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L'invention concerne une self-induction., particulire- ment appropriée aux applications haute fréquence, constituée par une bobine munie d'un noyau ferromagnétique fermé et dent la self-induction peut être modifiée eh superposant au champ magnétique, engendré par un courant 'alternatif circulant dans la bobines-un autre champ magnétique.
De telles self-inductions peuvent,être utilisées par exemple dans les modulateurs magnétiques, les-circuits oscillants réglables, Les montages basculeurs, etc. Dans ces cas, les noyaux comportent une culasse fermée et ledit autre champ magnétique est engendré ,par un courant circulant dans
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une bobine couplée à ladite cubasse.
La première bobine est branchée sur une source de courant alternatif et le champ magnétique engendré par ce courant alternatif provoque, dans le noyau, des flux magnétises qui sont influencés par le' champ magnétique engendra par le courant circulant dans la bobine couplée à la culasse.
De telles self-inductions sont paiement utiiisées dans lesmagnétophones et les magnétomètres. Dans ces cas, - le noyau est inséré dans une culasse munie d'un entrefer et les flux obtenus dans le noyau, sous l'effet d'un courant ...circulant dans la première bobine mentionnée, sont influencés par un champ magnétique se produisant dans l' entrefer.
Comme on le sait, pour chaque valeur du flux magnétique modulateur, la réluctance pour les flux engendrés par le dit courant alternatif doit être, dans la mesure du possible, la même pendant les deux alternances du courant alternatif, ou la self-induction modulable doit être bien équilibrée,
De plus, comme il est également connu, surtout pour des fréquences élevées du courant alternatif circulant dans la première bobine mentionnée, les dimensions du noyau doivent être aussi petites que possible. Les très petites dimensions du noyau désirées aux fréquences élevées (de par exemple 0,5 à
10 MHz) compliquent la fabrication du noyau et de;L'enroulement.
Par suite de l'enroulement de la bobine autour du noyau, celui- ci-est généralement constitué par des parties détachées, dont deux, en ma.tière ferromagnétique, s'ont bobinées et dont les autres font office de porteurs pour les deux premières parties mentionnées.
Cette forme de construction présente cependant plusieurs inconvénients. L'enroulement de petites bobines sur des parties constituées par de la matière ferromagnétique et de très petite section est déjà. difficile par lui-même; de plus, les deux demi-bobines doivent être absolument identiques pour qu'il ne se
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produise pas d'asymétrie entre les deux parties. Des entrefers quelque peu différents entre les diverses parties et des dimen- sions différentes'de ces parties provoquent déja, par eux-mêmes,
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de l' asymétrie.
Enfin, aux fr4quenceei él,wées mentionnées, les capacités parasitaires des bobines provoquent des effet;- gênants et en même' temps des asymétries électriques entre les parties du noyau. Comme il a déjà été mentionné, pour assurer un bon fonctionnement d'une telle self-induction modulable, un bon équilibrage est indispensable; or lesdites asymétries empêchent pratiquement d'obtenir un bon équilibrage.
L'invention fournit une forme de'construction dans la- quelle, pour autant due l'on ait pris les dispositions d'équi- librage normales, les autres difficultés influençant l'équilibrage sont notablement 'réduites.
Suivant l'invention, le no.yau de la self-induction est . constitué par un seul corps en matière ferromagnétique percé d'une ou de plusieurs ouvertures et la bobine est constituée par un con- ducteur de courant qui ne traverse qu'une seule fois ces ouver- tures.
La description du dessin annexée donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de- 1,invention.
Les fig. 1, 2 et 3 représentent des exemples de réali- sation d'une self-induction modulable.conforme à l'invention.
La fige 4 représente séparément'la bobine utilisée dans l'exemple de réalisation représenté sur la fig. 3.
La fig. 5 est un exemple de réalisation schématique d'une tête.de lecture de magnétophone multiple, utilisant des self- inductions conformes à l'invention.
La fig. 1 représente un exemple de réalisation d'une self-induction modulable, conforme à l'invention., utilisable par
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.exemple dans 'un amplificateur'magnétique. Sur cette figure, 1 est le noyau ferromagnétique de la self-induction, constitué par un seul corps, de préférence en une matière ferromagnétique mauvaise conductrice'de l'électricité. La section des ouvertures 2 et 3, ménagées dans ce corps,'est telle que l'on puisse y passer faci- lemént un conducteur électrique. En vue de l'équilibrage, ces ouvertures 2 et 3 sont disposées de façon que, dans le cas es- quissé; le corps percé desdites ouvertures présente de la symétrie par rapport au plan V passant par l'axe longitudinal K du corps.
La bobine de la self-induction est constituée par le
Conducteur 4, qui, comme le montre la figure, ne traverse qu'une , seule fois chacune des ouvertures 2 et 3. En vue de l'équili- brage, ce condensateur 4 est disposé'de façon que la droite L passant par le centre M du corps constitue un axe de.symétrie pour l'enroulement formé par le conducteur 4, Sur la culasse fermée 5, également en matière ferro-. magnétique, est enroulée une bobine 6.
Un courant qui traverse cette bobine engendre un champ magnétique qui influence les flux magnétiques se produisant dans le corps 1 sous l'influence d'un courant,alternatif, lancé dans le conducteur,4,
Lorsque le noyau est constitué par de la matière ferro- magnétique .'frittée, par exemple du ferrite cubique, les ouver- tures 2 et 3 peuvent être forées, par exemple suivant le prin- cipe ultra-sonore.. Lorsque le noyau est en un alliage de nickel et de fer, on peut obtenir en une seule opération de poiçonnage toute/la bande avec les -ouvertures.
Lorsqu'on a pris soin que les parties de noyau 7 et 8, respectivement 9 et 10, soient dans la mesure du possible géo- métriuement identiques, cette identité géométrique ne peut plus être troublée par les entrefers du;noyau, comme c'est le cas lorsque.ce noyau comporte plusieurs parties. En effet, dans ce cas, on a moins d'emprise sur 'l'uniformité des entrefers qui
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se produisent que sur l'identité géométrique des diverses parties du noyau.
Dans cette forme de construction, les différences dans les enroulements sont également exclues, pour autant évidemment que le conducteur ne comporte pas d'inhomogénéités indésirables.
.En raison des flux de dispersion, il importe de veiller à ce que l'axe de symétrie de l'enroulement 4 corresponde à la droite' L. Une différence entre cette droite et l'axe de symé- trie provoque un effet asymétrique sur les flux de dispersion, ce qui trouble l'équilibrage des flux qui se produisent dans les .. parties de noyaux 7 et 8, respectivement 9 et 10.
Les capacités parasitaires sont réduites au minimum. De ce fait, la résonance propre de la self-induction est très élevée et ne peut' pratiquement affecter l'équilibrage.
Dans la-forme de construction décrite, tant la section transversale que la longueur des parties 7, 8, 9 et 10 peuvent être très petites, par rapport aux dimensions de la culasse, étant donné que ces parties ne doivent pas comporter d'enroule- ment. Il en résulte un double avantage: l'énergie nécessaire du champ magnétique modulateur engendré par la bobine 6 peut être faible et de plus, la tension aux bornes de l'enroulement 4 est petite, ce qui réduit au minimum l'influence capacitive.
La fig. 2 représente Un exemple de réalisation d'une self-induction modulable, conforme à l'invention, dans laquelle le-corps ne comporte qu'une seule ouverture. Sur cette figure,
1 représente à nouveau le corps en'matière ferromagnétique, 11 le trou ménagé dans cette matière, 5 la culasse fermée et 6 la bobine enroulée sur cette culasse, bobine dans laquelle on peut lancer un courant qui influence la self-induction. Le conducteur 12 traversant l'ouverture 11 constitué ici la bobina de la self-induction modulable. En vue de 'la symétrie désirée la bobine cohorte, à une extrémité, deux branches parallèles
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13 et 14, qui sont également symétriques par rapport. à la droite
L passant par le centre du corps.
La fig. 3 représente un,exemple de réalisation d'une self-induction modulable dans laquelle la bobine affecte une forme qui assure là conservation d'une disposition bien symé- trique une fois obtenue de la bobine par rapport au noyau. Sur cette figure, 1 représente à nouveau la bande de matière ferrô- magnétique, dans laquelle est ménagée une seule ouverture.
Dans l'exemple de réalisation représenté, le noyau ferromagnétique constitue une partie d'une tête de lecture d'un magnétophone. Le noyau comporte une culasse 15 à entrefer 16.
Les champs magnétiques se produisant dans cet entrefer 16 in- fluencent les flux dans le noyau, engendrés par le courant tra- versant une bobine 17 qui est couplée au noyau. La bobine 17 est représentée séparément sur la fig. 4. Elle est constituée par un
Système coaxial, dont le conducteur intérieur 21 a une section qui correspond, dans la mesure du possible, à la section de l'ouverture ménagée dans'le corps 1.
La gaine du système comporte des rainures 18 et 19, dont la largeur est, dans la mesure du possible, égale à la largeur du corps 1., La gaine et le conduc- teur intérieur sont assemblés à l'aide d'un disque plan conduc- teur 20. Apres'avoir glissé le. corps sur.le conducteur intérieur
21, jusqu'à ce qu'il touche le disque 20, les fentes et l'es- pace subsistant entre le conducteur et le conducteur extérieur peuvent encore être remplis d'une matière isolante. Lorsque l'en- semble de la bobine et du noyau satisfont aux conditions de symétrie précitées, le montage bien symétrique obtenu'peut être maintenu, sans qu'il y ait lieu de recourir à des dispositions
Spéciales.
Sur. la fige 3, les bobines 24 et 25 sont les bobines de lecture d'une tête de.lecture du magnétophone. Bien que ces bobines n'exercent qu'une faible influence sur l'équilibrage, il
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est cependant recommandable de les disposer aussi symétriquement que possible, tant géométriquement qu'électriquement, par rapport au'corps 1, de la---bobine 17.
Lorsqu'on fixe le système coaxial aux bornes d'une source de courant alternatif, on peut relier l'une des bornes de manière conductrice au conducteur intérieur 21 et l'autre borne aux deux parties de gaine 22 et 23. Toutefois, pour ob- tenir Une distribution bien symétrique du courant dans cette . gaine, il est préférable de relier l'autre borne de la source de courant alternatif à une douille bonne conductrice de l'élec- tricité qui est glissée sur les deux parties de gaine de manière à faire bon contact avec celles-ci. En faisant en'sorte que cette douille s'adapte également bien contre le corps ferromagnétique on obtient une construction particulièrement compacté -et robuste.
Sur la fig. 3, cette douille est représentée en pointillés et @ est indiquée par 26.
Lorsque, dans une installation de magnétophone, on uti- lise plusieurs têtes de lecture, éventuellement assemblées en une tête de lecture multiple, agissant simultanément, il est recom- mandable de constituer les diverses bobines couplées au noyau ferromagnétique par un seul. conducteur d'alimentation, alimenté par une source de courant alternatif commune aux diverses.têtes de lecture.
En particulier, lorsque les noyaux ferromagnétiques comportent plus d'une ouverture,, il est'recommandable que le conducteur de courant commun traverse d'abord l'un des jeux d'ou- vertures correspondantes des divers noyaux et ensuite .un autre jeu d'ouvertures correspondantes.
La fig: 5 est un exemple de réalisation d'une tête de lecture multiple, dans laquelle sont utilisées des self-inductions modulables conformes à l'invention, à savoir des self-inductions dont les noyaux ferromagnétiques comportent deux ouvertures. Sur
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cette figure, 31, 32 et 33 représentent trois têtes de lecture, munies respectivement de corps ferromagnétiques 34, 35 et 36, dont chacun. comporte deux ouvertures. Le conducteur de 'courant commun 37 traverse d'abord toutes les ouvertures de gauche et ensuite-toutes les ouvertures de droite. Les trois têtes de lec- ture sont'montées dans un support commun, non représenté sur le dessin.'.Les bobines de lecture des têtes de lecture ne sont pas représentées sur la fig. 5.
Tant dans le cas où le noyau comporte une seule ouver- ture que dans celui où il en comporte plusieurs, le montage d'un tel ensemble peut être très simple. On monte par exemple d'abord dans le support, les diverses têtes de lecture avec bobines de lecture. Ensuite, on peut faire passer par les diverses ouver tures un conducteur de courant dont les extrémités'sont finale- ment reliées à la source de courant alternatif commune.
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The invention relates to a self-induction, particularly suitable for high frequency applications, consisting of a coil provided with a closed ferromagnetic core and whereby the self-induction can be modified by superimposing on the magnetic field, generated by a current. alternating flowing through the coils - another magnetic field.
Such self-inductions can be used for example in magnetic modulators, adjustable oscillating circuits, rocker assemblies, etc. In these cases, the cores have a closed yoke and said other magnetic field is generated, by a current flowing in
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a coil coupled to said cubasse.
The first coil is connected to an alternating current source and the magnetic field generated by this alternating current causes, in the core, magnetized fluxes which are influenced by the magnetic field generated by the current flowing in the coil coupled to the yoke.
Such self-inductions are commonly used in tape recorders and magnetometers. In these cases, - the core is inserted into a yoke provided with a gap and the fluxes obtained in the core, under the effect of a current ... circulating in the first mentioned coil, are influenced by a magnetic field. producing in the air gap.
As we know, for each value of the modulating magnetic flux, the reluctance for the fluxes generated by the said alternating current must be, as far as possible, the same during the two alternations of the alternating current, or the modulating self-induction must be well balanced,
Moreover, as it is also known, especially for high frequencies of the alternating current flowing in the first mentioned coil, the dimensions of the core should be as small as possible. The very small dimensions of the core desired at high frequencies (e.g. 0.5 to
10 MHz) complicate the manufacture of the core and; The winding.
As a result of the winding of the coil around the core, the latter is generally made up of detached parts, two of which, in ferromagnetic material, are wound and the others act as carriers for the first two. parts mentioned.
However, this form of construction has several drawbacks. The winding of small coils on parts made of ferromagnetic material and of very small section is already. difficult by itself; in addition, the two half-coils must be absolutely identical so that they do not
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do not produce asymmetry between the two parties. Slightly different air gaps between the various parts and different dimensions of these parts already cause, by themselves,
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asymmetry.
Finally, at the frequenciesei el, wées mentioned, the parasitic capacitances of the coils cause troublesome effects and at the same time electrical asymmetries between the parts of the nucleus. As has already been mentioned, to ensure proper operation of such a modular self-induction, good balancing is essential; however, said asymmetries practically prevent obtaining a good balance.
The invention provides a form of construction in which, provided that normal balancing arrangements have been made, other difficulties influencing balancing are markedly reduced.
According to the invention, the no.yau of the self-induction is. consisting of a single body of ferromagnetic material pierced with one or more openings and the coil consists of a current conductor which passes through these openings only once.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
Figs. 1, 2 and 3 represent exemplary embodiments of a modular self-induction in accordance with the invention.
The rod 4 separately represents the coil used in the exemplary embodiment shown in FIG. 3.
Fig. 5 is a schematic embodiment of a multiple tape recorder reading head, using self-inductions in accordance with the invention.
Fig. 1 shows an embodiment of a modular self-induction, according to the invention., Usable by
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.example in 'a magnetic' amplifier. In this figure, 1 is the ferromagnetic core of the self-induction, consisting of a single body, preferably of a ferromagnetic material which is poor conductor of electricity. The section of the openings 2 and 3 formed in this body is such that an electrical conductor can easily be passed through them. For the purpose of balancing, these openings 2 and 3 are arranged so that, in the case described; the body pierced with said openings has symmetry with respect to the plane V passing through the longitudinal axis K of the body.
The coil of the self-induction consists of the
Conductor 4, which, as shown in the figure, only passes through each of the openings 2 and 3 once. For the purpose of balancing, this capacitor 4 is arranged so that the straight line L passing through the center M of the body constitutes an axis de.symétrie for the winding formed by the conductor 4, on the closed cylinder head 5, also made of ferro- material. magnetic, a coil 6 is wound.
A current flowing through this coil generates a magnetic field which influences the magnetic fluxes occurring in the body 1 under the influence of an alternating current launched in the conductor, 4,
When the core is made of sintered ferromagnetic material, for example cubic ferrite, openings 2 and 3 can be drilled, for example according to the ultrasonic principle. When the core is made of. an alloy of nickel and iron, it is possible to obtain in a single punching operation the whole strip with the openings.
When care has been taken that the core parts 7 and 8, 9 and 10 respectively, are as far as possible geometrically identical, this geometric identity can no longer be disturbed by the air gaps of the core, as is the case when this kernel has several parts. In fact, in this case, we have less control over the uniformity of the air gaps which
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occur only on the geometric identity of the various parts of the nucleus.
In this form of construction, differences in the windings are also excluded, provided of course that the conductor does not have undesirable inhomogeneities.
.Because of the dispersion flows, it is important to ensure that the axis of symmetry of winding 4 corresponds to the line 'L. A difference between this line and the axis of symmetry causes an asymmetric effect on dispersal fluxes, which disturbs the equilibration of the fluxes which occur in the parts of cores 7 and 8, respectively 9 and 10.
Parasitic capacities are reduced to a minimum. Therefore, the inherent resonance of the self-induction is very high and cannot practically affect the balancing.
In the form of construction described, both the cross section and the length of parts 7, 8, 9 and 10 can be very small, compared to the dimensions of the cylinder head, since these parts do not have to have a winding. is lying. This results in a double advantage: the necessary energy of the modulating magnetic field generated by the coil 6 can be low and moreover, the voltage at the terminals of the winding 4 is small, which minimizes the capacitive influence.
Fig. 2 represents an exemplary embodiment of a modular self-induction, according to the invention, in which the body has only one opening. In this figure,
1 again represents the body in ferromagnetic material, 11 the hole made in this material, 5 the closed yoke and 6 the coil wound on this yoke, coil in which a current can be launched which influences the self-induction. The conductor 12 passing through the opening 11 here constitutes the coil of the modular self-induction. In view of 'the desired symmetry the coil cohorts, at one end, two parallel branches
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13 and 14, which are also symmetrical in relation. to the right
L passing through the center of the body.
Fig. 3 shows an example of an embodiment of a modular self-induction in which the coil has a shape which ensures the preservation of a very symmetrical arrangement once obtained from the coil with respect to the core. In this figure, 1 again represents the strip of ferromagnetic material, in which a single opening is made.
In the exemplary embodiment shown, the ferromagnetic core constitutes part of a read head of a tape recorder. The core has a yoke 15 with an air gap 16.
The magnetic fields occurring in this gap 16 influence the fluxes in the core, generated by the current flowing through a coil 17 which is coupled to the core. The coil 17 is shown separately in FIG. 4. It is made up of a
Coaxial system, the inner conductor 21 of which has a section which corresponds, as far as possible, to the section of the opening made in the body 1.
The sheath of the system has grooves 18 and 19, the width of which is, as far as possible, equal to the width of the body 1., The sheath and the inner conductor are assembled using a flat disc driver 20. After sliding the. body on inner conductor
21, until it touches the disc 20, the slots and the space remaining between the conductor and the outer conductor may still be filled with an insulating material. When the whole of the coil and of the core satisfy the aforementioned conditions of symmetry, the well-symmetrical assembly obtained can be maintained, without having to resort to measures
Special.
Sure. the freeze 3, the coils 24 and 25 are the reading coils of a head de.lecture of the tape recorder. Although these coils exert only a small influence on the balancing, it
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It is, however, advisable to arrange them as symmetrically as possible, both geometrically and electrically, with respect to the body 1 of the coil 17.
When fixing the coaxial system to the terminals of an alternating current source, one of the terminals can be conductively connected to the inner conductor 21 and the other terminal to the two sheath parts 22 and 23. However, to ob - keep a well symmetrical distribution of the current in this. sheath, it is preferable to connect the other terminal of the alternating current source to a socket that is a good conductor of electricity which is slipped over the two parts of the sheath so as to make good contact with them. By ensuring that this socket also fits well against the ferromagnetic body, a particularly compact and robust construction is obtained.
In fig. 3, this socket is shown in dotted lines and @ is indicated by 26.
When, in a tape recorder installation, several read heads are used, possibly assembled in a multiple read head, acting simultaneously, it is advisable to constitute the various coils coupled to the ferromagnetic core by a single one. power conductor, supplied by an alternating current source common to the various read heads.
In particular, where the ferromagnetic cores have more than one opening, it is recommendable that the common current conductor first passes through one of the sets of corresponding openings of the various cores and then another set of cores. 'corresponding openings.
FIG: 5 is an exemplary embodiment of a multiple read head, in which modular self-inductions in accordance with the invention are used, namely self-inductions whose ferromagnetic cores have two openings. Sure
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this figure, 31, 32 and 33 show three read heads, respectively provided with ferromagnetic bodies 34, 35 and 36, each of which. has two openings. Common current conductor 37 passes through all left openings first and then all right openings. The three read heads are mounted in a common holder, not shown in the drawing. The read coils of the read heads are not shown in FIG. 5.
Both in the case where the core has a single opening and in the case where it has several, mounting such an assembly can be very simple. For example, the various read heads with read coils are mounted first in the support. Then, a current conductor can be passed through the various openings, the ends of which are finally connected to the common alternating current source.