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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Récepteur radio-électrique à compensation de l'effet de fading
La présente invention se réfère aux récepteurs radio- électriques d'ondes courtes, à compensation de l'effet de fading (réglage automatique du volume des sons).
Dans les récepteurs connus à compensation de l'effet de fading le signal reçu est redressé par un redresseur de commande dans le circuit de sortie duquel il existe une tension à courant continu déterminée par l'amplitude de l'onde porteuse du signal ainsi qu'une tension à basse fréquence déterminée par la modulation du signal. Dans le but de compenser les phénomènes de fading on transmet la composante de tension à courant continu de la tension de sortie du redresseur
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de commande à une ou plusieurs électrodes de commande des tubes que comporte le récepteur de telle manière que le degré d'amplification de ce ou ces tubes diminue lorsque l'amplitude de l'onde porteuse du signal reçu augmente.
Dans ce cas, la composante à basse fréquence de la tension de sortie du redresseur de commande doit être maintenue séparée des tubes commandés, sans quoi il se produirait une compensation des variations de l'onde porteuse déterminées par la modulation du signal, c'est-à-dire une suppression de la modulation. Aussi, il est courant de transmettre la ten- sion de commande aux tubes commandés par l'intermédiaire d'un filtre qui est constitué par des résistances et des condensa- teurs et dont la constante de temps est grande en proportion de la période de la fréquence de modulation la plus basse qui doit être reproduite.
L'inertie du réglage qui est occasion- née par la grande constante de temps du filtre est tout à fait admissible pour la réception d'ondes longues ou moyennes, parce qu'il ne s'agit dans ce cas que de variations très len- tes de l'amplitude de l'onde porteuse.
Cependant, dans la réception des ondes courtes les récepteurs usuels ne permettent pas de réaliser une compen- sation suffisante des phénomènes de fading du fait qu'avec les ondes courtes (par exemple inférieures à 100 m) et surtout dans la réception de postes émetteurs très éloignés il peut se produire des variations très rapides de l'amplitude de l'onde porteuse que le dispositif de commande usuel ne peut pas suivre. Les phénomènes de fading qui se manifestent dans la réception d'ondes courtes se passent souvent même en moins d'environ 1/20 sec., de sorte que pour la compensation il faut disposer d'une tension de commande ayant une compo- sante de tension à courant alternatif dont la fréquence soit de 20 p :s.
Il est évident que cette composante de la ten- @
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sion à courant alternatif n'est pas transmise par le filtre R - C à grande constante de temps qui dans les récepteurs usuels est intercalé entre le redresseur de commande et les tubes à commander. Une diminution de la constante de temps de ce filtre n'est pas admissible, parce qu'elle entraînerait une suppression des fréquences de modulation les plus basses.
L'invention a pour but de procurer un dispositif donnant une compensation satisfaisante des phénomènes de fading même pour la réception des ondes courtes.
Suivant l'invention, pour réaliser ce but on fait en sorte que la tension de commande de l'effet de fading pour un ou plusieurs tubes soit recueillie sur le redresseur de commande par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas qui coupe de manière aiguë à une fréquence légèrement inférieure à la fréquence de modulation la plus basse qui doit être reproduite par le récepteur.
Le filtre est dimensionné, de préférence, de manière qu'une fréquence de 20 p : s soit transmise sans aucun affaiblissement et qu'une fréquence de 30 p : 3 soit supprimée presque complètement.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que de la description faisant bien entendu partie de l'invention.
Les courbes représentées Fig. 1 feront mieux comprendre le fonctionnement du dispositif de commande de l'effet de fading utilisé jusqu'ici et de celui qui fait l'objet de l'invention. La courbe I représente la courbe caractéristique de fréquence d'un filtre R - C usuel à grande constante de temps. Ainsi que le montre la figure méme, une fréquence d'en= viron 20 p :s n'est pour ainsi dire plus transmise par ce
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filtre. La courbe II représente la courbe caractéristique de fréquence du filtre utilisé conformément à l'invention, qui transmet une fréquence de 20 p :s sans aucun affaiblissement et supprimé presque complètement une fréquence de 30 p : s.
La Fig. 2 montre les parties d'un récepteur radio- électrique qui sont nécessaires à Inintelligence de l'invention. Les oscillations reçues par l'antenne 1 sont transmises à la partie 2 du récepteur. Cette partie contient l'oscil- lateur local, l'étage changeur de fréquence et, le cas échéant, un ou plusieurs étages d'amplification à haute et/ou à moyenne fréquence. La tension débitée par la partie 2 est transmise à un circuit oscillant 3 accordé sur la moyenne fréquence et accouplé à un second circuit à moyenne fréquence 4. Le circuit 4 est connecté en série avec une résistance de sortie 6 shuntée par un condensateur 5, à une diode incorporée au tube 7.
Les oscillations à basse fréquence qui se manifestent dans la résistance 6 sont transmises, par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 8, à la grille de commande du sys- tème d'amplification qui est contenue dans le tube 7. La tension à moyenne fréquence qui se produit dans le circuit 3 est transmise, par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 9 et d'une résistance d'amortissement 10, à la seconde diode qui est contenue dans le tube 7 et sert de redresseur d commande pour la compensation de l'effet de fading. Une tension de commande déterminée par l'amplitude de l'onde porteuse des oscillations reçues se manifeste dans la résistance 11.
Le circuit cathodique du tube 7 comporte une résistance 12 qui sert à la production de la tension de polarisation de grille requise pour le système amplificateur du tube 7 et qui également applique une tension de polarisation au redresseur de commande de sorte qu'on obtient d'une manière connue un réglage automatique du volume des sons dit
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"à retardement", c'est-à-dire une commande de l'effet de fading qui ne devient effective que lorsque l'amplitude des oscillations reçues a dépassé une certaine valeur seuil.
Suivant l'invention, la tension de commande qui se produit dans la résistance 11 est transmise aux tubes à commander que comporte la partie 2. par l'intermédiaire d'un filtre qui est constitué par les selfs 13 et 14 et par les condensateurs 15, 16 et 17 et qui coupe d'une manière aiguë à une fréquencelimite légèrement inférieure à la fréquence de modulation la plus basse qui doit être reproduite. Dans le but d'augmenter la sélectivité du filtre, le circuit de résonance en parallèle 14,17 est accordé sur la fréquence-limite.
Les récepteurs d'ondes courtes à compensation de fading présentent souvent cet inconvénient que, malgré un volume constant des sons, les phénomènes de fading déterminent une augmentation et diminution rapides du niveau de bruissement. Ce phénomène est dû en substance au degré d'amplification à fluctuations rapides du premier tube parce que dans les tubes suivants l'amplitude du signal est grande par rapport au bruissement de tube. On pourrait donc diminuer sensiblement le dit inconvénient en faisant en sorte que la commande de fading n'agisse pas sur le premier tube, mais seulement sur les tubes suivants. Si, cependant, l'amplification du premier tube est constante dans toutes conditions, les tubes suivants risquent d'être surchargés à la réception de postes émetteurs proches.
Suivant une autre caractéristique de l'invention on obvie à cet inconvénient en faisant en sorte que la tension de commande de fading pour le ou les premiers tubes du récepteur soit recueillie sur le redresseur de commande par l'intermédiaire d'un filtre à grande constante de temps, tan-
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@ dis que la tension de commande pour les tubes suivants soit recueillie sur le redresseur de commande par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas qui coupe de manière aiguë à une fré- quence légèrement inférieure à la fréquence de modulation la plus basse.
Grâce à ces précautions, des variations rapides du degré d'amplification ne se produisent que dans les tubes dans lesquels l'amplitude de signal est grande par rapport au bruissement de tube et une surcharge de ces tubes à la réception de postes émetteurs proches est évitée par une ré- duction correspondante du degré d'amplification du ou des premiers tubes. Dans ce cas, la commande du ou des premiers tubes par l'intermédiaire d'un circuit à haute constante de temps est admissible, parce que pour les postes émetteurs proches reçus avec une grande intensité de champ, des va- riations rapides de l'amplitude de l'onde porteuse ne se produisent pas dans la plupart des cas.
Dans ce montage, l'amplification du ou des premiers tubes est réglée, de pré- férence, avec un certain retard, c'est-à-dire qu'une réduc- tion de l'amplification du ou des premiers tubes ne s'effec- tue que lorsque l'amplitude des oscillations reçues a dépassé une certaine valeur seuil.
Un récepteur comportant cette caractéristique de l'invention est représenté sur la fig. 3. Cette figure montre un tube amplificateur à moyenne fréquence 20 qui est accouplé à la partie 2 du récepteur par l'intermédiaire d'un filtre de bande constitué par les circuits 18 et 19. La tension de commande de l'effet de fading pour le tube 20 est recueillie sur la résistance de sortie 6 du détecteur par l'intermédiaire d'un filtre à trois sections dont la première section est constituée par une résistance 21 et par un condensateur 22, tandis que les autres sections sont constituées par des selfs
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23 et 24 et des condensateurs 25 et 26. Ce filtre coupe d'une manière très aigu'é à une fréquence légèrement inférieure à la fréquence de modulation la plus basse qui doit être reproduite.
La même tension de commande qui est transmise au tube 20 est également transmise par un conducteur 27 aux derniers tubes que comporte la partie 2.
On transmet au premier tube ou, le cas échéant, aux deux premiers tubes du récepteur, par l'intermédiaire d'un filtre à grande constante de temps constitué par les résistances 28 et 30 et les condensateurs 29 et 31, la tension de commande qui se manifeste dans la résistance 11. La chute de potentiel à courant continu à travers la résistance 12 a pour résultat alors une commande retardée du ou des premiers tubes.
Dans le montage représenté sur la fig. 3 le détecteur est utilisé en même temps comme redresseur de commande.
Si, dans un montage de ce genre on connectait une section de filtre constituée par une self et par des condensateurs à la résistance de sortie 6, la variation accentuée de l'impédance de sortie totale du détecteur avec la fréquence provoquerait une distorsion de la reproduction. Pour éviter cet effet on a constitué la première section du circuit de filtre du montage de la fig. 3 comme section R - C (SI, 22).. la résistance 21 étant grande par rapport à la résistance de sortie 6. On doit prendre garde que la section R - C 21, 22 transmette pour ainsi dire sans aucun affaiblissement toutes les fréquences inférieures à environ 20 p : s, ce qui autrement entraînerait une inertie excessive de la commande.
La constante de temps de la section R - C doit donc être faible par rapport à 1/20 sec., de sorte que le condensateur 22 ne doit présenter qu'une capacité relativement faible.
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Même lorsqu'on utilise un redresseur de commande séparé il est recommandable de constituer la première section du circuit de filtre par une section R - C. parce qu'il existe presque toujours entre le détecteur et le redresseur de commande un certain couplage capacitif susceptible de transmettre au détecteur une tension à basse fréquence déformée qui existe dans le circuit de sortie du redresseur de commande.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Radio-electric receiver with compensation for the fading effect
The present invention relates to short wave radio receivers, compensating for the fading effect (automatic adjustment of the volume of sounds).
In known receivers with compensation for the fading effect, the received signal is rectified by a control rectifier in the output circuit of which there is a direct current voltage determined by the amplitude of the carrier wave of the signal as well as a low frequency voltage determined by the modulation of the signal. In order to compensate for the phenomena of fading, the DC voltage component of the rectifier output voltage is transmitted
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control to one or more control electrodes of the tubes that the receiver comprises such that the degree of amplification of this or these tubes decreases when the amplitude of the carrier wave of the received signal increases.
In this case, the low frequency component of the output voltage of the control rectifier must be kept separate from the controlled tubes, otherwise there would be compensation for the variations of the carrier wave determined by the modulation of the signal, that is ie a suppression of the modulation. Also, it is common practice to transmit the control voltage to the controlled tubes by means of a filter which is constituted by resistors and capacitors and whose time constant is large in proportion to the period of the voltage. lowest modulation frequency to be reproduced.
The inertia of the adjustment which is caused by the large time constant of the filter is quite permissible for the reception of long or medium waves, because in this case these are only very slow variations. of the amplitude of the carrier wave.
However, in the reception of short waves, the usual receivers do not make it possible to achieve sufficient compensation for the fading phenomena owing to the fact that with short waves (for example less than 100 m) and especially in the reception of transmitting stations very at a distance, very rapid variations in the amplitude of the carrier wave can occur which the usual control device cannot follow. The fading phenomena which manifest themselves in the reception of short waves often occur even in less than about 1/20 sec., So that for the compensation it is necessary to have a control voltage having a component of alternating current voltage with a frequency of 20 p: s.
It is evident that this component of the ten- @
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AC voltage is not transmitted by the R - C filter with a large time constant which in usual receivers is interposed between the control rectifier and the tubes to be controlled. A decrease in the time constant of this filter is not permissible, because it would lead to a suppression of the lower modulation frequencies.
The object of the invention is to provide a device giving satisfactory compensation for fading phenomena even for the reception of short waves.
According to the invention, to achieve this goal, it is ensured that the control voltage of the fading effect for one or more tubes is collected on the control rectifier by means of a low-pass filter which cuts off. acutely at a frequency slightly lower than the lowest modulation frequency to be reproduced by the receiver.
The filter is preferably sized such that a frequency of 20 p: s is transmitted without any attenuation and a frequency of 30 p: 3 is almost completely suppressed.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the drawing and from the description naturally forming part of the invention.
The curves shown in Fig. 1 will give a better understanding of the operation of the device for controlling the fading effect used hitherto and of that which is the subject of the invention. Curve I represents the frequency characteristic curve of a conventional R - C filter with a large time constant. As shown in the figure itself, a frequency of around 20 p: s is virtually no longer transmitted by this
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filtered. Curve II represents the frequency characteristic curve of the filter used according to the invention, which transmits a frequency of 20 p: s without any attenuation and almost completely eliminates a frequency of 30 p: s.
Fig. 2 shows the parts of a radio receiver which are necessary for the understanding of the invention. The oscillations received by antenna 1 are transmitted to part 2 of the receiver. This part contains the local oscillator, the frequency changer stage and, where appropriate, one or more high and / or medium frequency amplification stages. The voltage supplied by part 2 is transmitted to an oscillating circuit 3 tuned to the medium frequency and coupled to a second medium frequency circuit 4. Circuit 4 is connected in series with an output resistor 6 shunted by a capacitor 5, to a diode incorporated in the tube 7.
The low frequency oscillations which appear in the resistor 6 are transmitted, via a coupling capacitor 8, to the control gate of the amplification system which is contained in the tube 7. The voltage at medium frequency which occurs in circuit 3 is transmitted, via a coupling capacitor 9 and a damping resistor 10, to the second diode which is contained in the tube 7 and serves as a control rectifier for the compensation of the fading effect. A control voltage determined by the amplitude of the carrier wave of the oscillations received manifests itself in resistor 11.
The cathode circuit of tube 7 has a resistor 12 which serves to generate the grid bias voltage required for the amplifier system of tube 7 and which also applies a bias voltage to the control rectifier so that a in a known manner an automatic adjustment of the volume of sounds called
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"delayed", that is to say a control of the fading effect which only becomes effective when the amplitude of the oscillations received has exceeded a certain threshold value.
According to the invention, the control voltage which occurs in resistor 11 is transmitted to the tubes to be controlled which part 2 comprises by means of a filter which is formed by the inductors 13 and 14 and by the capacitors 15 , 16 and 17 and which cuts sharply at a limit frequency slightly lower than the lowest modulation frequency to be reproduced. In order to increase the selectivity of the filter, the parallel resonance circuit 14,17 is tuned to the cutoff frequency.
Fading compensated shortwave receivers often have the disadvantage that, despite a constant volume of sounds, the fading phenomena cause the noise level to increase and decrease rapidly. This phenomenon is due in substance to the rapidly fluctuating degree of amplification of the first tube because in subsequent tubes the signal amplitude is large compared to the tube noise. The said drawback could therefore be significantly reduced by ensuring that the fading control does not act on the first tube, but only on the following tubes. If, however, the amplification of the first tube is constant under all conditions, subsequent tubes may be overloaded when receiving nearby transmitting stations.
According to another characteristic of the invention, this drawback is obviated by ensuring that the fading control voltage for the first tube or tubes of the receiver is collected on the control rectifier by means of a high constant filter of time, while
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@ say that the control voltage for the following tubes is collected on the control rectifier via a low pass filter which cuts sharply at a frequency slightly lower than the lowest modulating frequency.
Thanks to these precautions, rapid variations in the degree of amplification only occur in tubes in which the signal amplitude is large compared to the tube noise and overloading of these tubes when receiving nearby transmitting stations is avoided. by a corresponding reduction in the degree of amplification of the first tube (s). In this case, the control of the first tube (s) by means of a high time constant circuit is permissible, because for nearby transmitting stations received with a large field strength, rapid variations of the carrier wave amplitude does not occur in most cases.
In this set-up, the amplification of the first tube (s) is preferably set with a certain delay, that is to say that a reduction in the amplification of the first tube (s) does not occur. only carried out when the amplitude of the oscillations received has exceeded a certain threshold value.
A receiver comprising this characteristic of the invention is shown in FIG. 3. This figure shows a medium frequency amplifier tube 20 which is coupled to part 2 of the receiver by means of a band filter constituted by circuits 18 and 19. The control voltage of the fading effect for the tube 20 is collected on the output resistor 6 of the detector by means of a three-section filter, the first section of which is formed by a resistor 21 and by a capacitor 22, while the other sections are formed by chokes
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23 and 24 and capacitors 25 and 26. This filter cuts very sharply at a frequency slightly lower than the lowest modulation frequency which is to be reproduced.
The same control voltage which is transmitted to the tube 20 is also transmitted by a conductor 27 to the last tubes that comprise part 2.
Is transmitted to the first tube or, where appropriate, to the first two tubes of the receiver, by means of a long time constant filter formed by resistors 28 and 30 and capacitors 29 and 31, the control voltage which manifests itself in resistor 11. The drop in DC potential across resistor 12 then results in delayed control of the first tube (s).
In the assembly shown in FIG. 3 The detector is used as a control rectifier at the same time.
If, in such an arrangement, a filter section consisting of an inductor and capacitors were connected to output resistor 6, the accentuated variation of the total output impedance of the detector with frequency would cause distortion of the reproduction. . To avoid this effect, the first section of the filter circuit of the assembly of FIG. 3 as section R - C (SI, 22) .. the resistor 21 being large compared to the output resistor 6. Care must be taken that the section R - C 21, 22 transmits all frequencies, so to speak, without any attenuation. less than about 20 p: s, which would otherwise cause excessive control inertia.
The time constant of the R - C section must therefore be small compared to 1/20 sec., So that the capacitor 22 must have only a relatively small capacity.
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Even when a separate control rectifier is used, it is advisable to form the first section of the filter circuit with an R - C section because there is almost always between the detector and the control rectifier some capacitive coupling which can cause transmitting to the detector a distorted low frequency voltage which exists in the output circuit of the control rectifier.