<Desc/Clms Page number 1>
Montage électrique destiné à l'expansion d'oscillations élec- triques.
La présente invention concerne un montage électri- que destiné à l'expansion d'oscillations électriques.
Suivant l'invention, on fait passer les oscillations électriques ou l'enveloppe de ces oscillations à travers un circuit contenant une ou plusieurs résistances non linéai- res dont la conductivité est contrôlée par des pulsations de durée variable, durée qui est fonction de la valeur momentanée de l'enveloppe des oscillations électriques ou de la valeur momentanée des oscillations électriques, respectivement.
Le montage qui fait l'objet de l'invention peut être disposé de telle manière que la durée des pulsations dépende linéairement de la valeur momentanée des oscillations élec- triques. Il se produit alors une expansion quadratique. Il
<Desc/Clms Page number 2>
est, cependant, également possible d'effectuer l'expansion en conformité avec une autre loi par le choix d'une autre relation entre la durée des pulsations et la valeur momentanée de l'enveloppe ou la valeur momentanée des oscillations électriques, respectivement.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui res- sortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de l'invention.
La fig. 1 montre un mode de réalisation du montage qui fait l'objet de l'invention. Le montage comporte des bor- nes d'entrée 1, 2 auxquelles on transmet les oscillations à dilater et les bornes de sortie 6,7 auxquelles on prélève les oscillations dilatées. Les bornes d'entrée et de sortie sont accouplées, par l'intermédiaire d'un transfornateur 8 et d'un transformateur 9, respectivement, à un circuit comportant deux résistances non linéaires, par exemple les redresseurs secs 4 et 5. Les enroulements des transformateurs 8 et 9 qui sont reliés au circuit 3 comportent des branchements médians 10 et 11, respectivement, et on transmet entre ces points 10 et 11 des pulsations de durée variable qui contrôlent la conductivi- té des résistances non linéaires 4. et 5.
La durée de ces pul- sations est déterminée par l'enveloppe des oscillations à di- later, résultat qu'on obtient de la manière suivante.
Les oscillations à dilater transmises aux bornes 1 et 2 sont transmises à travers un condensateur 110 à un tube diode 111 qui redresse ces oscillations. Les oscillations re- dressées sont transmises à travers un filtre passe-bas qui est constitué par une self 13 et deux condensateurs 12 et 14 et dont la fréquence-limite est telle que les fréquences présentes dans', l'enveloppe des oscillations à dilater soient transmises,
<Desc/Clms Page number 3>
tandis que d'autres fréquences sont supprimées. Il se pro- duit ainsi aux bornes d'un potentiomètre 15 une tension qui varie conformément à l'enveloppe des oscillations à dilater.
Conjointement avec une tension en dents de scie engendrée par une génératrice 16 et avec.une tension de polarisation néga- tive fournie par une source 17,ladite tension est transmise à la grille d'un tube 18. On ne décrira pas en détail le montage de la génératrice 16, parce que les montages de ce genre sont universellement connus.
La fig. 2 montre la tension à laquelle est soumise la grille du tube 18 et qui prend naissance à la suite de la superposition de l'enveloppe 19 et de la tension en dents de scie 20. La tension de polarisation négative qui provient de la source 17 est indiquée par un trait 21 et possède une valeur telle que le tube 18 n'est parcouru par un courant anodique que pendant une partie de la période de l'oscilla- tion en dents de scie, à savoir pendant l'intervalle de temps T.
Le temps T dépend linéairement de la valeur momen- tanée A (t) de l'enveloppe 20 puisque, si l'amplitude de l'oscillation en dents de scie est h, l'angle au sommet est la tension de polarisation négative est ho, on a
T = 2 [h - ho + A (t)] tg [alpha]/2 En utilisant un tube 18 à grande inclinaison de la caracté- ristique et en branchant une forte résistance 23 dans le circuit anodique, on assure que la tension en dents de scie à laquelle la grille est soumise se transforme en pulsations de courant anodique sensiblement rectangulaires pendant les intervalles de temps T (voir fig. 3), de sorte qu'il se produit aux bornes de la résistance 23 une tension en forme de pulsa- tion, ainsi que l'indique la courbe 24 de la fig. 2.
Cette tension est transmise à travers les points 10 et 11 aux résistances non linéaires 4 et 5 du circuit 3, ce qui
<Desc/Clms Page number 4>
a pour effet que ces résistances deviennent alternativement conductrices et non conductrices à une cadence correspondant à celle des pulsations. Il se produit alors dans l'enroule- ment secondaire du transformateur 9 une oscillation qui est le produit des oscillations à dilater et de la tension en forme de pulsations selon la courbe 24 de la fig.2.
Si, par exemple, 1-'oscillation à dilater est donnée par A(t) sin # t, l'amplitude A(t) étant fonction du temps, et si l'on considère un intervalle de temps durant lequel cette amplitude a une valeur constante A (T1), de sorte que pendant cet intervalle de temps la durée T des pulsations a une valeur constante 2T1 2T1 , la. tension en forme de pulsation qui est transmise au
EMI4.1
U) circuit 3 peut être représentée par la série de Fourier
EMI4.2
E(t) = Tl + :- [j3in Tl cos uJ ot + sin 2Ticos 2wot + sin 3T cos 3,-Jot + ....J= + JL 2 1 sin n Tl cos nu?ot 7/ rr n (n = 1, 2, 3 ....+... ) où eu) est la fréquence angulaire de l'oscillation en dents de scie.
La tension qui existe aux bornes de l'enroulement se- condaire du transformateur 9 peut alors être représentée par
EMI4.3
A (Ti) sim.,7 t. E(t)= A(TI) sin t + 2 ùl 1. sin uJ t. sin n Tl cos n <J t = (Tl) sin <.Jt + A(TI) n 1 sin n Tl L sin ( n W 0 + u. t + sin (n;J 0 - ,;:)) t7.
Si la fréquence de l'oscillation en dents de scie o est choisie telle que la fréquence de différence la plus basse #o - # dans le second membre de cette expression soit supé- rieure à #, le oremier membre peut être séparé du second au moyen d'un filtre passe-bas. Sur la fig.l, ce filtre passe- bas est désigné par 24. Il se produit alors entre les bornes de sortie 6 et 7 une tension qui n'est déterminée que par le premier membre A (Tl) T1/# sin #t et cette tension possède donc la même fréquence que l'oscillation à dilater , l'amplitude
<Desc/Clms Page number 5>
étant, cependant, multipliée par un facteur T1.
#
Comme T dépend linéairement de l'amplitude A(T) de l'oscillation à dilater, l'amplitude de l'oscillation dilatée est proportionnelle au carré de l'amplitude de l'oscillation à dilateur, ou en d'autres termes l'expansion s'effectue qua- dratiquement.
Dans ce qui précède, on a considéré que l'oscilla- tion à dilater se compose d'une seule oscillation sinusoïda- le. Il est,cependant, évident que les considérations corres- pondent également au cas où un mélange d'un nombre variable d'oscillations sinusoïdales, comme par exemple la parole ou la musique, doit être soumis à l'expansion. Dans ce cas,¯il faut que la fréquence #o de l'oscillation en dents de scie soit plus élevée que la fréquence la plus élevée qui se pro- duit dans la parole ou la musique.
Dans le montage décrit, les oscillations à dilater traversent le circuit qui comporte les résistances non.liné- aires et la conductivité de ces résistances est contrôlée par des pulsations de durée variable, durée qui était condi- tionnée par la valeur momentanée de l'enveloppe des oscilla- tions. Toutefois, on peut aussi disposer le montage de telle manière que l'enveloppe des oscillations à dilater'traverse le circuit qui comporte les résistances non linéaires et .que la conductivité des résistances non linéaires soit contrôlée par des pulsations dont la durée est subordonnée à la valeur momentanée des oscillations à dilater elles-mêmes.
Dans ce cas, on intercale dans le montage de la fig.l le redresseur 111 ainsi que le filtre 14,15 entre les bornes.d'entrée 1, 2 et le circuit 3 et on transmet les oscillations à dilater directement au potentiomètre 16.
<Desc / Clms Page number 1>
Electrical assembly intended for the expansion of electric oscillations.
The present invention relates to an electrical circuit for the expansion of electrical oscillations.
According to the invention, the electrical oscillations or the envelope of these oscillations are passed through a circuit containing one or more non-linear resistors, the conductivity of which is controlled by pulsations of variable duration, a duration which is a function of the value. momentary envelope of electrical oscillations or momentary value of electrical oscillations, respectively.
The assembly which forms the subject of the invention can be arranged in such a way that the duration of the pulsations depends linearly on the momentary value of the electric oscillations. A quadratic expansion then occurs. he
<Desc / Clms Page number 2>
It is, however, also possible to perform the expansion in accordance with another law by choosing another relation between the duration of the pulses and the momentary value of the envelope or the momentary value of the electric oscillations, respectively.
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 text naturally forming part of the invention.
Fig. 1 shows an embodiment of the assembly which is the subject of the invention. The assembly comprises input terminals 1, 2 to which the oscillations to be dilated are transmitted and the output terminals 6, 7 from which the dilated oscillations are taken. The input and output terminals are coupled, via a transformer 8 and a transformer 9, respectively, to a circuit comprising two non-linear resistors, for example the dry rectifiers 4 and 5. The windings of the transformers 8 and 9 which are connected to circuit 3 have middle connections 10 and 11, respectively, and between these points 10 and 11, pulses of variable duration are transmitted which control the conductivity of non-linear resistors 4 and 5.
The duration of these pulses is determined by the envelope of the oscillations to be dilated, a result which is obtained as follows.
The oscillations to be expanded transmitted to terminals 1 and 2 are transmitted through a capacitor 110 to a diode tube 111 which rectifies these oscillations. The rectified oscillations are transmitted through a low-pass filter which consists of an inductor 13 and two capacitors 12 and 14 and whose limit frequency is such that the frequencies present in ', the envelope of the oscillations to be expanded are transmitted,
<Desc / Clms Page number 3>
while other frequencies are suppressed. There is thus produced at the terminals of a potentiometer 15 a voltage which varies in accordance with the envelope of the oscillations to be expanded.
Together with a sawtooth voltage generated by a generator 16 and with a negative bias voltage supplied by a source 17, said voltage is transmitted to the grid of a tube 18. The assembly will not be described in detail. of generator 16, because assemblies of this kind are universally known.
Fig. 2 shows the voltage to which the grid of the tube 18 is subjected and which arises as a result of the superposition of the casing 19 and the sawtooth voltage 20. The negative bias voltage which comes from the source 17 is indicated by a line 21 and has a value such that the tube 18 is traversed by an anode current only during part of the period of the sawtooth oscillation, namely during the time interval T.
The time T depends linearly on the momentary value A (t) of the envelope 20 since, if the amplitude of the sawtooth oscillation is h, the apex angle is the negative bias voltage is ho , we have
T = 2 [h - ho + A (t)] tg [alpha] / 2 By using a tube 18 with a large inclination of the characteristic and by connecting a strong resistor 23 in the anode circuit, it is ensured that the voltage in sawtooth to which the grid is subjected is transformed into approximately rectangular anode current pulses during the time intervals T (see fig. 3), so that a voltage in the form of a pulsa occurs across resistor 23. - tion, as indicated by curve 24 of FIG. 2.
This voltage is transmitted through points 10 and 11 to nonlinear resistors 4 and 5 of circuit 3, which
<Desc / Clms Page number 4>
has the effect that these resistors become alternately conductive and non-conductive at a rate corresponding to that of the pulses. An oscillation then occurs in the secondary winding of transformer 9 which is the product of the oscillations to be expanded and of the voltage in the form of pulses according to curve 24 of FIG.
If, for example, the oscillation to be dilated is given by A (t) sin # t, the amplitude A (t) being a function of time, and if we consider a time interval during which this amplitude has a constant value A (T1), so that during this time interval the duration T of the pulses has a constant value 2T1 2T1, la. pulsating voltage that is transmitted to the
EMI4.1
U) circuit 3 can be represented by the Fourier series
EMI4.2
E (t) = Tl +: - [j3in Tl cos uJ ot + sin 2Ticos 2wot + sin 3T cos 3, -Jot + .... J = + JL 2 1 sin n Tl cos nu? Ot 7 / rr n ( n = 1, 2, 3 .... + ...) where eu) is the angular frequency of the sawtooth oscillation.
The voltage which exists at the terminals of the secondary winding of transformer 9 can then be represented by
EMI4.3
A (Ti) sim., 7 t. E (t) = A (TI) sin t + 2 ùl 1. sin uJ t. sin n Tl cos n <J t = (Tl) sin <.Jt + A (TI) n 1 sin n Tl L sin (n W 0 + u. t + sin (n; J 0 -,; :)) t7 .
If the frequency of the sawtooth oscillation o is chosen such that the lowest difference frequency #o - # in the second member of this expression is greater than #, the first member can be separated from the second to using a low pass filter. In fig.l, this low-pass filter is designated by 24. There is then produced between the output terminals 6 and 7 a voltage which is determined only by the first member A (Tl) T1 / # sin #t and this voltage therefore has the same frequency as the oscillation to be dilated, the amplitude
<Desc / Clms Page number 5>
being, however, multiplied by a factor T1.
#
Since T depends linearly on the amplitude A (T) of the oscillation to be dilated, the amplitude of the dilated oscillation is proportional to the square of the amplitude of the dilator oscillation, or in other words the expansion takes place almost.
In the foregoing, it has been considered that the oscillation to be dilated consists of a single sinusoidal oscillation. It is, however, evident that the considerations also correspond to the case where a mixture of a varying number of sinusoidal oscillations, such as for example speech or music, is to be subjected to expansion. In this case, ¯ the frequency #o of the sawtooth oscillation must be higher than the highest frequency that occurs in speech or music.
In the assembly described, the oscillations to be expanded pass through the circuit which comprises the nonlinear resistors and the conductivity of these resistors is controlled by pulsations of variable duration, a duration which was conditioned by the momentary value of the envelope. oscillations. However, the assembly can also be arranged in such a way that the envelope of the oscillations to be expanded crosses the circuit which comprises the non-linear resistors and that the conductivity of the non-linear resistors is controlled by pulsations whose duration is subordinate to the momentary value of the oscillations to be dilated themselves.
In this case, the rectifier 111 and the filter 14,15 are interposed in the assembly of fig.l between the input terminals 1, 2 and circuit 3 and the oscillations to be expanded are transmitted directly to the potentiometer 16.