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RESEAUX ELECTRIQUES
La présente invention est relative à des réseaux d'ondes électriques, et, plus particulièrement, à l'application, à de tels réseaux, de résistances dépendant de la température, en vue de modifier les caractéristiques des dits réseaux en faisant varier la température des dites résistances.
Le dispositif s'adapte particulièrement à la commande à distance de l'accord de circuits résonnants.
Il est souvent nécessaire d'être en mesure d'ajuster l'accord d'un circuit résonnant situé à distance. Un tel circuit
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peut être utilisé, par exemple, dans un générateur d'oscillations ou dans un récepteur radio-électrique et un opérateur placé en un autre lieu peut avoir besoin d'accorder le circuit à une certaine fréquence produite à son poste ou reçue d'un 3ème poste. Il peut également être nécessaire de commander automatiquement un tel accord à distance.
Des dispositifs mécaniques de commande à distance comportant des condensateurs entrainés par des moteurs, ou des self-inductances à noyau de fer commandées par courant continu et dispositifs analogues ont été utilisés antérieurement, mais les dits dispositifs sont souvent compliqués et difficilement applicables en haute fréquence, en raison de la difficulté ou même de l'impossi- bilité de réduire les capacités parasites associées à l'appareillage à distance. Conformément à une caratéristique de la présente invention, ces difficultés sont surmontées par l'utilisation d'élé- ments de montage dont la résistance dépend de la température.
De tels éléments sont connus sous le nom de thermistors et peuvent comporter du sulfure d'argent, du bioxyde d'uranium, une substance granulée de bore ou un mélange composé d'oxydes de manganèse et de nickel ou d'oxydes de manganèse, de nickel et de cobalt. Chacune de ces substances présente un coefficient de température de résistance négatif élevé.
Les thermistors sont de deux types :a) à chauffage indirect, auquel cas la résistance au sulfure d'argent est munie d'une bobine de chauffage électriquement isolée, la résistance dépendant alors uniquement du courant (alternatif ou continu) traversant la bobine chauffante et étant pratiquement absolument indépendante du courant traversant la résistance proprement dite; b) à chauffage direct, auquel cas il n'y a pas de bobine chauffante et la résis- tance dépend du courant (alternatif ou continu) qui la traverse.
On peut donner aux thermistors de très petites dimen- sions et une capacité électrique très faible, ce qui constitue un avantage considérable en haute fréquence. Le type à chauffage
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direct est généralement celui qui présente la plus faible capacité et pour lequel le têtard dans les variations du courant de chauffage est le moins important.
On comprendra que, pour les applications envisagées dans l'invention, un type convenable quelconque de résistanee dépendant de la température peut être utilisé, le coefficient de température n'étant pas nécessairement négatif. Par exemple, certains types de lampes à incandescence ou de lampes-résistances peuvent, dans certains cas, convenir.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, il est prévu un dispositif pour commander la caractéristique de fré- quence d'un réseau comportant un ou plusieurs éléments de résistance, dans lequel un élément dont la résistance varie largement avec la 'température est associé avec une des branches du dit réseau et dans lequel des organes sont prévus pour commander la température de la dite-résistance.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui repré- sentent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de mise en oeuvre de la dite invention.
Les figures 1(a) et 1(b) sont des diagrammes utiles à l'explication de l'invention.
Les figures 2 (a), 2 (c) et2(d) montrent différentes positions de thermistors, permettant de faire varier les caracté- ristiques de fréquence d'une réactance.
Les figures 3 et 4 montrent de quelle manière le courant de chauffage est appliqué aux thermistors à chauffage indirect, lorsqu'ils sont utilisés suivant certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 5 montre l'utilisation de deux thermistors permettant d'obtenir des points à un potentiel alternatif faible ou nul auxquels le courant de chauffage traversant les dits ther- mistors peut être appliqué.
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La figure 6 représente une méthode suivant laquelle la commande indirecte d'une caractéristique de fréquence peut être exercée au moyen d'un thermistor.
En considérant la figure 1 on supposera que Z soit une composante d'impédance d'un réseau do type quelconque et T un élément de résistance variable avec la température; soit alors Tl la résistance du dit élément à froid et T2 sa résistance à chaud.
Dans ces conditions, pour une résistance à caractéristique de tem- pérature négative, Tl est supérieure à T2. Si Tl est beaucoup plus grand que Z et T2 beaucoup plus petit que Z l'impédance du disposi- tif monté en série représenté sur là figure 1(a) peut alors être approximativement égale à Z, lorsque T est chaud, et très grande ou pratiquement infinie lorsque T est froid. De même, l'impédance du dispositif monté en parallèle de la figure 1(b) peut être pratique- ment égale à Z lorsque T est froid, et très petite ou pratiquement nulle lorsque T est chaud.
Ainsi, on peut voir que si l'on fait varier convenablement la température de T, l'impédance entre les bornes 1 et 2 peut varier entre Z et une certaine valeur très grande, dans le cas de la figure 1(a), ou entre Z et une certaine valeur très petite, dans le cas de la figure 1(b).
L'impédance Z peut être représentée par une self-indue- - tance L ou par un condensateur C, par exemple. Les montages des figures 1(a) et 1(b) peuvent alors être reliés à un circuit accordé, pour assurer la fonction d'une self-inductance ou d'un condensateur variables. Dans ces deux cas, l'admittance du montage a et l'impé- dance du montage b sont données au tableau suivant, sur lequel G = 1/Tl et W = 2@ fois la fréquence appliquée au réseau.
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Fig. l(a} Admittang2 Z = ,j<.0L Y s = G 1 + .. i G2 c. 2 L 1+Gz(i 2L2 i L 2 2 ¯ 2 2 Z = 1/j cJG
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Yg = G. 0 + w G2 Gz+ W2C2 + j C . G2 + 4)202 Fie. l(b) Impédance Z - J W L zp c.J 2 L 2 + Ct) L T2 T. W T2 + CJ2L2 + 'j T2+ Li> 2,2 Z = 1/:1 Co) 0 zp m T. 1+T2 1 c.> 202 + W 1 C 1+T2 T2 Gi:) W 202 202 1+T 2 0 w 1+T2 Go 2c2
L'impédance de (a) et l'admittance de (b) ne présentent aucun Intérêt étant donné que leur réactance et la ausceptance correspondantes ne dépendent ni de T ni de G.
On constatera, d'après le tableau ci-dessus, que la figure 1(a) est léquivalent d'une self-induction shunt variable Lp ayant une valeur de L(1+ l/G2W2L2) ou d'une capacité shunt
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variable Cp de valeur C et que la figure 1(b) 1+ w zC2/ G2 est l'équivalent d'une self-induction série variable Ls de valeur L ou d'une capacité série variable Cs de valeur 1+ vJ 2I,2 /T2 C(1+1/T2 Ul 2c2)
Bien entendu, il est évident que l'insertion du thermis- tor introduit des composantes de self-induction ou de résistance variables, indiquées dans le tableau ci-dessus, dont on doit tenir compte dans l'établissement des montages.
Il est également évident que lorsque l'équivalent d'une self-induction ou d'un condensateur-shunt variables est nécessaire, . le montage série de la figure 1(a) doit être utilisé et que, lorsqu'on désire obtenir l'équivalent d'une self-induction ou d'une capacité séries variables, on doit utiliser le montage en parallèle de la
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figure 1(b). Les montages (a) à (d) de la figure 2 représentent un exemple de chacune de ces possibilités appliqué à un montage simple anti-résonnant. Il est évident qu'on pourrait les appliquer d'une manière analogue à un réseau quelconque, pour modifier ces caractéristiques.
Jusqu'ici, il n'a pas été fait mention de méthodes de chauffage du thermistor. Il y a cependant un cas particulièrement intéressant où aucun dispositif de chauffage additionnel n'est nécessaire. Ainsi, si l'on suppose que l'un des circuits accordés de la figure 2 est utilisé pour définir la fréquence d'un générateur d'oscillations et qu'une certaine composante du montage du dit générateur varie avec la température de sorte que la fréquence varie également, le thermistor T peut être utilisé pour compenser la dite variation de fréquence.
En disposant le dit thermistor au voisinage de la composante variable, de sorte qu'il puisse être soumis aux mêmes variations de température, par un choix convenable des rapports des composantes du montage, le dit thermistor peut être utilisé pour ajuster l'accord du circuit résonnant, de manière à compenser les variations dûes à la composante variable. Il est clair que le même principe pourrait être adopté pour maintenir un récepteur radioélectrique en résonance permanente avec les ondes arrivantes lorsque l'accord est modifié par la température.
Il existe deux méthodes permettant de commander la tem- pérature du thermistor. Suivant la première des dites méthodes, un thermistor à chauffage indirect est utilisé et la bobine chauf- fante est alimentée en courant alternatif ou continu, soit local, soit à distance. En ajustant le courant du chauffage on peut commander avec une grande précision la température du thermistor et sa résistance de façon que l'accord du montage correspondant soit ajusté comme on le désire.
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Suivant la seconde méthode, on utilise un thermistor à chauffage direct traversé par un courant.de chauffage, en plus du courant normal qui le parcourt depuis le circuit aecordé, Dans ce cas il est nécessaire de prévoir des organes pour éviter toute action mutuelle entre les deux courants et l'on peut y parvenir en donnant aux dits courants des fréquences différentes et en prévoyant un filtre. Le dispositif est représenté sur la figure 3 ; le filtre F comporte des bornes de sortie 5 et 6 reliées au thermistor T, monté d'une manière analogue à la figure 2(a). On présume que le circuit accordé est alimenté par un courant alternatif de la fréquence fl sur laquelle on désire accorder le dit circuit. La fréquence de commande 12 est appliquée aux bornes d'entrée 7 et 8 du filtre F.
La seule chose nécessaire est que le filtre F laisse passer librement la fréquence f2 et offre une impédance très élevée à la fréquence fl.
Ces conditions ne présentent en général auuune difficulté surtout si fl et f2 sont nettement distinctes. Par exemple, fl peut être de 1 mégapériode et f2 de 1. 000 périodes, auquel cas le filtre F peut être un simple filtre passe-bas limitant à une fréquence légèrement supéri- eure à 1. 000 périodes et terminé au milieu du montage, aux bornes 5 et 6. Il est à noter que. le circuit accordé étant établi pour une petite fréquence fl les valeurs des self-inductions et des capacités sont telles que seuls des courants négligeables à la fréquence f2 les traversent. Il est à noter également que le filtre F pourrait être un filtre passe-bande, laissant passer f2, mais éliminant fl.
On comprendra que tous les montages dé la figure 2 peuvent être actionnés de la même manière, en montant un filtre tel que F aux bornes du thermistor T.
La fréquenoe f2 peut être supérieure à fl, bien qu'un tel dispositif ne soit pas en général d'une utilisation pratique. Dans ce cas, les dispositifs seraient identiques, à cela près que le filtre F serait un filtre passe-haut à fréquence de coupure inférieure à f2
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ou encore un filtre passe-bande laissant passer f2 comme précédemment.
Les dispositifs représentes jusqu'ici sont non equili- brés, c'est-à-dire que les circuits sont dissymétriques par rapport à la terre. Pour un montage équilibré, on modifierait légèrement le dispositif comme représenté sur la figure 4, sur laquelle le condensateur C des figures 2 (a) et 3 est fractionné en deux parties égales ayant chacune une capacité de 2c et dis- posées de part et d'autre de Z, comme représenté sur la figure 4.
Dans ce cas, le filtre F serait un filtre équilibré.
Sur la figure 3, la borne 3 serait de préférence mise à la terre et le filtre F serait non équilibré. Des modifications analogues peuvent être faites dans le cas de tous les montages de la figure 2 pour obtenir des dispositifs équilibrés.
Dans les dispositifs décrits en relation avec les fig.
3 et 4, le courant de commande de fréquence f2 peut être produit localement ou à distance, à travers un parcours de transmission qui peut être soit un câble, soit une ligne aérienne, soit encore un montage comportant une liaison radioélectrique. Le dit courant peut être produit par un oscillateur convenable et sa grandeur peut être réglée au moyen d'un affaiblisseur ou à l'aide d'organes convenables quelconques. Un dispositif très simple convenant dans la plupart des cas consisterait à utiliser pour f2 un courant continu obtenu à partir d'une batterie montée en série avec un rhéostat réglable. Il est également possible de commander automatiquement f2.
Selon une variante des dispositifs des fig. 3 et 4, deux thermistors sont montés en eérie au point de vue du courant de chauffage, mais en parallèle au point de vue du courant alternatif le auquel réseau doit être accordé. Cette disposition est représentée sur la figure 5 où les deux thermistors T sont utilisés pour comman- der 1-'admittance ou l'impédance d'un condensateur Cl. Le courant de chauffage pour les dits thermistors est appliqué aux bornes
7 et 8. Le dit courant de chauffage peut être soit continu, soit
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alternatif à basse fréquence et un condensateur 02 relie les deux extrémités des thermistors éloignées de C1 en parallèle dans le circuit alternatif à haute fréquence. Le condensateur C2 présente une impédance élevée au courant de chauffage.
Les bornes 7 et 8 se trouvent ainsi dans le circuit à haute fréquence en des points de potentiel faible ou nul.
Toutefois, il n'est pas nécessaire que le thermistor commande directement la caractéristique decfréquence d'un montage.
La fig. 6 représente un tube oscillateur V1 dont les circuits déterminateurs de fréquence sont shuntés par la capacité grille- cathode du tube V2. Un thermistor T est disposé dans le circuit- anode-cathode. Une variation de la résistance du thermistor T entraine une variation du gain ou de la conductance mutuelle du tube V2 en raison de l'effet de Miller et, il en résulte une variation de la réactance montée aux bornes du tube V1.
Un thermistor dont le courant de chauffage est commandé à distqnce peut être utilisé en vue de la commande par vernier de .l'accord d'un circuit oscillant, dont la commande grossière est effectuée à distance à l'aide d'un condensateur variable.
Bien entemdu, l'invention est susceptible de nombreuses variantes,. accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
Résumé.
L'invention est relative à des réseaux à résistance variable en fonction de la température.
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