Brevet FR2326812A1 — publié le 19770429

La presente invention concerne les dispositifs pour la protection des appareils récepteurs d'ondes électromagnétiques captées par antenne à l'égard des perturbations d'origine atmosphérique. L'antenne d'un appareil récepteur d'ondes électromagnétiques capte et transmet les signaux parasites dus aux perturbations environnantes Ces signaux parasites se superposent aux signaux provenant des stations émettrices lors de la restitution des programmes audibles ou audio-visuels. Cette superposition est responsable de brouillages audibles en radiodiffusion et d'altération des images en télévision. En cas de perturbations violentes : orages, décharges de foudre, etc, l'admission des signaux perturbateurs sur l'appareil récepteur peut presenter un réel danger. Elle peut être la source de l'implosion du tube cathodique, de la destruction de certains circuits de l'appareil récepteur ou de la totalité de l'appareil; elle peut encore etre la source de dégâts étendus au-delà de l'appareil jusqu'à l'incendie de l'environnement. Pour éviter ces suites fâcheuses plusieurs solutions ont été préconisees. La plus radicale d'entre elles consisterait évidemment à empecher l'arrivée des signaux perturbateurs captés par l'antenne sur l'appareil précepteur. Mais il ne s'agit pas d'une question simple à résoudre et la technique ne connaît pas actuellement de réalisation satisfaisantes pour évineer radicalement ces signaux perturbateurs. Aussi,on donne généralement la consigne d'arrêter le poste de télé- vision en cas d'orages pour éviter aux usagers tout danger. Les solutions préventives connues consistent a préserver le tube cathodique du téléviseur,particulièrement vulnérable,par au moins un élément de circuit à seuil destiné à absorber ou à mettre à la terre toute surcharge incidente anormale. Cet élément de circuit à seuil peut etre un composant du type parafoudre par exemple. On le place ordinairement en parallèle sur le tube cathodique à l'intérieur du récepteur. La mise en oeuvre de ce type de solution n'assure qu'une protection imparfaite à l'encontre des signaux de tension très élevées découlant de fortes perturbations : orages, foudre, qui ne sont éliminés qu'après etre entrés dans le récepteur. La protection à l'encontre des signaux parasites faibles n'est pas assurée. On a pensé remédier aux imperfections des protecteurs interposés dans l'appareil à protéger en préconisant un para-surtension à placer en amont de l'appareil récepteur sur le cable coaxial d'antenne pour évincer les surcharges nuisibles avant qu'elles ne gagnent le poste. Un dispositif de ce genre est décrit dans le brevet américain n 2 922 913. Il comporte essentiellement un parafoudre, à éclatement dans l'air, ménage dans une structure de connecteur coaxial amovible. A l'interieur du connecteur,un intervalle de decharge est ménagé entre au moins une pointe ( en liaison électrique avec la gaine du connecteur coaxial mise à la masse ) et le conducteur axial du connecteur. Dans un tel dispositif pour une surcharge entrante supérieure à la tension d'amorçage, la recharge s'amorce et la totalité de la surcharge se trouve neutralisée car l'intervalle de décharge est placé en parallèle sur l'appareil à protéger.Comme le connecteur est disposé en amont du poste sur le cable coaxial venant de l'antenne l'appareil est protégé de toute surtension dépassant la valeur de la tension d'amorçage prédéterminée par la dimension de l'intervalle de deeharge. Mais un tel dispositif a l'incon vénient de ne préserver en rien des tensions minimes dues à des perturbations atmosphériques ou a des tensions statiques de niveau faible. De plus, la sensibilité du dispositif dépend du réglage de l'intervalle de décharge. Quand ce réglage est laissé, comme c'est le cas, à la discrétion de l'usager, la sécurité et la fiabilité de la protection dépendent de l'habileté de l'utilisateur. Aussi,pour remédier aux inconvénients des solutions connues, la présente invention a pour objet un dispositif de protection pour préserver un appareil récepteur d'ondes électromagnétiques captes par antenne à l'encontre des surcharges d'origine atmospherique transmises par l'antenne,caractérisé en ce qu'il comprend upl mini-parafoudre, à décharge sous atmosphère gazeuse, inclus dans un connecteur coaxial amovible. Selon une autre caractéristique de l'invention,le dispositif protecteur inclut un mini-parafoudre du type tube à décharge à gaz dans lequel au moins l'une des deux électrodes métalliques de décharge est scellée directement à un matériau isolant. Selon une autre caractéristique de l'invention,le dispositif protecteur inclut un mini-parafoudre du type tube à décharge à gaz dans lequel au moins l'une des électrodes de décharge est scellée au moyen d'un scellement verre-métal à un matériau vitreux isolant. Selon une autre caractéristique de l'invention,le dispositif protecteur comporte un mini-parafoudre du type tube à décharge à gaz dont les deux électrodes de décharge sont scellées directement à un matériau vitreux formant l'enceinte dudit tube. Selon une autre caractéristique de l'invention,le dispositif protecteur comporte un tube de décharge à gaz dans lequel l'espace de décharge inter-électrodes est de dimension faible Selon la caractéristique précédente le dispositif protecteur comporte un tube de décharge à gaz dans lequel l'espace de décharge limité par les électrodes a une longueur comprise entre 1/100e et 1/10e de millimètres. Selon une autre caractéristique de l'invention,le dispositif protecteur inclus dans un connecteur coaxial amovible comprend - un boîtier ayant une paroi externe isolante et une paroi interne conductrice, laquelle est apte à être reliée électriquement à la gaine d'un câble coaxial, - un conducteur central traversant longitudinalement ledit boîtier et ayant ses extrémités structurées pour être reliées,l'une à une fiche femelle et l'autre a une fiche mâle de cible coaxial, - un mini-parafoudre relié électriquement par sa première électrode à la paroi interne conductrice du boitier et par sa deuxième électrode au conducteur coaxial, le boîtier et le conducteur central constituant ledit connecteur coaxial amovible. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement a la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels : La figure 1 représente la vue en perspective éclatée dune forme de réalisa- tion du dispositif protecteur selon l'invention. La figure 2 représente la vue en section droite du dispositif de là figure 1 au niveau A'A. La figure 3 représente l'insertion du dispositif protecteur dans le circuit d'antenne de l'appareil à protéger. La figure 4 représente le tube à décharge mini-parafoudre inclus dans le dispositif de la figure 1. Selon la figure 1gle dispositif protecteur 10 est rélisé en forme cylindrique. Intérieurement, il comporte un mini-parafoudre constitué par un tube à décharge t visible de profil sur la figure 1. Le mini-parafoudre 1 est encastré dans un évidement 4,ménagé dans l'une des demi-coquille métalliques 5, 5' qui constituent la paroi interne métallique du boîtier 8, 9 une fois clos. Par la fente 6 ménagée entre les deux demi-coquilles 5 et 5',on aperçoit un conducteur central axial 7. Ce conducteur central T se termine vers la droite de la figure en T1 pour s'adapter à un cabale coaxial,par exemple à une fiche mise. L'autre extrémité (à gauche et non représentée sur la figure) se termine pour s'adapter à une fiche femelle de cible coaxial. Une connexion conductrice relie électriquement une première électrode du tube miniparafoudre 1 au conducteur central par un moyen quelconque, qui peut etre une soudure 2. La seconde électrode du mini-parafoudre 1 est électriquement reliée à la demi-coquille 5 par un moyen quelconque qui peut etre une soudure 3,pratiquée par exemple sur un conducteur intermédiaire entre ladite coquille et l'électrode. L'ensemble formé par le tube mini-parafoudre 1, les demi-coquilles 5, 5' et le conducteur central T est inclus dans un corps cylindrique 8 en forme de tube,fait d'un matériau isolant ,dont une extrémité est obturée par une pièce isolante 9 en forme de bouchon évidé centralement pour livrer passage au conducteur central et,en particulier,à l'extrémité T1 structurée pour s accoupler a une fiche mâle de câble coaxial. L'autre extrémité du corps cylindrique 8,à gauche sur la figure,est également évidée pour livrer passage au conducteur central 7 pour permettre son accouplement à une fiche femelle de câble coaxial. La figure 2 donne la section droite au niveau A'A de la réalisation du dispositif protecteur illustre par la figure 1,supposé entouré du corps 8. Sur cette coupe les memes références numériques désignent les memes objets que sur la figure 1. La figure 3 illustre le mode d'utilisation du dispositif protecteur 10 entre l'antenne de réception 32 qui capte les ondes électromagnétiques et l'appareil 31 qu'il s'agit de protéger des surcharges et des parasites. La figure 4 représente le tube à décharge mini-parafoudre inclus dans le dispositif de la figure 1. On distingue les deux électrodes 41, 42 distantes d'un espace de décharge "d" qui dans l'exemple de réalisation décrit et égal à 5/100 mm. Le montage du dispositif dans un connecteur coaxial assure deux modes de fonctionnement selon le niveau des tensions incidentes au regard de la tension d'amorçage du tube parafoudre 1. Pour toute tension inférieure a la tension d'amorçage du tube, le parafoudre est assimilable à un raccord coaxial sans plus. Le conducteur central reste isolé de la gaine reliée à la masse. Le premier mode de fonctionnement est celui d'un coaxial commun. Lorsque la tension incidente atteint ou dépasse la valeur de la tension d'amorçage, la de charge s 'amorce dans le mini-parafoudre. La mise à la masse du conducteur interne par le tube mini-parafoudre permet l'écoulement à la terre de la surtension incidente,ce qui réalise la protection de l'appareil 31. Le second mode de fonctionnement est celui d'un court-circuit antenne-masse. C'est donc des performances du tube parafoudre que dépendent les qualités de protection du dispositif selon l'invention. Il est loisible de choisir un tube parafoudre répondant à des exigences prédéterminées selon l'usage. En particulier,on a choisi pour la réalisation considérée ici un miniparafoudre d'un modèle sous enceinte de verre dans lequel les électrodes métalliques sont scellées directement dans le verre, l'intervalle de décharge ménagé entre les deux électrodes est de 5/100 de millimètre environ. Le gaz de remplissage du ballon est un gaz inerte, tel l'argon ou un mélange de gaz inertes. Un tel tube à décharge a l'avantage d'être d'une construction très robuste. Il permet d'écouler 1 K! en régime impulsionnel à 8 s de montée et 60/us de descente ; sa rapidité de réponse est de 100 nanosecondes.L'appareil est préservé,d'une part des effets des perturbations violentes : orages, chute de foudre,et des pics de tension statiques. Ceci constitue un grand avantage vis-à-vis des autres dispositifs de protection connus. Du fait qu'il s'agit d'un tube à décharge scellé,e'est-à-dire d'un parafoudre dont l'intervalle de décharge est régulé une fois pour toutes par sa construction, la protection est fiable et s'établit à partir d'un niveau constant Dès que la surcharge est passée, le tube mini-parafoudre est restauré dans son regime de fonctionnement en isolement coaxial et pret à resservir pour une nouvelle surcharge. La durée de vie dtun tube à decharge de ce genre est de plusieurs milliers d'heures de fonctionnement. Lorsque la surcharge subie dépasse les possibilités d'écoulement du mini-parafoudre, les électrodes, dejà très voisines, fondent ; la masse fondue comble l'espace de décharge et le tube détruit met le signal d'antenne à la masse. L'utilisateur est préservé de la destruction de son connecteur de protection parce qu'il ne reçoit ni son ni image. La mort du tube par usure se produit selon le meme mecanisme de court-circuit des éleetrodes. Dans tous les cas l'utilisateur est prévenu et ainsi invité à remplacer le miniparafoudre défaillant. Il en résulte une multiplicité d'avantages dans tous les cas d'emploi. La sécurité est totale et automatique contre toutes les surcharges d'origine atsos- phérique, statique ou autres au-dessus d'unniveau préétabli. Enfin le mini-parafoudre ne comporte pas d'éléments radioactifs,ce qui procure une innocuité absolue. De plus, dans un tel connecteur coaxial on peut remplacer le mini-parafoudre décrit par un autre ayant une efficacité plus élevée pour écouler de plus fortes surcharges (parce qu'il est construit avec un intervalle de décharge de plus grandes dimensions) ou encore par un autre mini-parafoudre plus sensible aux surcharges moins elevées. En particulier,on peut incorporer un miniparafoudre du type décrit dans la demande de brevet n 75 o6 524, dépose au nom de CLAUDE, ou encore du type fabriqué selon le procédé de fabrication décrit dans la demande de brevet n & 74 00 133 au nom de la demanderesse (revendications 2 et 3). Toute structure incluant un tube mini-parafoudre a décharge d'un type quelconque et s'accouplant à un cabale coaxial d'antenne peut être imaginée par l'homme de l'art sans pour autant sortir du domaine de protection de la présente invention. Bien que les principes de la présente invention aient été decrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDCATION Dispositifde protection pour appareil récepteur revêtant la forme d'un raccord coaxial contenant un nini-parafoudro connecté entre les deux connecteurs coaxiaux et prévu pour être inséré entre le conducteur coaxial d'antenne et le conducteur coaxial d'entrée de l'appareil récepteur, caractérisé par le fait Qu'il est compos d'un conducteur central, d'au oins deux disques isolant pour soutenir le conducteur central, d'un conducteur externe cylindrique en deux demi-coquilles et d'une enveloppe isolante, le tout structuré de part et d'autre en une prise coaxiale Ale et une prise coaxiale femelle accouplées dos à dos, et par le fait que le mini-parafoudre est logé dans un évidemment pratiqué dans une au moins des demi-coquilles.