Brevet FR2652678A1 — publié le 19910405

La présente invention concerne un canon à électrons de tube à rayons cathodiques, elle concerne plus précisément un agencement de moyens qui servent à fixer le canon à électrons dans le tube à rayons cathodiques. Dans un tube à rayons cathodiques, appelé TRC dans la suite de la description, un canon à électrons produit un faisceau d'électrons servant à bombarder un écran cathodoluminescent pour former une image à visualiser. Un TRC comprend une enveloppe sous vide, en verre, et le canon à électrons est monté dans cette derniere dans une partie formant un col, à I'opposé de l'écran, à une extrémité appelée pied de tube. Cette extrémité comprend une embase de connexion, formée par une embase en verre traversée par plusieurs fils métalliques qui, dans le tube, sont reliés aux différents éléments du canon à électrons, et qui à l'extérieur du tube, permettent de réaliser la connexion de ces éléments aux différents organes de commande et dtaIimentations électriques. La figure 1 montre schématiquement un canon à électrons classique d'un TRC. Le TRC est représenté partiellement par son enveloppe sous vide ou plus précisément par le col 1 de cette dernière ; le canon à électrons étant disposé du côté d'une extrémité 2 qui constitue le pied de tube c'est-à-dire le côté qui comporte l'embase de connexion (non représentée) ci-dessus mentionnée. Le canon à électrons comporte, en partant de ltextrémité 2, une cathode 3, représentée sous la forme d'un cylindre contenant un filament f. La cathode 3 est destinée à produire des électrons eux-mêmes destinés à former un faisceau d'électrons F ayant un axe X qui constitue également l'axe longitudinal du TRC. On trouve ensuite, dans le sens de propagation SP du faisceau F, une électrode de commande W ou Wehnelt qui est constituée par une coupelle métallique entourant la cathode 3, et ayant une paroi WP dans laquelle est formé un orifice 5 centré sur l'axe X et destiné au passage du faisceau F. On trouve ensuite une électrode de première accélération 4 suivie d'une électrode de focalisation 6.L'électrode de première accélération 4 comporte un petit orifice 7 prévu pour le passage du faisceau, orienté vers l'électrode de commande W, et elle comporte un second orifice 8 plus grand orienté vers l'électrode de focalisation 6. Le schéma de la figure 1, donné à titre d'exemple non limitatif, montre qu'un canon à électrons est un ensemble complexe. Son bon fonctionnement exige un positionnement précis des éléments qui le constituent, et sous peine de dégrader gravement les caractéristiques du faisceau F, ce positionnement doit être respecté aussi bien lors du montage du canon à électrons dans le TRC qu'au cours du fonctionnement de ce dernier. Ce dernier point peut présenter des difficultés, particulièrement si le TRC est d'un type devant fonctionner dans des conditions d'environnement sévères, notamment quant aux vibrations et accélérations, comme c'est le cas par exemple pour les matériels embarqués dans des avions. Une solution connue qui donne satisfaction sur ces deux plans, consiste à monter les différents éléments du canon à électrons entre plusieurs barreaux isolants disposés le long de l'axe longitudinal du TRC et répartis autour de ce dernier ; et à utiliser plus particulièrement l'électrode de commande W ou Wehnelt pour réaliser une liaison mécanique avec I'embase de connexion du TRC. La figure 2 montre de manière schématique un pied de tube, c'est-à-dire l'extrémité 2 du col 1 montrée à la figure 1, de manière à représenter une structure telle que ci-dessus décrite. Le col 1 est fermé du côté de l'extrémité 2 par une embase de connexion 9 en verre, munie de fils conducteurs rigides T1 à T8 qui la traversent, de manière à permettre, par ces fils conducteurs appelés 'ttraverséestt, la connexion électrique entre les éléments du canon à électrons (CE) et des éléments extérieurs (non représentés) ; ces traversées Ti à T8 sont sensiblement parallèles à l'axe X du TRC et elles sont réparties autour de ce dernier. Les éléments du canon à électrons sont disposés le long de l'axe X du TRC ou axe du faisceau et sont centrés sur cet axe autour duquel ils sont de révolution; on trouve successivement : l'électrode de commande W, dont la paroi munie d'un orifice 5 de passage du faisceau est orientée à l'opposé de l'embase 9 ; puis la première électrode d'accélération 4, dont l'orifice 7 est orienté vers l'électrode de commande W; puis enfin l'électrode de focalisation 6. Selon un montage classique, la cathode 3 est disposée à l'intérieur de la coupelle métallique que forme l'électrode de commande W, et sur la figure 2 on aperçoit seulement une extrémité en dépassement de la cathode 3 ; le filament étant lui-même monté à l'intérieur de la cathode, il n'est pas visible sur la figure 2. Des barreaux de verre Bi, B2, B3 servent à solidariser entre elles de façon rigide ces électrodes W, 4, 6, et à cet effet ces barreaux de verre B1, BZ, B3 sont disposés à la périphérie de ces électrodes et le long de ces dernières, parallèlement à l'axe longitudinal X et avec une distribution régulière autour de cet axe : par exemple deux barreaux B1, B2 peuvent être disposés dans un même plan parallèle au plan de la figure, chacun d'un côté de l'axe longitudinal X, et, dans un plan perpendiculaire à celui de la figure, deux autres barreaux peuvent être disposés dont l'un B3 (représenté en traits pointillés) est situé dans un plan moins profond que celui qui contient les deux barreaux B1, B2 ; l'autre barreau étant alors dans un plan plus profond, il n'est pas visible sur la figure 2. Les électrodes W, 4, 6 sont solidarisées à chacun des barreaux B1, B2, B3 par des picots d'ancrage PI à P8 qui, d'une part, sont solidaires des électrodes, soit qu'ils aient été réalisés de construction lors de la réalisation de ces électrodes, soit qu'ils soient soudés à ces dernières, et d'autre part, ils sont solidaires des barreaux B1 à B3 par le fait qu'ils sont noyés dans ces derniers. En effet, les éléments d'un canon à électrons sont en général montés sur un outil qui permet de les maintenir à leur position respective, pendant que les barreaux B1 à B3 en verre sont chauffées de manière à noyer dans ces barreaux une partie des picots d'ancrage Pi à P8. Les trois électrodes W, 4, 6 étant maintenues entre elles à l'aide des barreaux B1, B2, B3, cet ensemble est porté par une collerette 10 appelée collerette de mise sur pied, métallique, qui constitue une base rigide ; la collerette 10 est disposée entre l'embase 9 et l'électrode de commande W et elle est solidarisée à cette dernière. La collerette 10 est située très près de l'électrode de commande W à laquelle elle peut être fixée soit directement, soit ainsi que dans l'exemple non limitatif décrit à l'aide de pattes de fixation 13 métalliques, par soudure par exemple. La collerette 10 de mise sur pied peut ainsi porter, par l'intermédiaire de l'électrode de commande W, l'ensemble du canon à électrons CE, de telle sorte que le canon à électrons CE peut être solidarisé à l'embase 9 dune manière rigide et mécaniquement satisfaisante, la collerette 10 de mise sur pied étant elle-même solidarisée mécaniquement à l'embase de connexion 9 par les traversées T1 à T8 que comporte cette dernière. A cet effet, la collerette 10 comporte des picots de fixation PF1, PF2, PF3 sensiblement parallèles à l'axe longitudinal X, qui sont solidarisés par soudure à des traversées respectivement T7, T6, T4 de l'embase de connexion 7 ; ces picots de fixation PF1 à PF3 sont portés par une face 15 de la collerette 10, face à laquelle ils sont fixés directement, par soudure par exemple. Ces picots de fixation PF1 à PF3 représentent des points de fixation entre le canon à électrons CE et l'embase de connexion 9, et de préférence ces points de fixation sont répartis de manière sensiblement égale autour de l'axe longitudinal X, de manière à répartir les points d'appui et à conférer à l'ensemble de bonnes qualités mécaniques. Il est à noter que les picots de fixation PFI à PF3 étant métalliques, c'est-à-dire conducteurs, ils constituent en outre des éléments de connexion, de telle sorte que l'électrode de commande W est électriquement reliée aux trois traversées T7, T6, T4 du fait qu'elle est électriquement reliée à la collerette 10 par les pattes de fixation 13. Les autres éléments du canon à électrons CE sont également reliés chacun, à l'une des traversées restantes, à savoir - l'électrode de focalisation 6 est reliée par un conducteur 16 à une traversée T8, en passant par la périphérie de la collerette 10 de mise sur pied, laquelle à cet effet comporte une encoche 17 ;; - l'électrode de première accélération 4 est reliée d'une manière semblable à une traversée Ti, par un conducteur 14 qui passe par une encoche 19 formée à la périphérie de la collerette 10 - la cathode 3 est reliée par un fil 20 à une traversée T5, le fil 20 passant à cet effet par un trou 21 réalisé dans une partie centrale de la collerette 10, en vis-à-vis de la cathode - les deux extrémités fl, f2 du filament (non représenté) qui est contenu dans la cathode sont reliées chacune à une traversée T2, T3 ; il est à signaler que les connexions du filament sont particulièrement délicates et fragiles, et il est courant de recourber les parties intérieures T2', T3' des traversées auxquelles ces filaments sont connectés et de réunir mécaniquement ces parties intérieures de traversées à la collerette 10 par des picots de fixation, qui à une extrémité sont solidarisées à la collerette 10 par l'intermédiaire d'une perle isolante 22, et dont l'autre extrémité est recourbée pour être fixée par soudure aux parties intérieures T2', T3' des traversées. Comme il a été dit plus haut, une telle structure est mécaniquement satisfaisante, cependant elle présente au moins un inconvénient qui réside dans le fait que l'électrode de commande W, par le fait qu'elle est connectée à la collerette 10 de mise sur pied, présente une capacité parasite relativement élevée, qui notamment tend à limiter aux fréquences élevées les possibilités de modulation du faisceau d'électrons. La présente invention a pour but de réduire cette capacité parasite, tout en conservant à l'ensemble formé par ie canon à électrons et l'embase de connexion des caractéristiques de tenue mécanique semblables à celles qui sont obtenues dans le cas de l'art antérieur ci-dessus décrit. L'invention s'applique plus particulièrement dans le cas des canons à électrons dont l'électrode de commande a une forme de coupelle et entoure la cathode, et aussi dans le cas ou le canon à électrons est lié à l'embrase de connexion du tube par une collerette servant de base mécanique telle que notamment la collerette de mise sur pied ci-dessus mentionnée. Selon l'invention, un canon à électrons d'un tube à rayons cathodiques, le tube à rayons cathodiques comportant une embase de connexion à laquelle le canon à électrons est mécaniquement solidarisé par l'intermédiaire d'une collerette, le canon à électrons comportant une cathode, une électrode de commande, une électrode de première accélération, la cathode étant au moins partiellement entourée par l'électrode de commande, l'électrode de commande et l'électrode de première accélération étant disposées successivement le long d'un axe longitudinal, ces deux électrodes étant solidarisées l'une à l'autre par au moins deux barreaux isolants qui s'étendent le long de l'axe longitudinal et à la périphérie de ces électrodes, est caractérisé en ce que les barreaux isolants se prolongent jusqu'à proximité de la collerette à laquelle ils sont mécaniquement solidarisés, l'électrode de commande étant liée mécaniquement à la collerette par l'intermédiaire des barreaux isolants. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux figures annexées, parmi lesquelles -la figure 1 est le schéma électrique d'un canon à électrons classique - la figure 2 est une vue schématique en plan d'un canon à électrons disposé dans un tube à rayons cathodiques selon un montage de l'art antérieur - la figure 3 représente un canon à électrons conforme à l'invention par une vue semblable à celle de la figure 2. La figure 3 montre à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée d'un canon à électrons 25 conforme à l'invention. Le canon à électrons 25 est monté dans le col 26 d'un TRC, à proximité d'une embase de connexion 27 de ce dernier. Le canon à électrons 25 comporte une électrode de commande ou Wehnelt 28 suivie de manière classique, à l'opposé de l'embase de connexion 27, d'une électrode de première accélération 29 elle-même suivie d'une électrode de focalisation 30 ; ces électrodes sont disposées le long d'un axe longitudinal X du TRC, lequel axe constitue par exemple l'axe du faisceau d'électrons (non représenté) que produit le canon à électrons 25. L'électrode de commande 28 a une forme de coupelle, et elle entoure de façon classique une cathode 31 qui contient un filament (non représenté). Les électrodes 28, 29, 30 sont mécaniquement maintenues à l'aide de barreaux isolants 35, 36, 37 en verre par exemple, qui s 'étendent le long de l'axe longitudinal X et autour des électrodes 28, 29, 30, c'est-à-dire que ces barreaux isolants sont sensiblement parallèles à l'axe longitudinal X et sont disposés à la périphérie de ces électrodes ; dans l'exemple non limitatif décrit, on a représenté seulement trois barreaux isolants dont les deux premiers 35, 36, sont de chaque côté de l'axe longitudinal X et dont le troisième 37 (montré en traits pointillés) est à un même intervalle des deux premiers, de telle sorte que sur la figure 3 ce troisième barreau 37 apparaît sur l'axe longitudinal X, un quatrième barreau (non visible sur la figure 3) pouvant être dans ces conditions disposé à l'opposé du troisième barreau 37.Les électrodes 28, 29, 30 sont chacune solidarisées aux barreaux 35, 36, 37 par des picots d'ancrage P1 à P8, d'une manière semblable à celle par laquelle les électrodes d'un canon de l'art antérieur sont fixées aux barreaux isolants. Le canon à électrons 25 comporte une collerette 40, métallique, formant collerette de mise sur pied, et qui est disposée entre l'électrode de commande 28 et l'embase de connexion 27, dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Selon une caractéristique de l'invention, les barreaux isolants 35, 36, 37 sont mécaniquement solidarisés à la collerette 40. A cet effet, dans l'exemple non limitatif de la description, les barreaux isolants 35, 36, 37 sont prolongés jusqu'au niveau de la collerette 40 qui se trouve ainsi contenue entre ces barreaux isolants. La collerette 40 comporte > à sa périphérie 41, des picots d'ancrage P9, P10 qui sont noyés dans les barreaux isolants 35, 36 d'une manière en elle-même conventionnelle. Les picots d'ancrage P9, P10 peuvent être rapportés sur la collerette 40 par soudure par exemple, mais ils peuvent être réalisés aussi de construction, c'est-à-dire en même temps qu'est réalisée la collerette 40, par des techniques d'emboutissage par exemple. Il est à noter que la fixation de la collerette 40 aux barreaux isolants 35, 36 pourrait être réalisée de manière différente, par exemple les barreaux isolants 35, 36 pourraient être arrêtés avant la collerette 40, et être solidarisés à la collerette 40 par leur extrémité orientée vers cette dernière ; dans ce cas, les picots d'ancrage P9, P10 peuvent par exemple être montés sur la face intérieure 45 de la collerette 40, face intérieure qui est orientée vers Itélectrode de commande 28. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'électrode de commande 28 n'est plus directement solidaire de la collerette 40, mais elle est liée mécaniquement à cette dernière de manière rigide, par l'intermédiaire des barreaux 35, 36, 37. 1l est à noter que pour plus de clarté de la figure 3, l'extrémité du troisième barreau 37 orientée vers la collerette 40 n'est pas représentée, de manière à libérer la partie centrale de la collerette 40. Ainsi, par rapport à l'exemple de l'art antérieur représenté à la figure 2, l'électrode de commande n'est plus fixée à la collerette de mise sur pied par des pattes de fixation (pattes de fixation repérées 13 sur la figure 2). Par suite, l'électrode de commande 28 n'est pas électriquement reliée à la collerette 40, c'est-à-dire qu'elle est électriquement indépendante de cette dernière. I1 en résulte que par rapport à l'art antérieur, la capacité parasite que présente l'électrode de commande 28 est réduite de manière très appréciable de l'ordre de 1,5 picofarad (1, 5.10 12 Farad): en fait, par cette nouvelle disposition, la capacité présentée par l'électrode de commande 28 d'un type donné est de l'ordre de 5 picofarad, alors qu'avec la structure de l'art antérieur, I'électrode de commande d'un même type présente une capacité de l'ordre de 7 picofarad.On peut encore obtenir une réduction plus grande de la capacité, du fait que dans la structure conforme à l'invention, l'électrode de commande 28 n'a pas à assurer les mêmes fonctions mécaniques que dans l'art antérieur, et que par suite cette électrode de commande peut comporter une structure de masse et de surface plus faibles. Bien que dans la structure de l'invention, la collerette 40 soit directement liée aux barreaux isolants 35, 36, 37, la collerette 40 peut être solidarisée à embase de connexion 27 d'une manière semblable à celle de l'art antérieur montrée à la figure 2 - l'électrode de focalisation 30 est reliée par une connexion 16 à une traversée T8 qui passe par une encoche 17 formée à la périphérie de la collerette 40 - l'électrode de première accélération 29 est électriquement reliée à une traversée T1 par une liaison électrique 14 qui passe par une encoche 19 formée au niveau de la collerette 40 - la cathode 31 est reliée par une liaison 20 à une traversée T5 - les extrémités fl, f2 du filament contenu dans la cathode 31 sont reliées chacune à une traversée T2, T3 d'une manière semblable à l'exemple représenté à la figure 2 - et comme dans l'art antérieur représenté à la figure 2, la collerette 40 peut être solidarisée mécaniquement à l'embase de connexion par des picots de fixation, de sorte à constituer par exemple trois points de fixation distribués de manière sensiblement symétrique autour de l'axe longitudinal X. Ces trois points de fixation sont représentés par des picots de fixation PF1, PF2, PF3 que comporte une face 15 de la collerette 40 orientée vers l'embase de connexion 27 ; les picots de fixation PF1, PF2, PF3 étant soudés respectivement à une traversée T7, T6, T4. Dans l'exemple non limitatif de la description, l'électrode de commande 28 est électriquement reliée, par un conducteur 46, à une neuvième traversée T9. La masse métallique que constitue la collerette 40 (plus les picots et traversées qui lui sont raccordés) peut être reliée à un potentiel fixe, soit à l'extérieur du TRC, soit à l'intérieur de ce dernier comme dans l'exemple non limitatif montré à la figure 3, où un conducteur électrique 50 relie le picot de fixation PF3 à la partie intérieure T3' de la traversée T3 qui correspond à une extrémité de filament ; bien entendu la collerette 40 peut être électriquement reliée à un autre organe en fonction des caractéristiques de fonctionnement du canon à électrons. Cette description constitue un exemple non limitatif, notamment en ce qui concerne la constitution du canon à électrons 25, ce canon à électrons pouvant comporter une suite d'électrodes différentes de celles ci-dessus mentionnées, l'important étant que l'électrode de commande ou Wehnelt soit, sur le plan de la fixation, un élément semblable aux autres éléments du canon, et que cette électrode de commande ne soit pas le pivot de cette fixation comme dans l'art antérieur. REVENDICATIONS 1 - Canon à électrons d'un tube à rayons cathodiques, le tube à rayons cathodiques comportant une embase de connexion (27) à laquelle le canon à électrons (25) est mécaniquement solidarisé par l'intermédiaire d'une collerette (40), le canon à électrons (25) comportant une cathode (31), une électrode de commande (28), une électrode de première accélération (29), l'électrode de commande (28) entourant au moins partiellement la cathode (31), l'électrode de commande et l'électrode de première accélération (28, 29) étant disposées successivement le long d'un axe longitudinal (X), ces deux électrodes (28, 29) étant solidarisées l'une à l'autre par au moins deux barreaux (35, 36) qui s'étendent le long de l'axe longitudinal (X), caractérisé en ce que les barreaux (35, 36) se prolongent jusqu'à proximité de la collerette (40) à laquelle ils sont solidarisés, l'électrode de commande (28) étant mécaniquement liée à la collerette (40) par l'intermédiaire des barreaux (35, 36, 37). 2 - Canon à électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que la collerette (40) est fixée à l'embase de connexion (27) par au moins trois points (PF1, PF2, PF3) situés autour de l'axe longitudinal (X). 3 - Canon à électrons selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électrode de commande (28) est électriquement indépendante de la collerette (40). 4 - Canon à électrons selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les barreaux (35, 36, 37) se prolongent autour de la collerette (40). 5 - Canon à électrons selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la collerette (40) comporte des picots d'ancrage (P9, PlO) par lesquels la collerette (40) est fixée aux barreaux isolants (35, 36, 37). 6 - Canon à électrons selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la collerette (40) est reliée électriquement à un filament contenu dans la cathode.