<EMI ID=1.1>
La présente invention concerne des amplificateurs thermioniques du type dit inversé, et a notamment pour objet de prévoir des moyens perfectionnés pour réaliser la neutrodynation de
tels amplificateurs.
Un autre objet de l'invention est de prévoir des amplifioateurs inversés neutrodynes dans lesquels il est possible de régler le rapport d'amplification en puissance par une modification
des conditions de neutralisation des amplificateurs.
Un autre objet de l'invention est de prévoir des amplifioateurs inversés neutrodynes de telle manière qu'ils permettent,
par leur association en.série dans un circuit amplificateur de
haute fréquence de réaliser des puissances haute, fréquence supérieures à celles que donneraient des tubes à vide du même type
utilisés .dans des amplificateurs du type classique.
Un autre objet de l'invention est de prévoir des amplificateurs inversés neutrodynés de manière que la stabilité de fonctionnement désirée soit obtenue à la fréquence de fonctionnement sans nécessiter de résistances additionnelles dans le circuit de cathode.
Un autre objet encore de l'invention est de prévoir des moyens pour réaliser ces amplificateurs inversés neutrodynés de manière qu'ils présentent une contre-réaction d'où il résulte une amélioration des conditions d'amplification, une réduction du bruit à la sortie de l'amplificateur et une réduction de la distorsion dans l'amplification de haute fréquence modulée.
Ces différents objets sont atteints, selon certaines caractéristiques de l'invention, en prévoyant un amplificateur ou une chaîne d'amplificateurs excités par les filaments et neutrodynés à la fois au moyen de condensateurs de neutrodyne de capacité différente de la capacité interne filament-plaque des tubes à vide utilisés et d'une réactance entre grilles de valeur telle que l'étage soit neutralisé pour la fréquence de fonctionnement.
Plus spécifiquement, selon une autre caractéristique de l'invention, un amplificateur ou une chaîne d'amplificateurs excités par les filaments est neutrodyne au moyen de condensateurs de neutrodyne de valeur supérieure à la capacité interne filament-plaque des tubes à vide utilisés et d'une réactance entre grilles, capacitive
à la fréquence de fonctionnement et de valeur telle que la condition de neutralité désirée soit néanmoins réalisée.
Selon une autre caractéristique- également, les circuit de neutrodynation ci-dessus sont réalisés de telle manière qu'il se produise une contre-réaction dans l'étage ou la chaîne d'amplification.
Ces objets et caractéristiques,, ainsi que d'autres enoore, seront exposés en détail dans la description suivante, donnée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 représente le schéma théorique d'En amplificateur inversé incorporant des caractéristiques de l'invention; La figure 2 est un schéma théorique équivalent au schéma de la figure 1; La figure 3 est un schéma servant à définir les tensions et les courants, utilisé dans l'exposé du fonctionnement; La figure 4 représente un schéma de chaîne amplificatrice mettant en oeuvre des caractéristiques de l'invention;
La figure 5 est un sohéma d'amplificateur inversé, neutrodyné et accordé, pour l'exposé des propriétés de contre-réaction des amplificateurs prévus dans l'invention; et La figure 6 représente un schéma de chaîne amplificatrice, incorporant des caractéristiques de l'invention, pour amplifier un signal de haute fréquence modulée.
Il est bien connu, de façon générale, que la neutrodynation a pour objet de rendre le circuit d'entrée et le circuit de sortie d'un étage amplificateur indépendants l'un de l'autre au point de vue
<EMI ID=2.1>
doit être indépendante de la tension aux bornes du circuit d'entrée, et réciproquement. autrement dit, dans le réseau passif constitué par les différentes réactances en lesquelles peut être décomposé
le circuit amplificateur, une tension appliquée aux bornes du circuit d'entrée ne doit pas entraîner l'apparition de courant dans le circuit de sortie, et inversement.
C'est là la condition pour que les accords des circuits d'entrée et de sortie soient indépendants l'un de l'autre, ce qui est particulièrement important dans la pratique, et aussi pour que des variations de la tension du circuit de sortie ne produisent pas de variations de l'angle de phase ce l'impédance présentée par l'amplificateur à s'a source d'excitation, ce qui aurait pour résultat de créer une modulation de phase nuisible.
Cette condition d'indépendance entre circuit d'entrée et circuit de sortie n'entraîne d'ailleurs pas nécessairement la stabilité de l'étage amplificateur, parce que la suppression du couplage par courants capacitifs entre les circuits d'entrée et de sortie n'entraîne pas forcément l'indépendance entre les tensions grillé-cathode et plaque-cathode.
La stabilité imposera donc en général une deuxième condition distincte de la condition de neutrodynation.
Dans les amplificateurs symétriques classiques excités par les grilles et ou les cathodes sont à la masse, les inductances des connexions étant supposées négligeables aux fréquences de fonctionnement il est connu d'obtenir l'indépendance entre le circuit d'entrée et le circuit de sortie en reliant les grilles et les plaques en croix par des condensateurs dont la valeur est prévue égale à la capacité interne grille-plaque des tubes à vide. La condition de stabilité se trouve dans ce cas particulier remplie en même temps que celle de neutralité parce que le circuit d'entrée est connecté entre cathode et grille.
Dans les amplificateurs symétriques excités par les filaments, et où les grilles sont mises à la masse, les inductances des connexions étant toujours supposées négligeables aux fréquences de fonctionnement, il est également connu d'appliquer le même procédé de neutrodynation, mais en inversant les rôles des grilles et des filaments : les cathodes sont reliées aux plaques par des condensateurs
de neutrodyne dont la valeur est prévue égale à la capacité interne filament-plaque des tubes à vide.
Si les.grilles ne peuvent être mises directement à la masse, du fait de la self-inductance non négligeable des connexions, des moyens devront être prévus pour que les circuits d'entrée et de sortie ne se trouvent pas couplés par l'effet des capacités plaquegrille, filament-grille et de la self-inductance entre grilles. Un procédé bien connu consiste à intercaler dans les connexions de
grille un circuit résonnant accordé sur la fréquence de fonctionne-
<EMI ID=3.1>
tivement reliées par un court-cirouit à, la masse.
La présente invention prévoit, selon certaines de ses ca-
<EMI ID=4.1>
de neutrodyne de valeur différente de la capacité interne des lampes, et d'obtenir la condition d'indépendance désirée entre circuit d'entrée et circuit de sortie au moyen d'une réactance connectée entre grilles (si l'amplificateur est symétrique) ou entre grille et masse (si l'amplificateur est simple).
<EMI ID=5.1> trique, excité par les filaments, dans lequel on utilise ce prooédé
<EMI ID=6.1>
ment-plaque de chaque tube à vide représenté par sa plaque P, sa
<EMI ID=7.1>
grilles, au moyen de laquelle on réalise l'indépendance désirée des circuits d'entrée et de sortie.
En effet, dans un amplificateur symétrique de ce genre, on 'peut démontrer que tout se passe, au point de vue couplage entre circuits d'entrée et de sortie, comme si les oondensateurs de neutrodyne étaient supprimés et si les tubes présentaient une capacité
<EMI ID=8.1>
o.à.d. que si les neutrodynes sont de valeurs supérieures à la capaoité interne- filament-plaque, tout se passe comme s'il existait entre filament et plaque une self-inductance.
<EMI ID=9.1>
en donnant à l'impédance Z' une valeur telle que :
<EMI ID=10.1>
Si on donne à l'impédance Z' cette valeur particulière,les courais des circuits d'entrée et de sortie sont indépendants l'un de l'autre.
<EMI ID=11.1>
trodyne, correspond une valeur de réactance Z' telle que le pont soit équilibré.
Lorsque les neutrodynes C sont pris d'une valeur inférieure
<EMI ID=12.1>
<EMI ID=13.1>
l'impédance Z' doit être une capacité. Au. dessus de la valeur précédente, l'impédance Z' doit de nouveau être une inductance.
La réactance Z' peut être par exemple constituée par un circuit résonnant série ou toute autre combinaison de réaotances ou
<EMI ID=14.1>
de capacité désirées.
Une des propriétés importantes que présente le procédé.de neutrodynation mettant en oeuvre des caractéristiques de l'invention est de permettre un réglage de l'amplification en puissance en fonction de la valeur des capacités de neutrodyhe, tout en maintenant l'indépendance du point de vue des courants réactifs entre les circuits filament et plaque et en évitant par suite la modulation de phase.
En effet, il y a intérêt à utiliser un tube à vide dans des conditions telles qu'il fournisse le maximum de puissance compatible avec la tension plaque continue, le courant de saturation et la puissance dissipable sur ses électrodes. Ces conditions optima de fonctionnement sont déterminées par construction pour un tube donné; il existe donc, et on peut les indiquer, une tension alternative filament
-grille eg et une tension filament-plaque ep correspondant aux meilleures conditions de fonctionnement (figure 3).
Dans la figure 3, qui ne montre, selon un mode usuel de représentation, qu'un seul des tubes à vide d'un étage symétrique, les tensions alternatives des trois électrodes filament F, grille
<EMI ID=15.1>
cuits extérieurs, et les conditions de fonctionnement optima réalisées.
Dans cette figure, qui représente par exemple l'un des tubes de la figure 1, les circuits plaque et filament sont, pour plus
<EMI ID=16.1>
le circuit de cathode, il faut fournir, pour exoiter l'étage amplificateur, indépendamment de la puissanoe dissipée sur les grilles,
<EMI ID=17.1>
En faisant alors varier les valeurs des condensateurs de neutrodyne et la réactance entre grilles de manière que la condition de neutralité demeure vérifiée, mais en modifiant, la puissance d'excitation et les résistances de charge des circuits de manière que le's tubes restent toujours dans leurs conditions de fonctionnement optima (e S et ep invariables), on voit qu'une conséquence de
<EMI ID=18.1>
peut démontrer en effet que, lorsqu'un amplificateur inverse est neutralisé conformément au procédé prévu dans l'invention, on a nécessairement :
<EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
Par suite l'amplification en puissance est déterminée et égale à :
<EMI ID=22.1>
Les formules (3) et (4) 'montrent que pour une puissance oonstante fournie par les tubes, la puissance d'excitation à fournir augmente et que l'amplification en puissance diminue au fur et à mesure de l'augmentation des capacités de neutrodyne.
<EMI ID=23.1>
avec les circuits prévus dans l'invention dans diverses conditions d'amplification selon le réglage choisi pour les condensateurs de neudrodyne. Si, par exemple, on établit le circuit de manière que
<EMI ID=24.1>
capacité interne filament-plaque des tubes, l'étage fonctionnera avec une puissance d'excitation faible et une forte amplification en puissance. A titre d'illustration, en considérant l'ensemble des valeurs suivantes et en négligeant la puissance dissipée sur les grilles :
<EMI ID=25.1>
l'amplification en puissance UP/UC est de 13,6. La puissance d'excitation ne sera que 6,5% de la puissance de sortie.
Si on utilisait ces tubes dans un étage neutralisé par des condensateurs de capacité égale à la capacité filament-plaque, l'amplification en puissance aurait une valeur plus faible, à savoir :
<EMI ID=26.1>
Si, d'une autre manière, on établit le circuit de la figure 1 avec des condensateurs de neutrodyne de valeur supérieure à la caducité interne filament-plaque du.tube, l'amplification en puissance sera encore plus faible, mais il sera alors posdble de dimensionner le circuit de manière à obtenir une puissance totale de sortie plus grande.
<EMI ID=27.1>
égale à 2.
Avec les capacités et tensions de l'exemple précédent la formule (4) donnera la valeur.nécessaire des condensateurs de neutrodyne :
<EMI ID=28.1>
Dans ces conditions particulières de fonctionnement, la moitié de la puissance disponible à la sortie de l'amplificateur provient de l'étage excitateur, et cependant l'étage amplificateur neutrodyne est à ses conditions optima de rendement et la condition de neutralité est assurée. Ceci ne saurait être réalisé dans le cas d'un étage neutralisé par des condensateurs de valeur égale à la capacité interne filament-plaque, car alors l'amplification
en puissance -. eg + ep ne pourrait être égale à 2 pour des con-
- e g
ditions de fonctionnement optima du tube considéré.
Il est clair évidemme.nt que le rapport d'amplification n'a été choisi égal à 2 qu'à titre d'exemple, mais qu'une autre valeur pourrait être obtenue de la même manière avec les circuits prévus dans l'invention.
Cette possibilité de faire débiter deux étages de tubes identiques sur une même charge, chacun des quatre tubes fournissant approximativement la même puissance, est illustrée par le schéma de la figure 4, dans laquelle l'étage d'excitation 1 est neutralisé par des condensateurs de neutrodyne 0 NI en croix, les grilles étant reliées directement par un court-circuit CC à la fréquence de fonctionnement, tandis que l'étage excité ou l'amplificateur proprement <EMI ID=29.1> <EMI ID=30.1>
à la capacité interne filament-plaque des tubes et par une réactance
<EMI ID=31.1>
Une telle disposition peut être, en ondes courtes, préférable à c elle qui consiste à disposer quatre tubes en parallèle deux à d eux pour obtenir la même puissance de débit.
Le procédé de neutrodynation prévu. dans l'invention, plus spécialement dans le cas ou les condensateurs de neutrodyne
mais
sont supérieurs à la capacité interne filament-plaque,/inférieure à le somme de cette capacité et de la capacité équivalente à la mise en série des capacités filament-grille et grille-plaque, présente de plus un avantage important sur le procédé classique au point de vue de la stabilité des étages à excitation inversée.
En effet, lorsque la condition de neutralité ou d'indépendance au point de vue des courants réactifs entre circuit d'entrée et de sortie est réalisée, il n'en résulte pas nécessairement que la stabilité de l'otage soit assurée, parce que la tension grille-oathode n'est pas en général indépendante du courant dans le circuit pla-
<EMI ID=32.1>
grille-cathode dépend du courant dans le circuit plaque pour deux raisons :
D'une part, le courant électronique ou actif de plaque
<EMI ID=33.1>
ce circuit une tension, qui vient diminuer la tension d'excitation. L'effet correspondant est une contre-réaction.
D'autre part, les courants qui circulent dans les oapacités filament-grille et plaque-grille créent dans la réactance Z, entre grille et masse, une tension qui augmente ou diminue la tension d'excitation, suivant la valeurce la réactance Z. L'effet correspondant est une réaction ou une contre-réaction. Si la réaction due à la réactance Z l'emporte sur la contre-réaction due à la résistance
<EMI ID=34.1> par courants capacitifs entre circuits d'entrée et de sortie soit nul.
On peut préciser c-eci en établissant la condition pour que l'étage de la figure 5,, neutrodyné et accordé,,puisse se mettre à osciller spontanément sur la fréquence de fonctionnement pour laquelle il a été neutrodyné. Cette condition s'obtient en écrivant
<EMI ID=35.1>
oe dtexoitation est négative.
<EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1>
pente, en un nombre dépendant du régime de fonctionnement (classe
<EMI ID=38.1>
D'après cette relation on voit que l'étage amplificateur
<EMI ID=39.1>
plus faibles que la capacité interne, ce qui correspond à une réactance inductive entre grilles. La condition d'oscillation est d'autant plus facile à remplir que la résistance de cathode est plus faible et que les condensateurs de neutrodyne sont plus faibles.
Un moyen pour assurer la stabilité serait donc de pla-
<EMI ID=40.1>
levée pour que la condition (5) ne soit pas réalisée. Mais l'emploi d'une telle résistance entraîne une dissipation de puissance supplémentaire, ce qui peut être un inconvénient dans certains cas.
<EMI ID=41.1>
interne de l'étage exoitateur, mais cette impédance est variable car elle dépend des conditions de fonctionnement de l'excitateur.
Or la formule (5) montre qu'il y a certainement sta-
<EMI ID=42.1>
<EMI ID=43.1>
positif.
La stabilité est assurée dans ces conditions quelles que
<EMI ID=44.1>
prévoir la neutrodynation par condensateurs de valeur supérieure à la ' capacité interne pour obtenir la stabilité de l'étage amplificateur, quelle que soit la résistance interne de l'étage excitateur et ce sans adjonction de résistances spéciales dans le circuit filament.
<EMI ID=45.1>
il est possible de choisir certaines valeurs qui en outre assurent la stabilité, Les circuits mettant en oeuvre des caractéristiques de l'invention permettent donc de traiter et de:résoudre séparément
les deux problèmes de la stabilisation et de la neutralisation.
La neutrodynation par capacités supérieures aux capacités internes présente encore un autre avantage au point de vue de la contre-réaction. Si,on considère un amplificateur neutrodyné par ce procédé, dont le schéma peut par exemple être celui de la figure 5,
<EMI ID=46.1>
la tension d'excitation c on trouve :
<EMI ID=47.1>
Cette équation est l'équation bien connua qui relie les tensions de sortie et d'entrée d'un amplificateur à contre-réaction, avec une amplification directe :
<EMI ID=48.1>
et un coefficient de réduction du circuit de réaction :
<EMI ID=49.1>
Comme fil, est réel et positif., il y aura contre-réaction si /? est
<EMI ID=50.1>
est plus grand.
<EMI ID=51.1> <EMI ID=52.1>
engendrée; par la résistance du circuit de cathode. L'autre terme mesure la réaction ou la contre-réaction due aux courants qui circulent dans les capacités internes, les neutrodynes et la réactance
<EMI ID=53.1>
<EMI ID=54.1>
envisagées dans les circuits de neutrodyne prévus dans l'invention. Cette contre-réaction est d'une origine différente descelle due à la résistance de cathode, et peut être déterminée par le choix de la valeur des condensateurs neutrodynes.
Un amplificateur inversé neutrodyné par des condensateurs de valeur supérieure à la capacité interne filament-plaque des tubes et équilibré par une réactance capacitive entre grilles, comme prévu selon des caractéristiques de l'invention, présentera par suite tous les avantages d'un amplificateur à contre-réaction; en particulier, il y aura réduction du bruit et des distorsions introduites par l'é-
<EMI ID=55.1>
-réaotion
<EMI ID=56.1>
<EMI ID=57.1>
<EMI ID=58.1>
m = 0,17
P
<EMI ID=59.1>
Une chaîne d'amplificateurs du genre décrit permet par suite d'amplifier un signal de haute fréquence modulée à partir d'un étage de faible puissance modulé par la plaque. La figure 6 représente un schéma d'une telle chaîne amplificatrice, comprenant par exemple un
<EMI ID=60.1>
dynes comme décrit plus haut, et débitant dans un circuit de charge ou antenne CA.
On voit que l'emploi de circuits amplificateurs mettant en
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates to thermionic amplifiers of the so-called inverted type, and its object in particular is to provide improved means for carrying out the neutrodynation of
such amplifiers.
Another object of the invention is to provide inverted neutrodyne amplifiers in which it is possible to adjust the power amplification ratio by a modification
amplifiers neutralization conditions.
Another object of the invention is to provide inverted neutrodyne amplifiers in such a way that they allow,
by their association in. series in an amplifier circuit of
high frequency to achieve high powers, higher frequency than those that would give vacuum tubes of the same type
used .in amplifiers of the conventional type.
Another object of the invention is to provide neutralized inverted amplifiers so that the desired operating stability is obtained at the operating frequency without requiring additional resistances in the cathode circuit.
Yet another object of the invention is to provide means for producing these neutralized inverted amplifiers in such a way that they exhibit a negative feedback resulting in an improvement in the amplification conditions, a reduction in noise at the output of amplifier and reduced distortion in modulated high frequency amplification.
These various objects are achieved, according to certain characteristics of the invention, by providing an amplifier or a chain of amplifiers excited by the filaments and neutrodynated at the same time by means of neutrodyne capacitors of different capacity from the internal filament-plate capacity of the vacuum tubes used and a reactance between grids of such value that the stage is neutralized for the operating frequency.
More specifically, according to another characteristic of the invention, an amplifier or a chain of amplifiers excited by the filaments is neutrodyne by means of neutrodyne capacitors of a value greater than the internal filament-plate capacitance of the vacuum tubes used and of a reactance between gates, capacitive
at the operating frequency and at a value such that the desired condition of neutrality is nevertheless achieved.
Also according to another characteristic, the above neutrodynation circuits are produced in such a way that a feedback occurs in the amplification stage or chain.
These objects and characteristics, as well as others, will be set out in detail in the following description, given in connection with the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents the theoretical diagram of an inverted amplifier incorporating characteristics of the amplifier. 'invention; FIG. 2 is a theoretical diagram equivalent to the diagram of FIG. 1; Figure 3 is a diagram for defining voltages and currents, used in the description of operation; FIG. 4 represents an amplifying chain diagram implementing features of the invention;
FIG. 5 is a diagram of an inverted, neutralized and tuned amplifier, for the presentation of the feedback properties of the amplifiers provided for in the invention; and Figure 6 shows a diagram of an amplifier chain, incorporating features of the invention, for amplifying a modulated high frequency signal.
It is well known, in general, that the object of neutrodynation is to make the input circuit and the output circuit of an amplifier stage independent of each other from the point of view.
<EMI ID = 2.1>
must be independent of the voltage across the input circuit, and vice versa. in other words, in the passive network formed by the different reactances into which can be broken down
amplifier circuit, a voltage applied to the terminals of the input circuit must not cause the appearance of current in the output circuit, and vice versa.
This is the condition so that the tunings of the input and output circuits are independent of each other, which is particularly important in practice, and also that variations in the voltage of the output circuit This impedance presented by the amplifier to its excitation source does not produce phase angle variations which would result in harmful phase modulation.
This condition of independence between input circuit and output circuit does not necessarily lead to the stability of the amplifier stage, because the elimination of coupling by capacitive currents between the input and output circuits does not do not necessarily lead to independence between the toasted-cathode and plate-cathode voltages.
Stability will therefore generally impose a second condition distinct from the condition of neutrodynation.
In conventional symmetrical amplifiers excited by the gates and where the cathodes are grounded, the inductances of the connections being assumed to be negligible at the operating frequencies, it is known to obtain independence between the input circuit and the output circuit in connecting the grids and the cross plates by capacitors whose value is provided equal to the internal grid-plate capacitance of the vacuum tubes. The condition of stability is in this particular case fulfilled at the same time as that of neutrality because the input circuit is connected between cathode and grid.
In symmetrical amplifiers excited by the filaments, and where the gates are grounded, the inductances of the connections being always assumed to be negligible at the operating frequencies, it is also known to apply the same process of neutrodynation, but by reversing the roles grids and filaments: the cathodes are connected to the plates by capacitors
of neutrodyne, the value of which is expected to be equal to the internal filament-plate capacitance of the vacuum tubes.
If the gates cannot be put directly to ground, due to the significant self-inductance of the connections, means must be provided so that the input and output circuits are not coupled by the effect of plate-grid, filament-grid and self-inductance capacities between grids. A well-known method consists of inserting in the connections of
gate a resonant circuit tuned to the operating frequency
<EMI ID = 3.1>
tively connected by a short circuit to, the ground.
The present invention provides, according to some of its capacities
<EMI ID = 4.1>
of neutrodyne of different value from the internal capacitance of the lamps, and to obtain the desired condition of independence between input circuit and output circuit by means of a reactance connected between gates (if the amplifier is symmetrical) or between grid and ground (if the amplifier is simple).
<EMI ID = 5.1> rod, excited by the filaments, in which this process is used
<EMI ID = 6.1>
ment-plate of each vacuum tube represented by its plate P, its
<EMI ID = 7.1>
grids, by means of which the desired independence of the input and output circuits is achieved.
Indeed, in a symmetrical amplifier of this kind, one 'can demonstrate that everything happens, from the point of view of coupling between input and output circuits, as if the neutrodyne capacitors were removed and if the tubes presented a capacitance.
<EMI ID = 8.1>
o. to.d. that if the neutrodynes are of values higher than the internal capacity-filament-plate, everything happens as if there existed between filament and plate a self-inductance.
<EMI ID = 9.1>
by giving the impedance Z 'a value such that:
<EMI ID = 10.1>
If we give the impedance Z 'this particular value, the currents of the input and output circuits are independent of each other.
<EMI ID = 11.1>
trodyne, corresponds to a value of reactance Z 'such that the bridge is balanced.
When C neutrodynes are taken from a lower value
<EMI ID = 12.1>
<EMI ID = 13.1>
the impedance Z 'must be a capacitance. At. above the previous value, the impedance Z 'must again be an inductance.
Reactance Z ′ can for example be constituted by a series resonant circuit or any other combination of reactances or
<EMI ID = 14.1>
capacity desired.
One of the important properties exhibited by the neutrodynation process implementing characteristics of the invention is to allow adjustment of the power amplification as a function of the value of the neutrodymic capacitances, while maintaining the independence of the point of. view of the reactive currents between the filament and plate circuits and consequently avoiding phase modulation.
Indeed, it is advantageous to use a vacuum tube under conditions such that it provides the maximum power compatible with the DC plate voltage, the saturation current and the power dissipable on its electrodes. These optimum operating conditions are determined by construction for a given tube; there is therefore, and we can indicate them, an alternating filament voltage
-grid eg and a filament-plate tension ep corresponding to the best operating conditions (FIG. 3).
In FIG. 3, which shows, according to a usual mode of representation, only one of the vacuum tubes of a symmetrical stage, the alternating voltages of the three filament electrodes F, grid
<EMI ID = 15.1>
outdoor cooking, and optimum operating conditions achieved.
In this figure, which represents for example one of the tubes of figure 1, the plate and filament circuits are, for more
<EMI ID = 16.1>
the cathode circuit, it is necessary to provide, in order to extract the amplifier stage, independently of the power dissipated on the gates,
<EMI ID = 17.1>
By then varying the values of the neutrodyne capacitors and the reactance between gates so that the condition of neutrality remains satisfied, but by modifying the excitation power and the load resistances of the circuits so that the tubes always remain in their optimum operating conditions (e S and ep invariable), we see that a consequence of
<EMI ID = 18.1>
can indeed demonstrate that, when an inverse amplifier is neutralized in accordance with the method provided for in the invention, we necessarily have:
<EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1>
Therefore the power amplification is determined and equal to:
<EMI ID = 22.1>
Formulas (3) and (4) 'show that for a constant power supplied by the tubes, the excitation power to be supplied increases and that the power amplification decreases as the neutrodyne capacities increase. .
<EMI ID = 23.1>
with the circuits provided for in the invention under various amplification conditions according to the setting chosen for the neudrodyne capacitors. If, for example, we establish the circuit so that
<EMI ID = 24.1>
Internal filament-plate capacitance of the tubes, the stage will operate with low excitation power and high power amplification. By way of illustration, considering all of the following values and neglecting the power dissipated on the grids:
<EMI ID = 25.1>
the power amplification UP / UC is 13.6. The excitation power will only be 6.5% of the output power.
If we used these tubes in a stage neutralized by capacitors with a capacity equal to the filament-plate capacitance, the power amplification would have a lower value, namely:
<EMI ID = 26.1>
If, in another way, we establish the circuit of figure 1 with neutrodyne capacitors of a value greater than the internal filament-plate lapse of the tube, the power amplification will be even lower, but it will then be possible. to size the circuit so as to obtain a greater total output power.
<EMI ID = 27.1>
equal to 2.
With the capacities and voltages of the previous example, formula (4) will give the necessary value of the neutrodyne capacitors:
<EMI ID = 28.1>
Under these particular operating conditions, half of the power available at the output of the amplifier comes from the exciter stage, and yet the neutrodyne amplifier stage is at its optimum performance conditions and the condition of neutrality is ensured. This cannot be achieved in the case of a stage neutralized by capacitors of a value equal to the internal filament-plate capacitance, because then the amplification
in power -. eg + ep could not be equal to 2 for con-
- e g
optimum operating conditions of the tube considered.
It is evident that the amplification ratio was chosen equal to 2 only by way of example, but that another value could be obtained in the same way with the circuits provided for in the invention.
This possibility of causing two stages of identical tubes to be delivered on the same load, each of the four tubes providing approximately the same power, is illustrated by the diagram in FIG. 4, in which the excitation stage 1 is neutralized by capacitors of neutrodyne 0 NI cross, the gates being connected directly by a DC short-circuit to the operating frequency, while the excited stage or the amplifier itself <EMI ID = 29.1> <EMI ID = 30.1>
to the internal filament-plate capacity of the tubes and by a reactance
<EMI ID = 31.1>
Such an arrangement may be, in short waves, preferable to that which consists in placing four tubes in parallel two to each other in order to obtain the same output power.
The planned neutrodynation process. in the invention, more especially in the case where the neutrodyne capacitors
But
are greater than the internal filament-plate capacity, / less than the sum of this capacity and the capacity equivalent to the serialization of the filament-grid and grid-plate capacities, also presents an important advantage over the conventional view of the stability of the stages with reversed excitation.
Indeed, when the condition of neutrality or independence from the point of view of the reactive currents between input and output circuit is fulfilled, it does not necessarily follow that the stability of the hostage is ensured, because the gate-oathode voltage is not generally independent of the current in the plate circuit.
<EMI ID = 32.1>
grid-cathode depends on the current in the plate circuit for two reasons:
On the one hand, the electronic or active plate current
<EMI ID = 33.1>
this circuit a voltage, which decreases the excitation voltage. The corresponding effect is a feedback.
On the other hand, the currents which circulate in the oapacities filament-grid and plate-grid create in the reactance Z, between grid and mass, a tension which increases or decreases the excitation tension, according to the value of the reactance Z. L The corresponding effect is a reaction or a negative reaction. If the reaction due to reactance Z outweighs the feedback due to resistance
<EMI ID = 34.1> by capacitive currents between input and output circuits is zero.
We can specify this by establishing the condition so that the stage of FIG. 5 ,, neutrodyné and tuned ,, can start to oscillate spontaneously on the operating frequency for which it was neutrodyné. This condition is obtained by writing
<EMI ID = 35.1>
This operation is negative.
<EMI ID = 36.1>
<EMI ID = 37.1>
slope, in a number depending on the operating mode (class
<EMI ID = 38.1>
From this relation we see that the amplifier stage
<EMI ID = 39.1>
lower than the internal capacitance, which corresponds to an inductive reactance between gates. The oscillation condition is all the easier to fulfill the lower the cathode resistance and the weaker the neutrodyne capacitors.
One way to ensure stability would therefore be to
<EMI ID = 40.1>
raised so that condition (5) is not fulfilled. But the use of such a resistor results in additional power dissipation, which can be a disadvantage in some cases.
<EMI ID = 41.1>
of the operating stage, but this impedance is variable because it depends on the operating conditions of the exciter.
However, formula (5) shows that there is certainly a sta-
<EMI ID = 42.1>
<EMI ID = 43.1>
positive.
Stability is ensured under these conditions whatever
<EMI ID = 44.1>
provide for neutrodynation by capacitors of a value greater than the internal capacity to obtain the stability of the amplifier stage, whatever the internal resistance of the exciter stage and without adding special resistances in the filament circuit.
<EMI ID = 45.1>
it is possible to choose certain values which also ensure stability. The circuits implementing characteristics of the invention therefore make it possible to process and: solve separately
the two problems of stabilization and neutralization.
Neutrodynation by capacities greater than internal capacities has yet another advantage from the point of view of the feedback. If, we consider an amplifier neutrodyné by this method, whose diagram can for example be that of figure 5,
<EMI ID = 46.1>
the excitation voltage c we find:
<EMI ID = 47.1>
This equation is the well-known equation that relates the output and input voltages of a feedback amplifier, with direct amplification:
<EMI ID = 48.1>
and a reduction coefficient of the reaction circuit:
<EMI ID = 49.1>
As thread, is real and positive., There will be negative feedback if /? is
<EMI ID = 50.1>
is bigger.
<EMI ID = 51.1> <EMI ID = 52.1>
engendered; by the resistance of the cathode circuit. The other term measures the reaction or feedback due to the currents flowing in the internal capacitors, the neutrodynes and the reactance.
<EMI ID = 53.1>
<EMI ID = 54.1>
envisaged in the neutrodyne circuits provided for in the invention. This feedback is of a different origin than that due to the cathode resistance, and can be determined by the choice of the value of the neutrodyne capacitors.
An inverted amplifier neutralized by capacitors of a value greater than the internal filament-plate capacitance of the tubes and balanced by a capacitive reactance between gates, as provided according to characteristics of the invention, will therefore have all the advantages of a counter amplifier. -reaction; in particular, there will be reduction of noise and distortions introduced by the
<EMI ID = 55.1>
-reaotion
<EMI ID = 56.1>
<EMI ID = 57.1>
<EMI ID = 58.1>
m = 0.17
P
<EMI ID = 59.1>
A chain of amplifiers of the type described therefore makes it possible to amplify a high frequency signal modulated from a low power stage modulated by the plate. FIG. 6 represents a diagram of such an amplifier chain, comprising for example a
<EMI ID = 60.1>
dynes as described above, and charging through a load circuit or AC antenna.
It can be seen that the use of amplifier circuits highlighting