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Montage pour la transmission d'oscillations électriques.
L'invention concerne un montage destiné à transmettre des oscillations électriques à très hante fréquence, qui comporte au moins un tube à décharge à circuit oscillant d'entrée ainsi qu'un couplage à réaction, ce montage ayant pour but de limiter au minimum le souffle inhérent à de tels montages sans porter préjudice à l'intensité du signal à transmettre. Le montage conforme à l'invention assure donc dans le circuit de sortie non seulement un rapport signal : souffle maximum mais aussi une intensité maximum du signal.
Comme on l'expliquera en détail dans la suite du mémoire, le rapport signal : souffle dans le circuit de sortie d'un montage peut être notablement amélioré par exemple en désaccordant par rapport à la fréquence du signal à transmettre le circuit oscillant inséré dans le circuit de l'électrode de commande du tube à décharge de manière que, pour la fréquence du signal ce circuit oscillant constitue une capacité.
Le fait que le circuit oscillant d'entrée n'est plus exactement accordé sur la fréquence du signal entraîne cependant des inconvénients, à savoir une amplification moindre, une sélectivité insuffisante' et parfois une distorsion du'signal,,
La présente invention fournit un moyen d'éliminer ces inconvénients. L'invention est caractérisée par le fait', que lors de l'accord du montage sur une fréquence de signal déterminée, et pour autant que l'on ne tienne pas compte de l'influence du couplage à réaction, le circuit oscillant d'entrée est désaccordé par rapport à cette fréquence du signal de manière à obtenir dans le circuit de sortie un rapport signal : souffle maximum tandis que le couplage à caractère réactif, supprime au moins en grande partie le désaccord spécifié.
De préférence, la réaction en quadrature s'obtient en appliquant au circuit oscillant d'entrée une tension déphasée de 90 environ, empruntée de l'électrode de sortie. Gn obtient une forme d'exécution particulièrement avantageuse du montage en insérant dans le circuit anodique du tube à décharge un circuit oscillant accordé sur les oscillations à transmettre et en appliquant la tension aux bornes de ce circuit oscillant au circuit d'entrée par l'intermédiaire d'une bobine de self-induction. De plus, il est avantageux de désaccorder légèrement le circuit oscillant inséré dans le circuit anodique par rapport à la moyenne de la bande de fréquences à transmettre @
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par le montage, de manière que, pour cette band8 de fréquences, le circuit se comporte comme une capacité.
Ce désaccord qui contribue à diminuer l'amortissement d'entrée du montage doit cependant être petit par rapport au désaccord, spécifie plus haut, du circuitoscillant d'entrée.
Lorsque le montage est effectué .3 l'aide d'un tube a décharge qui comporte outre l'électrode de sortie encore au moins une autre électrode parcourue par du courant, le circuit de sortie peut être le siège d'un souffle de réparticn gênant.
Par souffle de répartition, on entend le souffle produit dans le tube par les fluctuations de la répartition du courant entre l'électrode de sortie et l'autre électrode parcourue par du cou-
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rant. La présence de ce souffle de répartition n'est pp-s élimirue par le désaccord du circuit d'entrée ni p,-,r la réaction en quadrature utilisé?. Pour supprimer le souffle (le répartition, on emprunte, de préférence aussi du circuit, de l'autre électro- de parcourue par du courant, une tension appliquée, avec un déphasage de 90 environ, au circuit oscillant d'entrée de manière que le courant de souffle produit par les fluctuations de la
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répartition du courant entre l'électrode de sortie "t l'électrode conductrice mentionné soit entièrement ou T)l'E'sC!,,1O> entièrement supprimé.
Lorsqu'on utilise r1("S tubes . gri11.e-pcr:m, ce résul- tat peut être obtenu de façon très simpla en insérant dans le circuit de la grille-.-Çcran une résistance et en transmettant, l'aide d'une bobine de self-induction, la tension aux bornes de cette résistance au circuit oscillateur d'entrée.
La présente invention est aussi applicable dans les
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montages changeurs de fréquence, en particulier lorsque le tube changeur de fréquence est une diode. Dans ces montages, le circuit oscillant, d'entrée est désaccordé de la manière déjà in-
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diquée et le désaccord est supprimé par l'utilisation d'une réaction en quadrature. Dans le cas où le chansonent de fréquence du signal est obtenu à l'aide d'une diode, cette réacticn en quadrature peut être réalisée à l'aide d'une tension ou d'un cou-
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rant. de réaction empruntée, par l'intermédiaire d'un second étage changeur de fréquence, de l'impédance de sortie.
A cet
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effet, la tcn icn moyenne fréouence dérivée d l'impédance de .sortie peut après amplification être tr,nmiqe. à une seconde diode, couple à un oscillateur local, et Ia. tension haute fréauence ainsi obtenue ^st appliquée avec l'amplitude t la phase ricuiscs, au circuit oscillant d'entrée. D rférencc, on utilise, pour les deux étages changeurs de fréquence, le mené oscillateur local.
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La description du de-,-,in annexé, r'1.onn ). titre d'exemple non 1, im 1 t a ti r, fera bien comprendre consent l'invention peut être réalisée, les particularité" qui reso,-ton, tint du texte, que du dessin faisant, bien entendu, parti.2 de l'invention.
Le souffle dont il a été question dans ce qui précède suscite des difficultés en particulier lors de la transmission de faibles signaux. Ce souffle est provoqué en partie par le tube à décharge du montage et en partie par les autres éléments du montage, de sorte qu'on peut le subdiviser en souffle du tube et en souffle du montage.
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Le souffle du montage résulte dz flu<:t.u3tions spentan- nées de tension produites aux extrémités de chaoue con ducteur
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par l'agitaticn thermique des électrons et son intensité est d'autant plu, grande que la. rpsist.pncr; ohmique du conducteur considéré cst plus élevée. C'est aiD:1. qu'aux bornas d'un circuit qsci13 ant inséré dans le circuit d'-ntrée d'un tube amplifica-
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teur à haute fréquence se produit une tension de souffle généra- lement désignée par souffle du circuit.
Le souffle du tube peut être subdivisé en souffle d'émis- . sion et en souffle de répartition. Le souffle d'émission résulte des fluctuations dans l'émission de la cathode, celle-ci pouvant être une cathode thermique, une cathode auxiliaire à émission se- condaire ou une photo-cathode. Le souffle de répartition résulte des fluctuations de la répartition du courant dans les tubes com- portant plus d'une électrode positive et se produit par exemple dans les tubes à grille-écran ainsi que dans les tubes changeurs de fréquence à plusieurs grilles.
Il existe divers procédéspour réduire le souffle. Le procédé dont il a été question dans le préambule utilise entre autres la chute de tension produite, aux bornes du circuit oscil- lant désaccordé insère- dans le circuit de la grille de commande du tube à décharge, par le courant d'influence affluant vers cette grille de commande pour moduler le courant de sortie de ce tube dans une phase et à une intensi tételles que, dans le circuit de sortie, le rapport signal : souffle soit maximum.
L'influence et l'effet de ce courant d'influence sont expli- qués à l'aide de la fig. 1 du dessin annexé.
Lorsque le temps de parcours des électrons entre la cathode et l'anode n'est plus négligeable par rapport à la période des oscillations à transmettre, il se produit un courant d'influence vers la grille de commande, comme le prouve nettement le diagramme vectoriel représenté sur la figure. Ce diagramme est relatif à une triode; cependant les mêmes phénomènes se produisent dans les tubes multigrilles. Sur la figure, Vgreprésentela tension alterna- tive de la grille de commande. Par suite du temps de parcours fini des électrons entre la grille de commande et la cathode, le courant alternatif cathodique Ik retarde quelque peu par rapport à la tension alternative de la grille de commande.
Pour autant que le temps de parcours des électrons entre la grille de commande et l'anode ne dépasse pas une demi-période des oscillations à ampli- fier, le courant anodique La est, en valeur absolue, égal à Ik, mais il présente un plus grand retard par rapport à la tension al- ternative de la grille de commande. Le courant Ig, qui est égal à la différence géométrique entre les courants Ia et Ik doit alors avoir afflué vers la grille de commande.
Le courant d'influence Ig affluant vers la grille de commande comporte une composante, décalée de 90' environ par rapport à la tension alternative de'grille; qui peut être considérée comme le résultat d'un accroisse,ment appa- rant de la capacité grille de commande-cathode et une composante, en phase avec la tension alternative de la grille de commande, qui provoque l'amortissement dit de temps de parcours. Le courant I comporte une composante de souffle, conjuguée avec le souffle catho- dique, qui provoque une tension de souffle aux bornes du circuit d'entrée, tension de souffle qui est décalée par rapport au cou- rant de souffle cathodique et qui provoque dans le circuit anodi- que un notable accroissement du courant de souffle conjugué avec le souffle cathodique.
Ce courant de souffle additionnel peut être désigné. par souffle de temps de parcours. La tension de souffle produite aux bornes du circuit d'entrée sous l'effet des phénomènes d'influence mentionnés peut être utilisée pour compenser le souf- fle cathodique. Le courant d'influence affluant vers la grille de commande est décaié en avant de 90 environ par rapport au cou- rant cathodique.
En désaccordant légèrement le circuit d'entrée par rapport au signal à transmettre, on peut faire en sorte que, pour les fréquences du spectre de souffle se trouvant dans la gamme de transmission du montage, le circuit d'entrée se comporte comme
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une petite capacité, de sorte aue, pour ens fr nupncps, il se produit aux oorn0s du circuit d'entrée uns t'?.n?'icn C- -:-r-1f"'1 en opposition de phase avec le courant de souffle cathodique.
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Cette tension de souffle fournit au courant a..'1cdJaue une contribu- tion qui est en opposition de phase avec le courant de souffle cathodique de sorte que dans le circuit anodiaue, le courant de souffle total conjugue avec le souffle cathodique, est réduit et peut parfois être complètement annula.
La fig.2 représente un montage amplificateur dans lequel le circuit oscillant d'entrée 1 est inséré dans le circuit de la grille de commande d'une triode 2. Pour plus de simplicité, les sources de courant continu ne sont pas représentées sur le dessin. Le circuit d'entrée est légèrement désaccordé par rapport à la fréquence du signal à amplifier et ce désaccord est tel que la fréquence de résonance du circuitest légèrement inférieure àla fréquence du signal. Le circuit se comporte donc, pour la fréquence du signal, comme une cap acité. Dans ces considérations, il n'a pas ététenu compte de l'influence du couplage réaction
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représenté sur la figure et dont il sera auostion par la suite.
Le'circuit anodique comporte un circuit oscillant .3 accordé pour la fréquence du signal à amplifier. De ce circuit peut être em- pruntée la tension amplifiée.
Lorsque , dans le montage décrit, le désaccord du circuit d'entrée 1 est choisi judicieusement, comme il a été expliqué en détail à l'aide de la figure 1, le souffle d'émi"sion provenant de la cathode du tubeà décharge 2 est nul dans le circuit de sortie.
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Pour compenser le désaccord, on utilise, confcrmc'ment à l'invention, une réaction en quadrature. Dans leMontage considér, cette réaction est obtenue en insérant une bobine de self-
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induction 4 entre l'anode et la grill (;- comand0 du tube a décharge 2. La réaction a pour effet de supprimer tota19:!lent le désaccord du circuit oscillant d'entre, de sorte qu'au point de vue sélectivité, amplification et distorsion du signal, ce circuit se comporte comme un circuit oscillateur rigoureusement accordé sur la fréquence du signal. La réaction en quadrature
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n'affecte cependant pas la conpensa, tion du souffle; les moyens spécifiés ci-dessus suppriment donc les inconvénients mentionnés sans porter préjudice au rapport signal : souffle.
La réaction en quadrature requise, pour compenser le désaccord est généralement obtenue en appliquant au circuit d'en- trée une tension de grandeurrequise, empruntée du circuit de sortie, et déphasée de 90 . A cet effet, dans l'exemple d'exécution représenté sur la figure 2, le circuit anodique comporte une impédance de caractère ohmique, choisie aussi grande que possible. Il est recommandable d'utiliser cet effet un circuit oscillateur de bonne qualité. Comme impédance de réaction servant à produire le déphasage requis de 90 environ, on utilise une self-induction qui, pour les ondes très courtes, peut consister en un système de conducteurs de Lecher.
Cette impédan- ce peut comprrter une Petite résistance srie sans r,orter préjudi-
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ce à -fficqoit' de la réaction spécifiée.
La fleure Il représent(' un montr-jje conf:rne l'invention dans lequel on utilise un tube à grille-écran. Dans un tel tube, il se produit, outre le scuffle d'émission, un souffle dit de répartition attribuable aux fluctuations de la répartition du courant entre la grille-écran et l'anode. D'une façon générale, ce souffle de répartition est au moins sussi intense que le
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souffle d'émission, de sorte que ce souffle de répariHicn doit être compensé.
Dans le montage représenté sur la figure 3, le
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circuit de la grille de commande comporte à cet effet une ré- sistance 6, tandis qu'entre la grille-écran et la grillede com- mande est insérée une bobine de self-induction 5. Aux bornes de la résistance 10 se produit une tension de souffle conjuguée avec le souffle de répartition et cette tension est en phase avec le courant de souffle de répartition parcourant le circuit de la grille-écran. Ce courant de souffle provoque un courant dans la bobine 5 et dans le circuit oscillant..' d'entrée 1.
Comme le circuit oscillant..:- 1 est désaccordé de manière que le souffle d'émission soit supprimé, et qu'il constitue donc une faible capacité pour les fréquences à transmettre par le montage, le courant qui parcourt la bobine 5 provoque aux bornes du circuit d'entrée une tension de souffle conjuguée avec le souffle de ré- partition et cette tension est en opposition de phase avec le courant de souffle de répartition parcourant le circuit anodique.
Un dimensionnement judicieux de la self-induction 5 et de la ré- sistance 6 permet donc de supprimer complètement le souffle de répartition.
Les moyens décrits permettent donc de supprimer complè- tement le souffle dans le circuit de sortie, moyennant un dé- saccord du circuit oscillant d'entrée 1. La réaction provoquée par le circuit de la grille de commande et obtenue à l'aide de la bobine 5 compense déjà une partie du désaccord initial. Ce- pendant, d'une façon générale, la réaction requise pour supprimer le souffle de répartition est plus petite que la réaction reauise pour compenser le désaccord du circuit oscillant d'entrée, dé sorte que le désaccord ne peut être totalement compensé, qu'en utilisant en même temps une réaction fournie : par le circuit anodique.
A cet effet, tant le montage de la figure 3 que celui de la figure 2 comportent une bobine de self-induction 4, Ces deux réactions n'affectent pas le rapport signal ' :souffle dans le circuit de sortie.
Lorsque dans les montages représentés sur les figures 2 et 3 on désaccorde légèrement le circuit oscillant insére dans le circuit anodique, de manière que pour la fréquence du' signal ce circuit oscillant se comporte comme une capacité l'impédance d'entrée du montage diminue, ce qui peut parfois constituer un avantage. Le désaccord du circuit 3 requis à cet effet est si faible qu'il ne peut affecter la sélectivité ou la fidélité de reproduction du montage tandis que le fonctionnement du couplage réactif n'en est nullement entravé.
Afin d'éviter que la tension continue de l'anode et éven- tuellement la tension continue de la grille-écran ne soient transmises à la grille de commande, il y a lieu de monter, en série avec les bobines de self-induction 5 et 6, des condensateurs de filtrage.
La figure 4 représente un montage changeur de fréquence comportant une diode, utilisée comme tube changeur de fréquence.
Le circuit de cette diode 7 comporte en série : un circuit oscil- lait.. d'entrée 1 qui, pour autant que l'on fasse abstraction du couplage à réaction, est désaccordé par rapport à la fréquence du signal, un circuit 8 accordé sur la moyenne fréquence, une self- induction 10 couplée à un oscillateur local 9 et le montage en parallèle d'une résistance 19 et d'un condensateur 20.
Le signal haute fréquence à transformer, fourni par exem- ple par l'antenne 11 est transmis à la diode par l'intermédiaire du circuit oscillant 1. La tension aux bornes du circuit moyen- ne fréquence 8 est amplifiée dans un amplificateur moyenne fré- quence.Cet amplificateur est équipé d'une pentode 12 dont le circuit de la grille de commande comporte un circuit oscillant 13,
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accordé sur la moyenne fréquence, et couplé innuct1 vcment au circuit moyenne fréquence 8. Le circuit anodique comporte un circuit oscillant 14 accordé sur la moyenne fréquence, circuit dont peut être dérivée la tension de sortie et oui est couplé
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inductivement à un circuit oscillant 15, aussi accorda sur cette fréquence, inséré dans le circuit d'une diode 16.
CP damier circuit comporte en outre le montage en naral¯1¯êle d'une r-sis- tance 21 et d'une capacité 22 ainsi au'une bobine 17 couplée in-
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ductivement à l'oscillateur local 9 et un circuit oscillant 18 couplé iinductivement au circuit d'entrée 1.
Les oscillations moyenne fréquence obtenues aux bornes du circuit moyenne fréquence 5 sont à nouveau portées à la fréouence du signal haute fréquence l'aide de la diode 16; ces oscillations hauts fréquence sont appliquées au circuit d'entrée 1 à l'aide du circuit de réaction 18. Afin de supprimer le désaccord du circuit oscillant d'entrée, la tension fournie par
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la réaction dclt être ramenoe vers ce circuit ians la phase re- quise. Si nécessaire, la phase de la tension de réaction peut encore être corrigée par l'insertion d'un réseau déphaseur ap- proprié.
La manière dont ce montage assure la diminution du souffle et partant l'amélioration du rapport signal; souffle peut encore être expliquée de la manière suivante: La tension de souffle moyenne fréquence produite dans le circuit de la diode 5 donne avec la tension d'oscillation fournie par l'oscillateur local 9 une tension de souffle haute fréquence oui peut être con-
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sidérée comme une tension de souffle haute frpcuence secondaire. Cette tension de souffle haute fréquence secondaire donne à nouveau, avec la tension d'oscillation, une tension de souffle
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moyenne fréquence, le tension de souffle mO:TA!1110 fr6fJUence secondairp, qui contrecarre la tension de souffle royonl1 frpauence primaire, de sorte que le souffle résultant subit une très forte atténuation.
Cependant, pour des oscillations de très Ç hante
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fréquence cette oppositjoi-i est mains eff1cl'C0, crr, rfr suit'= du temps <:'E' DPrcours 8"SF:?Z 1011;! no'"' lFc,rcns, il Q 1"\'T'('rl1.)j t un retarr! de phase. Cr d'\nhélsage peut. cependant être compensé en dé- saccordant légèrement le circuit oscillant d'entrée de la manière indiquée ci-dessus; grâce \ ce désaccord, la tension de souffle moyenne fréquence primaire et la tension de souffle moyenne fréquence secondaire se contrecarrent de nouveau. Cepen-
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dant, le désaccord du circuit osciMateur 1 est indésirpble e.t, conformément a l'invention, il est supprimé l'aide rin la réaction en quadrature décrite, obtenue à l'aide du second étage changeur de fréquence.
D'une façon générale il y a lieu Or.:) noter eue les divers
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circuits 3 havre fréquence et les autres ïmt,dances ,3 ha,itc fr4quence peuvent t:"ê constitués par des r<'sonnat.eurs creux ou par des systèmes de fils de Lécher.