Procédé pour transformer une force électromotrice continue en courant, et dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé. L'invention se rapporte à un procédé pour transformer une force électromotrice continue en courant, notamment pour les transmissions à distance, à l'aide -d'un idhspositif amplifica teur utilisant ide préférence une source alter- native auxiliaire.
On sait notamment que, dans un grand nombre d'applications et en particulier dans une transmission .de termes de mesures (ten sion,, courant, puissance, etc.) ou dans une transmission id'oTdre:
s die réglage et plus g6nié- ralement dans une commande -directe, indi recte ou à distance d'un système quelconque, l'ordre d@e réglage ou la valeur,du terme fai sant l'objet de la transmission -est mis @sous la forme d'une tension. continue.
La source de cette tension, en général, ne peut être fermée directement sur le circuit -de commande -ou de transmission, -sans risquer ide faire débiter la source et, par suite, die,déforemer d'ordre ou le terme à transmettre. Il est particulièrement commode, en vue des @applic-atians, de trans former cette tension en un courant qui lui est proportionnel,
et ce courant ne doit pas avoir d'action modificatrice sur le circuit d'entrée. D'autre part, il doit être indépen- dant, dans une mesure aussi large que pos- sible, -de la résistance idu circuit d'utilisation.
Ce problème<B> & ,déjà</B> été résolu par dies, dis- positifs mécaniques, mais ces dispositifs pré sentent un certain nombre d'inconvénients. -du fait de leur construction, d'une part, et dés constantes @de temps qui leur sont inhérentes, d'autre part.
Le procédé suivant l'invention consiste, notamment, dans le but de remédier aux in convénients susvisés;
à appliquer la force mo trice continue à transformer à l'entrée d'un -dispositif amplificateur, à la sortie duquel on fait apparaître deux tensions continues qui sont mises en opposition de façon telle que, lorsque la tension d'entrée est nulle, il n'y ait passage d'aucun courant dans le circuit d'utiliEsati:
on, tandis qu'au contraire l'appari tion d'une tension v à l'entrée provoque un déséquilibre donnant lieu à un courant 1 ,dans un sens ou dans d'autre, selon la polarité da v.
De préférence, on opère Pamplificaüon en passant par. l'intermédiaire d'une tension alternative que l'on redresse ensuite, cela de manière à obtenir - une amplification élevée pour un nombre d'étages restreint.
L'invention comprend également un dis- positif pour la mise en oeuvre,du susdit pro,- cédé. Ce dispositif comporte au moins un étage amplificateur de courant alternatif. avec au moins un tube couplé, d'une part, à.
la source alternative auxiliaire et, d'autre part, à la source,de tension continue, ce,dis- positif étant caractérisé par desmoyens pour redresser la tension alternative de sortie et pour faire agir la tension continue ainsi ob- tenue dans un montage en opposition.
Au dessin annexé, donné à titre d'exem ple., La fig. 1 illustre, schématiquement, le pirincipe -de l'invention, dans son application à la transformation d'une tension continue, pour la transmission -des termes de mesure ou @d'ondre quelconques.
La fig. 2 est un schéma .d'une installation à fonctionnement .différentiel pour la mise en aeuvre du principe illustré fig. 1.
Les fig. 3 et 4 sont ides .schémas du môme genre, selon d'autres, modes de réalisation de l'invention.
II convient préalablement de rappeler les conditions auxquelles il y a lieu -de satisfaire: 1o Proportionnalité du courant de sortie â.
la tension d'entrée, 20 Indépendance entre ledit courant et la résistance @d'utdisation du système, cela dans. une mesure aussi grande que possible, 30 Constante @de temps minimum, 40 Absence @fe débit, de la part de la :
source de courant continu, <B>50</B> Renversement du sens du courant de sortie, en carrespondance avec le changement de polarité de la tension d'entrée. Pour répondre à ces divers desiderata, on a recours essentiellement, dans les dispositifs décrits ci-après, à un amplificateur agencé de la manière qui va être indiquée.
L e principe des dispositifs -décrits est illustré sur la fig. 1. sur laquelle est repré senté -en <I>Am</I> un amplificateur débitant un courant l* sur une résistance d'utilisation R,
sous l'action d'une tension v que l'on se pro= pose de transifonner. Le courant I réagit sur le circuit d'entrée par tous moyens appropriés comportant par exemple une résistance r pla cée en série avec la résistance d'utilisation R et la source v.
Dans un tel ensemble, on sait que la ten- sioni u appliquée à l'entrée s'exprime de deux manières:
EMI0002.0115
où S est la pente de l'amplificateur. On en tire la relation
EMI0002.0118
Or, si S est suffisamment grand, on arrive à .la relation
EMI0002.0121
laquelle fait bien apparaître la proportion nalité entre I et v.
Le calcul et la pratique montrent que ces c.onditiono sont généralement réaRsées, même dans le cas où l'amplificateur comporte des tubes dits à pente variable. Il semble même qu'il y ait intérêt à utiliser de tels tubes ou à faire travailler les amplificateurs .sur la partie courbe de .leurs caractéristiques.
La combinaison d'un amplificateur - en l'espèce du type à courant continu - et du principe .de la contre-réaction, conduit donc au résultat cherché, ou tout au moins permet de répondre à la plupart des conditions posées plus haut.
Toutefois, pour obtenir un courant d'uti lisation I de valeur suffisante, à l'aide d'un ampdificatewr à courant continu, il serait né cessaire de prévoir un nombre d'étages assez élevé. D'où la nécessité d'un grand' nombre de sources distinctes d'alimentation, qui se raient en cascade à travers les résistances de couplage d'étage à étage.
On est, en outre, assez vite limité, dans le nombre :d'étages amplificateurs, par l'apparition d'oscillations parasites, difficilesi à amortir.
On évite-cet inconvénient en passant par l'intermédiaire d'au moins un étage @de cou rant alternatif, auquel on applique & façon appropriée la tension continue à transsf ormer, et en redressant, à la sortie, le courant -alter natif amplifié, pour ensuite, comme plus haut, faire réagir le courant redressé sur la tension d'entrée.
Il convient alors, bien entendu, -de prévoir des moyens pour permettre de donner au courant redressé un sens variant avec la pola rité de la tension continue d'entrée, ce pour quoi on a recours par exemple à des moyens faisant intervenir des tensions en opposition, le tout étant par exemple tel que, le courant I étant nul en l'absence d'une tension v,
l'ap parition -de cette tension provoque un dés équilibre @donnar_t lieu à passage de courant I dons un sens ou dans Vautre suivant le sens de v.
Die toute façon, l'utilisation -d'au mains un étage de courant alternatif permet: a) d'ob tenir toute la souplesse désirable, puisque les tensions alternatives sont aisément ampli- fiables, donc d'attaquer un étage de sortie aussi puissant que possible;
b) @d'utïliser une même source @d@a@limentation pour les plaques et écrans dies divers tuibie@si @électronique@s.
Il va de soi qua l'on peut réaliser de nom breuses manières un ensemble tel que venant d'être .défini.
C'est ainsi que, comme représenté fig. 2, on peut avoir recours à un étage ampilifica- teur à deux éléments différentiels axix grilles desquels on applique, d'une part, une tension alternative auxiliaire et, d'autre part, 1a -ten sion ?v,
cela de façon telle que celle-ci ait pour effet d'augmenter la polarisation d'un des- dits éléments et de .diminuer celle de l'arutre.
Dans le schéma de la fig. 2 (où, pour allé ger les dessins, ales circuits de chauffage n'ont pas été représentés), on a, comme ci-dessus, désigné par v plia tension à transformer et -par I le courant à obtenir. La résistance 1 est la résistance de contre-réaction, placée en série avec la résistance d'utilisation 21.2 et 3 sont des résistances égales,
placées entre les deux bornes A et 13 entre desquelles existe la ten sion v,,de valeur aussi élevée qu'on le,désire, ceci afin de diminuer lie débit,de la, source v. 6 est la source de courant alternatif qui atta que normalement le premier étage d'amplifi cation.
Les tubes électroniques Ll et LZ sont des tubesi à pente variable, ils sont représen tés comme étant des pentho,des, mais peuvent être d'un type quelconque, pourvu qu'ils soient .alimentés de manière que le point de fonctionnement soit placé dans une région où la caractéristique présente une courbure,
c'est-à-dire la région de la caractéristique où la pente est variable. 7 et 9 sont !des résis- tances d'autapolarisation des lampes. 8 et 10 sont des oondensateurls shuntant ces, résis- tances. 11 et 12 sont,
des éléments de couplage entre ce premier étage d'amplification va- riable et l'étage de puissance suivant:
ces élé ments 11 et 12 peuvent être aussi bien des inductances, des résistances que des transfor- mateurs. Ce premier étage a été représenté, pour la meilleure compréhension du dessin. par deux lampes:, mais peut être constitué. par autant de lampes qu'il est nécessaire pour attaquer d'étage de sortie.
Les lampes L3 et L4 @sont .des lampes de l'étage de :siortie. Elles ,sont représentées comme .étant des triades, mais peuvent être d'un type quelconque. Les résistances 13 et.
1. < 5 @sont des résistances .d'autopolarisiation @de ces lampes, 14 et 16 -l'es condensateurs shun tant ces résistances, les éléments 17 ët 18 sont dies transformateurs de sortie alimentant les redresseurs 28 et 29 comportant leurs éléments de filtrage. Les éléments 19 et 20 :
sont les potentiomètres sur lesquels sont fermés ces redresseurs, En siérk avec eux, sont placées la résistance 21 @d'utilisatio@n et .la résistance 1 ,de contre-réaction.
Le montage étant symétrique, les éléments carresponâants sont égaux deux à deux.
23 et 24 sont les fils reliant la résistance 1 avec da résistance 21. 30 est la source des ten- siong continues des plaques .et ,des écrans: Le fonctionnement ode ce dispositif est le suivant: 111 <I>Au repos (v = 0).</I>
La source 6 attaque simultanément les grilles de commande -des, lampes L, et L2. Les tensions appliquées à chacune .de ces grilles, u1 et u', sont égales.
Ces tensions sont ampli fiées par les lampes L, et L@ et il apparaît des tensions U', et U, sur les grilles des Hampes L, <I>et</I> L.,. -Ces tensions is,ont, en prin cipe, égales. Ces tensions eomma.ndient donc l'étage -de sortie constitué par la lampe L3, l'élément 17,
le redresseur 28 et le potentio- mètre 19, ainsi que par la lampe L, l'élé- ment 18, le redresseur 29 et le potentiomètre 20. Un courant. il continu apparaît dans le potentiomètre 19, un courant ï.- apparaît ,dans le potentiomètre 20. En principe, -ces courants sont égaux.
Si on oppose les différences de potentiel qu'ils créent aux bornes des poten- tiomètres, le courant I passant .dans les résis- tances 21 -et 1 est nul. S'il n'en est pas ainsi, -on peut, en court-circuitant 1, rétablir cet équilibre grâce â un des potentiomètres 19 ou 20.
Du fait du montage- différentiel., une, va riation de la source d'alimentation agissant sur toutes les lampes à la. fois ne provoquera aucune variation sur la. -différence des cou rants 1, et 12.
<I>20 Au travail (v = 0).</I>
L'apparition d'une tension continue v crée un courant dans le .circuit constitué par les résistances 2, 3 et 1.
Si<B>VA</B> -VB <I>- v</I> est positif, le courant circulera ,dans le sens 8e la flèche 25, créant une tension positive sur la grille,de la. lampe Ll et une tension néga tive sur ,la grille ,de la lampe L2. Les poten tiels des grilles étant modifiés, la pente de la lampe L, va augmenter, tandis que celle die :
la lampe LZ va diminuer. La tension T,j, alternative va augmenter, la tension LTl' va diminuer. Un courant I circulant dans la résistance 21 idans le sens de la flèche 26 va apparaître.
Il est dû à la différence des po- tentieJs aux bornes .des potenh-ométres 19 et 20; en effet, la. différence die potentiel aux bornes idu potentiomètre 19 augmente en même temps que U, et celle créée aux bornes de 20 diminue enî même temps que:
U', Les fils 23 et 24 sont branchés de telle façon que si la. différence .de potentiel entre les points A et B est positive, le courant -dans les résistances 2 et 3 passant alors dans le sens de la flèche 25, le courant I doit 'circuler dakns le Bene de la flèche 27,
4e façon que la tension rI .de contre-réaction s'oppose à la différence de potentiel_ VA-VB.
Il est évident que si le sens de la tension <I>v</I> s'inverse, c'est-à-.dire .si la tension VA-VB dievient négative, le sens du courant I s'in- verse également.
En dehors du made die réalisation venant d'être -décrit, il sera aisé à l'homme de l'art d'en imaginer de nombreux autres, par exem ple les ,suivants,: Remplacement de chacun des .groupes constitués., l'un; par ,les éléments 11, 13, 14, L3, 17, 28 .et 29, et l'autre, par les éléments 12, 15, 16, L4, 18, 29 et 20, par un amplifi cateur push-pull;
Utilisation d'un premier étage différen- tiel à -courant continu, tel que a (fig. 4) am plifiant directement la tension continue, puis attaquant un deuxième étage à amplificateur -de courant alternatif b, du même type que celui prévu fig. 2, avec ensuite un étage die sortie e (les tubes utilisés étant par exemple du type 6 D 6 pour les .étages <I>a</I> et<I>b,
</I> et .du type 6 L 6 pour l'étage c); Utilisation -d'un seul étage amplificateur différentiel à courant alternatif, le courant étant redressé à la. sortie de cet étage; Utilisation de deux étages amplificateurs différentiels à courant alternatif, avec un étage de sortie. ou simplement fermés directe ment sur le circuit de sortie;
Adoption,d'autrasi montages plus ou moins équivalents au montage différentiel susdécrit.
C'est ainsi que, disposant d'une source -d'arlimentation constante, on pourrait :adopter, pour assurer l'inversion du courant redressé, en correspondance avec celle @de la polarité de v, le montage de la fig. 3.
Selon ce mode de réalisation, les étages amplificateurs alternatifs- ou continus. sont constitués par une seule lampe. L'inversion du courant 1, pour un changement de polarité de 1a tension v à transformer; est obtenue en remplaçant la tension d'opposition par un potentiomètre alimenté en courant continu;
le dispositif 31 peut être une batterie de piles ou d'accumulateurs, une tension red'-ressée ou un courant -débité par une .lampe.
En suite @de quoi, quel que soit la mode de .réalisation adopté, .on obtient un ensemble ,dont le fonctionnement ressort suffisamment de .ce qui précède pour qu'il soit inutile d'in sister à son sujet et qui présente, par rapport aux procédés -du:
genre en question déjà exis- tants, celui de supprimer les divers inconvé nients signalés dès le début de la présente .description..
On -constate aisément que ledit ensemble répond aux conditions 1 à 5 posées plus haut: On obtient pour -le rapport
EMI0005.0063
une valeur rigoureusement constante, dans de larges limites.
La courant 1 est indépendant, dans une assez grande mesure, de la résistance du cir- cuit d'utilisation.
Cette condition sera d'au tant mieux remplie que le nombre d'étages ,du dispositif amplificateur sera plus grand, et que, par suite, les variations de la pente dynamique de l'étage -de sortie auront une faible action .sur l'ensemble d'u dispositif.
La constante de temps est très faible et facilement modifiable, .étant ,donné que le dis p o#si itff est purement électrique. Ce résultat sera d'autant mieux obtenu qu'on utilisera une source @de courant alternatif ayant une
fré- quence plue grande. Alors, la constante de temps des éléments de filtrage, contenus dans les redresseurs 28 et 29 (un des facteurs im- portants de cette constante), sera réduite à une valeur faible.
Le débit die la .source donnant la tension à transformer v est aussi faible qu'on: le dé- sire, -les résistances 2 et 3 pouvant être tou jours choisies aussi grande qu'il est néces- saire pour obtenir ce résultat.
Le renversement du ,sens -du courant @de sortie est obtenu automatiquement, par le montage différentiel.
Notons. -encore que ce courant I est indé pendant, dans une large mesure., de da tension de la .source d'alimentation 30, cela grâce audit montage différentiel. Il est même à no ter que, quel que soit le fonctionnement des tubes.
des, divers étages, il sera toujoûrs aisé d'obtenir un réglage correct, c'est-à-dire tel que le courant I soit nul en même temps que la tension d'entrée v;
en effet, ledit réglage, c'est-à-dire celui des tensions en opposition obtenues en 19, 20, se fait à la sortie des étages,, après redressement; il est donc indé- pendant ,du fonctionnement des tubes.
Enfin, la variation @de pente des lampes sera également sans influence appréciable sur le résultat.