Brevet FR2138402A1 — publié le 19730105

La présente invention se rapporte au domaine des générateurs d'impulsions, et a plus particulièrement pour objet l'égalisation de leur puissance de sortie en fonction de la fréquence de répétition des impulsions. Les générateurs d'impulsions connus dans la technique sous le nom de "modulateurs" , ayant pour fonction de n'autoriser le passage d'un signal que lors d'une impulsion, sont habituellement constitués par une source de haute tension dont une borne est reliée à un circuit comportant essentiellement, en série, une inductance, une diode, une ligne à retard et une charge, un interrupteur étant en général interposé entre l'entrée de la ligne à retard et le potentiel de référence fourni par l'autre borne de la haute tension. Dans ce type de générateurs,la courbe de la variation du potentiel avec le temps aux bornes de la ligne à retard présente un front de montée, correspondant à la charge de la ligne, jusqutå un maximum VM dont la valeur ,ainsi qu'il est connu pour de tels générateurs d'impulsions, est approximativement deux fois la valeur de la tension d'alimentation VA ; ce maximum est suivi par un plateau théoriquement horizontal, mais présentant pratiquement une légère pente négative, et se terminant à une valeur VD S légèrement inférieure à VM , par un front de descente jusqu'au potentiel de référence; ce front de descente correspond à la décharge brutale de la ligne à retard et à l'émission d'une impulsion de tension pendant un temps très bref. Un important inconvénient de ces dispositif est une variation avec la fréquence de répétition des impulsions, de leur puissance de sortie, correspondant à l'amplitude des impulsions, égale à la valeur VD de la tension en fin de plateau : en effet, il est connu que la tension VA fournie,à une fréquence donnée,par la source d'alimentation d'un générateur d'impulsions droit habituellement lorsque cette fréquence augmente ; dès lors, lecmaxi- mum VM décroît également, ainsi que la tension VD , de fin de plateau, qui varie comme la précédente lorsque la fréquence augmente. La présente invention a pour objet un générateur d'impulsione palliant cet inconvénient grâce à une modification de la pente du plateau précédent par adjonction d'une résistance R , de valeur telle que par son action elle compense exactement la décroissance des tensions VM et VI > , lors de l'augmentation de la fréquence. La valeur de la tension VD et de la puissance de sortie du générateur sont ainsi rendues indépendantes de la fréquence de répétition des impulsions. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins s'y rapportant ot : - la figure 1 représente un générateur d'impulsions selon l'in vent ; - la figure 2 représente schématiquement, pour différentes fréquences,la variation avec le temps du potentiel aux bornes de la ligne à retard du générateur selon l'invention. La figure 1 représente un générateur d'impulsions selon l'invention, constitué par : une source 1 de haute tension continue, dont une borne. fournit le potentiel de référence et l'autre est reliée en série à : une inductance L , de valeur élevée ; une diode D connectée à l'inductance L par sa cathode , une ligne à retard 2 constituée par une inductance 21 2 de faible valeur, sur toute la longueur de laquelle sont connectées,par des prises intermédiaires, des capacités dont les secondes bornes soit reliées à une charge CH, reprdsentde sinplement par une résistance, et reliée au potentiel de référence. Le générateur comporte de plus un dispositif interrupteur I, constitué par exemple par un thyratron, et une résistance R reliés, dans cet exemple de réalisation, en parallèle, d'une part à l'entrée de la ligne à retard 2 et d'autre part au potentiel de référence. Ges éléments peuvent entre, sans modification de leur fonctionnement, connectés, le premier entre la charge OH et le potentiel de référence, et le second en parallèle avec la ligne à retard 2 La figure 2 représente schématiquement, pour trois fréquences de répétition des impulsions, F1, F2 et F3 , la variation avec le temps de la tension aux bornes de la ligne à retard du générateur selon l'invention. La période, correspondant à une fréquence de répétition donnée, est mesurée depuis le déclenchement d'une impulsion, au temps t1, t2 ou t3 respectivement pour les fréquences S , F2 ou F3 , jusqu'au déclenchement de l'impulsion suivante Le temps de charge t3 de la ligne à retard est constant, quelle que soit la fréquence; dans um exemple de réalisation ty pique, il est de l'ordre de 3 ms; la longueur du plateau sui vant varie, en fonction de la fréquence, d'environ 0,3 ms pour la fréquence maximum à environ 1 7 ms pour la fréquence minimum, la durée d'une impulsion étant très faible, de l'ordre de 4 microsecondes. La courbe 10 représente cette variation de tension pour la fréquence de répétition X F1 nilimale choisie pour le modulateur elle est constituée par un front de montée dont le maximum VM ayant pour valeur V1 , est voisin du double de la tension VA d'alimentation à cette fréquence, comme il a été dit plus haut; le front de montée est suivi par un plateau de pente négative puis par un front de descente se produisant à l'instant t1 et correspondant à une impulsion d'amplitude V1O , V10 étant une valeur particulière de la tension ci-dessus notée V, . La courbe 20 représente la même variation de tension pour une fréquence F2 , dont le plateau présente la meme pente négative entre les valeurs V2 ,inférieure à V1 pour les raisons exposées plus haut, et V20 des potentiels respectivement notés ci-dessus VM et VD ; les impulsions obtenues à cette fré quence ont donc une amplitude V20 , inférieure à l'amplitude précédente. Enfin, la courbe 30 représente également la variation de tension aux bornes de la ligne à retard 2 , mais pour la fréquence maximale F3 du dispositif; elle comporte un plateau de durée négligeable,et les tensions VM et VD ont approximativement la même valeur V3 Se fonctionnement du générateur d'impulsions selon l'inven- tion est le suivant En l'absence de la résistance R , lorsqu'une tension VA est fournie par l'alimentation 1 de la figure 1 , l'interrupteur I étant ouvert, les capacités 22 de la ligne à retard 2 se chargent à travers l'inductance L jusqu'à un potentiel VM voisin de 2.VA , selon le processus déjà indiqué; cela est représenté par le front de montée de O à VM des courbes 10, 20 et 30 de la figure 2 . Les capacités 22 conservent leur char ge tant que l'interrupteur I reste ouvert, la diode D ne permettant pas le passage du courant dans le sens de la ligne à retard vers l'alinentati--n ; cependant les courants de fuite se produisant dans le circuit,et notamment dans la diode D , entrainent la non-horizontalité du plateau des courbes 10 et 20 La fermeture de l'interrupteur I , respectivement aux instants t1 S t2 et t3 pour les courbes 10, 20 et 30, entraîne, la décharge soudaine des capacités 22, fournissant ainsi des impulsions de tension d'amplitude différente, respectivement V10, V20 et V3 pour les fréquences F1, F2 et F3 Blinterposition de la résistance R permet la modification de la pente des plateaux des courbes 10 et 20, selon un mécanisme électrique connu: en effet, la valeur de la résistance R est choisie afin que la pente du plateau des courbes 10 et 20 soit telle que la valeur VD de la tension en fin de plateau reste constante et égale à V3 , valeur correspondant à la tension fournie par l'alimentation pour la fréquence maximum F3 du générateur d'impulsions. La détermination de la valeur de la résistance R peut etre effectuée de la façon suivante : considérant la courbe 10, la valeur de la résistance R doit être telle que soit obtenue une chute de tension égale à (V1 - V3) pendant le temps (t1-t3). Si la capacité résultante des condensateurs 22 , de la ligne à retard 2 , montés en parallèle, est désignée par C, la charge électrique Q du réseau, constituée par la résistance R la ligne à retard 2 et la charge CH, s'exprime, pendant le temps (t3 - t1), par I(t) est le courant parcourant le réseau précédent ; il est égal à l'instant t3 à V1, et l'instant t1 V3 R+CH R+CH Dans le cas où la résistance R est connectée aux bornes de la ligne à retard 2, le réseau précédent se réduit à la résistance R et la ligne 2 2 le courant I(t) aux instants t3 et t1 s'écrit alors R1 et À La quantité d'électricité Q,quiest fournie par la décharge de la capacité C ,qui doit être égale à C( V1 - V3 ) d'où De cette expression, et des valeurs du courant I aux instants t4 et t3 , donnés ci-dessus, est déduite la valeur de la résistance R , en fonction de la valeur des autres paramètres du réseau. Les courbes ainsi obtenues aux fréquences F1, F2 et F3 notées 15, 25 et 30, ont, en fin de plateau, approximativement la même valeur V3 de la tension.La puissance de sortie du générateur d'impulsions selon l'invention est donc ainsi rendue indépendante de la fréquence de répétition des impulsions. Le dispositif selon l'invention peut être appliqué à tout générateur d'impulsions, en particulier de tension. REVENDICATIONS 1. Générateur d'impulsions, comportant une source d'alimentation (1) dont une borne fournit un potentiel de référence, et dont l'autre borne fournit une haute tension continue,et est reliée en série à : une inductance (L); une diode (D) , connectée de telle sorte qu'elle conduise le courant provenant de ladite source (î) ; une ligne à retard (2), et une charge (CH) reliée audit potentiel de référence, un dispositif interrupteur (i) assurant lors de sa fermeture la décharge rapide de ladite ligne à retard par liaison de celle-ci au potentiel de référence ledit générateur d'impulsions étant caractérisé par le fait qu'il comporte de plus une résistance (R), connectée par une de ses bornes à la borne de ladite ligne à retard qui est reliée à ladite haute tension, assurant ainsi une décharge partielle de la ligne à retard, décharge compensant exactement la diminution de la tension d'alimentation, provoquée par l'augmentation de la fréquence de répétition des impulsions. 2. Générateur d'impulsions selon la Revendication 1, caractérisé par le fait que l'autre borne de ladite résistance (R) est maintenue au potentiel de référence. 3. Générateur d'impulsions selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite résistance (R) est connectée en parallèle avec ladite ligne à retard (2).