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Régulation d’intensité sans distorsion
J. Suchet
To cite this version:
69
LETTRES
A
LA
RÉDACTION
RÉGULATION
D’INTENSITÉ
SANS DISTORSIONPar J.
SUCHET,
Services de Recherche
de la
Compagnie
deSaint-Gobain,
Paris.LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM
PHYSIQUE
APPLIQUÉE
SUPPLÉMENT AU NO 3. TOME 21, MARS 1960, PAGE
La
régulation
de l’intensité d’un courant alternatiftraversant une
charge
de résistance variable faitgéné-ralement
appel
à des éléments de circuits non-linéaires(transformateurs
à fersaturé,
résistancesfer-hydro-gène,
résistances NL ouVDR)
ou à des éléments réactifs(selfs
etcapacités) qui
modifientl’angle
dephase
des courants les traversant.Lorsque
l’on cherche àréguler
l’intensité d’un cou-rant sinusoïdal de très bassefréquence
comportant
untrès faible taux
d’harmoniques,
et que l’on désire éviter d’introduire une distorsionqui
se traduirait par uneaugmentation
de cetaux,
on se heurte engénéral
à de grossesdifficultés,
et on est souvent amené àpro-céder à un
filtrage
ultérieur nécessitant des circuitsspéciaux.
La solution que nous
présentons
reposeessentiel-lement sur l’insertion en série avec la
charge
variabled’une thermistance à
chauffage indirect,
dont la valeurest
réglée
au moyen del’énergie
fournie à sonenrou-lement chauffant
[1]
de manière que la résistance totale du circuit reste constante. Pourcela,
la tension aux bornes de lacharge
estappliquée
à unampli-ficateur fonctionnant en classe A
comprenant
un ouplusieurs
étages
de transistors dont lepremier
est monté avec émetteur commun. Le courant de sortie alimente l’enroulement chauffant de la thermistance.Le
montage
de lafigure
1comporte
unampli
à unétage
etpeut
s’appliquer
à unecharge
variant àpartir
d’une valeur nulle. Une tension sinusoïdale pureest
appliquée
entre lespoints
A et B entrelesquels
sontdisposées
en série lacharge
variableRe,
lathermis-tance
Th
et une résistance ballastRi.
Le transistor Test un transistor de
puissance
bassefréquence
dont l’en-trée est reliée aux bornes de lacharge
à travers unerésistance
R2.
Dans cesconditions,
touteaugmentation
de la valeur de la
charge
entraîne une diminution dela résistance émetteur-collecteur du
transistor,
et uneplus
grande
énergie dissipée
dans le filament chauffantde
Th
entraîne une diminution de la valeur de cèttedernière,
en raison de son coefficient detempérature
négatif.
Il estpossible
d’obtenir,
enajustant
lescarac-téristiques
deT, Th, Ri, R2,
unelarge plage
derégu-lation du courant traversant la
charge.
Enparticulier,
le choix d’un transistorayant
un courant de reposfixé en fonction des autres données du circuit
permet
de maintenir larégulation
pour unecharge
nulle.L’insertion
dans je
circuit dé
lacharge
de
Tb
etR1,
qui
sont des résistances pures, nepeut
introduireaucune distorsion.
Quant
au courant dérivé traver-santR2, R3 et
letransistor,
il reste faible devant lecourant traversant la
charge
tant que la valeur decelle-ci reste faible
devant R,
+R3-
Mêmelorsque
lesrésistances des deux circuits deviennent
comparables,
FIG. 1.
c’est-à-dire
près
de la limitesupérieure
fixée pourRic
dans la
plage
derégulation,
lajonction
émetteur-basen’introduit pas de distorsion car elle
équivaut
prati-quement
à uncourt-circuit,
la différence depotentiel
àses
bornes n’excédant pas un dixième de volt. Cecijustifie
le choix dumontage
avec émetteur commundans
lequel
laprésence
du transistoréquivaut
à unshunt de la
charge.
Le facteur de mérite d’un tel
montage
est trèsfaible,
letemps
deréponse
de la thermistance étants de 30se-condes environ et la
puissance
absorbée dansla
perle
de l’ordre de 60 milliwatts. Il sera toutefoisprécieux
chaque
fois que l’on voudraréguler
unsignal
sinu-soïdal pur dans une
charge
variantlentement,
sansêtre
gêné
par des considérations defragilité,
dedimen-sions,
depoids
et d’alimentation. Ces conditions seprésentent
dans certaines études relatives au fonc-tionnement des transistors.Nous l’avons utilisé avec succès pour
réguler
le courant traversant l’échantillon semiconducteur au cours de la réalisation d’unappareillage
de mesure de la constante de Hall en fonction de latempérature
utilisant la méthode alternative aux très basses
fré-quences dans le
champ
d’un aimant tournant[2].
On sait en effet que la résistanceélectrique
d’un teléchan
70
tillon
peut
varier dans degrandes proportions
dans l’intervalle detempératures envisagé
pour la mesure, etqu’une
régulation
est doncindispensable
poursim-plifier
la lecture de lagrandeur
mesurée et éviter la mesure simultanée du courant.Toutefois,
leprincipe
de la mesurecomporte
une modulation defréquence f 1
du courant traversant la
charge
par unchamp
magné-tique
defréquence f 2 et l’amplification
sélective de lafréquence
modulée,
de sorte que toute distorsion entrai-nerait une erreur.Nous avons pu
réguler
uncourant
de 1milli-ampère
à zL 1%
dans unecharge
variant de 0 à6 000 ohms en utilisant les éléments suivants : T tran--sistor OC 16 de la S. A. La
Radiotechnique,
Th,
ther-mistance 3 004 F du Laboratoire Central desTélécom-munications, P -
14volts,
R 1 -
17 500ohms,
.R2
= 9 600ohms, R3
= 30ohms, R4 :::::::
200ohms,
Cdépend
de lafréquence
du courantrégulé.
Laplage
de
régulation
peut
êtredéplacée
en modifiant larésis-tance
.R1. Ainsi,
avecR1
= 13 500ohms,
le courant resteégal
à 1milliampère
à 4% près
lorsque
lacharge
varie entre 6 000 et 15 000 ohms.Lettre reçue le 8 décembre 1959.
RÉFÉRENCES
[1]
SUCHET(J.),
Les Varistances, Chiron, Paris, 1955. [2] Brevet français PV. 814.007.NOTE
COMPLÉMENTAIRE
SUR LES CHAMBRES A SCINTILLATIONS par J.
DUFLO,
Laboratoire de
Physique Atomique
etMoléculaire,
Collège
de FranceJ’ai étudié dans un
précédent
article[1]
lespossi-bilités de réàliser une chambre à
scintillations,
avecdes filaments d’iodure de césium
refroidis,
et un seulamplificateur
debrillance,
la caméraélectronique
Lallemand-Duchesne. J’ai conclu que, dans ce cas,l’utilisation d’une
optique
degrandissement plus petit
que 1
est le meilleur moyen de transmettre la lumière du scintillateur à lacaméra,
maisj’ai
montré aussi les limitations liées à ceprocédé.
Il nous est apparu, à B.
Agrinier,
du Centred’Études
Nucléaires de
Saclay,
et àmoi-même,
qu’il
étaitpos-sible
d’amplifier
la lumière issue duscintillateur,
avantqu’elle atteigne
lacaméra,
à l’aide d’unamplificateur
de brillance Thomson(Th 9450),
tout en conservantla résolution de la caméra
électronique.
En effet la résolution terminaleNt
d’uninstrument,
et saréso-lution à l’entrée
Ne
sont liées par la formuleGNt
=Ne,
C étant legrandissement
total de l’instrument.Dans notre cas
Ne,
la résolution à l’entrée du tubeest 40 à 80
lignes/cm
Donc Nt
= 2 000 à 4 000lignes/cm.
Or la caméraélectronique
seule à une résolution d’environ1 000
lignes.
Nous voyons donc que cette résolutionn’est pas diminuée par l’utilisation de
l’amplificateur
Thomson. D’autre
part
cedispositif
présente
lesavan-tages
suivants :1)
Le nombre de traces d’électrons formantl’image
d’un filament doit être environ 12 fois
supérieur
a celui évalué pour la caméraélectronique
associée à uneoptique
très ouverte degrandissement
1/5.
Ce chiffre à été calculé enprenant
pour lesoptiques
transmettantla lumière du scintillateur à
l’amplificateur Thomson,
et de celui-ci à la caméraélectronique,
un rendementglobal
de 1%,
cequi
peut
être obtenu avec desoptiques
type
Angénieux
F :0,95.
2)
Legain
de luminancepeut permettre
l’utilisation de scintillateurs moinslumineux,
maisplus
intéres-sants dans certaines
expériences
dephysique
nucléaire(plastiques
scintillants).
3)
Enfin il semblepossible
dephotographier
destrajectoires
2 à 4 foisplus longues (20
à 40cm)
dansun scintillateur de
plus grandes dimensions,
à l’aide d’uneoptique
formant uneimage
réduite 2 à 4 foissur la
photocathode
del’amplificateur Thomson,
cecisans diminution
importante
de la résolutionglobale.
Lettre reçue le 25 février 1960.
BIBLIOGRAPHIE
[1] Remarques
sur la réalisation de la chambre à scintil-lation par J. DUFLO, J.Physique Rad., 1960, 21,
65 A.SPECTROMÈTRE
DE MASSEA LENTILLES
QUADRUPOLAIRES EXCITÉES
EN HAUTE
FRÉQUENCE
Par MauriceGAUDAIRE,
Laboratoire
d’Électronique
et de Radioélectricité de la Faculté des Sciences,Fontenay-aux-Roses.
Le
spectromètre
étudiéappartient
autype
décrit par W. Paùl[1] ;
ils’agit
de lentillesélectriques
qua-drupolaires,
reliées deux àdeux,
parallèles
à un axeOz,
auxquelles
estappliqué
unpotentiel
variable dans letemps,
de la forme : 0 = ±( U
+ V cosmt).
Leséquations
du mouvement d’un ion(P,
m) pénétrant
dans les lentillespeuvent
s’écrire :Ox et
Oy
définissent leplan
perpendiculaire
à l’axeet ro
représente
le rayon de gorge des lentilles. La réso-lutin de cesystème
se ramène à celle del’équation
deMathieu ;
les courbescaractéristiques a
=f(q) [2]
per-mettent de déterminer les conditions de stabilité de ] a
trajectoire
d’un ion suivant les axes Ox etOy ;
on met ainsi en évidenceplusieurs
domaines defonction-nement
