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Enseigne ou inscription lumineuse formée par des tubes à décharge en atmosphère gazeuse.
La présente invention se rapporte aux enseignes ou inscriptions lumineuses utilisant dés tubes à décharge en atmos- phère gazeuse. Elle envisage un dispositif perfectionné produisant un effet d'inscription ou de dessin d'une ou de plusieurs lettres, ou bien encore de motifs, formés par un tube à décharge lumineuse, par application audit tube d'oscillations à haute fréquence pro- . duisant une luminescence qui commence de façon locale puis s'étale le long du tube à mesure que l'amplitude des oscillations augmente.
On a déjà proposé d'obtenir cet effet par régulation progressive et graduelle de l'un des éléments d'accord d'un circuit oscillateur à lampes électroniques appliquant des oscillations à haute fréquence au tube à décharge, ledit tube étant mis à la terre à l'une de ses extrémités, de telle façon que la décharge commence à l'extrémité opposée et s'étende le long du tube à mesure
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que l'intensité des oscillations appliquées au tube est augmentée par le réglage de l'élément d'accord du circuit oscillateur.
Suivant la présente invention, le fonctionnement est commandé par un circuit de base de temps qui applique une tension de commande en dents de scie à l'une des électrodes d'un oscilla- teur à lampes électroniques engendrant les oscillations et provoque l'augmentation répétée des oscillations d'un minimum à un maximum, puis leur retour brusque à ce minimum.
Le circuit de base dé temps peut être conçu de manière telle que la tension de commande continue à s'élever lorsque l'énergie de sortie de l'oscillateur a atteint son maximum, et maintienne ainsi- la luminescence sensiblement constante après l'achèvement de son étalement pendant une période qui peut être déterminée par réglage de la valeur maximum à laquèlle la tension de commande s'élève.
Suivant une autre caractéristique subsidiaire de l'in- vention, l'oscillateur est en outre modulé par relaxation de manière à produire une décharge ayant l'apparence de perles lumineuses.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, une réalisation de ladite invention.
La fig. 1 est un schéma d'un dispositif de commande d'un tube unique.
La fig. 2 est un schéma d'un dispositif conçu pour la commande successive de plusieurs tubes.
Sur les figures, le chiffre de référence 1 désigne un tube à décharge lumineuse-qui peut être d'un type connu quelconque et conçu de manière à former toutes lettres ou motifs désirés, d'une manière en soi connue.
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L'une des extrémités du tube à décharge est reliée par l'intermédiaire d'un conducteur 2a et d'un condensateur 2 à l'anode 3 d'une oscillatrice thermionique 4 à laquelle un courant d'anode est appliqué à partir d'une source convenable 5 . Le circuit d'anode de cette lampe comporte un circuit oscillant formé par une self-inductance 6 et un condensateur 7, ce circuit oscillant étant relié à l'une de ses extrémités à l'anode 3 de la lampe 4 et à son autre extrémité, par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 8, à une électrode de commande 9 de ladite lampe, et la source d'alimentation d'anode étant connectée à une prise intermédiaire 10 entre les extrémités de la bobine de self- induction 6 .
La cathode de la lampe 4 est mise à la terre comme indiqué, et l'électrode de commande 9 de cette lampe est également mise à la terre par l'intermédiaire d'une résistance de polarisa- tion 11
La lampe 4 comporte une grille-écran 12 à laquelle est ap- pliqué le courant provenant de la source 5, à travers une triode 13 dont l'anode 14 est reliée à la source 5 et dont la cathode 15 est reliée directement à la grille-écran.12. Une résistance 20. est de préférence montée aux bornes de la lampe 13 pour un but qui sera exposé ci-après.
La grille de commande 16 de la lampe 13 est reliée à un circuit de base de temps comportant un condensateur 17 étudié pour être chargé par l'intermédiaire d'une résistance 18 et déchargé par l'intermédiaire d'un thyratron 19 .La résistance 18 est montée entre la source 5 et l'une des armatures du condensateur 17 . L'électrode de commande 16 est reliée au point de jonction entre la résistance 18 et le condensateur 17 .L'autre armature du condensateur peut être mise à la terre mais, dans la disposition, préférée représentée sur les dessins, cette armature est connectée à une source de courant présentant une tension négative réglable.
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^Une résistance 21 est de préférence intercalée dans la connexion entre la grille de commande 16 et le point de jonction entre la résistance 18 et le condensateur 17, de manière à limiter le courant de grille de la lampe 13.
Lors de la décharge du condensateur 17, le potentiel de la grille de commande 16 tombe à une faible va leur, de sorte que le courant spatial de la lampe 13 est réduit à zéro. Le courant spatial dirigé vers la grille-écran 12 est alors fourni entièrement par l'intermédiaire de la résistance 20, et l'énergie de sortie de la lampe 4 est ainsi réduite à,une faible valeur de sorte que la luminescence produite est limitée au voisinage immédiat du point auquel le conducteur 2a est relié.
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Le courant traversant la résistance 18 charge alors le condensateur 17, de sorte que le potentiel de la grille de commande
16 augmente à une vitesse déterminée par la constante de temps du condensateur 17 et' de la résistance 18 . L'augmentation progres- sive du potentiel de la grille de commande 16 provoque une aug- mentation correspondante du potentiel de la grille-écran 12, d'où il résulte que le courant d'anode de la lampe 4 augmente progres- sivement. La lampe 4 produit en conséquence des oscillations d'am- plitude progressivement croissante, de sorte qu'une luminescence produite dans le tube 1, localisée tout d'abord à l'extrémité du tube, s'étale progressivement le long dudit tube à mesure que l'amplitude des oscillations augmente.
Lorsque le potentiel de la grille, de commande 16 atteint une valeur maximum prédéterminée, le thyratron 19 s'allume, de sorte que le condensateur 17 est à nouveau déchargé, la lampe
4 devenant à 'nouveau inactive 'et la luminescencedu tube 1 disparais sant.
Ce cycle se répète indéfiniment à une fréquence qui dépend des valeurs du condensateur 17 et de la résistance 18 et du potentiel auquel le thyratron s'allume, comme on le comprendra aisément.
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Si la résistance 20 Était supprimée, la lampe électro- nique 4 deviendrait inactive lors de la décharge du condensateur 17, et la luminescence du tube 1 disparaîtrait en conséquence complètement à la fin de chaque cycle. Le tube 1 resterait alors inactif jusqu'à ce que l'énergie de sortie de la lampe 4 se soit suffisamment élevée pour traverser environ 20 à 25 cms de gaz.
Le tube s'allumerait alors 'brusquement sur environ 20 à 25 cms de sa longueur, et la luminescence s'étalerait progressivement à par- tir de ce point. Il est désirable d'empêcher l'extinction complète de la luminescence, de manière à permettre son augmentation graduel- le à partir de son point d'origine et la résistance 20 est prévue cet effet, la -valeur ohmique de ladite résistance étant choisie ,pour qu'elle empêche l'extinction complète de la luminescence.
Par réglage de la tension de la source' de courant négati- ve reliée au condensateur 17, la décharge dudit condensateur peut être étudiée pour porter le potentiel de la grille 16 au-dessous de la valeur de coupure du courant d'anode de sorte que, pendant la charge du condensateur 17 au cours du cycle de fonctionnement du circuit'de base de temps, la luminescence reste minimum'jusqu'à. ce que le potentiel de la grille 16 atteigne la valeur pour laquel- le la lampe 13 devient conductrice. De cette façon, une période de coupure finie est obtenue à la fin de chaque cycle, et l'on peut faire -varier la durée de cette période de coupure à volonté en réglant la tension de la source d'alimentation reliée
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au COndel)S8 tellx 17.
L'appareil peut être conçu de telle façon que la décharge du thyratron se produise juste au moment où la luminescence occupe le tube 1 . Selon une variante, on peut s'arranger pour que la déchargé se produise 8vunt ou après que le tube soit complètement lumineux, suivant les besoins. Dans ce dernier cas, la luminescence
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1 peut augmenter d'intensité après avoir rempli entièrement le tube / ou, selon une variante, la puissance de sortie maximum de l'oscil- lateur 4 peut être limitée de telle manière qu'elle soit juste suffisante pour Remettre l'étalement dans tout le tube, de façon que la luminescence reste sensiblement constante pendant l'interval- le de temps entre l'occupation complète du tube et la décharge du condensateur 17.
La résistance 21 constitue un organe convenable pour limiter l'énergie de sortie de l'oscillateur 4 et le maintien de la luminescence à une intensité sensiblement constante pendant une période qui peut être déterminée par réglage de la polarisation de grille du thyratron 19.
Bien que, dans le dispositif représentée les oscillations à baute fréquence produites par la lampe 4 soient appliquées à . l'une des extrémités du tube 1, il est également possible d'ap- pliquer cette énergie en un point situé entre les extrémités du ' tube, de telle manière que la luminescence commence audit point intermédiaire puis s'étale dans les deux sens, le long du tube, et il doit être bien compris qu'un tel dispositif ne s'écarte pas du domaine de l'invention.
La fréquence des oscillations produites par la lampe 4 est de préférence de l'ordre de 5 à 10 mégacycles par seconde, mais toute fréquence convenable permettant l'obtention d'une luminescence par l'application d'énergie au tube en un seul point peut être utilisée.
L'effet de l'enseigne ou de l'indication peut être encore amélioré par la modulation des oscillations produites par l'oscil- lateur. Cette modulation peut être effectuée par réglage de la résistance 11 , de manière à produire une "relaxation" dans l'oscillateur et l'effet. de ladite modulation est de produire des zones sombres et des zones lumineuses alternées dans la luminescence ce ,ce qui donne à l'ensemble l'aspect de perles lumineuses.
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Il est évident qu'il est possible de monter en série un certain nombre de tubes analogues au tube 1, de telle manière qu'ils agissent en fait comme un seul tube très long, dans le but par exemple de former une série de mots ou de former un mot ou un motif qu'il est difficile d'obtenir avec un seul tube. La possi- bilité d'utiliser un certain nombre de tubes montés en série est toutefois limitée par le fait que des oscillations très puissantes sont nécessaires pour remplir l'ensemble des tubes, de sorbe que le tube dans lequel la luminescence a son origine tend à être fortement surchargé.
Cette difficulté peut être surmontée en prévoyant un oscillateur distinct ppur abaque tube et en branchant les oscillateurs successivement de manière à produire un effet d'inscription ou de dessin de l'ensemble de l'enseigne ou de l'indication formée par les tubes. Toutefois, cette disposition est coûteuse et nécessite des dispositifs assez compliqués poux la commande de la commutation successive de tous les oscillateurs aux instants convenables. Pour surmonter ces difficultés, il est pré- férable, lorsqu'on désire actionner successivement un certain nombre 'de tubes conformément à la présente invention, d'adopter le dispositif nouveau décrit ci-dessous.
Un dispositif pour la commande successive d'un certain nombre de tubes suivant l'invention comporte une source d'oscil- lations à haute fréquence toutes capables d'actionner l'un quelcon- que d'une série de tubes à décharge par application d'oscillations à haute fréquence à l'un des points dudit tube. Des organes sont prévus pour l'application des oscillations à l'un des tubes à un instant tel qu'on obtienne une luminescence tout d'abord localisée au point d'application au tube, mais qui s'étale le long du tube jusqu'à ce qu'elle l'occupe complètement.
D'autres organes permet- tent la commutation des oscillations à haute fréquence d'un tube au suivant lorsque la luminescence occupe le premier tube et l'appli- cation au tube d'un courant provenant d'une source à basse
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fréquence, par exemple d'un transformateur de tube au néon ordi- naire, afin de maintenir ce tube en fonctionnement cependant que les tubes suivants de la série sont actionnés successivement.
Pour empêcher tout retard dans le déclenchement de l'étalement de la luminescence dans chaque tube successif après l'illumination complète du tube précédent de la série, les organes de commutation des oscillations à haute fréquence au tube suivant de la série et d'application du courant à basse fréquence entrete- / nant la décharge du tube précédent peuvent être conçus de telle manière qu'ils soient commandés par des organes sensibles au dé- veloppement de la décharge lumineusedans le tube auquel l'énergie à haute fréquence d'alimentation est appliquée et qui fonctionnent automatiquement dès que la décharge luminescente occupe ledit tube.
Un exemple de dispositif pour la commande successive de trois tubes est représenté sur la figure 2 des dessins annexés.
D'après la figure 2, l'appareil contenu dans le rectan- gle A est analogue à celui qui a été décrit à propos de la figure 1, et il-n'est pas nécessaire de le décrire à nouveau de façon détaillée. Les parties correspondantes des figures 1 et 2 sont indiquées par les mêmes chiffre,s de référence.
L'appareil contenu dans le rectangle A de. la figure 2 peut être utilisé pour la commande d'un tube unique, comme décrit à propos de la figure 1. Pour l'adapter à la commande successive d'un certain nombre de tubes, on prévoit un nombre correspondant de transformateurs 22 , chacun desdits transformateurs étant conçu de telle manière qu'il applique un courant d'excitation à l'un des tubes de la série (les tubes S1 et S2 sur la figure 2).
Chacun de ces transformateurs reçoit le courant alternatif proue- nant du secteur d'alimentation en courant alternatif ordinaire.
L'enroulement primaire 23 de chacun des transformateurs est ac- cordé au moyen d'un condensateur 24 pour résonner avec la fréquence
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@ d'alimentation, et est relié aux 'bornes d'alimentation 25- par l'intermédiaire d'une résistance en série 26 choisie de telle manière qu'elle réduise la -tension d'alimentation de façon que la tension de sortie développée par le transformateur, lorsque la résistance en série est en circuit, soit insuffisante pour allumer le tube à décharge.
Un diviseur de tension 36 , qui est de préférence un auto- transformateur, est monté aux bornes du secteur d'alimentation, et un relais 27 est connecté par l'une de ses bornes au point de jonction entre l'enroulement primaire accordé 23 du transformateur 22 et la résistance en série 26, et par son autre borne à la prise intermédiaire du diviseur de tension '26, ladite prise intermédiaire étant choisie de façon qu'il règne une condition d'équilibre telle que le relais 27 ne fonctionne pas lorsqu'il n'y a aucune décharge à travers le tube relié à l'enroulement secondaire du transformateur 22. Un dispositif en pont convenable quelconque peut être utilisé pour produire cet effet.
Il est prévu une résis- tance en série distincte 26 et un relais distinct 27 pour chaque transformateur 22, mais il n'est pas nécessaixe de prévoir un diviseur de tension 26 distinct pour chaque transformateur. Dans le dispositif représenté, un seul auto-transformateur 26 est prévu pour déterminer un point de branchement intermédiaire commun pour la connexion de l'une des bornes de chacun des relais 27 représen- té, l'autre borne de chacun desdits relais étant connectée au point de jonction entre la résistance en série 26 et l'enroulement primaire du transformateur associé à ladite résistance.
La borne de sortie 2a du générateur d'oscillations conte- nu dans le rectangle A de la figure 2 est montée de manière à appliquer des oscillations à chacun des tubes S1' S2 e,t S3 successivement par l'intermédiaire d'une série d'inverseurs à haute fréquence 28, chacun desdits inverseurs étant associé avec
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l'un des tubes Sl et S2 et étudie pour appliquer le courant d'oscil- lations à haute fréquence du tube associé à l'inverseur associé au tube suivant, cette opération se répétant successivement. Chaque inverseur est actionné par un dispositif de commande électroma- gnétique 29 qui commande également un interrupteur 30 agencé pour être fermé momentanément lorsque l'inverseur 28 est actionné par le dispositif électromagnétique 29.
Chacun des interrupteurs 30 est- monté de manière à appliquer une impulsion de déclenchement au circuit de base de temps, de telle manière que le tube 19 s'allume lorsque l'un quelconque des interrupteurs 30 est fermé.
La fermeture de l'un quelconque des interrupteurs 30 règle à nouveau la base de temps, de manière à. déclencher le processus de l'étalé-. ment de la luminescence à travers l'un des tubes.
Chaque relais 27 est muni de contacts 31 étudiés pour court-circuiter la résistance en série 26 alimentant l'enroulement primaire du transformateur associé 22. Chaque relais 27 comporte en outre des contacts 32 pouvant actionner l'inverseur associé 29, de manière à appliquer le courant d'oscillations à haute fréquence à l'inverseur suivant de la série, et de là au tube suivant.
Les relais 27 comportent également des contacts 35, qui commandent un mécanisme à action différée 34 agencé pour décon- necter momentanément le courant d'alimentation de l'ensemble du système, de manière à provoquer le relâchement de l'armature de tous les relaisen ramenant ainsi le système à ses conditions ini- tiales à la fin d'une période prédéterminée après l'occupation par la luminescence du dernier tube de la série. Les détails du méca- nisme à action différée ne sont pas représentés sur ;la figure. Tout appareil à,action différée connu capable de couper l'alimentation de l'ensemble du système.après une période prédéterminée peut être utilisé.
Le mécanisme à action différée est relié au contact 33 du dernier relais 27, de telle manière que la période de retard commence lorsque le dernier relais est excité.
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L'appareil 34 peut également être conçu de manière à ré- gler le dispositif de base de temps de façon qu'un intervalle de temps s'écoule avant que la luminescence ne commence à s'étaler dans lepremier tube Sl de la série auquel l'alimentation à haute fréquence est à, nouveau appliquée lorsque les commutateurs inverseurs 28 sont ramenés à leur position de départ. Par exemple, le dispositif 34 peut être agencé pour connecter momentanément le condesateur 17 à une source de tension négative, de telle façon que le générateur d'oscillations 4 ne développe qu'une éner- gie insuffisante pour provoquer le commencement de l'étalement de'la luminescence, dans le tube, jusqu'à ce qu'une période de temps prédéterminée se soit écoulée après le'retour à la position de départ des commutateurs 28.
Chacun des commutateurs inverseurs 28 est monté de manière à appliquer un courant à haute fréquence à l'une seulement de deux bornes 35 prévues pour la connexion au tube et une bobine d'impédance 36 à haute fréquence est montée dans le circuit secon- daire de chaque transformateur 22 comme représenté, de manière à empêcher l'énergie à haute fréquence de traverser l'enroulement secondiare du transformateur 22 vers l'autre extrémité du tube.
Dans le fonctionnement du système représenté sur la fig. 2, , l'amplitude des oscillations à haute fréquence appliquée à chacun des tubes Sl, S2 et S3 s'élève graduellement sous la commande de la base de temps 17, 18 et 19 , de sorte que la luminescence pro- duite dans chaque tube est tout d'abord localisée au point d'ap- plication de l'énergie à haute fréquence au tube, puis-s'étale le long du tube à mesure que l'amplitude des oscillations augmente.
Lorsque le tube est complètement'lumineux, son impédance diminue brusquement et la charge ainsi appliquée au transformateur 22 auquel le tube est relié déséquilibre le circuit en pont auquel le relais associé 27 est connecté.
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Le fonctionnement suivant du relais 27 court-circuit la résistance d'alimentation associée 26, de sorte que l'enroule- ment 23 du transformateur correspondant se trouve montée directe- ment aux bornes du secteur d'alimentation. Une source de courant à basse fréquence est ainsi reliée à chaque tube dans le but d'en- tretenir la luminescence dès qu'elle s'est étalée à travers l'ensemble du tube. En même -temps, le commutateur inverseur 28 par l'intermédiaire duquel le tube reçoit l'énergie haute fréquence est actionné, de sorte que l'énergie à haute fréquence *n'est plus appliquée au tube, lequel reçoit alois le courant du secteur, cette énergie est au contraire appliquée au tube suivant de la série.
Les contacts à action instantanée 30 réta- blissent la base de temps comme décrit plus haut, de manière à réduire l'amplitude des oscillations à haute fréquence appliquées au tube suivant. La luminescence commence en conséquence dans ledit tube de ïacon locale, puis s'étale à mesure que l'amplitude des oscillations augmente. Lorsque le tube est entièrement lumineux le relais 27 suivant de la série fonctionne de la même manière que le précédent et déclenche l'étalement de la lumines- cence dans le tube immédiatement suivant, et ainsi de suite pour tous les¯ tubes, chacun desdits tubes étant maintenu en fonction- nement après son allumage complet par le courant à haute fréquence qui lui est appliqué à travers le transformateur auquel il est relié.
Lorsque le dernier relais 27, dont les contacts 33 sont reliés à l'appareil de retard 34 , est désexcité, l'application du courant à l'ensemble de l'appareil est momentanément inter- rompue par l'appareil 34 après l'écoulement d'un intervalle de temps déterminé par le réglage de l'appareil 34 . Il en résulte un retour à la position de départ de tous les relais 27 et 29, de sorte que tous les tubes s'éteignent et que tout le système est prêt à répéter son cycle de fonctionnement.
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Pendant l'allumage les tubes successifs, l'amplitude du courant à haute fréquence appliqué auxdita tubes présente une for- me d'onde rectangulaire en dents de scie, chacune des ondes étant déclenchée par le retour à la position de départ du dispositif de base de temps, par la commande de l'un des dispositifs de contact à action instantanée 30.
Toutefois, lorsque l'appareil 34 fonctionne, la tension appliquée au condensateur 17 du circuit de. base de temps peut être réduite à un niveau anormalement bas comme décrit plus haut de sorte qu'un intervalle de emps prédé- terminé s'écoule entre l'extinction des tubes et le commencement du processus d'étalement de la luminescence à partir du point d'application de l'énergie à haute fréquence dans le premier tube de la séné.
L'appareil peut être avantageusement réalisé en un certain nombre d'éléments autonomes, comme représenté par les rectangles A, B et C de la figure 2, lesdits éléments étant disposés de telle façon qu'un système de commande d'un nombre quelconque de tubes puisse être aisément établi. Dans le dis- positif représenté,.l'élément A peut être utilisé pour la com- mande d'un seul tube de la manière décrite à propos de la fig. 1 .
Par l'adjonction des éléments B et C, on peut mettre en action -trois tubes. Il est évident qu'en prévoyant des éléments supplé- mentaires analogues à l'élément B, on pourrait mettre en action un plus grand nombre de, tubes. En supprimant l'élément B et en reliant l'élément C directement à l'élément -! on pourrait com- mander deux tubes seulement.
,Il va de soi que , sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications à la réalisation qui vient d'être décrite.