendant de la fréquence 7 ...... 10# pour les capacités actives des électrodes d'environ 1 pF.
Pour # ¯ 50 cm cette relation nécessite une distance de # ¯ 3 cm. Dans ce cas, on suppose que les conducteurs qui amènent le courant aux électrodes sont eux-mêmes disposés dans le tube de manière à éviter des selfs indésirables et des capacités supplémentaires en ces points.
Une disposition symétrique comme celle représentée sur la Fig. 2 ayant un circuit d'oscillateur vibrant en demi- onde est plus favorable que la disposition de la Fig. 1 com- portant un circuit de Lecher vibrant en quart d'onde. 4,4' et 5,5' sont des fils du circuit de Lecher d'oscillateur munis de ponts d'accord 6 et 6'. 14 désigne la répartition des chutes de potentiel et les autres chiffres de référence correspondent à celles de la Fig.l. Des essais entrepris sur ce dispositif ont révélé qu'à une longueur d'onde de 25 cm @ --
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correspondait un intervalle entre les ponts d'accord de
Lecher 6,6' de 2 1 = 9 cm pour la capacité active des élec- trodes d'environ 1 pF.
Les méthodes de génération d'oscillations au moyen de procédés d'oscillation d'électrons (magnétron et tubes frein) permettent de produire sans inconvénient des longueurs d'onde de 10 cm au plus. Par contre, des générateurs en mon- tage à rétroaction continuent à être intéressants et présen- tent Un intérêt technique à cause de l'avantage qu'ils offrent de pouvoir modifier la fréquence d'oscillation par accord d'un circuit oscillant externe, tandis que la fréquence dans les montages frein et ceux à magnétron ne peut pas être influencée pour ainsi dire et est fixée par les tubes utilisés et par les précisions de fonctionnement fixes de ceux-ci.
L'invention a pour objet une triode pour laquelle on a tenu compte tout particulièrement des conditions et des désidérata exposés. La cathode, la grille et l'anode consti- tuent un système de forme semi-cylindrique et sont disposées sur les conducteurs d'anode et de grille qui traversent ce système et qui sont disposés parallèlement, ces conducteurs étant prolongés vers un côté ou vers les deux côtés et cons- tituant le système de Lecher oscillant de montages du genre représenté Fig. 1 et 2 tout en évitant des joints de section transversale et de distance, c'est-à-dire des instabilités de la capacité et de l'inductance et par suite de joints d'impédance caractéristiques dont l'existence peut occasion- ner des équivoques de l'accord et des pertes.
L'invention est caractérisée par des caractéristi- ques constructives particulières de ce tube dont les élec- trodes et les pièces constructives sont représentées sans ampoule sur la Fig. 3, selon un mode de réalisation possible.
4 et 5 désignent les fils de support et d'alimentation de @
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l'anode 1 et de la grille 2 et sont relias à l'extérieur d'un seul côté sous la forme de fils disposés parallèlement, La cathode 3 est disposée de préférence dans le plan des fils de support de la grille et de l'anode. Les fils de support et d'alimentation de la cathode 7 et 8 sont de préférence également reliés à l'extérieur du côté opposé, comme conducteur à fils parallèles.
Cette disposition des fils d'alimentation des électrodes permet de réaliser avantageusement un montage du genre représenté sur la Fig. 1 comportant un circuit d'oscillateur vibrant en quart d'onde. Des joints éventuels de section transversale et de distance du conducteur de Lecher 4,5 et partant également des joints d'impédance caractéristique, sont évités dans ce montage. L'élargissement de ce montage mène au mode de réalisation représenté sur la Fig. 6 selon lequel les fils de support 4 et 5 de l'anode et de la grille sont exécutés, conformément à un montage représenté sur la Fig. 2, sous la forme d'un conducteur à fils parallèles s'étendant dans tout le tube.
On a constaté que dans ce monta.ge il convient de disposer les fils d'alimentation de la cathode, qui euxmêmes sont encore exécutés sous la forme d'un conducteur à fils parallèles, de manière telle qu'ils soient situés dans le plan médian qui est perpendiculaire au plan des fils de support de l'anode et de la grille, ce qui est favorable au point de vue du découplage du circuit de chauffage du circuit oscillant.
Un mode de réalisation des électrodes et de leur position par rapport aux fils de support qui est avantageux pour les fréquences les plus élevées est représenté sur la Fig. 7. La cathode et le système de décharge de forme semicylindrique y disposés coaxialement sont perpendiculaires au plan des fils de support de l'anode et de la grille. Les fils d'alimentation de la cathode embrassent l'anode et sont exé-
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eûtes,de même que dans la disposition représentée sur la Fig.
6, sous la forme d'un conducteur à fils parallèles. L'avantage principal de cette disposition des électrodes réside dans la plus grande diminution de la longueur du tube suivant la direction des fils de Lecher qui traversent le tube.
Les ponts d'accord qui surmontent les fils de Lecher peuvent être rapprochés très étroitement du tube et des électrodes (anode et grille). On obtient ainsi la seule possibilité d'accord sur les ondes les plus courtes comprises entre environ 30 et 35 cm.
L'anode des modes de réalisation décrits de la triode qui fait l'objet de l'invention est constituée de préférence par une pièce massive ou composée en forme de boite plate de préférence en matière réfractaire et bonne conductrice de la chaleur, par exemple, en carbone, en tantale, en tungstène et plus particulièrement en molybdène. La fig. 4 est une vue en coupe des électrodes, dont une anode dudit genre. 1 désigne l'anode munie du fil de support 4. Sur l'une des faces étroites de ce corps anodique la surface anodique active présente un évidement 18 qui s'étend le long de la face étroite. La cathode 3, par exemple un filament, est disposée dans l'axe dudit évidement et la grille 2 y est disposée co-axialement.
On a déjà proposé d'utiliser une anode massive à section triangulaire disposée en regard d'une électrode de grille étendue. Cette proposition n'a pas tenu compte du fait que la forme triangulaire de la section de l'anode doit entraîner une augmentation fâcheuse de la capacité grilleanode. Par contre, dans la forme de l'anode qui fait l'objet de l'invention on a évité une augmentation de la capacité dans les zones situées en dehors du système de décharge tout en obtenant cet avantage inhérent à une anode massive que, grâce à la grande section transversale de l'anode, il s'effec-
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tue une dissipation rapide de la chaleur qui se dégage à la surface anodique par transmission.
Suivant la Fig. 4 qui représente un mode de réalisation, la grille est exécutée de préférence sous la forme d'une grille plane dont la section d'enroulement est arrondie en forme semi-cylindrique à l'une des faces étroites et qui, comme région active de la grille, contient par suite la cathode comme axe de cette partie arrondie. La'grille est enroulée de préférence au moyen d'un fil de matière à très haut point de fusion, par exemple de tantale, de molybdène ou de préférence de tungstène.
Un agencement particulièrement favorable de cette grille est représenté Fig. 8, la partie de grille inactive par rapport à la région de décharge étant disposée dans une tôle d'entourage 20 qui confère à la grille plane, qui, dans certaines conditions, a une hauteur très faible seulement (une fraction de millimètre), une stabilité mécanique de grandeur. excessive qui est partiellement favorable au point de vue technique de la chaleur.
De plus, dans ces tubes à charge électrique et thermique élevée il convient de combler la partie inactive de la grille plane par une pièce de remplissage 21 (Fig.8).
Si l'on utilise une pièce de remplissage de ce genre on fait casser les fils de grille le long de sa face antérieure et on les soude de préférence à cette pièce, le cas échéant en les soudant également à la tôle d'entourage 20. Il se produit ainsi un contact thermique favorable entre les fils de grille et la pièce de remplissage qui sert à la dissipation thermique, et la tôle d'entourage. On peut assurer à la grille un rayonnement calorifique efficace en soumettant l'extérieur d'une manière .connue en soi à la méthode d'obtention de la rugosité et/ou du noircissement.
Pour accroître la dissipation thermique on peut -
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munir l'anode de lames ou ailettes de refroidissement qui, dans le but d'éviter une augmentation de la capacité, sont disposées de préférence dans la direction opposée à l'évi- dement du corps anodique.
Dans ce cas, il convient particulièrement bien de fixer le corps anodique au fil de support de l'anode non pas directement, mais en le reliant au fil de support 4 de la manière montrée à titre d'exemple sur la Fig. 5, c'est- à-dire au moyen de lames de radiation 19. On évite ainsi une dissipation thermique excessive fâcheuse du corps ano- dique vers le fil de support.
Dans le but de relier à l'extérieur les tiges de support de la grille et de l'anode qui traversent le système (Fig. 6) les fils de support sont réalisés de préférence chacun au moyen de deux ou plusieurs parties qui peuvent se déplacer 'l'une par rapport à l'autre dans le sens de la longueur et qui sont reliées électriquement entre elles, par exemple par des ressorts. Comme ces ressorts peuvent former éventuellement une inductance fâcheuse ils sont shuntés de préférence par de courts bouts de fil ou de fil toronné. Une liaison des fils de Lecher subdivisés, qui traversent le système, au moyen de tubes téléscopants enfilés sur les joints et les shuntant à donné toute satisfaction.
Dans le dispositif décrit en dernier lieu on évite dans une mesure particulière des joints de section transversale et de dis- tance ou en d'autres termes des sautes de capacité et d'in- ductance caractéristique fâcheuse ou des inductances défavo- rables dans l'étendue du conducteur Lecher qui y passe.
Dans les modes de réalisation du tube représenté sur les Figs. 3 et 6, l'anode et la grille sont établies de préférence sous une forme trapézoïdale de la manière mon- trée 'sur la Fig. 10, la grande base portant contre les fils
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de support. Les résultats favorables d'une disposition de ce genre sont dus au fait que la forme trapézoïdale de la grille et de l'anode constitue une espèce d'adaptation du conducteur de Lecher externe à l'inductance caractéristique du système grille-anode. Pour une disposition des électrodes comme celle représentée sur la Fig. 7 il correspond à cet agencement une forme anodique optimum de section triangulaire qui est schématisée sur la Fig. 9, la. surface anodique active étant formée par une cavité le long d'un côté du corps anodique prismatique.