Dispositif électronique présentant un circuit de couplage. L'invention a. pour objet tin dispositif électronique présentant un circuit de cou plage qui peut. notamment être Lin amplifi cateur à large bande passante pour la télé vision ou pour d'autres usages. Ce dispositif peut également être utilisé dans d'autres buts, par exemple constituer un dispositif stabilisa teur de tension.
Son utilisation est. indiquée d'ans tous les cas où on a. besoin d'un dispo sitif électronique présentant un circuit de couplage du type dit direct.
Le dispositif objet de l'invention est caractérisé en ce que ledit circuit de cou plage comprend fine branche comprenant un dispositif à tension constante constitué par le circuit de décharge d'un tube à décharge à remplissage gazeux.
Le dessin annexé représente, à, titre d'exemple, trois formes d'exécution du dis- positif objet de l'invention.
Les fig. 1, 2 et 3 sont des schémas de dispositifs connus, reproduits dans des buts explicatifs.
La fi,--. 4 est le schéma d'une forme d'exé- ention comprenant. deux étages successifs d'un amplificateur à, large bande passante.
La fi-. 5 montre un schéma équivalent du dispositif représenté à la, fig. 4.
La. fig. 6 est le schéma. :d'une deuxième forme d'exécrition constituant un :dispositif stabilisateur de tension.
La fig. 7 est le schéma. de la troisième forme d'exécution qui comprend deux étages successifs d'un amplificateur à large bande passante.
L'amplificateur à large bande passante re présenté à la fig. 1 comprend .deux tubes élec troniques V1 et V2, de type approprié, qui sont directement couplés au moyen d'une ré sistance potentiométrique P reliée, d'une part, à l'anode A1 et, d'autre part, à la cathode CI.
du tube V1, et dont une prise intermédiaire T .est reliée à la grille de contrôle G2 du tube V2 de l'étage suivant. Un tel amplificateur présente de bonnes qualités en,ce qui concerne la largeur de bande qu'il est capable de transmettre, mais il a ).'inconvénient évident d'un gain réduit du fait que les variations de tension appliquées à,
la grille G2 du second tube V2 sont plus petites cl-Lie celles qui appa raissent à l'anode A1 .du tube Vl. A moins que le gain,du tube V2 soit plus grand que le rapport de la partie clu potentiomètre P qui se trouve dans le circuit de la grille du se cond tube à la résistance totale de ce poten tiomètre, on n'obtiendra :aucun gain global.
Cette difficulté peut être évitée de façon bien connue en supprimant le potentiomètre P et en s'arrangeant pour :connecter la grille G2 du second tube V2 :directement à l'anode 111 du tube Vl. Cette modification amène au schéma de la. fig. 2 et nécessite des sources de tension continue S1, S2 et S3 distinctes pour les deux étages.
Une autre possibilité de réalisation d'un tel amplificateur à couplage direct est représentée à la fig. 3.
Selon ce schéma., les deux étages sont alimentés par une source de tension, cont-inii e ,co mrnune@ et l'anode) A1 du pre mier tube V1 est reliée à la grille G2 du second tube par .l'intermédiaire d'une batterie GI3 qui diminue le potentiel continu de cette grille G2 de la, quantité requise. Ces disposi tions connues présentent cependant un désavantage évident d11 point de vue prati que,
du fait qu'elles nécessitent l'utilisation de sources de tension d'alimentation supplé mentaires.
Les dispositifs que l'on va décrire com prennent des circuits de couplage direct qui peuvent être .considérés .comme équivalents air point de vue de leur fonctionnement au cir cuit de couplage connu de la fig. 3, mais qui ne nécessitent pas de source de tension d'ali mentation supplémentaire.
Le schéma de la fi-. 4 représente une forme d'exécution qui comprend deux étages successifs d'un amplificateur à large bande passante de télévision ou autre. Le circuit de couplage que comprend cette forme d'exécu tion est constitué par deux branches para.l- lèles dont l'une comprend une inductance 1 de valeur L,
reliée en série avec le circuit de décharge d'un tube à .décharge à remplissage gazeux 2 présentant une impédance interne en courant continu de valeur R. L'autre bran che de ce ,circuit. comprend. un condensateur 3 de capacité C relié en série avec une résis tance ohmique 4 de même valeur R que l'im pédance interne du tube 2.
L'ensemble du eir- cuit est branché entre l'anode A1 d'un tube électronique Vl et la grille G2 d'un tube électronique V2.
Les valeurs L et C sont choi sies de manière que l'équation
EMI0002.0042
soit satisfaite. Dans cette équation, f o est la fréquence centrale de la bande passante dési rée et est égal à la racine carrée du produit oies fréquences limites -de cette bande pas- sante. Etant donné les caractéristiques de -dé- aharge à tension pratiquement
constante du tube 2, l'équivalent électrique du circuit 1, 2, 3, 4 est représenté à la fig. 5 dans laquelle cet équivalent comprend deux branches dont l'une est constituée par une inductance, une résistance et une source de tension continue reliées en série, l'autre branche étant consti tuée par une capacité et par une résistance reliées en série également.
Si l'on s'arrange pour que la racine carrée du quotient de l'in ductance L par la capacité C soit égale à la valeur R de la résistance 4 et de l'impédance interne du tube 2 en courant continu, l'im pédance que présente le circuit entre ses extrémités est indépendante de la. fréquence et constante à l'intérieur d'un large domaine de fréquences. Par .exemple, L pourra être égal à 400,uH, <I>C</I> à 0,0016 yF et R à 500 S2.
Dans la pratique, on s'est aperçu que l'im pédance encourant alternatif d'un tube à dé charge à remplissage gazeux aub nente avec la fréquence jusqu'à une fréquence de quelques centaines @de cycles par seconde, pour dimi nuer ensuite lorsque la fréquence continue à augmenter.
Si le tube est shunté par un con densateur de valeur convenable, une faible impédance comparable à l'impédance à basse fréquence du tube peut être maintenue, mais si l'on remplace le circuit décrit par ce sim ple arrangement, des oscillations peuvent se produire dans le circuit du tube à :décharge à remplissage gazeux. Dans le circuit décrit., au contraire, de telles oscillations sont. évi tées parce que le circuit du tube 2 est forte ment amorti par la résistance 4.
La, résistance 4 de la fig. 4, reliée en série avec le condensateur 3, n'est pas toujours indispensable, le circuit du tube 2 pouvant être suffisamment amorti par d'autres élé ments étrangers au circuit de couplage pro prement dit. Lorsqu'on se :contente d'un cir cuit présentant une impédance de couplage qui décroît e_n d essous de sa. valeur initiale à la. fréquence zéro lorsque la fréquence aug mente, on peut supprimer cette résistance.
C'est par exemple le cas pour les dispositifs stabilisateurs<B>de</B> tensio:n.
La fig. 6 est le schéma. d'une, deuxième forme d'exécution constituant un dispositif stabilisateur. de tension et comprenant un cir- cuit de couplage à impédance constante. La source de tension devant être stabilisée (non représentée) est reliée à l'anode Al d'un tube électronique Vl et, à,
travers l'espace anode-cathode Al-Cl de ce tube, à une des bornes d'une charge variable VL, aux bornes de laquelle on désire appliquer une tension constante. L'autre borne de la source de ten sion est reliée à l'autre borne de ladite charge. La borne positive de la source est reliée à l'anode .12 d'un second tube électro nique V2, dit tube de réaction, par l'intermé diaire d'une résistance 5.
La cathode C2 de ce même tube est reliée à la borne négative de la source à travers une autre résistance 6. La grille G1 du tube Vl est reliée à l'anode i12 du tube V2 par l'intermédiaire d'une ré- sistance 7 et la grille G2 du tube V2 est con- nectée à, une prise ajustable 8 .d'une résis tance potentiornétrique 9 branchée en paral lèle avec la charge.
La. cathode<B>CI</B> du .tube Vl est, en outre, reliée à la grille G2 du tube V2 à travers le circuit -de :couplage qui comprend un tube à décharge à remplissage gazeux. Le circuit de ,couplage représenté comprend une inductance 10 de 4 Henrys et un tube à décharge 11 présentant une résistance efficace de 500 n reliés en série et shuntés par un condensateur de 16 ,uF et une résistance de 500 ,i2 reliés en série également.
Un tel dispo sitif fournit une excellente stabilité, notable ment meilleure .que celle obtenue avec les dis positifs stabilisateurs de tension connus.
Le schéma de la fig. 7 représente une troisième forme d'exécution qui comprend deux étages successifs d'un amplificateur à large bande passante. Un tel amplificateur est prévu pour être ûtvlisé dans le modula teur d'un émetteur de télévision par exemple. Le circuit de couplage que comprend cette farane d'exécution est semblable, de faon<B>gé-</B> nérale, à celui représenté en fig. 4.
Il est branché entre l'anode Â1 d'un tube électro- nique 171 et la brille G2 d'un tube élect:roni- que V2 et il comprend un condensateur 3 de 0,02 ,ccF et, dans une branche parallèle, une inductance 1 de 400 yH reliée en série avec plusieurs tubes à décharge à remplissage ga zeux 2 (dont trois sont représentés).
L'ensem ble de ces trois tubes est shunté par un con densateur 31 de 0,01 @uF et par une résistance 41 de 100 kiloohtns dont une prise T est re liée à la, grille G2 à travers une résistance 12 de 5 kiloohms. L'extrémité de la série de tubes à décharge 2 opposée à l'inductance 1 est re liée au pôle négatif de la source d'alimenta tion en tension ,
continue à travers une résis tance 13 de 50 kiloohms. Les valeurs indiquées des différents éléments sont choisies pour des tubes Vl et V2 du type AC113 usuel en Grande-Bretagne et il va de soi que ces va- leurs ne sont données qu'à' titre d'exemple. La résistance 41, munie d'une prise T, four nit un potentiel continu .convenable à la grille G2,
et ce potentiel peut être réglé par rap port à celui de l'anode A1 sans atténuer de fa.e ,on appréciable le signal transmis à cette grille à partir de l'anode A1 du tube Vl. Un amplificateur construit selon le schéma de la fig. 7 a été essayé expérimentalement et on a
constaté que son amplification était prati quement linéaire depuis la fréquence zéro: jus qu'à une fréquence de plus de 10 Mc/s.
Electronic device having a coupling circuit. The invention a. for purpose an electronic device having a neck range circuit which can. in particular being a broadband amplifier for television or other uses. This device can also be used for other purposes, for example constituting a voltage stabilizer device.
Its use is. indicated in all cases where there is. need for an electronic device having a coupling circuit of the so-called direct type.
The device which is the subject of the invention is characterized in that said neck range circuit comprises a thin branch comprising a device at constant voltage constituted by the discharge circuit of a gas-filled discharge tube.
The appended drawing represents, by way of example, three embodiments of the device which is the subject of the invention.
Figs. 1, 2 and 3 are diagrams of known devices, reproduced for explanatory purposes.
The fi, -. 4 is the diagram of a form of execution comprising. two successive stages of a wide bandwidth amplifier.
The fi-. 5 shows an equivalent diagram of the device shown in, FIG. 4.
Fig. 6 is the diagram. : a second form of nutrition constituting a: voltage stabilizer device.
Fig. 7 is the diagram. of the third embodiment which comprises two successive stages of a wide bandwidth amplifier.
The wide bandwidth amplifier shown in fig. 1 comprises two electronic tubes V1 and V2, of appropriate type, which are directly coupled by means of a potentiometric resistor P connected, on the one hand, to the anode A1 and, on the other hand, to the cathode THIS.
of tube V1, and of which an intermediate outlet T. is connected to the control grid G2 of tube V2 of the following stage. Such an amplifier has good qualities in terms of the bandwidth which it is capable of transmitting, but it has a). The obvious disadvantage of reduced gain because the voltage variations applied to it,
the grid G2 of the second tube V2 are smaller cl-Lie those which appear at the anode A1. of the tube Vl. Unless the gain of the tube V2 is greater than the ratio of the part of the potentiometer P which is found in the circuit of the grid of the cond tube to the total resistance of this potentiometer, we will obtain: no overall gain.
This difficulty can be avoided in a well-known manner by removing the potentiometer P and by arranging to: connect the gate G2 of the second tube V2: directly to the anode 111 of the tube Vl. This modification leads to the diagram of the. fig. 2 and requires separate direct voltage sources S1, S2 and S3 for the two stages.
Another possibility of making such an amplifier with direct coupling is shown in FIG. 3.
According to this diagram, the two stages are supplied by a voltage source, cont-inii e, co mrnune @ and the anode) A1 of the first tube V1 is connected to the grid G2 of the second tube via .l'intermediate d a battery GI3 which decreases the continuous potential of this gate G2 by the required quantity. These known arrangements, however, have an obvious disadvantage from a practical point of view,
because they require the use of additional supply voltage sources.
The devices which will be described comprise direct coupling circuits which can be considered as equivalent from the point of view of their operation to the known coupling circuit of FIG. 3, but which do not require an additional supply voltage source.
The diagram of the fi-. 4 shows an embodiment which comprises two successive stages of a broadband television or other amplifier. The coupling circuit that this form of execution comprises consists of two parallel branches, one of which comprises an inductor 1 of value L,
connected in series with the discharge circuit of a gas-filled discharge tube 2 having an internal direct current impedance of value R. The other branch of this circuit. understands. a capacitor 3 of capacitance C connected in series with an ohmic resistance 4 of the same value R as the internal impedance of the tube 2.
The whole circuit is connected between the anode A1 of an electron tube V1 and the grid G2 of an electron tube V2.
The values L and C are chosen so that the equation
EMI0002.0042
be satisfied. In this equation, f o is the center frequency of the desired bandwidth and is equal to the square root of the product of the limit frequencies - of this bandwidth. Given the characteristics of -discharge to voltage practically
constant of tube 2, the electrical equivalent of circuit 1, 2, 3, 4 is shown in FIG. 5 in which this equivalent comprises two branches, one of which is constituted by an inductor, a resistor and a DC voltage source connected in series, the other branch being constituted by a capacitor and by a resistor also connected in series.
If we arrange for the square root of the quotient of the inductance L by the capacitance C to be equal to the value R of the resistor 4 and the internal impedance of the tube 2 in direct current, the im pedance which the circuit presents between its ends is independent of the. frequency and constant within a wide range of frequencies. For example, L could be equal to 400, uH, <I> C </I> to 0.0016 yF and R to 500 S2.
In practice, it has been found that the reciprocating impedance of a gas-filled discharge tube increases with frequency to a frequency of a few hundred cycles per second, and then decreases when the frequency continues to increase.
If the tube is shunted by a capacitor of suitable value, a low impedance comparable to the low frequency impedance of the tube can be maintained, but if the described circuit is replaced by this simple arrangement, oscillations can occur. in the tube circuit to: gas filled discharge. In the circuit described., On the contrary, such oscillations are. avoided because the circuit of tube 2 is strongly damped by resistor 4.
The resistor 4 of FIG. 4, connected in series with the capacitor 3, is not always essential, the circuit of the tube 2 being able to be sufficiently damped by other elements foreign to the coupling circuit proper. When we are: content with a circuit having a coupling impedance which decreases to below its. initial value at the. zero frequency as the frequency increases, this resistance can be removed.
This is, for example, the case for <B> </B> tension stabilizer devices: n.
Fig. 6 is the diagram. of a second embodiment constituting a stabilizer device. voltage and comprising a constant impedance coupling circuit. The voltage source to be stabilized (not shown) is connected to the anode A1 of an electron tube V1 and, to,
through the Al-Cl anode-cathode space of this tube, to one of the terminals of a variable load VL, across which it is desired to apply a constant voltage. The other terminal of the voltage source is connected to the other terminal of said load. The positive terminal of the source is connected to the anode .12 of a second electronic tube V2, called the reaction tube, by the intermediary of a resistor 5.
The cathode C2 of this same tube is connected to the negative terminal of the source through another resistor 6. The grid G1 of tube Vl is connected to the anode i12 of tube V2 via a resistor 7. and the grid G2 of the tube V2 is connected to an adjustable socket 8 of a potentiometric resistance 9 connected in parallel with the load.
The cathode <B> CI </B> of the tube V1 is further connected to the grid G2 of the tube V2 through the coupling circuit which comprises a gas-filled discharge tube. The coupling circuit shown comprises an inductor 10 of 4 Henrys and a discharge tube 11 having an effective resistance of 500 n connected in series and shunted by a capacitor of 16 uF and a resistor of 500, i2 also connected in series.
Such a device provides excellent stability, notably better than that obtained with known voltage stabilizer devices.
The diagram in fig. 7 shows a third embodiment which comprises two successive stages of a wide bandwidth amplifier. Such an amplifier is designed to be used in the modulator of a television transmitter for example. The coupling circuit included in this execution farane is similar, in a <B> general- </B> way, to that shown in fig. 4.
It is connected between the anode Â1 of an electronic tube 171 and the shine G2 of an electronic tube V2 and it includes a capacitor 3 of 0.02, ccF and, in a parallel branch, a inductor 1 of 400 yH connected in series with several gas filled discharge tubes 2 (three of which are shown).
All of these three tubes are shunted by a capacitor 31 of 0.01 @uF and by a resistor 41 of 100 kiloohms, a tap T of which is linked to the grid G2 through a resistor 12 of 5 kiloohms. The end of the series of discharge tubes 2 opposite inductor 1 is linked to the negative pole of the voltage supply source,
continues through a resistance 13 of 50 kiloohms. The values indicated for the various elements are chosen for tubes V1 and V2 of the AC113 type customary in Great Britain and it goes without saying that these values are given only by way of example. Resistor 41, provided with a T plug, furnishes a continuous potential. Suitable for the grid G2,
and this potential can be adjusted with respect to that of the anode A1 without attenuating fa.e, the signal transmitted to this gate from the anode A1 of the tube Vl is appreciable. An amplifier constructed according to the diagram of the fig. 7 has been tried experimentally and we have
noted that its amplification was practically linear from zero frequency: up to a frequency of more than 10 Mc / s.