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Contrôle du son et ses applications aux postes récepteurs radiophoniques et autres appareils analogues.
La présente invention concerne des sys- tèmes de reproduction du son, en particulier des moyens pour régler automatiquement le timbre du son reproduit.
Selon la présente invention, le timbre du son reproduit, par exemple dans un radiorécepteur à con- trôle automatique du volume, est réglé automatiquement par diminution progressive des hautes fréquences lorsque l'amplification augmente.
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Dans un radiorécepteur fonctionnant à sensibilité maximum on perçoit des sibilations perturbatrices de hau- te fréquence acoustique. Dans un récepteur à contrôle au- tomatique du volume, les bruits sibilants sont assez dé- sagréables lorsque l'amplification augmente automatique- ment, par exemple lors d'accord sur un côté d'un signal de radiodiffusion, lors d'accord d'une station à l'autre ou de réception d'un signal de faible intensité. Egalement assez désagréables sont les perturbations statiques et les bruits de haute fréquence acoustique qui sont reproduits lorsque le récepteur fonctionne à sensibilité maximum et n'est pas accordé sur un signal quelconque.
Dans la reproduction de sons, par exemple la repro- duction d'un enregistrement de film sonore, le passage de l'enregistrement dans l'appareil de reproduction avec le groupe amplificateur pour amplification maximum produit, aux passages muets, un sifflement désagréable de haute fréquence dit " scratch frequency sound ".
L'objet principal de la présente invention est de réduire la réponse des fréquences acoustiques aux hautes fréquences, lorsque la sensibilité de l'installation d' amplification produit ces hautes fréquences acoustiques à un degré désagréable.
Un objet particulier de la présente invention est la réalisation d'un radiorécepteur à contrôle automatique du volume et contrôle automatique du son, dont chacun est contrôlé par l'intensité de l'onde porteuse reçue, de façon que, si la sensibilité du récepteur est fortement augmentée par suite de réception de signaux de faible intensité, les hautes fréquences à la sortie sont réduites de manière cor- respondante, ou, vice-versa, si le récepteur est accordé sur des signaux de forte intensité, ce qui entraîne une di- minution de la sensibilité, il y a augmentation du rapport entre les hautes fréquences et les basses fréquences.
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La description ci-après et les plans en annexe ex- pliquent plus amplement les caractéristiques précitées ainsi que d'autres caractéristiques de l'invention.
Selon la présente invention sont prévus des moyens pour redresser l'onde porteuse reçue, de préférence après son amplification, afin de produire une source de tension continue proportionnelle à l'onde porteuse reçue. Cette tension est utilisée alors pour régler les caractéristiques d'un Il contrôle du son ", de façon qu'il y a variation de l'atténuation de la plus haute partie des fréquences acous- tiques détectées, notamment d'une manière déterminée au préalable comme fonction de la tension de contrôle.
Dans un récepteur superhétérodyne, la tension continue de contrôle sera produite de préférence par redressement du porteur moyenne fréquence au lieu du courant originaire de fréquence porteuse. En tout cas, la tension continue de con-, trôle est proportionnelle à l'amplitude de l'pnde porteuse reçue; sa proportionnalité est subordonnée au genre de dé- tection utilisé. Par exemple en cas de détection linéaire, qui est le mode préféré, la tension continue est presque directement proportionnelle à l'amplitude de l'onde por- teuse reçue.
Bien qu'on puisse choisir des détecteurs séparés pour obtenir les diverses tensions de contrôle, il est pourtant possible d'utiliser un détecteur unique fonctionnant de fa- çon à donner la tension de fréquence acoustique, la tension continue pour le contrôle automatique du volume et la ten- sion continue pour le contrôle automatique du son.
Le contrôle du son peut consister en une disposition d'im- pédances quelconque, simple ou composée, à la condition que l'un ou l'autre de ses éléments puisse varier avec la ten- sion qui est amenée pour obtenir le contrôle désiré. La dis- position la plus simple est celle dans laquelle seule la résistance varie, mais un grand nombre de montages qui pré- sentent la variation avec la tension pour régler les carac-
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téristiques impédance-fréquence du contrôle du son, ap- paraîtront possibles aux hommes du métier.
Dans sa forme préférée, la présente invention pré- voit, pour l'élément de résistance variable du contrôle du son, un tube à vide à thermions qui est disposé de fa- çon que la tension continue de contrôle entre la grille de contrôle et la cathode puisse être utilisée pour la variation de la résistance plaque-cathode. Lorsque la tension de contrôle est insérée de façon à rendre la gril- le plus négative par rapport à la cathode lors d'augmenta- tion de la tension de contrôle, la résistance du tube aug- mentera lors d'augmentation de la tension de contrôle.Une capacité fixe est montée en série avec la plaque du tube à vide comme shunt sur le système de transmission de fré- quence acoustique.
Avec cette disposition, lorsqu'on ne reçoit aucun signal ou lorsqu'on ne reçoit qu'un signal de faible intensité, la tension continue de contrôle est faible et la résistance du tube à vide aussi. On crée ainsi une voie de dérivation qui se compose d'une capa- cité et d'une résistance et qui est proportionnée de fa- çon que les hautes fréquences acoustiques peuvent passer dans n'importe quelle mesure désirée. Si l'on reçoit un signal de forte intensité, la tension continue de con- trôle est grande, augmente la résistance du tube à vide, écarte ainsi pratiquement le contrôle du son de dériva- tion et donne le maximum de sûreté de réception que le récepteur puisse donner.
De cette manière, le degré d' élimination des hautes fréquences variera dans ces li- mites, et cela proportionnellement à l'amplitude de l'onde porteuse reçue.
Ci-après l'explication des planches:
La fig.l est un schéma d'un radiorécepteur qui utilise le contrôle automatique du son de la présente invention.
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La fig. 2a représente une disposition de contrôle manuel du son.
La fig. 2b représente un type simple d'une disposi- tion automatique de contrôle du son correspondant au type qui est montré sur la fig.2a.
La fig. 3 montre un radiorécepteur superhétérodyne qui utilise les deux contrôles, le contrôle automati- que du volume et le contrôle automatique du son et qui n'a qu'un seul détecteur pour produire des fréquen- ces acoustiques et des tensions continues de contrôle.
La fig. 4 montre la disposition de montage du ré- cepteur de la fig.3.
La fig. 5 montre la disposition de montage d'un récepteur superhétérodyne qui utilise un détecteur séparé pour régler le fonctionnement du contrôle du son.
Sur la fig.l, qui est un schéma d'un radiorécepteur selon la présente invention, l'antenne 10 et la terre 11 sont reliées à l'amplificateur radio-fréquence 12, dont la sortie est reliée au détecteur 13. La sortie détectée est reliée, par le circuit de contrôle du son 17, qui sera décrit plus loin, à l'amplificateur fréquence acoustique 14 qui amplifie les signaux détec- tés qui sont reproduits par le haut-parleur 15. Un second détecteur 16 est monté en parallèle sur le pre- mier détecteur 13, en vue de régler le contrôle automa- tique du son 17.
En service, les courants de signaux radio-fréquence modulés sont reçus par le système antenne-terre 10-11 et conduits à l'amplificateur radio-fréquence. La sortie de l'amplificateur 12 est reliée aux deux dé- tecteurs 13 et 16. Le détecteur 13 produit les courants de fré-
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quence acoustique et les conduit à l'amplificateur fréquence acoustique 14 par le contrôle du son 17.
La sortie de l'amplificateur fréquence acoustique 14 est reliée au haut-parleur 15. Le contrôle du son 17 règle la reproduction fidèle des fréquences acousti- ques, qui agissent sur 15, et il a une caractéristique d'atténuation de fréquence qui, ainsi que décrit plus loin, dépend de la valeur d'une tension continue qui sert de tension de contrôle venant du détecteur 16. Le détecteur 16 est alimenté en énergie radio-fréquence par l'amplificateur radio-fréquence 12. Ce détecteur est réglé de façon à produire une valeur constante de tension continue proportionnelle à l'amplitude de l'on- de porteuse qui agit sur son entrée.
Il s'ensuit que lors de réception d'un signal de forte intensité,la puissance de tension continudu détecteur 16 sera gran- de et que, par conséquent, la caractéristique d'atté- nuation de fréquence du contrôle du son 17 sera autre que lorsqu'on reçoit un signal de faible intensité et que la puissance de tension continue du détecteur 16 est petite. De cette manière, les éléments 16 et 17 rendent dépendante de l'intensité des signaux reçus la qualité des signaux qui sont fournis au haut-parleur 15.
Sur la fig.2a, les fils 22-24 et 23-25 con- duisent un courant de fréquence acoustique analogue à celui qui parcourt les connexions entre le détecteur 13 et l'amplificateur fréquence acoustique 14 sur la fig.l.
Ce plan montre une disposition de montage qui est ana- logue à celle du contrôle manuel du son qui est géné- ralement utilisé dans des radiorécepteurs modernes pour l'atténuation variable des hautes fréquences acousti- ques. Cette disposition entre les conducteurs 22-24 et 23-25 comprend un condensateur 26 et une résistance à prises 27. La partie de la résistance à prises 27 .qui
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devrait être en série avec le condensateur 26 entre les conducteurs 22-24 et 23-25, sera choisie par le commu- tateur de prises 28.
Si le commutateur 28 est réglé de façon que toute la résistance 27 est insérée en série avec le condensateur 26, la voie de dérivation dans la- quelle sont intercalés le condensateur 26 et la résis- tance 27 n'a pratiquement aucun effet, et les signaux qui se présentent aux bornes 22 et 23 sont transmis aux bornes 24 et 25 librement sans atténuation. Par contre, si le commutateur 28 est réglé de façon que seule une petite partie de la résistance 27 est insérée, on a une voie de dérivation qui atténue la tension aux hautes fréquences acoustiques qui sont fournies aux bornes 22 et 23, et cela plus fort qu'aux basses fréquences et en dépendance des valeurs du condensateur 26 et de la partie de la résistance 27 qui est alors insérée dans la voie de dérivation.
La fig.2b montre la disposition.de montage du contrôle du son 17 de la fig.l. Dans ce circuit est prévue une voie de dérivation qui comprend le condensateur 26 et l'impédance du tube 29 entre les conducteurs 22 et 24 et 23 et 25 qui relient la sortie du détecteur 13 à l'entrée de l'amplificateur fréquence acoustique 14. La caractéristique d'atténuation de fréquence de cette voie de dérivation est réglée par variation de la tension de grille du tube 29. La tension de grille est, ainsi que décrit plus loin, déterminée par les puissances du dé- tecteur ( fig.l) 16. Si le potentiel qui se présente aux bornes 31 et 32 est élevé et de polarité convenant à rendre 31 négative par rapport à 32, la résistance du tube sera grande et l'effet d'atténuation du contrôle du son sera négligeable.
Si cette différence de poten- tiel entre 31 et 32 est faible, la résistance de la voie plaque-cathode sera faible et les hautes fréquences seront atténuées de manière correspondante.
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La plaque et la cathode du tube 29 reçoivent des tensions de travail convenables de sources qui ne sont pas montrées sur les plans. L'impédance 30 est interca- lée entre la source de tension de plaque et la plaque du tube 29 afin de rendre l'impédance de cette voie pa- ralléle, du condensateur 26 à la connexion 23-25 en pas- sant par la connexion amenant la tension de plaque, plus élevée que l'impédance de la voie plaque-cathode du tu- be à vide, pour que la résistance plaque-cathode puisse régler la dérivation des hauts courants de fréquence acous- tique. La résistance 30 peut être remplacée par une bo- bine de self ou un autre filtre quelconque offrant une haute impédance à toutes les fréquences acoustiques.
Si le contrôle du son qui est montré sur la fig.2b est inséré dans le circuit 17 de la fig.l, la puissance de tension continue du détecteur 16 sera fournie aux bor- nes 31-32 et la polarité sera telle que la borne 31 se- ra négative par rapport à la borne 32. De cette manière, lors de réception d'un signal de forte intensité et de production d'une forte tension continue à la sortie du détecteur 16, la résistance du tube 29 est élevée et les signaux de fréquence acoustique à la sortie du dé- tecteur 13 vont sans atténuation à l'amplificateur fré- quence acoustique 14. Par contre, si les signaux d'arri- vée sont de faible intensité, la différence de potentiel à l'entrée du contrôle du son sera si faible que le con- trôle du son atténuera réellement les hauts courants de fréquence acoustique.
Bien que d'autres formes du contrôle du son atté- nuant les fréouences acoustiques d'une autre manière par rapport à l'intensité des signaux d'arrivée soient aussi traitées et rentrent dans les limites de la présente in- vention, il va pourtant de soi que la forme décrite, qui atténue progressivement les hautes fréquences acoustiques
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avec la diminution d'intensité des signaux d'arrivée, représente une forme préférée. La raison de cette pré- férence est que, lors de réception de signaux de fai- ble intensité, le récepteur fonctionne généralement à sensibilité maximum et qu'il y a plus de bruits sta- tiques et parasites dont le son perturbateur peut être plus réduit en atténuant les hautes fréquences acous- tiques que les basses.
Ceci est tout particulièrement exact lorsque le récepteur est équipé aussi d'un con- trôle automatique du volume et lorsque, par conséquent, la sensibilité est automatiquement augmentée en cas de réception de signaux de faible intensité ou de non-ré- ception de signaux.
La disposition montrée sur la fig.5 est celle d'un récepteur superhétérodyne qui utilise un contrô- le automatique du volume. Sur cette figure, les par- ties correspondant à celles des fig.l et 2 sont indi- quées par les mêmes chiffres. La puissance de l'ampli- ficateur radio-fréquence 12 est amenée à un modula- teur ou premier détecteur 19 auquel sont fournies aus- si des oscillations de haute fréquence produites par l'oscillateur 21, en vue de combinaison avec les si- gnaux de radio-fréquence reçus et de production des courants de signaux moyenne fréquence. En outre, ces derniers seront amplifiés par un amplificateur moyen- ne fréquence 20.
La puissance de l'amplificateur moyen- ne fréquence 20 est amenée au second détecteur 13'.e détecteur 13' remplace les deux détecteurs 13 et 16 de la fig.l et sa puissance est fournie au contrôle du son 17, qui est analogue à celui de la fig.l, ain- si qu'au filtre 18 dont la puissance règle les carac- téristiques du contrôle automatique du son 17 ainsi que l'amplification de l'amplificateur radio-fréquence 12 et de l'amplificateur moyenne fréquence 20. Les courants qui passent par le contrôle automatique du
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son reçoivent l'amplification par l'amplificateur fré- quence acoustique 14 et sont reproduits pa,r le haut- parleur 15.
L'oscillateur 21 fournit au modulateur 19 de l'énergie d'une fréquence s'écartant des signaux reçus de fréquence porteuse de la moyenne fréquence sur laquelle l'amplificateur moyenne fréauence est accordé.
De cette manière, le modulateur 19 fournit à l'amplifi- cateur moyenne fréquence 20 les porteurs moyenne fré- quence transformés et les bandes latérales de signaux qui représentent les fréquences acoustiques transmises.
Les dispositions spéciales des parties du montage dé- crit sont du type superhétérodyne habituel; il n'est donc pas nécessaire de les décrire ici.
Le détecteur 13' fournit les courants de signaux de fréquence acoustique désirés, qui sont amenés à l' amplificateur fréquence acoustique 14 en passant par le contrôle du son 17. Il produit aussi une tension conti- nue qui est proportionnelle à l'onde porteuse reçue et il la fournit au filtre 18. Le filtre 18 a pour but d' écarter de la puissance du détecteur des composantes quelconques de fréquence acoustique ou autre, afin que la tension continue soit proportionnelle à l'amplitude de l'onde porteuse reçue. Ainsi que connu en technique du contrôle automatique du volume, l'action amplifi- catrice des tubes à vide,qui compose les étages d'am- plification radio-fréquence et moyenne fréquence, est facilement réglée par une tension continue ou tension de polarisation qui est applicuée à la grille de con- trôle des amplificatrices.
Cette tension de polarisation est généralement produite en redressant la puissance de l'amplificateur moyenne fréquence et en appliquant à la grille de contrôle la tension continue résultante ou une tension proportionnellement variable qui en est obtenue. Cette tension sera de polarité telle que les
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grilles des amplificatrices contrôlées deviennent néga- tives par rapport à leur cathode proportionnellement à l'amplitude du signal reçu. La sensibilité du récep- teur sera moindre lorsque les signaux d'arrivée se- ront de forte intensité, mais elle augmente lorsque les signaux d'arrivée sont de faible intensité.
Selon cette méthode connue, il est donc montré comment la puissance de tension continue du filtre 18 est fournie à l'amplificateur radio-fréquence 12 et à l'amplificateur moyenne fréquence 20 dans le but de régler la puissance de ces amplificateurs et d'obtenir ainsi le contrôle automatique du volume. Mais, en même temps, la puissance de courant continu du filtre 18 est fournie au dispositif de contrôle du son 17, afin de régler ses caractéristiques d'atténuation, de sorte que, lors de réception de signaux de faible intensité, les hautes fréquences acoustiques sont atténuées de manière correspondante. Sur ce plan, le contrôle du son est supposé du type montré sur la fig.2b.
L'atténuation résultante des hautes fréquences acoustiques est, lors de réception de courants de fré- quence porteuse arrivant à faible intensité, parti- culirement désirable dans les cas où le récepteur est équipé du contrôle automatique du volume montré. Ain- si qu'on le sait, la sensibilité d'un récepteur équi- pé avec ce contrôle, qui est minime lors de réception de signaux d'un fort poste local, augmente rapidement lorsque le récepteur ept mis hors de résonance avec la fréquence de ce poste; un sibilant désagréable est perçu à un des côtés du point de résonance de chacun des signaux lorsque le récepteur est en fonc- tion dans un intervalle.
Mais si l'on utilise un con- trôle automatique du son selon cette invention, con- formément à la fig.3, ces sibilants de haute fréquence
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qui sont produits lorsqu'il n'y a pas de forte fréquen- ce porteuse dans le récepteur, sont réduits par l'atté- nuation automatique des hautes fréquences acoustiques.
De cette manière, le contrôle automatique du son augmente et perfectionne non seulement le rendement d'un simple récepteur comme celui montré sur la fig.l, mais aussi celui d'un récepteur à contrôle automatique du volume. Comme le contrôle du son selon la présente invention est un dispositif fonctionnant par de la ten- sion et utilise la tension continue qui existe déjà dans des récepteurs équipés du contrôle automatique du volu- me, pour prévoir le contrôle automatique du son il n'est requis que très peu de plus que l'unité représentée sur la fig.2b.
Sur les deux figures 1 et 2, le dispositif de con- trôle du son 17 est intercalé dans la connexion entre le détecteur et l'amplificateur fréquence acoustique. Mais il va de soi que le contrôle du son peut tout aussi bien être intercalé entre l'amplificateur fréquence acousti- que 14 et le haut-parleur 15 ou être placé à un autre point convenable dans un système d'amplification.
La fig. 4 représente en schéma un radiorécepteur superhétérodyne analogue analogue à celui montré sur la fig.3. Les parties correspondantes portent les mê- mes chiffres, mais le second détecteur, le contrôle automatique du volume, le système de contrôle du son et le premier amplificateur fréquence acoustique sont montrés en détail.
Le signal reçu par le système antenne-terre 10-11 et amplifié par l'amplificateur radio-fréquence 12 est transformé en courants moyenne fréquence dans le modula- teur 19 par l'énergie d'hétérodyne qui est produite par l'oscillateur 21. Les courants moyenne fréquence sont amplifiés par l'amplificateur moyenne fréquence 20 et
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et fournis au tube à vide 36 du système détecteur 15' par le transformateur 33-34, dont le secondaire 34 est accordé par le condensateur 35.
Le détecteur 13' fonctionne comme détecteur diode de pointe. De ce détecteur se présentent aux résistances 39 et 38 les composantes de courant continu et de fré- quence acoustique, tandis que les courants haute fréquen ce ou moyenne fréquence sont dérivés à la terre par le condensateur 37. Les connexions 40 et 41 fournissent aux grilles de contrôle des tubes à vide des amplificateurs correspondants 12 et 20 une tension continue proportion- nelle à l'onde porteuse reçue. Ceci permet le contrôle automatique de l'amplification de ces amplificateurs et donne ainsi une puissance réellement uniforme sans tenir compte de l'intensité d'entrée des signaux.
Les résistan- ces 44 et 45 servent d'isolateurs dans le but d'empêcher un retour des composantes de radio-fréquence et de fré- quence acoustique dans les circuits des amplificateurs 12 et 20.
La connexion 42 conduit les tensions de fréquen- ce acoustique produites par le détecteur 13 à l'ampli- ficateur fréquence acoustique 14 où elles sont ampli- fiées et fournies au haut-parleur 15. Le premier étage à tube à vide de l'amplificateur 14 est montré en dé- tail et comprend le tube à vide 50 et ses éléments du circuit d'entrée. Ceux-ci se composent de la résistance isolante 46 et du condensateur 48,qui tiennent la haute fréquence et le courant continu éloignés de l'entrée de l'amplificatrice 50, de la résistance de contrôle du volume 49 et de la pile de polarisation 52. En parallè- le sur la pile de polarisation 52 se trouve le conden- sateur 51 qui est monté entre l'extrémité de la résis- tance 49 et la cathode du tube 50.
Une valeur convenable quelconque des variations de tension qui existent dans la résistance de contrôle du volume 49, peut être im-
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primée sur la grille de l'amplificatrice 50 par le contact variable 49'. La sortie de l'amplificatrice 50 comprend le primaire du transformateur de sortie 53, la résistance 56 et la source de haute tension 54.
La résistance 56 et la pile haute tension 54 sont court circuitées,pour des courants de fréquence acoustique, par le condensateur 57.
La puissa.nce do fréquence acoustiaue de l'am- plificatrice 50 est transmise, par le condensateur 53, à la partie restante de l'amplificateur fréquence acous- tique qui est représentée par 58. La puissance de l'am- plificateur 58 est reproduite par le haut-parleur 15.
En parallèle avec la voie de la puissance qui vient d'être décrite se trouvent le tube de contrôle du son 29 et le condensateur 26 qui forment une dérivation entre la plaque et la cathode de l'amplificatrice 50. Le tu- be de contrôle du son 29 est analogue à celui montré sur la fig.2b; sa grille est reliée aux extrémités de gril- le des résistances 38 et 39 par la connexion 43 dans laquelle est intercalée la résistance 47. Ceci crée une installation variable de contrôle du son selon la présente invention.
La pile 54 fournit les tensions de plaque pour les tubes 29 et 50. La connexion entre la plaque de la lampe 50 et la pile 54 passe par le primaire du transformateur de sortie 53 et la résistance 54. Le condensateur shunt 57 est relié au raccord du primaire du transformateur 53 et à la résistance 56 et à la terre, afin de court-circuiter des courants de haute fréquence. La connexion de plaque au tube 29 passe par la résistance 30, et la partie de la pile 54 qui est dans le circuit-plaque du tube 29 est court-circuitée, pour des courants de haute fréquence, par le condensa- teur 53. La résistance de la résistance 30, qui est insérée dans le circuit-plaque de la lampe de contrôle du son, a une haute impédance par rapport à la résis-
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tance plaque-cathode du tube 29.
Il est évident que si la grille du tube 29 devient progressivement négative par rapport à sa catho- de de même que s'il y a augmentation de la tension con- tinue développée à la résistance 39 et amenée à la gril- le de 29 par la connexion 43 et la résistance 47, la voie plaque-cathode du tube 29 sera plus grande en ce qui con- cerne la résistance et que les fréquences acoustiques à la sortie du tube 50 seront transmises à l'amplificateur 58 avec la plus grande sûreté possible. Si une petite tension continue est amenée de la résistance 39 à la grille du tube de contrôle du son 29 ou même si aucune tension continue n'y est amenée, la résistance plaque- cathode du tube 29 sera petite et les hautes fréquences acoustiques seront court-circuitées à la sortie de lf amplificatrice 50 par le condensateur 26 et le tube de contrôle du son 29.
Selon la description ci-dessus, la disposition de montage décrite comprend les deux, le contrôle auto- matique du son et le contrôle automatique du volume, c' est-à-dire qu'en cas de non-réception de signaux ou de réception de signaux de très faible intensité, il y a de petites tensions de fréquence acoustique ( parfois même aucune ) aux résistances 38 et 39 et qu'il se pro- duit là une petite tension continue ( parfois aucune).
Pour cette raison, les unités d'amplification 12 et 20 ne reçoivent pas de tension de polarisation; elles fonc- tionnent donc à sensibilité maximum. De même, il n'est pas fourni de tension de polarisation au tube de contrô- le du son 29, de sorte que les hautes fréquences peu- vent facilement passer par le circuit de dérivation de contrôle du son et que le bruit permanent et de haute fréquence qui existe à la sortie et qui est reproduit par le haut-parleur 15, est réduit. Lors d'un signal d' arrivée de forte intensité, des tensions continues qui sont produites aux résistances 38 et 39 réduisent la
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sensibilité du récepteur, si elles sont fournies aux unités d'amplification 12 et 20.
En même temps, la gril- le du tube de contrôle du son 29 reçoit une tension plus négative par rapport à sa cathode, augmente ainsi l'im- pédance de la voie du contrôle du son et laisse aller tous les courants de fréquence acoustique de l'amplifi- cateur fréquence acoustique 50 à l'amplificateur 58; ils sont alors reproduits par le haut-parleur 15 avec une sûreté réellement la plus grande possible.
En parallèle avec la sortie et la voie du contrô- le du son de l'amplificateur 50, qui est réglée par tu- be, est inséré un circuit de contrôle manuel du son qui comprend le condensateur 26' et la résistance variable 29'. La résistance 29' permet de régler l'impédance de cette voie de façon que le rapport des hautes fréquences dérivées à la sortie de l'amplificatrice 30 peut être augmenté ou réduit, de sorte que le son des signaux re- produits par le haut-parleur 15 peut être adapté aux goûts de l'auditeur,sans tenir compte de la sensibilité du récepteur.
En relation avec la disposition de montage mon- trée sur la fig.4, il faut indiquer que les diverses résistances isolantes 44,45,46 et 47, ensemble avec des condensateurs de court-circuit et qui, ainsi que l' homme du métier le sait, seraient normalement insérée dans les unités d'amplification 12 et 20, correspon- dent à l'unité filtre 18 montrée sur la fig.3.
Les piles 52 et 54 sont montrées comme sources de tension de plaque et de grille des divers tubes .Il va de soi que'dans un radiorécepteur du type commer- cial, ces tensions seraient fournies par le poste d' alimentation habituel.
La fig.5 représente un récepteur analogue à celui qui est montra sur la fig.4. Les parties cor- respondantes portent les mêmes chiffres. Sur cette
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figure sont prévus deux détecteurs 13' et 16'. Le dé- tecteur 13' sert à la détection des signaux de fré- quence acoustique et à obtenir le contrôle automati- que du volume. Il est monté de manière analogue à cel- le du détecteur 13' de la fig. 4, mais les tensions pour le contrôle automatique du volume sont obtenues par la résistance de grille unique 38, tandis que les tensions de polarisation pour les deux amplificateurs 12 et 20 sont produites aux résistances correspondantes 44 et 45.
Dans cette disposition de montage aussi, la fréquence acoustique qui est fournie à l'amplificateur fréquence acoustique 50, est prise d'un point médian de la résis- tance 38. Le détecteur de contrôle du son 16' ( auxi- liaire ) est du type diode habituel; il reçoit sa puis- sance d'entrée par la connexion 59 qui va au primaire du transforteur de sortie de l'amplificateur moyenne fréquence 20. Cette connexion a comme élément le con- densateur de couplage 60. Une résistance 38' est insé- rée dans le circuit de diode; son extrémité basse ten- sion est reliée à la grille du tube de contrôle du son 29. Le tube de contrôle du son 29 et son montage sont analogues à ce qui est montré sur la fig. 4. La fig.5 m'a pas de contrôle manuel du son, mais elle peut en recevoir un, si cela est demandé. Ce contrôle manuel sera analogue à celui montré sur la fig.4.
Il va de soi que sont prévues pour les tubes les dispositions habituelles de chauffage des cathodes, mais leurs détails ne représentent pas une partie es- sentielle de la présente invention.
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Sound control and its applications to radio receivers and other similar devices.
The present invention relates to sound reproduction systems, in particular to means for automatically adjusting the timbre of the reproduced sound.
According to the present invention, the timbre of the reproduced sound, for example in a radio receiver with automatic volume control, is automatically adjusted by gradually decreasing the high frequencies as the amplification increases.
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In a radio receiver operating at maximum sensitivity, disturbing sibilations of high acoustic frequency are perceived. In a receiver with automatic volume control, the sibilant noises are quite unpleasant when the amplification increases automatically, for example when tuning to one side of a broadcast signal, when tuning to a broadcast signal. station to station or receiving a weak signal. Also quite unpleasant are the static disturbances and the high frequency acoustic noises which are reproduced when the receiver is operating at maximum sensitivity and is not tuned to any signal.
In the reproduction of sounds, for example the reproduction of a sound film recording, the passage of the recording in the reproduction apparatus with the amplifier group for maximum amplification produces, at mute passages, an unpleasant high-pitched hissing sound. frequency says "scratch frequency sound".
The main object of the present invention is to reduce the response of acoustic frequencies to high frequencies, when the sensitivity of the amplification installation produces these high acoustic frequencies to an unpleasant degree.
A particular object of the present invention is the production of a radio receiver with automatic volume control and automatic sound control, each of which is controlled by the intensity of the carrier wave received, so that, if the sensitivity of the receiver is greatly increased as a result of reception of weak signals, the high frequencies at the output are correspondingly reduced, or, vice versa, if the receiver is tuned to strong signals, resulting in a di- decrease in sensitivity, there is an increase in the ratio between high frequencies and low frequencies.
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The description below and the plans in the appendix explain more fully the aforementioned characteristics as well as other characteristics of the invention.
According to the present invention, means are provided for rectifying the received carrier wave, preferably after its amplification, in order to produce a source of direct voltage proportional to the received carrier wave. This voltage is then used to adjust the characteristics of a sound control ", so that there is variation in the attenuation of the highest part of the sound frequencies detected, in particular in a predetermined manner. as a function of the control voltage.
In a superheterodyne receiver, the control DC voltage will preferably be produced by rectifying the medium frequency carrier instead of the original carrier frequency current. In any case, the continuous control voltage is proportional to the amplitude of the carrier wave received; its proportionality is subordinate to the type of detection used. For example in the case of linear detection, which is the preferred mode, the direct voltage is almost directly proportional to the amplitude of the received carrier wave.
Although separate detectors can be chosen to obtain the various control voltages, it is nevertheless possible to use a single detector operating to give the acoustic frequency voltage, the direct voltage for automatic volume control and DC voltage for automatic sound control.
Sound control can consist of any arrangement of impedances, simple or compound, provided that either of its elements can vary with the voltage which is applied to achieve the desired control. The simplest arrangement is that in which only the resistance varies, but a large number of arrangements which present the variation with the tension to adjust the charac-
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impedance-frequency characteristics of sound control will appear possible to those skilled in the art.
In its preferred form, the present invention provides, for the variable resistor element of the sound control, a thermion vacuum tube which is disposed such that the control DC voltage between the control grid and the control grid. cathode can be used for varying the plate-cathode resistance. When the control voltage is inserted so as to make the grill more negative with respect to the cathode when increasing the control voltage, the resistance of the tube will increase when increasing the control voltage. .A fixed capacitor is mounted in series with the vacuum tube plate as a shunt on the acoustic frequency transmission system.
With this arrangement, when no signal is received or when only a weak signal is received, the control DC voltage is low and the resistance of the vacuum tube too. This creates a bypass path which consists of capacitance and resistance and which is proportioned so that the high acoustic frequencies can pass to any desired extent. If a strong signal is received, the continuous control voltage is high, increases the resistance of the vacuum tube, thus practically eliminates the control of the bypass sound and gives the maximum reception safety that the receiver can give.
In this way, the degree of high frequency removal will vary within these limits in proportion to the amplitude of the received carrier wave.
Below is the explanation of the boards:
Fig. 1 is a schematic of a radio receiver which uses the automatic sound control of the present invention.
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Fig. 2a shows a manual sound control arrangement.
Fig. 2b shows a simple type of an automatic sound control arrangement corresponding to the type which is shown in fig.2a.
Fig. 3 shows a superheterodyne radio receiver which uses both controls, automatic volume control and automatic sound control, and which has only one detector to produce acoustic frequencies and control DC voltages.
Fig. 4 shows the mounting arrangement of the receiver of fig.3.
Fig. 5 shows the mounting layout of a superheterodyne receiver which uses a separate detector to adjust sound control operation.
In fig.l, which is a diagram of a radio receiver according to the present invention, the antenna 10 and the earth 11 are connected to the radio-frequency amplifier 12, the output of which is connected to the detector 13. The detected output is connected, by the sound control circuit 17, which will be described later, to the acoustic frequency amplifier 14 which amplifies the detected signals which are reproduced by the loudspeaker 15. A second detector 16 is connected in parallel on the first detector 13, in order to set the automatic sound control 17.
In service, the modulated radio-frequency signal currents are received by the antenna-earth system 10-11 and conducted to the radio-frequency amplifier. The output of amplifier 12 is connected to two detectors 13 and 16. Detector 13 produces the frequency currents.
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acoustic frequency and leads them to the acoustic frequency amplifier 14 by the sound control 17.
The output of the acoustic frequency amplifier 14 is connected to the loudspeaker 15. The sound control 17 regulates the faithful reproduction of the acoustic frequencies, which act on 15, and it has a frequency attenuation characteristic which, thus as described below, depends on the value of a direct voltage which serves as control voltage coming from the detector 16. The detector 16 is supplied with radio-frequency energy by the radio-frequency amplifier 12. This detector is adjusted so in producing a constant value of direct voltage proportional to the amplitude of the carrier wave which acts on its input.
As a result, when receiving a strong signal, the DC voltage power of the detector 16 will be large, and therefore the frequency attenuation characteristic of the sound control 17 will be other than when a weak signal is received and the DC voltage power of the detector 16 is small. In this way, the elements 16 and 17 make dependent on the intensity of the signals received the quality of the signals which are supplied to the loudspeaker 15.
In fig.2a, the wires 22-24 and 23-25 conduct an acoustic frequency current analogous to that which passes through the connections between the detector 13 and the acoustic frequency amplifier 14 in fig.l.
This plan shows a mounting arrangement which is analogous to that of the manual sound control which is generally used in modern radio receivers for variable attenuation of high acoustic frequencies. This arrangement between conductors 22-24 and 23-25 comprises a capacitor 26 and a tap resistor 27. The part of the tap resistor 27. Which
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should be in series with capacitor 26 between conductors 22-24 and 23-25, will be selected by tap switch 28.
If switch 28 is set so that all of resistor 27 is inserted in series with capacitor 26, the bypass path in which capacitor 26 is interposed and resistor 27 has virtually no effect, and Signals present at terminals 22 and 23 are transmitted to terminals 24 and 25 freely without attenuation. On the other hand, if the switch 28 is set so that only a small part of the resistor 27 is inserted, we have a bypass path which attenuates the voltage at the high acoustic frequencies which are supplied to the terminals 22 and 23, and that more loudly than at low frequencies and depending on the values of the capacitor 26 and of the part of the resistor 27 which is then inserted into the bypass channel.
Fig. 2b shows the mounting arrangement of the sound control 17 of fig.l. In this circuit is provided a bypass path which comprises the capacitor 26 and the impedance of the tube 29 between the conductors 22 and 24 and 23 and 25 which connect the output of the detector 13 to the input of the acoustic frequency amplifier 14. The frequency attenuation characteristic of this bypass path is adjusted by varying the gate voltage of tube 29. The gate voltage is, as described later, determined by the powers of the detector (fig.l). 16. If the potential which occurs at terminals 31 and 32 is high and of suitable polarity to make 31 negative with respect to 32, the resistance of the tube will be large and the sound control attenuation effect will be negligible.
If this potential difference between 31 and 32 is small, the resistance of the plate-cathode path will be low and the high frequencies will be attenuated correspondingly.
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The plate and cathode of tube 29 receive suitable working voltages from sources not shown on the drawings. The impedance 30 is interposed between the plate voltage source and the plate of the tube 29 in order to make the impedance of this path parallel, from the capacitor 26 to the connection 23-25 through the connection. causing the plate voltage, higher than the impedance of the plate-cathode path of the vacuum tube, so that the plate-cathode resistor can adjust the bypass of high acoustic frequency currents. Resistor 30 can be replaced with an inductor coil or any other filter providing high impedance at all acoustic frequencies.
If the sound control which is shown in fig. 2b is inserted into the circuit 17 of fig. 1, the DC voltage power of the detector 16 will be supplied to the terminals 31-32 and the polarity will be such that the terminal 31 will be negative with respect to terminal 32. In this way, upon reception of a strong signal and production of a strong direct voltage at the output of the detector 16, the resistance of the tube 29 is high and the acoustic frequency signals at the output of the detector 13 go without attenuation to the acoustic frequency amplifier 14. On the other hand, if the arrival signals are of low intensity, the potential difference at the input The sound control will be so weak that the sound control will actually attenuate the high acoustic frequency currents.
Although other forms of sound control attenuating acoustic frequencies in another way relative to the intensity of the incoming signals are also treated and fall within the scope of the present invention, it will nevertheless of itself that the shape described, which gradually attenuates the high acoustic frequencies
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with the decrease in intensity of the incoming signals, represents a preferred form. The reason for this preference is that, when receiving weak signals, the receiver generally operates at maximum sensitivity and there is more static and parasitic noise, the disturbing sound of which may be reduced. by attenuating high acoustic frequencies than low ones.
This is especially true when the receiver is also equipped with automatic volume control and when, therefore, the sensitivity is automatically increased in the event of weak signal reception or non-reception of signals.
The arrangement shown in fig. 5 is that of a superheterodyne receiver which uses automatic volume control. In this figure, the parts corresponding to those of fig.l and 2 are indicated by the same numbers. The power of the radio-frequency amplifier 12 is fed to a modulator or first detector 19 to which are also supplied high-frequency oscillations produced by the oscillator 21, for combination with the signals. of radio-frequency received and production of medium-frequency signal currents. In addition, these will be amplified by a medium-frequency amplifier 20.
The power of the medium frequency amplifier 20 is fed to the second detector 13 '. The detector 13' replaces the two detectors 13 and 16 of FIG. 1 and its power is supplied to the sound control 17, which is analogous to that of fig.l, as well as the filter 18, the power of which regulates the characteristics of the automatic sound control 17 as well as the amplification of the radio-frequency amplifier 12 and of the medium-frequency amplifier 20 . The currents passing through the automatic control of the
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sounds are amplified by the acoustic frequency amplifier 14 and are reproduced by the loudspeaker 15.
The oscillator 21 supplies the modulator 19 with energy of a frequency deviating from the signals received from the carrier frequency of the medium frequency to which the medium frequency amplifier is tuned.
In this way, the modulator 19 supplies the mid-frequency amplifier 20 with the transformed mid-frequency carriers and the signal sidebands which represent the transmitted acoustic frequencies.
The special arrangements of the parts of the circuit described are of the usual superheterodyne type; it is therefore not necessary to describe them here.
The detector 13 'supplies the desired acoustic frequency signal currents, which are fed to the acoustic frequency amplifier 14 via the sound control 17. It also produces a DC voltage which is proportional to the received carrier wave. and it supplies it to the filter 18. The purpose of the filter 18 is to separate from the power of the detector any components of acoustic or other frequency, so that the direct voltage is proportional to the amplitude of the received carrier wave. As is known in automatic volume control art, the amplifying action of the vacuum tubes, which make up the radio-frequency and medium-frequency amplification stages, is easily regulated by a direct voltage or bias voltage which is applied to the amplifier control grid.
This bias voltage is generally produced by rectifying the power of the medium frequency amplifier and applying to the control gate the resulting DC voltage or a proportionally varying voltage obtained therefrom. This voltage will be of polarity such that the
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The gates of the controlled amplifiers become negative with respect to their cathode in proportion to the amplitude of the received signal. The sensitivity of the receiver will be lower when the incoming signals are strong, but it increases when the incoming signals are weak.
According to this known method, it is therefore shown how the DC voltage power of the filter 18 is supplied to the radio-frequency amplifier 12 and to the medium-frequency amplifier 20 in order to adjust the power of these amplifiers and to obtain thus the automatic volume control. But, at the same time, the direct current power of the filter 18 is supplied to the sound control device 17, in order to adjust its attenuation characteristics, so that, when receiving low intensity signals, the high acoustic frequencies are correspondingly attenuated. In this plane, the sound control is assumed to be of the type shown in fig.2b.
The resulting attenuation of high acoustic frequencies is, when receiving low-intensity carrier frequency currents, particularly desirable in cases where the receiver is equipped with the automatic volume control shown. As we know, the sensitivity of a receiver equipped with this control, which is minimal when receiving signals from a strong local station, increases rapidly when the receiver is put out of resonance with the frequency. of this post; disagreeable sibilance is perceived at one side of the resonant point of each of the signals when the receiver is operating within an interval.
But if an automatic sound control according to this invention is used in accordance with Fig. 3, these high frequency sibilants
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which are produced when there is no high carrier frequency in the receiver, are reduced by the automatic attenuation of high acoustic frequencies.
In this way, the automatic sound control increases and improves not only the efficiency of a simple receiver like that shown in fig.l, but also that of a receiver with automatic volume control. As the sound control according to the present invention is a voltage-operated device and uses the direct voltage which already exists in receivers equipped with automatic volume control, to provide automatic sound control it is not necessary. required very little more than the unit shown in fig.2b.
In the two figures 1 and 2, the sound control device 17 is interposed in the connection between the detector and the acoustic frequency amplifier. But it goes without saying that the sound control can just as well be interposed between the acoustic frequency amplifier 14 and the loudspeaker 15 or be placed at another suitable point in an amplification system.
Fig. 4 is a diagram showing a superheterodyne radio receiver analogous to that shown in FIG. 3. The corresponding parts have the same numbers, but the second detector, the automatic volume control, the sound control system and the first acoustic frequency amplifier are shown in detail.
The signal received by the antenna-earth system 10-11 and amplified by the radio-frequency amplifier 12 is transformed into medium-frequency currents in the modulator 19 by the heterodyne energy which is produced by the oscillator 21. The medium frequency currents are amplified by the medium frequency amplifier 20 and
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and supplied to the vacuum tube 36 of the detector system 15 'by the transformer 33-34, the secondary 34 of which is tuned by the capacitor 35.
Detector 13 'functions as a peak diode detector. From this detector are presented to resistors 39 and 38 the components of direct current and acoustic frequency, while the high frequency or medium frequency currents are derived to earth by the capacitor 37. The connections 40 and 41 provide the grids. control of the vacuum tubes of the corresponding amplifiers 12 and 20 a direct voltage proportional to the received carrier wave. This allows automatic control of the amplification of these amplifiers and thus gives a truly uniform power regardless of the input strength of the signals.
Resistors 44 and 45 serve as insulators in order to prevent the return of radio-frequency and acoustic-frequency components into the circuits of amplifiers 12 and 20.
Connection 42 conducts the acoustic frequency voltages produced by detector 13 to acoustic frequency amplifier 14 where they are amplified and supplied to loudspeaker 15. The first vacuum tube stage of the amplifier 14 is shown in detail and includes vacuum tube 50 and its input circuit elements. These consist of the insulating resistor 46 and the capacitor 48, which keep the high frequency and direct current away from the input of the amplifier 50, the volume control resistor 49, and the bias stack 52. In parallel on the polarization stack 52 is the capacitor 51 which is mounted between the end of the resistor 49 and the cathode of the tube 50.
Any suitable value of the voltage variations that exist in the volume control resistor 49, can be im-.
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awarded on the grid of the amplifier 50 by the variable contact 49 '. The output of amplifier 50 includes the primary of output transformer 53, resistor 56, and high voltage source 54.
Resistor 56 and high voltage battery 54 are short-circuited, for acoustic frequency currents, by capacitor 57.
The acoustic frequency power of amplifier 50 is transmitted, through capacitor 53, to the remaining part of the acoustic frequency amplifier which is represented by 58. The power of amplifier 58 is transmitted. reproduced by the loudspeaker 15.
In parallel with the power path which has just been described are the sound control tube 29 and the capacitor 26 which form a bypass between the plate and the cathode of the amplifier 50. The sound control tube its 29 is similar to that shown in fig.2b; its grid is connected to the grill ends of resistors 38 and 39 by connection 43 in which resistor 47 is interposed. This creates a variable sound control installation according to the present invention.
Battery 54 provides the plate voltages for tubes 29 and 50. The connection between lamp plate 50 and battery 54 is through the primary of output transformer 53 and resistor 54. Shunt capacitor 57 is connected to the connector. primary of transformer 53 and resistor 56 and earth, in order to short-circuit high frequency currents. The plate connection to tube 29 passes through resistor 30, and the portion of cell 54 that is in the plate circuit of tube 29 is shorted, for high frequency currents, by capacitor 53. The resistor of resistor 30, which is inserted into the circuit-plate of the sound control lamp, has a high impedance with respect to the resistor.
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plate-cathode strength of the tube 29.
It is evident that if the grid of tube 29 becomes progressively negative with respect to its cathode as well as if there is an increase in the continuous voltage developed at resistor 39 and brought to the grid of 29 by connection 43 and resistor 47, the plate-cathode path of tube 29 will be larger in resistance and that the acoustic frequencies at the output of tube 50 will be transmitted to amplifier 58 with the greatest safety possible. If a small DC voltage is fed from resistor 39 to the grid of sound control tube 29 or even if no DC voltage is fed there, the plate-cathode resistance of tube 29 will be small and the high acoustic frequencies will be short. -circuitées to the output of the amplifier 50 by the capacitor 26 and the sound control tube 29.
According to the above description, the described mounting arrangement includes both, automatic sound control and automatic volume control, that is, in the event of no signal reception or reception. signals of very low intensity, there are small voltages of acoustic frequency (sometimes even none) at resistors 38 and 39 and there is produced there a small DC voltage (sometimes none).
For this reason, the amplification units 12 and 20 do not receive a bias voltage; they therefore operate at maximum sensitivity. Likewise, a bias voltage is not supplied to the sound control tube 29, so that high frequencies can easily pass through the sound control bypass circuit and the permanent noise and noise. high frequency which exists at the output and which is reproduced by the loudspeaker 15, is reduced. On a high current incoming signal, DC voltages which are produced at resistors 38 and 39 reduce the voltage.
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receiver sensitivity, if supplied to amplification units 12 and 20.
At the same time, the grill of the sound control tube 29 receives a more negative voltage with respect to its cathode, thus increasing the impedance of the sound control path and allowing all the acoustic frequency currents to flow. the acoustic frequency amplifier 50 to the amplifier 58; they are then reproduced by the loudspeaker 15 with really the greatest possible safety.
In parallel with the output and sound control channel of amplifier 50, which is tuned by tube, is inserted a manual sound control circuit which includes capacitor 26 'and variable resistor 29'. Resistor 29 'allows the impedance of this channel to be adjusted so that the ratio of the high frequencies derived from the output of amplifier 30 can be increased or decreased, so that the sound of the signals reproduced from the loudspeaker is possible. Speaker 15 can be adapted to the tastes of the listener, regardless of the sensitivity of the receiver.
In connection with the mounting arrangement shown in fig. 4, it should be indicated that the various insulating resistors 44,45,46 and 47, together with short-circuit capacitors and which, as well as the person skilled in the art Known, would normally be inserted into the amplification units 12 and 20, corresponding to the filter unit 18 shown in fig.3.
Cells 52 and 54 are shown as the source of plate and grid voltages for the various tubes. It goes without saying that in a commercial type radio receiver, these voltages would be supplied by the usual power station.
Fig.5 shows a receiver similar to that shown in fig.4. The corresponding parts have the same numbers. On this
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figure two detectors 13 'and 16' are provided. The detector 13 'serves to detect the acoustic frequency signals and to obtain automatic volume control. It is mounted in a manner analogous to that of the detector 13 'of FIG. 4, but the voltages for automatic volume control are obtained by the single gate resistor 38, while the bias voltages for the two amplifiers 12 and 20 are produced at the corresponding resistors 44 and 45.
In this mounting arrangement, too, the acoustic frequency which is supplied to the acoustic frequency amplifier 50, is taken from a midpoint of resistor 38. The sound monitoring detector 16 '(auxiliary) is provided. usual diode type; it receives its input power through connection 59 which goes to the primary of the output transformer of the medium frequency amplifier 20. This connection has as an element the coupling capacitor 60. A resistor 38 'is inserted. in the diode circuit; its low voltage end is connected to the grid of the sound control tube 29. The sound control tube 29 and its mounting are similar to what is shown in fig. 4. Fig.5 has no manual sound control, but it can accommodate one, if requested. This manual control will be similar to that shown in fig. 4.
It goes without saying that the usual arrangements for heating the cathodes are provided for the tubes, but their details do not represent an essential part of the present invention.