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Disposition de réaction pour le réglage de la largeur de bande avec deux canaux de réaction réglables.
La présente invention concerne des systèmes accordés stabilisés, c'est-à-dire des systèmes comprenant de la ré- génération pour obtenir une caractéristique de résonance à pointe aiguë ou une caractéristique à extrémité supérieu- re aplatie avec des largeurs à inclinaison raide, toutes deux très sélectives aux signaux indésirables mais stabili- sées envers les oscillations régénératives.
Dans bien,des systèmes de transmission de signaux
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à haute fréquence il est nécessaire d'avoir un circuit très sélectif. Par exemple un tel circuit peut être dé- sirable pour la sélection de signaux d'une fréquence par- ticulière ou d'une bande de fréquences donnée d'une sour- ce comprenant des signaux d'une plus large gamme de fré- quences. Un tel circuit est particulièrement avantageux comme circuit de charge d'un tube à vide destiné à servir c'amp ificateur pour ces fréquences sélectées. De simples circuits accordés ont été ordinairement employas de la ma- nière décrite ci-dessus.
Cependant, comme il n'est pas possible de construire des éléments réactifs avec des con- ducteurs reliant ceux--ci ayant une résistance zéro, les circuits accordés ordina.ires des types antérieurs n'ont pas été aussi sélectifs qu'on le désirait parfois.
Jusqu'à présent on a utilisé de la régénération pour réaliser un circuit plus sélectif qu'un simple circuit ac- cordé. La régénération a pour effet d'introduire dans le circuit accordé une résistance négative. Pour cette rai- son, si la grandeur de la résistance négative introduite ainsi dans le circuit accordé devient comparable à la résistance inhérente ou effective du circuit accordé, la résistance efficace est réduite à une valeur très bas- se et circuit accordé devient très sélectif. Ces cir- cuits .;génératifs emploient généralement des tubes à vide pour effectuer la régénération.
Cependant, dans ce. circuits de types anciens la valeur de résistance négat ve introd@ite ainsi dans un circuit accordé varie repide- ment a-.ec les variations de la transconductance du tube régéné ateur. Si la résistance efficace totale de ce sytèm devient négative, il en résulte une oscillation de régénération. Pour cette raison, comme pour un cir- cuit h@utement sélectif il est nécessaire de réduire à une va eur positive très basse la résistance effective @
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du,circuit accordé parce que toute résistance négative ef- fective résultant tend à faire osciller le système, ces ,
systèmes de types anciens peuvent tendre à être instables et ne pas convenir pour des systèmes dans lesquels il est 'désiré de régler la transconductance du tube pour régler le gain du système.
Pour cette raison, un objet de la présente invention consiste à réaliser un système accordé stabilisé dans le- quel les désavantages susmentionnés des anciennes dispositi- ons sont supprimas.
Un'autre objet de la présente invention consiste à réaliser un circuit accordé perfectionné très sélectif aux signaux indésirables et de fonctionnement stable.
Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser un système accordé stabilisé comprenant un cir- cuit accordé et un tube à vide régénérateur, lequel systè- me est stabilisé contre les oscillations de régénération dues à des variations dans la transconductance du tube.
, ' Enfin un 'objet de la présente invention consiste à réaliser un système accordé dans lequel la sélectivité peut être réglée entre les caractéristiques larges et très aiguës par régénération sans devenir instable en cas d'emploi d'un haut degré de régénération.
Conformément à la présente invention, un système ac- cordé stabilisé comprend un circuit accordé ayant une ré- sistance positive effective ensemble avec un tube à vide accouplé au circuit accordé pour obtenir la régénération.
Il est inclus dans ce système des éléments pour fournir à une électrode d'entrée du tube une tension dérivée de la tension dans le circuit accordé du système en variant en phase et grandeur avec cette tension, afin d'obtenir la régénération dans le circuit accordé.
Il est prévu aussi des éléments pour fournir à une électrode d'entrée
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du tubc à vide une tension dégénérative dérivée du cou- rant de sortie du tube et variant en phase et grandeur avec celui-ct. Les tensions de réaction obtenues avec les élé- ments susmentionnée sont proportionnes de telle façon que leur effet commun sur le circuit accordé est celui d'une résistance négative ajoutée dans le circuit accordé, no- tamment d'une résistance dont la.valeur se rapproche asymp- totiqueient d'une valeur qui n'est pas beaucoup plus gran-- de qu celle de la résistance positive efficace réel- le comprise dans le circuit accordé lorsque la transcon- ductanes du tube augmente.
Plus spécifiquement: le cir- cuit es proportionné de telle façon que la résistance négativ n'est pas plus grande que la résistance positi- ve à toute valeur de transconductance dans la gamme de travail du tube et de telle façon qu'aux valeurs de trans- conduct mce plus hautes employées, la résistance négati- ve augm nte graduellement avec les variations de la trans- conduct nce du tube.
Lorsque le circuit est proportionné de cettema- nière, on peut obtenir une caractéristique de résonance très sélactive avec un circuit simplement accordé pour une relativement haute transconductance du tube de régé- nération parce que le système est, en même temps, stabi- lisé en 'ers des oscillations de régénération dues à des va- riation, de la transconductance du tube. Lorsqu'on em- ploie dans circuits accordés accouplés, comme c'est le cas dans les sélecteurs à filtres de bande réglables, le système régénérateur stabilisé peut être employé pour regler sélectivement sans qu'il se présente le danger d'une production d'oscillations.
Dans un mode de réalisa- tion proféré de la présente invention, la résistance né- gative ajoutée est aménagée pour se rapprocher asymptoti- quement de la valeur approximative de la résistance réel-
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le du circuit accordé.
La description ci-après en relation avec le plan an- nexé permettra de mieux comprendre la présente invention et ses objets.-
Sur le plan, la fig. 1 est un schéma d'un système accordé stabilisé conforme à la présente invention, employé comme circuit accordé dans le circuit de sortie d'un ampli- ficateur à tube à vide,tandis que la fig. 2 montre la ca- ractéristique résistance négative - potentiel de grille de dispositions de régénération de types anciens - et que la fig. 3 montre la caractéristique résistance négative-poten- tiel de grille'de la disposition de la fig. 1.
Concernant plus particulièrement la fig. 1, on voit sur celle-ci un amplificateur à tube à vide 10 accouplé entre les bornes d'entrée 11,11 et les bornes de sortie 12,12. Le circuit de sortie du tube à vide 10 comprend une inductance 13; qui est couplée inductivement à une induc- tance 14 qui comprend, avec un condensateur 15, un cir- cuit accordé en parallèle. Les bornes de sortie 12 sont ac- couplées au circuit accordé 14,15 par une inductance 16 qui est couplée inductivement à l'inductance 14.
Il est prévu aussi un tube à vide de régénération 20 dont les électrodes de sortie sont accouplées dans le cir- cuit accordé 14,15 par une résistance 21. La capacité in- hérente dans la résistance 21 est indiquée par le conden- sateur 22 montré par la ligne formée par des traits. Il est aussi connecté dans la résistance 21 une résistance 23 quiest efficace pour résonner avec la capacité 22 à la fréquence du circuit accordé 14,15, afin de neutraliser ainsi l'effet de la capacité inhérente 22. Le circuit 22, 23 est lourdement chargé par la résistance 21, de sorte que son impédance est très résistive et constante sur une
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gamme de fréquences rais9Rable à proximité de sa fréllfn-
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ce de résonance.
Afin d'obtenir une tension de réaction positive à une électrode du tube 20 pour la régénération du circuit 14,15 qui varie en phase et grandeur avec la tension dans le circuit 14,15, il est prévu une inductance 24 qui est couplée inductivement à l'inductance 14 et est comprise dans le circuit de grille d'entrée ou de ré- glage du tube 20. Afin d'obtenir une tension de réac- tion dégénérative ou négative à une électrode d'entrée du tube 20, le circuit de grille de réglage comprenant l'inductance 24 comprend aussi la résistance du circuit de sortie 21. Des condensateurs de blocage convenables 25, 26 et 27 sont prévus aussi pour le circuit de la fig.l, pendant que des potentiels de travail convenables sont fournis aux électrodes des tubes 10 et 20 à partir de sources indiquées par +Sc et +B.
Le potentiel de grille de l'électrode d'entrée du tube 20 peut être réglé au moyen de potentiels appliqués aux bornes de potentiel de régla- ge par une résistance 28 qui a une haute impédance par rapport à la résistance 21.
Concernant le fonctionnement du système de la fig.l, on peut voir que le circuit de réaction de régénération à la grille de réglage du tube 20 comprenant l'inductance 24 est efficace pour obtenir la régénération d'une manière bien connue en technique et que cette tension de réaction varie en phase et grandeur avec la tension dans le circuit accordé 14, 15. On voit aussi que la résistance 21 con- stitue un élément pour imprimer sur une électrode d'entrée du tube 20 une tension dégénérative dérivée du courant de sortie du tube et variant en phase et en grandeur avec celui-ci. L'effet commun des deux éléments de réaction de la fig. 1 consiste à introduire une résistance dans le circuit accordé 14,15.
La caractéristique de résistance négative de circuits
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comparables du type ancien est montrée sur la fig. 2. Il est supposé que le circuit accordé de dispositions de type ancien correspondant au circuit accordé 14,15 de la pré- sente invention a une résistance réelle d'une grandeur indiquée par la ligne hachurée A de la fig.2. Il est évi- dent que toute valeur de résistance négative d'un plus haut ordre de grandeur introduite dans le circuit accor- dé produit de l'oscillation.
En outre, oh voit que la caractéristique de potentiel de grille - résistance né- gative de cessystèmes de type ancien a une inclinaison très raide dans la région de son intersection de la cour- be de résistance positive du circuit, de sorte qu'un tel système doit être très instable à toute variation appré- ciable dans la transconductance du tube de réaction dans cette région. -
La caractéristique de résistance négative du cir- cuit de la fig. 1, proportionnée comme décrit plus loin, est montrée sur la fig. 3.
La ligne horizontale hachurée B de la fig. 3 représentant la grandeur de la résistance positive efficace du circuit accordé 14,15, on peut voir que, pour toute valeur de potentiel de grille négatif ou transconductance du tube 20, la grandeur de la résistance négative introduite par régénération ne peut pas excéder celle de la résistance effective du circuit. Ce système est, par conséquent, stable aux variations de potentiel de grille ou dans la transconductance du tube à vide 20.
Les équations suivantes sont appliqnbles au sys- tème de la fig. 1 et sont employées en proportionnant les constantes du système pour obtenir la caractéristique , montrée sur la fig. 3:
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Pour L'équation (3), la résistance effective du circuit accordé 14,15 est
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Dans les équations ci-dessus L = la -valeur de l'inductance 14, C = la voleur de la capacité 15, r = la résistance série réelle du circuit accordé 14,15, R = la valeur de la résistance 21, M l'induction mutuelle entre les inductances 14 et 24, e -= la valeur de la tension de commande en série intro- duite dans le circuit accordé 14,15 par le couplage entre 13 et 14, et = la tension d'entrée du tube 20, i = le courant circulant dans le circuit accordé 14,15,
1 y = -, la réactance de la capacité 15,
W C m = la réactance mutuelle entre 14 et 24, g = la transconductance du tube 20, ip = le courant de plaque du tube 20, myg - = la valeur de la résistance négative effecti-
1 +Rg vement introduite dans le circuit accordé 14,
15 au moyen du tube à vide 20. myg
Lorsque Rg > 1, la résistance négative - - -
1+ Rg my se rapproche de - -- et est absolument indépendante de .9
R la transconductance du tube 20.
En conséquence, la résistance effective totale du cir- my cuit accordé 14,15 se rapproche de ( r - -- ), qui est
R /' constante, c'est-à-dire indépendante de la transcon-
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ductance du tube 20. Pour cette raison, en proportionnant convenablement les impédances du circuit r,m,y et R de telle façon que (r - ) soit positive, la résistance effective totale du circuit accordé 14,15 reste positive et toute oscillation est évitée.
On voit donc qu'en appliquant les rapports ci-dessus il est possible de proportionner les constantes du cir- cuit de la fig. 1 de telle façon que l'effet commun des éléments de réaction dans le circuit de réaction est ce- lui d'une résistance négative ajoutée dans le circuit âc-
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cordé se rapprochant asyfltotiquement d'une valeur qui n'est pas beaucoup plus grande que la valeur de la résistance r du circuit accordé 14,15. En effet le circuit est pro- portionné de telle façon que dans la gamme de variations de la transconductance du tube 20, la résistance négative est moindre .que r, la résistance réelle du circuit accordé 14,15. La valeur de la résistance négative introduite ainsj peut être rendue telle qu'elle se rapproche de très près de la valeur de la résistance r sans nuire à la stabilité du système.
De cette manière, le circuit accordé 14,15 a une caractéristique de résonance très sélective à des valeurs de transconductance relativement hautes du tube 10 et le système est stabilisé contre l'oscillation de régénération. On peut voir que la valeur de la résistance négative insérée dans le circuit accordé peut varier par variation de la transconductance g du tube 20. Bien que le circuit de résonance 14,15 ait été montré dans le mo- de de réalisation de la fig. 1 dans le circuit de sortie du tube 20, il est évident pour les experts que le cir- cuit accordé 14,15 peut être dans le circuit d'entrée du tube 10.
En outre, bien que l'invention ait été montrée en se référant à un seul circuit accordé, il est enten-
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du que l'invention est applicable aussi à des systèmes comprena.nt plusieurs circuits accordés accouplés. Cette invention est donc particulièrement utile dans les cir- cuits sél.ecteurs à filtres de bande variables comprenant plusieurs circuits accordés accouplés et ayant un tube
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à vide accouplant ces circuits pour o!tenir de la régéné- ration pour rétrécir la bande transmise avec valeurs croissantes de la transconductance du tube de couplage.
Bien que la description ci-dessus concerne principale- ment un mode de réalisation qu'il convient de considérer comme étant un mode préféré, il est évident pour les ex- perts que diverses modifications et divers changements peuvenc. y être apportés sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
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Feedback arrangement for bandwidth adjustment with two adjustable feedback channels.
The present invention relates to stabilized tuned systems, that is, systems comprising regeneration to achieve a sharp tip resonant characteristic or a flattened top end characteristic with steep tilt widths, all of which are described herein. two very selective to undesirable signals but stabilized towards regenerative oscillations.
In well, signal transmission systems
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at high frequency it is necessary to have a very selective circuit. For example such a circuit may be desirable for the selection of signals of a particular frequency or of a given frequency band from a source comprising signals of a wider range of frequencies. Such a circuit is particularly advantageous as a circuit for charging a vacuum tube intended to serve as an amplifier for these selected frequencies. Simple tuned circuits have commonly been employed in the manner described above.
However, since it is not possible to construct reactive elements with conductors connecting them having zero resistance, the ordinary tuned circuits of the earlier types were not as selective as desired. sometimes.
Until now, regeneration has been used to achieve a more selective circuit than a simple tuned circuit. Regeneration has the effect of introducing a negative resistance into the tuned circuit. For this reason, if the magnitude of the negative resistance thus introduced into the tuned circuit becomes comparable to the inherent or effective resistance of the tuned circuit, the effective resistance is reduced to a very low value and the tuned circuit becomes very selective. These generative circuits generally employ vacuum tubes to effect regeneration.
However, in this. Circuits of Old Types The negative resistance value thus introduced into a tuned circuit varies rapidly with variations in the transconductance of the regenerator tube. If the total effective resistance of this system becomes negative, a regenerative oscillation results. For this reason, as for a highly selective circuit, it is necessary to reduce the effective resistance to a very low positive value.
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du, circuit tuned because any resulting effective negative resistance tends to oscillate the system, these,
Older type systems may tend to be unstable and not suitable for systems in which it is desired to adjust the transconductance of the tube to adjust the gain of the system.
For this reason, an object of the present invention is to provide a stabilized tuned system in which the aforementioned disadvantages of the old arrangements are eliminated.
Another object of the present invention is to provide an improved tuned circuit highly selective to unwanted signals and stable in operation.
Another object of the present invention is to provide a stabilized tuned system comprising a tuned circuit and a regenerative vacuum tube, which system is stabilized against regenerative oscillations due to variations in the transconductance of the tube.
Finally, it is an object of the present invention to provide a tuned system in which the selectivity can be adjusted between wide and very sharp characteristics by regeneration without becoming unstable when employing a high degree of regeneration.
In accordance with the present invention, a stabilized tuned system comprises a tuned circuit having an effective positive resistance together with a vacuum tube coupled to the tuned circuit to achieve regeneration.
It is included in this system elements to supply to an input electrode of the tube a voltage derived from the voltage in the tuned circuit of the system varying in phase and magnitude with this voltage, in order to obtain regeneration in the tuned circuit. .
Elements are also provided for supplying an input electrode
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of the vacuum tubc a degenerative voltage derived from the output current of the tube and varying in phase and magnitude with it. The feedback voltages obtained with the aforementioned elements are proportioned in such a way that their common effect on the tuned circuit is that of a negative resistance added in the tuned circuit, in particular a resistance whose value approaches. The positive resistance of the tuned circuit is not much greater than that of the actual positive resistance included in the tuned circuit as the transducers of the tube increase.
More specifically: the circuit is proportioned in such a way that the negative resistance is not greater than the positive resistance at any value of transconductance in the working range of the tube and in such a way that at the values of trans - higher conductors used, the negative resistance increases gradually with the variations of the tube trans- conductance.
When the circuit is proportioned in this way, a very selective resonance characteristic can be obtained with a circuit simply tuned for relatively high regeneration tube transconductance because the system is, at the same time, stabilized in ers regeneration oscillations due to variations in the transconductance of the tube. When employed in coupled tuned circuits, as is the case in selectors with adjustable band filters, the stabilized regenerative system can be employed to selectively adjust without the danger of generating. oscillations.
In one embodiment of the present invention, the added negative resistance is arranged to asymptotically approximate the approximate value of the actual resistance.
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the circuit tuned.
The description below in relation to the appended plan will make it possible to better understand the present invention and its objects.
On the plan, fig. 1 is a schematic of a stabilized tuned system according to the present invention employed as a tuned circuit in the output circuit of a vacuum tube amplifier, while FIG. 2 shows the characteristic negative resistance - gate potential of regeneration arrangements of old types - and that in fig. 3 shows the negative resistance-potential gate characteristic of the arrangement of FIG. 1.
Concerning more particularly FIG. 1, there is seen thereon a vacuum tube amplifier 10 coupled between the input terminals 11,11 and the output terminals 12,12. The output circuit of the vacuum tube 10 comprises an inductor 13; which is inductively coupled to an inductor 14 which comprises, with a capacitor 15, a circuit tuned in parallel. The output terminals 12 are coupled to the tuned circuit 14,15 by an inductor 16 which is inductively coupled to the inductor 14.
There is also provided a regeneration vacuum tube 20, the output electrodes of which are coupled in the tuned circuit 14,15 by a resistor 21. The capacitance inherent in resistor 21 is indicated by the capacitor 22 shown. by the line formed by lines. There is also connected in the resistor 21 a resistor 23 which is effective to resonate with the capacitor 22 at the frequency of the tuned circuit 14,15, in order thus to neutralize the effect of the inherent capacitance 22. The circuit 22, 23 is heavily loaded. by resistor 21, so that its impedance is very resistive and constant over a
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Reasonable frequency range close to its fréllfn-
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this resonance.
In order to obtain a positive feedback voltage at an electrode of the tube 20 for the regeneration of the circuit 14,15 which varies in phase and magnitude with the voltage in the circuit 14,15, an inductor 24 is provided which is inductively coupled to inductance 14 and is included in the input gate or control circuit of tube 20. In order to obtain a degenerative or negative reaction voltage at an input electrode of tube 20, the control circuit adjustment grid comprising the inductor 24 also includes the resistance of the output circuit 21. Suitable blocking capacitors 25, 26 and 27 are also provided for the circuit of fig.l, while suitable working potentials are supplied to the electrodes of tubes 10 and 20 from sources indicated by + Sc and + B.
The gate potential of the input electrode of tube 20 can be adjusted by means of potentials applied across the adjustment potential by a resistor 28 which has a high impedance with respect to resistor 21.
With respect to the operation of the system of Fig. 1, it can be seen that the tube 20 regulating grid regeneration feedback circuit including inductor 24 is effective to achieve regeneration in a manner well known in the art and that this reaction voltage varies in phase and magnitude with the voltage in the tuned circuit 14, 15. It is also seen that the resistor 21 constitutes an element for imparting on an input electrode of the tube 20 a degenerative voltage derived from the current of output of the tube and varying in phase and size with it. The common effect of the two reaction elements of FIG. 1 consists in introducing a resistance in the tuned circuit 14,15.
The negative resistance characteristic of circuits
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comparable of the old type is shown in fig. 2. It is assumed that the tuned circuit of old type arrangements corresponding to the tuned circuit 14,15 of the present invention has an actual resistance of a magnitude indicated by the hatched line A in fig.2. Obviously, any higher order of magnitude negative resistance value introduced into the tuned circuit produces oscillation.
Further, oh sees that the gate potential - negative resistance characteristic of these old type systems has a very steep inclination in the region of its intersection of the positive resistance curve of the circuit, so that such The system must be very unstable to any appreciable change in the transconductance of the reaction tube in this region. -
The negative resistance characteristic of the circuit of fig. 1, proportioned as described later, is shown in fig. 3.
The hatched horizontal line B in fig. 3 representing the magnitude of the effective positive resistance of the tuned circuit 14,15, it can be seen that, for any value of negative gate potential or transconductance of the tube 20, the magnitude of the negative resistance introduced by regeneration cannot exceed that of the effective resistance of the circuit. This system is therefore stable to variations in gate potential or in the transconductance of the vacuum tube 20.
The following equations are applicable to the system of fig. 1 and are used by proportioning the constants of the system to obtain the characteristic, shown in fig. 3:
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For Equation (3), the effective resistance of the tuned circuit 14,15 is
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In the above equations L = the -value of inductance 14, C = the thief of capacitance 15, r = the actual series resistance of the tuned circuit 14,15, R = the value of resistor 21, M l mutual induction between inductors 14 and 24, e - = the value of the series control voltage introduced into the tuned circuit 14,15 by the coupling between 13 and 14, and = the input voltage of the tube 20 , i = the current flowing in the tuned circuit 14,15,
1 y = -, the reactance of capacitor 15,
W C m = the mutual reactance between 14 and 24, g = the transconductance of tube 20, ip = the plate current of tube 20, myg - = the value of the effective negative resistance
1 + Reg vement introduced in the tuned circuit 14,
15 by means of the vacuum tube 20. myg
When Rg> 1, the negative resistance - - -
1+ Rg my approaches - - and is absolutely independent of .9
R the transconductance of tube 20.
Consequently, the total effective resistance of the tuned circuit 14,15 approaches (r - -), which is
R / 'constant, that is to say independent of the transcon-
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ductance of tube 20. For this reason, by appropriately proportioning the impedances of the circuit r, m, y and R so that (r -) is positive, the total effective resistance of the tuned circuit 14,15 remains positive and any oscillation is avoided.
It can therefore be seen that by applying the above ratios it is possible to proportion the constants of the circuit of FIG. 1 in such a way that the common effect of the reaction elements in the reaction circuit is that of a negative resistance added in the circuit âc-
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chorded approaching asyfltotically a value which is not much greater than the value of the resistance r of the tuned circuit 14,15. In fact the circuit is proportioned in such a way that in the range of variations of the transconductance of the tube 20, the negative resistance is less than r, the real resistance of the tuned circuit 14,15. The value of the negative resistance introduced thus can be made such that it approaches very close to the value of the resistance r without harming the stability of the system.
In this way, the tuned circuit 14,15 has a very selective resonance characteristic at relatively high transconductance values of tube 10 and the system is stabilized against regenerative oscillation. It can be seen that the value of the negative resistance inserted into the tuned circuit can vary by varying the transconductance g of the tube 20. Although the resonance circuit 14,15 has been shown in the embodiment of FIG. 1 in the outlet circuit of tube 20, it is obvious to experts that the tuned circuit 14,15 may be in the inlet circuit of tube 10.
Further, although the invention has been shown with reference to a single tuned circuit, it is understood
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that the invention is also applicable to systems Comprena.nt several coupled tuned circuits. This invention is therefore particularly useful in variable band filter selector circuits comprising a plurality of coupled tuned circuits and having a tube.
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vacuum coupling these circuits to provide regeneration to shrink the band transmitted with increasing values of the transconductance of the coupling tube.
Although the above description relates primarily to an embodiment which should be regarded as a preferred one, it is obvious to those skilled in the art that various modifications and changes can occur. be made there without departing from the spirit of the invention.