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PERFECTIONNENENTS AUX SYSTEMES D'ESSAIS ELECTRIQUES
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux systèmes d'essais électriques et, en particulier, aux appareils de mesure des caractéristiques électriques, telles que les impédan- ces, de l'appareillage électrique. Par exemple, l'invention pré - voit des moyens de mesure de la longueur électrique des lignes de transmission.
Jusqu'à présent, la longueur d'une ligne ou d'un câble de transmission, en fonction de la longueur d'onde de l'énergie à.. haute fréquence transmise sur la ligne, était déterminée en situant les noeuds et les ventres des ondes stationnaires sur la ligne, avec un voltmètre. Une électrode mobile reliée à l'appareil de mesure était déplacée le long de la ligne et l'on notait la posi-
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tion des maxima, et des'minima , après quoi les distances étaient déterminées au moyen d'un appareil de mesure de longueur.
En plus de l'inconvénient au point de vue électrique de toucher une ligne à haute fréquence avec une électrode mobile, .L'appareillage devait être portatif et cette méthode était incommode, lente et ne s'adaptait pas convenablement à tressai rapide des câbles et des lignes, à l'usine.
L'invention a notamment pour objet la constitution de moyens perfectionnés de mesure des impédances de circuit.
Plus particulièrement, l'un des objets de l'invention est un appareil d'essais de lignes de transmission à poste fixe et, cependant, de manoeuvre facile et susceptible de s'adapter aux essais rapides nécessaires à la fabrication des lignes.
Le système d'essais prévu conformément a Lune des ca - @ ractéristiques de l'invention comporte essentiellement une impédcn- ce étalonnée, susceptible d'être accordée et connectée aux bornes d'entrée de la ligne, ou de l'appareillage analogue, en essais , l'accord de ladite impédance étant destinée à l'obtention d'une résonante parallèle avec l'impéd@nce de la ligne en essais.
Un générateur à fréquence fixe stable est connecté aux - dites bornes d'entrée et, à travers une ligne en résonance. un voltmêtre est relié à la ligne en résonance en essais, en un point situé à un quart de longueur d'onde de l'entrée, dans le but d'in- diquer quand la résonance parallèle est obtenue. L'impédance ac- cordable peut donc être étalonnée en fonction de la longueur d'on- de de la ligne en essais. De plus, ou à titre de variante, l'éta- lonnage peut être fait en fonction des valeurs de réactance, pour @ faciliter le rattachement de couplages convenablement adaptés aux extrémités de la ligne.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la des- cription suivante et à l'examen des dessins joints qui représen - tent schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs, l'appli-
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cation de ladite invention.
La figure 1 est relative à l'application de l'in- vention selon un de ses modes particuliers, à une ligne de transmission bifilaire;
La figure 2 est relative à un mode d'application de l'invention à un câble coaxial;
Une ligne de transmission à essayer est représentée en 1, à la figure 1. Elle peut comprendre, deux fils parallèles isolés par l'air et présentant toutes impédances caractéristi- ques et constantes d'atténuation désirées. La ligne représen- tée est en circuit ouvert à son extrémité et on désire déter- miner avec précision sa longueur, en fonction de la longueur d'onde #, ou enl'onction de l'impédance Z.
Une impédance va- riable 2, qui peut être commodément constituée par un tronçon de ligne, ou.une ligneaccordable au moyen d'un curseur de mise en couit-circuit 3, glissant le long de la ligne grâce à un en- traînement à crémaillère 4, est connectée aux bornes d'entrée de la ligne en essais. La longueur dudit tronçon de ligne est réglable par exemple de 1/4 à 3/4 /\,et, par suite, elle peut être ajustée en vue de l'obtention d'une résonance parallèle avec une longueur quelconque de ligne en essais. C'est à dire que,, pour une onde de tension de longueur?\-, appliquée à l'en- trée de la ligne 1, l'impédance apparente à l'entrée peut être réglée au maximum, quelq que soient la grandeur et le signe des réactances des tronçons et de la ligne.
L'onde est fournie par un générateur 5, à fréquence constante stabilisée, connecté à l'entrée de la ligne 1 à tra- vers une line résonnante G, la sortie du générateur et les deux fils de la ligne étant, de préférence, équilibrés par rapport à la terre, Un-voltmètre 7 est connecté aux bornes de la ligne en réson-ance, en un point situé à un nombre impair de quarts de, longueur d'onde de l'entrée, lorsque la ligne 1 se termine en circuit ouvert. Trois quarts (3/4) # est un espacement
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convenable aux très hautes fréquences.
Quand l'extrémité éloi- gnée de l'entrée, ou du générateur, d'une ligne à self induc- tance et à capacité réparties est en circuit ouvert, la distri- bution du potentiel le long de laligne est belle que ledit po- tentiel tombe à des valeurs minima en des points situés à un nombre impair de quarts de longueur d'onde de ladite extrémité éloignée. La sortie de la ligne résonnante G est connectée aux entrées combinées des lignes 1 et 2 et, pour la réson-ance en parallèle desdites lignes, l'impédance de charge appliquée à la ligne 6 est grande.
Si l'on suppose que la ligne 1 en essais est légèrement plus longue qu'un quart de longueur d'onde, d' ordre pair ou impair et qu'on règle le curseur 0 sur la ligne 2 à une distance légèrement inférieure a un quart d'onde, l'in- dication résultante minimum ou nulle du voltmètre7 montre exac- tement le momentoù la position correcte du curseur est obtenue.
L'écart dudit curseur à partir de sa distance d'un quart d'onde sur la ligne 2 est une mesure directe de la longueur de la ligne en essais, en fonction de la longueur d'onde 1\.. Si on le dé- sire. on peut tracer à l'étalonnage, sur l'échelle du voltmètre l'amplitude des minima de tensions qui sont proportionnels aux pertes de la ligne.
L'appareil d'essais conforme à certaines caractéris- tiques de l'invention est également applicable aux câbles de transmission du type coaxial. On montre, en parallèle aux l'en- trée du câble 11 à essayer, une ligne coaxiale 12 en court- circuit, de préférence ajustable au moyen d'une crémaillère 14, analogue à la crémaillère 4 de la figure 1 et étalonnée en fonc- tion de la longueur d'onde #. on donne à la ligne 12 une longueur approximativement égale à celle de la ligne 11, de ma- nière à ce qu'elle soit adaptée, non seulement à la réactance de ladite ligne 11, mais également à ses pertes. Le générateur 15 applique des ondes de longueur # à l'entrée des câbles en parallèle 11 et 12.
Une ligne résonnante 16, longue d'un nom- bre impair de quart de longueur d'onde, est également connectée
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aux bornes de l'entrée du câble. Comme à la figure 1, on règle l'impédance de la ligne réglable en court-circuit de manière à obtenir la réson-ance parallèle avec la ligne en es- sais et le maximum de résistance résultant est mis en évidence par un minimum de tension à l'extrémité " voltmètre " de la ligne résonnante quart d'onde 16. La longueur de la ligne en court-circuit est alors une indication relative à la ligne de @ transmission. En vue de faciliter la connection des câbles en essais à l'appareillage d'essais, on peut utiliser un collier fileté, ou organe analogue 18 pour serrer mécaniquement et électriquement le câble sur la ligne 16.
Un collier de serrage analogue peut être employé à l'extrémité des autres câbles, pour assurer la facilité de leur rempiacement;
Bien que l'appareil d'essais conforme à certaines caractéristiques de l'invention ait été décrit en liaison avec des lignes de transmission en circuit ouvert, il est évident qu'il est également applicable aux lignes en court-circuit à leur extrémité lointaine. Dans ce dernier cas, les ondes stationnaires sont décalées de 90 .
L'appareil d'essais conforme à certaines caractéris-- tiques de l'invention est de construction simple, de manoeuvre facile et il s'adapte aux mesures précises des caractéristiques électriques deslignes de transmission.