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Montage destine à la transmission d'oscillations électriques de très haute fréquence. o
L'invention concerne un moirage destinéà la transmission en. particulier à l'amplification, d'oscillations électriques de très haute fréquence, et équipé d'un tube à décharge dont le systè- me d'électrodes comporte au moins une grille dont la longueur, me- suréedans la direction axiale, est plus grande que le quart de la longueur d'onde des oscillations transmises.
La transmission d'oscillations de très haute fréquence à l'aide des tubes à décharge généralement utilisés à cet effet de- vient moins bonne lorsque la longueur d'onde de ces oscillations est de l'ordre de grandeur des dimensions des tubes à décharge uti- lisés.
La présente invention est basée sur l'idée que, d'une fa- con générale, la régression est plus marquée lorsque la longueur d'onde des oscillations transmises est inférieure au quadruple en- viron de la longueur du système d'électrodes et que cette régres- sion est essentiellement attribuable à une répartition défavorable de la tension, le long des électrodes d'entrée dans la direction axiale, et à la répartition défavorable qui en résulte du courant alternatif de sortie affluant vers l'électrode de sortie. L'inven- tion fournit les moyens d'éviter cette régression et permet donc de transmettre efficacement des oscillationsdont la longueur d'onde est inférieure au quadruple de la longueur du système d'électrodes.
Suivant l'invention, les parties du système d'électrodes du tube à décharge qui affaibliraient la transmission des oscilla- tions sont rendues inactives. La Demanderesse a constaté que, par suite de la répartition défavorable mentionnée du courant alternatif de sortie, certaines parties du système d'électrodes entravent une bonne transmission des oscillations.
Le montage qui fait l'objet de la présente invention con- vient particulièrement bien à l'amplification d'oscillationsélec- triques; les oscillations à amplifier y sont appliquées à une élec- trode d'entrée du tube à décharge tandis que les oscillations am- plifiées sont prélevées d'une électrode de sortie.
Le système d'é- lectrodes est rendu inactif de manière qu'aux parties de l'électro- de de sortie, comprises entre 0 et 1/4, entre 3/4 et 1 1/4, entre 1 3/4 et 2114, etc. de la longueur d'onde des oscillations à am- plifier, compté de l'extrémité de l'électrode de sortie dont on n'emprunte par les oscillations amplifiées, parviennent uniquement ou prati quement uniquement des courants alternatifs de sortie en
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opposition de phase avec les courants alternatifs de sortie qui parviennent aux autres parties de 1''électrode de sortie.
Lorsque le montage est utilisé pour modifier la fréquence d'oscillations électriques, les oscillations dont il y a lieu de mo- difier la fréquence sont appliquées à une électrode d'entrée d'un tube à décharge et les oscillations de fréquence transformée sont enpruntées d'une électrode de sortie, le système d'électrodes ^tant rendu inactif de manière ou'aux parties de l'électrode de sortie comprises entre 0 et 1/4, entre 3/4 et 1 1/4, entre 1 3/4 et 2 1/4, etc. de la. longueur d'onde des oscillations transformées, compté à partir de l'extrémité de l'électrode de sortie dont on emprunte pas d'oscillations transformées, parviennent uniquement des courants al- ternatifs de sortie qui sont en opposition de phase avec les courants alternatifs de sortie qui parviennent aux autres parties de l'élec- trode de sortie.
La partie considérée du système d'électrodes est rendue inactive, de préférence de la manière suivante : à l'endroit consi- déré, la grille est rendue étanche aux électrons ou la cathode y comporte une surface non-émettrice.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exanple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte nue du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La Fig. 1 représente schématiquement le système d'élec- trodes d'une triode utilisable dans un montage conforme à l'inven- tion et destinéà l'amplification, d'oscillationsélectriques.
La Fig. 2 est un graphique des variations de la tension vgk entre la grille et la cathode (et partant du courant alternatif anodique la)mesurées dans la direction axiale le long du système d'électrodes, donc le long de la cathode par exemple.
La Fig. Z indique schématiquesement les endroits où, dans le cas envisagé, le système d'électrodes doit être rendu inactif.
La corrélation entre les trois figures est indiquée par des traits verticaux en pointillés. Sur la figure 1, l'extrémité de gauche du système d'électrodes est désignée par Pl et l'extrémité de droite par Q1; sur les figures 2 et 3, ces extrémités sont désignées res- pectivement par P2, P3 et par Q2, Q3,
La triode représentée sur la figure 1 comporte une anode 1, une grille de commande 2 et une cathode 3, de même longueur en direction axiale (Il va de soi que, d'une façon générale, cette égalité n'est nullement nécessaire). Dans le cas envisagé, le lon- gueur du système d'électrodes est égale à 7/8 environ de la longueur d'onde des oscillations à amplifier.
La tension à amplifier est appliquée à l'extrénité de gau- che de la grille de commande en Pl, tandis que la tension amplifée est prélevée de l'extrémité de droite de l'anode, en Q1. L'impédance 4, constituée par exemple par un système de fils Lecher, est insérée dans le circuit anodique. Pour simplifier le dessin, on n'y a pas représenté les sources de courant continu.
Les oscillations appliquées à la partie de gauche du sys- tème grille de commande-cathode sont réfléchies à l'extrémité ouver- te de droite (on parle d'une telle extrémité, lorsque le système n'y est pas fermé par une impédance), de sorte que, dans la direction, axiale, une onde stationnaire s'etablit le long des électrodes specifiées. Cette onde stationnaire comporte un maximum de tension à l'extrémité ouverte et un noeud de tension à une distance égale à 1/4 de longueur d'onde comptée à partir de cette extrémité, ensuite à une distance de 1/2 longueur d'onde, de nouveau un maximum de tension, etc.
Dans les zones désignées par A, qui s'étendent de zéro
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4 de longueur d'onde et de 3/4 de la longueur d'onde à l'ex- ité P2, la tension vgk est en opposition de phase a.vec la tension régnant dans la zone désignée par B et qui s'étend entre les deux zones spécifiées ci-dessus. La tension vgk produit un courant alternatif anodique ia qui, mesuré dans la direction axiale le long du système d'électrodes, varie de la. même manière que la ten- sion vgk et peut donc être représenté par la même courbe pour au- tant que l'échelle soit choisie d'une façon judicieuse. Ce fait est nettement montré sur la Fig. 2.
Comme déjà mentionné,pour autant qu'elle concerne l'am- plification d'oscillations, l'invention est basée sur l'idée que l'amplification diminue lorsque la longueur d'onde des oscillations à amplifier est inférieure au quadruple de la longueur du système d'électrodes, et que cette régression est généralement attribuable à une répartition désavantageuse du courant alternatif de sortie (donc ici du courant alternatif anodique ia), le long du système d'électrodes sous l'effet de laquelle certaines parties de ce sys- tème influencent défavorablement l'amplification.
Afin d'éviter cette influence néfaste, il faut Que les courants anodiques alternatifs qui traversent les parties de l'a- node mesurées à partir de l'extrémitéP1 qui s'étendent de zéro à à 1/4, de 3/4 à 1 1/4, etc. de la longueur d'onde des oscillations soient en opposition de phase avec les courants alternatifs anodi- ques arrivant aux autres parties de l'anode. Cette condition est encore expliquée en détail dans la suite du mémoire, et ce, à l'ai- de de la figure 3.
On peut imaginer le système d'électrodes comme divisé en une série d'étroites zones - dont l'une est indiquée par 5-6 sur la figure 1 - et déterminer l'influence du courant ia de chacune de ces zones sur la tension obtenue aux bornes de l'impédance de sor- tie 4. En admettant que le système anode-cathode constitue une li- gne de transmission exempte de portes, dont la partie de gauche peut être considérée comme ouverte, tandis que l'extrémité de droi- te est fermée par une impédance quelconque, on peut prouver par le calcul que tous les courants partiels ia contribuent exclusivement en phase ou en opposition de p.hase, à la tension de sortie obtenue aux bornes de l'impédance 4; il n'existe pas de déphasage entre ces cont ri bu ti on s.
Pour que tous les courants partiels assurent une contri- bution de marne phase, il faut que ces courants partiels satisfas- sent à la condition mentionnée. La figure 3 représente les diverses zones anodiques dont il a été fait mention dans la condition. Les premières zones (de 0 jusqu'à 1/4 de longueur d'onde, etc.) sont répérées par C et le reste par D. Dans les zones C d'une part'et dans la zone D d'autre part doivent donc arriver des courants al- ternatifs anodiques de phase opposée. fait, les courants alternatifs anodiques arrivant à l'anode sont tels que, dans la zone A d'une part, et dans la zone B d'autre part (voir figure 2), ces courants soient en opposition de phase, de sorte 'que la condition requise n'est pas satisfaite en tous les endroits de l'anode (donc pas dans toutes les zones par- tielles du système d'électrodes).
Les zones partielles dans lesquel- les cette condition n'est pas satisfaite fournissent une contribu- tion de phase opposée, en d'autres termies, elles contrecarrent l'effet amplificateur du montage.
Suivant l'invention, ces zones sont rendues inactives de sorte que les parties qui atténueraient l'amplification sont mises hors circuit. Sur la Fig. 3, ces zones sont désignées par E. En partant de gauche, ces zones s'étendent de la fin de A jusqu'au com- mencement .de D et ensuite du commencement de A jusqu'à la fin de D.
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On aurait aussi pu rendre inactif tout le système d'électrodes, sauf les parties E; en pratique, on se contente évidement de ren- dre inactives les plus petites parties. La somme de toutes les par- ties E peut donc au maximum être égale à la moitié de la longueur du systeme d'électrodes. Cependant, d'une façon générale, ce sont de petites parties voisines de points, situes à un nombre impair de quarts de longueur d'onde de l'extrémité ouverte. Les considérations émises ne sont pas réalisées entièrement, en pratique, car il existe diverses circonstances qui compliquent l'exposé simple émis ci-des- sus.
C'est ainsi que nous avons supposé par exemple que le système grille de commande-cathode comporte une extrémité ouverte en Ql et oue le système anode-cathode en comporte une en Pl; cependant, par suite des supports en mica qui étayent le système d'électrodes à ses extrémités, cette condition n'est pas entièrement satisfaite.
De plus, dans les considérations 8,lises, il n'a pas été tenu compte du fait que, dans certains cas, la tension alternative anodique exerce une certaine influence sur le courant alternatif anodique et que les deux systèmes grille de commande-cathode et anode-cathode ne sont pas entièrement exenpts de pertes. Nous avons aussi négligé l'effet du temps de parcours des électrons dans les tubes à déchar- ge sur le fonctionnement du montage. De plus, il faudra générale- ment tenir compte de la répartition de la tension alternative sur d'autres grilles éventuelles, sur les grilles-écrans par exemple.
Aussi, en pratique, sera-t-il bien souvent nécessaire de déterminer l'emplacement des parties à rendre inactives non seulement par le calcul, maisaussi par voie expérimentale.
Le montage conforme à l'invention est particulièrement in- téressant lorsou'on utilise les tubes danslesquels l'application des oscillations à transmettre et le prélèvement des oscillations transmises s'effectuent à des extrémités opposées du système d'é- lectrodes. En effet, si l'application et le prélèvement s'effectu- aient à la même extrémité, et que la grille et l'anode avaient la même longueur, les parties A (de la figure 2) coïncideraient avec les parties C (de la figure 3) et la partie B (de la figure 2) avec la partie D (de la figure 3). Dans ce cas, la condition déjà spéei- fiée serait automatiquement satisfaite, du moins théroriquement.
Aussi, en pratique, sera-t-il nécessaire de déterminer par voie ex- périmentale les écarts du cas théorique et de se baser sur ces ex- périences pcur rendre inactif le système d'électrodes. Cependant, d'une façon générale, la tension ne sera pas prélèvée et appliquée au même côté du tube, car ceci provoque un couplage indésirable en- tre le circuit d'entrée et le circuit de sortie.