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Circuit de commande
L'invention concerne des circuits de commande électrique et en particulier des circuits de minuterie électrique.
Le but principal de l'invention est d'obtenir une tension continue de sortie présentant une amplitude qui est une fonction prédéterminée, par exemple une fonction pratiquement linéaire ou exponentielle, de l'intervalle de temps séparant 2 impulsions de tension appliquées aux bornes d'entrée du circuit.
L'invention ressortira clairement de la description sui- vante d'une de ses réalisations préférées montrée à titre d'exem- pla dans le dessin annexé..
L,a fige 1 est un schéma d'un circuit servant à mettre les principes de l'invention en évidence.
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La fige 2 présente un réseau de courbes montrant une forme d'onde et la répartition en temps des impulsions de tension appliquées aux bornes d'entrée du circuit de la tige 1 dans un cas de fonctionnement de ce circuit;
La fige 3 est un graphique similaire montrant la rela- tion entre des impulsions de tension semblables appliquées aux mêmes bornes d'entrée, dans un autre cas de fonctionnement*
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La fig 1 montre une lampe à décharge électrique l com- prenant une cathode et 2 électrodes, de préférence du type bien connu à cathode chaude et à.
vide élevée Une lampe-dyant une anode et une électrode de amuiaaiide constitue un type bien connu* La ca- thode de la lampe 1 est mise de préférence à la masse par l'inter- médiaire d'une résistance cathodique e-9 shuntée par un condensa- teur 3, et elle est de même reliée à une électrode de la lampe 1 par l'intermédiaire d'une résistance convenable 4. Une impulsion de tension e2, présentant la forme d'onde représentée par la cour- be inférieure des fige.. 2 et 3, est appliquée à travers un conden-
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sateur 5 entre la masse et cette électrode de la lampe le Une Im- pulsion de tension e1' présentant de préférence la forme d'onde
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des courbes supérieures montrées sur les rigeo 2 et 39 est appli- quée entre la masse et l'autre électrode de la lampe l.
Deux bor- nes de sortie 6, ? sont reliées respectivement à la résistance cathodique 2*
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Comme on le sait, les lampes a décharge électronique passent d'un état relativement non conducteur à un état relative- ment conducteur quand les tensions appliquées entre leurs catho- des et leurs autres électrodes sont en relation convenable.
En
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première approximation, elles sont conductrices loraques a 1 + me 2/ ou m et K sont des paramètres de la lampe< Les tensions e 1 et e2 sont ajustées aux constantes de la lampe 1 de telle façon que la
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valeur maximum E2 de l'impulsion de tension e2 sera incapable de
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causer le passage du courant à travers la lampe 1 au moment où e1 présente son creux ou minimum B; et de telle façon également que la valeur maximum E1 de l'impulsion el sera incapable de eau- ser le passage du courant lorsque l'impulsion de tension e2 présen- te son creux ou minimum D. En d'autres mots, B + mE2 K et
E1 + m D K. Toutefois, la valeur E2 est faite telle que e1 + mE2 K chaque fois que el dépasse sa valeur de creux B.
Les courbes montrant la tension de plaque et la tension de l'é- lectrode de commande de lampes électroniques sont bien connues des techniciens et permettront à ceux-ci de choisir pour les amplitudes des tensions E1, B, E2 et D, qui viennent d'être men- tionnées, des valeurs adéquates pour réaliser les conditions susmentionnées.
On peut voir que, dans les conditions illustrées par la Fig. 2 (c'est-à-dire quand les impulsions de tension des courbes el et e2 ne sont jamais appliquées simultanément à la lampe 1), cette dernière ne sera jamais en état de faire passer un courant important de son anode à sa cathode. D'autre part, dans les con- ditions de fonctionnement illustrées dans lafig. 3, où la tension e2 atteint la valeur E2 avant que la tension el tombe à sa valeur de creux B, du courant passera entre l'anode et la cathode de la lampe 1, produisant ainsi une chute de tension dansa résistance cathodique 2 et chargeant le condensateur 3.
Il est clair que la lampe 1 commencera à être conductrice au moment t1, qui correspond à l'arête gauche de l'impulsion de tension e2, puisque ceci est le premier moment auquel la tension e2 présente une valeur au moins égale à E2 pendant que la tension e1 a une valeur supérieure à B.
Quand la lampe 1 aura une conductibilité quelconque non négligeable, sa résistance anode-cathode constituera effectivement une résistance par l'intermédiaire de laquelle le condensateur 3 .IL-.
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sera gnargé par la tension el- La valeur de la résistance anode- cathode de la lampe 1 dépend de la grandeur des tensions e1 et e au moment t1;
en calculant convenablement) cette résistance anodecathode peut être rendue assez petite pour que le condensateur 3
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soit chargé presque instantanément a la tension de la source 6j. au moment t1,Ainsi, dans les conditions illustrées par la fig. 3, la tension à laquelle le condensateur 3 est chargé dépend de la
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valeur de el au moment ti et par conséquent de la forme de l'onde représentant sl sur cette figure. Avec la pente de crête Al - A représentée, la tension à laquelle le condensateur 3 est chargé augmente lorsque la valeur de l'intervalle de temps t1- to dimi- nue.
Une fois que le condensateur 3 a été chargé à la valeur de la tension e1, le passage du courant à travers la lampe cessera
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parce que la tension Olt après le moment tlt est inférieure à celle à laquelle le condensateur 3 vient d'être chargé et parce que e1 ne peut produire plus longtemps le passage du courant de
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charge à travers la conductance unilatérale de la lampe l.
Si la partie de crête A-Al de l'impulsion de tension sl est rendue linéaire, la tension à laquelle le condensateur 3 est
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chargé sera proportionnelle à l'intervalle de tempe t, - toa En d'autres mots, le condensateur 3 est chargé a une tension qui est une fonction linéaire de l'intervalle de tempe tl - to
D'autre part,si la partie de crête A-A1 de l'impulsion de tension e1 est une courbe exponentielle, la tension à laquelle le condensateur 3 est chargé sera une fonction exponentielle de l'intervalle de temps susmentionné.
De même, en modifiant de façon
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quelconque la forme de 2iaapui,ion de tension o., entre les valeurs Aet A1, la tension à laquelle le condensateur 3 est chargé peut être toute fonction désirée et correspondante de l'intervalle de @
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temps susmentionné.
Si les, courbes el et e2 ne sont pas périodiques, c'est-à- dira si elles ne se répètent pas, le condensateur 3 demeurera chargera latension susmentionnée jusqu'à ce qu'il soit déchargé soit par une charge appliquée aux bornes 6, 7, soit par la fuite travers la résistance 2. Plus élevée est la valeur de la résis- tance 2, plus lentement se déchargera, le condensateur 3, dans les conditions mentionnées en dernier lieu; et, en particulier, en omettant la résistance 2, le condensateur 3 peut être maintenu chargé à la valeur décrite dans le paragraphe précédent jusqu'à ce qu'il soit déchargé à travers la charge reliée aux bornes 6, 7.
D'autre part, on peut désirer donner un caractère de répétition aux impulsions de tension e1 et e2; c'est-à-dire leur donner la forme d'une série d'impulsions périodiques. Dans un tel cas, la valeur de la résistance 2 doit être proportionnée à la valeur du condensateur 3 de telle façon qu'elle décharge ce der- nier en un temps de beaucoup supérieur à la période de répétition.
Les parties d'impulsions des courbes E1 et E2 peuvent avoir des formes diverses aussi longtemps qu'elles se conforment au critère e1 + m e2 K, d'un bout à l'autre d'une largeur d'im- pulsion correspondant à la valeur maximum désirée de t1- to; de même les parties de ces courbes autres que les impulsions peuvent s'écarter des valeurs constantes B, c et D aussi longtemps que e1 + me2 est toujours K. Toutefois, on satisfait beaucoup plus facilement aux Inégalités qui viennent d'être mentionnées en rendant les valeurs B, c et D constantes et en donnant aux arêtes (gauches) des impulsions une allure pratiquement verticale.
Il fau- drait observer que l'arrangement fonctionnerait encore, si la ten- sion de la forme d'onde e1 était appliquée à l'électrode de grille et si e2 était'appliqué à l'anode; toutefois, le comportement de la lampe serait alors beaucoup plus sensible à des variations indé- /Il--
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sirables, soit de e1 soit de e2
Dans le système qui vient d'être décrit, l'impulsion e2, qui présente un sommet plat, est en retard de temps sur e1. si on désire obtenir une tension de sortie aux bornes 6, 7, qui diminue au lieu d'augmenter quand l'intervalle de temps t1- to diminue, on peut incliner vers le haut et vers la droite le sommet de l'im- pulsion présentant une crête d'onde non horizontale, tandis que la largeur de l'autre impulsion est rendue notablement plus fai- ble que la première.
Le condensateur 3 et la résistance 4 développent une polarisation négative suivant un processus bien qoonnu,qui empê- che la décharge de débuter dans la, lampe 1 avant l'application de l'impulsion positive e2.
L'arrangement décrit plue haut peut par exemple servir avec un équipement de Radar pour mesurer et indiquer convenable- ment la distance d'un objet. Dans ce but, on peut dériver, la ten- sion e1,suivant un procédé bien connu, des impulsions de l'onde magnétique ultra-courte rayonnée par l'émetteur du Radar, tandis que la tension e2 est dérivée des impulsions réfléchies par l'ob- jet à distance et renvoyées au récepteur du Radar.
Dans ces conditions, l'intervalle de temps tl - to sera une fonction de la distance de l'objetréfléchissant les impulsions et, par conséquent,on peut utiliser directement la tension appa- raissant au-, boxnss du condensateur 3 pour indiquer la dite distan- ce, par exemple en connectant aux bornes 0,7 un voltmètre qui peut être calibré en miles ou en kilométrée.
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