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CIRCUIT DE COMPTAGE D'IMPULSIONS ELECTRIQUES UTILISANT DES TUBES A DECHARGE ELECTRONIQUE A ATMOSPHERE GAZEUSE ET A
CATHODE FROIDE.
La présente invention est relative à des circuits de comp- tage d'impulsions électriques utilisant des tubes à décharge électro- nique à atmosphère gazeuse et à cathode froide.
L'un des objets principaux de l'invention est d'obtenir un dispositif électronique séleotant ou répendant exclusivement à un nombre déterminé d'impulsions appliquées.
L'une des applications d'un tel dispositif est constituée par les systèmes d'appel sélectifs pour appareils ou circuits de télécommunication,
L'invention prévoit un circuit de oomptage d'impulsions électriques susceptible de répondre exclusivement à un train d'im- pulsions comprenant un nombre d'impulsions déterminé et comportant un tube à décharge électronique à atmosphère.gazeuse et à cathode
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froide présentant une succession de n intervalles de décharge comp- teurs dont r - 1 sont plus larges que les n - r + 1 autres et un intervalle de décharge de sortie, des organes pour Inapplication aux intervalles d'un potentiel d'entretien de grandeur insuffisante pour déclencher une décharge quelconque des organes pour appliquer les impulsions aux intervalles de comptage,
de telle manière que la pre- mière impulsion allume simultanément tous les intervalles étroits et que les autres impulsions allument successivement les intervalles larges un par un, des organes provoquant l'allumage de l'intervalle de sortie exclusivement lorsque le nombre d'impulsions'est r, n et r étant des nombres entiers et r n'étant pas supérieur à n et des organes permettant d'obtenir une impulsion de sortie à l'intervalle de sortie à chaque fois qu'il s'allume.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre de ladite invention.
La figure 1 représente un schéma de montage d'un dispositif de comptage conforme à certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 2 est une vue du tube utilisé dans le dispositif de la figure 1, tel qu'on le verrait en regardant dans la direction de la flèche A.
Les figures 3 et 4 représentent des vues additionnelles du tube tel qu'il apparat trait en regardant dans la direction des flèches B et C respectivement.
Il y a lieu de souligner que les exemples de tubes à at- mosphère gazeuse représentés ne sont que symboliques et ont surtout pour but de montrer clairement les dispositions du tube mais non de représenter les dimensions exactes qui peuvent être déterminées ul- térieurement avec un degré de précision déterminé.
On supposera que le montage doit répondre à un train d'im- pulsions contenant un nombre choisi r dtimpulsions, ledit nombre pouvant être quelconque mais non supérieur à n et qu'il est insen-
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sible à tout autre nombre d'impulsions différent de r. par simpli- fication, un exemple particulier sera donné dans lequel n - 12 et r = 5. On comprendra que n peut être un nombre relativement grand tel que 100. En outre, il n'est pas nécessaire que les impulsions soient régulièrement répétées mais elles doivent avoir toutes le même durée et la même amplitude.
Le montage représenté sur les dessins joints comporte un tube à atmosphère gazeuse à cathode froide 1 comprenant par exemple 98% de néon, 1% d'argon et 7% d'hydrogène à une pression totale de 200 mm de mercure. L'anode 2 est sous la forme d'une plaque et la cathode 3 comporte 12 pointes conductrices ou pointes de dents de scie, électriquement connectées et en saillie vers l'anode 2 avec laquelle elles forment 12 (= n) intervalles correspondants dont les 4 ( = r - 1) premiers en comptant à partir de la gauche sont tous égaux et légèrement plus larges que les 8 ( - n - r + 1) autres intervalles ; par exemple, les 4 premiers intervalles pourraient avoir une largeur d'l mm et les autres une largeur de 0,8 mm ; les 12 pointes pourraient être espacées entre elles d'l mm.
Une petite plaque plate 4 est électriquement connectée à l'extrémité de gauche de la cathode 3. Elle forme un intervalle de décharge d'l mm a@ec l'anode 2 et est disposée de telle façon que son angle le plus proche soit à 1 mm de la pointe de l'extrémité de gauche de la cathode 3. Une plaque analogue 5 est connectée à l'extrémité de droite de ladite cathode et un petit bloc ou une petite feuille 6 d'une matière isolante convenable est placé entre l'anode 2 et la plaque 5 à proximité de l'extrémité de droite de la cathode 3 comme représenté, mais en laissant une petite zone de la surface de l'anode non recouverte près de la pointe extrême de la cathode.
La cathode 3 est reliée par l'intermédiaire des résistan- ces 7 et 8 shuntées par les condensateurs 9 et 10 à la borne néga- tive (représentée mise à la terre) d'une batterie 11 dont la borne positive est connectée à l'anode 2. On pourrait, au contraire, le
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cas échéant, mettre à la terre la borne positive de la batterie.
Une cathode de commande d'ionisation 12 est également espacée d'l mm de l'anode 2 et elle est placée à une distance convenable, par exem- ple 2 mm de l'extrémité de droite de la cathode 3. La cathode 12 est reliée à la borne négatieve de la batterie 11 par l'intermédi- aire d'une résistance 13 de grande valeur ohmique.
Une cathode de sortie 14 est espacée d'l mm de l'anode 2 et est placée à 1 mm de la pointe extrême de gauche de la cathode 3.
Un petit élément de matière isolante 15 analogue à 6 est placé, comme représenté, entre la pointe de gauche de la cathode 3 et la cathode 14 qui est reliée à la borne négative de la batterie 11 par l'intermédiaire d'une résistance 16.
Un redresseur 17 est monté en série avec une self-induc- tance le entre la cathode 3 et une prise intermédiaire convenable sur la résistances 19 en shuntant la batterie 11 afin de stabiliser la tension moyenne de la cathode 3 qui, sans cette disposition, varie- rait avec le nombre de pointes qui sont le siège d'une décharge.
Les impulsions à compter doivent être appliquées dans un sens négatif à la borne 20 qui est reliée à la cathode 3 par l'in- termédiaire d'un condensateur d'arrêt 21. La cathode de sortie 14 est reliée à une borne de sortie 22. Comme exposé plus loin, lors- qu'un train d'impulsions comportant le nombre d'impulsions spécifié (5) est appliqué à la borne 20, la cathode 14 est ultérieurement allumée et un potentiel correspondant apparatt sur la borne 22, po- tentiel qui peut être appliqué à la production d'une opération de commutation désirée quelconque ou analogue en réponse au train d' impulsions.
Le potentiel de la batterie 11 doit être tel qu'une petite décharge permanente soit produite vers la cathode de commande d' ionisation 12, le courant de décharge étant limité par la résistance 13 à, par exemple, 50 microampères. La batterie 11 doit toutefois être insuffisante pour déclencher d'elle-même une autre décharge quelconque mais elle doit être susceptible d'entretenir toute dé-
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charge déjà déclenchée.
L'amplitude et la durée des impulsions appliquées à la borne 20 doivent être telles que la première des impulsions puisse allumer pratiquement au même instant les e premiers intervalles en partant de la droite de la cathode 3, lesdits intervalles étant ceux qui sont étroits. Toutefois, ladite impulsion ne peut allumer le gème intervalle, qui est le premier des intervalles larges, Entre- temps, par migration des ions à partir des intervalles étroits allu- més, le potentiel d'allumage du premier des intervalles larges est réduit, de sorte que la seconde impulsion appliquée peut allumer le sème intervalle lorsqu'elle arrive mais non pas le lOème intervalle.
Ce loème intervalle est toutefois amoroé de la même manière par migration des ions à partir du 9ème intervalle et il est allumé par la troisième impulsion. Les llème et l2ème intervalles sont ensuite allumés successivement de la même manière par les 4ème et sème im- pulsions. Le 12ème intervalle correspond à la pointe extrême de gauche de la cathode 3.
On supposera, d'autre part, qu'il n'y a plus d'impulsions dans le train, Dans ces conditions, le tube reste dans un état tel que tous les intervalles de la cathode 3 sont le siège de décharges ; entre temps, l'ionisation passe du dernier intervalle à la cathode de sortie 14 qui est, à ce moment, suffisamment amorcée pour que l'intervalle correspondant soit allumé par la batterie seule. Toute- fois, la plaque isolante 15 retarde la migration des ions de quel- ques millisecondes. (Ce délai est prévu pour empêcher que la cathode 14 ne soit sensible à un train d'impulsions contenant un nombre d' impulsions supérieur au nombre spécifié) (5). S'il existe une sixième impulsion après l'allumage de l'intervalle de l'extrémité de gauche de la cathode 3, l'intervalle entre la plaque 4 et 1' anode 2 est allumé.
La décharge s'étale très rapidement sur cette plaque et, en combinaison avec le circuit résistance - capacité 8- 10 (qui présente une faible constante de temps) produit une relaxa- tion qui éteint toutes les décharges de la cathode 3. La capacité
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du condensateur 9 est relativement grande et le circuit 7, 9 a une constante de temps relativement élevée, de sorte que la durée de relaxation est déterminée pratiquement par le circuit 8 - 10. En outre, le condensateur 9 garde une charge qui se dissipe avec une lenteur relative, de sorte que 3 conserve un potentiel positif, ce qui réduit momentanément la différence de potentiel entre cette cathode et l'anode.
Si d'autres impulsions sont présentes dans le train après la sème, les impulsions additionnelles ne peuvent alors allumer que les intervalles étroits situés à l'extrémité de droite de la cathode 3, à raison d'un intervalle à la fois, Si le nombre d'impulsions présentes est le nombre maximum (12), seuls les six premiers des intervalles sont allumés. Ainsi, aucune ionisation appréciable ne peut atteindre la cathode 14 et provoquer son allumage,
Si le nombre d'impulsions est inférieur au nombre spécifié (5), lors de la première application du train d'impulsions, de la manière décrite plus haut, l'allumage des intervalles larges n'at- teint pas le dernier desdits intervalles à l'extrémité de gauche de la cathode 3, de sorte qu'ici encore la cathode 14 n'est pas suffi- samment amorcée pour que l'intervalle soit allumé par la batterie.
En conséquence, on peut voir que l'intervalle correspon- dant à la cathode 14 n'est allumé que si le train d'impulsions ap- pliqué comporte exactement le nombre d'impulsions spécifié.
A la fin du train d'impulsions, la cathode 3 conserve un ou plusieurs intervalles qui sont le siège de décharges (sauf dans le cas spécial où il n'y a pas d'impulsions après la relaxation de la plaque 4).
La plaque 5 est prévûe pour éteindre ces décharges. Après l'allumage du premier intervalle à l'extrémité de droite de la cathode 3, par la première impulsion appliquée, les ions et les électrons commencent à se déplacer vers cette plaque mais sont re- tardés par la plaque isolante 6, comme déjà exposé à propos de la plaque 15. Lorsque la plaque 5 s'allume, une relaxation se produit comme précédemment et cette relaxation éteint les décharges de la
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@ csthode 3. Le retard doit toutefois être suffisant pour permettre l'allumage de la cathode 14 si le nombre d'impulsions spécifié est reçu. Ce retard pourrait être, par exemple, de l'ordre de 15 milli- secondes.
On comprendra que si l'on désire utiliser un train d'impul- sions comportant un nombre d'impulsions spécifié pour la sélection d'un appareil particulier appartenant à un groupe de n appareils, n correspondant au nombre d'impulsions, il doit être prévu n montages analogues à celui de la figure 1 et les impulsions sont appliquées à tous ces montages.
Les montages ne diffèrent qu'en ce qui concerne le nombre r - 1 d'intervalles larges prévu pour la cathode 3 et chaque montage assure une indication ou une commande distincte pour un appareil correspondant du groupe.
On peut utiliser un montage conforme à certaines caracté- ristiques de la présente invention pour la sélection d'un appareil d'abonné de téléphone automatique d'après des trains d'impulsions comportant des nombres d'impulsions correspondants.
L'intervalle entre les trains d'impulsions successivement appliqués doit, bien entendu, être suffisant pour permettre l'ex- tinction de la cathode 3 par la plaque 5 avant l'application d'un autre train. Des dispositifs (non représentés) peuvent être prévus, s'il y a lieu, de telle façon que la cathode 14 soit éteinte par une impulsion négative tirée de l'appareil sélecté, d'autres organes convenables permettant de ramener le tube à son état normal pouvant également être utilisés.
Bien entendu, l'invention est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées et sans s'écarter du domaine de ladite invention.