Dispositif ii décharge d'électrons. L'objet de la présente invention est un dispositif à décharge d'électrons, pouvant s'appliquer, par exemple, à la réception de signaux transmis par radiosignalisation et dans lequel un récipient renferme une élec trode fournissant des électrons, une électrode en plaque et nue électrode intermédiaire for mant écran,
ce dispositif présentant la parti cularité que le récipient est empli d'un mi lieu gazeux présentant le phénomène du po tentiel de résonnance, tel que, par exemple, du gaz argon.
Ce phénomène du potentiel de résonnance inhérent à l'argon et à quelques métaux à l'état gazeux est actuellement. bien connu et s'explique de la manière suivante: Si un réci pient à trois électrodes, comme indiqué, est empli de gaz argon par exemple, à une pres sion donnée, et que des électrons clrerclrent à traverser ce milieu gazeux; depuis une ca thode chauffée par exemple, on trouve que l'Action change sensiblement pour des diffé rentes vitesses des électrons.
A une vitesse donnée assez faible, un électron passe soit complètement à travers une particule de gaz
EMI0001.0021
ou <SEP> en <SEP> rebondit <SEP> avec <SEP> un <SEP> choc <SEP> élastique, <SEP> n'étant
<tb> pas <SEP> sensiblement <SEP> affecté <SEP> par <SEP> elle <SEP> et <SEP> ne <SEP> pro duisant <SEP> aucun <SEP> effet <SEP> sur <SEP> elle. <SEP> A.
<SEP> mesure <SEP> que
<tb> la <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> l'électron <SEP> augmente, <SEP> elle <SEP> s'ap proche <SEP> apparemment <SEP> de <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> (les <SEP> élec trons <SEP> ou <SEP> ions <SEP> <B>il,</B> <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la <SEP> particule <SEP> de
<tb> gaz <SEP> ou <SEP> prend <SEP> quelqu'autre <SEP> relation <SEP> critique
<tb> par <SEP> rapport <SEP> 'à <SEP> celle-ci, <SEP> ce <SEP> qui <SEP> a <SEP> pour <SEP> effet
<tb> que <SEP> le <SEP> ehoc <SEP> devient <SEP> non-(@lastique <SEP> et <SEP> qu une
<tb> grande <SEP> portion <SEP> de <SEP> 1"énergie <SEP> de <SEP> l'électron <SEP> frap pant <SEP> est <SEP> absorbée, <SEP> avec <SEP> unie <SEP> diminution <SEP> sen sible <SEP> de <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> celui-ci. <SEP> Les <SEP> électrons
<tb> 'auront, <SEP> après <SEP> ce <SEP> choc;
<SEP> qu'unie <SEP> vitesse <SEP> rela tivement <SEP> faible, <SEP> de <SEP> sorte <SEP> qu'ils <SEP> seront <SEP> absor bés <SEP> ou <SEP> revus <SEP> par <SEP> l'électrode <SEP> adjacente <SEP> for rnant <SEP> écran. <SEP> A <SEP> mesure <SEP> que, <SEP> à <SEP> cet <SEP> écran, <SEP> le
<tb> potentiel <SEP> accélérateur <SEP> devient <SEP> de <SEP> plus <SEP> en <SEP> plus
<tb> élevé, <SEP> la <SEP> vitesse <SEP> critique <SEP> sera <SEP> atteinte <SEP> avant
<tb> que <SEP> l'électron <SEP> arrive <SEP> dans <SEP> la <SEP> région <SEP> de <SEP> l'écran.
<tb> .r <SEP> une <SEP> distance <SEP> de <SEP> celui-ci <SEP> de <SEP> plus <SEP> en <SEP> plus
<tb> grande,
<SEP> de <SEP> sorte <SEP> que <SEP> les <SEP> électrons <SEP> se <SEP> déplace ront <SEP> à <SEP> une <SEP> vitesse <SEP> de <SEP> plus <SEP> en <SEP> plus <SEP> élevée
<tb> quand <SEP> ils <SEP> atteignent <SEP> le <SEP> voisinage <SEP> de <SEP> l'ecran.
<tb> 1l <SEP> en <SEP> résulte <SEP> qu'uni <SEP> pourcentage <SEP> de <SEP> plus <SEP> en
<tb> plus <SEP> grand <SEP> des <SEP> électrons <SEP> traversera <SEP> la <SEP> région de 1\écran pour arriver à l'électrode cri pla que, affectant le courant du circuit de celle- ci. A un certain point,
la vitesse acquise par les électrons après le premier choc non- élastique devient tellement élevée avant qu'ils atteignent l'écran qu'un second choc non- élastique se produira, après lequel les élec trons ayant de nouveau une faible vitesse seront reçus par l'électrode formant écran. Ce cycle d'effets se répète indéfiniment à mesure que le potentiel de l'écran est élevé jusqu'à son interruption par l'effet d'un<B>phé-</B> nomène étranger.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention appliquée à la réception de signaux transmis par radiosignalisation. La fig. 1 montre l'ensemble d'un récipient à décharge et des circuits extérieurs servant audit but; la fig. 2 donne titi diagramme caractérisant le fonctionnement du dispositif, et la fig. 3 est une coupe schématique par le récipient et sert à l'explication du phénomène de po tentiel de résonnance.
Le récipient clos 3 du dispositif représenté par la fig. 1 est empli, par exemple, de gaz argon et renferme une électrode en forme de plaque 4, formant anode, une électrode en forme de filament 5 formant cathode et une électrode intermédiaire formant écran oui grille 6. L'écran 6 est maintenu positif par rapport à la cathode 5 au moyen d'une bat terie î, et la cathode cri forme de filament 5 est maintenue à l'incandescence par le cou rant d'une batterie 8. D'une manière analo gue, l'écran 6 est maintenu positif par rap port à l'électrode en plaque 4 au moyen d'une batterie 9, le récepteur téléphonique 10 étant compris dans le circuit de cette élec trode en plaque 4.
Des impulsions d'arrivée, telles que celles provenant d'une antenne 11, sont superpo sées à la force électromotrice de la batterie 7, agissant dans le circuit entre la cathode en forme de filament 5 et l'écran 6, au moyen d'un transformateur réglable 12.
Le fonctionnement du dispositif représenté est le suivant: Supposons, en se référant à la fig. 3, que le potentiel de l'écran 6 soit quelque peu supérieur au potentiel de résonnance, c'est-à= dire tel qu'un électron émis par la cathode 5 soit accéléré à une vitesse convenable pour avoir un choc non-élastique à un point 20 adjacent à l'écran. Certains des électrons qui n'ont pas subi de choc noii-élastique traver seront l'écran et ,frapperont l'électrode en plaque 4, déterminant le courant de celle-ci.
Les électrons cependant, qui avaient subi un choc non-élastique à nu point tel que 20, échappent à ce choc avec urne vitesse relati vement faible ou dégagent, des particules du gaz, des électrons secondaires qui sont de faible vitesse, et sont, par suite, absorbés par l'écran 6. De cette façon, il y aura une diminution dans le nombre d'électrons reçus par l'électrode eu plaque 4 par rapport au noiribre des électrons reçus avant que le po tentiel de résonnance soit atteint et, par con séquent, une réduction du courant de ladite électrode.
A mesure que le potentiel de l'écran est élevé, l'accélération des électrons émis par l'électrode 5 sera de plus en plus grande et ces électrons atteindront une vitesse cor respondant à titi choc non-élastique au point 21, plus éloigné de l'écran 6. L'électron échappant, soit de nature primaire ou secon daire, recevra par suite une vitesse considé rable avant d'atteindre l'écran 6 et peut, par conséquent, traverser celui-ci pour arriver à l'électrode en plaque 4 de sorte que le courant de celle-ci sera graduellement aug menté.
Le potentiel de l'écran ou grille étant augmenté davantage, le choc ou impulsion non-élastique initial se manifestera en un point \?22 de sorte que l'électron partant atteint de nouveau la vitesse critique correspondant à un choc rion-élastique en un point tel que 23 adjacent à l'écran. L'électron partant, qui peut être de nature primaire, secondaire oui tertiaire, est absorbé par l'écran et il en ré sulte de nouveau une réduction du courant dans le circuit de l'électrode en plaque 4.
Ce changement périodique du courant du circuit de l'électrode en plaque; lorsque le potentiel d'écran augmente. se continue jus qu'à ce que des phénomènes étrangers inter viennent et empêchent une action ultérieure, telle que décrite, des électrons.
En se référant à la fig. 2, le potentiel de l'écran, déterminant- la vitesse initiale des électrons est représenté par les abscisses et le courant du circuit d'électrode en plaque par les ordonnées, l'effet du phénomène de potentiel de résonnance étant d'amener la courbe caractéristique de fonctionnement à prendre;
la forme représentée avec des soin- mets prononcés 15, 16 et Lui minimum pro noncé intermédiaire 17. Le sommet 16 cor respondra aux conditions décrites pour la ré gion du point 21 et le minimum 17 aum con ditions décrites pour la région du point 20.
Supposons que les batteries 7 et 9 soient ajustées de manière à déterminer -pour le potentiel d'écran une valeur produisant une vitesse des électrons dans la région de l'écran telle que cette vitesse subit une perturbation maximum ou itiiniinum par le phénomène du potentiel de résonnance. S'il y a une pertur bation maximum de ladite vitesse,
le nombre de particules de gaz dont la vitesse est sen siblement diminuée dans la région de l'écran est titi maximum et ces particules de gaz seront renvoyées par le potentiel de l'élec trode en plaque et n'atteindront jamais celle- ci, le courant du circuit de cette électrode prenant ainsi une valeur minimum. Si, d'au tre part, le potentiel d'écran est ajusté pour établir une vitesse des électrons à l'écran telle que la perturbation de la part des par ticules de gaz soit minimum, sensiblement la totalité des électrons aura une vitesse telle qu'ils atteignent l'électrode en plaque sans difficulté, donnant lieu à titi courant maxi mum à cette électrode.
En prenant ce dernier cas, l'ajustement des conditions est tel que le dispositif est amené à fonctionner au point 15 en fig. 2. Une impulsion de radiation arrivante de po larité convenable pour aider le potentiel de la batterie 7 porte le potentiel d'écran total à une valeur correspondant ait point 18 et l'impulsion associée de polarité opposée neu- tralise le voltage de la batterie 7 et porte le potentiel d'écran à une valeur 19.
De cette façon, le courant à l'électrode en plaque reste toujours au-dessous de la valeur normale correspondant au point 15, sa valeur moyenne pendant la réception d'impulsions étant sert siblernent celle qui est montrée par la ligne 30-31, située à peu près art milieu entre la ligne 18-19 et le sommet 15, ce qui per met de produire une audition distincte au récepteur 10 (fig. 1), même avec des signaux de radiation arrivants extrêmement faibles.
Alors que cette opération a été donnée, pour le sommet 15, l'ajustement de la batte rie 7 petit facilement être établi de manière que l'opération ait lieu au point de minimum 17 oit ait sommet<B>16.</B> Bien entendu, avec une opération ait point 17, l'ajustement nor mal dit courant est à une valeur minimum et le courant augmente avec une augmentation de potentiel à l'écran ou avec une diminu tion de potentiel.
Ort notera qu'avec une courbe earact6ris- tique ayant des sommets oit des points de minimum très prononcés et à peu près symé triques, comme en fi-.
2, la différence entre le courant moyen pendant la réception d'im pulsions pas trop petites et la valeur nor male chi courant est sensiblement la moitié de la variation de courant maximale, tandis qu'avec une courbe caractéristique ayant, par exemple, des coudes prononcés ne formant pas maximum ou minimum, le courant moyen (si l'on travaille dans la région du coude) serait sensiblement la moitié de la différence entre l'augmentation du courant et la dimi nution du courant accompagnant les varia tions du potentiel.
U rie différence remarquable peut être constatée entre le fonctionnement du dispo sitif décrit en regard dit dessin et celui d'un dispositif à décharge à trois électrodes du genre ordinaire. Dans ce dernier dispositif, la grille ou électrode intermédiaire n'agit qu'indirectement en ce que les électrons émis par la cathode se meuvent à. une vitesse suffisante, due à l'action combinée de la ca thode et de l'anode, pour les porter à l'anode, soit directement on indirectement. et la grille exerce seulement une influence retardatrice, lorsqu'elle est à un potentiel suffisamment bas, déterminant ainsi le nombre d'électrons atteignant l'électrode en plaque.
Dans le dispositif décrit, cependant, l'élec trode intermédiaire formant écran ou grille agit directement en ce sens qu'elle commande ou régit directement la vitesse d'électrons et détermine ainsi le nombre d'électrons qui de vront être dépourvus d'énergie par titi choc non-élastique.
En d'autres termes, dans le dispositif ordinaire, le potentiel de l'électrode en grille était seulement le facteur de commande et peu d'énergie ou aucune n'en était prise, tandis que, dans le dispositif décrit en re gard du dessin, il y a nécessairement un flux d'électrons et d'énergie vers l'électrode en écran.
Le dispositif représenté est supposé appli qué ici à la réception d'impulsions de radio- signalisation, mais on comprend qu'il peut aussi être appliqué dans le cas où l'on dé sire moduler un courant par titi courant de commande, comme dans des amplificateurs ou autres appareils analogues.
Ce dispositif peut aussi être utilisé dans un doubleur de fréquence, étant entendu qu'un changement cyclique dans le potentiel modulateur, du point 19 au point 18 et de retour au point 18, provoque deux change- nients cycliques dans le courant de l'élec trode en plaque, et ce phénomène peut être mis à profit dans différentes applications.