<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE TRANSMISSION A IMPULSIONS ELECTRIQUES.
La présente invention est relative à des perfectionne- ments aux systèmes de transmission à impulsions électriques , et concerne principalement, des dispositfs permettant d'obtenir des impulsions modulées en temps.
Selon certains principes de l'invention, il est prévu un système de transmission à impulsions électriques comprenant des organes appliquant à deux générateurs d'ondes en dents de scie des tensions alternatives de synchronisation de même fré- quences mais de phases différentes, des organes pour fàire varier ladite différence de phase suivant un signal modulateur,
<Desc/Clms Page number 2>
et des organes combinant les ondes en dents de scie provenait des deux générateurs en une série d'impulsions rectangulaires à récurrence régulière, modulées en temps suivant le signal.
Selon une variante, l'invention peut comporter un système dérivant des impulsions électriques modulées en temps de deux générateurs d'ondes en dents de scie. Ledit système comprend un diviseur de phase réglable commandé par un signal modulateur et adapté de manière à transmettre aux deux géné- rateurs deux tensions de synchronisation distinctes, ayant la mènefréquence et une dirrérence de phase variable, provenant d'un oscillateur à ondes sinusoïdales, et un mélangeur retran- chant l'une des ondes en dents de scie de l'autre, pour pro - duire des impulsions rectangulaires.
Selon un autre aspect, l'invention consiste en une méthode de modulation en temps d'une série d'impulsions élec- triques à récurrence régulière. Ladite méthode comporte la synchronisation de deux générateurs d'ondes en dents de scie à l'aide de tensions alternatives ayant la même fréquence mais des phases différentes, le réglage de ladite différence de phase suivant un signal modulateur, et la combinaison des éner- gies de sortie desdits générateurs, pour obtenir des impul - sions rectangulaires.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre de l'invention.
La figure I représente une série de formes d'ondes utile à l'explication des principes de l'invention.
La figure 2 représente symboliquement sous forme de rectangles, ladite mise en oeuvre de l'invention.
Les figures 3 et 4.représentent schématiquement le montage d'un diviseur de phase réglable, conforme à certaines caractéristiques de l'invention .
<Desc/Clms Page number 3>
La figure 5 représente schématiquement le montage d'un mélangeur, également conforme à certaines caractéristiques de l'invention.
Il est bien connu qu'on peut obtenir des impulsions rectangulaires en combinant une série d'ondes en dents de scie avec une série identique d'ondes ayant la même amplitude et la même fréquence, mais inversées et déphasées. Ce principe est mis en évidence à .la figure I, sur laquelle la courbe A re- présente une série d'ondes de tension en dents de scie ayant une période T et une amplitude V. La courbe B représente . les ondes inversées qui ont été décalées d'un temps t par rapport aux ondes A. Si &es deux séries d'ondes sont addition- nées dans un mélangeur convenable, on obtient des impulsions rectangulaires C, ayant une amplitude totale V et une pério- de T.
Les parties positives ont une tension proportionnelle à t V/T et une largeur égale à T - t ; les parties négatives ont une tension proportionnelle à ( T - t ) V / T et une lar- geur égale à t. A l'aide de dispositifs bien connus, des im- pulsions de même polarité, ayant une largeur de T - t ou de t , selon les besoins, peuvent être dérivées des impulsions C. On peut noter que la différence F entre les phases des ondes A et B est égale à 2 rlt / T.
On peut moduler en temps les impulsions ainsi obtenues en faisant varier la différence de phase F suivant un signal modulateur, qui fait varier t ( ou T - t ) sans modifier T .
La manière dont ee réglage peut être réalisé est repré- sentée à la figure 2, où un oscillateur 0 débite un courant alternatif à une fréquence 1 / T, de forme de préférence sinu- soïdale, dans un diviseur de.phase réglable P S. Le dispositif est tel que deux générateurs d'ondes en dents de scie identiques SG-1 et SG-2 reçoivent des tensions de synchronisation de
<Desc/Clms Page number 4>
fréquence 1/ T ayant entre elles une différence de phase égale à F, commandée par un signal modulateur appliqué en M S. Les générateurs SG-1 et SG-2 peuvent être d'un type convenable quelconque et les énergies de sortie sont appliquées à un mélangeur M où les deux ondes en dents de scie sont com- binées pour former les impulsions.
Ledit mélangeur peut con - tenir les organes assurant l'inversion de l'une des ondes et donnant des impulsions résultantes de même polarité. L'énergie de sortie dudit mélangeur est appliqué à l'appareil (non re- présenté ) dans lequel les impulsions doivent être utilisées.
Les organes permettant de faire varier la différence de phase F dans le diviseur de phase P S nesent pas re- présentés à la figure 2 et peuvent prendre un certain nombre del formes, deux d'entre elles étant représentées respectivement aux figures 3 et 4. Le dispositif de la figure 3 utilise les propriétés spéciales des thermistors, lesquels sont des éléments résistants sensibles à la température.
Les thermistors sont en usage depuis quelques années.
Ces appareils sont composés d'une matière semi-conductrice ca - ractérisée par son coefficient/de température de résistance , qui peut être positif ou négatif et dont la valeur est égale à un grand nombre de fois celle dudit coefficient pour un mé- tal pur, tel que le cuivre. Cette propriété rend les thermî- store particulièrement indiqués dans toute une variété d'ap - plications spéciales aux circuits électriques.
On dispose, pour la fabrication de l'élément résis- tant des thermistors, de divers matériaux qui, à d'autres points de vue, présentent des propriétés différentes. A titre d'exem- ple, une matière résistante à coefficient de température de résistances particulièrement élevé comporte un mélange d'oxy- des de manganèse et de nickel, avec ou sans addition de cer - tains autres oxydes métalliques, ledit mélange ayant été soumis à un traitement calorifique convenable.
<Desc/Clms Page number 5>
On emploie les thermistors sous deux formes différen- tes : a) - celle connue sous le nom de thermistor à chauffage direct, qui comporte un élément résistant constitué au moyen de la matière résistante thermo - sensible ci-dessus mentionnée et muni de conducteurs, ou de bornes de connexion convenables , et b) - celle dénommée thermistor à chauffage indirect, qui comprend l'élément ( a ) pourvu, en outre, d'une bobine chauf - fante isolée dudit élément. Le thermistor à chauffage direct est conçu , en principe, pour être commandé par le courant qui le traverse et qui en fait varier la température, et aussi, de façon correspondante, la résistance. Un tel thermistor est éga- lement affecté par la température ambiante.
Il peut donc être utilisé à la commande thermostatique et aux applications analo- gues, avec ou sans chauffage @@@@@@@@ courant le traversant.
Le thermistor à chauffage indirect est principalement destiné à être chauffé par un courant de commande parcourant sa bobine chauffante, lequel est d'ordinaire, mais non nécessairement différent du courant qui traverse son élément résistant. Mais ce type de thermistor peut également être soumis à l'un ou à l'au- 'tre des deux types de commande applicables au thermistor à chauf- fage direct, ou à ses deux types de commande, à la fois.
On trouvera des renseignements plus détaillés sur les propriétés des thermistors dans un article de G. L. PEARSON, publié dans le périodique des Etats-Unis d'Amérique " Bell Laboratories, Record " de l'année 1940, page 106.
Dans la présente description, toutes les résistances qui ne sont pas effectivement désignées sous le nom de thermis- tors sont des résistances constantes ordinaires dont les valeurs ne dépendent pas dans une mesure appréciable du courant qui les traverse.
D'après la figure 3, le diviseur de phase PS comporte
<Desc/Clms Page number 6>
un roseau en pont comprenant deux condensateurs CI et C. et les éléments résistants RI et R2 de deux thermistors TI et T2 à chauffage indirect disposés,, comme représente, dans des branches opposées du réseau. La tension alternative de syn- chronisation est appliquée aux bornes I et 2 et, de là, à travers un filtre d'ondes WF-1, au générateur d'ondes en dents de scie SG-1 ( non représenté à la figure 3). Ladite tension est également appliquée à L'une des diagonales du réseau en pont, l'autre diagonale dudit réseau étant: reliée au générateur d'ondes en dents de scie SG-2 ( non représenté ), à travers un second filtre d'ondes WF-2.
Il est bien connu que la phase de la tension de syn- chronisation appliquée à WF-2 diffère de celle appliquée à WF-1 d'un angle dépendant des valeurs des impédances dans les branches du pont et qu'on peut codifier la valeur de ladite différence de phase en faisant varier convenablement une ou plusieurs, ou toutes les impédances. D'après la figure 3 , les bobines chauffantes r1 et r2 des thermistors sont connec - tées en série avec deux bornes d'entrée 3 et 4, auxquelles est appliqué un courant modulateur qui varie suivant la tension du signal. Les thermistors doivent avoir des coefficients de tem- pérature de même signe, positif ou négatif, suivant le cas.
Lorsque la tension de signal augmente, par exemple , la température des deux thermistors s'élève et leur résistance est modifiée dans le même sens. Il en résulte un déphasage du courant appliqué au filtre WF-2, ce qui se traduit par une mo- dification de la différence de phase F entre les deux ondes en dents de scie, et également de la largeur des impulsions comme il a déjà été expliqué. De même, lorsque la tension du signal diminue, F est modifié en sens inverse. Il est évident qu'en changeant de signe les coefficients de température des thermistors, les variations de F seraient simplement inversées.
Les deux filtres WF-1 et WF- 2 doivent être éta-
<Desc/Clms Page number 7>
blis pour ne laisser passer pratiquement que la fréquence de synchronisation, de manière à éliminer toutes les fréquences indésirables, qui pourraient nuire à la synchronisation conve- nable des ondes en dents de scie. Toutefois, lesdits filtres ne sont pas absolument indispensables au fonctionnement du dispositif.
Il va de soi que les bobines chauffantes r1 et r2 pourraient être connectées en parallèle, au lieu de l'être en série et que certaines autres résistances auxiliaires pourraient être ajoutées dans le circuit desdites bobines chauffantes, d'une manière désirée quelconque.
Par une modification du dispositif de la figure 3, les deux thermistors pourraient être du type à chauffage di- rect. Dans ce cas, les bobines chauffantes rl et r2 repré- santées à la figure 3 et leurs connexions n'existeraient pas.
Les courants modulateurs sont, dans ce cas, appliqués avec les courants de synchronisation aux bornes I et 2 et traversent le circuit en pont avec lesdits courants, ce qui fait varier le chauffage des thermistors et modifie leur résis- tance. Les filtres WF-1 et WF-2 sont, dans ce cas, indispen- sables pour exclure les courants'modulateurs des générateurs d'ondes en dents de scie.
Le dispositif représenté a la figure 3 ne convient que pour des fréquences relativement basses, en raison du re- tard introduit par le fonctionnement des thermistors. Pour les hautes fréquences, on peut utiliser le dispositif de la fi- gure 4, dont le fonctionnement est basé sur la propriété des tubes électroniques comme sous le nom d'effet de Miller, effet provenant de la capacité entre l'anode et la grille de commande.
Il est bien connu que ladite capacité établit une voie de réaction dansle tube et provoque l'augmentation de la capacité effective mesurée entre la grille de commande et la
<Desc/Clms Page number 8>
cathode, dans une mesure dépendant du coefficient d'amplifica- tion du tube et de la charge d'anode. On peut trouver des renseignements sur ledit effet dans l'ouvrage britannique "Modern Radio-Communication " volume 2, page 97 , de J. H, RLYNER, publié par Pitman en 1940.
Sur la figure 4, le réseau en pont comprend deux résistances r3 et r4, et deux condensateurs C et C4.
Le condensateur C est shunté par le circuit grille de commande cathode d'un tube électronique V à pente variable, qui provoque la variation de la capacité effective totale dans la branche C3 du pont, d'une manière qui sera expliqués plus loin. Les angles du pont sont reliés aux filtres WF-1 et WF- 2 et aux bornes 1 et 2, comme à la figure 3.
Le tube V comporte deux résistances de grille R7 et R8 en série, et lesdites résistances doivent être de préférence de grande valeur par rapport à l'impédance du con - densateur C3, à la fréquence de synchronisation . Le poten - tiel d'anode est fourni par une batterie ou autre source S, à travers une résistance de charge R9, et l'on peut utiliser une résistance cathodique courante R5, shuntée par un conden- sateur C5 ( ou tout autre dispositif convenable ) pour polari- ser la grille de commande.
Les courants des signaux modulateurs sont redressés à l'aide d'organes quelconques ( non représentés ) et l'énergie de sortie redressée est appliquée, par l'intermédiaire des bor- nes 3 et 4, à la résistance R7 .
La tension ainsi obtenue sur la grille de commande varie suivant le signal et fait varier le coefficient d'ampli - fication du tube et, par conséquent, la capacité effective aux armatures de C3, de la manière expliquée ci-dessus. Il en ré - sulte une variation de la différence de phase F suivant le signal, comme précédemment.
<Desc/Clms Page number 9>
Il est évident qu'on peut inverser le sens de la variation en changeant de signe la tension redressée appliquée aux bornes 3 et 4.
Dans ce dispositif, les filtres WF-1 et WF-2 sont nécessai- res pour tenir écartés des générateurs les courants modulateurs.
On comprendra que, bien que le tube V soit représenté par simplification sous la forme d'une triode, il peut comporter d' autres électrodes ( non représentées ) auxquelles on peut appli- quer un potentiel de polarisation, d'une manière connue. En ou- tre, si on le préfère, on peut commander le coefficient d'ampli- fication en appliquant la tension de signal redressée à l'une desdites autres électrodes, au lieu de l'appliquer à la grille de commande, d'une manière qui apparaîtra clairement à l'homme de l'art.
Les figures 3 et 4 ne représentent que deux méthodes au moyen desquelles on peut faire varier le réseau de la manière dési- rée. Il est évident que différents autres dispositifs sont pos- sibles grâce auxquels on peut faire varier une, plusieurs ou toutes les impédances, suivant le signal. En outre, le type de réseau en pont représenté n'est que l'un des types possibles de réseaux déphaseurs qui pourraient^être utilisés. Un tel réseau pourrait comporter des self-inductances, au lieu de, ou en plus d'une ou plusieurs des impédances représentées et lesdites impé- dances pourraient être disposées d'autres manières. De plus, le- dit réseau n'est pas nécessairement en pont.
On notera qu'aux figures 3 et 4, le diviseur de phase ne comprend qu'un seul réseau déphaseur monté entre les hornes 1 et 2 et le générateur SG-2. Ainsi, la phase des ondes en dents de scie provenant de l'autre générateur n'est pas sensiblement af- fectée par le signal et les impulsions sont modulées par le seul décelage de leur flanc avant (ou de leur flanc arrière).
En mon- tant un second réseau, non nécessairement identique au premier, devant le générateur SG-1 et en établissant le dispositif de telle
<Desc/Clms Page number 10>
manière que le signal fasse varier simultanément, mais en sens inverse l'un de l'autre, les deux réseaux, les deux flancs des impulsions peuvent être décalés d'une quantité égale, mais en sens inverse, de sorte que la ligne médiane de l'impulsion n' est pas décalée par la modulation,Ce qui précède peut être réa- lisé aisément dans le dispositif de la figure 3 en utilisant, dans le second réseau, des thermistors ayant un coefficient de température de signe contraire à celui des thermistors du pre- mier réseau. Ceci peut s'appliquer aussi bien à l'un ou l'au- tre des deux types de thermistors.
Il est évident qu'on peut obtenir les mêmes variations en sens opposé des deux réseaux, dans le dispositif de la figure 4, en appliquant la tension re- dressée avec des signes opposés aux deux tubes.
La figure 5 représente un exemple de montage du mélangeur M. Ledit montage comprend deux tubes électroniques identiques V et Vb aux anodes desquels est appliqué, à travers des ré- sistances égales Xa et Xb, la tension d'une source S. Les ré- sistances Ra et Rb, shuntées respectivement par les condensa- teurs Ka et Kb, sont montées en série avec les cathodes pour assurer la polairisation des grilles de commande, bien qu'on puisse utiliser tout autre dispositif de polarisation convenable Les énergies de sortie des générateurs SG-1 et SG-2 (non repré- sentés à la figure 5) sont appliquées respectivement aux gril- les de commande des tubes Va et Vb, par l'intermédiaire des bor- nes la, 2a et 1b, 2b.
Les bornes de sortie 5 et 6 sont connec- tées avec les anodes de Va et de Vb, respectivement à travers les condensateurs d'arrêt Ca et Cb,
Il est clair que la différence de potentiel entre les bor- nes 5 et 6 est égale à la différence entre les tensions anodi- . ques des deux tubes.Si, par conséquent, les deux générateurs sont tels qu'ils produisent les ondes en dents de scie de même signe mais ayant entre elles une différence de phase égale à F (par exemple, SG-1 produisant une onde telle que A, figure 1,
<Desc/Clms Page number 11>
et SG-2 une onde identique à A mais déphasée en avant d'un temps t) , on obtient alors, aux bornes 5 et 6, la dif- férence entre les deux ondes produisant les impulsions C.
On peut prévoir, si on le désire, des dispositifs convenables quelconques pour donner auxdites impulsions une po- larité unique.
On constatera que le montage de la figure 5 effectue directement et d'une manière très simple la soustraction des deux ondes, de sorte qu'aucun organe additionnel n'est nécessai- re pour inverser l'une d'entre elles.