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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE COMMANDE AUTOMATIQUE DE FREQUENCE.
La présente invention a trait aux systèmes de commande automatique de fréquence utilisables dans les appareils de signalisation et elle se rapporte plus particulièrement à la commande de la fréquence de l'oscillateur local.
Dans les superhétérodynes il est généralement désirable de pouvoir commander automatiquement le dit oscillateur dans le but de maintenir rigoureusement constantes une ou plusieurs fréquences, car tout écart dans la moyenne fréquence, dont les circuits sont rigoureusement accordés, risque d'entrainer de la distorsion.
L'invention a surtout pour objet de prévoir un dispositif simple et peu coûteux qui remplisse les conditions :précitées.
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Une autre caractéristique de l'invention consiste à commander la valeur de l'impédance d'un circuit par une résistance variable commandée ellemême par l'écart de fréquence de l'oscillateur local par rapport à la fréquence normale et on y prévoit un couplage de l'impédance, au circuit déterminant la fréquence de l'oscillateur d'où résulte la commande de sa fréquence de résonance.
Un autre objet de l'invention consiste à utiliser des corps à résistance variable et dont la capacité varie avec la résistance, la valeur de cette dernière étant commandée par l'écart de fréquence de l'oscillateur local par rapport à la normale.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompaganent donnés simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels:
La fig.l représente une forme de l'invention dans laquelle on utilise une matière à résistance variable pour commander la fréquence de l'oscillateur local;
La fig.2 une variante où l'on utilise la variation et capacité de la dite matière.
La fig.3 une autre variante où l'on fait appel à deux résistances insérées dans un circuit en pont.
En se référant à la fig.l,on voit un superhétérodyne dont l'antenne 10-11 fournit le signal à un équipement représenté schématiquement par le rectangle 12 et qui peut comporter un ou plusieurs étages à haute fréquencea un changeur de fréquence, un ou plusieurs étages à moyenne fréquence. Le changement de fréquence peut se faire au moyen d'un seul et même tube, comportant un oscillateur local; l'addition des oscillations du signal et du générateur local s'effectuant par voie électronique; on peut également utiliser un oscillateur séparé.
On a choisi à titre d'exemple un appareil où l'addition des oscillations s'effectue dans un tube non représenté et qui comporte une grille de commande, une seconde grille séparée de préférence de la première par une grille écran et connectée par un condensateur 13 à un oscillateur local 21.
Ce dernier est équipé avec un tube 9 comportant une grille 15, une cathode 16, une anode 17, la grille 15 et la cathode 16 étant connectées aux bornes d'un circuit accordé constitué par le secondaire 18 d'un transfor-
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-mateur 14 et le condensateur variable 19, alors que l'anode 17 du tube 9 est connectée par le primaire 20 du transformateur 14 à la borne positive d'une source à haute tension non représentée, la borne négative de cette dernière étant connectée par la masse à la cathode 16. Le condensateur 19 est connecté mécaniquement au bouton de commande unique des condensateurs 22.
Le rectangle 12 est supposé contenir un ou plusieurs étages à moyenne fréquence dont le courant de sortie est appliqué au primaire 23 d'un transformateur 24. Ce dernier comporte deux enroulements 25, 26 accordés respectivement par les condensateurs 27-28. L'une des bornes de l'enroulement 25 est à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur 29 ; l'autre est connectée par un conducteur 30 à la prise médiane de l'enroulement 26. Le transformateur 24 dont les enroulements sont connectés comme il vient d'être dit, fournit entre la masse d'une part, et chacune de ses bornes de sortie d'autre part, deux tensions de haute fréquence dont les amplitudes sont fonction de la différence entre la fréquence de la tension appliquée aux bornes d'entrée et la fréquence sur laquelle sont accordés les circuits oscillants du transformateurs.
Cet ensemble de connexions constitue un circuit de discrimination de fréquences fonctionnant à la manière connue.
Chaque borne de l'enroulement 26 du transformateur 24 est connectés à une anode des diodes 31 et 32 dont les cathodes sont connectées l'une à l'autre par deux résistances 35-34 aux bornes desquelles ont peut disposer d'une différence de potentiel pour commander la régulation automatique de fréquences.
On prévoit une résistance supplémentaire 35 dans le circuit précité pour des raisons que l'on exposera plus loin. L'extrémité inférieure de l'enroulement 25 du transformateur 24 est connectée par un filtre constitué par les condensateurs 29-36 et la résistance 37 au point commun aux résistances 33 et 34. La cathode de la diode 31 est mise à la masse pour les tensions de haute et basse fréquence par la capacité 84.
Les oscillations de moyenne fréquence sont redressées par la diode 32 et il apparaît aux bornes de la résistance 33 une différence de potentiel à basse fréquence correspondant à la composante de modulation de l'onde porteuse. Cette tension de basse fréquence est transmise par un condensateur 38 à un diviseur de tension 39 dont une extrémité est à la masse; une partie de la chute de tension est ainsi appliquée à la grille de commande 40 d'un tube 42 dont la cathode est reliée à la masse à travers une résistance de polarisation 43 shuntée par la condensateur 44. L'anode 45 du tube 42 est connectée
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à travers une résistance 46 à la borne positive d'une source à haute tension non représentée. L'émission à basse fréquence amplifiée est transmise par un condensateur 47 à la grille 48 du tube 49.
Le tube 49 comporte une cathode 50 shuntée par un condensateur 51, une grille 52 de suppression d'émission secondaire connectée directement à la cathode 50, une grille écran 53 connectée à la borne positive d'une source à haute tension non représentée et une anode 55 connectée par le primaire 56 d'un transformateur basse fréquence 57 à la borne positive 54 de la dite source à haute tension. Le transformateur 57 comporte un secondaire 58 connecté à un haut-parleur 59 ou à tout autre dispositif approprié.
L'asservissement de la fréquence de l'oscillateur local 21 qui a pour but de maintenir constante la valeur de la moyenne fréquence appliquée au transformateur 24 est obtenue à partir d'un circuit 60. Cehcircuit modifie la réactance du circuit 18-15 de l'oscillateur local par suite du couplage magnétique entre les enroulements 18 et 61 du transformateur 14. L'impédance du circuit 60 est constituée par la réactance de la bobine 61, la réactance du condensateur 62, et la résistance 63 dont la valeur est une fonction non linéaire du courant qui la traverse. La résistance 63 peut par exemple être constituée par de la thyrite.
Pour obtenir un courant qui varie en fonction du désaccord de la moyenne fréquence, on applique la différence de potentiel qui existe aux bornes des résistances 33 et 34 à la grille de commande 48 du tube amplificateur 49 au moyen du conducteur 66. Les variations de polarisation de la grille 48 provoquent des variations duscourantsde plaque et d'écran de la lampe 49. Ces courants, traversent la cathode 50, la résistance de polarisation 65, le conducteur 64, la bobine 61 du circuit 60, enfin la résistance 63. La tension alternative de basse fréquence est éliminée au moyen du condensateur 51 en shunt sur les éléments précités.
La valeur de la résistance 65 et la valeur initiale de la résistance 63 sont choisies pour que le point moyen de fonctionnement de la lampe 49 ait une valeur convenable. On a prévu un condensateur 68 dérivant la moyenne et la basse fréquence à la masse. La régulation antifading est obtenue en appliquant au circuit de commande 72 la tension unidirectionnelle qui apparait aux bornes de la résistance 33 et par l'intermédiaire d'un filtre constitué par les résistances 69,69a et les condensateurs 70 et 71. La tension redressée agit sur le gain d'un ou de plusieurs étages du récepteur 12.
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Pour expliquer le fonctionnement du dispositif de commande automatique de fréquence on supposera tout d'abord que la fréquence de l'hétérodyne déterminée par le circuit oscillant 18-19 est telle que le battement avec les oscillations du signal ait la fréquence sur laquelle sont accordés les circuits 25-27-26-28. Dans ce cas la tension moyenne redressée apparaissant aux bornes de la résistance 34 est égale et opposée à celle qui existe aux bornes de la résistance 33 et la polarisation de la grille 48 du tube 49 est égale à la polarisation normale déterminée par la chute de tension aux bornes de la résistance 65 augmentée de celle qui se produit le long de la résistance 63.
Dans ces conditions, tout se passe comme si le circuit de commande de fréquence 60 créait dans le circuit 18-19 de l'oscillateur local 21 une certaine réactance déterminée par la valeur du courant de plaque et d'écran en régime permanent du tube 49. Dans ces conditions la fréquence du dit oscillateur local diffère de celle du signal, d'une quantité égale à celle sur laquelle sont accordés les enroulements du transformateur 34.
On supposera maintenant qu'il y ait un léger écart de fréquence dans l'oscillateur local, La moyenne fréquence n'a plus sa valeur normale et s'en écarte en plus ou en moins selon le sens de variation de la fréquence du dit oscillateur local. On sait que, dans ces conditions, le circuit de discrimination de fréquence 25-27-28 fournit aux diodes des tensions dont la résultante qui apparait aux bornes des résistances 33-34 n'est pas nulle. La valeur de la différence de potentiel de commande, entre le conducteur 66 et la masse, varie dans certaines limites proportionnellement à l'erreur par rapport à la valeur exacte de la moyenne fréquence.
Le conducteur 66 du circuit de commande automatique de fréquence qui est soit positif soit négatif par rapport à la masse selon le signe de l'erreur de fréquence de l'oscillateur, se trouve à un potentiel qui s'ajoute algébriquement au potentiel de polarisation initialement appliqué à la grille 48.
On supposera maintenant que le conducteur 66 est positif par rapport à la masse* La grille 48 devient moins négative par rapport à la cathode positive 50 et les courants de l'anode 55 et de la grille écran 53 du tube 49, croissent; ces courants traversent la résistance 63 et en diminue la valeur si on utilise de la thyrite et comme cette résistance 63 est en dérivation sur l'enroulement 61 du transformateur, la variation de la résistance du circuit 60 produit une variation de réactance dans le circuit 18-15 par suite du couplage
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entre les bobines 18 et 61. On s'arrange pour que la fréquence de l'oscillateur varie dans un sens tel que l'erreur sur la fréquence se trouve compensée; la moyenne fréquence reprendr donc sa valeur initiale.
On notera que la différence de potentiel de commande entre le conducteur 66 et la masse est considé- rablement accrue et par conséquent son action sur la valeur de la résistance 63 du fait de l'amplification fournie par le tube 49.
Donc une erreur relativement faible dans la moyenne fréquence par rapport à sa valeur normale engendre des variations très appréciables de la valeur de la résistance 63 qui provoquent dans l'oscillateur 21 des variations de fréquence du dit oscillateur dans un sens tel qu'elles tendent à ramener la moyenne fréquence à sa valeur initiale.
La résistance 35 en série avec la diode 31 a pour but de créer un certain déséquilibre entre les tensions aux bornes des résistances 33 et 34.
Ce déséquilibre n'est nécessaire que dans le cas où l'on n'utilise qdune seule source de tension de plaque pour tous les tubes du récepteur, dans ce cas la régulation de la dite tension plaque est très précaire, par suite de l'accrois- sement du courant de plaque du tube 49 consécutivement à l'accord des circuits d'entrée par les condensateurs 22. En effet, le régulateur automatique antifading qui fonctionne au moment de l'accord, a pour effet de diminuer la charge appliquée à la source de tension de plaque par suite de la réduction du courant absorbé par les tubes du récepteur 12 sur lesquels agit le régulateur dit antifading.
Tout accroissement du courant électronique du tube 49 résultant d'une variation de tension de la source est nuisible au fonctionnement du système de commande automatique proposé et il est nécessaire d'y remédier.
Par suite de la présence de la résistance 35, la chute de tension le long de la résistance 33 est supérieure à celle qui existe aux bornes de la résistance 34, lorsqu'on reçoit un signal. Cet excès de tension, du fait que l'extrémité non mise à la masse de la résistance 33 est négative, a pour effet de rendre la grille 48 du tube 44 légèrement plus négative qu'elle ne l'était en l'absence de signal et cela bien que la moyenne fréquence ait sa valeur normale.
Cette modification de la valeur de la polarisation compense la variation de courant électronique du tube 49 qui a tendance à se produire pour les raisons indiquées ci-dessus, On peut obtenir le même résultat en supprimant la résistance 35 et en déplaçait la prise sur l'enroulement 26 du transformateur à moyenne fréquence 24 de telle sorte que l'on obtienne aux bornes de la ré-
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-sistance 33 une tension supérieure à celle qui existe aux bornes de la résistance 34 quand la moyenne fréquence 9, sa valeur normale.
La fig.2 est une variante dans laquelle on a conservé les mêmes numéros de référence pour désigner des éléments homologues. Le rectangle 73 représente le circuit de discrimination de fréquence, les diodes 31,32 et leur circuit tels que représenté fig.l; le rectangle 74 représente les étages à basse fréquence y compris les tubes 42 et 49 de la fig.l; le rectangle 75 représente l'oscillateur local 21 de la même fig.l.
Dans-cette variante on utilise une résistance en thyrite qui se comporte comme une capacité dont la valeur varie en fonction de la chute de tension à ses bornes. On prévoit à cet effet une petite capacité 76 insérée dans le circuit qui détermine la fréquence de l'oscillateur et qui comporte le condensateur 19 et le secondaire 18 du transformateur de l'oscillateur. La thyrite 63 ou tout autre matière équivalente est alors connectée par un condensateur 77 en parallèle avec le condensateur 76.
On conçoit que toute variation de la résistance de la thyrite 63 entraine une variation de la capacité apparente de l'ensemble 63-76 et une variation corrélative de la fréquence de l'oscillateur,
Cette variation de capacité produite par la thyrite 63, dans cette forme de l'invention, est obtenue par l'insertion d'une source de potentiel unidirectionnel 78 dans la circuit compris entre la dite thyrite 63 et une borne du condensateur 76 et en appliquant la chute de tension aux bornes des résistances 34-33, à.travers un filtre approprié comportant le condensateur 68 et la réactance à haute fréquence 79 aux bornes du circuit série thyrite 63 source 78. Par conséquent la chute de tension aux bornes des résistances 33- 34 s'ajoute ou s'oppose à celle de ladite source de tension 78 augmentant ainsi ou diminuant, l'intensité de courant traversant la thyrite 63.
Pour une polarité convenable de la source 78 la tension de commande aux bornes des résistances 33-34,provoquée par un écart entre la moyenne fréquence et sa valeur normale, agit de manière à modifier la capacité de correction en modifiant la résistance de la thyrite dans un sens tel que la fréquence de l'oscillateur est ramenée à une valeur telle que la moyenne fréquence ait sa valeur initiale,
Dans cette variante la source de tension 78 doit être évidemment choisie de telle façon que la thyrite soit parcourue par un courant initial convenable afin que la correction de fréquence puisse avoir lieu quel que soit le sens de l'erreur et dans l'étendue que l'on s'est fixée.
La tension initiale
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de polarisation aux bornes de la thyrite doit être au moins égale à la valeur maxima de la tension de commande automatique de fréquence susceptible d'appa- raître aux bornes des résistances 35-34. On peut objecter que dans le dispositif de la fig.2, la source de tension 78 produit une chute de tension continue aux bornes des résistances 33-34 qui polarise initialement l'une des diodes.
La variante de la fig.3 satisfait à cette objection en ce sens qu'on utilise une résistance en pont. On a conservé ici encore, les mêmes numéros de référence pour désigner les éléments @@@alogues. On voit qu'on a prévu une thyrite supplémentaire 80, en série avec la première en parallèle, à travers le condensateur 77, avec le condensateur 76 du circuit de l'oscillateur. Deux résistances supplémentaires 81-82 sont connectées aux bornes des résistances 33-34 et constituent avec les thyrites un pont de Wheatstone normalement équilibré. La source de tension 78 est dans ce cas, connectée aux bras opposés du pont entre le point commun aux deux thyrites 63-80 et le, point commun aux résistances 81-82.
Ce dispositif permet de disposer d'un courant de polarisation initiale traversant les deux thyrites 63-80 sans chute de tension aux bornes des résistances 33-34. Le fonctionnement de cette variante est analogue à celui du montage précédent, la capacité des thyrites 63-80 étant en série avec le condensateur 76 pour commander la fréquence de l'oscillateur local. Les deux thyrites doivent avoir même caractéristiques,
On a représenté fig.4 une autre variante dans laquelle on a encore conservé les mêmes numéros de référence pour désigner des éléments homologues.
Dans les montages précédemment décrits, il est évident qu'une tension de haute fréquence provenant de l'oscillateur est transmise au circuit de commande 60. Cette tension induite appliquée à la résistance 63 peut produire une variation de sa valeur dans les mêmes conditions que le courant de commande qui parcourt le conducteur 64 à partir de l'anode et de la grille écran du tube 49, mais d'une faqon beaucoup plus importante.
L'importance de cette variante réside surtout en ce fait que le courant induit dans le circuit 60 par l'oscillateur 21 peut être réduit* à une faible fraction du courant total qui traverse la résistance 63. Il suffit de donner à la résistance 63 une valeur relativement élevée et de déduire convenablalement le couplage magnétique entre les enroulements 18 et 61 du transformateur 14. Comme la réactance inductive de l'enroulement 61 est nécessairement accrue pour s'adapter à la valeur élevée de la résistance 63, le couplage lâche n'affecte pas la réactance totale réfléchie dans le circuit accordé de l'oseil-
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-lateur et par conséquent pas non plus la gamme relativement large de commande de fréquence du circuit 60 sur celle de l'oscillateur local 21.
Cette variante de commande automatique de fréquence possède de plus l'avantage qu'un filament de lampe qui constitue la résistance 63, a une inertie calorifique relativement grande que ne possède pas la tbyrite. Cette inertie calorifique permet d'éviter que les composantes à basse fréquence du courant de commande, apparaissant dans le circuit 64 ne modulent l'oscillateur local à cette fréquence audible. Il est donc possible de réaliser dans ce montage un filtre de basse fréquence simple et peu coûteux et qui peut être constitué par la résistance 65 et les condensateurs 51 et 62.
On voit sur la Fig.4 un dispositif tel que l'amplification de la commande automatique de fréquence s'effectue sur un étage à moyenne fré- quence.
L'étage à moyenne fréquence comporte un tube 73 dont la grille de commande est représentée en 74 et connectée à un transformateur à moyenne fréquence 75 dont les deux enroulements sont accordés son anode 76 est connectée à un circuit discriminateur de fréquence représenté par le rectangle 83. Le tube 73 comporte aussi une cathode 77, une grille de suppression d'émission secondaire 78 qui lui est connectée et une grille-écran 79 reliée par une résistance 80 à la borne positive 81 de la source à haute tension.
Dans cette variante, la tension de commande automatique de fréquence est appliquée par un conducteur 66, par un filtre comprenant la résistance 67 et le condensateur 68, et par le secondaire du transformateur à moyenne fréquence 75, à la grille de commande 74 du tube 73.
Le circuit de cathode du tube 73 comporte la cathode 77 , la résistance 65, le conducteur 64 et un dispositif supposé contenu dans le rectangle 82 et analogue au circuit 60 de la fig.1. Dans le dit rectangle se trouve également l'oscillateur local 21 représenté en détail Fig.l, Le tube 73 amplifiera la fois les oscillations de moyenne fréquence appliquées à sa grille de commande 74 et la tension de commande automatique de fréquence appliquée à la même grille.
Sur le dessin on a représenté un tube à basse ou à moyenne fréquence pour amplifier la tension de commande automatique de fréquence mais on conçoit aisément que l'on puisse faire remplir la même fonction par un tube des étages à haute fréquence ou encore par un autre tube dont les connexions et le fonctionnement lui permettent d'amplifier à la fois les
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tensions alternatives et continues appliquées à son circuit d'entrée.
On conçoit aussi que le dispositif que l'on vient de décrire puisse être utilisé pour amplifier la tension de commande automatique de volume ou d'autres tensions destinées à remplir d'autres fonctions.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisation de l'invention il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières, données simplement à titre d'exemple et sans @aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.
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IMPROVEMENTS TO AUTOMATIC FREQUENCY CONTROL SYSTEMS.
The present invention relates to automatic frequency control systems which can be used in signaling devices and more particularly relates to the control of the frequency of the local oscillator.
In superheterodynes, it is generally desirable to be able to automatically control said oscillator in order to keep one or more frequencies rigorously constant, because any deviation in the medium frequency, the circuits of which are rigorously tuned, risks causing distortion.
The object of the invention is above all to provide a simple and inexpensive device which fulfills the above conditions.
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Another characteristic of the invention consists in controlling the value of the impedance of a circuit by a variable resistor controlled itself by the frequency deviation of the local oscillator with respect to the normal frequency and there is provided a coupling of impedance, to the circuit determining the frequency of the oscillator from which results the control of its resonant frequency.
Another object of the invention consists in using bodies with variable resistance and the capacitance of which varies with the resistance, the value of the latter being controlled by the frequency deviation of the local oscillator with respect to the normal.
The new characteristics and advantages of the invention will be better understood by referring to the following description and to the accompanying drawings, given simply by way of non-limiting example and in which:
Fig.l shows one form of the invention in which a variable resistance material is used to control the frequency of the local oscillator;
Fig.2 a variant where one uses the variation and capacity of said material.
Fig.3 another variant where we use two resistors inserted in a bridge circuit.
Referring to fig.l, we see a superheterodyne whose antenna 10-11 provides the signal to equipment shown schematically by rectangle 12 and which may include one or more high frequency stages a frequency changer, one or several stages at medium frequency. The frequency change can be done by means of one and the same tube, comprising a local oscillator; the addition of the oscillations of the signal and of the local generator being carried out electronically; a separate oscillator can also be used.
By way of example, an apparatus has been chosen where the addition of the oscillations is carried out in a tube (not shown) and which comprises a control grid, a second grid preferably separated from the first by a screen grid and connected by a capacitor. 13 to a local oscillator 21.
The latter is equipped with a tube 9 comprising a grid 15, a cathode 16, an anode 17, the grid 15 and the cathode 16 being connected to the terminals of a tuned circuit formed by the secondary 18 of a transformer.
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-mateur 14 and the variable capacitor 19, while the anode 17 of the tube 9 is connected by the primary 20 of the transformer 14 to the positive terminal of a high voltage source not shown, the negative terminal of the latter being connected by ground to cathode 16. Capacitor 19 is mechanically connected to the single control knob for capacitors 22.
Rectangle 12 is assumed to contain one or more medium frequency stages, the output current of which is applied to the primary 23 of a transformer 24. The latter comprises two windings 25, 26 respectively tuned by capacitors 27-28. One of the terminals of the winding 25 is grounded through a capacitor 29; the other is connected by a conductor 30 to the center tap of the winding 26. The transformer 24, the windings of which are connected as just said, provides between the ground on the one hand, and each of its terminals. output on the other hand, two high frequency voltages whose amplitudes are a function of the difference between the frequency of the voltage applied to the input terminals and the frequency to which the oscillating circuits of the transformer are tuned.
This set of connections constitutes a frequency discrimination circuit operating in the known manner.
Each terminal of the winding 26 of the transformer 24 is connected to an anode of the diodes 31 and 32, the cathodes of which are connected to each other by two resistors 35-34 at the terminals of which may have a potential difference. to control the automatic frequency regulation.
An additional resistor 35 is provided in the aforementioned circuit for reasons which will be explained later. The lower end of the winding 25 of the transformer 24 is connected by a filter constituted by the capacitors 29-36 and the resistor 37 at the point common to the resistors 33 and 34. The cathode of the diode 31 is grounded for the high and low frequency voltages by capacitor 84.
The medium-frequency oscillations are rectified by the diode 32 and a low-frequency potential difference appears at the terminals of the resistor 33 corresponding to the modulation component of the carrier wave. This low frequency voltage is transmitted by a capacitor 38 to a voltage divider 39, one end of which is grounded; a part of the voltage drop is thus applied to the control grid 40 of a tube 42, the cathode of which is connected to ground through a bias resistor 43 shunted by the capacitor 44. The anode 45 of the tube 42 is connected
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through a resistor 46 to the positive terminal of a high voltage source not shown. The amplified low frequency emission is transmitted by a capacitor 47 to the grid 48 of the tube 49.
The tube 49 comprises a cathode 50 shunted by a capacitor 51, a grid 52 for suppressing secondary emission connected directly to the cathode 50, a screen grid 53 connected to the positive terminal of a high voltage source not shown and an anode 55 connected by the primary 56 of a low frequency transformer 57 to the positive terminal 54 of said high voltage source. The transformer 57 has a secondary 58 connected to a loudspeaker 59 or to any other suitable device.
The slaving of the frequency of the local oscillator 21 which aims to keep constant the value of the average frequency applied to the transformer 24 is obtained from a circuit 60. This circuit modifies the reactance of the circuit 18-15 by 1. 'local oscillator as a result of the magnetic coupling between the windings 18 and 61 of the transformer 14. The impedance of the circuit 60 is constituted by the reactance of the coil 61, the reactance of the capacitor 62, and the resistor 63, the value of which is a function non-linear current flowing through it. Resistor 63 can for example be formed by thyrite.
To obtain a current which varies as a function of the mismatch of the medium frequency, the potential difference which exists at the terminals of the resistors 33 and 34 is applied to the control grid 48 of the amplifier tube 49 by means of the conductor 66. The variations in polarization of the grid 48 cause variations in the plate and screen currents of the lamp 49. These currents pass through the cathode 50, the bias resistor 65, the conductor 64, the coil 61 of the circuit 60, and finally the resistance 63. The voltage low frequency AC is eliminated by means of capacitor 51 shunted on the aforementioned elements.
The value of resistor 65 and the initial value of resistor 63 are chosen so that the average operating point of lamp 49 has a suitable value. A capacitor 68 is provided which derives the medium and the low frequency to ground. The antifading regulation is obtained by applying to the control circuit 72 the unidirectional voltage which appears at the terminals of the resistor 33 and by means of a filter formed by the resistors 69,69a and the capacitors 70 and 71. The rectified voltage acts on the gain of one or more stages of receiver 12.
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In order to explain the operation of the automatic frequency control device it will first be assumed that the frequency of the heterodyne determined by the oscillating circuit 18-19 is such that the beat with the oscillations of the signal has the frequency to which the frequencies are tuned. routes 25-27-26-28. In this case the rectified average voltage appearing at the terminals of the resistor 34 is equal and opposite to that which exists at the terminals of the resistor 33 and the polarization of the grid 48 of the tube 49 is equal to the normal polarization determined by the voltage drop across resistor 65 increased by that which occurs along resistor 63.
Under these conditions, everything happens as if the frequency control circuit 60 created in the circuit 18-19 of the local oscillator 21 a certain reactance determined by the value of the plate and screen current in steady state of the tube 49 Under these conditions, the frequency of said local oscillator differs from that of the signal, by an amount equal to that to which the windings of transformer 34 are tuned.
We will now assume that there is a slight frequency difference in the local oscillator, The mean frequency no longer has its normal value and deviates from it more or less depending on the direction of variation of the frequency of said oscillator local. It is known that, under these conditions, the frequency discrimination circuit 25-27-28 supplies the diodes with voltages whose resultant which appears at the terminals of the resistors 33-34 is not zero. The value of the difference in control potential, between the conductor 66 and the ground, varies within certain limits in proportion to the error with respect to the exact value of the medium frequency.
The conductor 66 of the automatic frequency control circuit, which is either positive or negative with respect to ground depending on the sign of the frequency error of the oscillator, is at a potential which adds algebraically to the bias potential initially applied to grid 48.
It will now be assumed that the conductor 66 is positive with respect to the mass * The grid 48 becomes less negative with respect to the positive cathode 50 and the currents of the anode 55 and of the screen grid 53 of the tube 49 increase; these currents flow through resistor 63 and decrease its value if thyrite is used and as this resistor 63 is shunted on the winding 61 of the transformer, the variation of the resistance of the circuit 60 produces a variation of reactance in the circuit 18 -15 as a result of coupling
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between the coils 18 and 61. It is arranged so that the frequency of the oscillator varies in a direction such that the error in the frequency is compensated; the average frequency therefore returns to its initial value.
It will be noted that the difference in control potential between the conductor 66 and the ground is considerably increased and consequently its action on the value of the resistor 63 owing to the amplification provided by the tube 49.
Therefore a relatively small error in the mean frequency with respect to its normal value generates very appreciable variations in the value of resistor 63 which cause in oscillator 21 variations in frequency of said oscillator in a direction such that they tend to bring the average frequency back to its initial value.
The purpose of the resistor 35 in series with the diode 31 is to create a certain imbalance between the voltages across the resistors 33 and 34.
This imbalance is only necessary in the case where only one source of plate voltage is used for all the tubes of the receiver, in which case the regulation of said plate voltage is very precarious, as a result of the increase in the plate current of the tube 49 following the tuning of the input circuits by the capacitors 22. In fact, the automatic antifading regulator which operates at the time of tuning, has the effect of reducing the load applied to the plate voltage source as a result of the reduction in the current absorbed by the tubes of the receiver 12 on which the so-called antifading regulator acts.
Any increase in the electronic current of the tube 49 resulting from a variation in the voltage of the source is detrimental to the operation of the proposed automatic control system and must be remedied.
Due to the presence of resistor 35, the voltage drop along resistor 33 is greater than that which exists across resistor 34 when a signal is received. This excess voltage, because the ungrounded end of resistor 33 is negative, has the effect of making grid 48 of tube 44 slightly more negative than it was in the absence of signal. and this although the average frequency has its normal value.
This change in the value of the polarization compensates for the variation in electronic current of tube 49 which tends to occur for the reasons stated above. The same result can be achieved by removing resistor 35 and moving the tap on it. winding 26 of the medium frequency transformer 24 in such a way that one obtains at the terminals of the re-
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-sistance 33 a voltage greater than that which exists at the terminals of the resistor 34 when the medium frequency 9, its normal value.
FIG. 2 is a variant in which the same reference numbers have been retained to designate homologous elements. The rectangle 73 represents the frequency discrimination circuit, the diodes 31, 32 and their circuit as shown in fig.l; rectangle 74 represents the low frequency stages including tubes 42 and 49 of fig.l; the rectangle 75 represents the local oscillator 21 of the same fig.l.
In this variant, a thyrite resistor is used which behaves like a capacitor whose value varies according to the voltage drop across its terminals. A small capacitor 76 is provided for this purpose, inserted into the circuit which determines the frequency of the oscillator and which comprises the capacitor 19 and the secondary 18 of the transformer of the oscillator. The thyrite 63 or any other equivalent material is then connected by a capacitor 77 in parallel with the capacitor 76.
It can be understood that any variation in the resistance of thyrite 63 causes a variation in the apparent capacitance of the assembly 63-76 and a correlative variation in the frequency of the oscillator,
This variation in capacitance produced by thyrite 63, in this form of the invention, is obtained by inserting a source of unidirectional potential 78 in the circuit between said thyrite 63 and a terminal of capacitor 76 and by applying the voltage drop across resistors 34-33, through an appropriate filter including capacitor 68 and high frequency reactance 79 across the thyrite series 63 source circuit 78. Consequently, the voltage drop across resistors 33 34 is added to or opposed to that of said voltage source 78 thus increasing or decreasing the intensity of the current passing through the thyrite 63.
For a suitable polarity of the source 78 the control voltage across resistors 33-34, caused by a deviation between the medium frequency and its normal value, acts in such a way as to modify the correction capacity by modifying the resistance of the thyrite in a direction such that the frequency of the oscillator is reduced to a value such that the average frequency has its initial value,
In this variant, the voltage source 78 must obviously be chosen such that the thyrite is traversed by a suitable initial current so that the frequency correction can take place whatever the direction of the error and in the extent that l 'we fixed ourselves.
The initial tension
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of polarization at the terminals of the thyrite must be at least equal to the maximum value of the automatic frequency control voltage likely to appear at the terminals of resistors 35-34. It can be objected that in the device of FIG. 2, the voltage source 78 produces a DC voltage drop across resistors 33-34 which initially bias one of the diodes.
The variant of fig. 3 satisfies this objection in that a bridge resistor is used. Here again, the same reference numbers have been retained to designate the elements @@@ alogues. It can be seen that an additional thyrite 80 has been provided, in series with the first in parallel, through the capacitor 77, with the capacitor 76 of the oscillator circuit. Two additional resistors 81-82 are connected across resistors 33-34 and together with the thyrites form a normally balanced Wheatstone bridge. The voltage source 78 is in this case connected to the opposite arms of the bridge between the point common to the two thyrites 63-80 and the point common to the resistors 81-82.
This device makes it possible to have an initial bias current flowing through the two thyrites 63-80 without voltage drop across resistors 33-34. The operation of this variant is similar to that of the previous assembly, the capacitance of thyrites 63-80 being in series with the capacitor 76 to control the frequency of the local oscillator. The two thyrites must have the same characteristics,
Another variant is shown in fig.4 in which the same reference numbers have still been retained to denote homologous elements.
In the arrangements previously described, it is evident that a high frequency voltage coming from the oscillator is transmitted to the control circuit 60. This induced voltage applied to the resistor 63 can produce a variation of its value under the same conditions as the control current which flows through the conductor 64 from the anode and the screen grid of the tube 49, but in a much larger way.
The importance of this variant lies above all in the fact that the current induced in the circuit 60 by the oscillator 21 can be reduced * to a small fraction of the total current flowing through the resistor 63. It suffices to give the resistor 63 a relatively high value and suitably deduce the magnetic coupling between the windings 18 and 61 of the transformer 14. As the inductive reactance of the winding 61 is necessarily increased to accommodate the high value of the resistor 63, the loose coupling n ' not affect the total reactance reflected in the tuned circuit of the sorrel-
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-lator and therefore also not the relatively wide frequency control range of circuit 60 over that of local oscillator 21.
This variant of automatic frequency control has the further advantage that a lamp filament which constitutes the resistor 63, has a relatively large thermal inertia which tbyrite does not have. This calorific inertia makes it possible to prevent the low-frequency components of the control current, appearing in circuit 64 from modulating the local oscillator at this audible frequency. It is therefore possible to produce in this assembly a simple and inexpensive low-frequency filter which can be constituted by the resistor 65 and the capacitors 51 and 62.
We see in Fig. 4 a device such that the amplification of the automatic frequency control takes place on a medium frequency stage.
The medium-frequency stage comprises a tube 73 whose control grid is shown at 74 and connected to a medium-frequency transformer 75 whose two windings are matched its anode 76 is connected to a frequency discriminator circuit represented by the rectangle 83 The tube 73 also has a cathode 77, a secondary emission suppression grid 78 which is connected to it and a screen grid 79 connected by a resistor 80 to the positive terminal 81 of the high voltage source.
In this variant, the automatic frequency control voltage is applied by a conductor 66, by a filter comprising the resistor 67 and the capacitor 68, and by the secondary of the medium frequency transformer 75, to the control grid 74 of the tube 73 .
The cathode circuit of the tube 73 comprises the cathode 77, the resistor 65, the conductor 64 and a device assumed to be contained in the rectangle 82 and similar to the circuit 60 of FIG. In said rectangle is also the local oscillator 21 shown in detail in Fig.l, The tube 73 will amplify both the medium frequency oscillations applied to its control grid 74 and the automatic frequency control voltage applied to the same grid .
In the drawing there is shown a low or medium frequency tube for amplifying the automatic frequency control voltage, but it is easy to see that the same function can be performed by a tube of high frequency stages or by another. tube whose connections and operation allow it to amplify both
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AC and DC voltages applied to its input circuit.
It will also be appreciated that the device which has just been described can be used to amplify the automatic volume control voltage or other voltages intended to fulfill other functions.
Although several embodiments of the invention have been represented and described, it is obvious that one does not wish to be limited to these particular forms, given simply by way of example and without any restrictive character and that consequently all of them. the variants having the same principle and the same object as the arrangements indicated above would also come within the scope of the invention.