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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à 1'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Procédé et dispositif pour réduire les pointes élevées de tensions parasites couvrant la réception d'une audition radiophonique.-
Les parasites à haute fréquence, qui couvrent la réception d'une audition radiophonique, sont particulièrement gênants et désagréables quand les bruits qui en résultent dépassent notable- ment la sonorité momentanée de l'audition. Pour des orages locaux, : à l'endroit de réception, les troubles électriques accompagnant l'orage peuvent atteindre des valeurs tellement élevées que les @ bruits produits dans l'appareil récepteur provoquent un sentiment de douleur chez l'auditeur.
Dans la plupart des cas, les effets ne sont pas aussi graves pour la raison que des tensions parasites aussi élevées ne se présentent que pour des conditions anormales pour la réception. Malgré tout il peut arriver, même pour des con- ditions plus favorables, que certaines des pointes des tensions parasites acquièrent par seconde des valeurs telles que leur inten- ,
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sité dépasse notablement celle de l'audition émise.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé par lesquels les pointes des tensions parasites qui se produisent brusquement et dont les amplitudes sont supérieures à celles de l'audition, sont coupées ou limitées en amplitude de manière que leur intensité ne dépasse pas notablement la valeur momentanée de la sonorité de l'audition.
Le procédé pour réduire les pointes prononcées des tensions parasites consiste, conformément à l'invention, à régler ou à aplanir l'audition émise par un dispositif de réglage constitué par un compresseur sur une sonorité constante, c'est-à-dire sur des amplitudes d'une valeur moyenne constante et à imposer les composantes à basse fréquence réglées sur ces amplitudes de valeur moyenne constante à la grille d'une lampe amplificatrice montée comme filtre d'amplitudes de manière que toute la partie rectiligne de la caractéristique de grille de ce filtre d'amplitudes soit commandée, le dit filtre ne laissant pas passer, par mise hors action ou par saturation du courant anodique, des tensions qui sont plus élevées que le domaine de commande de la grille, alors que les composantes à basse fréquence de l'audition, que le dit filtre laisse passer,
sont influencées de manière telle par un dispositif de réglage, constitué sous forme d'un détendeur, que l'aplatissement des variations de sonorité, obtenu dans l'étage de compression, soit compensé et que les variations primitives de la sonorité de l'audition émise soient reconstituées.
Les effets de haute fréquence connus, d'une manière générale, comme parasites dans les appareils récepteurs radiophoniques sont constitués par diverses pointes très puissantes de tensions parasites qui couvrent l'audition ou les signaux à recevoir.
Ces pointes, qui résultent généralement de.troubles atmosphériques, ont pour cause que des champs électriques sont brusquement détruits dans l'atmosphère (foudre, éclairs, etc.).
Alors que 1'action de ces pointes, résultant de la destruc-
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tion de champs électriques, ne se produit que pendant un temps relativement court (ordre de grandeur 10-3 sec.), on peut admettre que les variations d'intensité provenant de différences de sonorité. sont relativement lentes. Comme exemple on peut dire. que pour une audition très riche en contrastes, il s'écoule souvent plusieurs dixièmes de seconde avant que l'audition s'amplifie de piano à fortissimo. On peut donc adopter comme règle que les variations de sonorité, qui sont plus rapides qu'environ 1/20 de seconde, ne se présentent que d'une manière toute exceptionnelle.
D'autre part, on ne peut toutefois pas admettre que l'opération de réglage se fasse trop rapidement pour éviter une coupure des fréquences, basses. La constante de temps du dispositif de réglage est par conséquent déterminée essentiellement par la fréquence la plus basse à transmettre.
Il est donc clair que des effets qui peuvent être considérés comme étant extrêmement rapides par rapport'à la constante de temps des variations de sonorité, ne sont pas influencés par un dispositif de réglage qui ne compense que ces variations de sonorité. Leurs amplitudes ne sont pas réduites à la valeur moyenne des amplitudes de l'audition mais dépassent celle-ci.
Comme le domaine de commande de la grille du filtre d'amplitudes ne laisse passer que ce qui est en deçà de la valeur limite pour l'intensité de l'audition, les pointes de ces amplitudes sont donc coupées. On ne constate pas une diminution appréciable de la qualité de l'audition par la réduction de ces pointes parasites à la valeur moyenne de l'audition pour la raison, d'une part, que la durée de l'action de ces pointes n'est que très courte et, d'autre part, qu'un nombre très réduit de ces pointes parasites se présente seulement par seconde même pour des effets parasites très puissants. La coupure de ces pointes a donc seulement pour effet de produire une déformation des amplitudes à basse fréquence.
Ceci se manifeste comme si le facteur de distorsion de l'étage à basse fréquence augmente d'environ 1 % à 5 % et cela seulement
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pendant un temps très court d'environ une milliseconde en moyenne par pointe parasite.
Même les troubles, qui paraissent avoir un spectre parasite continu, tels que ceux produits par les chemins de fer électriques, montrent sur un oscillogramme de haute fréquence des pointes parasites séparées ayant des amplitudes et des fréquences variables, seulement quelques-unes de ces pointes se présentant par seconde. Ceci est très compréhensible si l'on tient compte du fait que pour des producteurs de parasites de ce genre, il ne peut se former des parasites que lorsque l'organe de prise de courant s'écarte du conducteur électrique. On comprend aisément que ces interruptions ne se produisent que quelques fois par seconde.
Il est vrai qu'un nombre d'interruptions notablement plus grand peut avoir lieu quand le conducteur électrique a une surface rugueuse. (Des essais oscillographiques approfondis concernant les spectres parasites des troubles produits dans la radio par les Chemins de fer Suisses ont donné un maximum de 50 à 60 pointes parasites par seconde. Ce maximum n'a eu lieu qu'avec un conducteur électrique fortement rugueux alors qu'avec un conducteur en bon état, on obtenait en moyenne tout au plus 20 pointes parasites par seconde).
A l'aide des fig.l à 3 des dessins ci-annexés, on expliquera ci-après le fonctionnement d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple, du procédé selon l'invention, le premier organe de réglage 1 étant désigné comme étant un compresseur 1 et le deuxième organe de réglage 3 comme étant un détendeur. Ces organes de réglage 1 et 3, connus per se, sont constitués par exemple par des lampes électroniques avec une caractéristique exponentielle de manière que l'amplification de ces lampes puisse être modifiée entre de larges limites d'après la tension agissant sur la grille.
On prend' sur l'onde d'émission 4, qui est reçue, et à l'aide d'une dérivation, qui n'a pas été montrée, une tension de réglage qu'on aplatit ou égalise par des résistances et des condensateurs
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de manière que les variations ae potentiel ae cette pension ae réglage correspondent aux modifications dans la sonorité de l'audition. Cette tension de réglage, qu'on peut appeler tension dynamique, est amenée au circuit de grille du compresseur 1 pour compenser des variations dans la sonorité d'une audition 4 de manière qu'on obtienne une amplification élevée pour les parties basses ou peu bruyantes de cette audition et, par contre, une diminution de l'amplification pour les passages bruyants de celle-ci.
Il en résulte que toutes les fréquences acoustiques de cette audition sont réglées sur des amplitudes de valeur moyenne constante comme indiqué à titre d'exemple pour les fréquences 5 de la fig.l. La haute fréquence 5, réglée par l'étage de compresseur 1 pour des amplitudes ayant une valeur moyenne constante et redressée par un redresseur non montré et constitué avantageusement par un dispositif à cathode incandescente et qui fonctionne d'après le diagramme de caractéristique selon la fig.2, est amenée à un filtre d'amplitude 2 constitué par un amplificateur électronique. Le fonctionnement de ce filtre 2 est le suivant.
Le pôle positif du redresseur de haute fréquence susdite est relié au potentiel commun ou à la cathode du dispositif récepteur de manière que seule la bande latérale 6 de l'onde de haute fréquence subsiste et dont les fréquences, considérées par rapport à la cathode, se trouvent dans le domaine des potentiels négatifs. A la lampe, qui sert comme filtre d'amplitudes 2 et qui possède une tension-grille réduite ou nulle, on impose du côté grille la haute fréquence redressée 6 selon le diagramme de caractéristique de la fig.3 sur lequel la caractéristique 7 représente la fonction Ia(Eg); la ligne 8 en traits interrompus correspondant à la tension-grille 0 de la lampe et la ligne 9 en traits interrompus se trouve à la courbure inférieure de la ca- @ ractéristique 7.
Le fonctionnement du filtre d'amplitudes 2 résulte de ce diagramme. La haute fréquence redressée 10 est réglée de manière telle, en ce qui concerne son amplitude, que sa composante
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de basse fréquence puisse ainsi commander pour ainsi dire tout le domaine de la caractéristique du filtre d'amplitudes. Si cette haute fréquence redressée 10 est couverte par quelques pointes élevées 11 et 111 de tensions parasites et dont les amplitudes ne sont pas réduites par le réglage à l'amplitude de valeur moyenne de l'audition pour la raison que leur durée d'action est, au maximum, de quelques millisecondes pour chaque poussée, ces pointes élevées ne peuvent pratiquement pas être amplifiées davantage pour la raison que le domaine de commande de la grille de ce filtre d'amplitudes ne suffit pas à une tension élevée.
Ceci résulte du diagramme selon la fig.3 qui montre les fréquences 101 qui peuvent passer par ce filtre d'amplitudes 2.
Si plusieurs poussées de tension, d'amplitude élevée, arrivent jusqu'au filtre 2, elles sont dirigées vers le domaine négatif ou positif de la caractéristique 7 de manière que le courant anodique de la lampe devienne égal à zéro ou soit saturé de sorte que le filtre 2 ne laisse pas passer des amplitudes aussi élevées.
La basse fréquence, que le filtre 2 laisse passer, est amenée à un deuxième étage de réglage 3, dénommé étage de détente, qui reçoit la même tension de réglage pour la grille que l'étage de compression 1 avec cette différence que pour une diminution des fréquences dans l'étage 1, on obtient une augmentation de celle-ci dans l'étage 3 et vice-versa, de sorte que par cet étage de détente, on règle les fréquences 41 de manière que les variations primitives dans la sonorité de l'audition soient reconstituées.
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comporte, conformément à l'invention, les organes suivants. Un organe de réglage par lequel les variations dans la sonorité de l'audition sont influencées de manière que cette audition ne comprend plus que des fréquences différentes ayant des amplitudes de valeurs moyennes égales ; un filtre d'amplitudes auquel ces fréquences ayant des amplitudes de valeur moyenne constante sont amenées et
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par lequel les diverses poussées de tension résultant d'un trouble parasite et dont les amplitudes sont plus grandes que celles de la réception sont réduites à la valeur des amplitudes des fré- quences regues ;
et un deuxième organe de réglage auquel sont amenées les fréquences que le filtre a laissé passer et à l'aide duquel les variations initiales dans la sonorité de l'audition sont reconstituées.
La fig.4 montre un schéma de montage d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple d'un dispositif de ce genre.
La fig.5 montre une variante pour une partie de ce dispositif.
Les ondes à haute fréquence captées par l'antenne sont, de la manière connue et après avoir passé par des organes sélecteurs et amplificateurs, amplifiées par l'amplificatrice 15. Celle-ci, en étant constituée sous forme d'une lampe à caractéristique exponentielle, fournit la haute fréquence amplifiée à un étage redresseur 16 qui doit fournir une tension.de réglage pour la commande de. l'amplification de ce premier étage. Cette tension de réglage, dont la constante de temps est déterminée convenablement, par les condensateurs 17 et 20 ainsi que par les résistances 18 et 19, est amenée au circuit de grille de cette lampe 15 de manière qu'on obtienne une compensation prononcée des intensités de champ reçues depuis l'émetteur (compensation de fading).
En dérivation sur la valve redress.euse 16 est montée une deuxième valve redresseuse 24 qui reçoit également la haute fréquence provenant de l'anodede la lampe. 15. Cette haute fréquence redressée est aplanie par les résistances'25, 26 et par les condensateurs 27, 28, 29, 30 jusqu'à ce que les variations de potentiel de cette tension de réglage suive les modifications d'intensité résultant des variations dans la sonorité de l'audition. Cette tension de réglage est amenée par les résistances de grille 31 et 32 de l'étage de compression 33 et de l'étage-de détente 34. La haute fréquence fournie par le premier étage amplificateur 15 est'
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imposée au circuit d'accord 35 et ensuite au circuit de grille de l'organe compresseur 33.
Les fréquences amplifiées par l'organe compresseur 33 et réglées pour des amplitudes ayant les mêmes valeurs moyennes sont amenées par le condensateur 37 à l'anode du redresseur 38 à cathode incandescente. En dérivation sur l'anode-cathode du redresseur 38 sont montés la résistance de charge 40 et le condensateur 401.
Au circuit anodique du redresseur 38 est également relié galvaniquement la grille du filtre d'amplitudes 39. Ce filtre est constitué avantageusement par une lampe avec grille-écran qui reçoit pour la grille-écran une tension d'environ 30 volts alors que la tension anodique n'est que de 8 volts. Par ces conditions de tensions on obtient une caractéristique dont la courbure est tellement faible qu'elle peut être considérée comme étant pratiquement rectiligne. Par la résistance cathodique 41 et le condensateur de stabilisation 411 on peut soumettre ce-filtre d'amplitudes 39 à une tension préalable convenable. Comme impédance d'anode pour ce filtre, on a constaté qu'une self à haute fréquence de 95 millihenry convient très bien.
Celle-ci peut toutefois être remplacée par une résistance de 4.000-6.000 ohms sans que la forme de la caractéristique soit sensiblement modifiée. Les fréquences, que le filtre 39 laisse passer, sont imposées au circuit de grille du détendeur 34. Celui-ci, qui également, est constitué par un tube électronique avec caractéristique exponentielle, subit une tension préalable telle, du côté de la cathode et à l'aide d'une résistance 52, par rapport au circuit de grille que lorsque la tension de réglage positive devient ainsi plus grande,¯la tension agissant sur la grille devient plus petite, de sorte qu'on obtient une caractéristique d'amplification inverse par rapport à celle du compresseur.
Au lieu de monter le redresseur de haute fréquence 38 selon le schéma de la fig.4, il est avantageux de relier ce redresseur 38 selon la fig.5. La haute fréquence fournie par le compresseur
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33 agit, par le condensateur 43, sur la cathode 44 du redresseur 38. Cette cathode 44 est reliée par un self de haute fréquence 45 au potentiel commun 46. Afin que la tension à haute fréquence et qui est à redresser ne puisse s'écouler par la dérivation capacitive entre la cathode 44 et le chauffage 47, 471 du redresseur à cathode-incandescente et à chauffage indirect, on intercale dans les fils de chauffage des sels de haute fréquence 48,49.
L'anode 50 du redresseur 38 est reliée galvaniquement à la grille de commande du filtre d'amplitudes 39 et est branchée par une résistance 51 convenablement choisie au potentiel commun 461. Le fonctionnement de ce dispositif résulte sans plus du dessin, de sorte qu'il paraît inutile de l'expliquer en détail,
Pour l'exemple décrit, la compression a lieu dans la partie de haute fréquence de l'installation. Il est évident qu'on pourrait faire intervenir l'étage de compression après que la démodulation a eu lieu. Dans ce cas le filtre d'amplitudes doit être soumis à une tension négative telle, à l'aide d'une tension préalable de grille, que la basse fréquence de l'audition puisse également commander toute la partie rectiligne de la caractéristique de grille.
Il est également possible de constituer l'appareil anti-parasite d'après le schéma alors que les fréquences qui sortent du détendeur sont amenées à une lampe modulatrice qui superpose les fréquences reçues à celle d'un générateur local de manière à'former ainsi une fréquence moyenne qui peut alors être amplifiée davantage comme telle. Il est également possible de prendre la tension dynamique, qui règle l'amplification, après le détendeur au lieu de la soustraire à une dérivation séparée comme pour l'exemple selon la fig.4.
REVENDICATIONS.
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