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MANIPULATEUR EIECTRONIQUE.
La présente invention se rapporte de façon générale aux circuits de manipulation et de commande doscillateurs à grande puissance, et plus par- ticulièrement aux circuits de manipulation doscillateurs à grande puissance à interruption rapide et aux circuits qui maintiennent le courant de grille du tube oscillateur constant dans une gamme étendue de conditions de fonc- tionnement.
La manipulation rapide avec maintien du courant grille à une va- leur constante constitue., dans les oscillateurs à grande puissance, un problè- me difficile que l'on ne rencontre pas lors de la manipulation et de la com- mande d'oscillateurs à puissance relativement réduite. Ce problème est cons- titué par le désir de consommer le moins de courant possible dans le circuit du manipulateur et., au lieu d'utiliser des moyens mécaniques, de réaliser la manipulation au moyen de circuits électroniques capables de fonctionner à une vitesse extrêmement grande sans exiger pour cela des tubes et des éléments de manipulation prévus pour des puissances élevées.
Les buts de l'invention sont de procurer : en ordre principal. un dispositif de manipulation d'oscillateur perfectionné; un dispositif perfectionné de manipulation d'un oscillateur à grande puissance utilisant un tube de manipulation électronique à capacité re- lativement faible; un circuit de manipulation perfectionné pour un oscillateur qui assure la régulation et la stabilisation du courant grille de l'oscillateur.
La présente invention comprend un circuit de manipulation élec- tronique d'un oscillateur à grande puissance, qui est capable de manipuler à de grandes vitesses et qui a une consommation de courant relativement faible, pouvant être construit au moyen de tubes électroniques et autres éléments de
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circuit facilements disponibles et peu coûteux.
En bref, la présente invention consiste en un manipulateur d'un oscillateur à grande puissance, représenté comme étant du type Hartley à titre d'exemple seulement, mais pouvant consister en d'autres types doscillateurs à commande par grille, sans s'écarter de l'invention. Le tube oscillateur est . normalement polarisé au cutt-off par une source de tension négative non stabi- lisée connectée entre la grille de l'oscillateur et la terre. Un tube à vide à commande par grille de manipulation et de régulation de courant grille a sa cathode reliée par une résistance régulatrice variable à la grille de l'os- cillateur, tandis que son anode est mise à la terre.
Une source de polarisation consistant en une résistance bleeder est prévue pour le tube à commande par grille de manipulation et de régulation de courant grille et maintient ce der- nier normalement au cutt-off, de manière que la source de polarisation de l'os- cillateur soit entièrement disponible pour maintenir l'oscillateur au eut-off.
Quand on rend le tube de régulation conducteur en variant sa polarisation, la source de polarisation de l'oscillateur est rendue inefficace et la polarisa- tion de l'oscillateur s'effectue dans le circuit contenant le tube de manipu- lation et de régulation de courant grille, celui-ci agissant alors comme une résistance de fuite de grille variable.
Comme le courant grille de l'oscillateur s'écoule à travers le tu- be de régulation de courant de grille et la résistance régulatrice de son cir- cuit cathodique, la tension totale aux bornes de la résistance régulatrice est un des facteurs qui détermine la polarisation du tube de régulation du courant grille. Toute augmentation du courant grille de l'oscillateur rend la polarisa- tion du tube régulateur de courant grille plus négative, ce qui augmente la ré- sistance interne du tube et réduit le courant grille de l'oscillateur. Inver- sément, toute diminution du courant grille rend la polarisation du tube régu- lateur de courant grille plus positive, ce qui diminue la résistance interne du tube et augmente le courant grille de l'oscillateur.
Grâce à la résistance de son circuit cathodique, le tube régulateur de courant grille fonctionne comme une résistance variable et sert à stabiliser le courant grille de l'os- cillateur.
Maintenir le courant grille constant présente l'avantage d'un meilleur rendement de l'oscillateur dans une gamme très étendue de charges de l'oscillateur. La variation dans la commande de la grille de l'oscillateur qui se produit quand la charge appliquée à l'oscillateur change, est compensée automatiquement par la résistance de grille variable.
Le dispositif décrit ci-dessus permet la manipulation rapide dans un oscillateur à grande puissance et la commande automatique de l'intensité du courant grille de l'oscillateur, et maintient ainsi un rendement élevé de l'oscillateur quand la charge appliquée varie. Le tube qui commande la mani- pulation dans l'oscillateur assure aussi la régulation de la tension de polari- sation de l'oscillateur et de l'intensité de son courant grille;, en présentant une résistance qui stabilise le courant grille en réponse à un changement de ce courant grille de l'oscillateur.
Le tube régulateur de courant grille utilisé pour commander le courant grille de l'oscillateur et pour manipuler dans l'oscillateur, est lui-même commandé ou manipulé par un tube à atmosphère gazeuse ou thyratron dont les propriétés sont bien connues. Le thyratron est connecté aux bornes d'une partie du bleeder qui alimente le tube de manipulation à grille com- mandée en tension de polarisation normale. La cathode du thyratron est connec- tée à la grille du tube manipulateur à commande par grille et l'anode du thyra- tron est connectée à un point du bleeder qui est suffisamment positif par rap- port à la cathode du thyratron pour que, lors de l'allumage de celui-ci, la grille du tube à grille commandée de manipulation et de régulation du courant grille devienne positive par rapport à sa cathode et que le tube se débloque.
Le thyratron peut être allumé en appliquant une tension alterna- tive dans son circuit cathode-électrode de commande, et peut être bloqué, après allumage, en appliquant une tension alternative suffisante entre anode et catho- de du thyratron. L'application de tension alternative à l'un et l'autre cir-
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cuits peut se faire au moyen d'un simple commutateur à deux positions, et le présent dispositif se caractérise par ce quune fois le thyratron allumé et l'oscillateur mis en route suite à cet allumage, l'oscillateur continuera à osciller jusqu3à ce qu'on bloque à nouveau le thyratron.
Donc l'oscillateur oscille dans une des positions stables du commutateur;, et n'oscille pas dans l'autre. Quand le commutateur est ouvert ou se trouve dans une position inter- médiaire entre ses positions stables, aucun changement ne se produit à l'os- cillateur.
Quand on relie deux ou plusieurs tubes oscillateurs en parallèle ou en push-puil, chaque tube peut être pourvu de son propre circuit de manipula- tion et de polarisation. Les tubes oscillateurs peuvent être réglés de manière à avoir le même courant plaque en réglant la tension de polarisation des élé- ments régulateurs de courant grille prise au bleeder. Ainsi les tubes oscil- lateurs resteront équilibrés malgré les commandes de grille indépendantes.
Afin que l'invention soit clairement comprise on se réfèrera au dessin annexé dont l'unique figure est un schéma de montage d'un dispositif conforme à la présente invention.
La référence 1 du dessin désigne un oscillateur du type Hartley comportant un tube à vide électronique constitué par une triode 2, un circuit oscillant 3, et une charge 4 couplée au circuit oscillant 3 par un enroule- ment de couplage 5. Le tube 2 peut être alimenté par une source de haute ten- sion 6 reliée à l'anode 7 du tube 2 par l'intermédiaire d'une self de choc haute fréquence 8 connectée en série entre la source de tension et l'anode 7.
Un condensateur de court-circuitage de la haute fréquence 9 peut relier la source de haute tension 6 à..la terre. Le fonctionnement de l'oscillateur 1 peut être commandé par le réglage de la polarisation de la grille ou électro- de de commande 10 de la triode 2et, en particulier, l'oscillateur peut être coupé en appliquant une tension négative suffisante à la grille 10 et il peut osciller en appliquant à la même grille 10 une tension moins négative.
L'oscillateur Hartley a été représenté à titre d'exemple seulement,beaucoup d'autres types doscillateurs à grille commandée pouvant être utilisés sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
La tension de polarisation de cutt-off pour la grille 10 du tube oscillateur 2 peut être prise à une source de tension de polarisation portant la référence généra.le 11. Cette source peut être alimentée par un réseau à courant alternatif 44 par l'intermédiaire de conducteurs 12 qui envoient le courant alternatif à un redresseur 13 de type courant dont la borne positive est mise à la terre et la borne négative 14 reliée à la terre par des résis- tances 15 et 16 reliées en série. La tension de polarisation pour la grille 10 de la triode 2 peut être prise au point de jonction 17 des résistances, 15 et 16.
Ce point de jonction peut être mis à la terre au point de vue haute fréquence par '!L'Il condensateur de by-pass 18, et, de plus, la source de pola- risation peut être isolée des courants haute fréquence au moyen dune self de choc haute fréquence 19 connectée en série entre le point de jonction 17 et la grille ou électrode de commande 10 de la triode 2.La tension de polari- sation pour la grille 10 de la triode 2 est donc la tension E mesurée entre le point de jonction 17 et la terre ou la tension totale aux bornes de la résis- tance 16.
Un tube 20 de manipulation et de régulation de courant grille est connecté entre le point de jonction 17 et la terre, c'est-à-dire aux bor- nes de la résistance 16, dont l'anode 21 est mise à la terre et la cathode 22 est reliée par une résistance variable de chute de tension 23 au point de jonc- tion 17. La source de haute tension de polarisation 11, dont la résistance de sortie 16 est shuntée par le tube 20, constitue une source de haute tension de polarisation non stabilisée, c'est-à-dire que sa tension de sortie varie forte- ment avec le courant de sortie. Le tube 20 joue le rôle d'une résistance de grille variable et sert donc de tube régulateur de courant grille du tube oscil- lateur 2,en parallèle avec la résistance 16 aux bornes de laquelle la tension de polarisation est produite par la source de haute tension de polarisation 11.
Quand le tube 20 est bloqué, il présente une résistance infinie,de sorte
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qu'il n'y a pratiquement pas de courant grille à cause de la valeur élevée de la résistance 16, et l'oscillateur lest bloqué. Dans ce cas toute la ten- sion ou le maximum de tension disponible aux bornes de la résistance 16 est appliquée à l'électrode de commande la de la triode 2, et cette tension est tel- le que la triode 2 est bloquée et l'oscillateur 1 par conséquent au cut-off.
Si d'autre part le tube 20 a une résistance interne pratiquement nulle, l'élec- trode de commande 10 du tube 2 est pratiquement au potentiel terre et l'oscil-- lateur 1 oscille fortement. Pour des valeurs intermédiaires de la résistance interne du tube 2, des valeurs intermédiaires de tension de polarisation sont appliquées à l'électrode de commande 10 de la triode 2, et l'oscillateur 1 oscille par conséquent à des puissances intermédiaires. Le tube 20 devient alors un manipulateur pour l'oscillateur 1 par bloquage et débloquage;, et la tension totale de grille ainsi que la puissance de sortie des oscillations de l'oscillateur 1 dépendent de la résistance interne totale du tube 20, puisque c'est cette dernière qui détermine le courant de grille de la triode oscilla- trice 2.
Les tensions d'alimentation du tube 20 proviennent du bleeder 24 qui a une extrémité positive 25 et une extrémité négative 26. Le bleeder 24 reçoit de la tension d'un redresseur 27 alimenté par un transformateur 28 relié à un réseau commercial de courant alternatif 44. Le redresseur 27 peut être filtré à la sortie au moyen d'une self de filtrage d'entrée 29 qui stabi- lise la tension de grille aux bornes du bleeder 24. L'électrode de commande 30 du tube 20 est reliée à un point 31 du bleeder 24 plus positif que l'ex- trémité négative 26. Le point de jonction 17 est relié à un point 32 du blee- der 24 plus positif que le point 31.
Par conséquent la tension totale entre les points 31 et 32 du bleeder 24, correspondant à une tension E3, est appli- quée entre l'électrode de commande 30 et la cathode 22 du tube 20 par 1-linter- médiaire de la résistance de chute de tension 23. La tension E3 convient norma- lement à maintenir le tube 20 au cut-off.
Un tube de commande pour le tube 20 peut être prévu sous la forme d'un tube à atmosphère gazeuse à grille commandée ou thyratron 33 comportant une anode 34, une cathode 35 et une électrode de commande 36. Celle-ci peut être reliée à l'extrémité négative 26 du bleeder 24 par l'intermédiaire d'une résistance de limitation de courant classique 60 et de l'enroulement secondai- re 37 d'un transformateur 38.
L'anode 34 du thyratron 33 peut être reliée par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire 39 d'un transformateur 40 en un point, réglable si on le désire, voisin de l'extrémité positive 25 du bleeder 24. La cathode 35 du thyratron 33 peut être reliée directement à l'électrode de commande 30 du tube 20, Par conséquent, la tension totale disponible entre la cathode 35 et l'anode 34 pour allumer le thyratron 33 consiste en la somme des tensions E2 + E3, la première étant la tension entre les points 25 et 32, et la seconde celle entre les points 31 et 32.
La tension est plus grande que la tension E3 et peut être réglée de façon à donner à l'oscillateur 1 la polarisation voulue pour toute condition de fonctionnement. a a
La polarisation négative pour le thyratron 33 est donnée par la tension E4 entre les points 31 et 26 du bleeder 24. La polarisation négative étant normalement appliquée, le thyratron 33 reste normalement non conducteur.
Quand le thyratron 33 n'est pas allumé, le tube 20 est polarisé au cutt-off et constitue une résistance pratiquement infinie en parallèle sur la résis- tance de sortie 16 de la source de haute tension de polarisation 11 qui appli- que ainsi une polarisation de cutt-off à l'électrode de commande 10 de la trio- de 2, ce qui maintient l'oscillateur 1 bloqué ou en condition de non-oscilla- tion.
Le transformateur 38 comporte un enroulement primaire 41 dont une extrémité 42 est reliée à une borne 43 du réseau alternatif 44 et dont l'autre extrémité 45 est connectée à un contact 46 d'un commutateur à deux positions instables 47 pourvu aussi d'un deuxième contact 48 et d'un levier de commuta- tion 49. Ce damier est relié de façon permanente à l'autre borne 50 du réseau 44, et peut venir en liaison avec les contacts 46 et 48 successivement.
Le transformateur 40 est aussi pourvu d'un enroulement primaire
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51 dont une extrémitéest reliée à la borne 43 par l'intermédiaire d9une ré- sistance limiteuse 52, et l'autre extrémité est reliée au contact 48. De cette manière on peut alimenter sélectivement les enroulements primaires 41 et 51 en amenant le bras 49 du manipulateur contre le contact 46 ou le contact 48.
Quand le bras 49 est appliqué sur le contact 46,l'enroulement primaire 41 est alimenté et de la tension alternative est appliquée entre la cathode 35 et l'électrode de commande 36 du thyratron 33. Cette tension al- ternative est suffisante pour surpasser, à chaque période de la tension al- ternative, la polarisation continue provenant d'entre les points 31 et 26 du bleeder 24.Comme l'anode 34 du thyratron 33 est reliée de façon permanente à un point du bleeder 24 qui est positif par rapport à la cathode 35 du thyra- tron 33, celui-ci s'allume à la suite de l'application du bras 49 sur le con- tact 46 du manipulateur 47. Quand le thyratron 33 s'allume,
il court-circuite la partie du bleeder 24 comprise entre le point le plus proche de l'extrémité positive 25 et le point 31 et il transfère cette tension à l'électrode de com- mande 30 du tube 20. Comme la tension E2 est supérieure à E3, la polarisation résultante appliquée à l'électrode de commande 30. du tube 20 devient positive et le tube 20 devient conducteur. A ce moment, celui-ci met une résistance re- lativement faible en parallèle sur la résistance élevée 16 et réduit la pola- risation négative de l'électrode de commande 10 de la triode 2, ce qui provo- que le passage d'un courant plus intense et une chute de tension plus élevée aux bornes de la résistance 15. La triode 2 se met à osciller.
En fait la pola- risation de la grille ou électrode de commande 10'de la triode 2 peut être considérée comme commandée par tout ou rien, marche ou arrêt, parce que la sour- ce de haute tension de polarisation 11 n'est pas stabilisée, sont circuit de sortie, consistant simplement en un diviseur de tension composé de deux résistan- ces série, l'une étant la résistance 15, et l'autre la résistance 16 en paral- lèle avec le tube 20. Quand la résistance du tube 20 varie, la résistance to- tale composée de la résistance 16 et de la résistance interne du tube 20 mise en shunt,, varie aussi et le potentiel du point de jonction 17 varie en consé- quence.
Il est évident que le courant plaque du tube 20 est constitué par le courant grille de la triode 2. Ce courant grille traverse aussi la résistance de chute de tension 23 en série avec la cathode 22 du tube 20.
Par conséquent, la polarisation totale du tube 20 dépend du courant grille de la triode 2.Quand celui-ci augmentela chute de tension totale aux bornes de la résistance 23 augmente aussi et diminue la tension positive de polarisa- tion entre cathode 22 et ,' ''électrode de commande 30 du tube de manipulation et de régulation de courant grille 20.Quand le courant grille de la triode 2 di- minue, la tension totale aux bornes de la résistance 23 diminue et la polarisa- tion totale entre cathode 22 et l'électrode de commande 30 du tube 20 devient plus positive. Une diminution de la polarisation négative du tube 20 a pour conséquence une diminution de sa résistance interne.
Si au contraire le courant grille de la triode 2 augmente, la polarisation négative totale du tube 20 aug- mente et sa résistance interne augmente aussi, ce qui tend à diminuer le cou rant grille.
L'effet du tube 20 et de la résistance série 23 combinés est de stabiliser le courant grille de la triode 2 et, par conséquent, le débit de 1' oscillateur 1.
Une fois le thyratron 33 allumé, sa grille ou électrode de comman- de 36 perd le contrôle du fonctionnement et l'ouverture du manipulateur 49 n'a pas d'effet. Pour désioniser ou bloquer le thyratron 33, il faut ou bien ouvrir son circuit anodique ou appliquer entre anode et cathode une tension négative.
Inapplication d'une tension négative est réalisée en appuyant le bras 49 contre le contact 48 qui fait circuler du courant alternatif dans le transformateur 40. L'intensité de ce courant alternatif est suffisante pour faire passerà chaque période, l'anode 34 par zéro ou même par un potentiel négatif pendant un court inctant, ce qui désionise ou bloque le thyratron 33. Il faut pour ce- la que la pointe de tension aux bornes de l'enroulement secondaire 39 du trans- formateur 40 dépasse la somme des tensions E2 + E3.
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On remarquera que le transformateur 40 est pourvu d'un noyau satu- ré en fonction du courant continu, au secondaire. Dès que le thyratron 33 est allume, le transformateur 40 dévient saturé. Si on désire mettre le thyratron 33 au cutt-off, on applique le levier commutateur 49 contre le contact 48 afin d'appliquer de la tension négative à l'anode 34. Connue le levier 49 est mani- pulé à un moment tout-à-fait quelconque dans la période de la tension alterna- tive, l'anode 34 peut recevoir à l'instant considéré une impulsion de tension soit positive soit négative. Si celle-ci est positive, la grille de commande du tube 20 recevrait une tension positive supplémentaire., si le transforma- teur 40 était du type normal, ce qui provoquerait une surcharge.
Le transfor-
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mateur 40 étant saturé, l'anode 34 ne recevra pas d-limpul-sion positive supplé- mentaire lors d'une demi-période positive de courant alternatif, pourvu que le courant d'excitation du primaire 51 du transformateur 40 soit limité. 0-lest le rôle de la résistance 52 de limiter ce courant d'excitation.
Pour résumer le fonctionnement du dispositif de la présente inven- tion, si on suppose que le thyratron 33 est initialement non conducteur, l'os- cillateur 1 est au repos parce que le tube manipulateur 20 est maintenu au cut- off quand le thyratron 33 est non conducteur. Quand le tube manipulateur 20 est au cut-off;, la tension de polarisation maximum est disponible aux bornes de la résistance 16 qui constitue une partie d'un diviseur de tension et un circuit de sortie pour la source de haute tension de polarisation 13. Le thyratron 33 peut être allumé en appliquant dans son circuit de grille une tension alterna- tive suffisante pour surpasser la polarisation négative normale E4 appliquée à son électrode de commando 36.
Quand le thyratron 33 s'allume, une tension po- sitive E2, supérieure à la polarisation négative normale E3 appliquée au tube 20, est appliquée à 1'électrode de commande 30 du tube 20 et ce dernier devient conducteur. Il le reste aussi longtemps que le thyratron 33 est allumé. Quand le tube manipulateur 20 est conducteur, il constitue une résistance relative- ment faible en shunt sur la résistance de grille normale 16 et en série avec la résistance 15, ce qui réduit la tension de polarisation appliquée à la trio- de oscillatrice 2 au point que celle-ci se met à osciller.
Le courant grille de la triode 2 traverse le tubs 20 et détermine la polarisation de celui-ci. Des variations de courant grille ont un effet tel -sur la tension de polarisation du tube 20 qu'elle stabilise le courant grille
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de la triode oseillatrice 2, le tube 20 jouant alors le rôle d?une résistance de grille variable en fonction de :.' intensité du courant grille.
Si on veut mettre fin à uns période dosc.s.tian ds 1J0scilla teur 1, On désionise le thyratron 33 en appliquant, dans son circuit plaque une tension alternative dont les pointes négatives sont suffisantes peur sur- passer la tension continue normale appliquée à 1?anode du thyratron. Quand le
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thyratron se désionise la tricde de manipulation 20 reçoit à nnlV9au sa ten- sion de polarisation négative;, elle se bloque, et la polarisation négative ma- xin7am est réappliquée à la triode cscillatrise 2 qui se bloque.
REVENDICATIONS
1. - Circuit de manipulation pour un oscillateur comportant une source de polarisation négative pour le dit oscillateur.,la source de polari- sation négative n'étant pas stabilisée en fonction du courant débité et un dispositif pour varier la dite polarisation en réglant le débit de courant.
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2. - Circuit suivant 1a revendica.tion 1, caractérisé en ce qu9il conlly-rte un diviseur de tension composé d'au moins deux résistances connec- tées aux bornes de la source de polarisation négative.
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EIECTRONIC MANIPULATOR.
The present invention relates generally to high power oscillator handling and control circuits, and more particularly to fast-interrupting high power oscillator handling circuits and to circuits which maintain the oscillator tube gate current constant in the present invention. a wide range of operating conditions.
Fast handling with keeping the gate current constant is a difficult problem in high power oscillators which is not encountered when handling and controlling high power oscillators. relatively low power. This problem is caused by the desire to consume as little current as possible in the manipulator circuit and, instead of using mechanical means, to achieve the manipulation by means of electronic circuits capable of operating at an extremely high speed. without requiring tubes and handling elements designed for high powers.
The objects of the invention are to provide: in main order. an improved oscillator manipulation device; an improved high power oscillator handling device using a relatively low capacitance electronic handling tube; an improved handling circuit for an oscillator which regulates and stabilizes the grid current of the oscillator.
The present invention includes a circuit for electronic manipulation of a high power oscillator, which is capable of manipulating at high speeds and which has a relatively low current consumption, which can be constructed by means of electronic tubes and the like.
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circuit readily available and inexpensive.
Briefly, the present invention consists of a manipulator of a high power oscillator, shown as being of the Hartley type by way of example only, but which may consist of other types of gate-driven oscillators, without deviating from invention. The oscillator tube is. normally cutt-off biased by an unstabilized negative voltage source connected between the oscillator gate and earth. A grid-controlled vacuum tube handling and grid current regulation has its cathode connected by a variable regulating resistor to the oscillator grid, while its anode is grounded.
A bias source consisting of a bleeder resistor is provided for the gate control tube for manipulating and regulating the gate current and maintains the latter normally at cut-off, so that the source of bone bias. cillator is fully available to keep the oscillator at eut-off.
When the regulation tube is made conductive by varying its polarization, the bias source of the oscillator is rendered ineffective and the polarization of the oscillator takes place in the circuit containing the handling and regulation tube. gate current, which then acts as a variable gate leakage resistor.
As the oscillator gate current flows through the gate current regulator tube and the regulator resistor of its cathode circuit, the total voltage across the regulator resistor is one of the factors that determines the polarization of the grid current regulation tube. Any increase in the oscillator gate current makes the bias of the gate current regulator tube more negative, which increases the internal resistance of the tube and reduces the oscillator gate current. Conversely, any decrease in grid current makes the bias of the grid current regulator tube more positive, which decreases the internal resistance of the tube and increases the grid current of the oscillator.
Thanks to the resistance of its cathode circuit, the grid current regulator tube functions as a variable resistor and serves to stabilize the grid current of the oscillator.
Keeping the gate current constant has the advantage of better oscillator efficiency over a very wide range of oscillator loads. The variation in the control of the oscillator gate that occurs when the load applied to the oscillator changes is automatically compensated for by the variable gate resistor.
The device described above enables rapid manipulation in a high power oscillator and automatic control of the oscillator gate current intensity, and thus maintains high oscillator efficiency as the applied load varies. The tube which controls the manipulation in the oscillator also ensures the regulation of the polarization voltage of the oscillator and of the intensity of its gate current ;, by presenting a resistance which stabilizes the gate current in response to a change in this oscillator gate current.
The grid current regulator tube used to control the grid current of the oscillator and to manipulate in the oscillator is itself controlled or manipulated by a gas atmosphere tube or thyratron whose properties are well known. The thyratron is connected to the terminals of a part of the bleeder which supplies the manipulated gate tube with normal bias voltage. The thyratron cathode is connected to the grid of the gate-controlled manipulator tube and the thyra- tron anode is connected to a point on the bleeder which is sufficiently positive with respect to the thyratron cathode that, when from the ignition of the latter, the grid of the controlled grid tube for handling and regulating the grid current becomes positive with respect to its cathode and the tube is released.
The thyratron can be ignited by applying an alternating voltage in its cathode-control electrode circuit, and can be blocked, after ignition, by applying a sufficient alternating voltage between anode and cathode of the thyratron. The application of alternating voltage to both cir-
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fired can be done by means of a simple two-position switch, and the present device is characterized by that once the thyratron is turned on and the oscillator started following this ignition, the oscillator will continue to oscillate until we block the thyratron again.
So the oscillator oscillates in one of the stable positions of the switch ;, and does not oscillate in the other. When the switch is open or is in an intermediate position between its stable positions, no change occurs to the oscillator.
When two or more oscillator tubes are connected in parallel or in push-puil, each tube can be provided with its own handling and polarization circuit. The oscillator tubes can be adjusted to have the same plate current by adjusting the bias voltage of the grid current regulating elements taken at the bleeder. Thus, the oscillator tubes will remain balanced despite the independent grid controls.
In order for the invention to be clearly understood, reference will be made to the appended drawing, the only figure of which is an assembly diagram of a device according to the present invention.
Reference 1 in the drawing designates an oscillator of the Hartley type comprising an electronic vacuum tube constituted by a triode 2, an oscillating circuit 3, and a load 4 coupled to the oscillating circuit 3 by a coupling winding 5. The tube 2 can be powered by a high voltage source 6 connected to the anode 7 of tube 2 via a high frequency shock choke 8 connected in series between the voltage source and the anode 7.
A high frequency shorting capacitor 9 can connect the high voltage source 6 to earth. The operation of oscillator 1 can be controlled by adjusting the bias of the gate or control electrode 10 of triode 2 and, in particular, the oscillator can be switched off by applying sufficient negative voltage to gate 10 and it can oscillate by applying a less negative voltage to the same gate 10.
The Hartley oscillator has been shown by way of example only, many other types of gate-controlled oscillators can be used without departing from the spirit of the invention.
The cutt-off bias voltage for grid 10 of oscillator tube 2 can be taken from a bias voltage source bearing the general reference 11. This source can be supplied by an AC network 44 via conductors 12 which send the alternating current to a rectifier 13 of the current type, the positive terminal of which is earthed and the negative terminal 14 connected to the earth by resistors 15 and 16 connected in series. The bias voltage for gate 10 of triode 2 can be taken at junction point 17 of resistors, 15 and 16.
This junction point can be high frequency grounded by the bypass capacitor 18, and, furthermore, the bias source can be isolated from high frequency currents by means of a high frequency shock inductor 19 connected in series between the junction point 17 and the gate or control electrode 10 of the triode 2. The bias voltage for the gate 10 of the triode 2 is therefore the voltage E measured between the junction point 17 and earth or total voltage across resistor 16.
A grid current manipulation and regulation tube 20 is connected between the junction point 17 and the earth, that is to say to the terminals of the resistor 16, whose anode 21 is earthed and the cathode 22 is connected by a variable voltage drop resistor 23 to the junction point 17. The source of high bias voltage 11, the output resistor 16 of which is shunted by the tube 20, constitutes a high voltage source of unstabilized polarization, that is to say that its output voltage varies greatly with the output current. Tube 20 acts as a variable gate resistor and therefore serves as the gate current regulator tube of oscillator tube 2, in parallel with resistor 16 across which the bias voltage is produced by the high source. bias voltage 11.
When the tube 20 is blocked, it presents an infinite resistance, so
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that there is practically no gate current because of the high value of resistor 16, and the oscillator is blocked. In this case all the voltage or the maximum voltage available at the terminals of the resistor 16 is applied to the control electrode la of the triode 2, and this voltage is such that the triode 2 is blocked and the oscillator 1 therefore cut-off.
If, on the other hand, the tube 20 has almost zero internal resistance, the control electrode 10 of the tube 2 is nearly at earth potential and the oscillator 1 oscillates strongly. For intermediate values of the internal resistance of the tube 2, intermediate values of bias voltage are applied to the control electrode 10 of the triode 2, and the oscillator 1 therefore oscillates at intermediate powers. Tube 20 then becomes a manipulator for oscillator 1 by locking and unlocking ;, and the total gate voltage as well as the output power of the oscillations of oscillator 1 depend on the total internal resistance of tube 20, since c ' it is the latter which determines the gate current of the oscillating triode 2.
The supply voltages for tube 20 come from bleeder 24 which has a positive end 25 and a negative end 26. Bleeder 24 receives voltage from a rectifier 27 supplied by a transformer 28 connected to a commercial AC network 44 Rectifier 27 can be filtered at the output by means of an input filter choke 29 which stabilizes the gate voltage across bleeder 24. Control electrode 30 of tube 20 is connected to a point. 31 of bleeder 24 more positive than negative end 26. The junction point 17 is connected to a point 32 of bleeder 24 more positive than point 31.
Consequently, the total voltage between points 31 and 32 of bleeder 24, corresponding to a voltage E3, is applied between the control electrode 30 and the cathode 22 of the tube 20 through the intermediary of the drop resistor. voltage 23. The voltage E3 is normally suitable for keeping the tube 20 at the cut-off.
A control tube for tube 20 may be provided in the form of a controlled grid or thyratron gas atmosphere tube 33 having an anode 34, a cathode 35, and a control electrode 36. This can be connected to the anode. negative end 26 of bleeder 24 through a conventional current limiting resistor 60 and secondary winding 37 of a transformer 38.
The anode 34 of the thyratron 33 can be connected via the secondary winding 39 of a transformer 40 at a point, adjustable if desired, near the positive end 25 of the bleeder 24. The cathode 35 of the bleeder 24. thyratron 33 can be connected directly to the control electrode 30 of the tube 20, therefore the total voltage available between the cathode 35 and the anode 34 to ignite the thyratron 33 consists of the sum of the voltages E2 + E3, the first being the tension between points 25 and 32, and the second that between points 31 and 32.
The voltage is greater than the voltage E3 and can be adjusted to give oscillator 1 the desired bias for any operating condition. a a
The negative bias for the thyratron 33 is given by the voltage E4 between the points 31 and 26 of the bleeder 24. The negative bias being normally applied, the thyratron 33 normally remains non-conductive.
When thyratron 33 is not on, tube 20 is cutt-off biased and forms a virtually infinite resistance in parallel with output resistor 16 of high bias voltage source 11 which thereby applies a cut-off bias at control electrode 10 of triode 2, which keeps oscillator 1 blocked or in a non-oscillating condition.
The transformer 38 comprises a primary winding 41, one end 42 of which is connected to a terminal 43 of the AC network 44 and the other end 45 of which is connected to a contact 46 of a switch with two unstable positions 47 also provided with a second contact 48 and a switching lever 49. This checkerboard is permanently connected to the other terminal 50 of the network 44, and can come into connection with the contacts 46 and 48 successively.
The transformer 40 is also provided with a primary winding
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51, one end of which is connected to terminal 43 by means of a limiting resistor 52, and the other end is connected to contact 48. In this way the primary windings 41 and 51 can be selectively powered by bringing the arm 49 of the manipulator against contact 46 or contact 48.
When arm 49 is applied to contact 46, primary winding 41 is energized and alternating voltage is applied between cathode 35 and control electrode 36 of thyratron 33. This alternating voltage is sufficient to exceed, at each period of the alternating voltage, the dc bias from between points 31 and 26 of bleeder 24. As the anode 34 of thyratron 33 is permanently connected to a point of bleeder 24 which is positive with respect to at the cathode 35 of the thyratron 33, the latter ignites following the application of the arm 49 on the contact 46 of the manipulator 47. When the thyratron 33 ignites,
it short-circuits the part of the bleeder 24 between the point closest to the positive end 25 and the point 31 and it transfers this voltage to the control electrode 30 of the tube 20. Since the voltage E2 is higher at E3, the resulting bias applied to the control electrode 30 of tube 20 becomes positive and tube 20 becomes conductive. At this point, this puts a relatively low resistance in parallel with the high resistance 16 and reduces the negative polarization of the control electrode 10 of the triode 2, which causes a passage of a. more intense current and a higher voltage drop across resistor 15. Triode 2 begins to oscillate.
In fact the polarization of the gate or control electrode 10 ′ of the triode 2 can be considered as being controlled by all or nothing, on or off, because the high bias voltage source 11 is not stabilized. , are output circuit, consisting simply of a voltage divider made up of two series resistors, one being resistor 15, and the other resistor 16 in parallel with tube 20. When the tube resistor 20 varies, the total resistance composed of resistor 16 and the internal resistance of the shunted tube 20 also varies and the potential of junction 17 varies accordingly.
It is obvious that the plate current of the tube 20 is formed by the gate current of the triode 2. This gate current also passes through the voltage drop resistor 23 in series with the cathode 22 of the tube 20.
Therefore, the total bias of tube 20 depends on the gate current of triode 2. As this increases the total voltage drop across resistor 23 also increases and decreases the positive bias voltage between cathode 22 and. control electrode 30 of the gate current handling and regulation tube 20. As the gate current of triode 2 decreases, the total voltage across resistor 23 decreases and the total polarization between cathode 22 and the control electrode 30 of the tube 20 becomes more positive. A decrease in the negative polarization of the tube 20 results in a decrease in its internal resistance.
If, on the contrary, the gate current of the triode 2 increases, the total negative bias of the tube 20 increases and its internal resistance also increases, which tends to decrease the grid current.
The effect of tube 20 and series resistor 23 combined is to stabilize the gate current of triode 2 and, therefore, the flow rate of oscillator 1.
Once the thyratron 33 is turned on, its grid or control electrode 36 loses control of operation and opening the manipulator 49 has no effect. To deionize or block thyratron 33, it is necessary either to open its anode circuit or to apply a negative voltage between anode and cathode.
The application of a negative voltage is achieved by pressing the arm 49 against the contact 48 which circulates alternating current in the transformer 40. The intensity of this alternating current is sufficient to cause the anode 34 to pass through zero or less at each period. even by a negative potential during a short inctant, which deionizes or blocks the thyratron 33. For this the voltage peak at the terminals of the secondary winding 39 of the transformer 40 must exceed the sum of the voltages E2 + E3.
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It will be noted that the transformer 40 is provided with a core saturated as a function of the direct current, at the secondary. As soon as the thyratron 33 is turned on, the transformer 40 becomes saturated. If it is desired to cut the thyratron 33, the switch lever 49 is applied against the contact 48 in order to apply negative voltage to the anode 34. Known the lever 49 is manipulated at any time. In any event in the period of the alternating voltage, the anode 34 can receive at the instant considered a voltage pulse either positive or negative. If this is positive, the control grid of the tube 20 would receive an additional positive voltage, if the transformer 40 were of the normal type, which would cause an overload.
The transform
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As the matrix 40 is saturated, the anode 34 will not receive additional positive pulse during a positive half-period of alternating current, provided that the excitation current of the primary 51 of the transformer 40 is limited. 0-ballast the role of resistor 52 to limit this excitation current.
To summarize the operation of the device of the present invention, assuming thyratron 33 is initially non-conductive, oscillator 1 is at rest because manipulator tube 20 is kept cut-off when thyratron 33 is non-conductive. When the manipulator tube 20 is cut-off, the maximum bias voltage is available across resistor 16 which forms part of a voltage divider and an output circuit for the high bias voltage source 13. Thyratron 33 can be ignited by applying in its gate circuit an AC voltage sufficient to surpass the normal negative bias E4 applied to its commando electrode 36.
When thyratron 33 turns on, a positive voltage E2, greater than the normal negative bias E3 applied to tube 20, is applied to control electrode 30 of tube 20 and the latter becomes conductive. It stays that way as long as thyratron 33 is on. When manipulator tube 20 is conductive, it forms a relatively low resistance shunted across normal gate resistor 16 and in series with resistor 15, which reduces the bias voltage applied to oscillator trio 2 at point that it begins to oscillate.
The gate current of the triode 2 passes through the tubs 20 and determines the polarization of the latter. Grid current variations have such an effect on the bias voltage of tube 20 that it stabilizes the grid current.
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of the oily triode 2, the tube 20 then playing the role of a variable gate resistor as a function of:. current intensity burns out.
If we want to end a dosc.s.tian period in 1J0scilla tor 1, we deionize thyratron 33 by applying, in its plate circuit, an AC voltage whose negative points are sufficient to exceed the normal DC voltage applied to 1 thyratron anode. When the
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thyratron deionizes the manipulation tride 20 receives at nnlV9au its negative polarization voltage, it turns off, and the negative polarization magnan7am is reapplied to the cscillatrise triode 2 which turns off.
CLAIMS
1. - Handling circuit for an oscillator comprising a source of negative bias for said oscillator, the source of negative bias not being stabilized as a function of the current supplied and a device for varying said bias by adjusting the flow rate current.
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2. - Circuit according to 1a revendica.tion 1, characterized in that conlly-rte a voltage divider composed of at least two resistors connected to the terminals of the source of negative bias.