18 - Tubes compteurs -
A partir de 1945 les physiciens nucléaires souhaitent une mesure de plus en plus exacte des diverses radio-activités et provoquent le développement de "compteurs" de particules donnant, parfois sur de longs intervalles de temps, une mesure précise et non plus approximative, comme celle fournie par l'intégration, sur de courtes durées, du galvanomètre associé aux tubes Geiger-Muller courants. De 1945 à 1955 les "échelles de comptage" seront réalisées essentiellement à partir de doubles triodes câblées en bascules bistables suivant le montage Eccles-Jordan. Les électroniciens utiliseront bientôt ces appareils pour la mesure des périodes ou fréquences.
Avec un câblage soigné et de faibles résistances on monte à 1 MHz, au prix d'une consommation élevée, la visualisation de l'état des bascules étant faite par des tubes néon miniatures du genre NE2.
Ultérieurement des triodes à forte pente, 12,5 mA/V pour la E188CC, permettent de monter à 10 MHz au prix d'une consommation encore accrue. Avec les E288CC de pente 18 mA/V on monte encore en fréquence ; mais avec un courant plaque de 30 mA par triode et 475 mA sous 6,3 V au filament l'alimentation de la première décade dégage pas mal de calories.
Dans les bascules bistables un élément sur deux est bloqué, parfois pendant des durées très longues pour les diviseurs de rang élevé rarement activés. Cela amène la formation d'une impédance parasite sur la cathode dont le métal se dégrade après quelques milliers d'heures sur les tubes classiques 12AU7. On crée donc des tubes de caractéristiques voisines avec une cathode renforcée pour l'emploi en "bascule", les 6211... En 1957 J.P. OEHMICHEN donne les détails du calcul des bistables dans "Pratique Electronique".
La complexité, la consommation et, par suite, l'encombrement de ces compteurs deviennent rapidement prohibitifs... Vers 1955 plusieurs tubes spécialisés dans le comptage apparaissent et proposent diverses solutions élégantes.
La famille des DECATRONS (ERICSSON) regroupe le comptage et l'affichage de l'état du compteur... Ils sont remplis de néon, avec une anode centrale entourée de 10 cathodes dont une seule est le siège d'une décharge conductrice.
Celle-ci se traduit par un point lumineux, consécutif à l'ionisation du néon, en face d'une couronne en plastique, gravée de 0 à 9, qui entoure le tube. A chaque impulsion reçue la décharge "saute" à l'espace cathode-anode de rang supérieur avec, au passage par 0, sortie d'un signal attaquant le tube suivant... Les DECATRONS existent en plusieurs variantes :
- GC10B limité à 4000 impulsions par seconde, fonctionnant en compteur-afficheur
- GC10C/S également limité à 4000 impulsions par seconde, mais doté de 10 connexions de cathode lui permettant de commuter des circuits extérieurs
Chez SYLVANIA on trouve des modèles voisins : 6802-6809, la RADIOTECHNIQUE proposant les Z303C-Z502S et en enfin, en 1963, le Z504S d'aspect extérieur voisin des tubes indicateurs NIXIES (BURROUGH).
Sur la photographie d'un groupe de DECATRONS on note les nombreuses tiges reparties sur un cercle, entre lesquelles ont lieu les décharges lumineuses. Le plot au centre du culot du tube du bas impose le support spécial, visible sur la gauche du tube SYLVANIA. Le GS12D qui ne figure pas, faute de place, sur cette photographie mérite une mention particulière. Son culot est entièrement dédié, en plus de l'anode, aux 12 (!) sorties de cathode ce qui permet de compter suivant toutes les bases depuis deux jusqu'à douze, en passant par le mode octal ou décimal... pour un peu on arrivait a l'hexadécimal... où l'affaire devient curieuse, c'est que les connexions aux "guides" G1/G2 s'effectuent par de simples fils passant au travers du culot...
Ces tubes sont très limités en fréquence, en raison des temps d'ionisation-extinction des décharges dans le gaz, les meilleurs montent à 20 KHz. Cela n'empêche pas la Sté ROCHAR de les utiliser dans son chronomètre-fréquencemètre A770... D'autres solutions sont offertes.
E1T RADIOTECHNIQUE : cette fois il s'agit d'un tube à vide dans lequel un faisceau laminaire d'électrons est déplacé, à chaque impulsion reçue, sur un petit écran fluorescent incorporé au tube et repéré de 0 à 9. Atteignant 100 KHz, avec son affichage intégré, ce tube connaît un certain succès dont le fréquencemètre FERISOL HB1O1 est un exemple visible ci-dessous (les dimensions de l'appareil étaient impressionnantes... ).
Enfin, dernier de cette famille, le TROCHOTRON 6700 qui doit son nom à la trajectoire en forme de trochoïde des électrons soumis à la fois au champ électrique intérieur et au champ magnétique du gros aimant entourant le tube. En raison de ce fort champ magnétique perturbateur, le tube doit être séparé d'au moins 10cm de ses congénères.
Sa structure interne rappelle un peu celle d'un magnétron à 10 anodes fendues. De nouveau les impulsions successives reçues font tourner le faisceau d'électrons qui saute de cible en cible. Si ce tube est nettement plus rapide que les précédents, puisqu'il compte jusqu'à 1 à 5 MHz suivant les modèles, il est toutefois dépourvu de l'affichage qui sera obtenu par un tube NIXIE qui utilise la décharge lumineuse sur des cibles découpées suivant la forme des chiffres 0 à 9.
Le ET51 RADIOTECHNIQUE appartient à cette dernière famille de tubes compteurs.
Pour tous ces tubes qui utilisent un grand nombre de broches (26 pour un Trochotron), les supports sont relativement compliqués, et par suite coûteux.
Très rapidement les transistors prennent la relève et ramènent encombrement et consommation à des valeurs acceptables ; la visualisation de l'état des bascules s'effectuant sur des tubes dérivés de la famille NIXIE de BURROUGHS à laquelle appartient le B5441.
Sur une embase ne comportant pas moins de 16 broches il présente les chiffres 0 à 9 sur la hauteur du tube, son cadet B5441A est dépourvu du queusot de vidage supérieur. Toujours avec la présentation latérale des chiffres, le ZM1032 offre la particularité d'utiliser un culot noval classique, donc un support courant et peu coûteux. Comme il faut normalement 10 connexions reliées aux chiffres 0 à 9 en plus de l'anode commune, on contourne la difficulté en utilisant le décodage "biquinaire" du compteur : une anode étant activée pour les chiffres pairs, une seconde pour les chiffres impairs, il reste à grouper deux par deux les chiffres pairs-impairs sur 5 cathodes. Ci-dessus la feuille des caractéristiques du ZM1032 montre sa disposition générale. Passant aux tubes à vision frontale, en bout coté opposé aux connexions, nous trouvons nombre de modèles présentant une certaine similitude :
- F9057AA CSF hauteur des chiffres 15,5 mm
- Z560 dans la même présentation ronde
Le ZM1020/Z520, toujours avec chiffres de 15 mm de haut, existe dans une version munie de deux plats latéraux au lieu de la forme ronde habituelle. Il s'agit du ZM1162 qui autorise l'assemblage plus compact d'un groupe de six à huit tubes mis côte à côte ; ce tube MULLARD 14 broches est par ailleurs électriquement équivalent au ZM1020/Z520. En dehors de l'affichage de chiffres 0 à 9, certains tubes présentent des graphismes différents, ou utilisent un autre mode de fonctionnement. Le DR2030 R.C.A, afficheur NUMITRON, est muni de petits filaments analogues à ceux de lampes d'éclairage pour tracer les signes + et -.
Enfin, à mi-chemin entre l'afficheur conventionnel et "l'oeil magique" du genre DM70/DM71, on trouve le DM160 : c'est une triode subminiature diamètre 5,5 mm longueur 25 mm dont la luminosité du gaz de remplissage varie avec la tension appliquée à sa grille, entre 0 et -3 volts, par certains montages à transistors.