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Montage de déploiement de tension.
L'invention est relative à un montage de dépMement de tension.Un intervalle de tension est reproduit dans ce montage, si n est le facteur de déploiement, n fois aux bornes de sor- tie, de façon que la tension de sortie retourne à zéro aux fractions 1,2 ........... n-1 de l'intervalle total ou in- n n n versement.
On peut composer de tels montages dem éléments de montage égaux entre eux déployant chacun une tension d'un facteur n, de sorte qu'en total on obtient un déploiement d'un facteur nm.
Un élément de facteur n contient en principe n tubes. On obtient une réalisation particulière de ce montage pour n=2. Le montage suivant l'invention peut servir à convertir des codes linéaires
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en codes binaires, dont on a besoin pour des systèmes de modu- lation pour codes à impulsions. Un pareil montage avec des tu- bes normaux a déjà été décrit dans la demande de brevet néerlan- daise n .140.387 (P.C.M.). Dans cette application spéciale le montage selon l'invention a l'avantage sur celui de ladite de- mande de brevet néerlandaise que tous les éléments peuvent avoir les mêmes dimensions et n'ont pas de résistances qui sont par- courues par des courants d'éléments suivants, comme les résis- tances de couplage R3 de cette demande.
Un autre domaine d'ap- plication du montage suivant l'invention peut être trouvé dans l'application de voltmètres à tubes, dans lesquels l'indicateur parcourt n fois l'échelle de zéro à la valeur maximum, si la tension d'entrée varie dans l'intervalle prescrit.
On peut appeler ceci déploiement d'échelle.
L'invention sera expliquée à l'aide des figures suivantes:
Fig.l représente le montage de principe, fig. 2 est un graphique du fonctionnement du montage de principe suivant la fig.l. fig.3 montre le fonctionnement de quelques éléments sui- vant le montage de principe de la figure 1. fig.4 est un exemple de réalisation d'un élément de mon- tage. fig. 5 donne les graphiques afférents au montage suivant la figure 4. fig.6 montre le fonctionnement de quelques éléments de montage suivant la figure 4.
Le montage suivant la figure 1 contient un tube d'entrée Bal et un tube de sortie Ba2. Le tube d'entrée Bal est une lampe amplificatrice normale qui est connectée en contre-réaction sur la résistance cathodique Ra3 et qui est connectée via la résis- tance anodique Ra2 à l'électrode positive d'une source de ten- sion anodique V1.
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La résistance cathodique Ra3 est par exemple reliée à la terre. La tension à coder est reliée aux bornes a2 et a3. La borne a2 est reliée via la résistance de protection Ral à la grille de commande du tube d'entrée Bal.
L'anode du tube Bal est reliée à la grille de commande du tube de sortie Ba2 via un potentiomètre Ra4/Ra5 qui est relié à l'électrode négative de la source de tension auxiliaire V2.
La cathode du tube de sortie Ba2 est reliée à la terre, tandis que l'anode de ce tube est reliée à l'électrode positive de la source de tension anodique via les résistances Rag et Ra7.
La grille-écran du tube d'entrée Bal est reliée au point de cou- plage des résistances Ra6 et Ra7. ce qui donne une réaction lé- gèrement invertissante du tube de sortie Ba2 sur le tube d'en- trée Bal.
Les anodes des tubes Bal et Ba2 sont reliées ensemble via la résistance Ra9 à l'électrode négative de la source de tension auxiliaire V2 avec interposition des résistances Ra8 et Raie* Le point de couplage de ces résistances peut servir de sortie de l'élément de montage. Ce point de couplage est connecté à la terre via une résistance ohmique relativement basse Ra11 pour fixer la tension de sortie par rapport au potentiel de la terre.
La borne de sortie a6 est reliée à un branchement réglable de cette résistance, de sorte que la tension de sortie peut être réglée facilement à la valeur désirée.
La tension sur la borne ag peut donner une indication concernant l'état de l'élément de montage. Un élément de montage suivant peut être relié aux bornes de sortie a5 - a8 à l'aide des bornes d'entrée bl-b4.
La fig.2a montre la courbe du courant anodique du tube Bal en fonction de la tension d'entrée Vi du montage, mesurée par rapport au potentiel de la terre (borne a2 par rapport à la borne a3).
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La résistance cathodique Ra3 du tube Bal est réglée si exactement qu'à une tension d'entrée de -Vx Volt il y a une telle tension de grille de commande négative que le courant anodique de Ia1 mA.
Une tension d'entrée augmentant jusqu'à zéro donnera une courbe du courant anodique qui est conforme à la caractéristique dessinée, comme elle est indiquée dans la figure 2a, jusqu'au point où le courant anodique a obtenu la valeur Ia2.
Pendant que le courant anodique parcourait la partie in- diquée de la caractéristique de tube de la fig.2a, le tube B2a était dans l'état conducteur, comme à la figure 2b, il est re- présenté par la valeur constante du courant anodique du tube Ba2 comme fonction de la tension d'entrée sur la borne a2 du montage.
A la tension d'entrée de zéro Volt le tube Ba2 deviendra tout à coup non-conducteur et il le restera, quand la tension d'entrée Vi continue à augmenter vers des valeurs positives. Ceci est représenté à la figure 2b en montrant la réduction à Vi = 0, du courant anodique du tube Ba2 jusqu'à zéro. Ce passage à l'état non-conducteur du tube Ba2 fait augmenter tout à coup cette ten- sion de la grille-écran par suite du couplage de la grille-écran du tube Bal avec le point de connexion des résistances anodiques Ra6 et Ra7 du tube Ba2, de sorte que le courant anodique du tube Bal augmente jusqu'à la valeur Ia3(fig.2a). C'est une inversion entre les tubes Bal et Ba2 laquelle s'écoule pour le tube Ba2 entre les extrêmes possibles de l'état conducteur, tandis que pour le tube Bal cette inversion a lieu seulement sur une pe- tite partie du courant anodique.
La figure 2c indique la tension de sortie Vu au point a6 du montage selon la fig.l comme fonction de la tension d'en- trée Vi. Lorsque la tension d'entrée Vi devient moins négative, la tension de sortie Vu devient moins positive, le montage se- lon l'exemple étant réglé de façon qu'à une tension d'entrée de
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-Vx Volt une tension de sortie +Vul Volt est obtenue qui pour le couplage d'éléments de montage réglés de la même manière est choisie telle que (Vx) = vu,).
Puis le réglage est tel qu'à Vx = 0 volt, le moment d'in- version, la tension de sortie Vu2 = Vul Volt, laquelle après que l'état conducteur des tubes Bal et Ba2 a été inverti, ce qui est exprimé via la résistance Ra10 dans la tension de sortie, change en + Vu3 = + Vul Volt pour devenir ensuite graduellement plus négative jusqu'à + Vx = - Vu4 Volt, lorsque la tension d'entrée Vi augmente jusqu'à + Vx.
Le cours graduel de la tension de sortie Vv est indiqué par l'anode du tube Bal via la résistance Ra9, le saut dans la tension de sortie est indiqué par l'anode du tube Ba2 via la ré- sistance Ra10.
En montant un tube Ba3 dans le montage suivant la fig.l, lequel est monté de la même manière que Ba2 mais avec un tel réglage que le tube Ba2 est Inverti à un tiers de la tension d'entrée et le tube Ba3 à 2/3 de la tension d'entrée, on obtient un élément ternaire.
La fig.3 montre le cours de l'état conducteur du tube B2 de 3 éléments de montage couplés l'un derrière l'autre suivant la fig.l ainsi que le cours des tensions de sortie et d'entrée de ces éléments de montage. Du côté droit de cette figure le couplage des éléments successifs (marqués 1, 2, 4 etc. ) est indiqué dans un dessin schématique.
La figure montre la tension d'entrée Vil du premier élé- ment augmentant linéairement et lentement comme fonction du temps depuis une valeur négative maximum fixée d'avance jusqu'à une valeur positive aussi grande. Tant que la tension d'entrée Vi est négative, le tube Ba2 est dans l'état non-conducteur, tant que celle-ci est positive, dans l'état conducteur.
Comme il a déjà été décrit pour les figures 1 et 2 la tension de sortie du premier élément de montage, également la
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tension d'entrée du deuxième élément, parcourt alors deux fois sous forme de dent de scie une caractéristique comme dessinée dans la figure 3c, laquelle caractéristique est en contre-phase avec celle de la fig.3a.
Le tube Bb2 est dans l'état non-conducteur, tant que la tension d'entrée de l'élément est positive.
Pendant qu'il parcourt la caractéristique de dent de scie de la figure 3c, l'état de conduction du tube Bb2 change deux fois. Ceci donne une tension de sortie pour le deuxième élément signifiant un doublement de fréquence par rapport à celle de la tension de l'élément d'entrée; ces fréquences sont en contre- phase l'une à l'égard de l'autre. Le troisième élément cause un doublement de fréquence de la tension d'entrée sous forme de dent de scie, de sorte qu'à la sortie du troisième élément se présente une tension sous forme de dent de scie ayant une fré- quence octuple à l'égard de celle de la tension d'entrée.
Le montage décrit avec des éléments couplés les uns derrière les autres peut être employé aussi pour l'analyse d'une tension dans un code binaire, par exemple dans des systèmes de code avec mo- dulation à impulsions et dans des machines à calculer électro- niques. Un dispositif avec 3 éléments de montage suivant la fig.l peut convertir une tension d'entrée par 8 étages dans un code de 3 unités, comme le montrent les 8 subdivisions vertica- les de la figure 3a jusqu'à la figure 3g inclusivement.
Les différents étages de tension de la tension d'entrée peuvent être numérotés 0-7. On peut trouver toujours la combinaison binaire codée en allouant au tube B2 du dernier élément de montage ayant un numéro impair, la valeur 1, quand le tube B2 de cet élément est dans l'état non-conducteur, puis la valeur 2 au tube B2 de l'élément de montage avant-dernier (ayant un numéro pair), quand le tube B2 est dans l'état non-conducteur, la valeur 4 à celui de l'élément précédent (ayant un numéro pair), quand le tube B2 de cet élément est dans l'état non-conducteur etc.
A la sep-
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tième grandeur de la tension d'entrée les tubes respectifs B2 des éléments successifs, comptés du dernier, sont alors dans l'état non-conducteur, conducteur et on-conducteur, cela veut dire que la valeur totale de cette combinaison binaire est de 1+2+4=7. Quand le montage selon la fig.l est réalisé avec deux tubes, ceci a l'inconvénient que les phases des éléments numéro- tés pair et des éléments numérotés impair sont différentes, ce qui peut donner lieu à des erreurs quand on détermine le code employé, tandis qu'en rapport avec la pente limitée des tubes appliqués il se produit un jeu non négligeable par rapport à la tension d'entrée dans l'effet de l'inversion entre les deux tubes B1 et B2.
Par conséquent le nombre des éléments à monter les uns derrière les autres est restreint, puisque, aussitôt que le jeu est si grand qu'il correspond à la tension d'entrée du montage entier nécessaire à faire parcourir l'intervalle par le dernier élément, ce dernier élément n'a plus de sens.
Les deux inconvénients ont été évités dans le montage de la fig. 4. Ce montage contient 4 tubes, dont le premier Bal sert de lampe amplificatrice couplée en contre-réaction pour obtenir un grand espace de grille, lequel tube est monté, sauf la ten- sion de grille-écran fixe, de la même manière que le tube de même nom de la fig.l. Le circuit anodique du tube est relié via deux potentiomètres Ra4/a5 et Ra7/Ra8 à l'électrode négative de la source de tension auxiliaire V2. Le branchement du potentiomètre nommé le premier est relié à la terre via la résistance ohmique relativement basse Ra6, ce qui signifie une fixation de ce point, comme c'est nécessaire pour la commande d'un tube d'inversion de phase Ba4, dont la grille de commande est reliée à ce branchement via la résistance de protection R17.
Le branchement de l'autre potentiomètre commande un montage d'inversion des tubes Ba2 et
Ba3 qui sont montés en principe suivant la fig.l et travaillent aussi selon cette figure, avec la différence que par suite de @
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la présence de la lampe amplificatrice d'entrée Bal les états de conduction des tubes Ba2 et Ba3 sont en contre-phase par rap- port aux tubes ayant la fonction correspondante de la fig.l.
Par conséquent il n'est pas nécessaire d'expliquer le fonctionnement des résistances Ra9 - Ra16.
Le tube Ba4 est un tube d'inversion de phase produisant une inversion de phase de la tension d'entrée du tube Ba2. Les anodes des tubes Ba3 et Ba4 sont reliées, de la même manière que celles des tubes Bal et Ba2 du montage de la fig.l, aux poten- tiomètres de sortie R20/ R21/ R22 et R23. Il faut faire remarquer que le tube d'inversion de phase Ba4 est nécessaire et qu'on ne peut pas employer l'anode du tube Ba2 pour obtenir l'effet dési- ré à la sortie de l'élément de montage en question, parce que par suite de l'amplification de la tension d'entrée le tube Ba2 par- court la caractéristique entière dans une partie très restreinte de la tension d'entrée.
Ceci est nécessaire pour obtenir un jeu dans l'effet de l'inversion entre les tubes Ba2 et Ba3 lequel constitue seulement une petite fraction de la tension d'entrée.
Les caractéristiques du courant anodique des différents tubes comme fonction de la tension d'entrée du montage et la tension de sortie comme fonction de la tension d'entrée sont dessinées dans la figure 5 ae. La fig.5a donne la caractéristique du cou- rant anodique du tube Bal laquelle a un caractère tout à fait normal. Les tensions d'entrée nécessaires pour le montage se trouvent entre -Vx et + Vx. La caractéristique du tube d'inver- sion de phase Ba4 dans la figure 5d est tout à fait la même que celle de la fig.5a, mais en image réfléchie par rapport à l'axe lab.
La figure 5b montre la caractéristique du courant anodi- que du tube B2a qui par suite de l'amplification a une pente beaucoup plus grande et se poursuit dans un petit domaine de la tension d'entrée du montage entier, ayant la particularité que par suite de l'inversion entre les tubes Ba3 et Ba2 du mon-
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tage suivant la fig. 4 à une tension d'entrée Vi = 0 un saut se présente dans la caractéristique de Ial à Ia2 ou inversement.
En même temps le tube Ba3 devient de conducteur complètement non-conducteur ou inversement, comme le montre la fig.5c.
La tension de sortie Vu du montage laquelle est empruntée à l'anode du tube Ba4, mesurée au point a6, a1 à une tension d'entrée -Vx, une valeur -Vul, qui, quand Vi change de -Vx à 0, augmente de -Vul jusqu'à + Vu2= (Vul); après que l'effet de l'inversion a eu lieu, elle obtient une valeur -Vu3= -Vu, et quand Vi augmente de 0 jusqu'à + Vx elle augmente de -Vu3 à + Vu4= (Vu3). La fréquence de la tension sous forme de dent de scie double. On obtient une meilleure idée du fonctionnement de l'élément de montage quand on considère la ligne de traits et de points de la figure 5e, dans laquelle Vi est dessiné comme fonction de Vi; cela veut dire comme ligne droite sous 45 par l'origine du système des axes.
L'augmentation de la tension de sortie Vu d'un élément de montage est deux fois plus grande que celle de la tension d'entrée' Vi. A Vi = 0 la tension de sortie de la valeur finale obtenue retourne à la valeur initiale. En appliquant des tubes modernes avec une grande pente (type 18040) on peut obtenir une portée de tension d'entrée de 10 Volt et un jeu du point de l'inversion de moins de 1/100 Volt.
De cette Manière des éléments égaux peuvent être couplés les uns derrière les autres, formant un tout plus grand, de sorte qu'on obtient de la même manière que pour al fig.l un multivi- brateur de tension sous forme de dent de scie ou un dispositif dans lequel une tension linéaire est convertie en un code li- néaire.
Comme la fig. 6 qui est analogue à la fig.3, le montre, les tensions de sortie d'un élément sont toujours en phase avec les tensions d'entrée, de sorte qu'on n'aura pas de difficultés en lisant les positions du code aux points 9 des éléments de \
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montage. La particularité de ce type de montage est qu'une tension d'une certaine grandeur peut être reliée tout à coup à l'entrée d'une rangée d'éléments de montage, le code binaire réglé étant toujours correct, sans qu'il soit nécessaire que les éléments aient parcouru tous les changements de l'état con- ducteur, ce qui aurait lieu quand la tension d'entrée serait augmentée lentement jusqu'à la valeur finale en question.
On peut composer le montage de la fig. 4 de n parties en reliant l'anode du tube d'entrée via n potentiomètre à l'électrode négative de la source de tension auxiliaire. Les branchements de n-1 de ces potentiomètres doivent être reliés aux grilles de commande de n-1 tubes Ba2, tandis que les anodes des tubes né- cessaires n-1 Ba3 sont reliées via des résistances individuelles à la borne de sortie du montage. Le montage d'un élément de tu- bes continue à contenir un seul tube d'entrée Bal et un seul tube Bal. Les n-1 montages des tubes Ba2/Ba3 sont réglés de fa- çon que leur état conducteur est inverti respectivement à 1,2 n n jusqu'à n-1 inclusivement de la tension d'entrée. Ces éléments n peuvent être reliés de la manière normale les uns aux autres formant une rangée plus grande.
Un domaine d'application remarquable du montage proposé est celui des voltmètres à tubes.
L'aiguille de l'instrument de lecture monté dans le cir- cuit anodique d'un tube terminal relié à la sortie d'un élément de montage ou d'une rangée de ces éléments suivant la fig.l ou la fig.4 parcourra un nombre de fois toute l'échelle, de sorte quêon obtient un dispositif de mesure avec 2n échelles jointes, dans lequel n représente le nombre d'éléments de montage à tu- bes. Ces échelles fusionnent sans commutation. C'est ce qu'on appelle déploiement de tension ou déploiement d'échelle.
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