Dispositif producteur & oscillations électriques. Quand, dans le but d'obtenir des oscilla tions électriques, certains arrangements de circuits sont connectés<B>à</B> des dispositifs<B>à</B> décharges électriques, tel qu'un tube<B>à</B> vide renfermant une anode ou plaque. une cathode ou filament, et un élément de commande ou grille, d'autres oscillations parasites tendent <B>à</B> se produire par suite de la capacité interne du tube ou des conducteurs qui<B>y</B> aboutissent. Cette capacité interne agit en effet en com binaison avec un ou plusieurs autres éléments du circuit, pour produire un circuit oscilla toire d'une fréquence déterminée.
Si la fré- queuce des oscillations produites par le dis positif<B>à</B> décharges électriques présente une certaine relation avec la fréquence des oscil lations parasites, on observe que la puissance électrique fournie pour cette fréquence est très réduite. Même en plusieurs cas, le tube à vide cesse de produire des oscillations de la fréquence pour laquelle, l'ajustement des circuits a été réalisé, par suite de l'absorp tion complète, par les oscillations parasites, de l'énergie produite.
Il s'ensuit donc que pour un appareil transmetteur déterminé, si une transmission satisfaisante est obtenue pour une certaine longueur d'onde, il n'en est plus de même, si cette longueur vient<B>à</B> être changée, et l'a puissance électrique fournie se réduit alors<B>à</B> une valeur insuffisante, ou bien encore l'appareil s'arrête. de fonctionner <B>à</B> moins qu'on ne fasse un nouvel ajustement incommode et demandant un temps assez long pour être réalisé.<B>Il</B> est donc alors né cessaire d'utiliser des moyens par lesquels la puissance électrique fournie est maintenue<B>à</B> une valeur élevée, même lorsque la longueur d'onde est changée.
L'invention se rapporte<B>à</B> un dispositif producteur dioscillations électriques compre nant un tube<B>à</B> décharges électriques possé dant des circuits d'arrivée et de départ. et un circuit accordé réglable, déterminant la fréquence, accouplé<B>à</B> au moins une bobine placée dans cesdits circuits d'arrivée et de départ, et qui forme avec la capacité interne du tube un circuit oscillant d'une fréquence parasite.
Suivant l'invention, un condensateur connecté aux circuits du tube permet d.'en changer les constantes, de telle sorte que la fréquence parasite est amenée<B>à</B> une, valeur telle que la puissance électrique fournie par le tube pour la fréquence<B>à</B> laquelle il doit fonctionner soit- maxima.<B>- -</B> Le dessin ci-joint donne,<B>à</B> titre d'exemples, plusieurs foi-mes de réalisation de l'objet<B>de</B> l'invention.
La fig. <B>1</B> montre un dispositif producteur d'oscillations du genre des tubes<B>à</B> vide<B>à</B> décharges électriques relié<B>à</B> une antenne et comprenant un condensateur variable placé entre la grille et l'anode du tube; La fig. 2 donne une courbe représentative de la variation subie par la puissance élec trique fournie par l'antenne de lafig. <B>1,</B> quand la longueur d'onde des oscillations produites par le dispositif<B>à</B> décharges électriques varie, et que les moyens faisant l'objet de cette invention ne sont pas appliqués<B>à</B> ce dis positif<B>;</B> La fig. <B>3</B> représente une modification ap portée<B>à</B> l'arrangement de la fig. <B>1 ;
</B> La fig. 4 montre un dispositif producteur d'oscillations du genre des tubes<B>à</B> vide<B>à</B> décharges électriques relié inductivement <B>à</B> une antenne et ayant un condensateur shunté sur l'enroulement primaire compris dans le circuit de la plaque du tube; La fig. <B>5</B> est une vue en perspective du variomètre appliqué<B>à</B> l'antenne et de ses en roulements associés, tels qu'ils sont employés de préférence dans la fig. 4.
Suivant la fig. <B>1,</B> le circuit de l'antenne<B>1</B> comprend des bobines d'inductance 2 et<B>3</B> accouplées respectivement aux bobines 4 et<B>à.</B> Ces dernières bobines sont comprises l'une dans le circuit de départ et l'autre dans le circuit d'arrivée d'un tube<B>à</B> vide<B>6.</B> Ce tube est formé d'un récipient dans lequel le vide a été réalisé<B>à</B> un très haut degré, et qui renferme une cathode ou filament chauffé<B>7,</B> une anode<B>8,</B> et un élément de commande ou grille<B>9.</B> Un condensateur d'arrêt<B>10</B> est placé dans le circuit de la grille ou circuit d*arrivée du tube, tandis qu'un chemin<B>dé-</B> <I>rivé</I> 11,
<B>à</B> haute résistance, est branché entre la grille et la cathode. L'antenne est ici<B>le</B> circuit déterminant la fréquence du dispositif producteur d'oscillation-, ou oscillateur. Si la fréquence fondamentale du circuit<B>1</B> de l'an tenne varie d'une manière quelconque, par exemple en iiiodifiant l'inductance des bobines 2 et<B>3</B> suivant une série importante de va leurs, comme par exemple en faisant varier la longueur de, l'enroulement des bobines de 240<B>à- 575</B> mètres, les variations observées dans l'énergie fournie par l'oscillateur sont très importantes est très irrégulières d'api-ès la longueur d'onde réalisée,<B>à</B> moins que le condensateur 12 ne soit utilisé.
La fig. 2 indique au moyen d'un diagramme ces variations de l'énergie. Les longueurs d'onde sont indiquées suivant l'axe horizontal, tandis que la puissance électrique de l'antenne (12R) est indiquée suivant l'axe vertical. <I>(I</I> intensité du courant dans l'antenne, <I>R</I> résistance de l'antenne). Cette puissance électrique a ôté mesurée pour des longueurs d'ondes correspondant<B>à</B> chacun des points abc <B>d</B> etc., et l'on a obtenu ainsi la forme de la courbe indiquée sur la fig. 2.
Pour Farrangement particulier ayant servi<B>à</B> ces mesures, on voit que les oscillations ne se produisent qu'à partir d'une longueur d'onde d'environ 240 mètres, et qu'elles cessent si la longueur d'onde dépasse environ<B>575</B> mè tres. On voit aussi que les points pour les quels la puissance électrique est minimum sont des multiples d'une certaine longueur d'onde qui, dans l'exemple envisagé, corres pondent approximativement<B>à. M, 380</B> et <B>570</B> mètres.
Si lon considère un certain nombre de courbes semblables, établies pour différents arrangements, on trouve que bien que <B>le</B> rapport entre les puissances maximum et minimum dans cbaque cas individuel varie fortement, toutes les courbes montrent que les points (le puissance minimum setrouvent approximativement<B>à</B> des multiples d'une cer taine longueur donde. De plus, cette longueur d'onde semble être la longueur de l'onde fondamentale oui propre du circuit, détermi nant la fréquence, adjoint<B>à</B> l'arrangement considéré,
et tel par exemple que le circuit de la fig. <B>1.</B> Cette longueur de l'onde fon damentale est déterminée par les constantes électriques des bobines 4 et<B>5,</B> ainsi que par la capacité comprise entre la grille et la plaque du tube, combinée<B>à</B> la capacité des conducteurs aboutissant<B>à</B> ce tube. L'ensemble tend<B>à,</B> osciller<B>à</B> une fréquence parasite dé- terminùe par ce circuit, et en effet, quand le circuit de l'antenne est ouvert, ces oscillations parasites se produisent ordinairement.
La théorie suivant laquelle la puissance élec trique foui-nie <B>à</B> une fréquence déterminée dépend de la relation existant entre cette fréquence et une certaine fréquence parasite du circuit, n'est pas exactement établie, mais l'existence de cette relation a été démontrée expérimentalement.
Le condensateur de capacité variable 12, branché suivant la fig. <B>1</B> entre la grille et la plaque du tube oscillant, constitue un moyen pet-mettant d'éviter Fabsorption de l'étier- gie par les oscillations parasites.
Quand pont- une certaine longueur d'onde<B>-</B> comme pa r exemple une longueur d'onde de<B>360</B> mètres<B>-</B> la puissance électrique devient très faible, il suffit de connecter le condensateur 12 et de ramener sa capacité<B>à</B> une valeur suffisam ment basse, pour que la fréquence fondamentale du circuit intérieur du tube soit amenée<B>à</B> une valeur telle que la puissance électrique est accrue. Ordinairement il est suffisant pour le condensateur 12 d'avoir une capacité maximum très petite.
En ajustant convenable ment le condensateur 12 pour chaque longueur d'onde,<B>la</B> puissance. électrique de l'antenne petit être rendue pratiquement constante pour toutes les longueurs d'onde que les oscilla tions peuvent atteindre, et approximativement égale<B>à</B> la puissance électrique maximum cor respondant<B>à</B> une longueur d'onde déterminée.
Dans l'arrangement modifié représenté fig. <B>8,</B> le circuit accordé<B>1</B> comprend la capacité<B>13</B> et la bobine 2'. Ce circuit accordé est con necté entre l'anode et la cathode du tube<B>6.</B> Une bobine<B>5,</B> placée dans le circuit de la grille, est accouplée inductivement <B>à</B> la bo bine M La batterie 14 fournit du courant<B>à</B> la plaque, tandis que la batterie<B>15</B> maintient le potentiel voulu sur la grille.
Le circuit intérieur qui détermine la fréquence des oscilla- tions parasites comprend la capacité intérieure entre la grille et l'anode, et les bobiner, 2' et<B>5.</B> Le condensateur 12 est utilisé dans ce circuit de la même maniùre que dans le cas de la fig. <B>1.</B>
Le circuit de la fig. 4 est semblable dans son ensemble au circuit de la fig. <B>L.</B> Les divers éléments numérotés de 4<B>à 11</B> rem plissent les mêmes fonctions dans ces deux figures. Dans de tels arrangements la cathode est ordinairement reliée<B>à</B> la terre ainsi qui est montré, et le circuit de l'antenne<B>1 dé-</B> termine la fréquence principale. Ce circuit comprend une inductance variable<B>16</B> d'une forme spéciale.
Cette inductance, est formée, d*une part de bobines ou groupes d'enroule ments<B>17</B> et<B>18</B> occupant des positions fixes l'une par rapport<B>à</B> l'autre, et, d'autre part, de bobines ou groupes d'enroulements<B>19</B> et 20 occupant aussi des positions fixes l'une par rapport<B>à</B> l'autre, mais pouvant être déplacées par rapport aux bobines<B>17</B> et<B>18.</B> La cons truction et la disposition de ces bobines est mieux montrée sur la fig. <B>5.</B> Les bobines<B>17</B> et<B>18</B> sont dans des plans parallèles, tandis que les bobines<B>19</B> et 20, placées aussi dans les plans parallèles l'une par rapport<B>à</B> l'autre, sont montées sur un cylindre rotatif<B>25</B> placé <B>à</B> lintérieur des bobines<B>17</B> et<B>18.,
</B> Ce cylindre <B>25</B> peut tourner d'un angle de<B>1800</B> autour de l'axe 22. Quand les plans des quatre bo bines sont parallèles, ce qui ne peut se pro duire que pour une seule position, la bobine <B>17</B> est adjacente<B>à</B> la bobine<B>19,</B> et la bobine <B>18</B> est adjacente<B>à</B> la bobine 20, produisant ainsi une self-inductance maximum pour la combinaison entière. Quand les bobines<B>19</B> et 20 sont déplacées autour de leur axe, leurs inductions mutuelles respectivement avec les bobines<B>17</B> et<B>18</B> varient pratiquement en concordance avec le cosinus de l'angle de déplacement. Les bobines 4 et<B>5</B> sont adja centes respectivement aux bobines<B>17</B> et<B>18</B> et dans une certaine relation avec celles-ci.
L'induction mutuelle entre les bobines 4 et <B>17</B> est constante, tandis qu'entre les bobines 4 et<B>19</B> elle est variable et dépend de leurs positions respectives. Une condition semblable existe entre les -bobines<B>5, 18</B> et 20. En général, les bobines 4 et<B>5</B> sont seulement faiblement accouplées, se trouvant dans le champ l'une de l'autre. La tendance qu'ont les oscillations intenses<B>à</B> se produire est ce pendant pratiquement indépendante de l'ac- eouplement décrit entre les bobines 4 et<B>5,</B> pourvu que cet accouplement ne soit pas aussi grand qu'il le serait si les bobines<B>17</B> et<B>18</B> étaient courtes et reliées directement l'une<B>à</B> l'autre, ce qui amènerait alors les bobines 4 et<B>5</B> presque, adjacentes.
L'accouple ment du circuit de la grille ou circuit- d'au- rivée du tube avec le circuit de l'antenne dépend principalement des relations et des nombres relatifs de tours des bobines 4,<B>17</B> et<B>19,</B> tandis que l'accouplement du circuit de la plaque oit circuit de départ dépend principalement des relations des bobines<B>5,</B> <B>18</B> et 20. Les nombres relatifs<B>de</B> tours entre les bobines<B>17, 18, 19</B> et 20 peuvent varier suivant les différents arrangements.
On doit noter que quand oit accroît la fréquence fonda mentale du circuit de l'antenne en diminuant Finductance, les accouplements de la grille et de la plaque entre le circuit de l'antenne et les circuits du tube sont diminués. Cette action est importante,. car si les accouple ments restaient les mômes, la fréquence fondamentale accrue du circuit de l'antenne provoquerait des accroissements de voltage qui seraient induits dans le tube par suite de ces accouplements, et il en résulterait un mauvais fonctionnement<B>de</B> l'ensemble pour certaines fréquences, pouvant amener une interruption dans les oscillations produites ou une déperdition de la puissance électrique.
Les bobines 4,<B>5, 17</B> et<B>18</B> peuvent être mon- tées sur un support convenable, et les bobines 4 et<B>5</B> peuvent avoir ou non des bornes sé parées afin de produire un accouplement variable par rapport aux bobines<B>17</B> et<B>18.</B> Toutefois toutes les bobines sont de préfé- rence enroulées sur un tube cylindrique fait de matière isolante et qui n'est pas indiqué au dessin.
En déplaçant l'axe 22 vers l'une des extrémités du cylindre<B>25,</B> la bobine<B>19</B> change de, position par rapport<B>à</B> la bobine 4 plus vite que la bobine 20 ne change de position par rapport<B>à</B> la bobine<B>5,</B> ou vice- versa. Les changements relatifs dans les accouplements de la grille et de la plaque sont alors différents de ceux qui se produi sent quand l'axe est exactement placé<B>à</B> égale distance des deux extrémités du cylindre.
Ait lieu de connecter un condensateur entre la grille et la plaque comme dans la fig. <B>1,</B> on peut shunter un condensateur 21 sur l'enroulement primaire<B>5</B> relié<B>à</B> la plaque. Ce condensateur sert<B>à</B> changer les constantes <B>du</B> circuit intérieur afin d'empêcher l'absorp tion de l'énergie par les oscillations intérieures. Cela résulte du fait qu'une variation produite dans la capacité du condensateur 21 provo que une variation correspondante dans l'in ductance effective du circuit de la plaque du tube.
Pour certaines valeurs de cette capacité, <B>la</B> réactance dui circuit de la plaque du tube pour la fréquence des oscillations intérieures devient une capacitance, tandis que pour d'autres valeurs la réactance inductive dé- croit. Dans certains cas, la production d'os cillations parasites peut être réduite par la réactance inductive diminuée du circuit de départ pour la fréquence correspondant<B>à</B> ces oscillations, taudis que dans d'autres cas il se peut que la fréquence à laquelle les oscil lations parasites tendent<B>à</B> se produire soit changée<B>de</B> manière à n atrieriei- aucun trouble.
Enfin pour certains circuits, les résultats re cherchés peuvent être dûs <B>à</B> une combinaison de ces causes. L'idée de régulariser les cons tantes du circuit soumis aux oscillations para sites résulte de toutes les explications don nées des phénomènes observés.
Le condensateur 21 présente aussi un autre avantage important, en ce qu'il améliore le facteur de puissance dui circuit de la plaque. Comme la démonstration théorique, complète et exacte, de cette amélioration et compli quée, il suffit de l'exposer brièvement en partie de la manière suivante<B>:</B> L'action du tube est semblable<B>à</B> celle d'un générateur <B>à</B> haute fréquence connecté entre l'anode et <B>la</B> cathode, et le voltage produit est en fonc tion du potentiel de la grille. Ce générateur petit être regardé comme fournissant du cou rant<B>à</B> travers le circuit formé de l'impédance interne du tube et de l'impédance externe dut circuit -de départ.
Puisque la bobine<B>5</B> agit comme une réactance inductive due<B>à</B> la réactance de dispersion, le courant<B>à</B> tra vers le tube sera en retard sur le voltage fourni. Cependant, quand le condensateur2l est dérivé sur la bobine<B>5,</B> une composante <B>dut</B> courant en avance sera superposée sur la composante<B>à</B> travers la bobine<B>5.</B> La somme algébrique de ces composantes donne alors un courant<B>à</B> travers le tube qui est plus voisin en phase avec le voltage fourni.
On ne doit envisager ici que les résultats avantageux et importants obtenus par les moyens décrits, et non l'exactitude ou l'in exactitude de la théorie exposée en expli quant ces résultats.
En pratique, la longueur d'onde est chan gée en modifiant la position des bobines 20 et<B>19</B> an moyen de l'axe 22. Quand la longueur d*onde est atteinte, le condensateur 21 est alors ajusté, si cela est nécessaire,<B>à</B> une valeur telle quil en résulte le maximum d'énergie<B>à</B> haute fréquence dans l'antenne. Quand une longueur d'onde très exacte est désirée, un réajustement de l'axe 22 et du condensateur 21 peut être nécessaire. Pour une installation donnée, une table peut être établie sur laquelle on peut lire directement l'ajustement voulu du condensateur 21 pour une longueur d'onde particulière, ou bien les longueurs d'ondes peuvent être indiquées sur une échelle jointe<B>à</B> la bobine de l'antenne et au condensateur 21.
En général, cependant une table donnée, ou les longueurs d'ondes marquées sur une échelle, ne s'appliquent qu'à une antenne déterminée, ou<B>à</B> des an tennes présentant des constantes identiques<B>à</B> celles de l'antenne envisagée.
Il est quelquefois désirable de choisir la bobine<B>5</B> et le condensateur 21 de manière qu'ils forment approximativement un circuit résonant fermé pour une fréquence double de celle du courant recherché dans l'antenne. Cela permet d*exclure quelques composantes importantes de cette fréquence double de l'antenne.
Une source de courant 23, convenable pour la plaque, petit être connectée au cii - cuit d'une manière quelconque, comme par exemple en la shuntant sur le condensateur de grande capacité 24. Des moyens peuvent être prévus par lesquels les oscillations pro duites par Poscillateur peuvent être arrêtées, variées ou modulées en concordance avec un code, avec la parole, ou avec d'autres signaux devant être transmis. Les moyens permettant d'arriver<B>à</B> ces buts étant bien connus, il est inutile de les décrire ici.