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TUBES ELECTRONIQUES.
La présente invention se rapporte à des perfectionnements à la régulation des montages à tubes électroniques, et en particulier, à l'élimination ou à la diminution de l'effet de variations de la tension d'alimentation anodique.
Il est bien connu que le fonctionnement des circuits électriques tels que les amplificateurs, les déteoteurs, les oscillateurs, et analogues comportent emploi de tubes électroniques et susceptibles d'être affectés de façon appréciable par les variations de tension de la source d'alimentation anodique. De telles variations peuvent être divisées en trois classes:
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lorsque la source d'alimentation anodique fonctionne sur une charge variant de façon continue, celles pour lesquelles la tension anodique varie de façon plus ou moins continue et lente, par exemple lorsqu'une batterie se décharge ou se charge et celles dues à une tension alternative superposée, par exemple,,
à un bourdonnement dû lui-même à un dispositif périodique quelconque actionné à partir de la source d'alimentation anodique.
Diverses dispositions ont été jusqu'à présent utilisées pour stabiliser la tension obtenue d'une telle source d'alimentation anodique variable, mais ces dispositions aboutissent fréquemment à des ensembles encombrants et onéreux et, de plus, ils consomment fréquemment une puissance importante. Le but principal de la présente invention est donc d'obtenir un arrangement très simple de stabilisation du fonctionnement des montages à tubes électroniques, de toutes sortes, dans lesquels la source d'alimentation en courant anodique est sujette à des variations de tension d'un quelconque, ou de plusieurs des types indiqués. L'invention permet également de simplifier les systèmes de découplage de tels montages.
Conformément à l'invention, il est prévu un. montage électrique comportant application d'un tube électronique dont
le circuit anode-cathode est connecté à une source de tension variable et comportant également, entre l'une des bornes de ladite source et la cathode, des moyens d'application à ladite cathode d'une fraction telle de la composante variable de ladite tension, que le fonctionnement du circuit du tube n'est pas affecté par la variation de tension indiquée.
Sous un autre de' ses aspects, l'invention prévoit
un système de montage électrique comportant un tube électronique dont le circuit anode-cathode est connecté à une source de tension variable, deux impédances connectées en série avec les bornes de la source, et des moyens de liaison de la cathode du tube au point de jonction desdites impédances, le rapport de ces dernières étant choisi tel que le fonctionnement du montage du tube soit indépendant de la variation de ladite tension.
t L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins joints qui en représentent schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation.
La figure 1 est le schéma de principe d'un tube électronique et de ses éléments associés en vue de l'explication du principe de l'invention. La figure 2 représente, sous sa forme la plus générale, le mode préféré d'application des principes de l'invention. La figure 3 est le schéma d'un étage conforme à l'invention, comprenant des moyens de polarisation auxiliaires pour le circuit de grille de commande du tube. La figure 4 est une famille de courbes caractéristiques de tube. La figure 5 représente certains détails des montages des figures 2 et 3. La figure 6 représente un amplificateur à étages multiples, la figure 7, un oscillateur et la figure 8 un voltmètre à tube, comportant tous application des principes de l'invention.
On a représenté à la figure 1, sous sa forme la plus simple, un étage à tube unique d'un circuit électrique quelconque, tel qu'un amplificateur. l'anode du tube V (qui peut être d'un type quelconque) est alimentée à partir de la borne positive HT + de la source, d'alimentation anodique, à travers une impédanae Za, qui peut, par exemple, être constituée par
un circuit accordé en parallèle. La cathode est connectée à la borne négative HT - de la source (d'ordinaire mise à la terre comme indiqué) à travers une impédance Zc qui peut, par exemple, être une simple résistance, utilisée à la polarisation de la cathode ou à la production d'une réaction négative, ou encore à ces deux usages à la fois. La grille de commande est reliée
à la terre à travers une impédance de grille Zg (très fréquemment constituée par une résistance de valeur élevée). Les signaux sont appliqués à la grille de commande à partir de la borne 1 et les signaux amplifiés, ou soumis à un autre traitement sont recueillis, à partir de l'anode, à la borne 2.
La tension de la source d'alimentation anodique est supposée variable et ceci est indiqué à la figure 1 par la
force électromotrice Fa, représentée sous forme d'une batterie, en série avec la borne HT +, et destinée à représenter une va-
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appliquée à la grille de commande pour toutes les valeurs de Fa , la variation de courant anodique produite par la variation de Fa sera exactement contre-balancée par la variation causée par la tension.appliquée à la grille, de sorte que le courant anodique sera rendu indépendant des variations de la source d'alimentation anodique et que le fonctionnement du tube n'en sera pratiquement pas affecté.
La figure 2 représente comment cette condition peut <EMI ID=4.1>
connectée en série avec l'impédance de cathode Zc, comme repré-
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Dans ces conditions, une force électromotrice variable + Fa / sera effectivement appliquée à la cathode et
<EMI ID=6.1> ce qui est la condition désirée pour neutraliser l'effet de Fa dans le circuit anodique.
Bien que, sur les figures 1 et 2, Fa ait été représenté comme une batterie, il est évident qu'il peut avoir toutes valeurs et être de digne quelconque.
Les impédances Ya et Yc peuvent prendre toute forme désirée, suivant les conditions présentes. Dans le cas le plus simple, ce sont des résistances pures.
On comprendra que'la tension totale appliquée à la
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de la source d'alimentation anodique. Ceci aura pour résultat, dans un grand nombre de cas, l'application d'une polarisation négative beaucoup trop élevée à la grille de commande. En conséquence, on peut prévoir tout moyen convenable d'application d'une tension de polarisation antagoniste indépendante de valeur constante appropriée, à ladite grille. Un mode préféré d'y parvenir sera axpliqué à propos de la figure 3.
La méthode de suppression de l'effet des variations de la tension d'alimentation anodique ci-dessus décrite exige
que le coefficient d'amplification /u reste pratiquement constant. Ceci est en général le cas sur une gamme très étendue, pour les tubes électroniques fonctionnant sur la partie rectiligne de
leur caractéristique. La figure 4 représente, par exemple, les courbes caractéristiques n'un tube particulier, indiquant la
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plusieurs valeurs, également espacées, de la tension grille. Si un tel tube fonctionne avec un courant anodique de 0,9 milliampère, par exemple, toutes les courues caractéristiques sont
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parallèles, Les courbes sont aussi pratiquement espacées de façon égale et l'on voit, par conséquent, qu'en un point quel-
<EMI ID=10.1> une réduction de courant anodique produite par une variation donnée de tension anodique peut être compensée au moyen d'une variation proportionnelle de tension grille. La figure 3 se rapporte à un exemple pratique d'un étage amplificateur, compensé en ce qui concerne les variations de la tension anodique, conformément à l'invention. On a représenté le tube V sous forme d'une pentode, dont la grille écran est polarisée par la
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et la grille de commande. Les éléments restants sont tels que représentés à la figure 2. Le tube à néon N fournit une tension pratiquement constante aux bornes du potentiomètre, tension qui est pratiquement indépendante des variations de tension de la source. Les résistances R-, et R2 sont cnoisies telles que la grille soit polarisée de façon convenable par rapport à la cathode du tube. Comme les tubes à néon sont parfois sujets à de légères fluctuations, qui sont superposées à la tension constante précédemment mentionnée, il est préférable de shunter
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primer ces fluctuations"
A la figure 3, on a omis la résistance Zc, car son
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indiqué, Yc et Ya peuvent être des résistances pures, mais dans le cas présent, une réaction négative considérable doit être produite par Yc. Si cette réaction n'est pas nécessaire, Yc peut <EMI ID=14.1>
comme indiqué à la figure 5. cette disposition neutralise de façon complète les variations de haute tension. Si,.cependant.la tension d'alimentation est suffisamment constante, mais comporte une tension alternative de bourdonnement superposée,
-la résistance Ra peut être supprimée. Si l'on choisit le condensateur Ce assez grand, l'impédance Yc à la fréquence de bouraonnement peut être rendue pratiquement égale à celle du conden- <EMI ID=15.1>
appropriée pour la cathode (ce qui rend inutile.toute polarisation antagoniste pour la grille ), le bourdonnement est supprimé par l'effet de condensateur Ce et Ca.
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lentes, le condensateur Ca de la figure 5 peut être supprimé.
Les résistances Ra et Rc neutralisent les variations et le condensateur Ce peut être utilisé comme condensateur shunt, pour éviter 1' apparition de réaction; à condition que sa capacité ne soit
pas trop grande, il n'aura pas d'effet appréciable sur l'action de Ra et de Rc dans la suppression des variations lentes.
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manière habituelle, son courant anodique est pratiquement indépendant de sa tension anodique, mais il dépend principalement des variations de la tension de grille écran qui est d'ordinaire empruntée à la source de courant anodique. Néanmoins, l'invention
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soit celle applicable à la cathode, à la grille de commande et à la grille écran considéréescomme une triode.
Dans un exemple particulier de réalisation du montage de la figure 3, les éléments employés étaient les suivants:
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de cathode d'environ 13 milliampères pour une tension anodique de 250 volts -
Tube à néon N - petit tube stabilisant à 70 volts et prenant un courant d'environ 1/4 mA.
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La tension anodique normale était de 250 volts.
Le courant consommé dans la résistance Ra était d'environ 1,8 mA,
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charge normale.
Dans les montages comportant plusieurs étages de tubes, alimentés par la même source de courant anodique, il
est d'ordinaire nécessaire de prévoir des systèmes de découplage; pour éviter toute réaction entre les divers étages résultant de l'impédance de la source, La raison de cette réaction est que les variations de courant anodique produites par les signaux traversent chaque étage, et causent des variations de tension correspondantes dans l'impédance de la source, lesquelles sont appliquées aux autres étages. Les systèmes de découplage
en question sont constitués en fait par des systèmes de filtrage, destinés à éviter la communication de ces variations, entre la source et les étages.
Il est évident que ces variations de potentiel sont ' exactement de même nature que celles représentées par la batterie Fa aux figures 1 et 2. Ainsi, l'usage des impédances Ya et Yc, proportionnées de la manière indiquée, peut remplacer les systèmes de découplage usuels (ou au moins leur venir en aide,
de telle sorte qu'ils peuvent être simplifiés), tout en supprimant en même temps les variations de tension anodique dues à d'autres causes.
Dans un amplificateur à étages multiples, chaque étage peut être pourvu de systèmes de neutralisation de la manière représentée à la figure 3, mais un seul circuit de tubes
à néon peut être utilisé à la production de la polarisation. positive antagoniste pour tous les étages. Un exemple d'une disposition de ce genre est représenté à la figure 6.
C'est un amplificateur sélectif, comportant trois étages analogues à celui de la figure 3 et les éléments correspondants sont désignés par les mêmes références. Le tube à néon N fournit la polarisation antagoniste pour toutes.les grilles de commande. Les impédances Za des circuits anodiques smnt représentées sous forme de circuits accordés en parallèle.. Comme on suppose que tous les tubes sont analogues, les grilles de commande peuvent toutes être connectées au même point du potentiomètre, en shunt aux bornes du tube à néon N. Toutefois, les tubes pourraient être de type différent, auquel cas' les résistances de grille pourraient être connectées à des points différents sur
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les différents étages, ne seraient pas nécessairement les mêmes pour tous.
Dans cet amplificateur, les impédances Ya et Yc peuvent, par exemple, prendre la forme représentée à la figure 5, ou toute autre forme appropriée aux conditions présentes.
La figure 7 représente un circuit oscillateur simple, stabilisé conformément à l'invention. L'anode du tube V est connectée à la source d'alimentation de courant à travers l'enroulement primaire accordé d'un transformateur T, dont l'enroulement secondaire est connecté à la grille de commande. Les impédances de stabilisation Ya et Yc peuvent être constituées par des combinaisons résistance-condensateur en parallèle, comme indiqué précédemment, ou elles peuvent prendre toute autre forme convenable.
L'effet d'une source d'alimentation anodique variable sur le fonctionnement d'un oscillateur peut être un peu moins simple que dans le cas d'un amplificateur. Si, par exemple, la source d'alimentation ne comporte qu'un bourdonnement superposé, pour éliminer ce bourdonnement, le tube peut être pratiquement considéré comme fonctionnant en simple amplificateur et les impédances Ya et Yc peuvent être proportionnelles, suivant la valeur
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d'alimentation varie de façon irrégulière, l'effet sur la fréquence et sur la puissance débitée par l'oscillateur peut être
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peut aisément déterminer les valeurs convenables de Yaet de Yc, à l'avance, et on les trouvera au mieux par tâtonnements. Dans ce montage, la grille peut être polarisée automatiquement par la
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polarisation positive antagoniste pour la grille, de la manière représentée à la figure 3, n'est alors nécessaire, tant que la polarisa.tion introduite par la résistance de cathode Rc n'est pas suffisante pour empêcher l'amorçage des oscillations.
La figure 8 représente un montage de voltmètre à tube auquel le principe de l'invention a. été appliqué. Le circuit de mesure comprend un pont de Wheatstone dont les branches supé- <EMI ID=26.1> à néon NI �u autre dispositif analogue) et les branches inférieures, l'une l'impédance anode-cathode du tube V et l'autre
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quée aux bornes HT + et HT -, dans une des diagonales du pont, et un appareil indicateur à courant continu M est intercalé dans l'autre diagonale du pont.
La tension alternative à mesurer est appliquée à
<EMI ID=28.1> la grille de commande du tube 7. Un second tube à néon, ou
tube à décharge analogue dans un gaz, N2 est .connecté aux bornes de la source d'alimentation en tension anodique, en série avec
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R2 à ses bornes, une polarisation positive réglable pour la grille de commande. Le condensateur C3 est un condensateur shunt, destiné à mettre à la terre de façon effective la cathode de la diode, en ce qui concerne les courants alternatifs. Il sert également au même but que le condensateur Cg,. représenté aux figures 5 et 6.
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serait, bien entendu, pas nécessaire.
Le tube à néon NI produit une tension pratiquement
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équilibré, de telle sorte que l'appareil de mesure M indique zéro. Ceci se produit quand la chute de potentiel due au courant
<EMI ID=32.1> d'alimentation anodique varie, le courant parcourant la résis-
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équilibré. On peut, néanmoins, maintenir l'équilibrage conformément à l'invention, à la manière déjà expliquée en connectant une résistance Re en série avec la cathode et une résistance Ra
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du pont est pratiquement un système à courant continu, on ne gagnerait rien en shuntant les résistances Ra et Rc par des condensateurs/
Comme expliqué à propos des figures précédentes, la résistance de cathode Rc surpolàrise négativement la grille de commande et la polarisation positive réglable produite par le tube à néon N est par conséquence nécessaire. Il est à noter également que la diode D produit une polarisation négative
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aucune tension alternative n'est appliquée à la borne 1.
La résistance de cathode Rc produit également une polarisation négative qui stabilise l'étalonnage du système.
Dans un cas de mise en pratique du montage de la figure 8, les éléments utilisés étaient les suivants:
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Aveo cette disposition, la déviation totale (200 micro-ampères) de l'appareil de mesure M était produite lorsque 0,45 volts de tension alternative était appliquée à la borne 1. On a constaté que la tension d'alimentation anodique pouvait varier de 220 à 300 volts sans aucune variation perceptible du. zéro, ou de l'étalonnage du voltmètre à tube.
Les divers exemples de montage de.tube qui ont été indiqués ci-dessus montrent que l'invention est applicable à. uue large série de dispositifs comportant des tubes et ces exemples n'épuisent pas toutes les possibilités. On se rendra compte que l'invention ne nécessite que l'addition de résistances ou
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pièces peu coûteuses, ne nécessitant aucune source d'alimentation. �uand un tube à néon est nécessaire pour produire la polarisation '
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du type d'ordinaire utilisé dans l'appareillage de télévision et ceci ne nécessite aucune source d'alimentation additionnelle pour le fonctionnement. La charge sur la source d'alimentation existante est seulement augmentée d'une faible quantité.