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Système de montage pour fréquences porteuses modulées,
La présente invention concerne des amplifica- teurs, en particulier des amplificateurs utilisés dans des sys- tèmes pour signaux travaillant avec courant porteur modulé dans lesquels la limite de l'intensité du signal amplifiée est main- tenue automatiquement à un niveau essentiellement déterminé au préalable.
Elle est une continuation partielle des de- mandes antérieures de brevets américains Ser.No.203 879 du 7
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Dans les demandes américaines Ser. No.203 879 du 7 juillet 1927 et Ser. No.495 386 du 13 novembre 1930 sont dé- crits et revendiqués des modes de réalisation de systèmes de contrôle automatique du volume du son dans lesquels le contrôle du volume du son est obtenu en appliquant à l'élé- ment de contrôle d'une ou de plusieurs des lampes précédant le détecteur une tension dérivée du circuit de sortie d'un détecteur.
Il a été reconnu que ces dispositifs sont très efficaces pour le contrôle du volume de sortie d'un récep- teur, mais il a été constaté que, même avec de tels dispo- sitifs efficaces, il se présente encore des fluctuations de volume du son lorsque l'intervalle de l'intensité du signal reçue est très grand. De telles fluctuations de volume du son qui constituent des restes comme il vient de l'être in- diqué, sont relativement petites. Ainsi par exemple, un rap- port de 1000/1 pour l'intensité du signal reçue peut produire une variation de sortie d'environ 3/1.
Le but de la présente invention est d'améliorer en- core l'action du contrôle automatique du volume du son de fa- çon que le rapport entre la puissance de sortie maximum et mi- nimum soit encore plus réduit. Cette autre amélioration de l' action est, selon la présente invention, obtenue en donnant aux éléments de contrôle d'une ou de plusieurs des lampes suivant le détecteur un potentiel qui varie en concordance avec la variation de l'intensité du signal au détecteur. Un tel dis- positif est compris dans la demande de brevet américain Ser.
No. 526 857, dont la présente demande est une continuation partielle. L'amélioration apportée par ce mode de réalisation, que la présente demande ajoute aux précédents, dépend de la variation de l'amplification qui est produite dans un ou plu- sieurs des tubes suivant le détecteur, qui peuvent être des amplificateurs fréquence audible ou fréquence porteuse. Dans ce dernier cas, le détecteur précité ne servirait qu'à produire le potentiel du contrôle automatique du volume du son et non
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une quelconque puissance de sortie audio-fréquence.
Les difficultés auxquelles on se heurtait aupara- vant dans l'utilisation de contrôle automatique du volume du son, sont produites, dans la plupart des cas, par la courbure de la caractéristique du courant plaque - tension de grille des amplificatricesordinaires, à de petits potentiels négatifs de grille. Avec la plupart des régulateurs de volume du son usuels, le contrôle est obtenu du fait que le potentiel de grille d'une lampe varie automatiquement en raison inverse de l'intensité du signal. Par conséquent,, il se produit une distorsion lorsque l' intensité du signal est si grande que le potentiel de grille ar- rive au point ou à peu près au point de courbure de la caracté- ristique de la lampe.
Il a été constaté que, dans un amplificateur audio- fréquence, on peut obtenir un contrôle du volume du son beaucoup amélioré en utilisant une lampe dans laquelle le produit de la variation du potentiel à l'électrode de contrôle et de la pente de la lampe reste essentiellement constant dans une grande gam- me de variation de l'inclinaison.
Selon la présente invention, la puissance de sortie redressée d'un détecteur est fournie à l'électrode de contrôle d'une lampe audio-fréquence ayant de préférence la caractéris- tique précitée. L'efficacité du contrôle du volume du son sera accrue, si la caractéristique du détecteur est telle que la composante en courant continu du signal redressé est directement proportionnelle à la tension du signal. On obtient une telle caractéristique du détecteur en utilisant une lampe à deux électrodes ( diode ) dans un circuit détecteur comme celui dé- crit dans la demande de brevet américain précitée Ser.No.
526 857 à laquelle se rattache la présente.
Vu le fait que, dans le contrôle du volume du son, une lampe audio-fréquence est généralement efficace dans un in- tervalle d'intensité du signal plus ou moins limité, on trouve- ra généralement qu'il est désirable d'utiliser le montage du
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contrôle automatique du volume du son à l'amplificateur audio- fréquence, si l'on emploie en même temps un montage efficace de contrôle automatique du volume du son pour l'amplicatrice fréquence porteuse.
L'invention sera plus facilement comprise à l' appui de la description détaillée ci-après en relation avec les plans annexés.
La fig.l représente un radiorécepteur qui utili- se un régulateur automatique du volume du son à l'amplificateur radio-fréquence et à l'amplificateur audio-fréquence.
La fig. 2 montre des caractéristiques de lampes'a vide qui sont aptes à travailler comme amplificatrices audio- fréquence en relation avec un système de contrôle automatique du volume du son.
La fig.3 et la fig.4 montrent l'application de de l'invention à des récepteurs du type superhétérodyne dans lesquels le contrôle automatique du volume du son est monté à l'amplificateur radio-fréquence, à l'amplificateur moyenne fréquence et à l'amplificateur audio-fréquence.
La fig.l est le schéma d'un radiorécepteur avec une antenne, un amplificateur radio-fréquence, un détecteur et un amplificateur audie-fréquence. La première lampe d'am- plification des signaux ou radio-fréquence 10 est une lampe à quatre électrodes à grille-écran. Elle est connectée à l' antenne 11 par un système de couplage radio-fréquence 13 qui comporte un transformateur 14 avec l'enroulement primaire 15 et le secondaire 16 et un condensateur variable 17 pour l' accord. Le transformateur est construit de façon qu'il existe entre l'extrémité basse tension du primaire et l'extrémité haute tension du secondaire une capacité efficace 18, comme indiqué par les lignes en pointillé. Une résistance 19 est placée en parallèle sur le primaire.
La résistance 19 et la
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capacité efficace 18 font en sorte que le système de couplage a une amplification essentiellement uniforme dans la gamme de fréquences accordable. Entre la cathode de la lampe 10 et la terre est insérée une résistance inductive ( resistive induc- tance ) 20 shuntée par un condensateur 21. Cette combinaison a pour but de produire de la réaction, pour augmenter la sen- sibilité de l'amplificateur.
La deuxième lampe d'amplification de signaux ou radio-fréquence 22, aussi une lampe à grille-écran, est couplée après la lampe 10 à cette dernière par un transformateur de couplage accordable 23. Entre la cathode de la lampe 22 et la terre est insérée une résistance 24 avec la capacité 25 en pa- rallèle, afin de produire de manière continue un potentiel à la grille de contrôle de la lampe du fait que le courant spa- tial ( space path current) traverse cette résistance.
Une lampe détectrice 26 du type à deux électrodes ( diode ) est couplée doublement à l'amplificateur fréquence porteuse 22 par un transformateur de couplage accordable 27.
Ce détecteur et son circuit seront de préférence du type avec détecteur " pointe ( peak ) décrit et revendiqué dans la demande de brevet américain Ser. No.526 857. Les fonctions de ce détecteur sont : Redresser la fréquence du signal afin de produire une composante unidirectionnelle ( uni-directional) et une composante de fréquence de modulation ou d'audio-fréquen- ce correspondant aux fréquences auxquelles la fréquence du signal ou la fréquence audible est modulée.
Pour lampe détectrice on peut choisir utilement une lampe à trois électrodes dans laquelle la plaque 28 et la catho- de 30 sont reliées entre elles, comme montré sur le plan, afin de former une cathode unique, la plaque agissant alors aussi comme écran électrostatique. Dans un tel détecteur, l'électrode 30 représente l'électrode de sortie. Le transformateur 27 com- porte trois enroulements, le primaire 58 qui est placé dans le circuit de sortie de l'amplificatrice 22, le secondaire 59 qui
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est accordable par le condensateur,60 et qui est couplé au primaire et aussi au tertiaire 31 qui est, de son côté, en parallèle sur les électrodes de la lampe détectrice.
Ainsi que cité dans la demande de brevet américain Ser.No.526 857, la liaison du tertiaire au lieu du secondaire aux électrodes du détecteur présente certains avantages qui rendent désirable cette disposition. Le circuit de sortie du détecteur comprend l'enroulement 31 du transformateur 27 et les résistances 32 et 33 en série par rapport à la terre. La résistance 33 est shuntée par un condensateur, ou bien elle peut avoir une capa- cité propre, ainsi que montré comme capacité 34 par les lignes en pointillé. Une capacité 63 relie l'extrémité inférieure de l'enroulement 31 à la cathode 29.
Ainsi que décrit en détail dans la demande de brevet américain Ser. No.526 857, la capacité 63 et les résis- tances 32 et 33 travaillent ensemble pour produire le redres- sement. La composante de fréquence de modulation de la tension du signal prend naissance parallèlement à la capacité 63 et la composante unidirectionnelle ( uni-directional ) de la ten- sion redressée est produite parallèlement aux résistances 32 et 33. Dans ce système de détecteur est obtenu un rapport " linéaire ", c'est-à-dire une proportionnalité très restreinte entre la tension de fréquence de modulation, la tension unidi- rectionnelle et la tension du signal de radio-fréquence.
Le circuit de sortie du détecteur ou une partie de celui-ci est couplé en série à la première amplificatrice audio-fréquence 25, par un condensateur 35 qui est relié à un point de branchement de la résistance 33 et à l'électrode de contrôle 37 de l'amplificatrice 35. Par conséquent, la compo- sante de modulation de la tension redressée est fournie à la grille 37. Le contact réglable entre le condensateur 36 et' la résistance 33 représente un régulateur de volume du son à actionner à la main. L'amplificatrice 35 est du type dit " à mu variable " ou " remote cut-off " qui a quatre électrodes, à savoir : grille de contrôle 37, la grille-écran 38, la
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cathode 39 et la plaque 40.
L'amplificatrice 35 est couplée en série, par un transformateur audio-fréquence 41, à une lampe à cinq électro- des 42 dont le circuit de sortie est relié, par un transforma- teur 43, à la bobine de réception de signaux d'un haut:parleur.
Une bobine 60 réduisant le boudonnement est placée de manière connue en série avec la bonine de réception de signaux 44.
Entre le circuit de sortie du détecteur 26 et l'élec- trode de contrôle du premier amplificateur radio-fréquence 10 est prévue une connexion du contrôle automatique du volume du son 61 de la manière indiquée aux demandes de brevets américains Ser.No.203 879 et Ser.No.495 386 auxquelles se rattache la pré- sente. Cette connexion comprend une résistance 45 placée entre l'extrémité basse tension de l'enroulement 31 et l'extrémité basse tension du secondaire 16 du transformateur radio-fréquen- ce 14. Entre l'extrémité basse tension de l'enroulement 16 et la terre est intercalé un condensateur 46, afin de tenir le potentiel du détecteur éloigné de la terre et permettre que le circuit accordable 16,17 soit fermé.
La manière dont cette connexion du contrôle automatique du volume du son travaille est décrite en détail dans les demandes de brevets américains précitées Ser.No.203 879 et Ser.No.495 386 auxquelles se rat- tache la présente. Dans tous les plans de la présente demande, toutes les connexions du contrôle automatique du son sont caractérisées par de grosses lignes. En résumé, une augmenta- tion de l'intensité de la tension du signal à l'antenne en- traîne un accroissement de courant redressé unidirectionnel à travers les résistances 32 et 33 dans le circuit de sortie du détecteur. Un tel accroissement de courant augmente le potentiel négatif du point 47 par rapport à la terre, ce qui augmente la tension négative de la grille de contrôle de l' amplificateur radio-fréquence 10.
L'augmentation du potentiel négatif de grille diminue, de son côté, l'amplification de l' amplificateur, de sorte que la tension redressée au circuit
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de sortie du détecteur est maintenue beaucoup plus uniforme que l'intensité du signal dans l'antenne pendant la syntonisa- tion.
Un autre mode de réalisation de ce système de contrôle automatique du volume du son, qui est également décrit dans les demandes de brevets américains précitées No.Ser. 203 879 et Ser.
No. 495 386, est l'indicateur de résonance visible 48 dans le circuit-plaque de la lampe 10, qui est désignée " lampe à néon" dans la présente demande. Cette lampe à néon remplit les mêmes fonctions que l'indicateur de résonance qui est montré dans les demandes précitées. Si le système est accordé en résonance, ce phénomène se montre comme suit: l'intensité lumineuse de la lampe est à son minimum.
Selon la présente invention, l'amplificateur audio- fréquence 35 est muni d'un régulateur automaticue du volume du son.Sur la fig.l, ce système prend la forme d'une connexion re- liant la sortie du détecteur à la grille de contrôle 37 de l' amplificateur 35. Ce système comporte une connexion reliant le point 49 à l'électrode de contrôle 37 par une résistance 50 de valeur élevée. Une résistance 51 de valeur élevée est insérée entre l'électrode de contrôle 37 et la terre dans le but de maintenir à l'électrode de contrôle le potentiel négatif de grille convenable.
Il faut considérer que la façon dont le circuit de contrôle du volume du son audio-fréquence travaille est analogue à celle du circuit de contrôle du volume du son radio-fréquence et que son effet est que de faibles fluctua- tions d'intensité du signal existant encore dans le détecteur sont encore réduites. Un accroissement quelconque du courant unidirectionnel dans le détecteur entraîne une augmentation correspondante du potentiel négatif à l'électrode 37 de la lampe 35.
Des systèmes de contrôle automatique du volume du son en raletion avec des amplificateurs audio-fréquence n'ont pas été d'usage général jusqu'à présent par le fait qu'un es- sai de diminuer fortement l'amplification de l'amplificateur
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audio-fréquence par une forte augmentation du potentiel néga- tif à la grille a produit en général une distorsion des signaux de fréquence audible par suite du balancement de la tension de grille au delà du coude relativement aigu de la courbe courant de plaque - tension de grille de la caractéristique de l'am- plificateur et que cette distorsion a été rencontrée jusqu'à présent dans la plupart des amplificatrices habituellement uti- lisées.
Par contre, il a été constaté que lorsqu'une lampe qui est caractérisée par une diminution graduelle ( cut-off ) est utilisée dans un étage d'amplification audio-fréquence, elle travaille sans distorsion notable dans un grand intervalle de potentiel de grille, à la condition que l'amplitude du signal ne soit pas trop grande. L'amplitude du signal peut, à cet effet, être maintenue dans des limites appropriées par utili- sation de régulateurs automatiaues du volume du son actionnés à la main, comme par exemple la prise réglable de la résistance 33, à l'entrée de l'étage d'amplification audio-fréquence et par un contrôle complètement automatique à l'amplificateur ra- dio-fréquence simultanément avec une amplification audio-fré- quence relativement élevée.
Il a été reconnu que les tubes dits " à mu va- raible " peuvent être utilisés de manière satisfaisante sous tous points de vue comme amplificateurs audi-fréquence en re- lation avec un contrôle automatique du volume du son. Si le contrôle automatique incomplet du volume du son avant le dé- tecteur 26 permet encore que la tension du signal fournie au détecteur augmente faiblement, il sera fourni à la grille 37 de la lampe 35 une tension du signal de fréquence audible aug- mentée, mais le potentiel de grille sera en même temps rendu plus négatif, ce qui diminue l'amplification de la lampe.Ces deux variations peuvent être réglées de manière à se compen- ser entre elles, comme montré par exemple sur la fig.l et la fig.2.
Sur la fig.l, on a l'utilisation d'un détecteur
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linéaire à deux électrodes, pour fournir à la grille 37 tant la tension du signal que le potentiel et, par conséquent, va- rier ceux-ci dans le même rapport. La résistance interne entre la plaque 40 et la cathode 39 est également si grande que l' amplification de cette lampe est proportionnelle à son inclinai- son. Pour cette raison, la tension du signal amplifiée est pro- portionnelle au produit du potentiel de grille additionnel et de l'inclinaison. Ce produit est une fonction d'une quelconque lampe particulière à des tensions de travail données. Sur la fig.2, Ec est l'augmentation ou le potentiel additionnel de gril- le en volts, Gm étant l'inclinaison en microhms.
Les courbes A et B montrent des caractéristiques de deux lampes " à mu variable " du type vendu habituellement, dans des conditions rapprochées de celles fig.l. Il est évident que le produit Ec Gm est relativement constant sur une échelle de valeurs qui correspondent au potentiel variable de grille. Le produit EcGm ne varie que dans le rapport de 2/1, tandis que Gm varie dans un rapport de plus que 10/1. En d'autres mots, le manque du con- trôle automatique du volume du son précédant le détecteur peut être compensé de façon qu'une variation de 10/1 pour la tension du détecteur est réduite à moins qu'une variation de 2/1 pour la tension audio-fréquence.
Il faut remarquer que la courbe A, qui représente la caractéristique de l'une de ces lampes, convient un peu mieux pour le contrôle du volume du son que l'autre lampe, qui est re- présentée par B. La forme des courbes précitées dépendra un peu du potentiel de grille d'entrée et de ce que le potentiel est reçu d'une prise de la résistance de source de tension ou au moyen de la résistance du circuit de cathode et, si ce dernier cas se présente, de ce que la résistance est munie ou non d'un conden- sateur shunt pour fréquences audibles.
Dans le modèle de récepteur tel qu'il est réellement construit et contenant le circuit selon fig.l, les Valeurs ci-après indiquées ont été reconnues satisfaisantes pour leur utilisation dans des circuits de contrôle automatique du volume du son:
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Résistance 32 = 1/4 mégohm " 33 = 1 " " 45 = 1 " " 50 = 2 mégohms " 51 = 2 "
Une valeur satisfaisante du condensateur 63 pour assurer un effet de détecteur suffisant est : microfarads.
Si l'on choisit les valeurs de résistances ci-dessus indiquées, 4/5 de tout le potentiel négatif du détecteur qui peut être obtenu sont fournis à l'amplificateur radio-fréquence 10 et 1/5 va à l'amplificateur audio-fréquence 35.
L'ensemble d'alimentation fournissant l'énergie au récepteur selon fig.l est du genre habituel avec un transforma- teur d'alimentation 52, un redresseur à deux voies 53, un filtre 54 ainsi que les résistances 55 et 56 à travers lesquelles sont pris les potentiels pour les plaques et les grilles-écrans des lampes. La bobine de champ 57 du haut-parleur 62 est intercalée de la manière habituelle dans le circuit filtre. Les cathodes des lampes sont chauffées indirectement par des enroulements de chauffage de cathodes.
Des capacités et des résistances sont utilisées de la manière habituelle dans toutes les parties du récepteur, par- tout où leur présence améliore le mode de réalisation.
La fig.3 montre l'application de l'invention à un récepteur superhétérodyne. Le récepteur superhétérodyne comprend une amplificatrice radio-fréquence 70, une oscillatrice-modula- trice 71, une amplificatrice moyenne fréquence 72, pour ampli- fier, à la sortie de la modulatrice, la bande de fréquence qui est la ,différence entre la fréquence du signal dans l'amplifica- teur radio-fréquence et la fréquence d'oscillation, un détecteur à deux électrodes 73, un @@plificateur audio-fréquence 74 et une lampe de puissance audio-fréquence 75 du type penthode.
L'ensem- ble d'alimentation 83 est du genre habituel ; est muni d'un po- tentiomètre avec les résistances 84,85,86 et 87, pour avoir les potentiels convenables pour les diverses électrodes des lampes.
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Le détecteur à deux électrodes 73 est placé dans un circuit qui est assez semblable à celui de la lampe à deux électrodes 26 sur la fig.l, avec cette exception que le transformateur d'entrée 76 pour la lampe à deux électrodes n'a que deux en- roulements, dont tant le primaire que le secondaire sont ac- cordables.
Le système de contrôle automatique du volume du son est caractérisé par des grosses lignes et comporte les résis- tances 32 et 33 en série entre l'extrémité basse tension du se- condaire du transformateur 76 et la terre, de la même manière que les résistances portant les mêmes désignations sur la fig.l.
Les circuits du contrôle du volume du son du circuit détecteur aux diverses lampes de contrôle sont reliés au point 77. Le cir- cuit de contrôle du volume du son 61 pour l'amplificateur radio- fréquence comprend la résistance 79 et est semblable au circuit du contrôle du volume du son radio-fréquence sur la fig.l. Les circuits du contrôle du volume du son 80 pour l'amplificateur moyenne fréquence et 81 pour l'amplificateur audio-fréquence sont reliés au point 77 par la résistance 82. A l'extrémité de la résistance 82 qui est éloignée du point 77 se trouve la con- nexion 80 reliant à l'extrémité basse tension du secondaire du transformateur d'entrée de la lampe 72, de sorte qu'un potentiel est imprimé automatiquement à la grille de cette lampe.
De même, par la connexion 81 est établie la liaison entre la résistance 82 et l'électrode de contrôle de la lampe 74 à travers la résistance 50. Une résistance 51 est insérée entre l'électrode de contrôle et la terre. Ce montage de contrôle du volume du son audio-fréquence est semblable à celui montré sur la fig.l.
Les valeurs ci-après indiquées ont été reconnues satis- faisantes pour les résistances des circuits du contrôle automa- tique du volume du son lors d'utilisation dans ce genre de ré- cepteurs Résistance 32 = 0,1 mégohm Résistance 82 = 4 mégohms " 33 1 " " 50 = 4 " " 79 2 mégohms " 51 2 "
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Lors d'emploi de ces valeurs de résistances, le potentiel négatif plein est imprimé à l'amplificateur radio-fréquence, grâ- ce au potentiel unidirectionnel à travers la résistance 33; 3/5 du potentiel plein vont à l'amplificateur moyenne fréquence, 1/5 va à l'amplificateur audio-fréquence.
La fig. 4 montre une petite modification du système de con- trôle automatique du volume du son pour l'amplificateur radio-fré- quence, l'amplificateur moyenne fréquence et l'amplificateur audio- fréquence dans des récepteurs superhétérodyne. L'amplificateur moyenne fréquence 94 et le détecteur à deux électrodes 95 sont montés de manière semblable à celle montrée sur la fig.3.
Le système de contrôle automatique du volume du son est semblable à celui montré sur la fig.3. Les résistances correspondan- tes sont désignées de la même manière. Des valeurs appropriées pour ses résistances sont: Résistance 32 0,1 mégohm Résistance 82 = 2 mégohms " 33 = 1 " " 50 = 4 " " 79 2 mégohms " 51 = 1 mégohm
Si l'on choisit les valeurs de résistances ci-dessus indi- quées, le potentiel négatif plein ( compte tenu de la tension uni- directionnelle à travers la résistance 33 ) va à la grille de la lampe radio-fréquence, env.70% à la grille de la lampe moyenne fréquence et env.15% à la grille de la lampe audio-fréquence.
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