Générateur d'oscillations électriques utilisant un tube à vide à trois électrodes. Suivant un principe de physique bien connu, la décharge d'un condensateur électrique à travers un circuit inductif peut être du genre oscillant si l'on observe certaines conditions d'ajustement, et la période :des oscillations ainsi produites est déterminée par les cons tantes électriques du circuit. L'amplitude de l'onde du courant de décharge va en dimi nuant par suite de l'amortissement du circuit, mais il est possible de neutraliser cet amor tissement en augmentant l'énergie du courant en synchronisme avec les oscillations propres produites, et cela soit au moyen d'un géné rateur de courant de fréquence constante, fonc tionnant indépendamment du circuit, soit au moyen d'appareils dépendant directement de ce circuit.
Dans ce second cas on obtient un courant alternatif d'amplitude constante dont la fréquence dépend des constantes électriques du circuit oscillant. On a trouvé qu'un géné rateur de ce genre, c'est-à-dire un générateur dans lequel la neutralisation de l'amortisse ment dans le circuit oscillant est obtenue en augmentant l'énergie du courant en synchro- nisme avec les oscillations propres au moyen d'appareils dépendant directement de ce cir- c ui it oscillant,
peut être réalisé par l'emploi d'un tube à vide à trois électrodes dans le quel la cathode émet des électrons vers l'anode maintenue à un potentiel positif par rapport à la cathode, et dans lequel la troisième élec trode, placée entre l'anode et la cathode, règle le champ électrique et par suite l'intensité du courant anode-cathode.
La présente invention se rapporte à un générateur d'oscillations électriques de ce genre, c'est-à-dire comprenant un circuit oscillant et un tube à vide à trois électrodes, à savoir une cathode, une anode et un élément de commande permettant de faire varier l'im pédance du circuit intérieur du tube. Dans le générateur formant l'objet de la présente invention, des conducteurs relient d'une part l'anode et d'autre part l'élément de commande à des points du circuit oscillant présentant entre eux une différence de potentiel oscillatoire, tandis qu'un autre conducteur relie la cathode à un point du circuit oscillant placé électri- quement à égale distance des deux points susdits, c'est-à-dire séparé de chacun d'eux par des impédances sensiblement égales.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention. Sur cette figure un condensateur 2 et des inductances 3 et 4 forment ensemble un cir cuit accordé afin de produire des oscillations de la fréquence voulue. Le tube à vide 5, du genre thermoionique, comprend une ca thode 6, une anode 7 et une électrode de commande ou grille 8. Cette grille est reliée à une des bornes du condensateur 2 à tra vers une batterie polarisante 9. L'anode 7 est reliée à l'autre borne du condensateur 2 à travers la batterie 10. La cathode 6 est portée à l'incandescence par la batterie 11 et est reliée au point 12 constituant électriquement le point milieu entre les bornes du conden sateur 2.
Une inductance 16 peut être couplée magnétiquement à l'une des inductances 4 ou 3, sans que cette inductance mutuelle trouble sensiblement l'égalité des impédances comprises entre 12 et 13 d'une part et 12 et 14 d'autre part. Le fonctionnement du géné rateur est le suivant. Soit le condensateur 2 chargé de manière que la borne 13 est posi tive et la borne 14 négative. On suppose en plus que la batterie 9 est telle que la grille 8 est maintenue toujours à un potentiel négatif par rapport à la cathode 6. La présence d'une charge positive sur la borne 13 tend à dimi nuer la charge normale négative de la grille 8, ce quia pour résultat d'amoindrir l'obstacle électrique offert par la grille au passage des électrons émis par la cathode 6 vers l'anode 7.
Let amoindrissement entraîne une diminution de la résistance du chemin parcouru par le courant thermoionique, et réduit le potentiel positif de l'anode 7 par rapport à la cathode 6 plus fortement, en valeur absolue, que le po tentiel de la grille 8, par suite de l'action amplificatrice du tube. Il résulte donc un accroissement de la charge négative de la borne 14 du condensateur 2, et cette charge étant amenée au circuit en phase avec le courant passant de la borne 13 à la borne 14 à travers les inductances 3 et 4, augmente l'énergie de ce courant.
Lors du changement de sens du courant dans le circuit oscillant, l'action inverse a lieu, c'est-à-dire que la borne 13 étant main tenant à (in potentiel négatif, la grille 8 ac croît sa charge négative, ce qui augmente le potentiel positif de l'anode 7, et ajoute aussi à l'énergie du courant passant de la borne 14 à la borne 13 à travers les inductances 4 et 3. On voit donc que des courants oscil lants, dont la fréquence est déterminée par les constantes du condensateur 2 et des in ductances 3 et 4, se produisent dans le cir cuit comprenant ce condensateur et ces in ductances.
Ces oscillations qui ont une am plitude constante en suite de l'action exercée par le tube à vide 5 sur la borne 14, peuvent ensuite être utilisées soit dans des installa tions de transmission radio-télégraphique ou téléphonique, soit encore dans d'autres buts. Le circuit 6, 7, 10, 4. 12 peut être considéré comme un circuit de départ accouplé au cir cuit oscillant 12, 3, 2, 4, 12 au moyen de l'inductance 4, et le circuit 12, 3, 13, 9, 8 peut être considéré comme un circuit d'arrivée accouplé ait circuit oscillant au moyen de l'inductance 3.
La capacité 2, d'une part, et les indue- tances 3 et 4 (couplées en série), d'autre part, forment deux chemins connectés en parallèle entre l'anode et l'élément de commande, les points 13 et 14 se confondant, au point de vue des oscillations électriques, avec les points auxquels sont reliées les électrodes 7 et 8, car l'impédance existant entre ces deux groupes de points peut être considérée comme négli geable. La capacité 2 est aussi en parallèle sur la capacité formée par l'anode 7 et la grille 8 ou élément de commande faisant va rier l'impédance du circuit intérieur du tube. Cette dernière capacité est ordinairement petite comparée avec la première, mais est plus grande que celle formée par le filament 6 et la grille 8.
Il s'ensuit donc que la principale capacité du tube 5 forme avec celle du cir cuit oscillant une capacité unique, et ne se combine donc pas avec l'inductance pour former un circuit oscillant secondaire dans lequel des oscillations, ayant une période dif férente de celle des oscillations que l'on veut créer, pourraient se produire.
L'arrangement qui vient d'être décrit, à titre d'exemple, peut subir différentes modi fications. Par exemple, tandis que dans le générateur représenté les inductances 4 et 16 constituent les enroulements primaire et se condaire d'un transformateur, l'inductancé 16 étant connectée aux bornes d'un circuit dans lequel les oscillations non amorties du circuit comprenant le condensateur 2 sont utilisées, rien ne s'oppose à ce que cette inductance 16 ne soit plutôt reliée inductivement à l'induc tance 3 et que ce soit ainsi l'ensemble 3 et 16 qui forme le transformateur.
Enfin les oscillations produites par le dispositif décrit au lieu d'être utilisées dans un circuit relié à l'inductance 16, peuvent être utilisées dans un circuit tel que 15 branché directement aux bornes 13 et 14 du condensateur 2.
Electric oscillation generator using a three-electrode vacuum tube. According to a well-known principle of physics, the discharge of an electric capacitor through an inductive circuit can be of the oscillating type if certain adjustment conditions are observed, and the period: of the oscillations thus produced is determined by the constant electrical circuit. The amplitude of the wave of the discharge current decreases as a result of the damping of the circuit, but it is possible to neutralize this damping by increasing the energy of the current in synchronism with the own oscillations produced, and this either by means of a current generator of constant frequency, operating independently of the circuit, or by means of devices depending directly on this circuit.
In this second case, an alternating current of constant amplitude is obtained, the frequency of which depends on the electrical constants of the oscillating circuit. It has been found that a generator of this kind, that is to say a generator in which the neutralization of the damping in the oscillating circuit is obtained by increasing the energy of the current in synchronism with the oscillations. clean by means of devices directly dependent on this oscillating cir- cuit,
can be achieved by the use of a vacuum tube with three electrodes in which the cathode emits electrons towards the anode maintained at a positive potential with respect to the cathode, and in which the third electrode, placed between the 'anode and cathode, regulates the electric field and consequently the intensity of the anode-cathode current.
The present invention relates to a generator of electrical oscillations of this type, that is to say comprising an oscillating circuit and a vacuum tube with three electrodes, namely a cathode, an anode and a control element making it possible to vary the impedance of the internal circuit of the tube. In the generator forming the object of the present invention, conductors connect on the one hand the anode and on the other hand the control element to points of the oscillating circuit exhibiting between them an oscillatory potential difference, while another conductor connects the cathode to a point of the oscillating circuit placed electrically at an equal distance from the aforementioned two points, that is to say separated from each of them by substantially equal impedances.
The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the object of the invention. In this figure a capacitor 2 and inductors 3 and 4 together form a circuit tuned in order to produce oscillations of the desired frequency. The vacuum tube 5, of the thermionic type, comprises a cathode 6, an anode 7 and a control electrode or grid 8. This grid is connected to one of the terminals of the capacitor 2 through a polarizing battery 9. The anode 7 is connected to the other terminal of capacitor 2 through battery 10. Cathode 6 is incandescent by battery 11 and is connected to point 12 electrically constituting the midpoint between the terminals of capacitor 2.
An inductor 16 can be magnetically coupled to one of the inductors 4 or 3, without this mutual inductance substantially disturbing the equality of the impedances between 12 and 13 on the one hand and 12 and 14 on the other. The operation of the generator is as follows. Let capacitor 2 be charged so that terminal 13 is positive and terminal 14 negative. It is further assumed that the battery 9 is such that the grid 8 is always maintained at a negative potential relative to the cathode 6. The presence of a positive charge on the terminal 13 tends to decrease the normal negative charge of the grid. 8, which has the result of reducing the electrical obstacle offered by the grid to the passage of electrons emitted by cathode 6 towards anode 7.
Let this decrease leads to a decrease in the resistance of the path traveled by the thermionic current, and reduces the positive potential of the anode 7 with respect to the cathode 6 more strongly, in absolute value, than the potential of the grid 8, therefore of the amplifying action of the tube. This therefore results in an increase in the negative charge of terminal 14 of capacitor 2, and this charge being brought to the circuit in phase with the current flowing from terminal 13 to terminal 14 through inductors 3 and 4, increases the energy of this current.
When changing the direction of the current in the oscillating circuit, the reverse action takes place, that is to say that terminal 13 is now holding at (in negative potential, gate 8 ac increases its negative charge, which increases the positive potential of the anode 7, and also adds to the energy of the current flowing from terminal 14 to terminal 13 through inductors 4 and 3. It is therefore seen that oscillating currents, the frequency of which is determined by the constants of capacitor 2 and inductances 3 and 4, occur in the circuit comprising this capacitor and these inductances.
These oscillations which have a constant amplitude as a result of the action exerted by the vacuum tube 5 on the terminal 14, can then be used either in radio-telegraph or telephone transmission installations, or for other purposes. . Circuit 6, 7, 10, 4. 12 can be considered as a starting circuit coupled to the oscillating circuit 12, 3, 2, 4, 12 by means of inductance 4, and circuit 12, 3, 13, 9, 8 can be considered as an incoming circuit coupled to an oscillating circuit by means of the inductor 3.
The capacitor 2, on the one hand, and the inductances 3 and 4 (coupled in series), on the other hand, form two paths connected in parallel between the anode and the control element, points 13 and 14 merging, from the point of view of electric oscillations, with the points to which the electrodes 7 and 8 are connected, because the impedance existing between these two groups of points can be considered as negligible. The capacitor 2 is also in parallel with the capacitor formed by the anode 7 and the gate 8 or control element causing the impedance of the internal circuit of the tube to change. This latter capacitance is usually small compared with the former, but is larger than that formed by the filament 6 and the grid 8.
It therefore follows that the main capacitance of the tube 5 forms with that of the oscillating circuit a single capacitance, and therefore does not combine with the inductance to form a secondary oscillating circuit in which oscillations, having a period different from that of the oscillations that we want to create, could occur.
The arrangement which has just been described, by way of example, can undergo various modifications. For example, while in the generator shown the inductors 4 and 16 constitute the primary windings and condaire of a transformer, the inductance 16 being connected to the terminals of a circuit in which the un-damped oscillations of the circuit comprising the capacitor 2 are used, nothing prevents this inductance 16 from being rather inductively connected to the inductance 3 and thus the assembly 3 and 16 which forms the transformer.
Finally, the oscillations produced by the device described instead of being used in a circuit connected to inductor 16, can be used in a circuit such as 15 connected directly to terminals 13 and 14 of capacitor 2.