<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux circuits de commande.
Cette invention se rapporte à des circuits comportant .IL des tubes à décharge, 'et- en particulier à des dispositifs dans lesquels une capacité peut être chargée rapidement mais déchar- gée très lentement, ou réciproquement, dans lesquels une capaci- té peut être chargée très lentement, mais déchargée très rapi- dement.
Ces dispositifs peuvent être employés dans la commande de différents circuits électriques; par exemple, ils peuvent déterminer très rapidement la circulation alun courant sous l'influence d'une action extérieure, ce courant continuant à circuler pendant un temps relativement long après la cessation de l'action.
@
<Desc/Clms Page number 2>
A titre d'exemple, un tel dispositif peut être appli- qué à un système de communication téléphonique bilatéral dans lequel le fait,de parler à l'un des postes provoque la mise en action Immédiate de certains canaux de transmission, mais cette action ne cessant que lors d'une interruption de parole d'une certaine durée.
En variante, le dispositif peut être utilisé comme organe de commande quand on désire que l'apparition d'une action extérieure ne mette en action un circuit électrique qu'après un certain temps prédéterminé, ce circuit étant mis hors ser- vice très rapidement dès cessation de l'action extérieure.
Dans des dispositifs connus, des circuits électriques peuvent être mis rapidement an action sous l'influence d'une commande extérieure en chargeant rapidement un condensateur par une source à courant continu et mis hors service au bout d'un certain temps après la cessation de cette commande, en laissant se décharger le condensateur dans une résistance.
On peut obtenir théoriquement n'importe quel rapport entre le temps de décharge et le temps de charge du condensateur en prenant des impédances appropriées pour les circuits cor- respondants. Toutefois, en pratique, il est souvent désira- ble d'employer comme source de charge le secondaire d'un transformateur alimentant le condensateur à travers une diode à vide. Les diodes du commerce peuvent avoir une résistance interne de l'ordre de 2000 ohms. Si on emploie des tensions raisonnables, le courant de charge du condensateur sera limi- té et si celui-ci doit être chargé rapidement, sa capacité devra être limitée en conséquence. Si par contre, le temps de décharge de ce condensateur doit être trop long, il faudra employer une tres grande résistance dans le circuit de déchar-
<Desc/Clms Page number 3>
ge.
Pour citer un exemple spécifique, dans le circuit de commutation pour téléphonie à courants porteurs décrit dans le brevet américain intitulé: "Electronic l'ransfer Unit de R.C.
Fox et F.S. Beale, et cédé à Westinghouse Electric Corporation, de East Pittsburgh, le rapport entre l'intervalle de temps précé- dant la mise hors circuit et le temps de mise en action doit être au moins de 300 à 1. Comme il faut de plus que la capacité soit chargée en 1 microseconde à travers une diode de 2000 ohms, il en résulte qu'il faut une résistance de l'ordre de 600.000 ohms dans le circuit de décharge. Une valeur aussi élevée serait inem- ployable en pratique; elle serait à peine plus élevée que la résistance de fuite de la plupart des condensateurs de prix moyen; elle produirait des pturbations sérieuses.
Un des buts de l'invention est de procurer un circuit d'un type nouveau dans lequel le rapport entre les temps de mise en action et de mise hors service soit aussi grand qu'on le dési- re sans requérir l'emploi,d'éléments coûteux ou peu pratiques.
Un autre but de l'Invention est l'établissement dtun circuit de charge et de décharge des condensateurs dans lequel le rapport entre les temps de charge et de décharge peut être rendu aussi élevé quton le désire sans qu'on doive employer dans le circuit de décharge des hautes impédances indésirables. un autre but de linvention est de procurer une dispo- sition dans laquelle le rapport entre les temps de mise en ac- tion et de mise hors service peut être rendu aussi petit que l'on veut sans nuire en quoi que ce soit aux buts précédents.
D'autres possibilités de l'invention ressort iront de la description suivante, faite avec référence au dessin annexé.dans lequel: Figure 1 montre une forme préférée de l'invention per- mettant de charger rapidement une capacité et de la décharger
<Desc/Clms Page number 4>
lentement dans le but de commander un circuit de telle façon que son temps de mise hors service soit grand par rapport à son temps de mise en action.
Figure 2 est une forme préférée de circuit conforme à l'invention, pour charger lentement une capacité mais la déchar- ger rapidement, et constituant un système de commande permettant à un circuit d'entrer en action lentement, et de se mettre hors Service très rapidement après une action extérieure, et
Figure 3 montre une variante de l'invention.
Sur la figure 1. un transformateur du type normal a son secondaire 1 raccordé aux anodes de deux redresseurs 2 et 3.
La cathode du tube 2 est reliée au point milieu de secondaire 1 à travers un condensateur 4 et la cathode du tube 3 est reliée au même point milieu à travers un condensateur 5 dont la capacité est considérablement plus élevée que 4. La petite capacité 4 est shuntée par une résistance de décharge 6, et une redresseuse 7 a sa cathode reliée à la cathode du tube 2 et son anode à la catho- de du tube 3. Quand on met le transformateur 1 sous tension il apparait aux bornes de la résistance 6 une tension qui monte ra- pidement mais redescend très lentement dès qu'on coupe le trans- formateur 1 et qui peut être employée pour la commande de n'im- porte quel circuit.
Le fonctionnement du circuit ci-dessus est expliqué ci- apres; immédiatement après la mise sous tension du transforma- teur 1, les tubes 2 et 3 commencent à charger le condensateur 4 et 5 avec la polarité positive à leur borne non commune. Tou- tefois, du fait que la capacité 4 est plus petite que la capacité 5, cette dernière se charge beaucoup moins vite que la première.
Il en résulte que la borne extérieure de la capacité 4 deviendra presque instantanément plus positive que la borne extérieure de
<Desc/Clms Page number 5>
la capacité 5. La polarité du tube est cependant telle qu'aucun courant ne peut passer de la capacité 4 vers la capacité 5 et la première peut donc se charger très vite à la pleine tension four- nie par le transformateur 1, tandis que la capacité 5 n'arrive que lentement à cette tension. Du fait que la résistance 6 est reliée en parallèle avec la capacité 4, la tension à ses bornes monte avec la même rapidité que la tension aux bornes de la c a-- p-acité 4. Au cours du temps, la capacité 5 se chargera toutefois à la même tension que la capacité 4.
Si maintenant on coupe le transformateur 1 la capacité 4 commencera à se décharger à travers la résistance 6, mais dès que sa tension commence à tomber légèrement, la borne de la résistance 6 adjacente à la cathode du tube 2 sera moins positive que la cathode du tube 3. D'ou un courant commence- ra à circuler de la capacité 5 à travers le tube et en fait, les capacités 4 et 5 sont reliées en parallèle avec la résistan- ce 6. La chute de la tension aux bornes de la résistance 6 se fera suivant une loi dépendant de la constante de temps du circuit comprenant la résistance 6 et l'ensemble des capacités 4 et 5 en parallèle.
Comme la résistance qui décharge une grosse capacité dans un temps donné doit être plus petite que celle qui dé- charge une petite capacité dans le même temps, il est évident que la résistance 6 sera plus faible que si elle ne devait décharger pendant le même temps que la capacité 4 seule.
D'autre part, la loi de croissance de la tension aux bornes de la résistance 6 est fixée exclusivement par la loi suivant laquelle la petite capacité 4 se charge à travers la résistance et le tube 2, et comme la capacité 4 peut être faite aussi petite que l'on veut, la rapidité avec laquelle la tension
<Desc/Clms Page number 6>
monte aux bornes de la résistance 6 après miser sous tension du transformateur 1, peut être réalisée aussi rapidement qu'on le veut.
En résumé, la montée de la tension aux bornes de la résistance 6 n'est déterminée que par la capacité 4 et le tube 2, tandis que la disposition de la tension aux bornes de cette même résistance 6 dépend uniquement de 1'ensemble des capacités 4 et 5 se déchargeant dans la résistance 6. Comme la moitié de la tension et la disparition de celle-ci dépendent de facteurs séparés et indépendants, on peut les fixer indépendamment l'une de l'autre en proportionnant convenablement les constantes des circuits sus-mentionnés. Considérons maintenant la figure 2 ; c'est le circuit inverse de la figure 1 en ce sens qu'il produit une montée lente de la tension aux bornes de la résistance ó et une chute rapide de cette tension dès qu'on coupe le transfor- mateur 1.
La seule différence entre les figures 1 et 2 réside dans le fait que la redresseuse 8 de la figure 2 a une polarité inverse de la redresseuse de la figure 1.
Dès que le transformateur 1 est mis sous tension, il commence à charger la capacité 4 à travers la redresseuse 2 et la polarité du tube 8 est telle que la capacité 5 commen- ce Immédiatement à se charger a travers le tube 2, de sorte qu'on fait les capacités 4 et 5 sont en parallèle pendant la période de charge. Les résistances 9 et 11 en série avec les redresseuses 2 et 3 déterminent la charge des capacités 4 et 5 et par conséquent le temps nécessaire pour atteindre la pleine tension peut être ajusté comme on veut.
Cependant, en coupant le transformateur 1, la capacité 4 commencera à se décharger à travers la résistance ó et la ca- pacité 5 à travers la résistance 12. La valeur de la résistance
<Desc/Clms Page number 7>
12 sera telle que la constante de temps du réseau 4 et 6 soit plus faible que celle du réseau 5 et 12. La borne de la résis- tance 6 adjacente au tube 2 deviendra immédiatement moins posi- tive que la borne de la capacité 5 adjacente au tube 3. La po- larité du tube 8 est telle que la capacité 5 ne puisse se dé- charger à travers la résistance 6. La façon dont la capacité 4 se décharge est déterminée par la constante de temps de la capacité 4 et de la résistance 6 et en faisant la capacité 4 et la résistance 6 suffisamment petites, le temps de dé- charge de la capacité 4 peut être rendu aussi petit qu'on le désire.
Il est évident que dans la disposition de la figure 2, que la montée de la tension aux bornes de la résistance 6 peut être rendue aussi lente qu'on le veut en rendant l'en- semble des capacités 4 et 5 suffisamment grand de façon qu'ils se chargent avec la lenteur désirée à travers les résistances 9 et 11 mais la disparition de la tension des coupure du transformateur 1 peut être rendue aussi rapide qu'on le désire en faisant la capacité 4 et la résistance 6 suffisamment peti- tes.
La valeur de la capacité 5 et de la résistance 12 sont déterminées par la vitesse avec laquelle on désire que le cir- cuit commandé se rétablisse dans le cas où la commande se ré- pète à des courts intervalles. Par exemple, si on emploie le circuit figure 2 pour commander un système de communica- tions téléphoniques, il est désirable que quand la personne qui parle s'arrête pour respirer, le circuit commandé agisse rapidement quand elle se remet à parler. Toutefois, quand elle arrête de parler pour attendre la réponse de l'autre poste, il est essentiel que le circuit commandé ne puisse être actionné par le circuit figure 2 du premier poste avant
<Desc/Clms Page number 8>
que le deuxième n'ait commence à parler. La différentiation se fait en dimensionnant convenablement la résistance 12 une fois le condensateur 5 choisi.
Il est évident que en prenant la tension de commande sur la résistance 12 au lieu de la ré- sistance 6 dans la figure 2, on obtient une tension qui monte au maximum dans un tempe comparativement plue long que celui nécessaire pour charger la grosse capacité 5 et qui tombe par conséquent avecla même lenteur que la capacité 5 s.e décharge.
On peut donc obtenir avec le même circuit soit une tension qui monte lentement et tombe vite, soit une tension qui monte lentement et descend lentement ou modérément. Le circuit de la figure 3 donne deux caractéristiques de commande différen- tes: action rapide, relâchement lent ; action lente, relâchement lent. Ce circuit est similaire à celui de la figure 1 à part la résistance 12 en parallèle avec la capacité 5. On peut obtenir à la jonction cathode du tube 2 et capacité 4 une pulsation pour commode rapide etrelâchement lent ; l'autre pulsation peut être obtenue à la jonction cathode du tube 3 et capacité 5. L'action lente est obtenue par la grandeur de la capacité 5.
La résistance 12 doit être dimensionnée convenablement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to control circuits.
This invention relates to circuits comprising discharge tubes, and in particular to devices in which a capacitor can be charged quickly but discharged very slowly, or vice versa, in which a capacitor can be charged. very slowly, but discharged very quickly.
These devices can be used in the control of different electrical circuits; for example, they can very quickly determine the flow of alum current under the influence of an external action, this current continuing to flow for a relatively long time after the action has ceased.
@
<Desc / Clms Page number 2>
By way of example, such a device can be applied to a two-way telephone communication system in which the fact of speaking to one of the extensions causes the immediate activation of certain transmission channels, but this action does not. ceasing only during a speech interruption of a certain duration.
As a variant, the device can be used as a control member when it is desired that the appearance of an external action does not activate an electric circuit until after a certain predetermined time, this circuit being put out of service very quickly as soon as possible. cessation of external action.
In known devices, electrical circuits can be quickly put into action under the influence of an external control by quickly charging a capacitor by a direct current source and put out of service after a certain time after the cessation of this. control, allowing the capacitor to discharge in a resistor.
Theoretically any relationship between the discharge time and the capacitor charge time can be obtained by taking appropriate impedances for the corresponding circuits. In practice, however, it is often desirable to employ as a load source the secondary of a transformer supplying the capacitor through a vacuum diode. Commercial diodes can have an internal resistance of the order of 2000 ohms. If reasonable voltages are used, the capacitor charging current will be limited and if the capacitor must be charged quickly, its capacity should be limited accordingly. If, on the other hand, the discharge time of this capacitor must be too long, a very high resistance must be used in the discharge circuit.
<Desc / Clms Page number 3>
ge.
To cite a specific example, in the switching circuit for power line telephony described in the American patent entitled: "Electronic the transfer unit of R.C.
Fox and FS Beale, and ceded to Westinghouse Electric Corporation, of East Pittsburgh, the ratio of the time interval before shutdown to the actuation time must be at least 300 to 1. As required moreover that the capacitor is charged in 1 microsecond through a diode of 2000 ohms, it follows that a resistance of the order of 600,000 ohms is required in the discharge circuit. Such a high value would be unusable in practice; it would be barely higher than the leakage resistance of most mid-priced capacitors; it would produce serious disturbances.
One of the objects of the invention is to provide a circuit of a new type in which the ratio between the times of activation and deactivation is as great as desired without requiring the use, d costly or impractical elements.
Another object of the invention is to establish a circuit for charging and discharging capacitors in which the ratio between the charging and discharging times can be made as high as desired without having to be employed in the charging circuit. discharge of unwanted high impedances. another object of the invention is to provide an arrangement in which the ratio between the on and off times can be made as small as desired without in any way prejudicing the foregoing objects. .
Other possibilities of the invention will emerge from the following description, made with reference to the appended drawing. In which: Figure 1 shows a preferred form of the invention enabling a capacity to be rapidly charged and discharged.
<Desc / Clms Page number 4>
slowly in order to control a circuit in such a way that its switch-off time is large compared to its switch-on time.
Figure 2 is a preferred form of circuit according to the invention, for slowly charging a capacitor but discharging it rapidly, and constituting a control system allowing a circuit to come into action slowly, and to take out of service very quickly after external action, and
Figure 3 shows a variant of the invention.
In figure 1. a normal type transformer has its secondary 1 connected to the anodes of two rectifiers 2 and 3.
The cathode of tube 2 is connected to the midpoint of secondary 1 through a capacitor 4 and the cathode of tube 3 is connected to the same midpoint through a capacitor 5 whose capacity is considerably higher than 4. The small capacity 4 is shunted by a discharge resistor 6, and a rectifier 7 has its cathode connected to the cathode of tube 2 and its anode to the cathode of tube 3. When the transformer 1 is energized, it appears at the terminals of resistor 6 a voltage which rises quickly but falls again very slowly as soon as transformer 1 is switched off and which can be used for controlling any circuit.
The operation of the above circuit is explained below; Immediately after energizing transformer 1, tubes 2 and 3 start charging capacitor 4 and 5 with positive polarity at their non-common terminal. However, because capacity 4 is smaller than capacity 5, the latter charges much less quickly than the former.
As a result, the outer terminal of capacitor 4 will almost instantly become more positive than the outer terminal of
<Desc / Clms Page number 5>
capacitor 5. The polarity of the tube is however such that no current can pass from capacitor 4 to capacitor 5 and the former can therefore be charged very quickly to the full voltage supplied by transformer 1, while the capacitor 5 only slowly arrives at this voltage. Because resistor 6 is connected in parallel with capacitor 4, the voltage across it rises with the same rapidity as the voltage across capacitor 4. Over time, capacitor 5 increases. will however charge at the same voltage as capacity 4.
If we now turn off transformer 1, capacitance 4 will begin to discharge through resistor 6, but as soon as its voltage begins to drop slightly, the terminal of resistor 6 adjacent to the cathode of tube 2 will be less positive than the cathode of tube 3. Hence a current will begin to flow from capacitor 5 through the tube and in fact, capacitors 4 and 5 are connected in parallel with resistor 6. The drop in voltage across the resistance 6 will be made according to a law depending on the time constant of the circuit comprising resistance 6 and all of the capacitors 4 and 5 in parallel.
Since the resistor which discharges a large capacitor in a given time must be smaller than that which discharges a small capacitor at the same time, it is obvious that resistor 6 will be lower than if it were to discharge during the same time. than capacity 4 alone.
On the other hand, the law of growth of the voltage across resistor 6 is fixed exclusively by the law according to which the small capacitor 4 is charged through the resistor and the tube 2, and as the capacitor 4 can also be made small as you want, how quickly the tension
<Desc / Clms Page number 6>
goes up to the terminals of resistor 6 after switching on the voltage of transformer 1, can be carried out as quickly as desired.
In summary, the rise of the voltage across resistor 6 is determined only by capacitor 4 and tube 2, while the arrangement of the voltage across this same resistor 6 depends only on all of the capacitors. 4 and 5 discharging in resistor 6. As half of the voltage and its disappearance depend on separate and independent factors, they can be set independently of each other by properly proportioning the constants of the above circuits. - mentioned. Now consider Figure 2; this is the reverse circuit of figure 1 in that it produces a slow rise in the voltage across resistor ó and a rapid drop in this voltage as soon as transformer 1 is cut.
The only difference between figures 1 and 2 is that the rectifier 8 of figure 2 has a reverse polarity of the rectifier of figure 1.
As soon as transformer 1 is energized, it begins to charge capacitor 4 through rectifier 2 and the polarity of tube 8 is such that capacitor 5 immediately begins to charge through tube 2, so that 'we make capacitors 4 and 5 are in parallel during the charging period. The resistors 9 and 11 in series with the rectifiers 2 and 3 determine the charge of the capacitors 4 and 5 and therefore the time required to reach full voltage can be adjusted as desired.
However, by switching off transformer 1, capacitor 4 will start to discharge through resistor ó and capacitance 5 through resistor 12. The value of resistor
<Desc / Clms Page number 7>
12 will be such that the time constant of network 4 and 6 is lower than that of network 5 and 12. The terminal of resistor 6 adjacent to tube 2 will immediately become less positive than the terminal of adjacent capacitor 5. to tube 3. The polarity of tube 8 is such that capacitor 5 cannot discharge through resistor 6. The way in which capacitor 4 discharges is determined by the time constant of capacitor 4 and resistor 6 and by making capacitor 4 and resistor 6 small enough, the discharge time of capacitor 4 can be made as small as desired.
It is obvious that in the arrangement of FIG. 2, that the rise in the voltage across resistor 6 can be made as slow as desired by making the set of capacitors 4 and 5 sufficiently large so that they charge with the desired slowness through resistors 9 and 11 but the disappearance of the cut-off voltage of transformer 1 can be made as fast as desired by making capacitor 4 and resistor 6 sufficiently small .
The value of capacitor 5 and resistor 12 are determined by the speed with which it is desired that the controlled circuit be restored in the event that the control is repeated at short intervals. For example, if the circuit of Figure 2 is employed to control a telephone communications system, it is desirable that when the speaker stops to breathe, the controlled circuit acts quickly when he resumes speaking. However, when she stops speaking to wait for the answer from the other station, it is essential that the controlled circuit cannot be actuated by the circuit figure 2 of the first station before
<Desc / Clms Page number 8>
until the second has started talking. The differentiation is done by suitably sizing the resistor 12 once the capacitor 5 has been chosen.
It is evident that by taking the control voltage on resistor 12 instead of resistor 6 in figure 2, one obtains a voltage which rises to the maximum in a comparatively longer temple than that necessary to charge the large capacitor 5. and which therefore falls with the same slowness as capacitor 5 discharges.
We can therefore obtain with the same circuit either a voltage which rises slowly and falls quickly, or a voltage which rises slowly and falls slowly or moderately. The circuit of Figure 3 gives two different control characteristics: fast acting, slow release; slow acting, slow release. This circuit is similar to that of Figure 1 except for resistor 12 in parallel with capacitor 5. At the cathode junction of tube 2 and capacitor 4, a pulsation for convenient fast and slow release can be obtained; the other pulsation can be obtained at the cathode junction of tube 3 and capacitor 5. The slow action is obtained by the magnitude of capacitor 5.
Resistor 12 must be suitably sized.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.