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Circuit pour stabiliser la concentration dans les tubes à rayons cathodiques à concentration magnétique.
L'invention concerne les tubes à rayons cathodiques à concentration magnétique et, en particulier, un circuit servant à minimiser les effets sur la concentration des varia.tions d'in- tensité du courant qui parcourt les enroulements de l'aimant de concentration.
Il est courant dans la technique des tubes à rayons ca- thodiques, dans lesquels un faisceau d'électrons émanant d'un ca- non électronique vient frapper un écran fluorescent, de concentrer le faisceau de rayons cathodiques de façon qu'il forme une trace de dimension voulue sur l'écran fluorescent, en établissant un champs magnétique pratiquement parallèle à la direction générale de l'axe du faisceau cathodique. Ceci est habituellement obtenu au moyen d'une bobine de concentration parcourue par un courant continu et -pratiquement coaxiale avec l'axe principal du tube à rayons catho-
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diques. Le dessin ci-annexé donne une idée générale d'un tel dispositif.
Si l'anode accélératrice du tube à rayons cathodiques se trouve à une tension donnée de façon à communiquer une vites- se déterminée aux électrons frappant l'écran, la bobine de con- centration devra être parcourue par un courant d'une valeur dé- terminée pour que les rayons cathodiques soient concentrés en un faisceau très mince sur l'écran fluorescent. En pratique, la tension de l'anode accélératrice et l'intensité du courant de la bobine de concentration varient toutes deux facilement et de ma- nière inadmissible à cause de variations fortuites dans la ten- sion des sources d'alimentation en courant continu, de changements dans la résistance de la bobine de concentration avec la tempé- rature et d'autres facteurs semblables.
Si le courant de la bobi- ne de concentration est réglé à la valeur nécessaire pour con- centrer le faisceau cathodique avec précision au début des opé- rations, les motifs susmentionnés feront que le faisceau-sera déréglé de temps à autre au cours des opérations. Il est toujours coûteux et souvent impossible de prévoir des régulateurs de ten- tion pour maintenir les sources de tension continue suffisamment in- dépendantes des variations fortuites et indésirables que pour assurer à tout moment une concentration suivante du faisceau à rayons cathodiques.
L'invention a principalement pour but de créer un nou- veau circuit dans lequel les effets de variation de tension sur les sources de courant continu susmentionnées entraînant le dé- réglage du faisceau cathodique sont pratiquement éliminés.
L'invention ressortira clairement de la description suivante d'une forme d'exécution préférée, représentée à titre 'd'exemple dans le dessin annexé.
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L'unique figure est un schéma de connexions d'un cir- cuit alimentant un tube à rayons cathodiques en tension d'accé- lération et en courants de bobine de concentration, conformé- ment aux principes de l'invention.
En se reportant:aux détails du dessin, un tube à rayons cathodiques 1, qui peut être d'un type classique quelconque, comporte à une de ses extrémités un écran fluorescent 2 auquel se heurte un faisceau d'électrons produit par l'accélération d'électrons provenant d'une cathode 3 émettant des électrons, sous l'impulsion d'une anode accélératrice 4. De tels dispositifs sont courants et ne demandent pas plus de description. Dans le but de concentrer la trace du faisceau électronique en une sur- face de section droite minime sur l'écran 2, une bobine de con- centration 5 est prévue, qui peut également être-de type courant.
La tension de l'anode accélératrice 4 est fournie à la sortie d'un redresseur biplaque 6 de type courant pourvu de dispositifs de filtrage convenables quelconques, ce redresseur recevant de la tension alternative de l'enroulement primaire 7 d'un trans- formateur d'alimentation à courant alternatif,courant relié à une source ordinaire de puissance alternative (non représentée).
Le courant continu de la bobine de concentration 5 est fourni par un second redresseur 8 alimenté par la même source; il peut également être filtré au moyen de dispositifs classiques.
Le courant traversant la bobine de concentration 5, venant du redresseur 8, passe dans un tube électronique 9 en série qui peut être d'un type courant et est pourvu d'une électrode de commande 11 et d'une grille-écran 12, également de type elassi- que. L'intensité du courant traversant la bobine de concentration peut être réglée initialement en changeant le potentiel appliqué
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à la grille de commande 11 prélevé; à un potentiomètre convenable 16 recevant du courant continu de la borne positive 13 d'une source de tension stabilisée d'un type convenable quelconque.
On peut démontrer facilement que pour maintenir le spot concentré du faisceau électronique constant sur l'écran 2, il faut que Inéquation suivante soit satisfaite: (1) H2 V-1 = K. où H = Intensité du champ magnétique établi dans le tube par la bobine de concentration.
V =-Potentiel d'accélération du tube à rayons cathodiques.
K = une constante.
Soit le faisceau électronique réglé initialement à la concentration voulue avec une tension Vo produite par la sour- ce 6 et avec une intensité de champ magnétique Ho. En supposant ensuite que la source de courant alternatif reliée à l'enroule- ment 7 subisse un accroissement tel que la tension appliquée par la source 6 à l'anode accélératrice 4 augmente d'une petite frac- tion . La grandeur suivante, correspondant à la partie gauche de l'équation (1), exprimera la condition de concentration du faisceau cathodique sur l'écran 2 :
EMI4.1
(2) H2 V-1 = HS [Va (1 + aj-1 = H2 V 0 -1 (1 - a + a2 ....) Comme a est petit, on peut négliger a2 et les puissances plus élevées dans la discussion suivante.
Comme la source qui fournit la tension au redresseur 6 fournit également la tension au redresseur 8, il est évident que la tension appliquée par le redresseur 8 au circuit de la bobine de concentration 5 augmentera aussi; et comme le circuit de cette bobine de concentration forme une impédance non linéaire @
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(c'est-à-dire le tube électronique 9), le courant parcourant la bobine de concentration 5 augmentera d'une petite fraction b qui sera, normalement, différente de a . Ainsi les conditions de concentration du faisceau cathodique dans le tube 1 seront défi.;,, nies par une modification de la partie gauche de l'équation (1) qui aura la forme : (3) Ho2(1 + 2b + b2 ) Vo-1 (1- a).
Comme b est une petite fraction, b2 peut être négligé dans les considérations qui suivent.
Il est évident que l'équation (1) peut être refaite sous la forme :
EMI5.1
'(4) ô2 vô 1 (1 -t- 2b - a ) K.
Il est évident que si l'on peut rendre 2 b égal à a, les conditions de concentration du faisceau cathodique étant re- présentées par Ho2 Vo-1, seront indépendantes de b et de a . En d'autres mots, la concentration du faisceau de rayons cathodiques sera maintenue.constante, malgré n'importe quelles petites fluc- tuations de la tension fournie par la source d'énergie.
Comme le tube électronique 9 est une résistance non- linéaire, on peut facilement, en réglant de façon appropriée la tension appliquée à la grille-écran 12, s'arranger pour que la variation en pour cent du courant de la bobine de concentration 5 soit exactement égale à la moitié de la variation de la tension appliquée par la source de tension 8 servant à créer ce courant.
La tension appliquée à la grille-écran 12 est déter- minée par les grandeurs relatives des résistances 14 et 15, et en faisant varier convenablement ces résistances.on peut facile- ment obtenir que la grandeur de changement du courant dans le cir- cuit plaque du tube 9 soit égale à la moitié de la tension con- tinue fournie à ce circuit par la source 8.
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La concentration initiale du faisceau à rayons catho- diques sur l'écran 2. peut être obtenue en faisant varier la ten- sion appliquée par le potentiomètre 16 à l'électrode de comman- de 11. Le potentiomètre 16 reçoit sa tension d'une source de courant continu stabilisée qui peut ne pas être coûteuse parce qu'elle ne fait qu'envoyer une tension à une électrode de commande
Les constantes de temps du circuit d'alimentation appli- quant la tension à la grille-écran et du circuit donnant la tension d'accélération à l'anode 4 seront le plus possible iden- tiques de façon que les variations de tension soient rapidement compensées.
REVENDICATIONS
1.- Disposition de circuit pour un tube à rayons catho- diques ayant un aimant de concentration et une anode d'accéléra- tion, caractérisée par un dispositif de commande qui règle au- tomatiquement la relation entre l'intensité de l'aimant de concen- tration et la tension appliquée à l'électrode d'accélération à un degré tel que la valeur fractionnaire des changements en in- tensité de l'aimant produits par variation d'une condition exté- rieure vaut pratiquement la moitié de la valeur fractionnaire des variations de tension produites sur l'électrode d'accélération.