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Limiteur de modulation.
L'invention a pour but de résoudre le problème qui consiste à réaliser la limitation de la modulation en amplitude d'une ten- sion à haute fréquence à une valeur déterminée, indépendamment des variations de la valeur effective ou de l'amplitude de pointe de la tension à moduler et de Il'onde porteuse à moduler, au moyen d'un'dispositif automatique.
Un avantage particulier du procédé suivant l'invention consis- te dans la possibilité de choisir à volonté la constante de temps de l'opération de limitation, et de rendre inutile la dépense tech- nique d'étages d'amplification supplémentaires, ou de pièces compli- quées.
L'amplitude de l'oscillation d'une onde porteuse modulée va- rie, suivant la forme de la courbe de variation de l'oscillation à moduler, symétriquement de la valeur de l'amplitude de l'oscilla- tion de l'onde porteuse non modulée, c'est-à-dire entre les valeurs m = 0 et m= 1, m étant le degré de modulation défini comme étant le rapport entre la demi-différence d'amplitude des demi-ondes de
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même signe que l'onde porteuse modulée et l'amplitude de ces demi- ondes, non modulées. Dans les conditions qui doivent être prévues presque sans exception dans la technique de la haute fréquence, le degré de modulation m, ne doit pas être supérieur à 1, car une modu- lation plus forte d'une onde donne lieu à des distorsions non liné- aires dans l'appareil récepteur.
Dans un émetteur à haute fréquence, si on dépasse le degré de modulation autorisé, on risque d'endomma- ger diverses pièces de l'émetteur, étant donné qu'en effet, des con- densateurs, câbles et bobines, peuvent être détruits par des déchar- ges de surtension. pour rendre aussi grand que possible le rapport entre le niveau utile et le niveau parasite à l'endroit de la ré- ception, on s'efforce toujours de faire correspondre à la valeur maximum de l'amplitude de la tension de modulation, la valèur maxi- mum du degré de modulation autorisé, par exemple m = 1, Mais en pratique cette condition est difficile à remplir, soit parce que l'étendue dynamique de la tension de modulation est trop grande et par suite que le degré de modulation moyen est trop petit,
soit parce que le niveau de la tension de modulation transmise par exem- ple par un câble subit de fortes variations dans le temps. En prati- que, ces variations dans le temps doivent être toujours escomptées dans les lignes à grande distance, qui passent par un grand nombre de bureaux amplificateurs. A part cela, il existe aussi des cas dans lesquels la grandeur de l'onde porteuse à moduler doit varier en peu de temps pour des raisons de fonctionnement.
Il existe, pour éviter les surmodulations, des limiteurs de modulation connus, qui fonctionnent sous forme de potentiomètres à commande mécanique, d'amplif icateurs-régulateurs, etc. Dans ces dispositifs limiteurs connus, il est nécessaire de déterminer d'abord le niveau nécessaire de la tension de modulation correspon- dant à la valeur maximum du degré de modulation prescrit par une mesure du degré de modulation provoquée dans l'émetteur par une tension de modulation déterminée.
Par suite, on règle le limiteur de façon qu'il fonctionne sous l'action de la valeur maximum du degré de modulation prescrit (principe du réglage en'avant). ce
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réglage (étalonnage) est maintenu aussi longtemps que le degré d'amplification des étages, qui suivent le limiteur, reste cons- tant, et qu'en outre la grandeur de l'onde porteuse à moduler ne varie pas. Mais ce dernier cas n'est nullement celui qui se présente toujours. En outre, il existe dans la pratique des cas dans lesquels, ainsi qu'il a déjà été dit, l'émission doit s'effectuer au bout de peu de temps, avec une onde porteuse d'une autre valeur.
Il convien- drait de faire correspondre à cette valeur modifiée de l'onde porteu- se une tension de modulation modifiée en conséquence dans le même rapport pour maintenir la valeur maximum du degré de modulation prescrit.
Pour satisfaire à toutes ces conditions, qui se posent dans la pratique, on utilise suivant l'invention le principe du réglage en arrière de la manière suivante : une fois atteint un degré de modu- lation m donné, déterminé, s'effectue une opération de réglage, in- dépendante de la grandeur de la tension à haute fréquence modulée à contrôler, de façon à faire varier le rapport entre l'amplitude de la tension de modulation et l'amplitude de la tension de l'onde porteuse à moduler, dans des conditions telles que le degré de modu- lation donné ne soit dépassé que d'une quantité pratiquement négli- geable, et dépendante des dimensions choisies.
Etant donné que l'en- trée en action de la limitation dépend seulement du degré de modula- tion effectivement existant, des variations de l'onde porteuse à mo- duler n'ont plus aucune influence sur la valeur maximum du degré de modulation maintenu automatiquement. Le dispositif suivant l'in- vention fonctionne sans exercer aucune action sur la modulation, lorsque la tension de modulation arrive à un niveau ne donnant lieu à aucune surmodulation de l'émetteur, c'est seulement lorsque le degré de modulation dépasse la valeur maximum donnée que le réglage du dispositif entre immédiatement en action.
Le nouveau limiteur de modulation ainsi caractérisé est cons- truit de préférence de façon à démoduler la tension à haute fréquen- ce modulée à contrôler, et à dériver du produit de la démodulation par un nouveau redressement une tension de réglage exerçant une in-
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fluence sur le rapport entre la tension de modulation et l'amplitu- de de la tension de l'onde porteuse à moduler, sous forme d'une ten- sion directrice, dont la naissance dépend exclusivement du rapport de grandeur établi conformément au degré de modulation donné entre les composantes de tension alternative et continue du produit de la démodulation, qui participent au nouveau redressement et à cet effet sont représentées séparément.
Un moyen simple d'agir sur l'entrée en action de l'opération de réglage consiste à utiliser la composante de courant continu du produit de la démodulation à titre de tension de blocage dans le second dispositif de redressement, qui sert à faire naître la ten- sion de réglage.
Sur le dessin ci-joint, donné uniquement à titre d'exemple :
La fig.l représente un dispositif limiteur de modulation de forme simple.
La fig. 2 représente un autre exemple de réalisation du limiteur de modulation suivant l'invention.
Les figs.3 et 4 représentent des courbes de tension.
La représente la caractéristique de réglage d'un limiteur de modulation suivant l'invention.
Suivant la fig.l, la tension à haute fréquence HF, modulée, à contrôler, est démodulée par un redresseur I, de sorte que la ten- sion de démodulation peut être prélevée aux bornes de la résistance de dérivation 1, ou du condensateur 2. La tension de démodulation est transmise par l'intermédiaire d'une bobine de self 3, bloquant les courants à haute fréquence, et en passant par un condensateur de blocage 4, à la résistance 6, dont la tension aux bornes peut être considérée comme source de tension du second circuit de redres- sement. Le second redresseur II provoque un redressement de la compo- sante de courant alternatif du produit de la démodulation ; la ten- sion de réglage ainsi obtenue est la tension aux bornes de la résis- tance 7, et du condensateur 8 monté en parallèle.
Cette tension est transmise à l'amplificateur régulateur 2, et y exerce une influence sur le niveau de la tension de modulation, un rhéostat 5, qui, avec la résistance 6 forme un potentiomètre galvanique, est monté en pa- rallèle avec le condensateur 4, qui transmet la composante de cou-
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rant alternatif du produit de la démodulation à la résistance 6.
La grandeur de la composante de courant continu du produit de la démodulation, qui prend naissance à la résistance 6, dépend de la valeur de la résistance 5.
Le sens du passage du second redresseur II, est choisi de façon que la composante de courant continu qui prend naissance à la résistance 6 agisse à titre de tension de blocage. En conséquen- ce, il est possible d'exercer avec la résistance 5 une influence sur le moment où la tension régulatrice prend naissance, plus cette résistance 5 est faible, plus le degré de modulation pour lequel la tension régulatrice prend naissance est grand. Il est avantageux d'apposer sur le bouton de manoeuvre du rhéostat 5, des repères de réglage désignés par les valeurs du degré de modulation, Lorsque la tension régulatrice prend naissance, le degré d'amplification dans l'amplificateur-régulateur 9, qui est monté en série avec l'amplificateur de modulation de l'émetteur, commence aussitôt à diminuer.
Dans le montage de la fig.l, la séparation entre les composan- tes de la tension alternative et de la tension continue du produit de la démodulation s'effectue par le condensateur 4, dont la résis- tance au courant alternatif peut être négligé par rapport à la va- leur de la résistance 6, ou de la résistance du second circuit de redressement (6, II, 8, 7). Si la résistance 5 n'existait pas, il existerait aux bornes de la résistance 6 la composante pure et sim- ple de courant alternatif et aux bornes du condensateur 4, 'la compo- sante pure et simple de courant continu du produit de la démodula- tion.
Le rhéostat 5 permet donc de superposer aux bornes de la ré- sistance 6 une fraction de la composante de tension continue, telle que le redresseur II reste bloqué pour toutes les fractions de ten- sion alternative, qui sont inférieures à la valeur maximum du degré de modulation autorisé.
La fig,2 représenta, sous forme de montage, un autre exemple de réalisation destiné à la mise en pratique du dispositif limiteur de modulation suivant l'invention. La tension à haute fréquence mo-
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dulée qui prend naissance par rapport à la terre au point 1 du montage est transmise par l'intermédiaire du condensateur 2, au redresseur linéaire I. La tension démodulée se trouve alors aux bornes de la résistance 7, ou du condensateur de charge 6. La ré- sistance 4 et la bobine de self 5 servent à bloquer la haute fré- quence par rapport à la partie à basse fréquence du dispositif, qui commence par le condensateur 6. Le condensateur 3 forme avec le condensateur 2 un potentiomètre capacitif pour la tension à haute fréquence à démoduler.
L'enroulement d'entrée Zl du transformateur dont les enroulements de sortie sont désignés par Z2 et Z3, est accouplé à la résistance 7 par l'intermédiaire du condensateur 8.
La borne sous tension de la résistance 7 est réunie à la prise de courant commune aux deux enroulements de sortie du transformateur.
Les tensions de sortie du transformateur fonctionnent par l'inter- médiaire des redresseurs IIa et IIb, sur la résistance 9, avec la- quelle le condensateur 10 est monté en parallèle, pour obtenir la constante de temps que l'on désire, de cette opération de redresse- ment. La tension régulatrice de l'amplificateur régulateur 11, est prélevée à la résistance 9. Les redresseurs IIa et IIb sont polari- sés en sens inverse de leur direction de passage, par la composante de tension continue du produit de la démodulation qui existe à la résistance 7.
En conséquence, la tension régulatrice ne prend nais- sance que lorsque le degré de modulation m = zl pour la -z1 + z2 demi-onde inférieure de la tension de modulation (UZ1) obtenue par la demodulation, ou lorsque m = z1 pour la demi-onde supérieu- z3 - z1 re de la tension de modulation, en désignant par z1, z2 et z3 le nombre des spires des enroulements Z1, Z2, Z3. L'entrée en action de 1+opération de limitation est donc, aussi dans ce montage, indé- pendante de la grandeur de la tension à haute fréquence modulée à contrôler et n'est déterminée que par le rapport des enroulements du transformateur choisi.
Les figs.3 et 4 représentent sous forme de diagramme les rap- ports des tensions dont dépend l'opération de redressement dans les deux redresseurs IIa et IIb, la fig.3 représentant la courbe de
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tension, qui ne donne pas encore lieu à l'entrée en action d'une limitation dela modulation, tandis que la fig.4 représente les conditions dans lesquelles se produit une limitation de la modula- tion. Sur ces diagrammes, on a porté en abscisses les temps et en ordonnées les tensions U, qui prennent naissance aux bornes des éléments de redressement ; en outre, on a porté en ordonnées vers le bas le courant IUG, de passage du redresseur ; le diagramme au- dessus des abscisses caractérise la zone de blocage du redresseur, pour laquelle par suite IG = 0 d'une manière générale.
La tension induite UZ2, dans l'enroulement de sortie Z2, s'ajoute à la tension aux bornes UDem, de la résistance 1 ; la somme UDem + UZ2 est si grande dans la demi-onde inférieure que la tension de polarisation du redresseur est justement compensée pour la valeur maximum du de- gré de modulation prescrit. Si le degré de modulation devient supé- rieur à celui qui correspond à la tension initiale dans le sens de blocage, il passe par le redresseur IIa, un courant dont la moyenne arithmétique correspond à la superficie des pointes des oscillations au-dessous de l'abscisse U = 0 sur la fig.4 ; le condensateur 9 est chargé par ce courant directeur.
La demi-onde supérieure- de la ten- sion de démodulation UDem est décalée de 180 , suivant le sens de l'enroulement Z3, qui par hypothèse est contraire au sens d'enrou- lement de Z1 et Z2, de sorte que si l'on tient compte du rapport des nombres de spires, en ce qui concerne le redressement par le redresseur IIb ,on. obtient les mêmes conditions de passage que pour le circuit de redressement de l'enroulement Z2. par conséquent pour que, par exemple pour un degré de modulation m = 1, un courant di- recteur puisse passer, il faut ajouter à la tension UDem, en concor- dance de phase, une tension UZ2, qui soit assez grande pour que la valeur de la tension de la pointe inférieure de l'oscillation attei- gne la valeur 0.
Etant donné que la tension de modulation UZ1, obte- nue par la démodulation est superposée à une tension continue diri- gée dans le sens positif suivant les figs.3 et 4, il faut que la ten- sion UZ2 = UZ1. (1/m- 1). pour faire participer aussi la pointe supé- rieure de la demi-onde à la formation d'un courant directeur et par
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suite à l'entrée en action d'une limitation, il faut ajouter à la tension Uz1, une tension UZ3, qui est également assez grande pour que la valeur de la tension de la pointe d'oscillation de la demi- onde atteigne la valeur 0, pour la tension initiale correspondante.
Si l'on tient compte que cette tension doit être décalée en phase de 180 , la tension UZ3 = UZ1 (1/m + 1). On obtient donc les relations suivantes donnant le rapport de transformation que doit avoir le transformateur :
EMI8.1
1 m¯ 1 ) ou -z = ( + 1). zl lm"'
Dans l'exemple de réalisation représenté, on utilise pour fai- re naître la tension régulatrice, même en cas de modulation dissy- métrique de la tension à haute fréquence, la demi-onde inférieure, ainsi que la demi-onde supérieure de la tension de modulation ob- tenue par démodulation.
La fig.5 représente la caractéristique de réglage d'un limi- teur de modulation suivant l'invention. on a porté en ordonnées les degrés de modulation m, et en abscisses les tensions de modulation UM, transmises à l'émetteur. En choisissant la tension à la résis- tance 9, on est à même de faire prendre à la courbe de limitation soit une forme pratiquement horizontale (courbe a) soit une forme légèrement ascendante (courbes b et c). L'entrée en action de la limitation elle-même est indépendante de la valeur de la tension à la résistance 7.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de limitation de la modulation est construit de façon que les va- riations qui se produisent dans le circuit anodique de l'étage ré- gulateur, chaque fois que la tension régulatrice prend naissance, déclenchent une seconde opération régulatrice supplémentaire, qui a également pour but de limiter le degré de modulation, mais com- porte une constante de temps plus grande que l'opération qui provo- que les variations de courant, et en raison de son action, provoque une diminution du degré d'amplification en fonction de la fréquence des variations de courant qui se produisent. Ce moyen a pour but
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de réaliser un réglage combiné fonctionnant rapidement et lentement.
Dans le cas du réglage fonctionnant lentement et à l'encontre de la limitation du degré de modulation fonctionnant rapidement, on fait diminuer le degré d'amplification de l'amplificateur régulateur pendant une période d'une durée assez longue, en quelque sorte à ti- tre préparatoire, de sorte que la faible ainsi que la forte ampli- tude de la tension de modulation prennent des valeurs plus faibles dans les mêmes proportions. Ce réglage de la limitation de la modu- lation est important, lorsqu'on a à escompter de fortes variations dans le temps, du niveau de la tension modulatrice.
En effet, on sait par expérience que le personnel de conduite de l'émetteur choisit, justement pour protéger les éléments de commutation de l'é- metteur, une valeur assez faible pour la modulation moyenne, pour que l'émetteur ne subisse pas de surmodulations dangereuses, même dans le cas du niveau incident élevé, Mais il en résulte que le vo- lume utile de la modulation devient en moyenne très faible et que la totalité de la puissance de l'émetteur dont on dispose n'est complètement modulé que pendant de courts instants et le plus sou- vent très rares.
Un limiteur de modulation indépendant de toutes les influences extérieures, tel qu'il est préconisé par l'invention, permet donc de remédier complètement à ces inconvénients, du fait que le niveau d'entrée de la tension de modulation est choisi à priori plus élevé que celui qui serait nécessaire à la complète mo- dulation de la tension à haute fréquence, on obtient ainsi avec cer- titude d'une manière continue un volume utile considérable de la mo- dulation.
Dans l'exemple de montage de la fig. 2, le réglage lent s'ef- fectue en faisant varier le facteur de réaction d'un second étage amplificateur. Dans le premier étage amplificateur construit sous forme d'étage en push-pull, un réglage rapide s'effectue au moyen de la tension régulatrice prélevée à la résistance 9, et cette ten- sion régulatrice est utilisée à titre de tension de polarisation du circuit de grille formé par l'enroulement de sortie du transforma - teur à basse fréquence 13. Au moment où le réglage rapide entre en
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action, le courant anodique des deux lampes montées en opposition diminue.
Le circuit anodique de cet étage en opposition contient l'amplificateur magnétique 14, qui fournit une tension de sortie proportionnelle au courant anodique moyen, et par conséquent dépend des variations de courant correspondant à l'entrée en action du ré- glage ; le courant de sortie de cet amplificateur magnétique alimen- te l'enroulement de chauffage 15, qui agit sur la résistance 16, dépendant de la température, par exemple en bioxyde d'urane. Cette résistance dépendant de la température est montée en série avec la résistance 19 et le condensateur 18 et forme avec lui un circuit de réaction qui agit sur le degré d'amplification de la lampe 17.
Si l'effet de réaction augmente du fait d'un chauffage moindre de la résistance 16, l'amplification générale de l'amplificateur régu- lateur diminue. Pour éviter les bruits de craquements à la réception acoustique d'un émetteur réglé suivant l'invention, la limitation de degré de modulation ne doit pas s'effectuer avec une constante de temps trop faible. Au contraire la constante de temps doit être choisie au moins de façon que la limitation du côté de l'émission de la tension de modulation n'apparaisse pas sous forme de bruits de craquements.
Il résulte de mesures physiologiques appropriées, connues d'après la documentation, que ces opérations de réglage dont la durée d'entrée en action est superieure à 2 m/sec, et la durée de cessation est supérieure à 100 m/sec, ne sont pas perçues par l'oreille humaine sous forme de bruits de craquements.
En ce qui concerne la durée de l'entrée en action dans le dispositif suivant l'invention, la charge du condensateur le et par suite la diminution de l'amplification de l'amplificateur régulateur peut s'effectuer en un temps de l'ordre de grandeur de quelques m/sec.; à cet effet, il faut dans l'exemple de réalisation de la fig. 2, que la réactance du transformateur soit faible, c'est-à-dire que l'on ait : R7 = # Rg, z2 + z3 dans laquelle R7 désigne la. valeur de la résistance 7, et R9, celle de la résistance 9.
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Le dispositif de limitation de la modulation suivant l'inven- tion permet d'obtenir un réglage qui ne provoque pas de .distorsion non linéaire, et permet d'éviter des distorsions non linéaires gé- néralement inévitables dans l'émetteur, car la limitation de modu- lation supprime toutes surmodulations de 1'émetteur et la durée de l'entrée en action du réglage est si faible que l'oreille humaine, en raison de sa propre durée d'excitation, ne peut pas percevoir les distorsions des quelques rares oscillations qui se produisent encore au moment de l'entrée en action.
REVENDICATIONS.
1. Dispositif de limitation de la modulation dont le fonc- tionnement est caractérisé en ce que, indépendamment de la valeur de la tension à haute fréquence modulée à contrôler, une fois at- teint un degré de modulation (m) donné, déterminé, s'effectue une opération de réglage, qui a pour effet de faire varier le rapport entre l'amplitude de la tension de modulation et l'amplitude de la tension à haute fréquence à moduler, dans des conditions telles que le degré de modulation donné ne soit dépassé que d'une quantité pra- tiquement négligeable et dépendant des dimensions choisies.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Modulation limiter.
The object of the invention is to solve the problem which consists in limiting the amplitude modulation of a voltage at high frequency to a determined value, independently of the variations of the effective value or of the peak amplitude of the voltage to be modulated and the carrier wave to be modulated, by means of an automatic device.
A particular advantage of the method according to the invention consists in the possibility of choosing at will the time constant of the limiting operation, and of making unnecessary the technical expense of additional amplification stages, or of parts. complicated.
The amplitude of the oscillation of a modulated carrier wave varies, depending on the shape of the variation curve of the oscillation to be modulated, symmetrically with the value of the amplitude of the oscillation of the wave unmodulated carrier, that is to say between the values m = 0 and m = 1, m being the degree of modulation defined as being the ratio between the half-difference in amplitude of the half-waves of
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same sign as the modulated carrier wave and the amplitude of these half-waves, unmodulated. Under the conditions which must be foreseen almost without exception in high frequency technology, the degree of modulation m, should not be greater than 1, since stronger modulation of a wave gives rise to non-linear distortions. - areas in the receiving device.
In a high frequency transmitter, if the authorized degree of modulation is exceeded, there is a risk of damaging various parts of the transmitter, since capacitors, cables and coils can be destroyed by overvoltage discharges. in order to make the ratio between the useful level and the parasitic level at the point of reception as large as possible, an effort is always made to make the maximum value of the amplitude of the modulation voltage correspond to the value maximum authorized degree of modulation, for example m = 1, But in practice this condition is difficult to fulfill, either because the dynamic range of the modulation voltage is too large and therefore the average degree of modulation is too small,
or because the level of the modulation voltage transmitted, for example, by a cable undergoes strong variations over time. In practice, these variations in time must always be expected in long distance lines, which pass through a large number of amplifier offices. Apart from this, there are also cases in which the magnitude of the carrier wave to be modulated must vary in a short time for operational reasons.
To avoid over-modulation, there are known modulation limiters which operate in the form of mechanically controlled potentiometers, amplifiers-regulators, etc. In these known limiting devices, it is necessary to first determine the necessary level of the modulation voltage corresponding to the maximum value of the prescribed degree of modulation by measuring the degree of modulation caused in the transmitter by a voltage of determined modulation.
Consequently, the limiter is adjusted so that it operates under the action of the maximum value of the prescribed degree of modulation (principle of forward adjustment). this
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adjustment (calibration) is maintained as long as the degree of amplification of the stages, which follow the limiter, remains constant, and furthermore the magnitude of the carrier wave to be modulated does not vary. But this last case is by no means the one that always arises. In addition, there are in practice cases in which, as has already been said, the transmission must take place after a short time, with a carrier wave of another value.
This modified value of the carrier wave should be matched to a correspondingly modified modulation voltage in the same ratio to maintain the maximum value of the prescribed degree of modulation.
In order to satisfy all these conditions, which arise in practice, the principle of backward adjustment is used according to the invention as follows: once a given, determined degree of modulation m has been reached, an operation is carried out. adjustment, independent of the magnitude of the modulated high frequency voltage to be controlled, so as to vary the ratio between the amplitude of the modulation voltage and the amplitude of the voltage of the carrier wave to be modulated, under conditions such that the given degree of modulation is exceeded by a practically negligible amount, and dependent on the dimensions chosen.
Since the entry into action of the limitation depends only on the degree of modulation actually existing, variations of the carrier wave to be modulated no longer have any influence on the maximum value of the degree of modulation maintained. automatically. The device according to the invention operates without exerting any action on the modulation, when the modulation voltage reaches a level which does not give rise to any over-modulation of the transmitter, it is only when the degree of modulation exceeds the maximum value. given that the device setting immediately takes effect.
The novel modulation limiter thus characterized is preferably constructed so as to demodulate the modulated high-frequency voltage to be controlled, and to derive from the product of the demodulation by a new rectification an adjustment voltage exerting an influence.
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fluence on the ratio between the modulation voltage and the amplitude of the voltage of the carrier wave to be modulated, in the form of a directing voltage, the origin of which depends exclusively on the magnitude ratio established in accordance with the degree of modulation given between the AC and DC voltage components of the product of the demodulation, which participate in the new rectification and for this purpose are shown separately.
A simple way to act on the entry into action of the adjustment operation is to use the direct current component of the product of the demodulation as the blocking voltage in the second rectifier device, which serves to generate the adjustment voltage.
In the attached drawing, given only as an example:
Fig.l shows a simple shape modulation limiter device.
Fig. 2 shows another embodiment of the modulation limiter according to the invention.
Figs. 3 and 4 represent voltage curves.
The represents the adjustment characteristic of a modulation limiter according to the invention.
According to fig. 1, the modulated high frequency HF voltage to be controlled is demodulated by a rectifier I, so that the demodulation voltage can be taken at the terminals of the shunt resistor 1, or of the capacitor 2 The demodulation voltage is transmitted through a choke coil 3, blocking high frequency currents, and passing through a blocking capacitor 4, to resistor 6, the terminal voltage of which can be considered as voltage source of the second rectification circuit. The second rectifier II causes a rectification of the alternating current component of the product of the demodulation; the adjustment voltage thus obtained is the voltage across resistor 7 and capacitor 8 connected in parallel.
This voltage is transmitted to the amplifier regulator 2, and exerts an influence there on the level of the modulating voltage, a rheostat 5, which, with the resistor 6 forms a galvanic potentiometer, is mounted in parallel with the capacitor 4 , which transmits the color component
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alternating rant of the product of demodulation at resistance 6.
The magnitude of the DC component of the demodulation product, which originates at resistor 6, depends on the value of resistor 5.
The direction of passage of the second rectifier II is chosen so that the direct current component which originates at resistor 6 acts as a blocking voltage. Therefore, it is possible with the resistance 5 to exert an influence on the moment when the regulating voltage arises, the lower this resistance 5, the greater the degree of modulation at which the regulating voltage arises. It is advantageous to affix on the maneuvering button of the rheostat 5, adjustment marks designated by the values of the degree of modulation, When the regulating voltage arises, the degree of amplification in the amplifier-regulator 9, which is connected in series with the modulation amplifier of the transmitter, immediately begins to decrease.
In the assembly of fig. 1, the separation between the components of the alternating voltage and of the direct voltage of the product of the demodulation is effected by the capacitor 4, whose resistance to the alternating current can be neglected by relative to the value of resistor 6, or of the resistance of the second rectifying circuit (6, II, 8, 7). If resistor 5 did not exist, there would exist across resistor 6 the pure and simple component of alternating current and across capacitor 4, the pure and simple component of direct current of the product of the demodula. - tion.
The rheostat 5 therefore makes it possible to superimpose at the terminals of the resistor 6 a fraction of the DC voltage component, such that the rectifier II remains blocked for all the AC voltage fractions, which are less than the maximum value of the degree modulation allowed.
FIG. 2 shows, in the form of an assembly, another exemplary embodiment intended for putting into practice the modulation limiting device according to the invention. The high frequency voltage mo-
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dule which originates with respect to the earth at point 1 of the assembly is transmitted via capacitor 2 to linear rectifier I. The demodulated voltage is then located at the terminals of resistor 7, or of load capacitor 6. The resistor 4 and the choke coil 5 serve to block the high frequency with respect to the low frequency part of the device, which begins with the capacitor 6. The capacitor 3 forms with the capacitor 2 a capacitive potentiometer for the voltage high frequency to demodulate.
The input winding Zl of the transformer, the output windings of which are designated by Z2 and Z3, is coupled to the resistor 7 through the capacitor 8.
The live terminal of resistor 7 is joined to the current socket common to the two output windings of the transformer.
The output voltages of the transformer operate through rectifiers IIa and IIb, on resistor 9, with which capacitor 10 is connected in parallel, to obtain the desired time constant, from this straightening operation. The regulating voltage of the regulating amplifier 11 is taken from resistor 9. The rectifiers IIa and IIb are polarized in the opposite direction to their direction of passage, by the DC voltage component of the product of the demodulation which exists at the resistance 7.
Consequently, the regulating voltage only arises when the degree of modulation m = zl for the -z1 + z2 lower half-wave of the modulation voltage (UZ1) obtained by the demodulation, or when m = z1 for the upper half-wave z3 - z1 re of the modulation voltage, denoting by z1, z2 and z3 the number of turns of the windings Z1, Z2, Z3. The entry into action of the limitation operation is therefore, also in this assembly, independent of the magnitude of the modulated high frequency voltage to be controlled and is determined only by the ratio of the windings of the selected transformer.
Figs. 3 and 4 represent in diagram form the ratios of the voltages on which the rectifying operation depends in the two rectifiers IIa and IIb, fig. 3 representing the curve of
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voltage, which does not yet give rise to the entry into action of a modulation limitation, while fig. 4 shows the conditions under which a modulation limitation occurs. On these diagrams, we have plotted the times on the abscissa and the voltages U, which originate at the terminals of the rectifying elements, on the ordinate; in addition, the current IUG, passing through the rectifier, was plotted down on the ordinate; the diagram above the abscissa characterizes the blocking zone of the rectifier, for which consequently IG = 0 in general.
The induced voltage UZ2, in the output winding Z2, is added to the voltage at the terminals UDem, of resistor 1; the sum UDem + UZ2 is so great in the lower half-wave that the bias voltage of the rectifier is precisely compensated for the maximum value of the prescribed degree of modulation. If the degree of modulation becomes greater than that corresponding to the initial voltage in the blocking direction, it passes through the rectifier IIa, a current whose arithmetic mean corresponds to the area of the peaks of the oscillations below the abscissa U = 0 in fig. 4; capacitor 9 is charged by this directing current.
The upper half-wave of the demodulation voltage UDem is shifted by 180, following the direction of the winding Z3, which by assumption is opposite to the direction of winding of Z1 and Z2, so that if l 'account is taken of the ratio of the numbers of turns, with regard to the rectification by the rectifier IIb, on. obtains the same conditions of passage as for the rectifier circuit of the winding Z2. consequently so that, for example for a degree of modulation m = 1, a direction current can pass, it is necessary to add to the voltage UDem, in phase concordance, a voltage UZ2, which is large enough for the value of the voltage of the lower peak of the oscillation reaches the value 0.
Given that the modulation voltage UZ1, obtained by the demodulation is superimposed on a direct voltage directed in the positive direction according to figs. 3 and 4, the voltage UZ2 must be = UZ1. (1 / m- 1). to make the upper point of the half-wave also participate in the formation of a directing current and by
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following the entry into action of a limitation, it is necessary to add to the voltage Uz1, a voltage UZ3, which is also large enough so that the value of the voltage of the oscillating peak of the half-wave reaches the value 0, for the corresponding initial voltage.
If we take into account that this voltage must be phase shifted by 180, the voltage UZ3 = UZ1 (1 / m + 1). We therefore obtain the following relations giving the transformation ratio that the transformer must have:
EMI8.1
1 m¯ 1) or -z = (+ 1). zl lm "'
In the example of embodiment shown, in order to generate the regulating voltage, even in the event of dissymmetric modulation of the high-frequency voltage, the lower half-wave, as well as the upper half-wave of the voltage are used. modulation obtained by demodulation.
FIG. 5 represents the adjustment characteristic of a modulation limiter according to the invention. the degrees of modulation m are plotted on the ordinate and the modulation voltages UM transmitted to the transmitter on the abscissa. By choosing the voltage at resistor 9, it is possible to make the limiting curve either take a practically horizontal shape (curve a) or a slightly ascending shape (curves b and c). The entry into action of the limitation itself is independent of the value of the voltage at resistor 7.
According to another characteristic of the invention, the device for limiting the modulation is constructed so that the variations which occur in the anode circuit of the regulator stage, each time the regulating voltage arises, trigger a second additional regulating operation, which also aims to limit the degree of modulation, but involves a time constant greater than the operation which causes the variations in current, and by virtue of its action, causes a decrease in the degree of amplification as a function of the frequency of the current variations which occur. This means aims
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to achieve a combined adjustment operating quickly and slowly.
In the case of the slowly operating adjustment and against the limitation of the fast operating modulation degree, the degree of amplification of the regulating amplifier is made to decrease for a period of a rather long period of time, in a way at ti - be preparatory, so that the low as well as the high amplitude of the modulation voltage take smaller values in the same proportions. This adjustment of the modulation limitation is important, when large variations over time are to be expected in the level of the modulating voltage.
Indeed, we know from experience that the operating personnel of the transmitter chooses, precisely to protect the switching elements of the transmitter, a value low enough for the average modulation, so that the transmitter is not subjected to any interference. dangerous overmodulations, even in the case of the high incident level, But the result is that the useful volume of the modulation becomes on average very low and that all of the transmitter power available is only completely modulated. for short and often very rare moments.
A modulation limiter independent of all external influences, as recommended by the invention, therefore makes it possible to completely remedy these drawbacks, since the input level of the modulation voltage is chosen a priori higher. than that which would be necessary for the complete modulation of the voltage at high frequency, one thus obtains with certainty in a continuous manner a considerable useful volume of the modulation.
In the assembly example of FIG. 2, the slow adjustment is made by varying the reaction factor of a second amplifier stage. In the first amplifier stage constructed as a push-pull stage, rapid adjustment is effected by means of the regulating voltage taken from resistor 9, and this regulating voltage is used as the bias voltage of the circuit. grid formed by the output winding of the low frequency transformer 13. At the moment when the fast setting enters into
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action, the anode current of the two lamps mounted in opposition decreases.
The anode circuit of this stage in opposition contains the magnetic amplifier 14, which supplies an output voltage proportional to the average anode current, and consequently depends on the variations of current corresponding to the entry into action of the regulation; the output current of this magnetic amplifier feeds the heating winding 15, which acts on the resistance 16, depending on the temperature, for example in uranium dioxide. This temperature-dependent resistor is connected in series with resistor 19 and capacitor 18 and forms with it a feedback circuit which acts on the degree of amplification of lamp 17.
If the feedback effect increases due to less heating of resistor 16, the overall amplification of the regulating amplifier decreases. To avoid cracking noises on acoustic reception of a transmitter set according to the invention, the modulation degree limitation should not be carried out with too low a time constant. On the contrary, the time constant must be chosen at least so that the limitation on the emission side of the modulating voltage does not appear in the form of crackling noises.
It follows from appropriate physiological measurements, known from the documentation, that these adjustment operations whose duration of entry into action is greater than 2 m / sec, and the duration of cessation is greater than 100 m / sec, are not not perceived by the human ear as crackling noises.
As regards the duration of the entry into action in the device according to the invention, the charging of the capacitor 1c and consequently the reduction in the amplification of the amplifier regulator can be carried out in a time of the order of of magnitude of a few m / sec .; for this purpose, it is necessary in the embodiment of FIG. 2, that the reactance of the transformer is low, that is to say that we have: R7 = # Rg, z2 + z3 in which R7 denotes the. value of resistor 7, and R9, that of resistor 9.
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The modulation limiting device according to the invention makes it possible to obtain an adjustment which does not cause non-linear distortion, and makes it possible to avoid generally unavoidable non-linear distortions in the transmitter, since the limitation modulation removes all overmodulation of the transmitter, and the duration of the control action is so short that the human ear, due to its own duration of excitation, cannot perceive the distortions of the rare few. oscillations which still occur at the time of entry into action.
CLAIMS.
1. Device for limiting the modulation, the operation of which is characterized in that, independently of the value of the modulated high frequency voltage to be controlled, once a given, determined degree of modulation (m) has been reached, s 'performs an adjustment operation, which has the effect of varying the ratio between the amplitude of the modulation voltage and the amplitude of the high-frequency voltage to be modulated, under conditions such that the given degree of modulation is not exceeded by a practically negligible amount and depending on the dimensions chosen.
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