[0001] La présente invention concerne un dispositif de couplage capacitif pour tube électronique.
Elle concerne également les tubes électroniques comportant un tel dispositif.
[0002] Le dispositif selon l'invention s'applique essentiellement aux tubes de géométrie
coaxiale, tels que les triodes et tétrodes de puissance qu'utilisent les émetteurs
de radiodiffusion et de télévision, les radars, les générateurs de haute fréquence
industrielle. L'invention peut cependant s'appliquer aussi à d'autres types de tubes,
tels que les triodes planes.
[0003] Le dispositif de couplage capacitif pour tube électronique selon l'invention comporte
:
- un électrode de couplage, située à l'intérieur de l'enceinte à vide du tube ;
- des moyens isolant cette électrode de l'anode du tube ;
- des moyens de liaison entre d'une part les moyens isolants et d'autre part l'électrode
de couplage et l'anode, ces moyens servant de connexions pour raccorder le dispositif
à un ou plusieurs circuits extérieurs.
[0004] Un couplage capacitif est ainsi établi entre la calotte supérieure d'une grille du
tube, cette calotte étant la plus proche de l'électrode de couplage, et cette électrode
de couplage.
[0005] Dans un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, des moyens permettent
de rendre variables la distance, et donc la capacité de couplage, entre l'électrode
de couplage et la calotte supérieure d'une grille du tube.
[0006] Dans un autre mode de réalisation du dispositif, les moyens isolant l'électrode de
couplage de l'anode du tube sont situés dans une zone qui n'est pas en vue directe
de la zone du tube soumise au bombardement électronique.
[0007] Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages parmi lesquels on
peut citer :
- la possibilité de régler la valeur de la capacité existant entre l'électrode de
couplage et le tube ;
- sa grande durée de vie qui est encore plus importante dans le cas où les moyens
isolant l'électrode de couplage de l'anode du tube sont situés dans une zone qui n'est
pas en vue directe de la zone du tube soumise au bombardement électronique. Les moyens
isolant l'électrode de couplage sont ainsi soustraits aux contraintes thermiques qui
pourraient provoquer leur rupture et leur face interne ne peut intercepter des molécules
métalliques tendant à la rendre conductrice ;
- son intégration au tube, qui permet, dans de nombreuses applications, de diminuer
l'encombrement des tubes comportant un tel dispositif ;
- la réalisation d'un couplage capacitif sous vide assurant une bonne tenue.en tension
et une absence de phénomène d'ionisation ;
- sa grande diversité d'applications.
[0008] Le dispositif selon l'invention peut notamment être utilisé :
- pour obtenir une faible variation de la capacité de sortie du tube et donc, un réglage
précis de la fréquence d'accord d'un amplificateur ou d'un oscillateur haute fréquence
à fréquence fixe ;
- comme organe de prélèvement direct de la totalité ou d'une partie de l'énergie utile
engendrée dans le circuit de sortie du tube. Il peut ainsi être utilisé pour réaliser
un couplage de sortie, de réaction ou de contre-réaction. Dans l'art antérieur, ces
couplages sont généralement effectués par une ou deux "palettes de charge" extérieures
au tube. Le dispositif selon l'invention permet de réaliser un meilleur couplage qu'une
"palette de charge", notamment lorsque le ventre de tension est à l'intérieur du tube
;
- pour coupler à des impédances d'amortissement les modes d'oscillations parasites
qui peuvent s'établir dans les tubes coaxiaux. Le dispositif selon l'invention, intégré
au tube, présente l'avantage d'être proche des ondes électromagnétiques parasites
à coupler. Il permet ainsi de réaliser même dans des cas difficiles un couplage suffisant.
Le dispositif selon l'invention présente également l'avantage de séparer les circuits
qui traitent l'onde utile de ceux qui traitent les phénomènes parasites. Lorsque les
fréquences d'utilisation et les fréquences parasites ont des ordres de grandeur très
différents, le dispositif selon l'invention peut être dimensionné pour que le couplage
soit efficace pour les ondes à amortir et pour que l'onde utile ne soit pas amortie.
Il contribue ainsi à la sélection des fréquences en plus de sa fonction de couplage.
[0009] D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la
description sui- vante,donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les
figures annexées 1 et 2, qui représentent une vue, dans une direction parallèle à
son axe, d'un tube électronique de géométrie coaxiale, sur cette vue un arraché montre
un mode de réalisation d'un dispositif de couplage capacitif selon l'invention.
[0010] Sur les deux figures, les mêmes repères désignent les mêmes éléments,mais,pour des
raisons de clarté,les cotes et proportions des différents éléments'n'ont pas été respectées.
[0011] Sur les figures 1 et 2, le tube électronique 1, choisi à titre d'exemple de géométrie
coaxiale, est représenté vu dans une direction parallèle à son axe 00'. Un arraché
sur ces vues montre deux modes de réalisation du dispositif de couplage capacitif
selon l'invention.
[0012] L'électrode de couplage 2 est située à l'intérieur de l'enceinte à vide du tube électronique
où elle constitue le fond du tube. Elle est constituée par une masse métallique, qui
peut être en cuivre. Des moyens 3 isolent cette électrode de couplage 2 de l'anode
10 du tube. Ces moyens peuvent être constitués par un isolateur en céramique ou en
verre, analogue à ceux qui sont couramment utilisés pour isoler les connexions des
tubes électroniques. Des moyens 4 et 5 assurent respectivement la liaison entre les
moyens isolants 3 et l'électrode de couplage 2 et entre les moyens isolants 3 et l'anode
10 du tube. L'électrode de couplage 2 et l'anode 10 sont généralement en cuivre et
il faut des moyens de liaison entre ces éléments et les moyens isolants 3, pour éviter
les ruptures dues aux différences de dilatation entre cuivre et isolant. Les moyens.de
liaison 4 et 5 peuvent être constitués par deux collets en alliage Fe Ni Co. Les moyens
de liaison servent aussi de connexions pour raccorder le dispositif à un ou plusieurs
circuits extérieurs.
[0013] Un couplage capacitif est ainsi établi, sous vide, entre la calotte supérieure 9
d'une grille du tube, cette calotte étant la plus proche de l'électrode de couplage
et cette électrode de couplage. La grille du tube dont la calotte supérieure est la
plus proche de l'électrode de couplage est la grille écran dans le cas d'une tétrode,
la grille dans le cas d'une triode. Un condensateur, sensiblement plan, qui possède
tous les avantages des condensateurs sous vide et qui se trouve directement intégré
dans le tube lui-même, est ainsi constitué.
[0014] Dans un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, l'isolateur 3 est de
forme cylindrique et se trouve situé dans une zone qui n'est pas en vue directe de
la zone du tube soumise au bombardement électronique. On rappelle que le bombardement
électronique dans un tube de géométrie coaxiale est ra
- dial. Il est bien entendu que l'invention s'applique aussi aux cas ou l'isolateur
3 est sensiblement plan et déborde de l'anode 10.
[0015] Des moyens de refroidissement de l'électrode de couplage 2 sont généralement prévus.
Ces moyens sont généralement les mêmes que ceux employés pour refroidir l'anode 10
du tube. L'électrode de couplage peut être refroidie par air, dans ce cas elle est
coiffée d'un radiateur à air, ou par circulation de fluide, d'eau généralement, comme
cela est schématisé sur la figure 1 et repéré par 6. Des solutions mixtes, air et
fluide à la fois, peuvent convenir à certains cas particuliers.
[0016] Sur la figure 1, le couplage capacitif entre l'électrode de couplage 2 et la calotte
supérieure 9 de la grille du tube la plus proche de l'électrode de couplage est fixe.
[0017] Pour certaines applications du tube, notamment pour prélever la totalité ou une partie
de l'énergie utile du circuit de sortie du tube, pour obtenir une faible variation
de la capacité de sortie du tube (ces applications ayant été préalablement décrites),
il est avantageux de rendre variables la distance,et donc la capacité de couplage,entre
l'électrode de couplage 2 et la calotte supérieure 9.
[0018] Sur la figure 2 est représenté un mode de réalisation du dispositif de couplage selon
l'invention ou des moyens 7 permettent de rendre variables cette distance et donc
la capacité de couplage. Ces moyens peuvent être constitués par un soufflet métallique
déformable 7, semblable aux soufflets utilisés dans la technologie des condensateurs
variables sous vide, ce soufflet 7 reliant l'électrode de couplage 2 aux moyens de
liaison 4 entre cette électrode et les moyens isolants 3. Des moyens 8, représentés
symboliquement sur la figure 2, permettent à l'électrode de couplage 2 d'être mobile
en translation et immobile en rotation.
1. Dispositif de couplage capacitif pour tube électronique, caractérisé en ce qu'il
comporte :
- une électrode de couplage (2), située à l'intérieur de l'enceinte à vide du tube
(1) ;
- des moyens (3) isolant cette électrode de l'anode (10) du tube ;
- des moyens (4, 5) de liaison entre d'une part les moyens isolants (3) et d'autre
part l'électrode de couplage (2) et l'anode (10), ces moyens servant de connexions
pour raccorder le dispositif à un ou plusieurs circuits extérieurs ;
un.couplage capacitif étant ainsi établi entre la calotte supérieure (9) d'une grille
du tube, cette calotte étant la plus proche de l'électrode de couplage, et cette électrode
de couplage (2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (3) isolant
l'électrode de couplage (2) de l'anode (10) du tube sont situés dans une zone qui
n'est pas en vue directe de la zone du tube soumise au bombardement électronique.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte
des moyens (7) permettant de rendre variables la distance, et donc la capacité de
couplage, entre l'électrode de couplage (2) et la calotte supérieure (9) d'une grille
du tube (1), cette calotte étant la plus proche de l'électrode de couplage.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens (7) permettant
de rendre variables la distance, et donc la capacité de couplage, entre l'électrode
de couplage (2) et la calotte supérieure (9) sont constitués par un soufflet métallique
déformable reliant l'électrode couplage aux moyens (4) de liaison entre cette électrode
et les moyens isolants (3), l'électrode de couplage étant alors munie de moyens (8)
la rendant mobile en translation et immobile en rotation.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'électrode
de couplage (2) comporte des moyens (6) de refroidissement par air et/ou par fluide.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'électrode
de couplage (2) constitué le fond du tube.
7. Tube électronique caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des
revendications précédentes.