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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY 4, rue Boudewyns ANVERS MONTAGES ELECTRIQUES REGULATEURS DE TENSION.
La présente invention se rapporte à des montages électriques régulateurs de tension. Plus particulièrement, el- le est relative à un montage destiné à compenser les fluctuations de tension d'une source de courant uni-directionnel, par varia- tion correspondante d'un élément résistant dans ledit montage,
L'invention a notamment pour objet la suppression des fluctuations et des ondulations d'une source de tension uni- directionnelle de manière simple et économique.
Elle a également pour objet l'obtention d'une tension d'alimentation continue constante et de valeur élevée, sur la- quelle les variations de charge ou de ligne sont sans influence.
D'autres objets de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description suivante.
De façon générale, l'invention prévoit (1) un poten- tiomètre aux bornes d'une source d'alimentation de tension uni-
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directionnelle, (2) un tube électronique servant d'impédance va- riable et ci-après désigné par l'expression de tube rhéostat, lequel est intercalé dans la connexion aboutissant à l'une des- dites bornes et (3) un amplificateur à plusieurs étages inter- calé entre le potentiomètre et ledit tube rhéostat. Le tube rhéostat comporte une électrode, ou grille de commande, à la- quelle est appliquée une tension de commande proportionnelle à la fluctuation de la tension aux bornes de sortie. Cette ten- sion de commande est amplifiée à partir d'une fluctuation cor- respondante appliquée à une partie du potentiomètre.
L'ampli- fication de cette fluctuation s'obtient dans au moins deux éta- ges, maintenus à une différence'fixe prédéterminée de polarisa- tion par un dispositif à chute de tension constante, tel qu'un tube à luminescence, dans une partie dudit potentiomètre. Si l' on n'utilise que deux étages d'amplification, on peut employer une double triode unique, ou tube de type analogue.
Les caractéristiques et objets ci-dessus de l'inven- tion et d'autres encore apparaîtront plus clairement à la lec- ture de là description détaillée qui suit et à l'examen des des- sins joints qui en représentent, schématiquement, à titre d' exemples non limitatifs, un mode de réalisation et une variante.
La figure 1 est le schéma électrique d'un montage comportant certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 2 est une variante du-montage de la figu- re 1.
Sur la figure 1, la source d'alimentation en tension uni-direotionnelle est connectée aux bornes d'entrée 1 et 2.
Une desdites bornes est couplée à travers un tube rhéostat 3.
Les bornes de sortie 4 et 5 sont connectées au circuit élec- trique auquel est appliquée la tension continue fixe. Entre ces bornes est prévu le montage régulateur de tension conforme à certaines caractéristiques de l'invention, qui est couplé à
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la grille du tube 3, de manière à s'opposer à toute variation susceptible de se produire dans la tension existant aux bornes 4 et 5.
Le montage comprend un potentiomètre aux bornes de sortie 4 et 5, comportant la résistance 6 et la résistance va- riable 8, en série avec un tube à gaz 7 à tension constante.
Aux bornes de l'une de ces résistances, 8 dans l'exemple consi- déré, est couplée l'entrée d'un tube amplificateur 9. La grille et la cathode du tube 9 sont connectées aux bornes de 8 de fa- çon telle que, lorsqu'une variation de sens positif se produit dans la tension entre les bornes 4 et 5, il y ait une petite variation positive proportionnelle sur la ligne 10. Cette pe- tite variation positive sur la cathode de 9, rend la grille de ce tube plus négative par rapport à la cathode, et proportion- nellement à la variation positive d'origine. Ceci produit une variation positive proportionnelle sur la ligne 11, laquelle est appliquée à la grille du second tube amplificateur 12.
La va- riation positive résultante sur la grille de 12 cause elle-même une variation négative amplifiée correspondante sur la ligne 13, à partir de la plaque de 12 et ladite variation est appliquée à la grille 14 du tube rhéostat 3 de manière à augmenter la chute de potentiel aux bornes dudit tube rhéostat 3. Cette augmenta- tion de chute de potentiel agit en sens inverse de la variation positive originale supposée entre les bornes 4 et 5.
La polarisation de oathode du tube 12 est prise d'un des côtés du tube 7, alors que la polarisation de cathode du tu- be 9 est prise de l'autre côté du tube 7. Cette disposition a pour but d'établir une différence de tension constante entre les cathodes des tubes 9 et 12.
La très grande résistance 15, aux bornes du tube 7, peut être omise si l'on n'emploie qu'un seul tube 7. Une résis- tance 15 n'est employée que pour aider au déclenchement du tube et on peut ne pas s'en préoccuper dans l'explication du fonction-
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nement du montage représenté. Toutefois, si l'on emploie deux ou plus de deux tubes à luminescence en série, au lieu du tube unique.7 représenté, une résistance 15, en shunt aux bornes d'un ou de plusieurs desdits tubes en série aide à provoquer l'allu- mage de tous les tubes en même temps et à éviter qu'un seul des- dits tubes ne s'allume. Si un des tubes en série ne s'allumait pas, le circuit ne fonctionnerait pas, car 7 ne serait pas un dispositif à tension constante, ce qui est le but de son emploi dans le circuit.
Plus il est prévu de tubes 7 en série dans le poten- tiomètre comprenant les résistances 6 et 8, plus grande est la variation appliquée au tube amplificateur 9. Comme chacun des tubes 7 est un dispositif à tension constante, il cause direc- tement la même variation de chacun de ses côtés. Par exemple, si un autre tube était prévu au lieu de la résistance 6, une proportion plus grande de la variation entre 4 et 5 serait ap- pliquée directement à la grille du tube 9.
Les résistances 16 et 17, dans les circuits de pla- que des tubes 9 et 12 servent à l'alimentation en tension de pla- que de ces tubes et leur valeur est très grande, de sorte que 1' amplification des tubes 9 et 12 est, de façon correspondante, très élevée.
Conformément à la variante représentée par la figure 2, le montage est analogue à celui de la figure 1, si ce n'est que la cathode et la grille du tube 9 sont connectées aux bor- nes de la résistance variable 18, qui ne constitue qu'une par- tie de la résistance totale du potentiomètre comprise entre le tube 7 et la borne de sortie 5. Le seul avantage du montage de la figure 2 est que, si des tensions de sortie très élevées sont nécessaires, la variation de tension peut être recueillie en un point le long du potentiomètre (comprenant les éléments 6,18 et 19) tel que les tensions de fonctionnement sur les plaques
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des deux tubes 9 et 12 soient convenables et non excessives (comme dans le cas d'une tension de sortie de 5.000 volts entre 4 et 5).
En conséquence, les résistances de charge des plaques 16 et 17 ne sont pas nécessairement de valeur exagérément élevée et l'on peut utiliser dans le montage, pour les tubes 9 et 12, des tubes disponibles dans le commerce.
La théorie de fonctionnement du circuit est la sui- vante.
On suppose que la tension varie d'une quantité +¯ F aux bornes de sortie 4 et 5. La partie de cette tension différentielle apparaissant entre la cathode et la grille du pre- mier tube amplificateur 9 est: + R2/R2-R2) ¯ F 1 2 et la grille du tube 9 devient négative par rapport à la cathode, de cette valeur. La différentielle de tension apparaissant entre la cathode et la plaque du tube 9 est approximativement de: + 1 R2/R1+R2 ¯ F Bien que la grille du second tube amplificateur 12 soit connec- tée à la plaque du tube 9, le potentiel de la cathode du tube 12 n'a augmenté que de la valeur:
R2/R1+R2 ¯ F par rapport à la terre, à cause du tube à tension constante 7.
La tension différentielle apparaissant entre la grille et la cat- hode du tube 12 est donc de: + ( 1-1) R2/R1+R2 ¯ F et celle entre la plaque et la cathode est approximativement de :
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/ruz /uni - R2 /u2 (l - 1) R1 R2
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Cette variation de tension rend la grille du tube rhéostat 3 plus négative par rapport à sa cathode, ce qui aug- mente sa résistance et tend à ramener la tension de sortie à la valeur normale. -Un effet analogue, mais en sens inverse, de sta- bilisation de la tension de sortie se produit si l'on suppose que la tension de sortie différentielle est négative.
Cette régulation est bonne si le gain total des am- plificateurs 9 et 12 est très supérieur à l'unité et s'il est su- périeur au rapport de la variation totale de sortie à la partie de ladite variation qui est appliquée à la grille du premier am- plificateur 9.
Bien que l'invention ait été ci-dessus décrite en re- lation aveo des appareils particuliers et une variante particu- lière, il doit être bien compris que cette desoription n'a été faite qu'à titre d'exemple et ne saurait limiter le domaine de l'invention.