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"PERFECTIONNEMENTS AUX FILTRES ELECTRIQUES"
La présente invention se rapporte aux filtres électriques et a pour but la prévision de filtres perfectionnés du type à bande passante, propres à fournir des caractéristiques de passebande à "sommet" bien plat et à côtés à pente raide, à "coupure" nette.
L'invention 'trouve une application importante, bien que
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non exclusive, dans les récepteurs radiophoniques et, en particulier, aux étages M.F. des récepteurs superhétérodynes pour la radiodiffusion où, comme on le sait, il est nécessaire d'obtenir des caractéristiques de bande passante à "sommet plat" et à cotés à "coupure" nette.
On utilise souvent, dans un étage M.F. d'un superhétérodyne par exemple, un filtre de bande comprenant essentiellement deux circuits accordés fortement couplés l'un à l'autre (et constituant un transformateur accordé à couplage très élevé), un de ces circuits accordés étant inséré dans le circuit anodique d'une lampe, et l'autre, dans le circuit de grille de la lampe suivante; ces circuits (qui sont des circuits M.F.) sont disposés, d'après la méthode classique, de façon à produire un effet de passe-bande.
Si on désire augmenter la rapidité des pentes latérales de la caractéristique d'un circuit passe-bande de ce type, communément employé, en réduisant l'amortissement de l'ensemble du circuit, par l'emploi de bobines à très faible résistance ohmique et à inductance élevée, on se heurte à une difficulté qui consiste dans le fait que la courbe caractéristique se rapproche de plus en plus du type à "double bosse" bien connu, ce qui est indésirable pour différentes raisons.
Grâce à cette invention, on obtient un meilleur eifet de filtre passe-bande par l'emploi, en combinaison avec un filtre de bande passante, d'une lampe soumise à un couplage inverse, en relation avec la fréquence, de telle façon que le pourcentage de couplage inverse est faible ou approximativement nul au ou près du milieu de la bande passante désirée, mais augmente aux et près des extrémités de la bande passante de façon à réduire l'amplification totale pour ces parties du spectre de fréquence. Le filtre de bande est de préférence du type comportant un couplage variable entre ses deux parties, de telle sorte
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que la largeur de la bande passante peut être réglée en modi- fiant ce couplage, de façon à obtenir une sélectivité variable.
De préférence, également, la lampe à laquelle est appliqué le couplage inverse est celle qui alimente et qui précède immédia- tement la filtre de bande, et le couplage inverse est obtenu par des circuits accordés insérés dans l'amenée de cathode de la dite lampe ou par des transformateurs accordés montés en série.
Une particularité importante de l'invention consiste en ce que le couplage inverse peut servir à la fois à obtenir une atténuation très rapide et à "aplanir"' la réponse dans la bande passante, ce qui permet l'emploi, dans le filtre, de bobines à faibles pertes (à "Q" élevé) qui peuvent parfois avoir une inductance élevée et une capacité faible (ce qui augmente l'effi- cacité), sans produire l'effet caractéristique à "double bosse" qui résulterait de l'emploi de telles bobines en l'absence de couplage inverse.
Il est possible d'établir le système de telle façon que le rapport du changement de la réponse due au circuit cathodique considéré seul, soit (dans la bande passante), pra- tiquement égal et opposé au rapport du changement de la réponse dû à un transformateur surcouplé (considéré seul), compris dans le filtre de bande ; ilen résulte que la réponse totale présente pratiquement une uniformité parfaite dans toute la bande pas- sante .
L'invention est représentée dans les dessins schématiques annexés :
Dans la. Fig. 1, laquelle représente un mode de réalisa- tion de l'invention dans son application à un étage M.F. d'un récepteur superhétérodyne, l'entrée M.F.est appliquée entre la grille de commande 1 d'une lampe M.F. normale, par exemple, une pentode 2 et un point 3 mis à la terre et connecté à la @ .cathode 4 de cette lampe par l'intermédiaire de l'ensemble
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habituel 5, 6 formé par une résistance d.'autopolarisation shuntée par un condensateur en série avec deux circuits parallèles accor- clés 7, 8 connectés en série entre eux.
Si, par exemple, la fré- quence médiane prédéterminée de la bande passante M.F. doit être égale à 450 Kc, l'un des circuits accordés (soit 7) peut être rendu résonnant sur 461 Kc, et l'autre,sur 439 Kco L'anode 9 de la lampe alimente un circuit parallèle accordé 10 dont l'induc- @ tance est couplée en totalité ou en partie (généralement assez faible) à, une partie équivalente de l'inductance d'un circuit parallèle accordé 11 qui fait suite au précédent et qui est inséré dans le circuit d'entrée de la lampe suivante (non repré- sentée) du récepteur.
Les deux circuits accordés 10, 11 qui sont ainsi couplés l'un à l'autre forment un filtre de bande de la Manière connue en soi et peuvent être "surcouplés"'; ils peuvent également comprendre des enrouler:lents à inductance élevée et à résistance et capacité faibles, de sorte qu'on aurait obtenu une caractéristique ayant deux bosses prononcées aux environs de 456 et de 444 Kc si 7.' on n'appliquait pas la présente inven- tion. Toutefois, grâce au fait que, conformément à la présente invention, les deux circuits parallèles accordés 7, 8 connectés en série et intercalés dans l'amenée de cathode de la lampe qui alimente le filtre de bande, on évite l'effet de la double bosse, tout en augmentant la rapidité des côtés de la caracté- ristique.
La raison en est que ces circuits accordés 7, 8 pro,- duisent un couplage inverse dont la valeur est très faible au milieu de la bande passante M.F., mais augmente suffisamment pour "aplatir" les "bosses" aux extrémités de la dite bande passante, et est maximumjuste en dehors de la bande passante, pour les fréquences auxquelles résonnent les circuits de cathode (dans l'exemple donné 461Kc et 439 Kc), ce qui produit une atténuation rapide.
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Le couplage entre les deux circuits accordés 10, 11 qui font partie du filtre de bande proprement dit, est de préfé- rence variable; il a été établi que la largeur de la bande passante peut être réglée en modifiant ce couplage, tout en conservant une caractéristique à sommet pratiquement plat et à côtés à pente rapide. la largeur de la bande passante augmente avec le coefficient de couplage. Lorsque le couplage est rendu plus lâche, la hauteur des côtés de la caractéristique augmente mais la pente reste à peu près inchangée. Le couplage variable fournit, par conséquent, une méthode très satisfaisante de sélectivité variable.
Les conditions de haute fidélité sont réalisées au couplage maximum, tandis que, lorsque les couplages sont plus lâches, le couplage inverse augmente l'atténuation dans la zone de "coupure"', par rapport aux fréquences médianes.
Si on la désire, le contrôle automatique du volume peut être appliqué facilement à la lampe 2, comme représenté dans la Fig. 1, en appliquant la polarisation'd'A.V.C. à la grille de suppression 13 de la dite lampe 2, par l'intermédiaire de la résistance 12. Avec le circuit d'A.V.C. de la Fig. l, le courant anodique est variable, mais le courant cathodique reste pratiquement constant. Cette méthode d'A.V.C. doit cependant être utilisée avec discernement lorsque la lampe 2 est une pentode, étant donné que l'impédance anode-cathode des pentodes actuellement disponibles, sur le marché diminue, lorsque la grille de suppression est polarisée davantage.
De ce fait, on constatera que;lorsque l'impédance de la lampe tombe à une valeur comparable à celle de l'impédance extérieure du circuit anodique, la lampe constitue un trajet conducteur direct qui couple le circuit d'anode à celui de cathode et, par conséquent, la tension existant aux bornes du circuit cathodique est appliquée
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au circuit anodique par l'intennédiaire de l'impédance de la lampe. Pour cette raison, le circuit d'A.V.C. de la Fig. 1 ne doit être utilisé que lorsque ce dernier phénomène de couplage peut être considéré comme négligeable.
Dans la Fig. 1, le système qui peut être dénommé l'impédance de couplage inverse comprise dans l'amenée de la lampe 2 consiste en les deux circuits accordés 7, 8 en série. L'invention ne se limite cependant pas à ce mode de réalisation, et l'impédance constituée par les circuits 7, 8 peut au besoin être remplacée par d'autres formes d'impédance- de couplage inverse. Ainsi, les circuits des Fig. 2 et 3 peuvent être insérés à la place des circuits 7, 8 entre les points désignés par X, Y dans la Fig. 1. Les Figs. 2 et 3 ne nécessitent pas d'ex- plications et il y a seulement lieu de remarquer que, dans la Fig. 2, un circuit série accordé 8' en parallèle avec le circuit 7, remplace un circuit parallèle accordé, en série avec le dit circuit 7.
L'impédance de couplage inverse ne doit pas être nécessairement insérée directement dans le circuit terrecathode, mais peut être couplée à ce dernier par transformateur.
Ainsi, les Figs. 4,5 et 6 représentent des dispositions à couplage par transformateur, qui sont équivalentes respectiveillent aux systèmesd'impédance des Figs. 1, 2 et 3.
De plus, il n'est pas nécessaire d'employer plusieurs impédances de couplage inverse à fréquence de résonance. La Fig. 7 représente à titre d'exemple un circuit terre-cathode (4) qui peut remplacer celui de la Fig. l, le circuit série accordé 7'' résonnant à la M.F. ou à une fréquence très rapprochée. 14 est une self de choc qui maintient la continuité du circuit terre-cathode au point de vue du courant continu.
Dans le cas d'un circuit comme celui montré dans la Fig.4, les couplages mutuels peuvent créer dans le circuit cathodique
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des composantes de réactance indésirables, mais celles-ci peuvent être au besoin neutralisées en insérant une inductance série supplémentaire dans le conducteur entre 2 et Y et/ou en connectant un condensateur shunt approprié entre ces points. L'inductance série sert à obtenir que la résonance série de tout le circuit cathodique vienne se produire à mi-distance des deux résonances parallèles, tandis que le condensateur de shunt af- fecte la symétrie des deux circuits résonnants parallèles.
La Fig. 8 représente un circuit complet à sélectivité variable. Vu les explications déjà données, cette Fig. peut être considérée comme pouvant se comprendre d'elle-même. On notera la commande de sélectivité simultanée des filtres basse-bande d'entrée et de sortie de la lampe 2.
On peut démontrer que la modification de la conductance mutuelle de la lampe 2 (par exemple pour la commande automatique du volume) a pour effet de changer non seulement l'amplification mais aussi la sélectivité si l'impédance interne de la lampe 2 est élevée par rapport à son impédance externe, d'anode (ce qui est certainement le cas lorsque la lampe 2 est une pentode) et si l'impédance de couplage inverse est de l'un des types représentés dans les Figs. 1, 3, 4, 6 ou 8 (c'est-à-dire com- -prend deux circuits accordés ayant une impédance élevée à la résonance et résonnant respectivement sur les côtés opposés de la fréquence porteuse, à peu près aux limites de la bande de modulation désirée qui peut être considérée.comme étant égale à la M.F. ¯ 9 Kc. dans la partie M.F. d'un récepteur de radiodiffusion);
ceci parce qu'on peut constater que les caractéristiques d'atténuation de fréquence des circuits accordés insérés dans le circuit terre-cathode dépendent, dans les circonstances mentionnées ci-dessus'. de la conductance mutuelle de la lampe. Si, par conséquent, le gain de, la lampe 2
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de la Fig. 1 est augmenté, la sélectivité du circuit croît également;
un choix convenable des constantes du circuit permet d'obtenir une excellente commande combinée et automatique de l'amplification et de la sélectivité en prenant une tension à direction constante proportionnelle à la puissance des signaux reçus et en 1.'appliquant à la lampe 2 pour en commander l'ampli- fication; cela a pour résultat d'augmenter (ou de diminuer) si- multanément l'amplification et la sélectivité.
L'invention ne s'applique pas seulement aux récepteurs de radiodiffusion, tuais également à ceux pour usages commerciaux, qui sont appelés à recevoir de la radiotéléphonie et de la radio- télégraphie dans des conditions de réception variables. L'emploi a'un couplage variable dans le filtre de bande est très avanta- geux pour ces récepteurs commerciaux., la caractéristique produite par un couplage lâche étant de nature à faciliter beaucoup la réception télégraphique, tandis qu'en resserrant le couplage on peut augmenter facilement la largeur de bande de façon à obtenir, pour la radio-téléphonie, la qualité maximum réalisa- ble dans les conditions de réception existant à un moulent donné quelconque.
REVENDICATIONS.
1 - Dans un récepteur radiophonique ou similaire, la combinais on d'un filtre passe-bande et d'une lampe à laquelle est appliqué un couplage inverse variable avec la fréquence de façon à être faible ou à peu près nul ou au milieu ou aux environs du milieu de la bande passante désirée et à augmenter au et près des extrémités de la dite bande passante, afin de diminuer le gain total dans ces.parties du spectre de fréquence.
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