<Desc/Clms Page number 1>
Disposition de volume-contrôle pour récepteurs à oscil= lations fréquence-porteuse modulées.
La présente invention concerne le contrôle automatique du gain d'amplificateurs et de translateurs, et plus particulièrement le contrôle d'amplificateurs utilisés dans des systèmes de signalisation fréquence porteuse, afin de maintenir le signal de tels dispo- sitifs d'amplification plus uniforme que l'entrée du signal sur une large gamme de tension du signal reçues.
<Desc/Clms Page number 2>
Des systèmes de contrôle automatique du gain des amplificateurs sont déjà connus. Dans ces dispo- sitions, la puissance de l'amplificateur est généra- lement imprimée sur une redresseuse qui développe, en réponse, une tension uni-directionnelle qui varie avec l'intensité d'entrée du signal. Cette tension uni-direc- tionnelle est imprimée sur une électrode de contrôle d'une amplificatrice ou de chacune de plusieurs ampli- ficatrices, dans le but d'y obtenir une variation auto- matiaue de l'amplification, et cela inversément aux va- riations de la tension d'entrée du signal, pendant que la variation de tension de sortie du signal amplifiée est ainsi maintenue beaucoup moindre que la variation de tension d'entrée du signal reçue.
Dans les dispositions de brevets antérieurs de la société qui introduit la présente demande sont pré- vus des moyens pour maintenir normalement une électro- de de sortie de la redresseuse un peu négative par rap- port à la cathode de l'amplificateur contrôlé, car une augmentation de l'entrée du signal a alors pour cons-3- quence de rendre plus négative ladite électrode de sor- tie et, par conséquent, l'électrode de contrôle de l' amplificatrice. En tenant normalement l'électrode de sortie de la redresseuse un peu négative par rapport à la cathode de l'amplificateur contrôlé, on peut utiliser une source de tension continue unique pour tous les tu- bes du système parce qu'on évite ainsi la nécessité d' insérer une source de potentiel de grille dans la con- nexion entre ladire électrode de sortie et ladite élec- trode de contrôle.
Dans une demande antérieure de la société qui in- troduit la présente demande de brevet est montré un système de volume-contrôle automatique " suspendu ",
<Desc/Clms Page number 3>
du signal reçu dépasse une intensité de seuil déterminée.
Ce système est aussi aménagé de façon qu'il ne faut qu' une seule source commune de tension continue pour fournir les tensions de polarisation à tous les tubes à vide. Dans ce système, la source de tension continue est connectée à une haute résistance. Normalement, elle provoque un flux de courant continu dans la résistance. Un point de cette résistance est relié à une électrode de contrôle de l'amplificateur contrôlé. En l'absence de signal, ce point est un peu négatif par rapport à la cathode de l'amplifi- cateur contrôlé. Le contrôle automatique du gain de cet amplificateur est effectué par la connexion d'une redres- seuse qui répond à la puissance débitée par cet amplifi- cateur, entre un point intermédiaire de la source de po- tentiel et un point intermédiaire de la haute résistance.
Le courant redressé dans la résistance provoque un chan- gement négatif de tension aux deux points précités, lors- que l'entrée du signal dépasse la valeur de seuil.
Conformément à la présente invention, la disposi- tion employée est, sous certains points, semblable à cel- le de la demande de brevet antérieur de la société qui in- troduit la présente demande de brevet. La similitude consi: te principalement dans l'emploi d'une haute résistance qui reçoit normalement du courant continu d'une source de courant continu et dans l'emploi d'une redresseuse qui est connectée entre un point intermédiaire de la source de tension et qui répond à la puissance débitée par l' amplificateur contrôlé. La résistance peut, si on le dé- sire, être aménagée de façon que le volume-contrôle au- tomatique agisse jusqu'à un certain degré sur toutes les valeurs des tensions du signal reçues, au lieu d'être " suspendu ".
La redresseuse sera, de préférence, du type diode, bien qu'un autre type de redresseuse, par exemple une triode, puisse être employé. Les dispositions
<Desc/Clms Page number 4>
conformes à la présente invention sont telles que le courant spatial et les tensions de polarisation pour tous les tubesà vide du système peuvent être fournis par une source unique de tension de travail. La source de tension continue reliée à la résistance peut être un potentiomètre à résistance relativement basse rece- vant la tension continue d'une source unitaire.
Conformément à un mode de réalisation de la pré- sente invention, les électrodes de la redresseuse sont normalement tenues fort négatives par rapport à la ca- thode de l'amplificateur contrôlé. Conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention, les électrodes de la redresseuse sont normalement tenues fort positives par rapport à la cathode de l'amplifi- cateur contrôlé, comme dans le cas de la demande anté- rieure de la société qui introduit la présente demande de brevet.
Ces caractéristiques de la présente invention et d'autres encore deviendront plus apparentes par la description détaillée ci-après en relation avec les plans joints en annexe, dont la fig.l montre une application de la présente invention utilisant une diode de " suspension" qui donne un volume-contrôle " suspendu " comme montré sur la fig.4 de la demande de brevet antérieur susmen- tionnée;
la fig.2 montre graphiquement la variation du potentiel du volume-contrôle automatique en fonction de la variation de la tension fréquence porteuse dans le circuit montré sur la fig.l; la fig.3 montre une disposition de " Redresseur Volume-Contrôle Automatique Il qui peut être employée à la place de la partie correspondante de la fig.l; la fig A montre une autre disposition de " Re-
<Desc/Clms Page number 5>
employée à la place de la partie correspondante de la fig.l; et la fig.5 montre une autre disposition de " Redres- seur Volume-Contrôle Automatique " semblable à celles montrées sur les figures 3 et 4, mais se distinguant prin- cipalement de celles-ci en ce que la redresseuse utilisée est du type triode au lieu du type diode.
La fig.l montre un radiorécepteur superhétérodyne utilisant un système de volume-contrôle automatique con- forme à la présente invention. L'amplificateur fréquence porteuse, qui sert à amplifier les signaux aux fréquences porteuses, est montré en détail. Les signaux sont collec- tés par une antenne 10 oui est connectée à la terre 11 par une bobine primaire d'antenne 12. Un circuit sélec- tif radio-fréquence accordable 13, comprenant une bobine secondaire 14, un condensateur variable 15 et un conden- sateur fixe 16, est couplé au circuit antenne-terre par l'inductance mutuelle existant entre les bobines 12 et 14. Le côté inférieur du condensateur variable 15 est mis à la terre.
La grille de contrôle 17, ou électrode de con- trôle, d'un tube à vide amplificateur 18 est reliée au côté supérieur de la bobine 14, et le circuit d'entrée du tube 18 est complété par l'insertion d'une résistan- ce de cathode 95 qui règle le potentiel de grille et qui est shuntée par un condensateur de dérivation haute fréquence 96 entre la cathode 97 et la terre.
Le circuit de sortie du tube 18 est couplé à la grille de contrôle 19 d'un tube modulateur pentode 20 par un système d'accouplement haute fréquence comprenant un transformateur 21 et un condensateur variable 22 ser- vant à accorder le secondaire du transformateur. Un des côtés du condensateur variable 22 est relié à la grille 19, et l'autre côté du condensateur est relié à la terre.
<Desc/Clms Page number 6>
De la terre, le circuit d'entrée du tube modulateur est complété à la cathode 23 par une résistance 24 réglant le potentiel de grille.
Une tension haute fréquence produite localement est fournie au modulateur au moyen d'un oscillateur accordable qui comprend un tube oscillateur 25 et les circuits qui y sont reliés. Le circuit d'oscillateur accordable comprend une bobine 26, un condensateur fixe 27 et un condensateur variable 28. Des oscillations sont produites par le circuit réactif entre la plaque 29 et la grille 30 du tube, qui est connecté par le condensa- teur 31 et le circuit d'oscillateur accordable. L'oscil- lateur produit une tension haute fréquence dans la résis- tance 24 qui est montée dans la connexion de la cathode du tube oscillateur. Comme cette résistance se trouve aussi dans la connexion de la cathode du tube modulateur 20, cette tension est imprimée sur le circuit d'entrée du modulateur et sert, par conséquent, à moduler les signaux.
La modulation se fait de la même manière que dans les récepteurs superhétérodynes, et cette manière est bien connue en technique. Des signaux dont la fréquence est égale à la différence existant entre la fréquence du signal reçu et la fréquence de l'oscillateur local apparaissent donc dans le circuit de sortie du modula- teur. Cette fréquence de différence, qui est connue comme moyenne fréquence, est sélectivement couplée du circuit de la plaque du modulateur 32 à la grille de contrôle 33 d'un premier tube amplificateur moyenne fréquence, par un transformateur moyenne fréquence dou- blement accordé 35, qui est accordé pour admettre sélec- tivement cette movenne fréauence.
<Desc/Clms Page number 7>
Pour faciliter l'accord du récepteur sur les fréquences des diverses stations émettrices, les con- densateurs variables d'accord 15 et 22 reliés aux transformateurs haute fréquence et le condensateur va- riable 28 du circuit de l'oscillateur sont mécaniquement connectés et actionnés par un dispositif de monocommande U, comme montré par les lignes formées de points et traits. Le condensateur 28 est réglé par rapport aux condensateurs 15 et 22 de façon que la différence de fréquences reste essentiellement constante sur la gam- me de fréquences d'accord.
La sortie de l'amplificateur 34 est sélectivement couplée du circuit de plaque 36, par un second système d'accouplement moyenne fréquence doublement accordé 37, à la grille d'entrée 38 d'un second tube amplificateur moyenne fréquence 39. La sortie du second étage moyenne fréquence est sélectivement couplée, par un troisième système d'accouplement moyenne fréquence doublement accordé 40, à l'appareil qui suit le récepteur et qui est généralement indiqué par le rectangle séigné " Dé- tecteur et audio-amplificateur, et haut-parleur ". Cet appareil subséquent peut être de tout type convenable.
Tl n'est pas donné ici de description détaillée de cet appareil parce que ce dernier est bien connu en tech- nique et que cette construction ne constitue aucune partie de la présente invention.
Le circuit du volume-contrôle automatique con- forme à la présente invention est associé et connecté au récepteur de la manière suivante : La grille d'entrée 41 d'un tube amplificateur moyenne fréquence 42 est connectée à la borne 43 de la bobine secondaire du système d'accouplement accordé 37. Par cette connexion, la sortie moyenne fréquence du tube amplificateur 34 est aussi couplée au tube 42. Le circuit de plaque @
<Desc/Clms Page number 8>
du tube 42 est connecté à un système d'accouplement moyen- ne fréquence doublement accordé à filtre pour larges bandes 44, dont le circuit primaire , qui comprend la bobine 45 et le condensateur 46, est inductivement cou- plé au circuit secondaire, qui comprend la bobine 47 et le condensateur 48.
La plaque 49 d'une redresseuse diode 67 est con- nectée en B à la borne supérieure de la bobine 47. Le circuit du redresseur est complété, entre les électrodes de sortie 49 et 56, par un circuit pont, comme suit : circuit pont est formé par montage de hautes résistances 68 et 69 en série avec une autre diode 58 et avec les sources de tension continue 70 et 71. Le point intermé- diaire 55 entre ces résistances est relié à l'extrémité inférieure de la bobine secondaire 47 ( et, par consé- quent, à l'électrode de sortie 49), et la cathode 56 de la diode 67 est reliée au point intermédiaire qui cons- titue la jonction des sources de tension 70 et 71.
La borne inférieure 60 de la résistance 69 est reliée à la plaque 57 de la diode 58, qui est dénommée " diode de suspension ". La cathode 59 de la " diode de suspen- sion Il 58 est reliée à l'extrémité inférieure de la source de tension 70 et à la terre. La diode 58 est un conducteur uni-directionnel, mais elle n'est pas utili- sée comme redresseuse.
Dans le but de fournir assez de tension spatiale aux tubes du récepteur, la tension provenant des sources 70 et 71 est augmentée par une source de tension conti- nue additionnelle 66 en série avec ces sources. Le côté positif de la source 66 est relié aux plaques de tous les tubes, ainsi que montré, et il peut être aussi re- lié à quelques-uns des tubes compris dans le Il Détecteur et Audio-Amplificateur " ou à tous ces tubes. Les sour-
<Desc/Clms Page number 9>
comme source unique connectée de façon à pouvoir être utilisée pour fournir toutes les tensions spatiales et le courant spatial nécessaires aux tubes du récep- teur. Le côté positif de cette source unitaire est relié aux plaques de tous les tubes montrés autres que les diodes, et le côté négatif est relié aux cathodes des mêmes tubes, par la connexion de terre.
Les résistances 68 et 69 et la diode 58 forment une voie de courant continu à haute résistance entre deux points différents de cette source unitaire, et les points 55 et 60 sont des points intermédiaires de cette voie. Avec cette disposition de la source de tension, on obtient le main- tien d'une tension de repos ( réellement zéro en cas d' absence de signaux ) entre les électrodes 49 et 56.
Chacune des diodes 67 et 58 a une résistance in- térieure, lorsque sa plaque est positive par rapport sa cathode. Cette résistance intérieure est beaucoup moins élevée que la valeur de l'une ou l'autre des résis- tances 68 et 69. Chacune des diodes est un conducteur uni-directionnel parce que, si 'sa plaque devient négative par rapport à sa cathode, le courant spatial est réelle- ment zéro. Par conséquent, la plaque 57, qui est reliée au point 60, est pratiquement mise à la terre à la catho- de 59, lorsque la jonction 55 a une tension positive par rapport à la terre. S'il n'y a pas de signaux, le point 55 est maintenu à une tension positive-par les sources de tension 70 et 71, le courant qui en résulte passant par les résistances 68 et 69 et la diode 58. En l'absence de signaux, le courant qui passe par ces résistances est un courant continu auxiliaire.
Ces résistances et sources de tension sont proportionnées de façon que la tension du circuit ouvert est essentiellement la même au point intermédiaire 55 que celle au point intermédiaire situé entre les sources 70 et 71. Par conséquent, la connexion
<Desc/Clms Page number 10>
de la cathode 56 et de la plaque 49 de la diode 67 entre ces deux points intermédiaires du pont produit réellement l'effet zéro lors d'absence de signaux, car alors il n'y a réellement aucun courant dans cette diode.
Comme la sortie de l'amplificateur moyenne fréquen- ce 34 ( ou translateur) est couplée aux électrodes de sor- tie 49 et 56 du dispositif de contrôle diode 67, par le tube 42 et les systèmes d'accouplement reliés à celui-ci, le courant de sortie moyen de la diode 67 varie en réponse à un signal. Ce changement constitue un accroissement parce que, autrement, le courant est réellement zéro.
Lorsqu'une tension fréquence porteuse est imprimée d'une bobine 47 sur la diode 67, il y a, par redressement, production d'un courant continu qui passe par le pont et se répartit Entre les résistances 68 et 69, donnant un accrois- sement de courant dans la première de ces résistances et une diminution de courant dans la deuxième et dans la diode 58.
Par conséquent, à la tension initiale du point intermédiaire 55 est superposée une tension redressée uni-directionnelle dont la valeur moyenne est à peu près égale à la valeur qua- dratique moyenne de la tension fréquence porteuse imprimée sur cette diode. La tension moyenne redressée est dépendante de la fréquence porteuse et indépendante de la modulation parce que ceci constitue une forme de détection linéaire et que, par conséquent, la tension redressée est une copie sans distorsion de l'enveloppe de la courbe de l'onde por- teuse modulée.
Pour obtenir ce résultat, le condensateur 61 branché entre la cathode 56 et le point intermédiaire 55 est si pe- tit que son courant de charge est négligeable aux audio- fréquences. Le condensateur 62, qui est branché entre le point 60 et la terre, est si grand que son impédance audio-
<Desc/Clms Page number 11>
Par conséquent, la tension audio-fréquence au point 60 est négligeable en tout temps sans égard à l'impédance de la diode 58. Le condensateur 62 représente un moyen pour prévenir des variations de tension de fréquence de modulation dans le conducteur uni-directionnel, c'est-à- dire la diode 58.
Un conducteur 63, comprenant une résistance 64, va du point intermédiaire 60 aux extrémités inférieures de l'enroulement secondaire 14 et des enroulements secon- daires des transformateurs 21 et 35. Ce conducteur 63 fournit un potentiel de volume-contrôle automatique du point 60 aux électrodes grilles de contrôle 17,19 et 33 qui appartiennent respectivement aux tubes 18,20 et 34.
Lorsqu'il n'y a pas de signaux, le point 60 et, par con- séquent, les grilles 17,19 et 33 sont normalement un peu négatifs par rapport aux cathodes des tubes respectifs en raison de l'insertion respective des résistances réglant le potentiel de grille 95,24 et 65 entre ces cathodes et la terre, ainsi que du fait que le point 60 est alors réellement au potentiel de terre.
Les points de connexion A,B, C et D de la fig.l n'ont pas d'autre signification que d'être les bornes de connexion qui correspondent à celles indiquées par les mêmes lettres sur les figures 3,4 et 5, qui ontrent des dispositions que l'on peut substituer au " Redresseur Volume-Contrôle Automatique " dans le rectangle marqué par des traits à la droite de ces quatres bornes de la fig.l.
La fig.2 est un graphique montrant la tension moyenne redressée portée en fonction de la tension fré- quence porteuse. Elle montre aussi les relations appro- ximatives dans le redresseur et le circuit de diode de suspension en fonction de la tension fréquence porteuse
<Desc/Clms Page number 12>
fournie à la diode 67. La ligne droite 50 montre la tension moyenne de la plaque de diode 49 et du point de jonction 55 par rapport à la terre. Cette tension varie dans le sens négatif en proportion de la tension porteuse imprimée.
Cette représentation est basée sur une disposition dans laquelle la tension totale des sources 70 et 71 est de 90 volts, la source 70 ayant 30 volts et la source 71 ayant 60 volts. Pour ce rapport de tensions, la valeur de la haute résistance 68 sera le double de celle de la hau- te résistance 69, afin de maintenir le point 55 à la même tension initiale que la jonction entre les sources 70 et 71.
S'il n'y a pas de signaux, le point 55 a + 30 volts par rapport à la terre, comme montré par l'extrémité supérieure gauche de la ligne 50. Lorsqu'une tension de fréquence por- teuse est appliquée à la redresseuse 67, la tension dans la résistance 68 varie conformément à la valeur 51, et la ten- sion dans la résistance 69 varie conformément à la valeur 52. Lorsque l'intensité du signal s'accroît au point où la tension du point de jonction 55 devient négative, le cou- rant dans la diode 58 et le courant moyen dans la résis- tance 69 sont réduits à zéro, et la tension du point 60 de- vient alors égale à la tension moyenne du point 55. La ten- sion du point 60 par rapport à la terre est indiquée par la valeur 53, et elle est montrée de manière à changer de zéro dans le sens négatif, lorsque la tension fréquence porteuse dépasse 30 volts.
La tension du point 60, qui est proportionnelle à l'excès de tension au point 55 au delà de la valeur fixe de 30 volts susmentionnée, est appliquée, par la connexion 63, aux électrodes de contrôle des tubes contrôlés 18,20 et 36 .
Lors de fonctionnement du volume-contrôle automa- tique " suspendu ", les grilles de contrôle des tubes con-
<Desc/Clms Page number 13>
que lorsque la tension du signal reçu s'accroît au delà d'une valeur de seuil déterminée, de sorte que le niveau de sortie du signal amplifié est maintenu à peu près uni- forme. On empêche de la manière suivante que la modulation du signal reçu ne soit affectée par le potentiel de grille servant au volume-contrôle automatique : La tension redres- sée au point 55 est une copie sans distorsion de l'envelop- pe de modulation. Par conséquent, la tension redressée moyenne est égale à la tension porteuse redressée, aucune modulation n'excédant l'unité.
Comme les composantes de redressement audio-fréquence de modulation sont shuntées par le condensateur 62, le potentiel de grille pour le volume-contrôle automatique et l'effet de la diode de sus- pension 58 dépendent seulement de la tension fréquence por- teuse. Ce mode de volume-contrôle automatique suspendu " utilisant la diode de suspension 58 qui n'exerce aucune action de contrôle du volume avant que la tension porteuse ne dépasse une valeur déterminée, est un mode de réalisa- tion préféré pour atteindre ce but. Cet avantage, y compris l'absence d'effets de modulation, n'est pas obtenu avec les systèmes qui sont utilisés généralement jusqu'à présent.
Dans le radiorécepteur particulier dont il est question ici, il est désirable que l'amplification soit capable de varier de 100 décibels par l'action du volume- contrôle automatique, afin que les signaux reçus, dont l' intensité varie de 10 microvolts à 1 volt, puissent être amplifiés à une puissance presque uniforme. Ceci nécessite que le potentiel de grille qui est montré par la valeur 53 sur la fig.2 et qui, appliqué aux grilles de contrôle des tubes contrôlés, varie de zéro à environ - 30 volts par rapport à la terre, de manière correspondante aux tensions minimum et maximum du signal reçu.indiquées ci-dessus.
La production de cette large variation de potentiel de contrôle nécessite que la tension fréquence porteuse appliquée à la
<Desc/Clms Page number 14>
diode 67 varie de 30 à 60 volts dans la même gamme de ten- sions de signaux reçus, car des tensions de signaux moin- dres ne produisent pas de potentiel de contrôle du volume.
Ces rapports sont montrés sur la fig.2.
La fig.3 montre un circuit de contrôle du volume qui peut remplacer la partie du récepteur de la fig.l qui est comprise dans le rectangle marqué par des traits et désigné " Redresseur Volume-Contrôle Automatique " à la droite des points de jonction A,B,C et D. Les bornes A,B, C et D de la fig.3 sont destinées à être reliées respecti- vement aux points de jonction A,B,C et D de la fig.l. Le circuit montré sur la fig.3 se distingue principalement du circuit correspondant montré sur la fig.l en ce qu'il uti- lise un potentiomètre à résistance à prise au lieu de la source unitaire de courant continu à prise de la fig.l, ainsi que par le remplacement d'une diode de suspension par une résistance.
Dans le circuit montré sur la fig.3, le courant partant d'une source de courant continu 72 passe à travers les résistances de division de tension montées en série 73,74,75 et 76. Une résistance 77 est branchée entre le point 60 et le point 78, qui est l'extrémité né- gative de la source de tension 72. Les résistances en série 68,69 et 77 forment collectivement une haute résistance, ou une voie de courant continu ayant une haute résistance; les extrémités de celle-ci sont reliées respectivement à deux différents points de la source de courant.
Dans le circuit montré sur la fig.3, lorsqu'un si- gnal moyen est appliqué à la redresseuse 67, le courant re- dressé se divise ; partie de ce courant redressé passe à travers la résistance 68 dans la direction du courant continu auxiliaire qui passe normalement dans cette résis- tance et elle augmente ce courant auxiliaire, tandis que l' autre partie de ce courant redressé passe à travers les ré-
<Desc/Clms Page number 15>
même de renverser le courant qui passe normalement dans ces résistances.A ce sujet, il faut indiquer que le fonction- nement du circuit pont est analogue à celui du circuit pont correspondant montré sur la fig.l. Lorsqu'il n'y a pas de signaux, le point 60 est normalement un peu négatif par rapport aux cathodes des tubes contrôlés.
Pour assurer ce rapport, le point intermédiaire 60 est normalement maintenu essentiellement à la même tension que le point intermédiai- re entre les résistances 75 et 76 de la source de tension; ce dernier point est relié à la terre et, par des résistan- ces réglant le potentiel de grille, aux cathodes précitées.
Lorsqu'il y a présence d'un signal à la redresseuse 67, le point 60 devient négatif parce que le courant redressé ré- duit la tension dans la résistance77. Pour cette raison, le potentiel des grilles de contrôle des tubes 18,20 et 34 est normalement maintenu un peu négatif par rapport aux ca- thodes respectives, par la connexion de potentiel de grille pour volume-contrôle 63, et ces grilles deviennent plus né- gatives par rapport aux cathodes respectives, lorsqu'il y a présence d'un signal.
Les résistances 73,74,75 et 76 portent un fort cou- rant continu, de sorte que les tensions continues dans ces résistances ne sont pas affectées de manière notable par des variations relativement petites du courant dans ces résistances, qui correspondent aux courant spatial dans les tubes reliés à ces résistances.
Dans les dispositions montrées sur les figures 1 et 3, les électrodes de la redresseuse 49 et 56 sont générale- ment tenues toutes deux fort positives par rapport à la ter-. re; la plaque 49 devient négative en présence d'une tension de signal suffisamment grande.
La fig. 4 montre un circuit qui est un peu analogue à celui montré sur la fig.3 et qui convient pour remplacer
<Desc/Clms Page number 16>
le circuit désigné " Redresseur Volume-Contrôle Automati- que " sur la fig.l. Les bornes A,B,C et D sont destinées à être reliées respectivement aux points de jonction A, B, C et D de la fig.l. Dans le circuit montré sur la fig.4, les électrodes de la redresseuse sont normalement tenues fort négatives par rapport à la terre, au lieu d'être fort positives par rapport à celle-ci. Les résistances en série 68,69 et 77 de la fig.3 sont, sur la fig.4, respectivement remplacées par trois résistances en série 79,80 et 81 qui auront en général une valeur un peu différente de celle des résistances correspondantes montrées sur la fig.3.
La catho- de de la redresseuse 67 est reliée au point intermédiaire entre les résistances de division de tension 75 et 76. Le point intermédiaire entre les résistances 74 et 75 est mis à la terre. La cathode de la redresseuse 56 est ainsi tenue fort négative par rapport à la terre. La borne C, qui est destinée à établir la connexion avec l'extrémité inférieure de la bobine 47, est connectée au point 55 qui est, dans ce cas, le point interméidiaire entre les résistances 80 et 81.
Le point 55 est tenu essentiellement à la même tension que la cathode 56, lors d'absence de signaux. La borne B, qui est destinée à établir la jonction avec le circuit pour volume-contrôle automatique 63, est prise du point 60 qui est, dans ce cas, le point intermédiaire entre les résis- tances 79 et 80.
Dans le fonctionnement du système montré sur la fig.4, lors de présence de signaux, le courant redressé se divise comme dans les systèmes montrés sur les figures 1 et 3. Une partie du courant redressé passe à travers les résis-, tances 79 et 80 dans la direction du courant qui passe dans ces résistances et elle augmente ce courant; l'autre partie de ce courant redressé passe à travers la résistance 81 dans le sens opposé, pour diminuer, ou peut-être renverser, le
<Desc/Clms Page number 17>
thodes des tubes 18,20 et 34, mais il devient plus négatif en présence d'un signal.
La fig. 5 montre un autre circuit qui peut remplacer celui qui est montré sur la fig.l dans un rectangle marqué par des traits et désigné " Redresseur Volume-Contrôle Au- tomatique ". Les bornes A,B,C et D sont destinées à être reliées respectivement aux points de jonction A,B,C et D de la fig.l. Dans le circuit montré sur la fig.5, une redresseu- se triode 82 remplace la redresseuse diode 67 des figures 1, 3 et 4. Dans le circuit montré sur la fig.5, la borne B, qui est destinée à établir la connexion avec l'extrémité supé- rieure de la bobine 47, est reliée à la grille de contrôle 83 de la redresseuse. La borne C, et par conséquent l'extré- mité inférieure de la bobine 47, est reliée à la cathode 84 de la redresseuse, par un condensateur de dérivation fréquen- ce porteuse 85.
La source de tension continue est formée par les piles 86 et 87 en série; le point intermédiaire entre ces piles est mis à la terre. Le circuit pont comprend les résis- tances 88,89 et 90 montées en série sur les deux piles en sé- rie 86 et 87 de la source de tension. La cathode 84 est reliée à la terre et, par conséquent, au point intermédiaire entre les sources 86 et 87. La plaque 91 est reliée au point inter- médiaire 55 entre les résistances 88 et 89, et ce point inter- médiaire est beaucoup plus positif que celui entre les sources 86 et 87. Entre la cathode 84 et l'extrémité négative de la source de tension 87 est reliée une résistance 92 qui a une prise variable 93 connectée à la borne C et, par conséquent, au côté inférieur de la bobine 47, dans le but de fournir le potentiel négatif convenable à la grille 83.
La redresseu- se 82 produit donc un redressement du courant de plaque; le courant de plaque augmente lorsque l'intensité du signal aug- mente.
Les résistances 88, 89 et 90 sont dimensionnées de façon que le point 55 et, par conséquent, la plaque 91 soient
<Desc/Clms Page number 18>
maintenus à une tension positive suffisante par rapport à la terre, afin de surmonter au moins partiellement l' effet du potentiel négatif à la grille 83. Pour cette raison, on a un flux de courant spatial en présence d' une tension de signal suffisante, et en l'absence de si- gnal on peut avoir ou ne pas avoir ce flux.
En présence d'un signal, le courant résultant ( ou le changement de courant) redressé unidirectionnellement passe dans le circuit pont de manière analogue à celle décrite à l'occasion des dispositions précédentes. Le courant est augmenté dans la résistance 88, et il y a une diminution de courant dans les résistances 89 et 90. La tension uni-directionnelle au point 60 est normalement un peu négative par rapport aux cathodes des tubes contrôlés et devient plus négative en présence d'un signal. L'ampli- fication dans les tubes contrôlés est réglée automatique- ment par la connexion 63 partant de la borne D, de manière déjà expliquée à l'occasion des figures précédentes.
Le fonctionnement du volume-contrôle automatique montré sur la fig.l est décrit succinctement dans cette demande. Dans toutes ces dispositions, le fonctionnement du volume-contrôle automatique dépend d'une faible varia- tion de la tension de sortie du signal appliquée au dis- positif de contrôle. Lorsque le signal reçu augmente con- sidérablement, la sortie du signal tend à augmenter dans la même proportion. Le dispositif de contrôle tend alors à réduire de manière excessive l'amplification du signal.Ces deux tendances sont antagonistes de nature, et il faut, par conséquent, atteindre un équilibre dans lequel chacune de ces tendances joue un rôle. Comme résultat, la sortie du signal augmente un peu et l'amplification est simultanément réduite d'une valeur considérable.
Plus l'effet précédent est petit, plus le contrôle automatique se rapprochera de la perfection.
<Desc/Clms Page number 19>
perfectionnement qui permet de s'approcher plus de la per- fection parce qu'un relativement petit rapport de variation de la sortie du signal appliquée au dispositif de contrôle produit une très grande variation d'amplification. D'autres moyens ont été proposés pour obtenir une telle amélioration, mais ils n'ont pas réuni la simplicité et l'absence d'effets de modulation. Ces deux qualités sont combinées dans la pré- sente invention, comme montré sur la fig.l.
La présente invention a été décrite en se référant à la disposition complète de récepteur montrée sur la fig.l.
Le volume-contrôle automatique de ce récepteur est désigné " à action en arrière " parce que le dispositif d'amplifica- tion contrôlé ( tubes 18,32 et 34 ) est électriquement anté- cédent dans ce système, par rapport au point 43 d'où le si- gnal est couplé au dispositif de contrôle 67. Il est donc caractéristique pour le volume-contrôle automatique à action en arrière,ainsi que pour la disposition de la fig.l, que la tension du signal couplée au dispositif de contrôle dépend de l'action de contrôle en arrière.
Une autre sorte de contrôle automatique du volume est désignée " à action en avant". Elle est, sous certains points, le contraire du contrôle en arrière. Cette autre sorte de contrôle est appelée " à action en avant" parce que le dispo- sitif d'amplification contrôlé est électriquement subséquent dans ce système, par rapport au point d'où le signal est couplé au dispositif de contrôle. Ce volume-contrôle à action en avant est donc caractérisé en ce que la tension du signal couplée au dispositif de contrôle est indépendante de l'ac- tion de contrôle en avant.
Dans quelques cas, il peut être avantageux de combi- ner les deux sortes de contrôles - contrôle à action en ar- rière et contrôle à action en avant-, car elles sont bien qualifiées pour agir en combinaison. Le contrôle à action
<Desc/Clms Page number 20>
en arrière, avec ou sans la coopération du contrôle à action en avant,est préféré dans les cas où la tension du signal reçu est sujette à une grande série de varia- tions, comme dans les récepteurs de radiodiffusion.
L'application de la présente invention n'est pas limitée au volume-contrôle automatique à action en arrière montré sur la fig.l. Cette invention est applicable égale- ment au contrôle à action en avant ou aux deux sortes de contrôles combinées. Le contrôle à action en avant pour la fig.l s'obtient facilement en appliquant le potentiel de contrôle de la connexion 63 à l'électrode de contrôle 38 dans le tube à vide d'amplification 39, qui vient après le point 43, d'où le signal est couplé au dispositif de contrôle 67. De même, les modifications des figures 3,4 et 5 sont également applicables au contrôle à action en avant.
Les mêmes éléments sur les diverses figures sont désignées par les mêmes signes de référence. Bien que les sources de tension de travail soient, sur les figures pré- cédentes, symbolisées par des piles, il est entendu que d' autres moyens peuvent être employés pour la fourniture de tension continue, de préférence un courant alternatif redressé et filtré.
<Desc / Clms Page number 1>
Volume-control arrangement for oscillating receivers = modulated frequency-carrier relationships.
The present invention relates to the automatic gain control of amplifiers and translators, and more particularly to the control of amplifiers used in carrier frequency signaling systems, in order to keep the signal of such amplification devices more uniform than the signal. Signal input over a wide range of received signal voltage.
<Desc / Clms Page number 2>
Systems for automatically controlling the gain of amplifiers are already known. In these arrangements, the power of the amplifier is generally printed on a rectifier which develops, in response, a uni-directional voltage which varies with the input intensity of the signal. This uni-directional voltage is printed on a control electrode of an amplifier or of each of several amplifiers, with the aim of obtaining there an automatic variation of the amplification, and this conversely at the values of the amplification. riations of the input voltage of the signal, while the variation of the output voltage of the amplified signal is thus kept much less than the variation of the input voltage of the received signal.
In the provisions of earlier patents of the company making the present application, means are provided for normally maintaining an output electrode of the rectifier somewhat negative with respect to the cathode of the controlled amplifier, since a increasing the input of the signal then has the consequence of making more negative said output electrode and, consequently, the control electrode of the amplifier. By normally holding the rectifier output electrode a little negative with respect to the cathode of the controlled amplifier, a single DC voltage source can be used for all the tubes in the system because this avoids the need. inserting a source of gate potential in the connection between said output electrode and said control electrode.
In an earlier application by the company which introduces the present patent application, a "suspended" automatic volume-control system is shown,
<Desc / Clms Page number 3>
of the received signal exceeds a determined threshold intensity.
This system is also arranged so that only one common DC voltage source is needed to supply the bias voltages to all of the vacuum tubes. In this system, the DC voltage source is connected to a high resistor. Normally, it causes a continuous current flow through the resistor. A point of this resistance is connected to a control electrode of the controlled amplifier. In the absence of a signal, this point is a little negative compared to the cathode of the controlled amplifier. The automatic gain control of this amplifier is effected by connecting a rectifier which responds to the power output by this amplifier, between an intermediate point of the potential source and an intermediate point of the high resistance. .
The rectified current in the resistor causes a negative change in voltage at the two aforementioned points, when the signal input exceeds the threshold value.
In accordance with the present invention, the arrangement employed is in some respects similar to that of the earlier patent application of the company which makes the present patent application. The similarity consists mainly in the use of a high resistance which normally receives direct current from a direct current source and in the use of a rectifier which is connected between an intermediate point of the voltage source and which responds to the power delivered by the controlled amplifier. The resistor can, if desired, be arranged so that the automatic volume-control acts to some degree on all values of the received signal voltages, instead of being "suspended".
The rectifier will preferably be of the diode type, although another type of rectifier, for example a triode, may be employed. Dispositions
<Desc / Clms Page number 4>
in accordance with the present invention are such that the space current and bias voltages for all vacuum tubes in the system can be supplied from a single working voltage source. The DC voltage source connected to the resistor may be a relatively low resistance potentiometer receiving the DC voltage from a unit source.
In accordance with one embodiment of the present invention, the electrodes of the rectifier are normally held highly negative with respect to the cathode of the controlled amplifier. In accordance with another embodiment of the present invention, the electrodes of the rectifier are normally held strongly positive with respect to the cathode of the controlled amplifier, as in the case of the previous application of the company which introduces. the present patent application.
These characteristics of the present invention and others will become more apparent from the detailed description below in relation to the accompanying drawings, of which fig.l shows an application of the present invention using a "suspension" diode which gives a "suspended" control volume as shown in Fig. 4 of the above-mentioned earlier patent application;
fig.2 shows graphically the variation of the potential of the automatic volume-control as a function of the variation of the carrier frequency voltage in the circuit shown in fig.l; fig.3 shows an arrangement of "Automatic Volume-Control Rectifier II which can be used instead of the corresponding part of fig.l; fig A shows another arrangement of" Re-
<Desc / Clms Page number 5>
used instead of the corresponding part of fig.l; and FIG. 5 shows another arrangement of "Automatic Volume-Control Rectifier" similar to those shown in FIGS. 3 and 4, but differing mainly from them in that the rectifier used is of the triode type. instead of the diode type.
Fig. 1 shows a superheterodyne radio receiver using an automatic volume-control system according to the present invention. The carrier frequency amplifier, which serves to amplify signals at carrier frequencies, is shown in detail. The signals are collected by an antenna 10 yes is connected to earth 11 by a primary antenna coil 12. A tunable radio-frequency selective circuit 13, comprising a secondary coil 14, a variable capacitor 15 and a conden. - fixed capacitor 16, is coupled to the antenna-earth circuit by the mutual inductance existing between the coils 12 and 14. The lower side of the variable capacitor 15 is earthed.
The control grid 17, or control electrode, of an amplifier vacuum tube 18 is connected to the upper side of the coil 14, and the input circuit of the tube 18 is completed by the insertion of a resistor. - This cathode 95 which regulates the gate potential and which is shunted by a high frequency bypass capacitor 96 between the cathode 97 and the earth.
The output circuit of tube 18 is coupled to the control grid 19 of a pentode modulator tube 20 by a high frequency coupling system comprising a transformer 21 and a variable capacitor 22 for tuning the secondary of the transformer. One side of the variable capacitor 22 is connected to the grid 19, and the other side of the capacitor is connected to earth.
<Desc / Clms Page number 6>
From earth, the input circuit of the modulator tube is completed at the cathode 23 by a resistor 24 regulating the gate potential.
A locally produced high frequency voltage is supplied to the modulator by means of a tunable oscillator which comprises an oscillator tube 25 and the circuits connected to it. The tunable oscillator circuit comprises a coil 26, a fixed capacitor 27, and a variable capacitor 28. Oscillations are produced by the reactive circuit between the plate 29 and the grid 30 of the tube, which is connected by the capacitor 31 and the tunable oscillator circuit. The oscillator generates a high frequency voltage across resistor 24 which is mounted in the cathode connection of the oscillator tube. As this resistor is also found in the cathode connection of the modulator tube 20, this voltage is printed on the input circuit of the modulator and therefore serves to modulate the signals.
Modulation is done in the same manner as in superheterodyne receivers, and this manner is well known in the art. Signals whose frequency is equal to the difference between the frequency of the received signal and the frequency of the local oscillator therefore appear in the output circuit of the modulator. This difference frequency, which is known as medium frequency, is selectively coupled from the modulator plate circuit 32 to the control gate 33 of a first medium frequency amplifier tube, by a double tuned medium frequency transformer 35, which is granted to selectively admit this medium frequency.
<Desc / Clms Page number 7>
To facilitate tuning of the receiver to the frequencies of the various transmitting stations, the variable tuning capacitors 15 and 22 connected to the high frequency transformers and the variable capacitor 28 of the oscillator circuit are mechanically connected and actuated by a single-control device U, as shown by the lines formed by dots and lines. Capacitor 28 is adjusted relative to capacitors 15 and 22 so that the frequency difference remains essentially constant over the tuning frequency range.
The output of amplifier 34 is selectively coupled from plate circuit 36, by a second doubly tuned medium frequency coupling system 37, to the input gate 38 of a second medium frequency amplifier tube 39. The output of the second medium frequency stage is selectively coupled, by a third doubly tuned medium frequency coupling system 40, to the apparatus which follows the receiver and which is generally indicated by the rectangle called "Detector and audio-amplifier, and loudspeaker ". This subsequent device can be of any suitable type.
A detailed description of this apparatus is not given here because it is well known in the art and this construction does not constitute a part of the present invention.
The automatic volume-control circuit in accordance with the present invention is associated and connected to the receiver as follows: The input gate 41 of a medium frequency amplifier tube 42 is connected to terminal 43 of the secondary coil of the tuned coupling system 37. By this connection, the medium frequency output of the amplifier tube 34 is also coupled to the tube 42. The plate circuit @
<Desc / Clms Page number 8>
of tube 42 is connected to a double-tuned medium-frequency broadband filter 44 coupling system, the primary circuit of which, which comprises coil 45 and capacitor 46, is inductively coupled to the secondary circuit, which comprises coil 47 and capacitor 48.
The plate 49 of a diode rectifier 67 is connected at B to the upper terminal of the coil 47. The rectifier circuit is completed, between the output electrodes 49 and 56, by a bridge circuit, as follows: bridge circuit is formed by mounting high resistors 68 and 69 in series with another diode 58 and with the direct voltage sources 70 and 71. The intermediate point 55 between these resistors is connected to the lower end of the secondary coil 47 ( and, therefore, to the output electrode 49), and the cathode 56 of the diode 67 is connected to the intermediate point which constitutes the junction of the voltage sources 70 and 71.
The lower terminal 60 of the resistor 69 is connected to the plate 57 of the diode 58, which is called a "suspension diode". The cathode 59 of the suspension diode II 58 is connected to the lower end of the voltage source 70 and to ground. The diode 58 is a uni-directional conductor, but it is not used. as a straightener.
In order to provide enough space voltage to the receiver tubes, the voltage from sources 70 and 71 is increased by an additional DC voltage source 66 in series with these sources. The positive side of source 66 is connected to the plates of all the tubes, as shown, and it may also be connected to some of the tubes included in the Detector and Audio-Amplifier "or to all of these tubes. The sour-
<Desc / Clms Page number 9>
as a single source connected so that it can be used to supply all the space voltages and space current required for the receiver tubes. The positive side of this unit source is connected to the plates of all tubes shown other than the diodes, and the negative side is connected to the cathodes of the same tubes, through the earth connection.
The resistors 68 and 69 and the diode 58 form a high resistance direct current path between two different points of this unit source, and the points 55 and 60 are intermediate points of this path. With this arrangement of the voltage source, one obtains the maintenance of a quiescent voltage (actually zero in the absence of signals) between the electrodes 49 and 56.
Each of the diodes 67 and 58 has an internal resistance, when its plate is positive with respect to its cathode. This internal resistance is much less than the value of either of the resistors 68 and 69. Each of the diodes is a uni-directional conductor because, if its plate becomes negative with respect to its cathode, the space current is really zero. Therefore, plate 57, which is connected to point 60, is substantially earthed to cathode 59, when junction 55 has a positive voltage with respect to earth. If there are no signals, point 55 is held at a positive voltage by voltage sources 70 and 71, the resulting current flowing through resistors 68 and 69 and diode 58. In the absence of signals, the current flowing through these resistors is an auxiliary direct current.
These resistors and voltage sources are proportioned so that the open circuit voltage is essentially the same at intermediate point 55 as that at the intermediate point between sources 70 and 71. Therefore, the connection
<Desc / Clms Page number 10>
of the cathode 56 and of the plate 49 of the diode 67 between these two intermediate points of the bridge actually produces the zero effect in the absence of signals, because then there is really no current in this diode.
As the output of the average frequency amplifier 34 (or translator) is coupled to the output electrodes 49 and 56 of the diode control device 67, by the tube 42 and the coupling systems connected to the latter, the average output current of diode 67 varies in response to a signal. This change constitutes an increase because otherwise the current is really zero.
When a carrier frequency voltage is printed from a coil 47 on the diode 67, there is, by rectification, production of a direct current which passes through the bridge and is distributed between the resistors 68 and 69, giving an increase. current loss in the first of these resistors and a decrease in current in the second and in diode 58.
Consequently, on the initial voltage of the intermediate point 55 is superimposed a rectified uni-directional voltage, the mean value of which is approximately equal to the mean quadratic value of the carrier frequency voltage printed on this diode. The rectified average voltage is carrier frequency dependent and independent of modulation because this is a form of linear sensing and therefore the rectified voltage is an undistorted copy of the envelope of the waveform curve. - modulated bed.
To achieve this result, the capacitor 61 connected between the cathode 56 and the intermediate point 55 is so small that its charge current is negligible at audio frequencies. The capacitor 62, which is connected between point 60 and earth, is so large that its audio impedance
<Desc / Clms Page number 11>
Therefore, the audio-frequency voltage at point 60 is negligible at all times regardless of the impedance of diode 58. Capacitor 62 represents a means to prevent modulation frequency voltage variations in the uni-directional conductor, i.e. diode 58.
A conductor 63, comprising a resistor 64, runs from midpoint 60 to the lower ends of secondary winding 14 and the secondary windings of transformers 21 and 35. This conductor 63 provides an automatic volume-control potential from point 60 to. control grid electrodes 17,19 and 33 which belong respectively to the tubes 18, 20 and 34.
When there are no signals, point 60 and therefore gates 17,19 and 33 are normally somewhat negative with respect to the cathodes of the respective tubes due to the respective insertion of the regulating resistors. the gate potential 95, 24 and 65 between these cathodes and earth, as well as the fact that point 60 is then actually at earth potential.
The connection points A, B, C and D in fig. 1 have no other meaning than to be the connection terminals which correspond to those indicated by the same letters in figures 3, 4 and 5, which have provisions that can be substituted for the "Automatic Volume-Control Rectifier" in the rectangle marked by lines to the right of these four terminals in fig.l.
FIG. 2 is a graph showing the average rectified voltage carried as a function of the carrier frequency voltage. It also shows the approximate relationships in the rectifier and the suspension diode circuit as a function of the carrier frequency voltage.
<Desc / Clms Page number 12>
supplied to diode 67. Straight line 50 shows the average voltage of diode plate 49 and junction point 55 with respect to earth. This voltage varies in the negative direction in proportion to the printed carrier voltage.
This representation is based on an arrangement in which the total voltage of sources 70 and 71 is 90 volts, source 70 having 30 volts and source 71 having 60 volts. For this voltage ratio, the value of high resistance 68 will be double that of high resistance 69, in order to keep point 55 at the same initial voltage as the junction between sources 70 and 71.
If there are no signals, point 55 has + 30 volts with respect to ground, as shown by the upper left end of line 50. When a carrier frequency voltage is applied to the rectifier 67, the voltage across resistor 68 varies according to the value 51, and the voltage across resistor 69 varies according to the value 52. As the signal strength increases to the point where the junction point voltage 55 becomes negative, the current in diode 58 and the average current in resistor 69 are reduced to zero, and the voltage at point 60 then becomes equal to the average voltage at point 55. The voltage point 60 with respect to earth is indicated by the value 53, and it is shown so as to change from zero in the negative direction, when the carrier frequency voltage exceeds 30 volts.
The voltage at point 60, which is proportional to the excess voltage at point 55 beyond the aforementioned fixed value of 30 volts, is applied, through connection 63, to the control electrodes of the controlled tubes 18, 20 and 36.
During operation of the "suspended" automatic volume-control, the control screens of the tubes con-
<Desc / Clms Page number 13>
only when the voltage of the received signal increases beyond a determined threshold value, so that the output level of the amplified signal is kept roughly uniform. The modulation of the received signal is prevented from being affected by the gate potential used for automatic volume control as follows: The voltage rectified at point 55 is a distortion-free copy of the modulation envelope. Therefore, the average rectified voltage is equal to the rectified carrier voltage, with no modulation exceeding unity.
Since the modulating audio-frequency rectifying components are shunted by capacitor 62, the gate potential for automatic volume-control and the effect of suspend diode 58 depend only on the carrier frequency voltage. This suspended automatic volume-control mode "using the suspension diode 58 which exerts no volume control action until the carrier voltage exceeds a determined value, is a preferred embodiment to achieve this goal. advantage, including the absence of modulation effects, is not obtained with the systems which are generally used up to now.
In the particular radio receiver referred to here, it is desirable that the amplification be capable of varying by 100 decibels by the action of the volume-automatic control, so that the signals received, varying in intensity from 10 microvolts to 1 volt, can be amplified to almost uniform power. This requires that the grid potential which is shown by the value 53 in fig. 2 and which, applied to the control grids of the controlled tubes, varies from zero to about - 30 volts with respect to earth, correspondingly to the voltages minimum and maximum of the received signal indicated above.
The production of this large variation in control potential requires that the carrier frequency voltage applied to the
<Desc / Clms Page number 14>
diode 67 ranges from 30 to 60 volts in the same range of received signal voltages, since lower signal voltages do not produce a volume control potential.
These ratios are shown in fig. 2.
Fig.3 shows a volume control circuit which can replace the part of the receiver in fig.l which is included in the rectangle marked by lines and designated "Volume Rectifier-Automatic Control" to the right of the junction points A , B, C and D. Terminals A, B, C and D in fig.3 are intended to be connected respectively to junction points A, B, C and D in fig.l. The circuit shown in fig. 3 differs mainly from the corresponding circuit shown in fig.l in that it uses a tap resistance potentiometer instead of the unitary tapped direct current source of fig.l , as well as by replacing a suspension diode with a resistor.
In the circuit shown in Fig. 3, the current from a direct current source 72 passes through voltage dividing resistors in series 73, 74.75 and 76. A resistor 77 is connected between point 60 and point 78, which is the negative end of voltage source 72. Series resistors 68, 69 and 77 collectively form a high resistance, or a direct current path having a high resistance; the ends of the latter are respectively connected to two different points of the current source.
In the circuit shown in Fig. 3, when an average signal is applied to rectifier 67, the rectified current divides; part of this rectified current passes through resistor 68 in the direction of the auxiliary direct current which normally passes through this resistor and it increases this auxiliary current, while the other part of this rectified current passes through the re-
<Desc / Clms Page number 15>
even to reverse the current which normally passes through these resistors. In this regard, it should be indicated that the operation of the bridge circuit is analogous to that of the corresponding bridge circuit shown in fig.l. When there are no signals, point 60 is normally a little negative compared to the cathodes of the tubes being monitored.
To ensure this ratio, midpoint 60 is normally maintained at substantially the same voltage as the midpoint between resistors 75 and 76 of the voltage source; this last point is connected to the earth and, by resistances regulating the grid potential, to the aforementioned cathodes.
When there is a signal present at rectifier 67, point 60 becomes negative because the rectified current reduces the voltage across resistor 77. For this reason, the potential of the control gates of tubes 18, 20 and 34 is normally kept somewhat negative with respect to the respective cathodes, by the gate potential connection for volume-control 63, and these gates become more born. - negative with respect to the respective cathodes, when there is a signal present.
Resistors 73, 74, 75 and 76 carry a strong direct current, so that the direct voltages in these resistors are not significantly affected by relatively small variations in the current in these resistors, which correspond to the space currents in these resistors. the tubes connected to these resistors.
In the arrangements shown in Figures 1 and 3, the electrodes of the rectifier 49 and 56 are generally both held strongly positive with respect to the ter-. re; plate 49 becomes negative in the presence of a sufficiently large signal voltage.
Fig. 4 shows a circuit which is somewhat similar to that shown in fig. 3 and which is suitable for replacing
<Desc / Clms Page number 16>
the circuit designated "Automatic Volume Rectifier-Control" in fig.l. The terminals A, B, C and D are intended to be connected respectively to the junction points A, B, C and D of fig.l. In the circuit shown in fig. 4, the electrodes of the rectifier are normally held very negative with respect to the earth, instead of being strongly positive with respect to the latter. The resistors in series 68, 69 and 77 of fig. 3 are, in fig. 4, respectively replaced by three resistors in series 79, 80 and 81 which will generally have a value a little different from that of the corresponding resistances shown on fig. 3.
The rectifier cathode 67 is connected to the midpoint between the voltage dividing resistors 75 and 76. The midpoint between the resistors 74 and 75 is grounded. The cathode of the rectifier 56 is thus held very negative with respect to the earth. Terminal C, which is intended to make the connection with the lower end of coil 47, is connected to point 55 which is, in this case, the midpoint between resistors 80 and 81.
Point 55 is held at essentially the same voltage as cathode 56, when no signals are present. Terminal B, which is intended to establish the junction with the circuit for automatic volume-control 63, is taken from point 60 which is, in this case, the intermediate point between resistors 79 and 80.
In the operation of the system shown in fig. 4, when signals are present, the rectified current divides as in the systems shown in figures 1 and 3. A part of the rectified current passes through the resistors 79 and 80 in the direction of the current flowing through these resistors and it increases this current; the other part of this rectified current passes through resistor 81 in the opposite direction, to decrease, or perhaps reverse, the
<Desc / Clms Page number 17>
methods of tubes 18, 20 and 34, but it becomes more negative in the presence of a signal.
Fig. 5 shows another circuit which can replace the one shown in Fig. 1 in a rectangle marked by lines and designated "Volume-Automatic Control Rectifier". The terminals A, B, C and D are intended to be connected respectively to the junction points A, B, C and D of fig.l. In the circuit shown in fig. 5, a triode rectifier 82 replaces the diode rectifier 67 of figures 1, 3 and 4. In the circuit shown in fig. 5, terminal B, which is intended to make the connection with the upper end of the coil 47, is connected to the control grid 83 of the rectifier. Terminal C, and therefore the lower end of coil 47, is connected to cathode 84 of the rectifier, by a frequency carrier bypass capacitor 85.
The DC voltage source is formed by cells 86 and 87 in series; the intermediate point between these piles is earthed. The bridge circuit comprises the resistors 88, 89 and 90 mounted in series on the two batteries in series 86 and 87 of the voltage source. Cathode 84 is connected to earth and therefore to the intermediate point between sources 86 and 87. Plate 91 is connected to intermediate point 55 between resistors 88 and 89, and this intermediate point is much higher. positive than that between sources 86 and 87. Between cathode 84 and the negative end of voltage source 87 is connected a resistor 92 which has a variable tap 93 connected to terminal C and, therefore, to the lower side of coil 47, in order to supply the proper negative potential to gate 83.
Rectifier 82 therefore rectifies the plate current; the plate current increases as the signal strength increases.
The resistors 88, 89 and 90 are sized so that point 55 and, therefore, plate 91 are
<Desc / Clms Page number 18>
maintained at a sufficient positive voltage with respect to earth, in order to at least partially overcome the effect of the negative potential at gate 83. For this reason, there is a flow of spatial current in the presence of a sufficient signal voltage, and in the absence of a signal, we may or may not have this flow.
In the presence of a signal, the resulting current (or change in current) rectified unidirectionally passes through the bridge circuit in a manner analogous to that described on the occasion of the preceding arrangements. The current is increased in resistor 88, and there is a decrease in current in resistors 89 and 90. The uni-directional voltage at point 60 is normally a little negative with respect to the cathodes of the tubes being monitored and becomes more negative when present. of a signal. The amplification in the controlled tubes is automatically regulated by connection 63 starting from terminal D, in a manner already explained in connection with the preceding figures.
The operation of the automatic volume-control shown in fig.l is briefly described in this application. In all these arrangements, the operation of the automatic volume-control depends on a slight variation in the output voltage of the signal applied to the control device. As the received signal increases considerably, the signal output tends to increase in the same proportion. The control device then tends to excessively reduce the amplification of the signal. These two tendencies are antagonistic in nature, and a balance must therefore be reached in which each of these tendencies plays a role. As a result, the signal output increases a little and the amplification is simultaneously reduced by a considerable amount.
The smaller the previous effect, the closer the automatic control will come to perfection.
<Desc / Clms Page number 19>
improvement which allows to come closer to perfection because a relatively small ratio of variation of the signal output applied to the control device produces a very large variation of amplification. Other means have been proposed to obtain such an improvement, but they have not combined the simplicity and the absence of modulation effects. These two qualities are combined in the present invention, as shown in fig.l.
The present invention has been described with reference to the complete receiver arrangement shown in fig.l.
The automatic volume-control of this receiver is designated "back-acting" because the controlled amplification device (tubes 18, 32 and 34) is electrically predecessor in this system, compared to point 43 of where the signal is coupled to the control device 67. It is therefore characteristic for the back-action automatic volume-control, as well as for the arrangement of fig.l, that the voltage of the signal coupled to the control device depends control action back.
Another kind of automatic volume control is referred to as "forward action". It is, in some respects, the opposite of backward control. This other kind of control is called "forward action" because the controlled amplification device is electrically subsequent in this system, from the point from which the signal is coupled to the control device. This forward-acting volume control is therefore characterized in that the signal voltage coupled to the control device is independent of the forward control action.
In some cases it may be advantageous to combine the two kinds of controls - reverse action control and forward action control - as they are well qualified to act in combination. Control in action
<Desc / Clms Page number 20>
backward, with or without the cooperation of the forward action control, is preferred in cases where the voltage of the received signal is subject to a wide range of variations, such as in broadcast receivers.
The application of the present invention is not limited to the back-action automatic volume-control shown in fig.l. This invention is also applicable to forward action control or to both kinds of controls combined. The forward action control for fig. 1 is easily obtained by applying the test potential of connection 63 to the control electrode 38 in the amplifying vacuum tube 39, which comes after point 43, d where the signal is coupled to the controller 67. Likewise, the modifications of Figures 3, 4 and 5 are also applicable to the forward action control.
The same elements in the various figures are designated by the same reference signs. Although the working voltage sources are, in the preceding figures, symbolized by batteries, it is understood that other means may be employed for the supply of direct voltage, preferably rectified and filtered alternating current.