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" perfectionnements aux lampes thermioniques et similaires et aux circuits y relatifs ".
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L'invention est relative aux lampes thermioniques et à leur emploi dans des applications électroniques, telles que les postes récepteurs radiophoniques et a pour but la fourniture
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d'un dispositif de lampe thermionique d'une souplesse7des cir- cuits telle qu'elle peut être employée pour fonctionner d'une' façon satisfaisante comme lampe dite pour tous usages dans de nombreuses applications, comme l'amplification, la détection, le changement de fréquence, le mélange, la puissance de sortie et le redressement de l'alimentation, etc...,
et elle est con- struite d'une manière telle que pour-différents potentiels de fonctionnement et pour différentes connexions d'électrodes, les caractéristiques de la lampe sont telles qu'elles la rendent propre à ces différents besoins fonctionnels.
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Des essais our'réaliser les :objectifs mentionnés ci-des- sus ont été faits dans le passé sans beaucoup de succès, ce qui
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, était, dû à la circonstance que, quoique les " lampes pour tous usages fi proposées -pussent, en principe, permettre la raticina- lisation de la fabrication des lampes par la simplification du programme de la production des lampes et réaliser, par ce moyen, une réduction des frais, les lampes proposées étaient, ou trop
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c'amplexes et trop grandes en elles-mêmes et de ce fait même trop coûteuses, ou ne possédaient pas assez de souplesse et ne pouvaient; par conséquent, satisfaire aux exigences imposées.
La présente invention supprime ces désavantages au moyen d'une lampe qui a un dispositif d'électrodes nouveau et desti- -
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.n6à pouvoir satisfaire à de nembrenses exigences malgré une structure très simple. En limitant délibéramm<3nt la capacité d'action sur la puissance de la construction de la forme pour
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if tous courants t de cette lampe à une valeur qu'on trouve or- dinairement dans les lampes alimentées par accumulateurs, la dimension de la structure devient par essence très bon marché à fabriquer et atteint, par conséquent, les objectifs prinoi-'
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paux. dans la majorité des cas, mais laisse les applications de puissance plus grandes aux lampes de conception actuelle.
'invention consiste en une lampe thermionique capable de remplir des fonctions diverses consistant en une structure symétrique dont'les électrodes de contrôle sont disposées en moitiés identiques séparées par une grille commune, lesdites électrodes comprenant essentiellement deux demi-grilles de contrôle, deux demi-grilles '.accélératrices et deux demi-anodes, /'ou .possibilité de modification
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le système d'anodes étant agencé de telle manière par rapport au-système de grille de contrôle qu'une interaction de haute fréquence entre les moitiés est pratiquement évitée.
En outre, l'invention consiste en des circuits de lampes thermioniques comprenant des étages de diverses fonctions dans lesquels chacune des fonctions diverses est remplie par une lampe de structure identique et dont le- système d'électrodes est divisé en deux moitiés identiques d'une manière telle qu' il peut être employé dans des conditions de fonctionnement dif- férentes et dont les connexions de circuit sont choisies d'une manière telle qu'elles assurent l'accomplissement de chacune des différentes fonctions.désirées, et en un poste récepteur dans lequel des lampes et des circuits de ce genre sont em- ployés..
- ployés. Suivant l'invention, la lampe proposée a une cathode qui peut être et est de préférence un seul élément ou deux éléments identiques connectés électriquement d'une telle manière que abaque élément est toujours sujet aux mêmes conditions de fonc- tionnement, l'émission électronique de chaque côté de la catho- de étant limitée au point de vue de la charge spatiale par une grille de contrôle à mailles serrées de chaque côté;
cet arran- gement est entouré par un dispositif d'accélérateur électronique connecté avec le susdit dispositif de contrôle de manière à permettre le passage de la plupart des électrons au dispositif d'anode, ce dernier étant disposé d'une telle manière que les électrons secondaires qui en sont émis ne retournent pas, avec des potentiels fonctionnant normalement, au dispositif d'accé- lérateur, toute la structure, à l'exception de la cathode, é- tant divisée le long de son axe de symétrie de sorte que le dispositif en résultant a au moins deux demi-grilles de contrô- le, deux demi-grilles accélératrices et deux demi-anodes, le dispositif d'anode étant arrangé, par rapport au dispositif de grille de contrôle,
d'une telle manière qu'une interaction de haute fréquence est substantiellement absente.
Cette disposition est très simple en comparaison de quel- ques propositions antérieures de structures concentriques qui ne contenaient pas moins de cinq grilles circulaires, dont les grilles extérieures étaient, par suite du rayon nécessairement augmenté, extrêmement grandes et sans solidité.
Comma il sera montré pltis loin, une lampe de ce genre peut être employé normalement avec les deux demi-grilles de con- trôle, les deux demi-grilles accélératrices et les deux demi- anodes respectivement connectées entre elles, et avec des con- nexions de circuit appropriées et l'application de potentiels d'électrode- appropriés elle aura une haute impédance d'anode et peut être employée dans les applications d'amplificateur de voltage pour l'amplification de la haute fréquence, de la moyen- ne fréquence et de la basse fréquence;
à un potentiel plus haut que la grille accélératrice, elle peut également devenir un dispositif de courant anodique relativement grand et peut être employé comme lampe de sortie qui fait fonctionner un haut par- leur ou un autre dispositif de reproduction approprié et, par
Inapplication de potentiels dérivés d'un courant alternatif aux différentes électrodes, moyen par lequel la grille intérieure est rendue légèrement positive pendant une partie du cycle fonctionnant, elle rendra instantanément une très basse impé- dance. C'est-à-dire, elle passera un courant élevé et peut de cette manière servir de redresseuse de demi-ondes, la borne de sortie du système étant la cathode.
Elle a également d'autres applications de système isolées, comme détecteur de grille ou d'anode, oscilla/leur, etc..., ou comme une tétrode à haute
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impédance ou comme une triode à impédance relativement basse, la grillé àccélératrice étant dans ce cas connectée à l'anode.
En outre, les deux moitiés peuvent-être employées pour remplir des fonctions dissimilaires. En particulier, .une moitié peut être employée comme détectuer et l'autre moitié comme, lampe de sortie.
Jusqu'ici'la technique décrite est uniquement une répé- tition de la technique connue et est applicable aussi bien quand la caractéristique d.e la lampe est destinée initialement à avoir ce qu'on appelle une caractéristique droite à mu (co- efficient ou facteur d'amplification) variable. Toutefois, comme dans quelques-unes de ces applications une caractéris- tique mu variable vaut mieux qu'une caractéristique'droite .et vice-versa, une lampe de compromis est généralement consi- dérée comme inacceptable, et cela est un autre désavantage des propositions antérieures. Une grande amélioration sous ce rap- port, est fournie'par la nouvelle lampe proposée, étant donné qu'elle peut être réglée à volonté de manière à avoir une ca- ractéristique droite ou à mu variable.
Une manière d'effec- tuer ceci est de construire toute la structure de telle manière que la lampe ait une courbe caractéristique droite quand les deux moitiés ont des cond.itions d.e fonctionnement identiques, mais si-des potentiels non identiques ont appliqués aux élec- trodes respectives des deux moitiés et sont soumis à des poten- tiel,s positifs fixes d.issimilaires appliqués aux deux moitié s de la grille accélératrice,:, le dispositif qui en résulte aura une caractéristique à mu variable.
Ceci sera dû à la circonstance que le côté qui. a le potentiel plus haut que la grille accélé- ratrice aura un point de coupure plus éloigné sur sa caractéris- tiqùe de courant anodique de tension de grille ; etcomme les deux côtés sont autrement en parallèle, le tout aura une pente plus réduite à des potentiels négatifs plus haut que la grille.
Une autre solution alternative consiste à faire une moitié de la structure avec un facteur d'amplification différent de l'au- tre moitié, aux mêmes potentiels, et puis chaque moitié seule a une caractéristique d.irecte, tandis que les deux en parallèle 'ont une caractéristique à mu variable. Une autre alternative consiste à faire une moitié avec une caractéristiqu e droite et ,l'autre moitié avec une caractéristique à mu variable.
Par con- séquent, la nouvelle lampe proposée remplira également bien les applications à facteur d'amplification variable ou à caracté- ristique droite. L'objection opposée à la première solution que l'application de potentiels dissimilaires de grille accé- lératrice est plus coûteuse et peut être réfutée dans la ma- jorité des cas, étant donné que dans presque chaque circuit complexe il y a des points de potentiel fixe à des niveaux va- riés auxquels la moitié d.e la grille accélératrice peut être connectée, l'autre étant connectée à son point normal à'alimen- tation.
Il résulte de ce qui précède qu'on peut faire varier à volonté la forme de la courbe caractéristique d'une, lampe sui- vant l'invention, étant donné que le point de courbure maximum de toute la caractéristique qui se présente près du point de coupure d'un demi-système peut être déplacé en faisant varier le potentiel de cette moitié de la grille accélératrice.
Ce qui précède ouvre immédiatement la voie vers l'emploi de la nouvelle lampe proposée comme un modulateur par la méthode de variation de pente ou multiplicative sans qu'il soit néces- saire de construire d'autres grilles limitant la charge spati- ale négative dans la lampe outre la grille accélératrice, comme on en emploie dans une pentode modulatrice ou dans une hexode,
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dans une neptode, dans une octode et dans des combinaisons comme la triode-hexode et la triode-heptode.
Une autre opération très utile de système simple qui ré- sulte de la séparation des deux moitiés de la grille de con- trôle (les autres demi-électrodes étant respectivement con- nectées entre elles) est celle de la démodulation d'onde en- tière. Dans ce cas, l'entrée est connecté en phase secondaire (by-phase connected)aux deux moitiés de la grille de contrôle, mais avec des composantes auxiliaires autrement communes(par exemple fuite de grille et condensateur), la démodulation étant réalisée avec une efficacité doublée et avec une stabilité de circuit beaucoup plus grande..
Si les deux moitiés de l'anode aussi bien que les deux moitiés de la grille de contrôle sont employées dans un arran- gement à ondes entières, le fonctionnement en phase secondaire (by-phase ou pushpull) peut être réalisée dans beaucoup d'ap- plications: @ @
Par la séparation électrique complète des deux demi-sys- tèmes, excepté naturellement la cathode, un grand nombre d'au- tres applications deviennent naturellement possibles, telles sont'l'emploi comme redresseur d'alimentation de lignes à ondes entières sortie push-pull, oscillateur-modulateur-changeur de fréquence, -mélangeur, générateur d'impulsions, amplificateur de paraphases, ou même l'emploi de chaque moitié pour un but séparé.
Par le fait que dans la forme proposée, il n'y a que deux (ou tout au plus trois, si on compte les moyens de suppri- mer les électrons secondaires connus) électrodes entre l'anode et la cathode, il est possible de rendre toute la structure de la lampe petite.Par une analyse et un examen méticuleux des applications les plus fréquentes, on peut voir'qu'une dissipa- tion d'anode de ltordre de deux watts est parfaitement suffisan- te même pour les applications de sortie et de rectificateur dans la majorité des postes récepteurs, de là le fait que les nou- velles propositions fournissent une petite anode et par consé- quent une petite lampe "pour tout usage", ceci n'est pas un.dés- 'avantage, mais au contraire un avantage sous beaucoup de rap- ports:
d'abord, la petite anode est plus facile à dégazéifer dans la production et le format fortement réduit de la lampe en- tière "pour tout usage" est moins coûteux à faire et plus facile à accomoder par rapport à l'espace.
Pour mieux faire comprendre l'in ention, on se réfère par la présente aux dessins ci-joints,qui ne sont donnés qu'à ti- tre d'exemple. Dans ces dessins:
La figure 1 est une vue schématique d'un typexde cathode thermionique à chauffage indirect suivant l'invention.
'La.figure 2A est une vue agrandie en perspective d'une réalisation structurale de la lampe montrée dans la figure 1, dans laquelle les différentes électrodes ont été raccordées aux tiges de contact serties dans l'ampoule à vide d'air.
La figure 2 B est une vue en coupe transversale d'une disposition d'électrode, comme celle dessinée dans la figure 2 A.
.'. -. La figure 2 0 est'une coupe transversale en longueur à travers la moitié de la structure d'électrode de la figure 2 B, montrant les chemins probables des électrons (montrés comme des rayons de petits points).
La figure 2 D est une-vue ,en plan du système d'électrodes de la lampe dessinée dans la figure 2 A et '
La figure 2 E est un diagramme montrant la disposition- appropriée des neuf tiges de contact et une séquence.préférée de connexe ions d'électrodes (bien que naturellement on-puisse
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employer onze tiges de contact si les deux électrodes modula- trices sont raccordées séparément de même. que'celles qui sont montrées )..
La figure 3 A est une vue agrandie de la figure 2 C non-- trant une réalisation préférée de cette lampe avec des grilles en tôle spécialement-*formée, et elle devrait être comparse avec la figura 3 B qui montre une coupe transversale à travers une réalisation avec des grilles faites de fils-métalliques de la manière habituelle, les deux étant dessinées de telle manière que les caractéristiques des deux structures seraient substantiellement les mêmes, ces deux figures étant introdui- tes pour montrer les avantages découlant pour le constructeur de la lampe de l'emploi de grilles en tôle du type particulier préféra.
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La figure 4 A est une vue en perspective d'une demi-grille de contrôle avec la cathode in-situ, derrière, pour plus de clarté.
La même structure est montrée, en vue latérale, dans la figure 4 B, l'ouverture inférieure de -la grille étant montrée avant d'être ouverte, mais après que le bord coupant de l'outil perçant a-déjà coupé le métal.
Les figures 5 A et 5 B sont des vues similaires d'un au- tre dessin perfectionné d'une grille estampée dans laquelle par suite de la direction oblique et des coupures, les barreaux en- tiers de la grille sont des parties plus rigidement intégrales de toute la structure de la grille.
Les figures 6 A et 6 B sont à nouveau des vues similaires d'un autre dessin d'une forme renforcée dés figures 4 A et 4 B respectivement.
Toutes ces grilles sont de la section en U renversée mon- trée plus clairement dans la figure 3 A.
.. La figure 7 montre comme un exemple un arrangement de cir- cuit pour un poste récepteur employant des lampes suivant l'in- vention dans tous les étages d'un récepteur radiophonique super- hétérodyne sur secteur alternatif et continu, montrant quelques- uns des facteurs décrits ci-dessus.
Dans toutes les figures les mêmes notations de référence sont employées pour indiquer des parties correspondantes. Ainsi par exemple CG signifie la grille de contrôle entière, tandis que CGx et CGy ( voir les figures 1, 2A, 2B et SE ) signifie les deux moitiés de la grille respectivement; S G indique,.de la même manière, la grille-écran ou accélératrice comme un tout et SG x et SG y ( voir les figures 1, 2B et SE ) indiquent les deux moitiés respectivement; et s indique les écrans dans leur ensemble ( voir la figure.1 ) et S 1 et s r signifient les é- crans de gauche et de droite respectivement ( voir figure 2 b); ( naturellement des écrans supplémentaires supérieurs et infé- rieurs peuvent tre employés, mais ils ne sont pas indiqués ).
A aignifie l'anode et Ax et Ay sont les deux moitiés respecti- ves; C est la cathode et H le filament chauffant, H 1 et H 2 sont les deux extrémités du filament chauffant respectivement ( voir figure 2 il! ), B indique l'ampoule à vide d'air, F indi- que son pied ou sa bride dans laquelle sont serties les tiges de contact L 1 et L 2 et ainsi de suite. En comparant les fi- gures 1, SA et 2B, la signification de chaque partie sera com- prise et en comparant 2 D et 2 E et 2 B l'arrangement préféra des connexions d'électrodes devient également clair.
Les figures 3A et 3B sont toutes-les deux basées sur la supposition commune que dl est la distance active des bords de contrôle principaux de la grille de contrôle de la surface
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effective de la cathode et que d2 est la distance effective des bords d'accélération principaux de la grille accélératrice ou grille-écran de la surface de la cathode.
On notera par celles-ci* que les parties plus grandes, non contrôlantes mais obscurcissantes des barreaux de la grille a G montrés comme des formes noires en t renversés dans la figure 3A sont plus loins de la cathode que la distance d 1, tandis que dans le cas des barreaux de grille en fil métallique ordinaire, mon- trés comme des:tâches circulaires noires dans la figure 3 B, les parties obscurcissantes plus grandes sont effectivement plus près de la cathode que la distance d 1.
Ceci montre com- ment les grilles proposées en tôle estampée et emboutie de la forme générale et particulière qui est montrée permettront au constructeur des lampes de produire des lampes à grilles de température plus basse, la masse plus grande étant plus éloignée de la cathode ayant une tendance réduite à accumuler de la ma- tière cathodique émissive. Par conséquent, il devrait être plus facile d'obtenir une plus faible émission de la grille de lam- pes faites avec ce type de grilles de tôle; ou inversement il sera plus facile d'obtenir des lampes à plus haute conductance mutuelle sans augmentation de la tendance à l'émission de la grille.
Dans la figure 3 A, les ouvertures de grille C 1, C 2, etc..., dans la grille-écran S G sont d'une largeur identique aux ouvertures de grille 01, 02, etc..., dans la grille de con- trêle CG. Les distances entre ces ouvertures sont également identiques et comme les deux peuvent être percées avec des ou- tils perçants identiques, il est clair qu'il devrait être re- lativement facile d'obtenir un alignement correct de ces ouver- tures dans le cas des grilles en tôle en comparaison de la procédure laborieuse qu'on doit normalement employer quand on a affaire à des grilles en fil métallique.
En outre, la diffi- culté qu'on éprouve avec des grilles en fil métallique enrou- lées en spirale, dans lesquelles naturellement les bords exté- rieurs de la structure de la grille ne peuvent jamais être a- lignés convenablement, est évitée. La tendance des barreaux latéraux de la grille de glisser dans les ouvertures en mica est également évitée.
Dans la figure 4 A, on montre une vue en perspective d' une grille de contrôle CGx et -de la cathode C. Neuf ouevrtures séparées,de la grille sont montrées et chacun des huit barreaux interposés de la grille a des sections transversales comme les formes en U renversé montrées dans la figure 3 A.
Les nervures de raidissement sur chaque côté de la grille elle-même agissent aussi bien comme des ailettes de refroidis- semant qùe comme des consolidateurs mécaniques. Le fait qu'el- les font, comme on l'admet, que la grille a une capacité rela- tivement grande par rapport à la terre ne présente pas une difficulté pratique sérieuse assez grande dans la majorité-des -applications pour provoquer des inquiétudes sérieuses en vue du fait que ltavantage des frais de production relativement bas de ce-type de grille en comparaison de la grille de fil métallique à capacité faible compensera ces désavantages dans la majorité des cas.
Dans les figures 4 A et 4 B, le point de connexion entre les barreaux de la grille et le corps principal de la grille est indiqué par un i. Ceci est plutôt une faiblesse dans ce type de grille au point de vue mécanique, et pour améliorer ceci, on montre une modification dans la figure 5 A et 5 B, où. le point faible 1 est éliminé et remplacé par des points e
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beaucoup plus larges et plus forts; les ouvertures percées dans la figure 4 B peuvent également être alternativement dé- calées, ce qui produit des. points plus forts comme ceux en e.
Les figures 6 A et 6 B montrent une autre méthode alter- native de fortifier ce point qui est montré comme j.
La; figure 7 est un type de récepteur superhétérodyne,
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dans lequel l' 1 la première lampe rempli>%,les"fonctions combi- nées de modulateur et d'oscillateur et remplit de cette manière les fonctions de changeur de fréquence.
La seconde lampe v 2 agit comme l'amplificateur de la moyenne fréquence et est suivie d'un démodulateur push-pull
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et un étage d'amplificateur de fxque3c ,,audb eh V 3. Cette lampe fournit également un contrôle de volume automatique tri- ple, étant donné qu'avec une amplitude croissante de la fré- quence porteuse la moitié de la grille de contrôle CG x de v1, et la grille de contrôle entière CG de v2 de même que le poten- tiel moyen des deux moitiés de CG x et CG y de la grille de contrôle de V 3, toutes deviennent de plus en plus négatives; V 4 agit comme une simple lampe de sortie, tandis que V 5 agit comme une lampe redresseuse demi-onde, èt les autres détails du circuit seront clairs à toute personne versée dans l'art suivant la description précédente.
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La polarité et 11litude approximative des potentiels appliqués aux électrodes de la lampe sont montrées dans une notation symbolique facile à comprendre,
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RE"IlElIDICATIONS. 1. ) Lampe thermionique pouvant remplir différentes fonctions consistant en une structure symétrique et dont les électrodes
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de contrôle"sont arrangées en des moitiés identiques séparées par un écran commun, lesdites électrodes comprenant essentiel- ' lement deux demi-grilles de contrôle., deux demi-grilles accé-
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lératrices et deux da..xâês;
l'ensemble des écrans étant disposé par rapport au système anodique et au système de grille de contrôle de.telle manière qu'une interaction de haute fréquence entre les éléments de l'anode et de la grille et les deux moitiés identiques est pratiquement évitée.