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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS RECEPTEURS RADIOPHONIQUES.
Cette invention fait l'objet d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 19 Juin 1935 aux noms de MM. Howard MORRISON, Winfried Ernst REICHLE, et Gordon Nutter THAYER.
L'invention se rapporte à des appareils réoepteurs radiophoniques, et plus particulièrement à des récepteurs de ce genre dans lesquels le contrôle du volume se fait automatiquement. uand le contrôle automatique du volume, a lieu,la sensibilité du récepteur radiophonique est inversement proportionnel à l'amplitude des ondes porteuses reçues. Il s'ensuit que quand aucune onde por -teuse n'est reçue, par exemple pendant les périodes de silence dans le cas d'une transmission à onde porteuse interrompue, ou quand on change la syntonisation d'un poste accordé d'une manière variable, la
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sensibilité du récepteur est maximum et les perturbations,dues à des causes se produisant dans les circuits ou à des causes statiques,of- frent un volume préjudiciable.
Le but de la présente invention est de créer un moyen simple, efficace et peu coûteux qui permet de réduire la puissance des bruits perturbateurs pendant les intervalles de temps oû aucune onde porteuse n'est fournie aux récepteurs radio -phoniques munis de dispositifs pour le contrôle automatique du volume .
Suivant une des formes préférées de réalisation de l'inven -tion,dans un récepteur radiophonique de ce genre, un tube à remplissage gazeux,offrant une basse impédance aux fréquemes audibles quand il est ionisé et une haute impédance dans d'autres cas, est inclus dans le circuit de sortie du récepteur, et une connexion est prévue pour que les voltages appliqués sur le tube, et par suite sa condition d'ionisation, soient contrôlés par la présence ou l'absence d'une on -de porteuse reçue par l'appareil. De cette manière, le tube à gaz bloque réellement le circuit de sortie du poste quand aucun courant porteur n'est reçu.
Dans ce but, le tube à gaz, qui est de préférenoe du type à cathode froide, est connecté comme une impédance atténuatri -ce du courant alternatif dans le chemin à fréquence audible du réoepteur,par exemple en le connectant en shunt sur le circuit grille-anode d'un étage amplificateur à fréquences audibles. Ce tube à gaz est aussi placé dans le chemin fournissant le courant intérieur à un tube de contrôle du genre triode, en série avec la source produisant'ce oourant. La grille du tube de contrôle reçoit un voltage qui est proportionnel à l'onde porteuse transmise, obtenue par exemple d'un reotifi -cateur contr8lant automatiquement le volume.
En présence d'une onde reçue, la grille du tube triode ou de contrôle est négative,et l'impé -dance plaque est assez haute pour que la grande partie du voltage du courant intérieur soit absorbée dans le circuit correspondant de la lampe triode. Dès lors un voltage insuffisant s'exerce à travers le tube à gaz pour actionner celui-ci. Dans ces conditions l'impédance du
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tube à gaz offerte au courant alternatif est très grande et son ef -fet dans le circuit à fréquences audibles est négligeable. Quand au.
-oune onde n'est reçue,le voltage négatif sur la grille du tube tri -ode,produit par l'onde porteuse reçue, est annulé,et l'impédance du chemin intérieur est assez réduite pour qu'un voltage suffisant se crée à travers le tube à gaz et fasse fonctionner celui-ci. Dès lors l'impédance offerte au oourant alternatif par le tube à gaz est très basse,de l'ordre de dix à cent ohms pour les tubes vendus dans le commerce,et par suite de la connexion du tube, celui-ci agit comme un shunt de basse impédan-oe branché sur le circuit à fréquences au- dibles,ce qui atténue fortement l'énergie fournie et bloque pratiquement le circuit de sortie du récepteur.
Comme modification à l'arrangement précédent,le tube à décharge gazeuse peut être connecté comme un élément série dans le oir -cuit à fréquences audibles,et dans ce cas le voltage de contrôle sur la grille du tube triode sera tel qu'il provoque la décharge du tube en présence d'une onde reçue et rend ce tube inaotif en l'absence d'une telle onde.
L'invention est plus facilement comprise de la description suivante basée sur les dessins ci-joints,sur lesquels les figures 1 et 2 montrent sohématiquement deux formes de réalisation appliquées à des réoepteurs radiophoniques.
La figure 1 donne un schéma simplifié d'un récepteur radio -phonique oomprenant les parties essentielles de l'invention.Dans ce circuit, les signaux reçus par l'antenne II sont transmis à travers le circuit accordé 13 vers le circuit d'entrée du tube amplificateur 12, oû après avoir été amplifiés,ils sont envoyés à travers le circuit accordé 14 vers le tube détecteur 15 du type diode.Les oomposantes de fréquences radiophoniques ou porteuses,fournies par ce tube détecteur 15,sont filtrées par le filtre passe bas 16, tandis que le. composantes de fréquences audibles ou directes sont envoyées à travers la résistance 17.
Les composantes de ce courant direct sont fournies, au moyen de la connexion 18, à la grille du tube 12 afin de
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contrôler son voltage et par suite l'amplification produite par ce tube, assurant ainsi le contrôle automatique du volume de la manière bien connue. Les composantes de fréquences audibles passant à travers la résistance 17,sont fournies à travers le condensateur 19 bloquant le courant direct, vers le circuit d'entrée du tube amplificateur 20 où elles sont amplifiées avant d'être transmises par le transforma- teur 21 vers l'appareil récepteur, vers le haut-parleur,ou vers tout autre appareil indicateur. A ce point de vue, le récepteur radiophoni -que de la figure 1 est le type bien connu des appareils récepteurs radiophoniques.
Avec un récepteur radiophonique de ce genre, c'est-à-dire utilisant le contrôle automatique du volume, quand les condensateurs d'accord des circuits 13 et 14 sont réglés de manière qu'aucun cou- rant porteur ne soit reçu,ou quand le récepteur est utilisé dans des systèmes pour lesquels le transmetteur n'envoie de l'énergie à fré- quence porteuse que pendant les périodes de transmission de signaux, l'absence du courant porteur à certains moments a pour résultat de provoquer le circuit de contrôle automatique du volume d'amener le gain du tube 12, amplifiant les fréquences radiophoniques,à une valeur maximum. Il s'ensuit que les divers courants perturbateurs sont ampli -fiés à la capacité totale du récepteur et peuvent produire des bruits préjudiciables dans l'énergie auditive fournie.
Pour éviter ces incon -vénients,on utilise, conformément à la présente invention,un circuit qui fonctionne suivant la présence ou l'absence du courant porteur,de sorte que l'énergie fournie de fréquence auditive sera réduite et ré- ellement bloquée pendant les périodes de temps où le courant porteur n'est pas transmis.
Dans ce but, le voltage à courant continu,.développée, travers la résistance 17, est fourni à la grille d'un amplificateur 30 du genre des tubes à vide par l'intermédiaire d'un filtre capacité-résis- tance 31 qui peut être ou non utilisé ainsi qu'il est expliqué en dé- tail par la suite. Dans le circuit plaque du tube 30 sont connectés en
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série, un tube à décharge gazeuse 32, du typa à néon ou autre type analogue,ayant une cathode froide, et une batterie 33 servant à four -nir le oourant intérieur. Les électrodes du tube 32 sont connectées, à travers les condensateurs 34 et 35 bloquant le oourant continu,à la grilla: et à la cathode d'un tube 20 amplifiant les fréquences au -ditives.
Ces éléments,en série avec le tube 32, forment un shunt branché sur le circuit d'entrée de l'amplificateur à fréquences auditives.
Le fonctionnement du circuit décrit est le suivant. Quand aucun oourant porteur n'est reçu par l'antenne 11, aucun voltage n' est créé à travers la résistance 17. Par conséquent le tube 30 devient oonducteur,et dans le circuit série renfermant le chemin intérieur du tube 30 et le tube à décharge gazeuse 32,la plus grande par -tie du courant de la batterie 33 passe à travers ce tube 32. Le vol -tage, dû à ce courant, étant suffisamment grand pour provoquer l'ac -tion de la décharge gazeuse dans le tube 32, l'impédance de ce tube devient à ce moment très faible de la manière bien oonnue.
Le tube 32, en série avec les condensateurs 34 et 35,agit donc comme un shunt de basse impédance à travers le circuit grille-cathode du tube ampli- ficateur 20 pour les courants de fréquences auditives,de sorte que l'énergie fournie à ces fréquences par le récepteur est pratiquement bloquée. Au contraire,quand du courant porteur est reçu,un voltage à courant oontinu est créé à travers la résistance 17,ce voltage état appliqué entre la grille et la cathode du tube 30 pour rendre la gril -le négative par rapport à la cathode,et par conséquent pour accorître l'impédance anode-cathode du tube 30.
De cette manière la plus grande partie du oourant de la batterie 33 est absorbée dans le ohemin intérieur du tube 30, et le voltage appliqué aux électrodes du tube à néon 32 sera insuffisant pour provoquer ou maintenir la déoharge dans ce tube. Dès lors l'impédance du tube 32 pour les courants de fréquenoes auditives est grande et pratiquement infinie, ce qui fait que l'effet de shunt du circuit renfermant les condensateurs
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34 et 35 et le tube 32, sur le circuit d'entrée de l'amplificateur pour fréquences auditives,est négliegeable,et l'appareil récepteur agit comme si ce circuit n'était pas présent.
Le filtre 31 est prévu pour éviter toute fausse manoeuvre du circuit de contrôle par les perturbations statiques ou autres de haute amplitude. Ces perturbations ont généralement un caractère in -terrompu,tandis que le courant porteur, qui doit être effectif pour actionner le circuit de contrôle afin d'établir une condition de réception normale de l'appareil récepteur,est de nature continue.
Il est possible de distinguer entre ces deux types de courants aù moyen du filtre résistance-capacité 31,de manière que le tube 30 répond seu -lement aux courants porteurs de nature continue.Cela, c'est-à-dire l'emploi du filtre 31, est particulièrement désirable s'il y a très probablement des ondes perturbatrices de grande amplitude,comme cela a lieu par exemple dans les récepteurs radiophoniques installés dans des automobiles ou dans le voisinage de moteurs à combustion interne, oû les circuits d'allumage produisent souvent des courants bruyants de grande amplitude .
Jusqu'à un certain point le fonctionnement du circuit est marginal, et les constantes du tube 30,ainsi que les voltages de la grille et de la plaque, doivent être choisis pour que la décharge dans le tube 32 se produise en présence d'une onde porteuse reçue et non sous l'action d'un courant bruyant avec retour par la terre.
La figure 2 représente un récepteur radiophonique du type superhétérodyne conforme à l'invention. Dans ce circuit,les ondes radiophoniques reçues par l'antenne 41 sont amplifiées sélectivement par le tube 42 qui est pourvu de circuits accordés 43 et 44 placés respectivement dans les circuits d'entrée et de sortie,afin de choisir les ondes voulues. Les ondes choisies et amplifiées dans le circuit 44 sont fournies à une grille d'un tube 45 à grilles multiples, qui fonctionne comme détecteur ou modulateur à haute fréquence pour combiner ces ondes avec des ondes de battement produites par le tube oscillateur 46 et appliquées sur une autre grille du tube 45 à travers
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le condensateur d'accouplement 47.
Le circuit accordé 48 offre un moyen pour contrôler la fréquence des ondes produites par le tube oscillateur 46. L'onde de fréquence intermédiaire,produite par la combinaison des ondes radiophoniques reçues et des ondes de battement du tube 46,sont amplifiées sélectivement dans l'amplificateur à fréquence intermédiaire comprenant les tubes 48 et 49 et les oirouits filtres à fréquenoes intermédiaires 50, 51, 52.
Le tube à vide 53 est un tube à fonctions multiples utilisant une cathode commune 54. Ce tube joue le rôle de détecteur, d'am -plificateur à courant continu pour le contrôle automatique du volu -me et des fréquences auditives,et de diode pour le contrôle automatique du volume. Le circuit de sortie du dernier filtre 52 à fréquen -ces intermédiaires ést relié à l'anode 55 du tube 53 qui fonctionne en connexion aveo la cathode 54 comme un reotificateur ou détecteur diode pour les ondes de fréquences intermédiaires. Les composantes à courant continu et à fréquences auditives des courants détectés,sont développées à travers la résistance 58,les composantes à fréquences auditives étant pratiquement éliminées-par le filtre comprenant le condensateur 59 et la résistance 60.
La grille de la section triode 56 du tube 53 est connectée, à travers la résistance 61, à une borne de la résistance 58,de sorte que le courant continu et à fréquence auditive développé à travers 58 sera amplifié par la section 56. Un condensateur 62, pourvu d'un curseur le reliant à la résistance 58,constitue un dispositif pour contrôler le courant de fréquence auditive fourni à la grille de la section 56,de manière que la sensiblité du récepteur,c'est-à-dire 1' énergie de fréquence auditive, peut être réglée en modifiant la connexion avec la résistance 58. L'énergie fournie par la section 56 est transmise à travers la résistance 63 qui est inclue dans le cir -cuit anode en série avec la source 64 alimentant la plaque.
Les com -posantes de fréquences auditives du courant développé à travers la résistance 63 sont transmises à la grille du tube 64,amplifiant les courants de fréquences auditives,et cela à travers le condensateur
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de blocage 65 et la résistance 66. @
La résistance 63 est aussi en série aveo les résistances 67,68, 69,70 placées entre la cathode et l'anode -diode 57 du tube 53 dans le but de produire un voltage de contrôle automatique du vo -lume à travers la résistance 70. Ce voltage est fourni à travers la résistance 71 et des filtres individuels aux grilles de contrôle des tubes 42,45, 48,49, dans le but de réaliser un contrôle automatique du volume.
La chute de voltage dans les résistances 67,68,69, produite par le courant venant de la batterie 64, crée un voltage positif à l'anode 57 par rapport à la cathode 54,ainsi qu'il est dé -crit par la suite. Les résistances 67,68,69, en connexion avec les résistanoes 72,73,74, forment un réseau de résistanoes divisant le voltage à travers la batterie 64 afin de produire les voltages de po -larisation nécessaires pour les électrodes des tubes utilisés dans le récepteur.
Un tube à vide 80 est prévu pour le circuit de contrôle.Ce tube a sa grille connectée à travers le filtre capacité-résistance 81 à la borne de la résistance 63 reliée à la cathode 54. Le cirouit-anode du tube 80 comprend en série un tube à décharge gazeuse 82,du type à néon ou d'un type analogue,shunté par une résistance 83 connectée en série avec la batterie 64 qui fournit le courant intérieur, la partie du voltage de batterie apparaissant à travers les résistan -ces 73 et 74 étant utilisée dans ce but. Une connexion de la grille de contrôle du tube 64, amplifiant les fréquences auditives, à travers le condensateur de blocage 84, relie aussi le tube à décharge ga -zeuse 82 en shunt aucircuit grille-cathode du tube 64.
Pendant le fonctionnement du circuit, en l'absence d'ondes porteuses reçues,un courant de plaque maximum passe à travers la seo -tion triode 56 et la résistance 63. Le voltage produit par ce courant dans cette résistance 63 est suffisant pour surmonter le voltage à travers les résistances 67,68,69, de sorte que l'anode 57 sera négative par rapport à la cathode 54, et aucun courant ne passe.En pré-- -sence de signaux reçus,la chute de voltage dans la résistance 58
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amène la grille de la section triode 56 à devenir négative,réduisant le courant et par conséquent le voltage dans la résistance 63.
A mesure que l'intensité des ondes porteuses s'accroît,ce voltage est réduit à un point pour lequel il est égal,puis inférieur à celui qui s'exoeroe à travers les résistances 67,68,69,et dès lors l'anode 57 provoque un courant proportionnel à la différence de voltage dans la résistance 70. La tension produite à travers cette résistance par le passage du oourant est fournie aux grilles de contrôle des tubes précédents du récepteur radiophonique dans le but d'excercer un con- trôle automatique du volume. Cette tension s"ajoute au potentiel de polarisation de ces tubes produit à travers la résistance 72.Ainsi 1' anode 57, en coopération avec la cathode 54 et d'autres éléments du circuit,produit un contrôle automatique du volume du type retardé.
Dans les arrangements décrits, quand un signal est reçu,la chute de voltage à travers la résistance 63 diminue ainsi que cela a été expliqué précédemment,et la grille de contrôle du tube 80 devient plus négative vis à vis de sa cathode par suite de la chute de voltage à travers les résistances 67,68,69,72. Il s'ensuit que l'impédance interne anode-cathode du tube 80 s'accroît très fortement, et la chute de voltage à travers ce tube représente un grand pourcentage de la chute permise dans le circuit anode-cathode. Par conséquent,la chute de voltage à travers 83 n'est pas suffisamment grande pour provoquer la décharge gazeuse dans le tube 82.
Dans ce oas,le seul shunt à travers le circuit d'entrée du tube à fréquences auditives est celui de la résistance 84,qui peut être par exemple de l'ordre de 500.000 ohms, et le tube 82 en parallèle,qui a un effet négligeable pour les ondes à fréquences auditives et par suite pour le fonctionnement du récep- teur. Quand aucun signal n'est reçu, par suite du fait que le récepteur est désaccordé d'une onde porteuse, ou par suite de la cessation de la transmission d'une onde porteuse, la chute de voltage à tras la résistance 63 s'accroît et la grille de contrôle du tube 80 devient plus positive par rapport à. sa cathode vu le voltage à travers la résistance 63. L'impédance interne- anode-cathode du tube 80 diminue.
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Par suite le courant passant à travers ce tube est réduit et la ohute de voltage à travers la résistance 83 s'accroît suffisamment pour provoquer la décharge gazeuse dans le tube 82. Sa résistance interne devient alors faible et il agit comme un shunt à faible résistance à travers la grille vers le chemin de la cathode du tube amplifioateur à fréquences auditives. De cette manière le courant à fréquenoes auditives est fortement atténué et le récepteur radiophonique est pratiquement bloqué.