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Disposition pour la réception d'ondes porteuses modulées. la présente invention concerne une disposition pour la réception d'ondes porteuses modulées et, en particulier, des récepteurs avec sélectivité réglée au- tomatiquement pour éliminer les perturbations produi- tes par des signaux indésirables.
Conformément à la pratique de la radiodiffu- sion, un signal est transmis ordinairement au moyen d'ure fréquence porteuse qui possède deux bandes latérales
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de modulation s'étendant habituellement de 6 kilocycles ou plus sur chacun des côtés. Des fréquences porteuses différentes sont utilisées par les diverses stations de radiodiffusion et ces fréquences sont, cohformément à la pratique actuelle, uniformément distribuées sur tou- te la gamme de fréquences de radiodiffusion. L'écarte- ment entre les fréquences porteuses voisines est ordinai- rement de 10 kilocycles. Il s'ensuit que, dans bien des cas, les fréquences de bande latérale d'un porteur chevau- chent sur celles de porteurs adjacents reçus à la même place, ou qu'elles se rapprochent de très prés de celle- ci.
Vu ce fait, il est souvent difficile d'accorder le récepteur à un signal désiré sans qu'il se produise de l'interférence par des signaux indésirables sur des fré- quences porteuses voisines du signal désiré, et cela se montre tout particulièrement lorsque l'intensité des si- gnaux indésirables est la même ou plus grande que celle du signal désiré.
Des bruits dits " de fond " qui existent généralement aux fréquences intérieures des bandes latérales, peuvent également troubler la réception.
Afin qu'un signal désiré puisse être reçu et reproduit d'une manière satisfaisante absolument sans interférence par des signaux indésirables et sans bruit de fond lors- que ces perturbations existent, il est nécessaire d'em- ployer, dans le récepteur, un système de sélection effi- cace pour transmettre une bande de fréquence de modulation désirée qui soit suffisamment étroite pour réduire dans une large mesure les signaux indésirables et les bruits.
Comme les fréquences extérieures des bandes latérales, qui correspondent dans la radiodiffusion, aux hautes fréquen- ces de modulation, sont supprimées lorsque la bande choi- sie est rétrécie, la fidélité de réception du signal dé- siré est préjudiciée d'une manière correspondante.
Il est
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par conséquent, désirable que la largeur de la bande de fréquences choisie soit réglée automatiquement en con- cordance avec les conditions de réception, c'est-à-dire qu'elle soit contractée lorsquele signal désiré est fai- ble ou lorsqu'il se présentent des signaux indésirables ou des bruits ayant une amplitude suffisante pour por- ter un préjudice notable à la réception et que, en l'ab- sence de tels signaux indésirables et lorsque l'intensité du signal désiré le permet, la largeur de la bande soit suffisamment étendue pour admettre et transmettre toutes les fréquences de bande latérale du signal désiré qui sont utiles.
Comme des signaux indésirables ou interférant sont souvent reçus seulement d'un côté du porteur du signal dé- siré à un temps déterminé, il est seulement nécessaire, lors- que ce temps est arrivé, de contracter la bande de fréquences transmise par le sélecteur, au côté du porteur choisi corres- ponsamment à celui du signal indésirable, afin de réduire les perturbations par interférence. Pour une réponse idéale la largeur de la bande de fréquences serait réglée automa- tiquement en réponse à un signal indésirable d'un des côtés du porteur du signal désiré, de sorte que la largeur de seu- lement la bande latérale de fréquences transmise par le sélecteur d'un côté du porteur correspondant à celui du si- gnal indésirable est contractée et que l'autre bande laté- rale est maintenue à sa largeur maximum, ce qui permet d'au- tres conditions.
Autrement dit: l'expansion ou la contraction de la bande de transmission s'effectureait symétriquement par rapport à la fréquence porteuse sélectée en concordance avec l'amplitude du signal désiré et assymétriquement par rapport au porteur choisi en réponse à un signal indésira- ble d'un côté du porteur désiré reçu, c'est-à-dire que la bande serait contractée seulement dans une direction s'éloi- gnant des composantes du signal indésirable et dans une mesu- redépendant des valeurs d'interférence de ces composantes.
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L'expression " valeur d'interférence Il est utilisée ici pour désigner la perturbation caractéristique d'un signal indésirable qui est déterminée à la fois par son amplitude et son écartement de fréquence par rapport à la fréquence porteuse du signal désiré.
Un objet de la présente invention consiste à réaliser une méthode perfectionnée et des dispositions pour régler la sélectivité de la fidélité de reproduction d'un récep- teur d'ondes porteuses modulées.
Un autre objet de la présente invention consiste à réa- liser une méthode perfectionnée et des dispositions pour régler la sélectivité et la fidélité de reproduction d'un récepteur d'ondes porteuses modulées, automatiquement en concordance avec les diverses conditions de réception, y compris l'amplitude du signal désiré ainsi que les ampli- tudes des signaux indésirables près de la fréquence por- teuse d'un signal désiré, afin d'obtenir ainsi la fidélité de réception maximum donnée par ces conditions.
Un autre objet de la présente invention consiste à réa- liser une méthode et des dispositions pour régler la sé- lectivité et la fidélité de reproduction d'un récepteur comme celui décrit ci-dessus, dans lequel l'expansion et la contraction de toute la bande de fréquences transmise par le système s'effectuent symétriquement par rapport à la fréquence porteuse choisie, dirctement en concordance avec l'amplitude du signal désiré et inversement en concordance avec les amplitudes des signaux indésirables,
et dans le- quel l'ajustement de la largeur de chacune des bandes laté- rales de fréquences transmises par le système s'effectue individuellement et indépendamment de l'autre bande latéra- le et en concordance avec l'amplitude d'un signal indésira- ble reçu à une fréquence proche du porteur du signal désiré et du même côté de celle-ci que la bande latérale ajustée.
Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser une méthode et des dispositions pour régler automatiquement
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la sélectivité d'un récepteur, tel que celui décrit ci-dessus, utilisant des circuits électroniques de réglage.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente inven- tion, le sélecteur comprend deux circuits de résonance, dont chacun est accordé à la fréquence porteuse du signal à sélec- ter. Des dispositions sont prévues pour ajuster l'accord des circuits dans des directions opposées par rapport à la fré- quence porteuse, dans le but de régler la largeur de la ban- de de fréquences transmise par le sélecteur. La disposition d'ajustement de l'accord comprend,-dans le mode de réalisa- tion préféré de la présente invention, des tubes à vide, dont l'un est connecté en circuit avec chacun des circuits de résonance à régler et est aménagé de façon à changer la réactance dans son circuit respectif et de déterminer ain- si sa fréquence de résonance.
Des variations des potentiels de grille appliqués aux tubes entrainent des variations de réactance dans les circuits respectifs pour ajuster leur accord.
Des dispositions sont prévues pour régler l'amplitude du signal à un point déterminé du système, directement en con - cordance avec l'amplitude du signal désiré reçu et inversé- ment en concordance avec les amplitudes des signaux indési- rables reçus. Une disposition de réglage automatique de l'am- plification est prévue pour ce but.
Des circuits de réglage sont prévus pour l'ajustement de l'accord. Ces circuits de réglage servent à fournir à cha- cun des tubes susmentionnés le potentiel de grille de con- trôle qui convient. Les circuits de réglage sont, de préfé- rence, accouplés au point susmentionné du système, ce qui les fait réagir à l'amplitude du signal désiré reçu aussi bien qu'aux signaux indésirables. Au moins un des circuits de contrôle est maménagé pour'contrôler simultanément les deux dispositions d'ajustement de l'accord de façon à ajus- ter la largeur de la bande symétriquement en concordance directe avec l'amplitude du signal désiré et inversement
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en concordance avec l'amplitude des signaux indésirables.
Certains des circuits de réglafe sont, cependant, indivi- duellement plus réactifs à des signaux indésirables voi- sins du porteur choisi,, de chaque côté de celui-ci, qu'au porteur désiré. Chacun de ces derniers circuits de régla- ge est aménagé individuellement pour régler le potentiel de grille de l'un des tubes de réglage et de faire varier de cette manière la réactance de son circuit de sélection respectif ainsi que déplacer la fréquence de résonance moyenne de la bande sélectée dans une direction pour évi- ter la fréquence indésirable. La mesure de ce déplacement dépend de la veleur d'interférence du signal indésirable.
L'expression " déplacement effectif " est utilisée ici pour désigner l'effet de la contraction d'une des bandes la- térales du signal désiré ou de toutes les deux bandes laté- rales, en réponse à des signaux interférant à des fréquences respectivement sur un ou sur les deux côtés du porteur du signal désiré, bien qu'il n'y ait pas d'ajustement propre- ment dit de la fréquence de résonance moyenne de tous les circuits de sélection du récepteur. En cas d'un signal in- terférant sur seulement un côté du porteur désiré,, la fré- quence de résonance moyenne sera déplacée dans une direc¯ tion s'éloignant de ce porteur.
Le déplacement sera d'un montant égal à la moitié de la valeur de contraction parce que quand des signaux interférants sont présents en même temps des deux côtés du porteur désiré, le déplacement s'ef- fectue dans une direction s'éloignant du signal interférant qui a la plus grande valeur d'interférence. La mesure d'un tel déplacement est alors égale à la moitié de la différen- ce entre les montants de contraction résultant des signaux interférants.
Conformément à une des caractéristiques de la présente invention se trouve prévue une disposition de réglage de
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la sélectivité automatique progressive et de réglage de la fi- délité. Dans cette disposition, un sélecteur réglable est compris dans une partie donnée du système et est réglée au- tomatiquement par des éléments qui sont accouplés en un point au système précédent le sélecteur et répondent aux conditions du signal à ce point. Ce réglage progressif peut avoir lieu soit par des dispositions nouvelles de réglage de la sélectivité, telles que celles décrites ci-dessus, soit par toutes autres dispositions convenables.
Afin de permettre de mieux comprendre la présente in- vention et les objets décrits ou autres, il est référé à la description ci-après en relation avec les plans annexés.
Sur les plans annexés, la fig. 1 est un schéma d'un radiorécepteur superhétérodyne complet, incorporant les prin- cipales caractçristiques de la présente invention. La fig.2 est un schéma d'une forme modifiée du sélecteur à filtre de bande réglable automatiquement, ainsi que le schéma des cir- cuits de réglage de celui-ci dans le récepteur montré sur la fig. 1. La fig. 3 est un graphique montrant diverses ca- ractéristiques d'opération du récepteur, et la fig. 4 est un schéma d'un récepteur superhétérodyne complet incorporant la caractéristique de réglage automatique et progressif de la sélectifité, qui fait partie de la présente invention.
En ce qui concerne particulièrement la fig. 1, on voit le schéma d'un radiorécepteur superhétérodyne incorporant un mode de réalisation préféré de la présente invention. En générale le récepteur comprend un amplificateur haute fréquen ce accordable et changeur de fréquence 10, dont le circuit d'entrée est connecté à une antenne 11 et à la terre 12 et a dont le circuit de sortie est connecté à un amplificateur moyenne fréquence 13. Le circuit de sortie de¯l'amplificateur 13 est relié à des amplificateurs moyenne fréquence addition- nais 14 - 15.
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Le système sélecteur à filtre de bande réglable de la présente invention est montré au complet comme réalisé dans un second amplificateur moyenne fréquence 14 et sera décrit en détail dans la suite. Il convient, cependant, de savoir qu'un tel système sélecteur peut être compris additionnelle- ment dans l'un des amplificateur 13 et 15 ou dans tous les deux. La sortie du troisième amplificateur moyenne fréquence 15 est connectée à un système détecteur et basse fréquence 16 .
Il faut comprendre que l'amplificateur haute fréquence accordable et changeur de fréquence 10, les amplificateurs moyenne fréquence 13 et 15, ainsi que le système détecteur et basse fréquence 16 peuvent être de toute construction et de tout fonctionnement convenable. Les détails en sont bien connus dans la branche, de sorte qu'il n'est pas besoin de revenir ici sur ceux-ci.
Laissant de côté pour le moment le fonctionnement par- ticulier du système sélecteur à filtre de bande réalisé dans l'amplificateur 14 et l'appareil fonctionnant avec lui en concordance avec la présente invention, comme décrit ci-après, le système comprend un récepteur superhétérodyne du type usuel, Le fonctionnement d'un tel récepteur étant bien connu dans la branche, une explication détaillée de ce récepteur n'est pas nécessaire ici. En résumé, cependant., il convient de rap- peler que des signaux interceprés par l'antenne sont sélectes, amplifiés et convertis en fréquences moyennes, de la manière connue, dans 1'amplificateur haute fréquence accordable et changeur de fréquence 10. Les fréquences moyennes sont ampli- fiées sélectivement dans les amplificateurs moyenne fréquence 15,14 et 15.
Les signaux moyenne fréquence amplifiés sont dé- livrés ensuite au système détecteur et basse fréquence 16, dans lequel les signaux basse fréquence sont dérivés, ampli- fiés et fournis, de la manière usuelle, à un haut-parleur pour reproduction.
Bien que, conformément au large aspect de la présente
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invention, diverses types différents de circuits de réglage de la sélectivité puissent être employés, des relations par- ticulières de la présente invention comprenant l'emploi d'un sélecteur à filtre de bande incorporant plusieurs circuits accordés et l'utilisation des tubes à vide dans le but de faire varier les réactances de ces circuits et d'ajuster ainsi leur accord, ainsi que de contrôler la sélectivité du sélecteur. Une telle disposition est montrée sur la fig.l, le sélecteur à filtre de bande réglable étant réalisé dans le second amplificateur moyenne fréquence 14.
Reprenant en détail cette partie du récepteur, l'amplifi- cateur 14 comprend un tube à vide 17, dont le circuit d'en- trée est accouplé de la manière aordinaire, au circuit de sortie de l'amplificateur 13. Le circuit de sortie du tube 17 est accouplé au circuit d'entrée de l'amplificateur moyen- ne fréquence 13 par un sélecteur à filtre de bande qui com- prend un transformateur moyenne fréquence ayant un enroulement primaire 19 accordé à la fréquence moyenne par un condensa- teur 20 et un enroulement secondaire 21 accordé à la fréquen- ce moyenne par un condensateur 22. Le sélecteur à filtre de bande comprend donc eux circuits de résonance 19,20 et 21,22 dont chacun est individuellement accordé à la fréquence moyen- ne désirée.
Les enroulements 17 et 21 sont accouplés lâche- ment comme indiqué en 18 sur le plan, de sorte que tous les deux circuits de résonance sont accordés à la moyenne fré- quence, le sélecteur transmet une bande de fréquences rela- tivement étroite.
Pour permettre un bon réglage de la sélectivité et de la fidélité du récepteur conformément aux conditions de récep- tion, des résistances 23 et 24 sont connectées respectivement dans la branche de capacitance et la branche d'inductance des circuits de sélection 19,20 et 21,22. Les impédances'de ces résistances sont petites à la moyenne fréquence en comparai- son de celles des éléments de réactance de leurs circuits de résonance associés. Des tubes à vide 26 et 26 sont pré
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vus avec leurs circuits d'entrée respectivement connectés en parallèle sur les résistances 23 et 24, au moyen de con- densateurs de couplage 27 et de résistances 28 convenables.
Des piles de polarisation convenables 27 sont prévues pour les circuits de cathode des tubes 25 et 26 et servent norma- lement 1. fournir à ces tubes le potentiel pour la coupure.
Le circuit de plaque de chacun des tubes 25 et 36 est connecté en parallèle sur son circuit accordé respectif, et les tensions de travail sont appliquées aux tubes par la voie des inductances des circuits respectifs, de la source de tension continue, indiquée par +B. Les impédances de pla- que des tubes 25 et 26 sont, de préférence, hautes en com- paraison des impédances du circuit accordé en résonance, de sorte que la phase descourants de plaque ne sera pas du tout influencée par celle-ci. Bien que les tubes 25 et 26 aient été montrés comme triodes, il est possible que des pentodes soient préférables en raison de leur haute impé- dance de plaque.
Avec cette disposition, corme le circuit d'entrée du tube est connecté en parallèle sur une résistance dans la branche de capacitance de son circuit de sélection, les ten- sions moyenne fréquence à la grille de ce tube conduisent les tensions en parallèle sur le circuit sélecteur 19,20 à approximativement 90 . D'autre part, comme le circuit d'en- trée du tube 26 est connecté en parallèle sur une résistance dans la branche d'inductance du circuit de sélection 21,22, les tensions moyenne fréquence à la grille du tube 26 sui- vent les tensions en parallèle sur son circuit accordé à approximativement 90 .
Pour cette raison, les courants de plaque des tubes 25 et 26 sont absolument 900 devant et 90 derrière les tensions en parallèle sur leurs circuits accor- dés respectifs, et les tubes ont respectivement, par consé- quent, un bas facteur de pouvoir de capacit;nce et un haut facteur de pouvoir d'inductance. Ils peuvent donc être utili-
EMI10.1
sés pour faire varier l'accord des circuits de sélection fyx-
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quels ils sont respectivement connectés, en dépendance des amplitudes de leurs courants de plaque qui peuvent être ré- glés sur des ajustements convenables des potentiels de grille appliqués aux tubes, comme expliqué 'dans la suite.
Conformément à la présente invention se trouve prévus un amplificateur moyenne fréquence à large bande et un redres- seur de réglage automatique"(Volume-Contrôle-Automatique)" de l'amplification, indiqué d'une manière générale par 30 et dort le circuit d'entrée est connecté au circuit de sortie du chan- geur de fréquence 10. L'amplificateur moyenne fréquence auxi- liaire 30 est aménagé pour transmettre une bande de fréquen- ces qui est essentiellement plus large que celle de l'ampli- ficateur haute fréquence, c'est-à-dire qu'il transmet et amplifie non seulement le signal désiré, mais aussi tous les signaux indésirables qui sont transmis par l'amplificateur haute fréquence et le changeur de fréquence et qui ont une amplitude suffisante pour être capables de surcharger le changeur de fréquence ou de causer de l'interférence.
Sur la fig. 3 le gain relatif en décibels est porté en fonction de l'écart de fréquence de la fréquence porteuse;. moyenne en kilocycles, pour cet amplificateur. La courbe de cette figure montre clairement la caractéristique de l'am- plificateur, dans laquelle les signaux indésirables voisins sont favorisés et ont, pour cette raison, un effet relative- ment plus grand que le signal désiré. La construction d'un amplificateur ayant une caractéristique telle que celle mon- trée sur la fig. 3 est bien connu des experts de la franche, de sorte qu'une description détaillée de celle-ci n'est pas nécessaire ici. Le redresseur " Volume-Contrôle-Automatique " est construit et fonctionne de la manière ordinaire pour dé- velopper un potentiel de grille proportionnel à l'amplitude du signal fourni.
Le potentiel de grille développé de cette manière est appliqué négativement aux grillée de contrôle d'un ou de plusieurs des tubes de l'amplificateur haute fré-
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quence et changeur de fréquence 10, afin de faire varier leur amplification proportionnellement à l'entrée du redres- seur " Volume-Contrôle-Automatique ".
Une partie de la ten- sion redressée développée par le redresseur " Volume-Contrôle Automatique Il 30 peut être appliquée également aux grilles de contrôle d'un ou de plusieurs des tubes des amplificateurs moyenne fréquence, afin d'obtenir un réglage de l'amplifica- tion progressif automatique et de maintenir ainsi l'ampli- tude de l'entrée du signal au détecteur de signaux dans une gamme relativement étroite pour une gamme relativement large d'amplitudes de signaux reçus au-dessus d'une valeur prédé- terminée.
Un système de réglage indiqué d'une manière générale par 31 est également prévu. Ce système est, de préférence, accouplé à la sortie d'un des amplificateurs moyenne fréquen- ce, dans le but de régler l'action des tubes de réglage d'ac- cord 25, 26. Ce systèmede réglage comprend un tube amplifi- cateur 32 dont le circuit d'entrée est accouplé au circuit de sortie de l'amplificateur 13 par l'intermédiaire de con- densateurs de couplage convenables 33 et de la résistance 34.
Le circuit de sortie du tube 32 comprend trois inductances 33 connectées en série, par lesquelles est fournie la tension de travail de plaque au tube, indiquée par +B. Elles consti- tuent les enroulements primaires de trois transformateurs séparés qui ont les enroulements secondaires 36, 37 et 38.
L'enroulement 36 est accordé par un condensateur 39 à une fréquence qui est de 10 kilocycles au-dessous de la fréquence porteuse moyenne de ce système. L'enroulement 37 -est accordé par un condensateur 40 à la fréquence porteuse moyenne, tan- dis que l'enroulement 38 est accordé par le condensateur 41 à une fréquence qui est 10 kilocycles au-dessus de la fré- quence porteuse moyenne. En parallèle sur les circuits accor- dés respectifs 36,39,37,40 et 38,41 se trouvent connectés des redresseurs diode 42,43 et 44 qui sont pourvus de cir- cuits de charge comprenant respectivement les condensateurs
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45,46 et 47 et les résistances 48,49 et 50.
Le potentiel de grille développé dans la résistance 49 de la diode 43 est appliqué positif aux grillages de con- trôle des tubes de réglage de sélection 25 et 26 par l'inter- médiaire de la résistance 48a et le condensateur shunt 48b et la résistance 50, ainsi que le filtre comprenant la ré- sistance 50a et le condensateur shunt 50b, et des hautes ré- sistances 28. Le potentiel développé dans la résistance 48 est, d'autre part, appliqué négatif et .en opposition au po- tentiel négatif fourni par le redresseur 43 seulement'à la grille du tube 25. Autrement dit, la somme algébrique de ces deux potentiels de grille est appliquée à la grille du tube 25. De manière analogue le potentiel développé dans la résis- tance 50 est fourni négatif et en opposition au potentiel positif fourni par le redresseur 43 seulement à la grille du tube 26.
Considérant le fonctionnement du sélecteur 14"et des circuits de réglage 31 qui viennent d'être décrits, il est supposé que les circuits de sélection sont initialement ajustés pour transmettre une bande de largeur minimum pour recevoir un faible signal désiré, pendant que les tubes 25 et 26 ont le potentiel de grille pour la coupure, En cas de réception d'un signal désiré relativement intense et en l'absence d'un signal interférant d'une intensité notable, l'amplitude du signal moyenne fréquence désiré fourni aux circuits de réglage sélectifs augmentera. Comme le circuit de réglage sélectif 37,40 est accordé à la fréquence porteuse moyenne, un potentiel de grille augmenté sera, dans ces con- ditions,développé par le redresseur 43 dans sa résistance 49.
Ce potentiel appliqué positif aux grilles de contrôle des tubes 25 et 26 servira à produire une augmentation de la capacitance apparente du circuit de sélection 19,20 et une diminution de l'inductance apparente du circuit de sélec- tion 21,22. La fréquence de résonance du circuit 19,20 sera
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donc déplacée à unefréquence plus basse, et la fréquence de résonance du circuit 21,22 sera déplacée à une fréquence plus haute. Autrement dit: les deux circuits de sélection seront désaccordés dans la même mesure, mais en direction opposée par rapport à la fréquence porteuse moyenne, afin d'obtenir de cette manière une expansion symétrique de la bande de fréquence transmise par le sélecteur avec une augmen- tation conséquente de la fidélité de la reproduction.
Une augmentation ou une diminution subséquente de l'entrée du signal désiré au sélecteur 14 a naturellement pour résultat respectivement une expansion et une contraction symétrique correspondante de la bande transmise par le système de sélec- tion.
Lorsqu'un signal interférant est reçu d'un côté du por- teur du signal désiré et a.une amplitude notable, un signal moyenne fréquence interférant résultant est,enréalité présent d'un côté correspondant du porteur moyenne fréquence choisi.
Lorsqu'un tel signal de fréquence moyenne porteuse indé- sirable est voisin et au-dessous de la fréquence moyenne porteuse choisie, le circuit sélectif 36,39 favorise ce si- gnal indésirable parce que ce circuit est accordé à une fré- quence qui est 10 kilocycles au-dessous de la fréquence moyen- ne porteuse choisie. Pour cette raison, un potentiel de grille augmenté sera développé par le redresseur 48 dans sa résistance 48 et sera appliqué négatif et, par conséquent, en opposition au potentiel fourni par le redresseur 43, à la grille du tube 25, c'est-à-dire que le potentiel résultant des potentiels positif.et négatif fournis respectivement par les redresseurs 43 et 42, sera appliqué à la grille de contrôle du tube 25.
Comme une diminution du potentiel de grille appliqué à ce tube tend à réduire la capacitance ap- parente du circuit de sélection 19,20 il en résulte un dé- placement de la fréquence de résonsnce de ce circuit vers le haut dans la direction de la fréquence moyenne porteuse.
Autrement dit: la bande transmise par le sélecteur est con-
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tractée dans une direction telle que se trouve évitées les- composantes d'interférence présentes dans le canal moyenne fréquence.
D'autre part, lorsqu'il y a réception d'un signal interfé- rant qui a pour résultat une moyenne fréquence voisine et au- dessus de la fréquence moyenne porteuse, le circuit de sélec- tion 38, 41 favorise cette fréquence interférante parce que ce circuit de sélection est accordé à une fréquence qui est 10 kilocycles au-dessus de la fréquence moyenne porteuse dési- rée.
Dans ce cas, un ajustement du circuit de sélection 21,22 a par conséquent lieu d'une manière semblable à celui obte- nu par la basse fréquence interférente, excepté que, comme la réduction du potentiel à la grille du tube 26 produit uneaug- tion de l'inductance apparente du circuit de sélection 31, 32, la fréquence de résonance de ce circuit sera déplacée vers le bas dans la direction de la fréquence moyenne porteuse, et il en résulte un déplacement de la fréquence de résonance moy- enne de la bande transmise par le système dans une direction s'éloignant de la composante d'interférence qui est présente alors.
Sur la fig. 2 est montrée une forme modifiée du sélecteur à filtre de bande réglable automatique et de la disposition de réglage montrées sur la fig. 1. Dans ce sélecteur, des tubes à vide sont employés pour faire varier l'impédance des circuits de résonance du sélecteur, afin d'ajuster l'accord et d'obtenir ainsi les ajustements de la largeur de bande dé- sirés. Le sélecteur montré sur la fig. 2 peut être compris dans un récepteur exactement de la même manière que le sélec- teur montré sur la fig, 1. Le sélecteur de la fig. 2 est donc montré comme incorporé dans un amplificateur moyenne fréquence 14a qui est semblable à l'amplificateur 14 de la fig.l et peut être mis à la place de celui-ci.
Un système de réglage 31a pour le système de sélection incorporé dans l'am- plificateur 14a peut être connecté aussi dans le récepteur
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exactement de la même manière que le système de réglage cor- respondant de la fig. 1.
Dans ce mode de réalisation de la présente invention, l'am- plificateur 14 comprend un tube amplificateur 17a dont le circuit d'entrée est adapté pour la jonction avec un amplifi- cateur qui précède dans le système, de la même manière que le tube 17 correspondant de la fig. 1. Le circuit de sortie du tube 17a peut être accouplé au circuit d'entrée d'un am- plificateur suivant, par le sélecteur à filtre de bande de ce mode de réalisation modifié de la présente invention; com- prenant un transformateur moyenne fréquence ayant un enrou- lement primaire 31 accordé à la moyenne fréquence par un con- densateur 52 et un enroulement secondaire 53 accordé à la moyenne fréquence par un condensateur 54.
De même que sur la fig. 1, le sélecteur à filtre de bande comprend ici deux circuits de résonance 51,52 et 53,54 dont chacun est indi- viduellement accordé à la fréquence moyenne porteuse désirée.
Les enroulements de ce transformateur sont également accou- plés lâchement, de sorte que lorsque tous les deux circuits de résonance sont accordés à la fréquence moyenne porteuse le sélecteur trahsmet une bande de fréquences relativement . étroite.
Dans cet exemple les tubes à vide de réglage 55 et 56 sont prévus avec leurs circuits'.d'entrée respectivement con- nectés en parallèle sur les circuits de sélection 51,52 et 53,54 par l'intermédiaire de condensateurs de couplage con- venables 57 et des hautes résistances 58. Des piles de pola- risation convenables 59 et 60 sont prévues dans les circuits de cathode des tubes 55,56. Dans le circuit de plaque de chacun des tubes, une impédance, comprenant une résistance 51 et une inductance 62, est prévue en série avec la source de tension continue, indiquée par +B. Un petit condensateur 63 est utilisé pour produire un couplage de réaction entre la pla- que et la grille de chacun des tubes.
Les constantes de cir-
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cuit sont proportionnées de telle façon que la phase du courant décalée du circuit de plaque au circuit de grille de chacun des tubes par le condensateur 63 donne à l'impé- dance d'entrée des circuits de grille le caractère de con- densateurs à petit facteur de pertes. Les impédances d'en- trée des tubes qui sont utilement en parallèle sur les cir- cuits de sélection respectifs, peuvent être réglées dans les limites désirées par ajustement des potentiels de grille appliqués aux grilles de contrôle des tubes, ce qui peut influencer l'accord des circuits de sélection respectifs dans un sens ou l'autre.
Les tubes 55 et 56 reçoivent à l'état de repos un potentiel de grille tel que le point de travail se trouve assez bien au-dessus du point de cou- pure de la caractéristique potentiel de grille-courant de plaque.
Pour régler l'action des tubes 55 et 56, un système de réglage 51a, correspondant à la disposition 31 de la fig.1, est adapté pour jonction à un amplificateur moyenne fréquen- ce subséquent de ce système, comme dans la disposition mon- trée sur la fig. 1. Cette jonction peut être faite au cir- cuit d'entrée du tube amplificateur 32a, dont le circuit de sortie comprend un enroulement 64 par lequel est four- nie une source de tension de plaque au tube indiquée par +B.
L'enroulement 64 est l'enroulement primaire d'un transformai teur ayant deux enroulements secondaires 65 et 66. L'enroule- ment 65 est accordé ar le condensateur 67 à une fréquence qui est 10 kilocycles au-dessous de la fréquence moyenne porteu- se. Dans ce mode de réalisation se trouvent prévus deux cir- cuits accordés qui répondent tous deux, dans une certaine mesure, à la fréquence moyenne porteuse, mais qui sont indi- viduellement plus réactifs aux fréquences voisines'au-des- sous et au-dessus de cette fréquence porteuse.
Des redresseurs diode 69 et 70 sont connectés en parallè- le sur les circuits accordés respectifs. Chacun de ces re- dresseurs a un circuit de charge comprenant un condensa-
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teur 71 et une résistance 72. Les potentiels de grille déve- loppés dans les résistances 72 des tubes diode 69 et 70 sont respectivement appliqués négativement et positivement aux grilles de contrôle des tubes de réglage de sélection 55 et 56 par l'intermédiaire de filtres, comprenant des résistan- ces en série 73 et des condensateurs shunt 74, ne transmet- tant que des tensions unidirectionnelles.
Dans le fonctionnement d'un récepteur comprenant ce mode de réalisation modifié de la présente invention, lorsqu'un signal désiré relativement intense est reçu et qu'il n'y a pas de signal interférant d'intensité notable, l'amplitude du signal moyenne fréquence désiré fourni aux deux circuits de sélection 65,67 et 66,68 augmente. Comme ces circuits de sélection répondent tous deux, à un certain degré, à la fré- quence moyenne porteuse,-les deux redresseurs y associés 69 et 70 développent, dahs ces conditions des potentiels de grille de réglage augmentés.
Le potentiel de grille dévelop- pé par le redresseur 69 étant appliquénégativement à la gril- le de contrôle du tube 55 produit une réduction de la réac- tion de ce tube et, pour cette raison, une réduction de la capacitance du circuit de sélection 51, 52 produisant un ajustement de l'accord de ce circuit de sélection à une fréquence plus haute. D'autre part, le potentiel de grille qui est développé simultanément par le redresseur 70 étant appliqué positif à la grille de contrôle du tube 56 produit une augmentation de la réaction de ce tube et, pour cette raison, une augmentation de la capacitance de son circuit de sélection respectif 53, 54 et entraine un ajustement de l'ac- cord de ce circuit à une fréquence plus basse.
Ces ajustements d'accord des circuits de sélection respectifs, dans des di- rection opposées par rapport à la fréquence moyenne porteu- se, produisent une expansion symétrique de la bande de fré- quences transmise par le sélecteur pour donner une fidélité augmentée en concordance avec les principe bien connus. Une augmentation ou réduction subséquente du signal d'entréedési-
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ré au récepteur a naturellement pour résultat respectivement a , une expansion symétrique ou une contraction correspondante de la largeur de la bande transmise par le récepteur.
Lorsqu'un signal interférant voisin ayant une amplitude notable est reçu d'un côté du porteur du signal désiré, d'où il résulte un signal moyenne fréquence interférant qui est voisin ou au-dessous de la fréquence moyenne porteuse choisie le circuit de sélection 65,67 favorise ce signal indésirable.
Pour cette raison, un ajustement de l'accord du circuit de sé- lection 51,52 a lieu seulement, causant un déplacement de la fréquence de résonance moyenne de la bande transmise par le sélecteur vers une fréquence plus haute, pour éviter la com- posante d'interférence qui est alors présente.D'autre part, lorsqu'il y a réception d'un signal interférant dont il résul- te un signal interférant moyenne fréquence et au-dessus du porteur moyenne fréquence choisi, le circuit de sélection 66, 68 favorise ce signal interférant, Dans ce cas, cependant, on a un ajustement de l'accord du circuit de sélection 53,54 causant un déplacement de la fréquence de résonance moyenne de la bande transmise par le sélecteur vers une fréquence plie basse, pour éviter la composante d'interférence qui est alors présente.
Lorsque deux signaux interférants sont présents en même temps et sur des côtés opposés du porteur désiré, le déplace- ment de la fréquence de résonance moyenne de la bande qui en résulte,se fait dans une direction, pour éviter que le signal indésirable n'ait une valeur d'interférence plus grande.
Il va de soi que,dans ce mode de réalisation modifié de la présente invention, pour autant qu'il s'agisse du fonc- tionnement des circuits de sélection et de leurs redresseurs et circuits de réglage, la présence simultanée de forts signaux interférants sur des côtés opposés du porteur aurait pour résultat des ajustements de l'accord des circuits de sélection dans des direction opposées, augmentant donc la largeur de la bande de la même manière que par un fort signal
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désiré en l'absence de signaux indésirables, Cependant, cet- te condition est compensée par l'action de l'amplificateur moyenne fréquence à large bande et du redresseur " Volume- Controle-Automatique " 30 de la fig. 1.
Comme cet amplifica- teur est aménagé pour favoriser des signaux indésirables sur des porteurs voisins du porteur du signal désiré, la ré- ception simultanée de signaux indésirables d'intensité nota- ble sur les côtés opposés du porteur désiré produit une for- te augmentation du potentiel de grille de contrôle automati- que du volume développé par ce redresseur et appliqué aux tu- bes dans les premiers étages du récepteur, comme déjà décrit: Pour cette raison, les amplitudes des signaux désirés et des signaux indésirables fournis aux étages qui suivent dans le récepteur, sont réduites. Une telle réduction du signal dé- siré cause une contraction de la bande transmise par le sé- lecteur de la manière déjà décrite.
Lorsqu'un fort signal indésirable est présent sur seulement un des côtés du por- teur désiré, une action de réglage similaire a lieu par 1' amplificateur moyenne fréquence 'Il large bande et le redres- seur du contrôle automatique du volume, en concordance avec la valeur d'interférence de ce signal indésirable.
La fig.4 montre, en schéma, un récepteur superhété- rodyne incorporant la disposition de réglage progressif au- tomatique de la sélectivité faisant l'objet de la présente invention. Ce récepteur est le même nue celui montré sur la fig.l et les pièces correspondantes sont indiquées par les mêmes numéros sur les deux figures. Ces pièces correspondant- tes peuvent avoir la même construction et le même fonction- nement, à l'exception de ce qui va etre (écrit.
Le récepteur de la fig.4 comprend un amplificateur moyenne fréquence 14b, ayant un sélecteur ajustable et un système de réglage 31b. Ce sélecteur et ce système de régla- ge peuvent être du même type que l'amplificateur 14 et le système de réglage 31 ou que l'amplificateur 14a et le sys-
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terne de réglage 3la des fig.l et 2, mais ils peuvent co e en-
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dre aussi toute autre disposition de réglage de la sélectivité dans laquelle le système de réglage ré- pond à des variations des conditions du signal à son entrée, pour régler la sélectivité en concordan- ce avec ces conditions.
Ici, cependant, comme diffé- rence avec les modes de réalisation déjà décrits, l' entrée du système de réglage 31b est reliée à la. sor- tie de l'amplificateur 13, de sorte que le réglage de la sélectivité de l'amplificateur suivant 14b s' effectue progressivement. Le réglage effectué par les dispositions des fig.l et 2 peut ëtre dit régressif parce que les circuits qui sont réglés dans ces dis- positions précèdent le point du système auquel le système de réglage est accouplé. A ce sujet, il faut condisérer que les dispositions des fig.l et 2 sont conventionnelles. Cependant, divers avantages sont obtenus par la disposition progressive de la fig.4.
Par exemple, lorsque le système de réglage est en soi réactif aux signaux indésirables, comme dans la dis- position de la fig.l, avec le réglage progressif le sélecteur''de l'amplificateur 14b peut être ajusté de telle manière qu'il ne laisse pas passer Ces perturba: tions. Il va de soi que dans des systèmes régressifs tels que celui montré sur la fig.l.il doit y avoir, à la sortie de l'amplificateur réglé, des signaux in- désirables comme décrits et ayant une amplitude no- table,pour effectuer le réglage de la sélectivité.
Ces signaux sont, par conséquent, transmis aux étages suivants du récepteur.
Les dispositions de sélectivité peuvent, dans ce mode de réalisation de la -présente invention, faire varier l'amplitude du signal désiré transmis par le sélecteur, un réglage automatique additionnel de 1' amplification, ou Volume-Contrôle Automatique, est employé avec la disposition dans le but de compenser de telles variations. ainsi que montré sur la fig,
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un dispositif d'alimentation en potentiel pour le réglage automatique du volume, qui peut être de type conventionnel, est prévu en connexion avec le détecteur 16.
Le potentiel de grille unidirection- nel développé par ce dispositif est appliqué aux grilles de contrôle des tubes des amplificateurs 14b et 15 ou de l'un d'eux et sert à régler leur gain ainsi qu'à maintenir l'amplitude de sortie du signal de l'amplificateur 15 dans des limites rela- tivement étroites pour une large gamme de variations de l'amplitude du signal à la sortie du sélecteur de l'amplificateur 14b.
Bien que le. présente description se rapporte à des modes de réalisation considéras comme préfé- rables, il est évident pour tous les experts de la branche que diverses modifications et divers chan- gements peuvent y être apportés sans s'écarter d.e l'esprit de la présente invention.
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Arrangement for receiving modulated carrier waves. the present invention relates to an arrangement for the reception of modulated carrier waves and, in particular, to receivers with selectivity automatically adjusted to eliminate disturbances produced by unwanted signals.
In accordance with broadcasting practice, a signal is ordinarily transmitted by means of a carrier frequency which has two sidebands.
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modulation usually extending 6 kilocycles or more on each side. Different carrier frequencies are used by the various broadcasting stations and these frequencies are, in accordance with present practice, uniformly distributed over the whole range of broadcasting frequencies. The spacing between neighboring carrier frequencies is usually 10 kilocycles. As a result, in many cases a carrier's sideband frequencies overlap or come very close to those of adjacent carriers received in the same place.
In view of this fact, it is often difficult to tune the receiver to a desired signal without interference by unwanted signals on carrier frequencies close to the desired signal, and this is especially evident when The intensity of the unwanted signals is the same or greater than that of the desired signal.
So-called "background" noises, which generally exist at the interior frequencies of the sidebands, can also interfere with reception.
In order that a desired signal can be received and reproduced satisfactorily absolutely without interference by unwanted signals and without background noise when such disturbances exist, it is necessary to employ, in the receiver, a system. effective selection to transmit a desired modulation frequency band which is narrow enough to greatly reduce unwanted signals and noise.
As the outer frequencies of the sidebands, which in broadcasting correspond to the high modulation frequencies, are suppressed when the chosen band is narrowed, the reception fidelity of the desired signal is correspondingly impaired.
It is
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therefore, it is desirable that the width of the selected frequency band be automatically adjusted in accordance with the reception conditions, that is to say that it is contracted when the desired signal is weak or when the signal becomes weak. present unwanted signals or noise of sufficient amplitude to cause appreciable harm to reception and that, in the absence of such unwanted signals and when the strength of the desired signal permits, the bandwidth is large enough to accommodate and transmit all of the desired signal sideband frequencies that are useful.
As unwanted or interfering signals are often received only from one side of the carrier of the desired signal at a determined time, it is only necessary, when this time has arrived, to contract the frequency band transmitted by the selector, next to the carrier chosen corresponding to that of the unwanted signal, in order to reduce disturbances by interference. For an ideal response the width of the frequency band would be set automatically in response to an unwanted signal from one side of the carrier of the desired signal, so that the width of only the side band of frequencies transmitted by the selector on one side of the carrier corresponding to that of the unwanted signal is contracted and the other side band is kept at its maximum width, allowing other conditions.
In other words: the expansion or contraction of the transmission band took place symmetrically with respect to the carrier frequency selected in accordance with the amplitude of the desired signal and asymmetrically with respect to the carrier chosen in response to an undesirable signal d one side of the desired carrier received, ie, the band would be contracted only in a direction away from the components of the unwanted signal and to an extent dependent on the interference values of those components.
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The expression "interference value II is used herein to denote the characteristic disturbance of an unwanted signal which is determined both by its amplitude and its frequency deviation from the carrier frequency of the desired signal.
It is an object of the present invention to provide an improved method and arrangements for adjusting the selectivity of reproduction fidelity of a modulated carrier wave receiver.
Another object of the present invention is to provide an improved method and arrangements for adjusting the selectivity and fidelity of reproduction of a modulated carrier wave receiver, automatically in accordance with various reception conditions, including the receiver. The amplitude of the desired signal as well as the amplitudes of the unwanted signals near the carrier frequency of a desired signal, thereby to obtain the maximum reception fidelity given by these conditions.
Another object of the present invention is to provide a method and arrangements for controlling the selectivity and fidelity of reproduction of a receiver such as that described above, in which the expansion and contraction of all the frequency band transmitted by the system are effected symmetrically with respect to the chosen carrier frequency, directly in agreement with the amplitude of the desired signal and conversely in agreement with the amplitudes of the unwanted signals,
and in which the adjustment of the width of each of the side bands of frequencies transmitted by the system is carried out individually and independently of the other side band and in accordance with the amplitude of an unwanted signal. - ble received at a frequency close to the carrier of the desired signal and on the same side thereof as the adjusted sideband.
Another object of the present invention is to provide a method and arrangements for automatically adjusting
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the selectivity of a receiver, such as that described above, using electronic adjustment circuits.
In a preferred embodiment of the present invention, the selector comprises two resonance circuits, each of which is tuned to the carrier frequency of the signal to be selected. Provisions are made to adjust the tuning of the circuits in opposite directions with respect to the carrier frequency, in order to adjust the width of the frequency band transmitted by the selector. The tuning adjustment arrangement comprises, in the preferred embodiment of the present invention, vacuum tubes, one of which is connected in circuit with each of the resonance circuits to be tuned and is arranged in a circuit. way to change the reactance in its respective circuit and thus determine its resonant frequency.
Variations in the grid potentials applied to the tubes cause variations in reactance in the respective circuits to adjust their tuning.
Arrangements are made for adjusting the amplitude of the signal at a determined point in the system, directly in accordance with the amplitude of the desired signal received and conversely in accordance with the amplitudes of the unwanted signals received. An automatic amplification adjustment provision is provided for this purpose.
Adjustment circuits are provided for tuning adjustment. These tuning circuits serve to provide each of the aforementioned tubes with the correct check grid potential. The tuning circuits are preferably coupled to the aforementioned point in the system, causing them to react to the amplitude of the desired signal received as well as to unwanted signals. At least one of the control circuits is arranged to simultaneously control the two tuning adjustment arrangements so as to adjust the width of the band symmetrically in direct concordance with the amplitude of the desired signal and vice versa.
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consistent with the amplitude of unwanted signals.
Some of the control circuits are, however, individually more responsive to unwanted signals near the selected carrier, on either side of it, than to the desired carrier. Each of these latter adjustment circuits is individually arranged to adjust the gate potential of one of the adjustment tubes and thereby vary the reactance of its respective selection circuit as well as shift the average resonant frequency by. the band selected in one direction to avoid the unwanted frequency. The extent of this displacement depends on the interference level of the unwanted signal.
The term "effective displacement" is used herein to denote the effect of contracting one of the sidebands of the desired signal, or both sidebands, in response to signals interfering at frequencies respectively on. one or both sides of the carrier of the desired signal, although there is no proper adjustment of the average resonant frequency of all of the receiver selection circuits. In the event of a signal interfering on only one side of the desired carrier, the average resonant frequency will be shifted in a direction away from that carrier.
The displacement will be an amount equal to half of the contraction value because when interfering signals are present at the same time on both sides of the desired carrier, the displacement takes place in a direction away from the interfering signal. which has the greatest interference value. The measurement of such a displacement is then equal to half the difference between the amounts of contraction resulting from the interfering signals.
In accordance with one of the characteristics of the present invention, there is provided a provision for adjusting the
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progressive automatic selectivity and stringency adjustment. In this arrangement, an adjustable selector is included in a given part of the system and is automatically regulated by elements which are coupled at a point to the system preceding the selector and meet the signal conditions at that point. This progressive adjustment can take place either by new arrangements for adjusting the selectivity, such as those described above, or by any other suitable arrangements.
In order to make it possible to better understand the present invention and the objects described or others, reference is made to the description below in relation to the accompanying drawings.
On the accompanying drawings, FIG. 1 is a schematic of a complete superheterodyne radio receiver, incorporating the main features of the present invention. Fig. 2 is a diagram of a modified form of the automatically adjustable band filter selector, together with the diagram of the adjustment circuits thereof in the receiver shown in fig. 1. FIG. 3 is a graph showing various operating characteristics of the receiver, and FIG. 4 is a diagram of a complete superheterodyne receiver incorporating the feature of automatic and stepped selectivity adjustment, which forms part of the present invention.
With particular reference to FIG. 1, there is shown the diagram of a superheterodyne radio receiver incorporating a preferred embodiment of the present invention. In general, the receiver comprises a high frequency tunable amplifier and frequency changer 10, whose input circuit is connected to an antenna 11 and to earth 12 and whose output circuit is connected to a medium frequency amplifier 13. The output circuit of the amplifier 13 is connected to additional medium frequency amplifiers 14 - 15.
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The adjustable band filter selector system of the present invention is shown in its entirety as embodied in a second medium frequency amplifier 14 and will be described in detail hereinafter. It should be understood, however, that such a selector system may be additionally included in one of amplifiers 13 and 15 or in both. The output of the third medium frequency amplifier 15 is connected to a detector and low frequency system 16.
It should be understood that the tunable high frequency amplifier and frequency changer 10, the medium frequency amplifiers 13 and 15, as well as the detector and low frequency system 16 can be of any suitable construction and operation. The details are well known in the industry, so there is no need to go into them here.
Leaving aside for the moment the particular operation of the band filter selector system embodied in amplifier 14 and the apparatus operating therewith in accordance with the present invention, as described below, the system comprises a superheterodyne receiver. of the usual type, the operation of such a receiver being well known in the industry, a detailed explanation of this receiver is not necessary here. In summary, however, it should be remembered that signals interpreted by the antenna are selected, amplified and converted to medium frequencies, as known, in the tunable high frequency amplifier and frequency changer 10. The frequencies averages are selectively amplified in the medium frequency amplifiers 15,14 and 15.
The amplified medium frequency signals are then supplied to the detector and low frequency system 16, where the low frequency signals are derived, amplified and supplied, in the usual manner, to a loudspeaker for reproduction.
Although, in accordance with the broad aspect of this
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invention, various different types of selectivity control circuits may be employed, particular relations of the present invention comprising the use of a band filter selector incorporating several tuned circuits and the use of vacuum tubes in the invention. the purpose of varying the reactances of these circuits and thus adjusting their tuning, as well as controlling the selectivity of the selector. Such an arrangement is shown in fig.l, the adjustable band filter selector being implemented in the second medium frequency amplifier 14.
Taking up this part of the receiver in detail, the amplifier 14 comprises a vacuum tube 17, the input circuit of which is coupled in the usual way, to the output circuit of the amplifier 13. The output circuit of the tube 17 is coupled to the input circuit of the medium frequency amplifier 13 by a band filter selector which comprises a medium frequency transformer having a primary winding 19 tuned to the medium frequency by a capacitor 20 and a secondary winding 21 tuned to the average frequency by a capacitor 22. The band filter selector therefore comprises their resonance circuits 19,20 and 21,22 each of which is individually tuned to the desired average frequency.
Windings 17 and 21 are loosely coupled as shown at 18 in the drawing, so that every two resonance circuits are tuned to mid-frequency, the selector transmits a relatively narrow frequency band.
To allow good adjustment of the selectivity and fidelity of the receiver in accordance with the reception conditions, resistors 23 and 24 are connected respectively in the capacitance branch and the inductance branch of the selection circuits 19, 20 and 21. , 22. The impedances of these resistors are small at the mid-frequency compared to those of the reactance elements of their associated resonant circuits. Vacuum tubes 26 and 26 are pre
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seen with their input circuits respectively connected in parallel on the resistors 23 and 24, by means of coupling capacitors 27 and of suitable resistors 28.
Suitable bias cells 27 are provided for the cathode circuits of tubes 25 and 26 and normally serve to provide these tubes with the potential for breaking.
The plate circuit of each of the tubes 25 and 36 is connected in parallel to its respective tuned circuit, and the working voltages are applied to the tubes by way of the inductors of the respective circuits, of the DC voltage source, indicated by + B . The plate impedances of tubes 25 and 26 are preferably high compared to the resonantly tuned circuit impedances, so that the phase of the plate currents will not be influenced by it at all. Although tubes 25 and 26 have been shown as triodes, it is possible that pentodes are preferable because of their high plate impedance.
With this arrangement, as the input circuit of the tube is connected in parallel on a resistor in the capacitance branch of its selection circuit, the medium frequency voltages at the gate of this tube conduct the voltages in parallel on the circuit. switch 19.20 to approximately 90. On the other hand, as the input circuit of the tube 26 is connected in parallel on a resistor in the inductance branch of the selection circuit 21,22, the medium frequency voltages at the grid of the tube 26 follow. the voltages in parallel on its circuit tuned to approximately 90.
For this reason, the plate currents of tubes 25 and 26 are absolutely 900 ahead and 90 behind the voltages in parallel on their respective matched circuits, and the tubes respectively have, therefore, a low capacitance power factor. ; nce and a high inductance power factor. They can therefore be used
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sés to vary the tuning of the fyx- selection circuits
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which they are respectively connected, depending on the amplitudes of their plate currents which can be set to suitable adjustments of the grid potentials applied to the tubes, as explained below.
In accordance with the present invention there are provided a medium frequency broadband amplifier and a rectifier for automatic adjustment "(Volume-Control-Automatic)" of the amplification, indicated generally by 30 and the circuit d sleeps. The input is connected to the output circuit of the frequency changer 10. The auxiliary medium frequency amplifier 30 is arranged to transmit a frequency band which is substantially wider than that of the high frequency amplifier. , that is, it transmits and amplifies not only the desired signal, but also all the unwanted signals which are transmitted by the high frequency amplifier and frequency changer and which have sufficient amplitude to be able to overloading the frequency changer or causing interference.
In fig. 3 the relative gain in decibels is plotted as a function of the frequency deviation of the carrier frequency ;. average in kilocycles, for this amplifier. The curve in this figure clearly shows the characteristic of the amplifier, in which neighboring unwanted signals are favored and therefore have a relatively greater effect than the desired signal. The construction of an amplifier having a characteristic such as that shown in FIG. 3 is well known to experts in the frank, so that a detailed description thereof is not necessary here. The "Volume-Control-Automatic" rectifier is constructed and operates in the ordinary manner to develop a gate potential proportional to the amplitude of the supplied signal.
The gate potential developed in this way is applied negatively to the control burnout of one or more of the tubes of the high-frequency amplifier.
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frequency and frequency changer 10, in order to vary their amplification in proportion to the input of the "Volume-Control-Automatic" rectifier.
Part of the rectified voltage developed by the "Automatic Volume-Control II" rectifier can also be applied to the control gates of one or more of the tubes of the medium frequency amplifiers, in order to obtain an adjustment of the amplifier. - automatic stepping and thus maintaining the amplitude of the signal input to the signal detector in a relatively narrow range for a relatively wide range of received signal amplitudes above a predetermined value.
An adjustment system indicated generally by 31 is also provided. This system is preferably coupled to the output of one of the medium frequency amplifiers, for the purpose of adjusting the action of the tuning control tubes 25, 26. This control system comprises an amplified tube. Cator 32, the input circuit of which is coupled to the output circuit of amplifier 13 by means of suitable coupling capacitors 33 and resistor 34.
The output circuit of the tube 32 comprises three inductors 33 connected in series, through which the plate working voltage is supplied to the tube, indicated by + B. They are the primary windings of three separate transformers which have the secondary windings 36, 37 and 38.
The winding 36 is tuned by a capacitor 39 to a frequency which is 10 kilocycles below the average carrier frequency of this system. Winding 37 is tuned by capacitor 40 to the average carrier frequency, while winding 38 is tuned by capacitor 41 to a frequency which is 10 kilocycles above the average carrier frequency. In parallel to the respective tuned circuits 36,39,37,40 and 38,41 are connected diode rectifiers 42,43 and 44 which are provided with charging circuits comprising respectively the capacitors.
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45,46 and 47 and resistances 48,49 and 50.
The gate potential developed in resistor 49 of diode 43 is applied positive to the control grids of selection control tubes 25 and 26 through resistor 48a and shunt capacitor 48b and resistor 50. , as well as the filter comprising the resistor 50a and the shunt capacitor 50b, and high resistors 28. The potential developed in the resistor 48 is, on the other hand, applied negative and in opposition to the negative potential. supplied by the rectifier 43 only to the grid of the tube 25. In other words, the algebraic sum of these two grid potentials is applied to the grid of the tube 25. Similarly, the potential developed in the resistor 50 is supplied negative. and in opposition to the positive potential supplied by the rectifier 43 only to the grid of the tube 26.
Considering the operation of the selector 14 "and the adjustment circuits 31 which have just been described, it is assumed that the selection circuits are initially adjusted to transmit a band of minimum width to receive a weak signal desired, while the tubes 25 and 26 have the gate potential for cutoff. In the event that a relatively strong desired signal is received and in the absence of an interfering signal of significant intensity, the amplitude of the desired mid-frequency signal supplied to the As the selective tuning circuit 37,40 is tuned to the mid carrier frequency, an increased gate potential will, under these conditions, be developed by the rectifier 43 in its resistor 49.
This positive applied potential to the control gates of tubes 25 and 26 will serve to produce an increase in the apparent capacitance of the selection circuit 19,20 and a decrease in the apparent inductance of the selection circuit 21,22. The resonant frequency of circuit 19.20 will be
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therefore shifted to a lower frequency, and the resonant frequency of circuit 21,22 will be shifted to a higher frequency. In other words: the two selection circuits will be detuned to the same extent, but in the opposite direction with respect to the average carrier frequency, in order to obtain in this way a symmetrical expansion of the frequency band transmitted by the selector with an increase. consequent tation of the fidelity of reproduction.
A subsequent increase or decrease in the input of the desired signal to selector 14 naturally results in a corresponding symmetrical expansion and contraction respectively of the band transmitted by the selector system.
When an interfering signal is received on one side of the carrier of the desired signal and has a significant amplitude, a resulting interfering mid-frequency signal is actually present on a corresponding side of the chosen mid-frequency carrier.
When such an unwanted mid-carrier frequency signal is near and below the chosen mid-carrier frequency, the selective circuit 36,39 favors this unwanted signal because this circuit is tuned to a frequency which is 10 kilocycles below the chosen average carrier frequency. For this reason, an increased gate potential will be developed by the rectifier 48 in its resistor 48 and will be applied negative and, therefore, in opposition to the potential supplied by the rectifier 43, to the grid of the tube 25, i.e. say that the potential resulting from the positive and negative potentials respectively supplied by the rectifiers 43 and 42, will be applied to the control grid of the tube 25.
As a decrease in the gate potential applied to this tube tends to reduce the apparent capacitance of the selection circuit 19,20 this results in a shift of the resonant frequency of this circuit upward in the direction of the frequency. average carrier.
In other words: the band transmitted by the selector is con-
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towed in a direction such that the interference components present in the medium frequency channel are avoided.
On the other hand, when there is reception of an interfering signal which results in an average frequency near and above the average carrier frequency, the selection circuit 38, 41 favors this interfering frequency because that this selection circuit is tuned to a frequency which is 10 kilocycles above the desired average carrier frequency.
In this case, an adjustment of the selection circuit 21, 22 therefore takes place in a manner similar to that obtained by the interfering low frequency, except that, as the reduction of the potential at the gate of the tube 26 produces a water g- tion of the apparent inductance of the selection circuit 31, 32, the resonant frequency of this circuit will be shifted downward in the direction of the average carrier frequency, and this results in a shift of the average resonant frequency of the band transmitted by the system in a direction away from the interference component then present.
In fig. 2 is shown a modified form of the automatic adjustable band filter selector and adjustment arrangement shown in fig. 1. In this selector, vacuum tubes are used to vary the impedance of the selector's resonance circuits, in order to fine tune the tuning and thereby obtain the desired bandwidth adjustments. The selector shown in fig. 2 can be included in a receiver in exactly the same way as the selector shown in fig, 1. The selector in fig. 2 is therefore shown as incorporated in a medium frequency amplifier 14a which is similar to the amplifier 14 of FIG. 1 and can be used instead of it.
An adjustment system 31a for the selection system incorporated in the amplifier 14a can also be connected in the receiver.
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in exactly the same way as the corresponding adjustment system of fig. 1.
In this embodiment of the present invention, amplifier 14 comprises an amplifier tube 17a, the input circuit of which is adapted for junction with a preceding amplifier in the system, in the same manner as the tube. 17 corresponding to FIG. 1. The output circuit of tube 17a may be coupled to the input circuit of a following amplifier, by the band filter selector of this modified embodiment of the present invention; comprising a medium frequency transformer having a primary winding 31 tuned to the medium frequency by a capacitor 52 and a secondary winding 53 tuned to the medium frequency by a capacitor 54.
As in fig. 1, the band filter selector here comprises two resonance circuits 51.52 and 53.54 each of which is individually tuned to the desired medium carrier frequency.
The windings of this transformer are also loosely coupled, so that when both of the resonant circuits are tuned to the mid carrier frequency the selector enters a relatively band of frequencies. narrow.
In this example, the adjustment vacuum tubes 55 and 56 are provided with their input circuits respectively connected in parallel to the selection circuits 51, 52 and 53, 54 by means of coupling capacitors. Venables 57 and high resistors 58. Suitable polarization cells 59 and 60 are provided in the cathode circuits of the tubes 55,56. In the plate circuit of each of the tubes, an impedance, comprising a resistor 51 and an inductor 62, is provided in series with the DC voltage source, indicated by + B. A small capacitor 63 is used to provide feedback coupling between the plate and the grid of each of the tubes.
Circumstantial constants
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fired are proportioned such that the phase of the current shifted from the plate circuit to the gate circuit of each of the tubes by capacitor 63 gives the input impedance of the gate circuits the character of low capacitors. loss factor. The input impedances of the tubes which are usefully in parallel on the respective selection circuits, can be set within the desired limits by adjusting the gate potentials applied to the control gates of the tubes, which can influence the output. tuning of the respective selection circuits in one direction or the other.
Tubes 55 and 56 receive in the quiescent state a gate potential such that the operating point is quite well above the cut-off point of the gate potential-plate current characteristic.
In order to adjust the action of the tubes 55 and 56, an adjustment system 51a, corresponding to the arrangement 31 of fig. 1, is adapted for connection to a subsequent average frequency amplifier of this system, as in the arrangement shown in Fig. 1. trée in fig. 1. This junction can be made to the input circuit of the amplifier tube 32a, the output circuit of which comprises a winding 64 through which is supplied a source of plate voltage to the tube indicated by + B.
Winding 64 is the primary winding of a transformer having two secondary windings 65 and 66. Winding 65 is tuned by capacitor 67 to a frequency which is 10 kilocycles below the average carrier frequency. himself. In this embodiment there are provided two tuned circuits which both respond to some extent at the mid carrier frequency, but which are individually more responsive at neighboring frequencies above and below. of this carrier frequency.
Diode rectifiers 69 and 70 are connected in parallel to the respective tuned circuits. Each of these rectifiers has a charging circuit comprising a condenser.
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tor 71 and a resistor 72. The gate potentials developed in the resistors 72 of the diode tubes 69 and 70 are respectively applied negatively and positively to the control gates of the selection control tubes 55 and 56 via filters, comprising series resistors 73 and shunt capacitors 74, transmitting only unidirectional voltages.
In the operation of a receiver comprising this modified embodiment of the present invention, when a relatively strong desired signal is received and there is no interfering signal of significant intensity, the amplitude of the average signal desired frequency supplied to the two selection circuits 65.67 and 66.68 increases. As these selection circuits both respond to a certain degree to the average carrier frequency, the two associated rectifiers 69 and 70 develop, under these conditions, increased tuning gate potentials.
The gate potential developed by rectifier 69 being applied negatively to the control grill of tube 55 produces a reduction in the reaction of that tube and, therefore, a reduction in the capacitance of selection circuit 51. , 52 producing an adjustment of the tuning of this selection circuit at a higher frequency. On the other hand, the gate potential which is developed simultaneously by the rectifier 70 being applied positive to the control grid of the tube 56 produces an increase in the reaction of this tube and, for this reason, an increase in the capacitance of its. respective selection circuit 53, 54 and causes an adjustment of the tuning of this circuit to a lower frequency.
These tuning adjustments of the respective selection circuits, in opposite directions with respect to the average carrier frequency, produce a symmetrical expansion of the frequency band transmitted by the selector to give increased fidelity in accordance with the well-known principles. A subsequent increase or decrease in the input signal
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d to the receiver naturally results respectively a, a symmetrical expansion or a corresponding contraction of the width of the band transmitted by the receiver.
When a neighboring interfering signal having a significant amplitude is received on one side of the carrier of the desired signal, from which an interfering medium frequency signal results which is close to or below the chosen medium carrier frequency, the selection circuit 65 , 67 promotes this unwanted signal.
For this reason, an adjustment of the tuning of the selection circuit 51,52 only takes place, causing a shift of the average resonant frequency of the band transmitted by the selector to a higher frequency, to avoid the crossover. interference factor which is then present.On the other hand, when there is reception of an interfering signal from which a medium frequency interfering signal results and above the chosen medium frequency carrier, the selection circuit 66 , 68 favors this interfering signal, In this case, however, there is an adjustment of the tuning of the selection circuit 53,54 causing a displacement of the average resonant frequency of the band transmitted by the selector towards a low folded frequency, to avoid the interference component which is then present.
When two interfering signals are present at the same time and on opposite sides of the desired carrier, the displacement of the mean resonant frequency of the band which results is in one direction, to prevent the unwanted signal from having. a larger interference value.
It goes without saying that, in this modified embodiment of the present invention, in so far as it concerns the operation of the selection circuits and their rectifiers and adjustment circuits, the simultaneous presence of strong interfering signals on opposite sides of the carrier would result in tuning adjustments of the selection circuits in opposite directions, thus increasing the bandwidth in the same way as with a strong signal
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desired in the absence of unwanted signals. However, this condition is compensated for by the action of the wideband mid-frequency amplifier and "Volume-Control-Automatic" rectifier 30 of FIG. 1.
Since this amplifier is arranged to promote unwanted signals on carriers neighboring the carrier of the desired signal, the simultaneous reception of unwanted signals of notable intensity on opposite sides of the desired carrier produces a sharp increase in signal strength. automatic volume control gate potential developed by this rectifier and applied to the tubes in the first stages of the receiver, as already described: For this reason, the amplitudes of the desired signals and unwanted signals supplied to the stages which follow in the receiver, are reduced. Such a reduction in the desired signal causes a contraction of the band transmitted by the selector in the manner already described.
When a strong unwanted signal is present on only one side of the desired carrier, a similar tuning action takes place by the wideband 'medium frequency amplifier' and the automatic volume control rectifier, in accordance with the interference value of this unwanted signal.
FIG. 4 shows, in diagram, a superheterodyne receiver incorporating the automatic gradual selectivity adjustment arrangement which is the object of the present invention. This receiver is the same naked that shown in fig.l and the corresponding parts are indicated by the same numbers in both figures. These corresponding parts can have the same construction and the same function, except for what will be (written.
The receiver of FIG. 4 comprises a medium frequency amplifier 14b, having an adjustable selector and an adjustment system 31b. This selector and this adjustment system may be of the same type as the amplifier 14 and the adjustment system 31 or as the amplifier 14a and the system.
EMI20.1
setting 3la of fig.l and 2, but they can be
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dre also any other selectivity adjustment arrangement in which the adjustment system responds to variations in the conditions of the signal at its input, to adjust the selectivity in accordance with these conditions.
Here, however, as a difference from the embodiments already described, the input of the adjustment system 31b is connected to the. output of amplifier 13, so that the selectivity adjustment of the next amplifier 14b takes place gradually. The adjustment effected by the arrangements of fig.l and 2 can be said to be regressive because the circuits which are adjusted in these arrangements precede the point in the system to which the adjustment system is coupled. In this regard, it must be condiséré that the arrangements of fig.l and 2 are conventional. However, various advantages are obtained by the progressive arrangement of fig.4.
For example, when the control system is itself responsive to unwanted signals, as in the arrangement of fig. 1, with the stepless control the selector switch of amplifier 14b can be adjusted in such a way that it do not let these disturbances pass. It goes without saying that in regressive systems such as that shown in fig. 1 there must be, at the output of the tuned amplifier, undesirable signals as described and having a notable amplitude, to effect selectivity adjustment.
These signals are therefore transmitted to subsequent stages of the receiver.
The selectivity arrangements can, in this embodiment of the present invention, vary the amplitude of the desired signal transmitted by the selector, an additional automatic adjustment of amplification, or Automatic Volume-Control, is employed with the arrangement. in order to compensate for such variations. as shown in fig,
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a potential supply device for automatic volume adjustment, which may be of the conventional type, is provided in connection with the detector 16.
The unidirectional gate potential developed by this device is applied to the control gates of the tubes of amplifiers 14b and 15 or of one of them and serves to adjust their gain as well as to maintain the output amplitude of the signal. of amplifier 15 within relatively narrow limits for a wide range of variations in the amplitude of the signal at the output of the selector of amplifier 14b.
Although the. The present description relates to embodiments considered to be preferable, it is obvious to all those skilled in the art that various modifications and changes can be made thereto without departing from the spirit of the present invention.