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Récepteur héterodyne pour réception j'un,; grande gamme d'ondes.
La présente invention concerne des systèmes de communication électrique au moyen de signaux d'ondes porteuses, en particulier des systèmes hétérodynes à tubes à vide pour réception de radiodiffusion.
La présente invention est particulièrement applicable aux récepteurs dits Il toutes ondes " travaillant sur une bande de fréquences beaucoup plus étendue que la bande actuelle de radiodiffusion de 550 à 1500
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kilocycles. Un objet de cette invention consiste à assurer un gain total restant assez constant.dans la totalité de la gamme " toutes ondes " du récepteur.
Dans un système hétérodyne, le gain de conversion est déterminé dans une large mesure par l'action de l' oscillateur hétérodyne. Le gain de conversion se définit: Le rapport qui existe entre la tension du signal modulé à la sortie du modulateur et la tension du signal de fré- auence de réception à l'entrée du modulateur. Si l'amplitude d'oscillation de la source hétérodyne décroit, comme c'est généralement le cas aux fréquences extrêmement hautes, l'amplitude du signal modulé, par conséquent le gain de conversion, diminuera de même.
@ Conformément à la présente invention, il est proposé de compenser ou de réduire le plus possible des variations d'intensité des signaux modulés qui résultent autrement de telles variations de l'amplitude d'oscillation, en utilisant un potentiel de grille dérivé des oscillations hétérodynes pour régler automatiquement l'amplification ou gain du système de réception en raison inverse de l'amplitude d'oscillation, de sorte que si l'amplitude d'oscillation diminue, le gain augmente automatiquement pour maintenir assez constant le gain total.
On peut s'assurer facilement un potentiel de grille variant avec l'amplitude d'oscillation, en associant une combinaison condensateur d'arrêt-résistance de fuite et une grille de l'oscillateur. Le potentiel de grille dérivé de cette manière peut être appliqué aux électrodes de contrôle d'un ou de plusieurs tubes amplificateurs fréquence de réception ou fréquence modulée, afin de régler l'amplification du signal inversément à l'amplitude des oscillations .
Alternativement, l'élément modulateur du système peut être rendu régénératif, par exemple en couplant régénéra-
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tivement ses circuits d'entrée et de sortie, et le potentiel de la grille de l'oscillateur peut être appliqué au modulateur, pour régler le gain régénératif. Si l'on emploie, avec cette modification, des tubes séparés pour l' oscillateur et le modulateur, le potentiel de grille est appliqué à la grille de contrôle du modulateur.
Dans le cas d'emploi d'un seul tube à plusieurs grilles, une hexode par exemple, servant de combinaison oscillateur-modulateur dans laquelle des oscillations sont produites par la partie triode intérieure comprenant la cathode et dans laquelle la modulation est produite par la partie tétraode extérieure comprenant la plaque, il est créé,entre les parties de l' oscillateur et du modulateur,une cathode virtuelle dont l' émission est réglée automatiquement en raison inverse du potentiel fourni à la grille de l'oscillateur. La conductance mutuelle de la partie tétraode extérieure, par conséquent le gain régénératif, varie avec l'émission de la cathode virtuelle.
Avec l'une comme avec l'autre des modifications mentionnées, lorsque l'amplitude d'oscillation est grande, le potentiel de grille négatif moyen dérivé de l'oscillateur est également grand. Ceci donne une conductance mutuelle relativement basse dans les éléments d'amplification et de modulation recevant ce potentiel de grille, et le gain des signaux qui en résulte est petit. Inversément, lorsque l' amplitude d'oscillation est petite, le potentiel de grille négatif est petit et la conductance mutuelle des éléments recevant ce potentiel est haute dans une proportion correspondante, ce qui donne un gain fortement augmenté.
En proportionnant de manière convenable les composants du circuit, de la manière décrite ci-après, on peut amener la variation d'amplification à compenser,dans la mesure désirée, des variations de l'amplitude d'oscillation, et ceci de préférence pour maintenir le gain total assez constant dans
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une grande gamme de variations de l'amplitude d'oscillation.
Sur les plans annexés à la présente description, la fig.l est le schéma du circuit d'un système de ré- ception superhétérodyne appliquant l'invention et comprenant un seul tube à plusieurs grilles qui agit comme oscillateur et modulateur régénératif combinés; la fig.2 montre, par un schéma, la partie oscillateur- modulateur du système selon fig.l, mais utilisant des tubes oscillateur et modulateur séparés; les figs.3 et 4 sont des courbes de comparaison de fonc- tionnement montrant le gain de conversion et la valeur de ré- génération existant pour diverses amplitudes d'oscillations et des couplages régénératifs dans des systèmes tels que ceux montrés sur les figures 1 et 2;
la fig.5 montre, par un schéma, l'oscillateur-modula- teur et le premier étage de l'amplification fréquence de mo- dulation d'un système tel que celui montré sur la fig.l, mais ' modifié pour régler le gain de l'amplificateur fréquence de modulation au lieu de régler le gain régénératif du modula- teur.
Le système montré sur la fig.l comprend, dans un mon- tage en cascade, un étage d'amplification radio-fréquence accordé, le tube Vl , agissant dans un oscillateur-modulateur, le tube V2, dont le débit modulé est fourni à un étage d' amplification moyenne fréauence, le tube V3, qui est suivi d'un détecteur combiné à un étage d'amplification a-f, le tube V4, et un étage d'amplification audio-fréquence, le tu- be V5, dont la puissance est fournie à un haut-parleur L. Ce système reçoit l'énergie de la combinaison usuelle redres- seur-filtre B, pour convertir le courant alternatif du réseau domestique en tension uni-directionnelle essentiellement non pulsatoire appliquée aux résistances de tension D.
Le mode de fourniture de tension aux divers tubes par des conducteurs
EMI4.1
4 -l - --- - T;1 -- ---¯..L¯- -"'1- - 1 - . 1 . 1
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qu'il n'est plus besoin de donner ici des explications à ce sujet.
Des signaux haute fréquence sont fournis au système par un circuit d'antenne 1 couplé à l'entrée du tube V1 au moyen d'un transformateur Tl comprenant une bohine primaire Pl et une bobine secondaire S1 accordée par un condensateur variable C1. Un couplage par transformateur accordé T2, C2, qui est quelque peu analogue au couplage susmentionné)est employé entre les tubes V1 et V2. La bobine secondaire S1 du transformateur T2, ainsi Que la bobine primaire P2 et les bobines secondaires 82 du tra.nsformateur T2 sont reliées, par des prises médianes, respectivement aux contacts des interrupteurs rotatifs R1, R2 et R3, afin d'obtenir un réglage du système tel que celui-ci puisse travailler sur des bandes de fréouences successives de la gamme"toutes ondes ".
Les bras (les interrupteurs rotatifs sont couplés mécaniquement en une monocommande Ul, afin de permettre le réglage de bande simultanément pour tous les composants du circuit. De même, les condensateurs d'accord C1 et C2 sont couplés mécaniquement en un organe unique de commande U2, afin de permettre l'accord simultané des circuits par graduation continue dans chaoue gamme de fréquences. Certaines parties des bobines S1 et S2 sont individuellement shuntées sur la terre par des condensateurs d'arrêt semi-réglables tels que C4 et C5, comme moyens pour aligner les circuits accordés.
Les tubes V2, V3 et V4 sont couplés en cascade au moyen des transformateurs T5 et T6 accordés sur la moyenne fréquence par les condensateurs semi-réglables C5 et V6 disposés en shunt sur les enroulements du transformateur. Les connexions de circuit relatives au détecteur V4, à l'amplificateur audio-fréquence V5 et au haut-parleur L sont montrées bien clairement sur le plan.
Le tube oscillateur-modulateur V2 comprend, dans
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son unicue récipient en verre, une cathode k, une plaque A et plusieurs grilles se suivant entre celles-ci. Pour le but de cette invention, elles peuvent être désignées: grille d' oscillateur intérieure 4, grille de plaque d'oscillateur 5, grille intérieure 6, grille de contrôle du signal 7 et écran extérieur 8.
Pour imprimer sur l'oscillateur-modulateur, c'est-àdire le tube V2, des signaux de haute fréquence frappant le circuit d'antenne 1, la borne haute tension de la bobine se- condaire S2 du transformateur T2 est reliée à la grille de contrôle du signal 7 et l'extrémité basse tension de la bobine S2 est mise à la terre aux hautes fréquences, par le condensateur de dérivation 9. La cathode k du tube V2 est effectivement mise à la terre lors de la réception et aux fréouences hétérodynes, par le condensateur de dérivation C7 qui shunte la résistance réglant le potentiel de grille 10.
La partie triode intérieure du tube V2, qui comprend la cathode k et les grilles 4 et 5, est rendue apte à produire des oscillations de fréquence hétérodyne. Ceci s'obtient par les impédances associées en dehors du tube. Les grilles 4 et 5 sont ainsi reliées à la terre en 15, par les bobines P4 et P5 couplées magnétiquement. De même, la cathode k est, ainsi que déjà indiqué, effectivement mise à la terre à la fréquence hétérodyne par le condensateur de dérivation C7. Les circuits tracés ainsi, depuis les grilles 4 et 5 jusqu'à la cathode k en passant par la terre, sont couplés régénérativement par le couplage magnétique entre les bobines P4 et P5 dont les pôles conviennent pour ce but.
Ce couplage régénératif est tel qu'il permet de produire et d'entretenir des oscillations soutenues sur toute la gamme de fonctionnement " toutes ondes Il du système. La fréquence de l'oscillation dépend des grandeurs de l'impédance propre et mutuelle des bobines P4 et P5, aussi bien
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De même que dans le cas des transformateurs Tl et T2, les bobines P4 et P5 sont reliées, par des prises médianes, respectivement aux interrupteurs rotatifs R4 et R5 couplés mécaniquement en monocommande U5, afin de rendre la fré- quence hétérodyne apte à être fournie à la bande particu- lière de réception sur laquelle le récepteur est réglé par la position des interrupteurs Rl,R2 et R3.
Des condensateurs d'arrêt tels que C8 et C10 sont associés à des parties in- dividuelles de la bobine à prises P5, dans le but d'aligner les divers circuits accordés, par actionnement de la mono- commande U2 mécaniquement couplée au condensateur Cg ainsi qu'aux condensateurs Ci et C2.
Les bobines P4 et P5 sont largement sensibles aux va- riations d'amplitude des oscillations hétérodynes avec le changement de fréquence. Dans une bande de fréouences don- née, l'amplitude d'oscillation augmente avec la fréquence par suite de l'augmentation des impédances propres et mutuel- les des bobines P4 et P5. Lorsque la gamme de travail est donc réglée d'une bande de fréquences d'ordre inférieur à une bande de fréquences d'ordre supérieur, l'amplitude d' oscillation moyenne diminue en général par suite de la di- minution des impédances propres et mutuelles des bobines P4 et P5 qui résulte de la prise de petites parties suc- cessives de celles-ci.
Des variations de l'amplitude d'oscillation produi- tes par ces facteurs ou par d'autres sont, conformément à la présente invention, compensées de la manière indiquée, par amplification régénérative des signaux modulés dans la partie tétraode extérieure du tube, qui comprend la grille de contrôle du signal 7 et la plaque A, causant ainsi une variation de cette amplification régénérative en raison inverse des variations d'amplitude d'oscillation.
Cette transmission régénérative d'énergie s'accomplit @
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en connectant le condensateur d'accord moyenne fréquence C11 de la plaque A directement à la cathode k. La cathode k est, à la fréquence modulée ou moyenne fréquence, maintenue beaucoup au-dessus du potentiel de terre, par l'impédance du condensateur C7. Mais la grille de contrôle du signal 7 est, à la moyenne fréquence, effectivement mise à la terre par la bobine S2 et le condensateur de dérivation 9, qui ont des impédances relativement petites à cette fréquence. Conformément à cela, la plaque A et la grille de contrôle 7 reçoivent, à la moyenne fréquence, des polarités instantanées de courant alternatif opposées par rapport à la cathode k, ce qui est la condition requise pour la réaction régénérative.
Le pourcentage d'énergie qui est ainsi transmis régénérativement du circuit de plaque au circuit de grille de contrôle du signal du tube V2 est déterminé par le rapport de capacité des condensateurs C11 et C7 et par la conductance mutuelle entre la grille de contrôle du signal 7 et la plaaue A. La conductance mutuelle susmentionnée est, conformément à cette invention, amenée à varier en,raison inverse de l'amplitude de l'oscillation hétérodyne, par le condensateur d'arrêt C12 et la résistance de fuite R associée à la grille intérieure d'oscillateur 4. Lorsque l'amplitude d'oscillation est grande, le potentiel négatif moyen à la grille 4 est également grand et la conductance mutuelle dans la partie tétraode extérieure du tube est petite de manière correspondante.
Lorsque l'amplitude d'oscillation décroît, le potentiel négatif moyen à la grille 4 décroit également; en conséquence de cela, la conductance mutuelle de la partie tétraode extérieure du tube augmente.
De cette manière, l'énergie qui est régénérativement transmise, à la moyenne fréauence, du circuit de sortie
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associé à la plaque A jusqu'au circuit d'entrée associé à la grille de contrôle 7, est amenée à varier inversément à l'amplitude d'oscillation. En proportionnant convenablement la capacité du condensateur C7 par rapport à celle du condensateur C11, le gain de conversion du tube V2 entre ses circuits d'entrée et de sortie peut être amené à rester assez indépendant de variations de l'amplitude de l'oscillateur dans la totalité de la gamme " toutes ondes Il du système.
La fig.2 montre une application de l'invention à un système utilisant un tube modulateur V6 et un tube oscillateur V7 séparés. Les signaux entrants sont appliqués, par le transformateur T2, qui a un secondaire S2 accordé par C2 sur la fréquence de réception, à la grille de contrôle du signal G6 du modulateur ; ledébit modulé est fourni à la partie restante du système par le transformateur accordé T5. Le débit modulé est régénérativement amplifié dans le tube V6 au moyen des condensateurs C11 et C7, qui sont effectivement connectés entre la plaaue A6 et la cathode k6, et entre la grille G6 et la cathode.
Dans le circuit de l'oscillateur, une impédance accordée, composée de la bobine P4 shuntée par le condensateur variable Cg, est connectée entre la grille G7 et la cathode k7 du tube V7 qui est mise à la terre. La plaque A7 est mise à la terre par une bobine P5 et un condensateur shunt 16. La bobine P5 est couplée magnétiquement à la bobine P4, afin de produire des oscillations soutenues d'une fréquence déterminée par le réglage du condensateur Cg. Les oscillations sont appliquées entre la terre et la cathode du tube modulateur Vg, par une connexion 17, qui comprend une bobine P6 couplée magnétiquement aux bobines P4 et P5.
Le condensateur d'arrêt C12, en série avec la grille G7 du tube V7, et la résistance de fuite R entre la grille et la cathode du tube V7 produisent un potentiel de grille dérivé de l'amplitude d'oscillation. Ce potentiel
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est appliquée par une connexion 18, à la grille de contrôle du signal G6 du modulateur. Cette connexion comprend les résistances en série R2 et R3, dont le point médian est mis à la terre par un condensateur de dérivation C15, pour séparer les composantes pulsatoires du potentiel de grille.
Lorsque le circuit montré sur la fig.2 est en fonction, le potentiel augmenté à la grille de l'oscillateur par suite d'un accroissement de l'amplitude d'oscillation est fourni à la grille du modulateur, par le conducteur 18. De ce fait, la conductance mutuelle du modulateur diminue et,avec elle, l'amplification régénérative des signaux modulés. L'inversion de cette chaîne de réactions est produite par diminution de l'amplitude d'oscillation.
La fig.3 montre, au moyen de courbes de comparaison, l'effet sur le gain de conversion par variation de la capacité du condensateur C7, le condensateur C11 restant fixé, sauf pour le réaccord nécessaire. En choisissant une valeur k pour ce condensateur, il est produit un gain de conversion assez constant pour de larges variations de l' amplitude d'oscillation, de l'ordre de 1 à huit volts. Les graphiques montrent que le réglage du condensateur C7 est cependant nettement critique et ne devrait pas varier de plus d'environ dix pourcents de la valeur de K. Si l'on emploie une capacité d'environ 0,8 k, la régénération tend à produire des oscillations aux petites amplitudes de l' oscillateur hétérodyne. D'autre part, si l'on double la capacité k, le gain de conversion diminue fortement aux petites amplitudes de l'oscillateur hétérodyne.
La courbe de C7 = # donne le rapport entre l'amplitude de l'oscillateur et le gain de conversion, à la condition que le couplage régénératif soit omis.
La fig. 4 montre, pour les valeurs de capacité de C7 de la fig.3, le montant d'amplification régénérative produit par le modulateur pour diverses amplitudes d'os-
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La fig. 5 montre l'invention appliquée à un systè- me dans lequel un tube à plusieurs grilles V8 est utilisé comme combinaison oscillateur et modulateur non régénératif et dans lequel le réglage du gain est appliqué au tube amplificateur fréquence de modulation V3. Les signaux ar- rivants sont fournis à la grille de contrôle du signal 7 de la partie modulatrice du tube V8, par le transformateur T2, qui a une bobine secondaire S2 accordée sur la fréquen- ce de réception par C2.
La puissance modulée est transmise au tube d'amplification de fréquence de modulation V3 par le transformateur accordé T5.
Dans le circuit de l'oscillateur se trouve une impé- dance accordée, qui se compose d'une bobine P4 shuntée par le condensateur variable Cg et connectée entre la grille
4 et la cathode k du tube V8, par le condensateur de déri- vation C7. La grille de plaque d'oscillateur 5 est égale- ment reliée à la cathode k,par le condensateur 16, la bobine P5 et'le condensateur de dérivation C7. La bobine P5 est couplée magnétiquement à la bobine P4 de façon à pro- duire des oscillations soutenues d'une fréquence qui est déterminée par la position du condensateur Cg. Les oscil- lations servent à produire la modulation des signaux four- nis à la grille de contrôle 7, en vertu de leur effet de faire varier l'émission de la cathode virtuelle qui existe entre l'écran intérieur et 'la grille de contrôle du signal 7.
Pour les basses amplitudes d'oscillation, le gain de conversion du tube V8 varie directement avec l'amplitude de l'oscillation.
Le condensateur d'arrêt C12, qui est en série avec , la grille 4 du tube V8,et la résistance de fuite B entre la grille 4 et la cathode k du tube V8 produisent un po- tentiel de grille dérivé de l'amplitude d'oscillation. Ce potentiel est fourni, par une connexion 18, à la grille de contrôle du signal 22 du tube amplificateur de fréquence
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de modulation V3. Cette connexion comprend les résistances en série R2 et R3 et les condensateurs shunts C15 et C21, dans le but de filtrer les composantes pulsatoires du potentiel de grille.
Lorsque le circuit de la fig. 5 est en fonction; le potentiel augmenté à la grille de l'oscillateur 4, qui résulte d'une augmentation de l'amplitude d'oscillation, est fourni à la grille de l'amplificateur 22, par le conducteur 18. De cette manière, on a une diminution de la conductance mutuelle du tube amplificateur de fréquence de modulation V3 et, avec elle, de l'amplification des signaux modulés qui est assurée par le tube V3. Le renversement de cette chaîne de réactions est produit par une diminution de l'amplitude d'oscillation.