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Montage limiteur de l'amplitude d'une oscillation électrique
La limitation de l'amplitude d'oscillations électriques s'effectue souvent à l'aide d'une diode à laquelle on applique une tension de polarisation négative et que l'on monte en parallèle avec une impédance à laquelle une source de tension transmet les oscillations à limiter. Aussi longtemps que la valeur instantanée de l'amplitude de la tension obtenue aux bornes de l'impédance est plus petite que la tension de polarisation négative, la diode n'est pas conductrice et la tension aux bornes de l'impédance est proportionnelle à la tension de la source.
Cependant, dès que la valeur instantanée de la tension aux bornes de l'impédance est plus grande que la tension de polarisation négative, la diode devient conductrice et la tension aux bornes de l'impédance croît moins rapidement avec la tension de la source que précédemment.
Pour certaines applications, par exemple dans des récepteurs d'oscillations modulées en fréquence, ce montage ne convient pas, car il ne permet pas de maintenir suffisamment constante l'amplitude de l'oscillation à limiter, puisque dès que la diode devient conductrice, sa résistance interne n'est pas infiniment petite.
Le montage conforme à l'invention assure une meilleure limitation que ceux connus; ce résultat est attribuable au fait que les oscillations à limiter sont transmises, par l'intermédiaire d'un réseau réciproque, au montage en série d'une diode et d'une impédance, grande pour les variations d'amplitude des oscillations à limiter et faible pour l'oscillation électrique ellemême; la tension limitée est prélevée des bornes d'entrée du
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réseau. Par réseau réciproque o entend un réseau dont l'impé- dance d'entrée est inversement proportionnelle à l'impédance con- nectée entre les bornes de sortie.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exe.ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, 'bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 montre un exemple d'exécution du. montage con- forme à l'invention, utilisé pour limiter une oscillation àfré- quence modulée.
L'oscillation à fréquence iodulée est appliquée au cir- cuit de la grille àe commande d'un tube amplificateur à hoyenqe fréquence 1. Dans le circuit anodicue de ce tube est inséré le montage conforme à l'invention, ce qui supprime les modulations indésirables de l'amplitude de l'oscillation. Ce montage consiste en un réseau réciproque 2, à bornes d'entrée 3, 4 et à bornes de sortie 5, 6, et en un montage en série, inséré entre les deux dernières bornes, d'une diode 7 et d'une impédance 8.
Cette impé- dance, qui est composée d'une résistance 9, d'une bobine de self 10 et d'un condensateur 11, est dimensionnée de manière que, lorsqu'il se produit des variations d'amplitude de l'oscillation à fréquence modulée la tension aux tornes de la diode 7 rrste pratiquement constante et que la. variation totale de la tension se manifeste aux bornes de l'impédance 8. Comme la fréquence de ces variations d'amplitude est asséchasse, ce résultat est ob- tenu lorsque tour des oscillations à basse fréquence l'impédance 8 est grande par rapport à la - résistance interne de la diode.
Pour les diodes usuelles, il suffit d'une bobine de. self 10 de 10 à 100 henrys et d'une résistance 9 de quelques milliers d'ohas.
Le condensateur 11 doit être dimensionné de .lanière à constituer pratiquement un court-circuit pour 1'oscillation .'' fréquence podu- lée.
Si l'impédance 8 est judicieusement choisie, l'intensité du courant dans la diode 7 restera pratiquement constante lorsque l'amplitude de la tension aux bornes du montage en série de la diode 7 et de l'impédance 8 varie, en d'autres termes, en ce qui concerne les variations d'amplitude de la tension appliquée, le montage en série se comporte comme une très grande impédance Zu.
Pour,limiter la tension dans le circuit de sortie du tube 1, le montage en série seul ne suffit donc pas, car cette limitation requiert une impédance très petite pour les variations d'ampli- tude. La transformation de la très grande impédance en une très faible impédance est assurée par le réseau réciproque 2. Celui-ci est constitué par deux bobines 12 et 13, qui dans le cas le plus simple ont la.même self-induction L, et par un condensateur 14 de capacité C. L'impédance Zi entre les bornes d'entrée est, lorsque la fréquence w des oscillations à limiter est w2 = 1,
LC Zi =L/C Zi Zu et est donc inversement proportionnelle à l'impédance de sortie Zu, formée par le montage en série de la. diode 7 et de l'impédace 8.
D'après ce qui précède lorsque cette impédance Zu est tres grande, Zi, est très petit. Entre les bornes d'entrée ? et 4 du réseau ne peuvent donc se produire des variations notables de la tension et on obtient ainsi une limitation efficace de la ten- sion de sortie du tube amplificateur 1. L'effet limiteur augmente @
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à mesure que L est plus petit de sorte que L doit être aussi petit
C que possible et C aussi grand que possible. D'autre, part, le rapport L ne doit pas être choisi trop petit, car l'médance d'entréc C du réseau serait trop faible pour l'oscillation modulée en fréquence, de sorte que l'amplification du montage serait très faible.
La valeur optimum de L sera celle pour laquelle l'impédance d'entrée pour des variations C d'amplitude est aussi petite que possible pour une valeur pas trop faible de l'oscillation mo- dulée en fréquence elle-même.
Le réseau réciproque représenté sur la Figure peut aussi être remplacé par des réseaux d'autres compositions. En pratique, on donnera en général la préférence à un filtre de bande composé de deux circuits oscillants couplés, de préférence à couplage supercritique.
Le montage décrit ci-dessus limite la tension pendant .l'une des demi-phases. Si l'on veut limiter les deux phases, il y a lieu d'utiliser un montage en push-pull. e dernier montage ne requiert pas deux réseaux réciproques. Il suffit de relier les deux diodes montées en push-pull aux bornes de sortie d'un même réseau réciproque.
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Assembly limiting the amplitude of an electric oscillation
The limitation of the amplitude of electrical oscillations is often carried out using a diode to which a negative bias voltage is applied and which is connected in parallel with an impedance to which a voltage source transmits the oscillations to be limited. As long as the instantaneous value of the amplitude of the voltage obtained across the impedance is smaller than the negative bias voltage, the diode is not conductive and the voltage across the impedance is proportional to the source voltage.
However, as soon as the instantaneous value of the voltage across the impedance is greater than the negative bias voltage, the diode becomes conductive and the voltage across the impedance increases less rapidly with the voltage of the source than previously. .
For certain applications, for example in frequency modulated oscillations receivers, this assembly is not suitable, because it does not make it possible to maintain sufficiently constant the amplitude of the oscillation to be limited, since as soon as the diode becomes conductive, its internal resistance is not infinitely small.
The assembly according to the invention provides better limitation than those known; this result is attributable to the fact that the oscillations to be limited are transmitted, via a reciprocal network, to the series connection of a diode and an impedance, large for the variations in amplitude of the oscillations to be limited and weak for the electric oscillation itself; the limited voltage is taken from the input terminals of the
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network. By reciprocal network means a network whose input impedance is inversely proportional to the impedance connected between the output terminals.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of said invention.
Fig. 1 shows an example of execution of. arrangement in accordance with the invention, used to limit frequency-modulated oscillation.
The oscillation at iodulated frequency is applied to the circuit of the control gate of an amplifying tube at medium frequency 1. In the anodic circuit of this tube is inserted the assembly according to the invention, which eliminates the undesirable modulations. the amplitude of the oscillation. This assembly consists of a reciprocal network 2, with input terminals 3, 4 and output terminals 5, 6, and in a series connection, inserted between the last two terminals, of a diode 7 and an impedance 8.
This impedance, which is composed of a resistor 9, an inductor coil 10 and a capacitor 11, is dimensioned so that, when there are variations in the amplitude of the frequency oscillation modulated the voltage at the tornes of the diode 7 rrste practically constant and that the. total variation of the voltage is manifested at the terminals of the impedance 8. As the frequency of these variations of amplitude is lowered, this result is obtained when turn of the oscillations at low frequency the impedance 8 is large compared to the - internal resistance of the diode.
For usual diodes, a coil of. self 10 from 10 to 100 henrys and a resistance 9 of a few thousand ohas.
The capacitor 11 should be dimensioned to form substantially a short circuit for the oscillation and frequency podulation.
If the impedance 8 is judiciously chosen, the intensity of the current in the diode 7 will remain practically constant when the amplitude of the voltage at the terminals of the series connection of the diode 7 and of the impedance 8 varies, in others In terms of the variations in amplitude of the applied voltage, the series connection behaves like a very large impedance Zu.
To limit the voltage in the output circuit of tube 1, series connection alone is therefore not sufficient, since this limitation requires a very small impedance for the variations in amplitude. The transformation of the very large impedance into a very low impedance is ensured by the reciprocal network 2. This is formed by two coils 12 and 13, which in the simplest case have the same self-induction L, and by a capacitor 14 of capacitance C. The impedance Zi between the input terminals is, when the frequency w of the oscillations to be limited is w2 = 1,
LC Zi = L / C Zi Zu and is therefore inversely proportional to the output impedance Zu, formed by the series connection of the. diode 7 and impedace 8.
From the above when this impedance Zu is very large, Zi is very small. Between input terminals? and 4 of the network cannot therefore occur appreciable variations of the voltage and one thus obtains an effective limitation of the output voltage of the amplifier tube 1. The limiting effect increases @
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as L is smaller so L must be as small
C as possible and C as large as possible. On the other hand, the ratio L should not be chosen too small, because the input medance C of the network would be too low for the frequency-modulated oscillation, so that the amplification of the assembly would be very low.
The optimum value of L will be that for which the input impedance for amplitude variations C is as small as possible for a not too low value of the frequency modulated oscillation itself.
The reciprocal network shown in the Figure can also be replaced by networks of other compositions. In practice, preference will in general be given to a band filter composed of two oscillating circuits coupled, preferably supercritically coupled.
The assembly described above limits the voltage during one of the half-phases. If you want to limit the two phases, you should use a push-pull assembly. The last assembly does not require two reciprocal networks. It suffices to connect the two diodes mounted in push-pull to the output terminals of the same reciprocal network.