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NOUVELLE METHODE D'EMISSION D' ONDES MODULEES PROCEDES DE REALISATION, ET APPLICATIONS A LA RADIOTELGRAPHIE ET A LA RADIOTELEPHONIE SIMILEES MULTIPLEX ET DECRETES.
On sait qu'en appliquant la décomposition en série de Fourier à de la parole ou à de la musique on peut assimiler celle-ci à un spectre ou à une bande de fréquences simples et la repré- senter sous la forme symbolique par l'expression :
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an désignant l'amplitude de la composante de pulsation ÛN et dedéphasage #N.
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La modulation téléphonique, normale par
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un émetteur de pulsationU.; et deomplitude A a pour expression :
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Kn étant alors le degré de la profondeur de modula- tion exprimé en % de la pulsation Ûn On sait éga- lement que cette expression est identique à :
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le premier terme représente ce que l'on appelle l'onde porteuse, le deuxième terme le spectre ou la bande supérieure, le troisième terme le spectre ou
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la bande inf6rieurof
Il est intéressant, et cela a déjà été fait pour do la téléphonie commerciale (ne demandant pas la morne qualité de reproduction que la musique ou le chant) de supprimer de la transmission, soit l'onde porteuse et l'une des bandes latérales, soit seule-- ment une bande latérale.,
Cette opération s'est effectuée jusqu'ici exclusivement au moyen de filtres à bandes.
Si l'on remarque que, pour les composantes de fréquence grave de la parole, les 2 bandes sont très rapprochées l'une de l'autre, on conçoit qu'avec des "filtres"il est impossible d'effectuer la sépara- tion pour ces fréquences graves.
La présente invention, système Chireix, fournit une méthode et des procédés de réalisations qui remédient à cet inconvénient.
Se basant sur l'identité
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costjjt cos..Qt + sincsit sinstt cos (@.z Àl)t , l'invention en déduit une méthode qui consiste à dis- @
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poser de 2 courants haute fréquence de pulsation # en quadradure et à les moduer respectivement par dos spectres do courant étendus jusqu'aux plus basses fréquence et de la forme :
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Pour l'application do la méthode suivant l'invention, une premièro grosso difficulté à récou- drc consiste, étant donné un spoctre de courants ¼ an cos (Ûn t -#n) à produre en partant de co spectre un autre spectre 20 an sin.
(Ûnt-#n) o n n n identique au premier quant aux amplitudes respecti- ves an mais présentant des courants déphasés de 90# ceci restant vrai môme pour des fréquences très gra- ves. Ce problème ne peut recevoir qu'une solution approchée, mais suivant les modes do réalisations fournis par l'invention, la solution obtenue peut être aussi approchée que l'on voudra.
Un moyen de réalisation est fourni par le circuit de la figure 1, comportant, mises en sé- rie une inductance L'une capacité C, une résistance r et une seconde résistance r' La tension d'arri- vée E est appliquée par les conducteurs 1 et l'entre L et C, d'une part, et entre r et r' d'autre part ; la tension e de sortie est recueillie entre les conducteurs 2 et 2' connectés respectivement entre L et r, d'une part, et entre C et r' d'autre part; dans ce circuit, pour toutes les fréquences envisa- gées, les résistances r et r' sont faibles devant les impédances de self et capacité. Si le circuit L C résonne sur la pulsation #o # et si r = r', la tension recueillie entre 2 et 2' est .
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Cette tension varie peu, quand # varie #o de part et d'autre de l'unité et est d'autre part en quadrature exacte avec E à un infiniment petit près du second ordre quand la variation de'e est considé- rée comme un infiniment petit du 1er ordre.
Un autre moyen de réalisation, fourni par le circuit de la figure 2, dans lequel les impédances seraient faibles vis-à-vis des résistances R, constitue une variante aboutissant aux mêmes résultat s.
Néanmoins les schémas des figures 1 et 2 donnent, une solution beaucoup trop grossière de la réalisation de la méthode,
Une meilleure solution est fournie par le schéma suivant (figure 3) dans lequel q1 P1,Q2 sont des dispositifs déphaseurs du genre de ceux des figures 1 et 2, T un transformateur à deux secondai- rose 1, l' les conducteurs d'entrée du montage, 2,2' une ligne de sortie pour la tension en quadrature, 3,3' une ligne de sortie pour la tension en phase.
Los courants téléphoniques étant appliqués en 1, l' on recueille en ab une tension en quadratu- re avec E d'amplitude.
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E C>/,(W + ,t étant un certain eef WO' W ) cient grâce au dispositif Q1
On prend d'autre part directement en c d, grâce à un potentiomètre une portion en phase de la tension E . On ajoute ensuite à cette tension en pho- se une autre tension fournie par le transformateur T .
Cette tension est produite par la tension a b ayant traverse un dispositif P identique ou semblable à Q1 Elle est de la forme E ss (#/#o + #o/#)2 et on pho- se avec E car elle a subi un double déphasage en qua- drature. Le transforma.tour T fournit également une
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tension que l'on applique à un dispositif Q2 sembla- ble à Pl et Q1 etqui redonne en ef une tension do la forme : E # ( # + Wo )3 et en quadrature #o w avec E, car elle a subi 3 déphasages successifs.
On aura donc en définitive en 2,2' une tension en quadrature de la forme :
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et en 3, 3' une tension en phase do la forme :
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Par un choix convenable des paramètres Ó ss # on peut rendre ces deux tensions très égales entre elles dans une grande gamme do fréquences.
Ainsi
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par exemple si rJ... = 0.82 l'j = G.19 - 0.0125 la différence des tensions vis-à-visde leur somme est inférieure à 2,5 % pour une gamme de fréquences al- lant de # à 10 #o c'est-à-dire pour un spectre 10 de fréquences allant de 1 à 100,
On se rend compte du reste que la méthode d'obtention des termes correctifs par l'introduction dans le montage de dispositifs correcteurs successifs est générale et que l'on pourrait réintroduire dans les lignes 2, 2' et 3,3' respectivement un troisième terme correctif de tension, puis un quatrième, etc..
On remarquera néanmoins que, si lesampli- tudes relatives ainsi que les relations de phase sont conservées, l'amplitude en valeur absolue croît quand on s'éloigne de la moyanne géométrique. On pourra remédier à ce défaut en plaçant à l'entrée un circuit correctif qui dans sa forme la plus sim- ple peut être un simple circuit résonnant conveena- blement amorti tel que représenté en C.
Pratiquement le montage devra être réali- sé de façon à éviter tout débit de la sortie dos
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circuits déphaseurs et par exemple au moyen de lampes relais comme l'indique la figure 4, cette figure se comprend d'elle-même, les mêmes lettres et chiffres de référence désignant les mêmes organes ou bornes.
Une variante de la figure 4 est donnée par la figure 5. Cette variante a pour but d'éviter les déphasages pouvant être introduits par les trans- formateurs si ceux-ci ne sont-pas correctement cons- truits .
Ayant produit les deux systèmes de courants:
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un moyen pour appliquer la méthode de modulation con- forme à l'invention est fourni par le montage de la figure 6 donnée à titre d'exemple.
Deux tensions de haute fréquence en qua- drature sont dérivées de la ligne 1,1' au moyen de deux circuits accordés I et II, le circuit II rece- vant son induction du circuit I. Ces tensions sont appliquées respectivement à deux montages symétriques IIIet IV d'un type connu, comportant chacun des lam- pes ou groupes de lampes, montés en opposition. Les grilles d.u montage symétrique III sont alimentées au moyen des conducteurs 7, 7' reliés d'autre part aux deux armatures du condensateur 11 du circuit accordé I pourvu de deux self-inductances, l'une 9 servant au couplage avec la self-inductance 13, re- liée directement à la ligne 1,1', l'autre 9'servant au couplage avec la self-inductance 10 du circuit accordé II.
Aux-armatures de la capacité 12 de ce deuxième circuit accordé sont branchés les deux con- ducteurs 8, 8' d'alimentation des grilles du montage symétrique IV. Les circuits grille-cathode des mon- tages symétriques se ferment à'travors des prises médianes sur les self-inductances 9, 10, lesdites
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prises étant reliées à la masse 15 à travers dos batteries de polarisation 14,14' et les cathodes des lampes étant également reliées à la masse 15. Les tensions appliquées aux montages III et IV sont modu- lées, par exemple suivant le système dit en contrôle d'anode ou à courant constant par les débits prove- nant des lignes 2,2' et 3,3' dos figures 4 ou 5.
Si les montages symétriques sont équilibrés de façon que l'onde de pulsation # no passe pas on recueillera dans le circuit V do sortie, par la ligno 4, 4'
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suivant le sens desconnexions.
Si l'un des montages symétriques est dé séquilibré partiellement ou complètement en suppri- mant une de ses lampes on recuoillera en plus une onde porteuse A cost ou A sing#t suivant que le déséquilibre portera sur III ou bien sur IV.
Dans l'un etl'autre cas on aura un systè- me' de transmission répondant aux conditions indiquées au début du présent brevet.
Une application particulièrement intéres- sante des méthodes et dispositifs suivant l'invention réside dans le Broadcasting. La suppression d'une des bandes latérales permet toutes choses égales d'ail- leurs de loger dans une même bande de fréquence deux fois'plus d'émissions. Elle permet, en outre, de ré- duire de moitié la bande passante des récepteurs et par suite grâce à une syntonie plus poussée de rédui- re l'importance des parasites atmosphériques.
Dans le cas d'un émetteur de radiodiffusion fonctionnant sui-
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vant le principe dit de l'amplification en haute fréquence modulée, le montage de'la figure 6 s'in- tercalera simplement entre 2 étages de l'amplifica- tion haute fréquence, sans autre complication. Pour les mêmes raisons l'antenne pourra être plus syntoni- sée puisque le spectre de' fréquence sera réduit de moitié. Dans ce cas du reste le fait que les ampli- tudes aient tendance à croître (malgré le circuit correctif) pour les notes graves et pour les notes aiguës est plutôt une chose avantageuse vu la diffi- culté de bien transmettre les' extrémités du spectre des fréquences acoustiques.
L'invention peut encore trouver de nombreu- ses applications en ondes courtes, en'particulier dans le cas des transmissions multiplex télégraphi- ques et téléphoniques secrètes ou non,
On fournira, à titre d'exemple, un cas par- ticulier d'application, se rapportant à la réalisa- tion de transmissions téléphoniques simultanées'
Les fréquences de la première transmission téléphonique P pourront s'écrire symboliquement à un instant donné ¼P; de même les fréquences de la seconde ¼Q Les spectres sont les mêmes bien enten- du; ce sont ceux de la voix.
En appliquant les mon- tages des figures 3, 4 ou 5 et 6 on pourra transpo- ser le spectre P dans le spectre ¼(F + P) ou bien encore dans le spectre ¼(F- P), F étant une fré- quence de l'ordre de quelques milliers de périodes par seconde, de façon à séparer le nouveau spectre ¼ ( F + P) ou (F - P) du spectre ¼ Q.
On pourra alors moduler toujours suivant les montages des figures 3, 4 ou 5 et 6 l'émetteur à ondes courtes par un spectre de fréquences ou bande de fréquences ¯ #, le spectre ¯ # comprenant :
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1# le spectre ¼ Q 2# le spectre ¼(F + P) ou ¼(F-P) 3# une fréquence F1
A la sortie du montage équilibré de la figure 6 on aura fo +¯ #fo étant la haute fréquence; soit fo + ¼Q bande latérale fo + ¼ (f + P) bande latérale fo+ F1 onde porteuse.
A la réception, la fréquence (fo + F1) agira comme une onde porteuse et après détection on trouvera des courants :
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qui seront de la parole transposée, ou transposée et inversée..
Si par exemple F1 = 4,000 par seconde
F = 9.000 par seconde après détection le spectre de la communication Q se- ra ¼(4000- Q) et le spectre de la première communication ¼(5000 + P).
Ces communications pourront être sépa- rées par des filtres et rendues intelligibles après démodulation par des hétérodynes à 4000 et 5000 périodes par seconde.
De plus elles seront toutes les deux inintelligibles pour tout observateur ne possédant pas le matériel nécessaire à la reconstitution.
Si au lieu de faire f = 9000 périodes/ seconde on faisait F = 4000 périodes/seconde, la communication Q serait toujours après détection dans le spectre (4000 - Q) , donc inintelligible, mais la transmission P serait directement intelligi-
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e-" ble, car son spectre serait r (' - ( 1"1)+ P 1 )¯ ) 20
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Si inversément on faisait F1 = 0 et qu'on déséquilibre le modulateur de façon à laisser passer fo la communication Q serait directement intelligi- ble (onde porteuse maintenue) etla communication P serait transposée dans le spectre ¼ (F + P) . Natu- rellement les exemples peuvent varier à l'infini et le sont donnés qu'à titre d'illustration.
Dans le cas où les transpositions à effec- tuer ne sont que de quelques milliers de périodes, comme il vient d'être dit à propos des exemples de communications multiplex, le schéma de la figure 6 peut être remplacé par un schéma. plus simple (fig.7)
Soient I, II, III, IV des condensateurs rotatifs variables telles que les capacités puissent s'écrire :
C + c cos ¼t pour I
C - c cos ¼t pour II
C + c sin#t pour I I I
C - c sin #t pour IV, et soient V des condensateurs égaux et de capacité # important devant C + c.
Appliquant d'autre part en 2, 2' et 3, 3' de la figure 7 les spectres fournis par le montage suivant les figures 4 ou 5, représentés par les expressions :
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La tension aux bornes du condensateur V en regard de
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1 s'écrira : .-Jrid t mais '-'' iat ¯ ¯. n côs (flt - Q2 ) r C + (;J cos vt o n d'où ,,,hidt =' o, cos (?Lt IO ) x c cos t -ri -o 7 jr La tension du- condensateur V en regard de II @ s'écrira de même :
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d'où la différence de potentiel entre a et h
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De même celle entre c et d
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Et par suite entre 4, 4' on recueillera suivant les sens adoptés une tension de la forme .
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On pourra donc effectuer l# les transposi- tions téléphoniques en faisant suivre le montage des figures 4 ou5 par exemple du montage de la figure 7 et 2# la suppression de l'onde porteuse haute fré- quence et d'une des bandes latérales en appliquant le spectre précédemment obtenu à un nouveau montage conforme aux schémas des figures 4 ou 5 suivi du montage de la figure 6.
L'invention est, bien entendu, suscep- tible de nombreuses variantes de réalisation ou d'application autres que celles données à titre d'exemple non limitatif pour en faciliter la com- préhension.