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(11) | EP 0 009 431 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Dispositif de couplage capacitif pour tube électronique et tube électronique comportant un tel dispositif |
| (57) Dispositif de couplage capacitif pour tube électronique qui est constitué par 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 et des moyens (4, 5)
assurant la liaison entre d'une part les moyens isolants (3) et d'autre part, l'électrode
de couplage (2) et l'anode (10). Les moyens de liaison (4, 5) servent de connexions
pour raccorder le dispositif à un ou plusieurs circuits extérieurs. Un couplage capacitif
est ainsi établi entre l'électrode de couplage (2) et la calotte supérieure (9) d'une
grille du tube, cette calotte étant la plus proche de l'électrode de couplage. |
[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.
- 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).