Dispositif générateur d'oscillations à haute fréquence stabilisée. On sait que la fréquence des oscillations fournies par certains générateurs d'ondes courtes ou ultra-courtes est influencée par la valeur des tensions d'alimentation d'une ou plusieurs électrodes. Par exemple, la varia tion, sur une certaine plage, de la tension continue appliquée au réflecteur d'un klys- tron reflex entraîne une variation de fré quence de la tension recueillie à la sortie de l'appareil.
Ce fait peut permettre de stabiliser la fré quence en procédant de la manière suivante On prélève à la sortie du générateur une petite fraction de la puissance, que l'on dirige vers des appareils auxiliaires qui réagissent sur le générateur en lui appliquant, sur une élec trode convenablement choisie, une tension ré gulatrice; si, par exemple, la fréquence a ten dance à augmenter, cette tension régulatrice variera dans un sens tel qu'elle provoquera une diminution de ladite fréquence, et vice versa.
La présente invention, due à.<B>Al.</B> Denis, a pour objet un dispositif générateur d'oscilla tions à haute fréquence stabilisée qui est basé sur ce principe et comportant un générateur d'ondes courtes ou ultracourtes dont. la fré quence est toujours maintenue à une valeur normale f, Ce dispositif dans lequel une haute fré quence engendrée est stabilisée au moyen d'une tension régulatrice appliquée à une électrode de réglage de la.
fréquence d'un gé- nérateur que comprend ce dispositif, cette tension étant variable en fonction de la dif férence<B><I>f -f,</I></B> f étant la fréquence du géné rateur à un instant quelconque et f(, sa fré quence nominale, est caractérisé par le fait qu'il comporte une cavité résonnante couplée audit générateur et une source auxiliaire de tension alternative à basse fréquence f 1, des moyens étant prévus qui sont agencés pour qu'il se produise, à la sortie de ladite cavité, une tension de fréquence f modulée en am plitude à la fréquence f 1, la phase de cette modulation, comptée à partir d'une origine arbitraire,
variant de 180 lorsque la diffé rence f-f o change de signe, la sortie de cette cavité étant reliée à un premier détecteur, la sortie de ce .premier détecteur étant ,connec tée à un second détecteur qui, d'autre part, est relié à ladite source auxiliaire de faon que celui-ci produise ladite tension régulatrice.
Dans une forme d'exécution, desdits moyens sont agencés de façon à rendre périodique ment variable la fréquence de résonance de ladite cavité résonnante, et cela de part et d'autre d'une valeur moyenne f(, au moyen de ladite source auxiliaire; cette cavité est, d'autre part, excitée par une fraction de puis sance prélevée à la sortie du générateur;
à la sortie de cette cavité résonnante, on recueille un signal modulé en amplitude dont l'inten sité dépend de l'écart de la fréquence f du générateur par rapport à f,); ledit signal, après détection et amplification, est renvoyé sur l'électrode choisie pour jouer le rôle de ré gulateur. Le système fonctionne donc à la ma nière d'un montage classique à contre-réac- tion; toute variation de fréquence tendant à se produire se trouve immédiatement ré duite et divisée par un coefficient de régnila- tion K, supérieur à l'unité.
Le dispositif objet de l'invention permet d'ailleurs d'obtenir notamment les effets sui vants: 1 La tension régulatrice, c'est-à-dire la variation de tension continue appliquée à la dite électrode du générateur, est nulle lors que la fréquence de sortie du générateur a exactement sa valeur normale.
2 La régulation est également efficace dans les deux sens, la tendance à la diminu tion étant corrigée aussi bien que la tendance à l'augmentation.
La description suivante, faite en référence au dessin annexé, se rapporte à des formes d'exécution du dispositif objet de l'invention, ces formes d'exécution étant ,données à titre d'exemple.
On voit, sur la fig. 1, une vue schématique d'ensemble d'une première forme d'exécution. En G se trouve le générateur, par exemple un klystron reflex, -dont il s'agit de stabiliser la fréquence en agissant sur la tension appli quée à l'électrode réflectrice GR.
En V se trouve un volume résonnant, par exemple constitué par une boîte en inva.r argenté, de manière à être peu ;sensible aux variations de température.
La fréquence de résonance propre de ce volume résonnant V est égale à la fréquence normale f(, du générateur G; c'est à cette va leur fo que l'on se propose de toujours rame ner la fréquence de fonctionnement de G, au cas où elle s'en écarterait pour une raison quelconque.
Une boucle B' prélève une petite fraction de la puissance débitée par ile klystron; cette boucle est formée d'un .conducteur replié sur lui-même et dont une extrémité est soudée à la paroi de l'appareil; le prolongement de ce conducteur constitue avec une enveloppe convenable un câble coaxial Dl assurant la liaison avec le volume V où l'autre extrémité du conducteur se termine par une autre bou cle B. La puissance en haute fréquence préle vée par B' dans G vient. ainsi exciter le vo lume résonnant V.
D'autre part, un modulateur de fréquence m est alimenté par une source S de courant à basse fréquence, par l'intermédiaire du se condaire 1 du transformateur Ti; le généra teur G tr availlant sur ondes courtes ou ultra courtes, la fréquence de ladite source S est pe tite par rapport aux variations accidentelles possibles de la fréquence fournie par ce géné- rateur. .
En effet, si le générateur G fonctionne nor malement sur une fréquence f,, de 1000 11Hz et si cette fréquence varie de un millième de sa valeur, et. devienne ainsi telle que <B><I>f</I></B> -f,> = 1 MHz, c'est précisément cette varia tion que le montage décrit doit annuler; or, la fréquence f 1 de la source S est. une basse fréquence, par exemple celle d'un secteur de distribution, ou éventuellement. une fréquence musicale. Il est clone évident que la. différence f f ,, sera, en général, très grande vis-à-vis de<B><I>f l.</I></B>
Le modulateur m est relié à V au moyen d'un câble coaxial D, terminé également par deux boucles b1 et. b.,; la. modulation ainsi pro duite par na a pour effet. de faire varier pé riodiquement, .de part et d'autre de sa va leur normale, la partie réactive de l'impé dance de V, donc sa fréquence de résonance. Cette modulation de la. fréquence de résonance de V peut d'ailleurs s'effectuer indifférem ment par voie électrique ou par voie méca nique (variation mécanique d'une dimension géométrique de V).
Une boucle de sortie b, placée à l'extré mité d'un câble coaxial D, alimente un redres seur à cristal K, disposé sur le conducteur central du câble; on recueille .ainsi, à la sor tie dudit câble, à condition, bien entendu, que la fréquence f du générateur ait, varié, un signal .périodique et non sinusoïdal à la fré quence de la source S et dont. l'amplitude dé pend de la. variation de fréquence de G. Des condensateurs C court-circuitent la. sortie dit càble D, de manière à. éliminer les résidus de fréquences très élevées. La capacité de ces condensateurs est trop petite pour court-cir cuiter le signal à la fréquence basse de la. source S.
D'autre part, une boucle b' excitée à l'intérieur du hlystron, débite dans un autre cible coaxial D' comprenant également un redresseur à cristal<I>Ii' et</I> des con densateurs C' pour l'élimination des hautes fréquences; à la sortie de cet ensemble, on recueille un courant de polarisation continu 1" qui réagit sur le débit du cristal K et rend la régulation sensiblement indépendante de la puissance fournie par le générateur. Une in ductance Ll, associé à un condensateur d'ac cord C" empêche les signaux à la fréquence de la source S d'être déviés vers K'.
Le condensateur Co arrête les courants continus provenant de l'un ou de l'autre des redresseurs K ou K', et laisse passer dans la résistance R le signal utile.
La tension recueillie aux bornes de R, de même fréquence que celle de la source S, doit d'abord être filtrée dans un réseau conve nable suivi d'un amplificateur sélectif, de ma nière à extraire un signal sinusoïdal à la fré quence de la source S; l'ensemble est repré senté schématiquement en AF. Ce signal est ensuite dirigé vers un second détecteur en liaison électrique, par son entrée, avec le pre mier détecteur.
Le second détecteur doit être prévu de manière à fournir une tension continue détec tée qui augmente ou diminue suivant que la valeur de la fréquence ,produite par le gé nérateur G varie dans un sens ou dans l'au tre. On peut, à cet effet, utiliser plusieurs combinaisons dont on voit un premier exemple avec le montage comprenant la pentode P.
La tension de sortie de L'ensemble AF est appli quée à la. grille de commande; la cathode est., suivant l'usage courant, polarisée positivement par le courant anodique moyen passant dans une résistance P,; la seconde grille est excitée par le secondaire 2 du transformateur T, en passant par une résistance R.; la troisième grille est reliée à la cathode;
enfin, la pla que est alimentée par une tension continue Z';, en. passant par une résistance de charge r. La capacité<B><U>C.,</U></B> a pour rôle d'éliminer, à la sortie de la, pentode, les tensions alternatives, et on recueille sur le conducteur -l une ten sion continue dont la variation dépend, en grandeur et en signe, de la variation de fré quence de la tension induite dans la, boucle R'. ; Finalement, le conducteur .1 est relié à l'élec trode GR dont la tension agit sur la fréquence du générateur G.
Le rôle de la, cavité résonnante V est illus tré par la fig. 2, sur laquelle C est la courbe g de résonance de cette cavité, c'est-à-dire la variation de la tension U disponible à sa sor tie, pour une certaine excitation en haute fréquence, en fonction de la fréquence f du générateur G. Le sommet. de la courbe corres-, pond à la fréquence normale f o du généra teur G.
Si la fréquence f du générateur dimi nue, par :exemple à la valeur f,, la mo dulation imposée par la source S de la fi-. 1 fera osciller la valeur de crête de la. tension de sortie Lr entre des valeurs extrêmes correspondant aux ordonnées 31m et Nn de la courbe C, le segment<I>JIN</I> étant situé à.
gauche de f,,. Si au contraire f augmente, à f 2 par exemple, la, même modulation fera osciller la valeur de crête de U entre des va leurs extrêmes correspondant aux ordonnées V'm' et N'n'. Or, en raison de la forme de la courbe, on voit que Nn est plus grand que JZni; au contraire, N'n' est plus petit que J1'ni'. Il s'ensuit qu'un déplacement du point de fonctionnement. de<I>J1 à N</I> provoquera une augmentation de la tension à la sortie de la cavité V;
un déplacement de même sens, de <I>J1' à N',</I> :provoquera au contraire une dimi nution de cette même tension. Donc, suivant que l'en se trouve à gauche ou à droite de c'est-à-dire suivant que f a. diminué ou aug menté, la tension fournie par le secondaire 2 de T" d'une part, et la variation périodique de la tension de sortie Ll, d'autre part, se trouveront en phase ou en opposition l'une avec l'autre, ou vice versa, suivant le sens de l'enroulement dudit secondaire.
La tension appliquée sur la seconde grille de P en pas- saut par la résistance R. sera finalement soit en phase, soit en opposition avec la tension venant de AF et .appliquée à la première gille, et cela. suivant le sens de l'écart de f par rapport à f o.
Au cas où un déphasage parasite permanent serait introduit par l'un des éléments, en particulier par l'am.p1ifica- teur-filtre AF, ce qui empêcherait les deux tensions précitées de se trouver, tantôt exac tement en phase, tantôt exactement en oppo sition, on fera concorder leurs passages à zéro au moyen d'un dispositif auxiliaire; on pourra, par exemple, intercaler un réseau dé phaseur convenable, non représenté, entre le secondaire ? et R..
En définitive, on obtient le résultat sui vant: Pour un certain sens de la variation de la fréquence de C, les tensions respective ment appliquées sur les deux premières grilles de la pentode P seront. exactement en phase; si cette variation a lieu en sens inverse, ces deux tensions seront. exactement en opposi tion. On concoit que le courant détecté dans le circuit anodique augmentera dans la. pre mière hypothèse et diminuera dans la se conde; cela signifie évidemment que la ten sion continue finalement appliquée sur l'élec trode CR subira une variation dont le signe dépendra de la variation de fréquence ten dant à se produire dans le générateur C. Il y a donc régulation de cette fréquence.
La ten sion continue variable appliquée sur CR pourrait éventuellement. s'ajouter à. une ten sion fixe mise en série.
On remarquera que dans le schéma. .de la fig. 1, toute variation clé fréquence tendant. à se produire se trouve immédiatement ré duite et divisée par un coefficient de régu lation E supérieur à l'unité, qui varie peu en fonction de l'écart entre la. valeur instanta née de Iii. fréquence et. sa valeur normale.
En outre, le coefficient K demeure prati quement constant lorsque la puissance fournie par le générateur varie beaucoup.
Les fi-. 3, -1 et 5 représentent des va- riantes du second détecteur. Le montage de la. fi-. 3 utilise deux pen todes montées en pont.; deux bras de ce polit sont constitués par les résistanees internes de: ces tubes P, et P,. Les couples de résistances R, R'" <I>R .</I> R'_, R., F'.; et.
RI 1t'4 sont destines à rendre P, et P, aussi semblables que possi ble pour de grandes variations du chauffage des filaments et de la tension appliquée aux anodes.
Entre les bornes :11 et N du primaire du transformateur l',, on applique la tension de sortie de l'ensemble du filtre-amplificateur AF de la fi-. 1. Le secondaire comprend deux enroulements symétriques, respectivement re liés aux grilles Ci et C.. Entre les bornes C et D, on applique la tension alternative du secondaire \? de la<U>fi-.</U> 1.
Enfin, entre E et P, on applique une tension continue proportion nelle à la puissance débitée par le générateur d'ondes ultra-courtes; on obtient une ré;@ila- tion indépendante de la puissance, complétant ainsi l'action du dispositif déjà. décrit. dans ce but.
La tension -détectée recueillie entre -1 et B est ajoutée à la tension de l'électrode conve nable du -énérateur.
Si l'on considère le montage de cette fig. 3, on voit que les tensions appliquées aux grilles de commande des tubes P, et P, sont de pha ses inverses l.'uiie par rapport à l'autre.
Or, suivant que la fréquence f fournie par le gé nérateur C augmentera ou diminuera, la ten sion appliquée entre C et D sera, par exemple, en phase avec la tension de la grille de com mande de P, et en opposition avec la. tension de la grille de commande de P," ou inverse ment.; on cou choit que dans le premier cas, le courant anodique moyen de P, augmentera, tandis que le courant anodique moyen de P., diminuera.; ce sera. ].'inverse dans le second cas.
Si la fréquence f du générateur C est exactement égale à sa. valeur normale f o, les deux courants anodiques moyens seront égaux. Il en résulte que la. tension régulatrice dis ponible entre -l et B sera. d'un certain sens si f augmente, de sens inverse, si f diminue et nulle si f = f, La fig. 4 représente une autre variante; le monta ;@e comprend une pentode P qui peut être substituée à celle de la fi-. 1 de la ma nière suivante:
L'extrémité 7I de la résistance d'entrée R. est connectée à la sortie de l'ensemble AF; entre (' et D, on intercale le secondaire 2 du transformateur, de manière à appliquer sur la seconde grille la tension alternative à basse fréquence de S; entre E et F, on applique une tension continue proportionnelle à la.
puissance débitée, fournie par le second cris tal K'; enfin, l'anode est alimentée par une tension continue à travers la résistance de charge r; ,le condensateur CZ a toujours pour rôle d'éliminer les tensions alternatives et le conducteur il relié à l'anode est, con necté, d'autre part, à l'électrode de régula tion GR; la résistance Rl, bien entendu, sert à polariser positivement la cathode.
La fig. 5 représente une autre variante; la pentode P est. substituée à cerne de la fig. 1. Les différences avec le montage de la fig. 4 sont seulement les suivantes:
Sur la seconde grille, la tension de la source S, connectée entre<I>C et D,</I> est appli quée directement, sans interposition d'une résistance, et une tension continue t% est mise en série avec elle; d'autre part, une capacité C, est ajoutée aux bornes de R,; le reste du montage est identique nu précédent.
Dans le cas où la fréquence fournie par le générateur G de la fig. 1 est elle-même mo dulée directement par la source alternative à basse fréquence, la modulation de la cavité peut être supprimée, les boucles B et b subsis tent seules; bien entendu, on prélève sur la dite source la tension à appliquer aux grilles- écrans des pentodes des fig. 1, 4 et 5 et aux anodes des pentodes de la fig. 3.