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Filtre électrique.
La présente invention est relative aux installations comprenant un filtre électrique comme c'est le cas, par exemple, dans la téléphonie par fil ( à basse et à haute fréquence), les installations de réception pour la télé- phonie sans fil, la télévision, etc. Ces filtres servent à livrer passage à une gamme déterminée de fréquences am- plifiées uniformément tandisque les fréquences situées en dehors de cette gamme, sont pratiquement empêchées de passer.
On utilise, à cet effet, des filtres constitués par une ou plusieurs self-inductances et capacités.
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Sur le dessin annexée la figure 1 représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation dans lequel le filtre est constitué par les circuits L1 C1 L C
L5 C. Un filtre de ce genre possède cinq fréquences de résonance. Si on néglige l'amortissement dû à la dissipation se produisant dans les éléments du filtre, la courbe carac téristique de ce dernier peut avoir l'aspect de la courbe 1 de la figure 2. Sur cette figure, A,B,C,D et E représentent les fréquences de résonance. La différence entre ces fréquences et, par conséquent, également l'étendue de la gamme de fréquences à laquelle le filtrelivre passage, est déterminée par le rapport existant entre L et C dans chacun des circuits.
Par suite de l'amortissement dans les éléments du filtre il se produit dans la courbe caractéristique des va- riations qui pour les fréquences latérales sont plus grandes que pour les fréquences médianes de sorte qu'on obtient une courbe d'une forme analogue à celle de la courbe 2 de la figure 2. L'invention a pour but de donner à cette courbe une forme qui se rapproche davantage de la forme idéale. A cet effet, on met à profit le fait que la phase de l'énergie dans le circuit de sortie par rapport à la phase dans le circuit d'entrée dépend de la fréquence.
Conformément à l'invention, le point du filtre cou- plé à réaction au circuit d'entrée, est choisi de telle façon que pour la fréquence située au milieu de la gamme de fréquences qu'on désire transmettre, l'énergie ramenée par couplage à réaction, soit en phase opposée à celle de l'énergie amenée directement. Pour l'explication on peut se référer à la figure 2. Si pour la fréquence C la phase dans le circuit de sortie est égale à celle dans le circuit d'entrée, le déphasage est pour D de 1800, pour E de 3600 et pour une fréquence infiniment élevée de 450 tandis que le déphasage
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est pour la fréquence B de-180 , pour la fréquence A de -360 et pour la fréquence 0 de -450 .
Or, si, à partir de l'impé- dance de sortie, on couple à réaction négativement, c.à.d. avec un déphasage de 180 , cela implique pour la fréquence C une diminution, pour les fréquences B et D une augmentation et pour les fréquences A et E à nouveau une diminution de l'amplification. Il en résulte, par conséquent, une égalisation de la courbe caractéristique pour les fréquences auxquelles on veut livrer passage tandis que l'inclinaison des parties latérales de la courbe augmente et l'amplification des fré- quences A et B diminue. La courbe 3 de la figure 2 représente la courbe caractéristique du filtre avec réaction. Pour une réaction encore plus intense on obtient une courbe ayant l'aspect de la courbe 4.
La réaction voulue peut être obtenue à l'aide d'un montage analogue à celui représenté sur la figure 3. Ce mon- tage comprend une résistance Rl, un filtre L1 C1 L2 C2 ....etc. et une résistance R2 ces éléments étant intercalés dans le circuit de sortie d'un tube amplificateur V1 Les résistances R1 et R2 sont choisies de telle façon que la valeur de la résistance R2 et, en outre, la valeur totale de la résistance R1 et de la résistance interne du tube amplificateur V1 soient égales à la valeur de l'impédance caractéristique du filtre.
Pour obtenir la réaction voulue, un point convenable de la résistance R2 est relié au circuit d'entrée. L'énergie amplifiée est prise, de préférence, des points A et B de la résistance R2 et, par conséquent, de la partie de l'impédance de sortie qui n'est pas couplée à réaction, cette énergie amplifiée étant amenée, par l'intermédiaire d'un transformateur T, aux électrodes d'entrée du tube V..
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Si le filtre n'est pas absolument symétrique;, par exemple, par suite de capacités parasitaires, de sorte qu'au lieu du déphasage du point C celui, par exemple, du point F serait égal à zéro, la résistance R2 est remplacée par une impédance provoquant un déphasage tel que par le couplage à réaction on obtient à nouveau l'effet voulu décrit ci-dessus. A cet effet, une impédance capacitive ou inductive peut être con- nectée en série ou en parallèle avec une résistance R2 ou avec une partie de cette dernière.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux filtres du genre décrit à titre d'exemple ou à l'emploi d'un filtre constitué par cinq circuits accordés. On peut utiliser un filtre de toute composition voulue pourvu qu'on prenne soin que le couplage à réaction soit tel que la. gamme de frquences à laquelle on veut livrer passage, soit amplifiée plus lin,'ai- rement et que les fréquences situées en dehors de cette gamme soient aplifiées dans une moindre mesure, Si l'on utilise un filtre constitué par un grand nombre d'éléments, il est avan- tageux, au lieu de coupler à réaction à travers le filtre en- tier, de le faire à travers une partie de ce dernier, ce qui a pour résultat de réduire le nombre d'amplifications et d'atténuations.
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Electric filter.
The present invention relates to installations comprising an electrical filter as is the case, for example, in wire telephony (at low and high frequency), reception installations for wireless telephony, television, etc. etc. These filters are used to provide passage to a determined range of uniformly amplified frequencies while frequencies outside this range are practically prevented from passing.
Filters are used for this purpose consisting of one or more self-inductors and capacitors.
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In the accompanying drawing, FIG. 1 represents, by way of example, an embodiment in which the filter consists of the circuits L1 C1 L C
L5 C. Such a filter has five resonant frequencies. If we neglect the damping due to the dissipation occurring in the elements of the filter, the characteristic curve of the latter can have the appearance of curve 1 of figure 2. In this figure, A, B, C, D and E represent the resonant frequencies. The difference between these frequencies and, therefore, also the extent of the range of frequencies to which the filter passes, is determined by the ratio existing between L and C in each of the circuits.
As a result of the damping in the elements of the filter, variations occur in the characteristic curve which for the lateral frequencies are greater than for the median frequencies so that a curve of a shape similar to that is obtained. of curve 2 of FIG. 2. The object of the invention is to give this curve a shape which is closer to the ideal shape. To this end, advantage is taken of the fact that the phase of the energy in the output circuit with respect to the phase in the input circuit depends on the frequency.
In accordance with the invention, the point of the coupled filter with feedback to the input circuit is chosen such that, for the frequency located in the middle of the range of frequencies which it is desired to transmit, the energy brought back by coupling reaction, or in phase opposite to that of the energy supplied directly. For the explanation one can refer to figure 2. If for the frequency C the phase in the output circuit is equal to that in the input circuit, the phase shift is for D of 1800, for E of 3600 and for an infinitely high frequency of 450 while the phase shift
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is for frequency B of -180, for frequency A of -360 and for frequency 0 of -450.
However, if, from the output impedance, we couple with negative feedback, ie. with a phase shift of 180, this implies for the frequency C a decrease, for the frequencies B and D an increase and for the frequencies A and E again a decrease in amplification. The result, therefore, is an equalization of the characteristic curve for the frequencies to which it is desired to pass, while the inclination of the lateral parts of the curve increases and the amplification of the frequencies A and B decreases. Curve 3 of FIG. 2 represents the characteristic curve of the filter with reaction. For an even more intense reaction, a curve having the appearance of curve 4 is obtained.
The desired reaction can be obtained by means of an assembly analogous to that shown in FIG. 3. This assembly comprises a resistor R1, a filter L1 C1 L2 C2 .... etc. and a resistor R2 these elements being interposed in the output circuit of an amplifier tube V1 The resistors R1 and R2 are chosen such that the value of the resistor R2 and, in addition, the total value of the resistor R1 and of the internal resistance of the amplifier tube V1 are equal to the value of the characteristic impedance of the filter.
To obtain the desired reaction, a suitable point of resistor R2 is connected to the input circuit. The amplified energy is preferably taken from points A and B of resistor R2 and, therefore, from the part of the output impedance which is not feedback coupled, this amplified energy being supplied by l 'intermediary of a transformer T, at the input electrodes of the tube V.
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If the filter is not absolutely symmetrical ;, for example, as a result of parasitic capacitances, so that instead of the phase shift of point C that, for example, of point F would be zero, resistor R2 is replaced by an impedance causing a phase shift such that by feedback coupling the desired effect described above is again obtained. For this purpose, a capacitive or inductive impedance can be connected in series or in parallel with a resistor R2 or with a part of the latter.
It is obvious that the invention is not limited to filters of the type described by way of example or to the use of a filter consisting of five tuned circuits. A filter of any desired composition can be used provided care is taken that the reaction coupling is such as 1a. range of frequencies to which it is desired to pass, either amplified more linear, 'easily and that the frequencies located outside this range are amplified to a lesser extent, If a filter consisting of a large number of elements, it is advantageous, instead of feedback coupling through the entire filter, to do so through part of the latter, which results in a reduction in the number of amplifications and attenuations.