<B>Dispositif pour la compensation thermique d'au moins un circuit électrique résonnant.</B> Cette invention a pour objet un dispositif pour la compensation thermique d'au moins un circuit électrique résonnant. La compen sation thermique d'un circuit résonnant a pour but de rendre la fréquence de réso nance de ce circuit indépendante de sa tem pérature et de la température ambiante.
Il est bien connu que les changements de température produisent des modifications physiques des éléments de circuits résonnants qui entraînent des variations de la réactance de ces éléments. La variation de la réactance des éléments du circuit ne provient pas uni quement des éléments capacitif et inductif principaux, mais les variations des réactances de ces derniers sont déterminantes.
Des tentatives ont été faites, avec plus ou moins de succès, pour compenser les change- ments dus aux variations de température des caractéristiques capacitive et inductive des éléments des circuits résonnants. Par exem ple, les changements de capacité dus aux variations de température ont été compensés en associant au circuit, généralement au con densateur principal,
des condensateurs ayant un coefficient de changement de- capacité négatif.
La présente invention vise à fournir un dispositif effectuant la compensation d'un circuit au moins par des changements de la caractéristique inductive de ce circuit, sous l'action de variations de la température. Des changements de la caractéristique capacitive peuvent également être effectués, si on le désire, par ce dispositif.
La cause principale de la variation de l'in ductance d'une bobine est la dilatation du fil constituant son enroulement. L'inductance d'une bobine étant directement proportion nelle au carré de son diamètre et inversement proportionnelle à sa longueur, si le diamètre et la longueur augmentent avec la tempéra ture dans le même rapport, l'inductance de la bobine augmente aussi.
Pour corriger ce défaut, on peut recourir à différents procédés: a) constituer la self au moyen d'un fil qui ne subisse pas de dilatation sous l'effet de changements de température et qui soit bobiné sur un noyau également insensible aux changements de température, b) faire en sorte que la longueur de la bobine augmente plus rapidement que son diamètre, et ceci d'une façon déterminée, c) construire la bobine de manière qu'elle présente une section polygonale rentrante, de façon à ce que le changement de surface provoqué par l'allongement de la périphérie soit très faible ou négatif, et d) déplacer un noyau de fer ou une pla que d'amortissement à proximité de la bobine, sous l'action d'un changement de tempéra ture,
de façon à s'opposer au changement naturel d'inductance. De ces procédés, a) est en général inutilisable et les autres, étant appliqués à la bobine elle-même, imposent des restrictions souvent inadmissibles à la concep tion et la construction de celle-ci.
Pour effectuer -une telle compensation thermique de façon simple et avantageuse, le dispositif objet de l'invention comprend une self-inductance auxiliaire, destinée à être associée au circuit résonnant et des moyens pour faire varier cette inductance avec la température de façon telle, que ses variations compensent partiellement au moins les varia tions d'impédance des éléments du circuit.
La self-inductance auxiliaire peut être couplée électromagnétiquement au circuit électrique qu'on désire compenser, elle peut aussi être branchée dans ce circuit. Cette self- inductance auxiliaire peut être constituée par un enroulement en forme de spirale plate ou encore par un enroulement du type dit en fond de panier .
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du disposi tif objet de l'invention.
Fig. 1 est -m schéma électrique équivalent de ce dispositif.
Fig: 2a et 2b sont des vues en plan de la self-inductance auxiliaire que comprend ce -dispositif.
Fig. 3a est une -vue en plan, 3b une vue en élévation et 3c une vue de côté de ce dis positif.
Fig. 4 est le schéma électrique d'un oscil lateur dont le circuit résonnant est compensé par le dispositif.
Fig. 5 est le schéma électrique d'un oscil lateur comprenant plusieurs circuits réson nant disposés pour être -utilisés alternative ment, le circuit utilisé étant compensé par le dispositif.
Dans la fig. 1, une self-inductance auxi liaire est indiquée par ac, 11e lame bimétalli que par bm et l'électrode fixe d'un conden sateur variable par f e.
La self-inductance auxiliaire est représen tée aux fig: 2a et 2b. Elle se compose d'un support f, qui peut être en papier imprégné à la résine synthétique, ou en tout autre matériel convenable, qui porte l'enroulement c bobiné en fond de panier : les traits poin- tillés et pleins indiquent respectivement les endroits où le fil passe derrière ou devant le support, cette disposition est plus claire ment visible sur la fig. 2b. Après enroule ment, la bobine et le support sont imprégnés de cire.
Les fig. 3 représentent une réalisation constructive du dispositif de compensation, 3a étant une vue de dessous, 3b et 3c étant respectivement des élévations latérale et fron tale. Dans ces figures, ainsi qu'en fig. 1, ac est la self-inductance auxiliaire, bm est la lame bimétallique qui constitue une plaque d'amortissement de la self-inductance auxi liaire et aussi l'électrode mobile d'un conden sateur auxiliaire dont f e. est l'électrode fixe.
Ces éléments sont supportés par et entre des plaques de céramique supérieure et infé rieure tp et bp, séparées par des cales s. Les deux extrémités de l'enroulement auxiliaire ac sont connectées aux bornes et'. Les bornes <I>et"</I> et et"' sont prévues respectivement pour la lame bimétallique bm, et pour l'électrode fixe fe.
La lame bimétallique ban, pourrait égale ment supporter une plaque métallique d'amor tissement séparée. Dans tous les cas, la pla que d'amortissement sera, de préférence, dis posée pratiquement parallèlément au plan d'une self-inductance auxiliaire plate.
La façon d'utiliser le dispositif pour com penser le circuit d'un générateur d'oscilla tions est montrée à la fig. 4, à propos de laquelle il suffit de dire que le dispositif est représenté .en d, que ccc, la self-inductance auxiliaire, est couplée à la self L par la self 1, et que le condensateur auxiliaire com posé de bm et de f e est branché en parallèle sur K, K et L étant respectivement le con densateur principal et la bobine d'inductance principale du circuit résonnant du générateur.
Lorsque la température .croît, et que; par conséquent, l'inductance de la self L croît également, la lame bimétallique bm se dé forme sous l'influence de cet accroissement de température et se rapproche de la self auxiliaire ac tout en s'éloignant de l'électrode fixe f e du condensateur auxiliaire. La capacité du condensateur auxiliaire est donc diminuée tandis que, simultanément des courants de Foucault de plus grande intensité sont in duits par la self auxiliaire dans la lame bi métallique bm, constituant une plaque d'amor tissement pour cette self.
L'effet de ces cou rants de Foucault, dont l'intensité croît à mesure que la distance entre la lame et la self diminue et que, par conséquent, le cou plage entre cette self auxiliaire et cette lame augmente, est de faire diminuer l'inductance de la self ac. Une diminution de l'inductance de la self ac entraîne une diminution de l'in ductance de la self L à laquelle la self auxi liaire ac est couplée et on peut ainsi atteindre le but visé, c'est-à-dire rendre la fréquence propre du circuit K-L, et par conséquent la fréquence des oscillations produites par le générateur, pratiquement indépendante de la température.
L'effet du dispositif est déterminé par le rapport de la self l à la self<I>L</I> et par l'in ductivité de la self-inductance ac. Un seul dispositif peut donc être utilisé avec plusieurs selfs L, même si ces selfs ont différents coefficients thermiques de changement d'in- ductivité.
La fig. 5 montre une telle application du dispositif d aux circuits de l'oscillateur d'un récepteur ayant plusieurs gammes d'ondes. Le commutateur de changement de -,-anime d'on des rs est pourvu d'une galette de contacts additionnelle rs", au moyen de laquelle la self-inductance auxiliaire ac peut être reliée sélectivement à celle des selfs<I>L', I, "</I> ou L"' qui est en :service à un moment, donné, et constituant des moyens pour arssocier ladite self-inductance auxiliaire à choix à l'un quel conque de plusieurs circuits électriques réson nants.
Si l'on utilise une lame bimétallique laiton Invar, le côté Invar doit se trouver face à la bobine auxiliaire, et dans le cas de l'em ploi d'une telle lame, il est préférable de la recouvrir d'une couche d'argent d'environ 25/",@" mm d'épaisseur. L'effet de cette couche sur la caractéristique de déformation de la lame est. négligeable, tandis qu'elle fournit un milieu bon conducteur de l'électricité dans lequel circulent les courants de Foucault in duits dans la lame par la self auxiliaire.
Un dispositif pour la compensation ther mique semblable à celui décrit ci-dessus est plus stable qu'un condensateur céramique à coefficient de température négatif utilisé ,pour effectuer une compensation capacitive et donne, toutes choses égales d'ailleurs, des résultats plus stables par compensation induc tive.
Il est bien connu qu'un .condensateur d'ac cord variable ne peut être compensé pour toute l'étendue de sa gamme par une capa cité à coefficient de température négatif branché en parallèle. La solution habituelle ment adoptée consiste donc à compenser la capacité minimum du condensateur par des condensateur-shunt à coefficient de tempéra ture négatif et de compenser la capacité maximum du condensateur par des conden sateurs série à coefficient de température négatif.
La présence de condensateurs série n'est toutefois par toujours souhaitable. Le dispo sitif décrit peut être utilement employé pour produire le même effet. La compensation équivalente à celle produite par les conden sateurs série peut être effectuée par le même élément qui compense les changements d'in- ductivité. Si, d'autre part, le condensateur d'accord et les selfs sont séparés de façon qu'il puisse y avoir une différence considé rable de température entre eux, un dispositif séparé, en shunt avec le premier, peut être employé pour la compensation des change ments de capacité.
<B> Device for thermal compensation of at least one resonant electrical circuit. </B> The subject of the invention is a device for thermal compensation of at least one resonant electrical circuit. The thermal compensation of a resonant circuit aims to make the resonance frequency of this circuit independent of its temperature and of the ambient temperature.
It is well known that changes in temperature produce physical changes in the elements of resonant circuits which cause variations in the reactance of these elements. The variation in the reactance of the circuit elements does not come only from the main capacitive and inductive elements, but the variations in the reactances of the latter are decisive.
Attempts have been made, with varying degrees of success, to compensate for the changes due to temperature variations in the capacitive and inductive characteristics of the elements of resonant circuits. For example, the changes in capacitance due to temperature variations have been compensated by associating with the circuit, generally with the main capacitor,
capacitors having a negative coefficient of change of capacitance.
The present invention aims to provide a device which compensates for one circuit at least by changes in the inductive characteristic of this circuit, under the action of temperature variations. Changes in the capacitive characteristic can also be made, if desired, by this device.
The main cause of the variation in the inductance of a coil is the expansion of the wire constituting its winding. The inductance of a coil being directly proportional to the square of its diameter and inversely proportional to its length, if the diameter and length increase with temperature in the same ratio, the inductance of the coil also increases.
To correct this defect, one can resort to different methods: a) constitute the choke by means of a wire which does not undergo expansion under the effect of temperature changes and which is wound on a core also insensitive to temperature changes , b) make the length of the coil increase faster than its diameter, and this in a specific way, c) build the coil so that it has a re-entrant polygonal section, so that the change of surface caused by the elongation of the periphery is very small or negative, and d) moving an iron core or a damping plate near the coil, under the action of a change in temperature,
so as to oppose the natural change of inductance. Of these methods, a) is in general unusable and the others, being applied to the coil itself, impose often unacceptable restrictions on the design and construction thereof.
To perform such thermal compensation in a simple and advantageous manner, the device which is the subject of the invention comprises an auxiliary self-inductance, intended to be associated with the resonant circuit and means for varying this inductance with temperature in such a way that its variations partially compensate at least for the variations in impedance of the elements of the circuit.
The auxiliary self-inductance can be electromagnetically coupled to the electric circuit that one wishes to compensate, it can also be connected in this circuit. This auxiliary self-inductance can be formed by a winding in the form of a flat spiral or by a winding of the type known as the backplane.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device which is the subject of the invention.
Fig. 1 is an equivalent electrical diagram of this device.
Fig: 2a and 2b are plan views of the auxiliary self-inductance included in this -dispositif.
Fig. 3a is a plan view, 3b an elevation view and 3c a side view of this positive device.
Fig. 4 is the electrical diagram of an oscillator whose resonant circuit is compensated by the device.
Fig. 5 is the electrical diagram of an oscillator comprising several resonant circuits arranged to be -used alternately, the circuit used being compensated by the device.
In fig. 1, an auxiliary self-inductance is indicated by ac, the 11th bimetallic strip by bm and the fixed electrode of a variable capacitor by f e.
The auxiliary self-inductance is shown in figs: 2a and 2b. It consists of a support f, which can be made of paper impregnated with synthetic resin, or any other suitable material, which carries the winding c wound at the back of the basket: the dotted and solid lines respectively indicate the locations where the wire passes behind or in front of the support, this arrangement is more clearly visible in fig. 2b. After winding, the coil and the support are impregnated with wax.
Figs. 3 show a constructive embodiment of the compensation device, 3a being a bottom view, 3b and 3c being respectively side and front elevations. In these figures, as well as in FIG. 1, ac is the auxiliary self-inductance, bm is the bimetallic strip which constitutes a damping plate for the auxiliary self-inductance and also the mobile electrode of an auxiliary capacitor, of which f e. is the fixed electrode.
These elements are supported by and between upper and lower ceramic plates tp and bp, separated by shims s. The two ends of the auxiliary winding ac are connected to terminals and '. The terminals <I> and "</I> and and" 'are provided respectively for the bimetallic strip bm, and for the fixed electrode fe.
The bimetallic strip ban, could also support a separate metal shock absorber plate. In all cases, the damping plate will preferably be arranged practically parallel to the plane of a flat auxiliary self-inductor.
The way of using the device to construct the circuit of an oscillation generator is shown in fig. 4, about which it suffices to say that the device is represented in d, that ccc, the auxiliary self-inductance, is coupled to the self L by the self 1, and that the auxiliary capacitor made up of bm and of fe is connected in parallel to K, K and L being respectively the main capacitor and the main inductance coil of the resonant circuit of the generator.
When the temperature rises, and that; consequently, the inductance of the self L also increases, the bimetallic strip bm deforms under the influence of this increase in temperature and approaches the auxiliary self ac while moving away from the fixed electrode fe of the capacitor auxiliary. The capacity of the auxiliary capacitor is therefore reduced while, simultaneously, eddy currents of greater intensity are induced by the auxiliary choke in the bi-metallic plate bm, constituting a damping plate for this choke.
The effect of these eddy currents, the intensity of which increases as the distance between the plate and the choke decreases and as, consequently, the neck range between this auxiliary self and this plate increases, is to decrease the inductance of the choke ac. A decrease in the inductance of the choke ac leads to a decrease in the inductance of the choke L to which the auxiliary choke ac is coupled and we can thus achieve the desired goal, that is to say, make the frequency characteristic of the circuit KL, and consequently the frequency of the oscillations produced by the generator, practically independent of the temperature.
The effect of the device is determined by the ratio of the choke l to the choke <I> L </I> and by the inductivity of the choke ac. A single device can therefore be used with several chokes L, even if these chokes have different thermal coefficients of change of inductivity.
Fig. 5 shows such an application of device d to the oscillator circuits of a receiver having several wavebands. The on des rs changeover switch is provided with an additional contact plate rs ", by means of which the auxiliary self-inductance ac can be selectively connected to that of the chokes <I> L ', I, "</I> or L" 'which is in: service at a given moment, and constituting means for associating said auxiliary self-inductance of choice with any one of several resonant electric circuits.
If using an Invar bimetallic brass blade, the Invar side must face the auxiliary coil, and in the case of using such a blade, it is preferable to cover it with a layer of silver approximately 25 / ", @" mm thick. The effect of this layer on the deformation characteristic of the blade is. negligible, while it provides a medium which is a good conductor of electricity in which the eddy currents introduced in the plate by the auxiliary choke circulate.
A device for thermal compensation similar to that described above is more stable than a ceramic capacitor with a negative temperature coefficient used to effect capacitive compensation and gives, other things being equal, more stable results by compensation. inductive.
It is well known that a variable cord capacitor cannot be compensated for the entire extent of its range by a capacity with a negative temperature coefficient connected in parallel. The solution usually adopted therefore consists in compensating for the minimum capacitance of the capacitor by shunt capacitors with a negative temperature coefficient and in compensating for the maximum capacitance of the capacitor by series capacitors with a negative temperature coefficient.
However, the presence of series capacitors is not always desirable. The device described can be usefully employed to produce the same effect. Compensation equivalent to that produced by series capacitors can be effected by the same element which compensates for changes in inductivity. If, on the other hand, the tuning capacitor and the chokes are separated so that there can be a considerable difference in temperature between them, a separate device, in shunt with the first, can be used for the compensation. changes in capacity.