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MONITEUR DE STATION A MODULATION DE FREQUENCE.
L'invention décrit un appareil pour la mesure de l'intensité porteuse et de la profondeur de modulation pour moniteur de station à modulation de fréquence, et est caractérisée en ce qu'elle permet d'obtenir ces deux indications avec un appareil de mesure unique donnant une grande précision,
L'invention sera bien comprise en se référant à la description qui suit et aux flores qui l'accompagnent données à titre d'exemple non limitatif et dans lesquelles : la figure 1 représente schématiquement un récepteur à modulation de fré- quence dans lequel on n'a figura.en détails que la partie du circuit conforme à l'invention ;
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les figures 2, 3 et 4 représentent des appareils de mesure utilisables dans le circuit de la figure 1, dont l'échelle est graduée conformément à l'in- vention.
Le récepteur de la figure 1 reçoit par son antenne 10, les signaux émis par une station éloignée, qui peuvent également lui être transmis par lignes.
L'onde HF incidente est amplifiée en 11 et le gain est commandé manuellement par le bouton 12. Si le récepteur est du type superhétérodyne, cone on l'a représenté ici, il comporte un oscillateur local 13, un multiplicateur de fréquence 14 et deux changeurs de fréquence figurés en 15 et 16.
Les étapes suivants du récepteur sont également du type classique. La mo- dulation d'amplitude est éliminée en moyenne fréquence par les deux limiteurs suc- cessifs 17 et 18 et le discriminateur 19 permet de recueillir les signaux à basse fréquence dans son circuit de sortie, Ces signaux sont ensuite amplifiés dans l'amplificateur BF 20 et appliqués par exemple au haut-parleur 21.
Le premier limiteur 17 .comprend un amplificateur à pentode sur la grille de' laquelle on applique les signaux à moyenne fréquence par l'intermédiaire du circuit de couplage constitué par'le condensateur 23 et la résistance de fuite de grille 24. Dans le circuit de mise à la masse de cette résistance, on intercale un appa- reil de mesure 25, par exemple un milli-ampèremètre à courant continu shunté par les résistances en série 26 et 27.
Les tensions d'alimentation convenables pour l'anode et l'écran de l'ampli- ficateur 22 sont fournies par une source de tension convenable dont on a figuré seulement la source positive en B+. Comme il est bien connu, cet amplificateur a une caractéristique à cut-off brusque, son action de limitation s'effectue à la fois par l'auto-polarisation due à l'action du courant redressé de grille sur le circuit 23,24 et à Inapplication de la tension positive convenable sur l'écran et sur l'anode. Les signaux écrêtés apparaissent dans le circuit anodique de l'am- plificateur 22, ils sont appliqués au second limiteur 18 par l'intermédiaire du transformateur classique 28 accordé sur la moyenne fréquence.
Le fonctionnement de ce second limiteur est identique à celui du premier, il supprime toute la modulation d'amplitude qui pouvait subsister et l'onde de sortie est alors appliquée au discriminateur 19 par le réseau comprenant le trans- formateur accordé 29 et le condensateur de couplage 30.
Il est bien connu que l'amplitude des signaux basse fréquence apparaissant à la sortie du discriminateur 19, pendant la modulation de la porteuse inci-
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-dente, est sensiblement proportionnelle à la profondeur de modulation, c'est-à-dire à l'excursion en fréquence de part et d'autre de la fréquence porteuse moyenne. Une partie de ces signaux à basse fréquence est appliquée au circuit détecteur de créte 40 par la résistance 41 et le condensateur 42. Le détecteur 40 est constitué par n'importe quel redresseur convenable, par exemple par la diode 43 en circuit avec la résistance de charge 40 shuntée par le condensateur bypass pour la BF 45. La pro- portion de courant qui traverse la diode 43 et la charge 44 est également commandée par la résistance variable 46 en shunt sur ces deux éléments.
La tension basse fréquence redressée qui apparait aux bornes de la résis- tance 44 est directement appliquée à la grille de commande 47 de la triode 48. L'a- node est alimentée par une source gonvenable également représentée d'une façon con- ventionnelle par le signe B+, et la triode. 48 est normalement polarisée au voisinage du out-off par le courant qui traverse le réseau diviseur de tension comprenant la résistance de charge anodique et la résistance 27 commune aux circuit de grille et d'anode.
Le réglage et le fonctionnement de ces circuits vont être décrits en se reportant aux indications données par les appareils de mesure des figures 2, 3 et 4, En l'absence de toute porteuse, l'aiguille de l'ampèremètre 50 est dans la position représentée sur la figure 2. L'émetteur commence à fonctionner sans modulation de l'onde porteuse et, comme il est bien connu, le courant de arille redressé traverse le limiteur 17, son amplitude dépendant de l'intensité du signal incident, c'est-à- dire de l'amplitude moyenne de l'enveloppe de l'onde, Le sens de ce courant traver- sant l'appareil de mesure 25 est représenté sur la figure 1 par la flèche il' et la déviation peut avoir lieu vers la droite de l'appareil comme le représente la fig.3, par exemple,
On règle alors le gain du récepteur précédant le limiteur 17 par l'in- termédiaire du circuit 11,12 de façon à obtenir une lecture donnée de l'échelle ar- bitraire de l'ampèremètre 25, par exemple de 75 à 95% de la déviation totale* Ceci est indiqué sur la figure 3 où l'aiguille 50 est réglée au point 51 constituant le niveau de "référence". Toute variation de la lecture indiquera immédiatement les variations correspondantes de la modulation à l'émission.
Si l'on applique alors la modulation de fréquence de l'onde porteuse par des signaux basse fréquence, il ap- paraîtra à la sortie du discri'minateur 19 des signaux basse fréquence correspondants, comme il a été dit précédemment, et leur amplitude sera sensiblement proportionàelle à l'excursion de fréquence''(ou au pourcentage de modulation) de l'onde port,euse, La détection de ces signaux par le détecteur de crête 40 fait apparaitre une
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Tension unidirectionnelle aux bornes de la résistance 44 avec un sens indiqué sur la figure 1. La constante de temps du circuit 44,
45 est choisie de manière à être relativement élevée par rapport à la période des composantes de fréquence du signal BF.
On remarque que le courant redressé basse fréquence tend, à rendre la grille 47 positive, ce qui fait croître le courant anodique de la triode 48 dans la résis- tance 27. La tension apparue aux bornes de la résistance 27 est également appliquée aux bornes de la résistance 26 et de l'ampèremètre 25, ce qui fait qu'un courant re- présente par la flèche i2 traverse cet appareil de mesure.
Etant donné que la borne supérieure de la résistance 27 devient plus positive par suite des signaux BF détec- tés, ce courant i2 traverse 1'ampèremètre 25 dans un sens contraire à celui du cou- rant il Par conséquent l'index 50 se déplace vers la gauche, comme le représente la figure 4, d'une quantité proportionnelle à la profondeur de modulation du signal*
La résistance variable 46 permet de régler l'ampèremètre de manière voulue.
Ce réglage s'effectue généralement lors de sa fabrication et il est inutile de réer juster la position de l'aigulle. L'échelle de l'appareil 25 est graduée de manière convenable, par exemple en kilocycles d'excursion de fréquence, comme on l'a repré- senté sur les figures 2, 3 et 4, ou en pour cent de modulation.
Une telle indication donnée par l'appareil de mesure 25, en présence de modulation,a plusieurs avantageât D'abord, en l'absence de modulation et lorsque le gain du récepteur est réglé pour que l''aiguille soit sur l'index "référence", l'ampèremètre donne une déviation Importante, On se trouve alors dans la région de sensibilité maximum et toute variation de la puissance de la porteuse à l'émission donnera une déviation de l'aiguille plus grande qu'elle ne le ferait pour uns autre position de celle-ci. En outre, la totalité de l'échelle convient à la mesure de la modulation dans la direction opposée par rapport à l'Index "référence".
Ceci fait que l'échelle s'étend sur une plus grande longueur que si la puissance de l'onde porteuse et l'intrdduction de la modulation produisaient toutes deux une déviation de l'aiguille dans la même direction, donnant ainsi plus de pr4cisions pour mesurer la modulation..
Si la modulation est suffisaient stable pour que l'aiguille 50 reste sta- tionnaire, ce qui a lieu lorsqu'on utilise pour le moniteur un signal basse fréquence ecntinu comme test, la présence de modulation est déterminée auditivement à partir du 'haut-parleur 21. Toutefois, une modulation normale due à la parole ou à la musique donnera une déviation variable de l'aiguille 50 pourvu que la cons-
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-tante de temps du détecteur 40 soit convenablement réglée,
Bien que l'on ait représenté une forme particulière de l'invention, il est évident qu'elle ne doit pas se limiter à la description précédente.
Par exemple, il peut être souhaitable dans certains cas de faire passer les courants de grille pro- venant à la fois du premier et du second limiteur dans l'appareil de mesure 25.
Aussi bien que l'on ait représenté cet appareil sous forme d'un milli-ampèremètre à courant continu, on peut utiliser tout autre système équivalent, par exemple un tube à rayon cathodique..
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FREQUENCY MODULATION STATION MONITOR.
The invention describes an apparatus for the measurement of the carrier intensity and the modulation depth for a frequency modulation station monitor, and is characterized in that it enables these two indications to be obtained with a single measuring apparatus. giving great precision,
The invention will be well understood with reference to the following description and to the flora which accompany it, given by way of nonlimiting example and in which: FIG. 1 diagrammatically represents a frequency modulation receiver in which there is no 'A figura.in detail that the part of the circuit according to the invention;
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FIGS. 2, 3 and 4 represent measuring devices which can be used in the circuit of FIG. 1, the scale of which is graduated in accordance with the invention.
The receiver of FIG. 1 receives, through its antenna 10, the signals transmitted by a remote station, which can also be transmitted to it by lines.
The incident HF wave is amplified at 11 and the gain is controlled manually by button 12. If the receiver is of the superheterodyne type, as has been shown here, it comprises a local oscillator 13, a frequency multiplier 14 and two frequency changers shown in 15 and 16.
The following stages of the receiver are also of the conventional type. The amplitude modulation is eliminated at medium frequency by the two successive limiters 17 and 18 and the discriminator 19 makes it possible to collect the low frequency signals in its output circuit. These signals are then amplified in the LF amplifier 20 and applied for example to the loudspeaker 21.
The first limiter 17 comprises a pentode amplifier on the gate of which the medium frequency signals are applied via the coupling circuit constituted by the capacitor 23 and the gate leakage resistor 24. In the circuit of Grounding of this resistor, a measuring device 25 is inserted, for example a DC milli-ammeter shunted by the series resistors 26 and 27.
The suitable supply voltages for the anode and the screen of amplifier 22 are provided by a suitable voltage source of which only the positive source has been shown at B +. As is well known, this amplifier has a sudden cut-off characteristic, its limiting action is carried out both by self-biasing due to the action of the rectified gate current on the circuit 23,24 and à Failure to apply the correct positive voltage to the screen and to the anode. The clipped signals appear in the anode circuit of amplifier 22, they are applied to second limiter 18 by means of conventional transformer 28 tuned to the medium frequency.
The operation of this second limiter is identical to that of the first, it eliminates all the amplitude modulation which could remain and the output wave is then applied to the discriminator 19 by the network comprising the tuned transformer 29 and the capacitor of coupling 30.
It is well known that the amplitude of the low frequency signals appearing at the output of the discriminator 19, during the modulation of the carrier inci-
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-dent, is substantially proportional to the modulation depth, that is to say to the frequency excursion on either side of the average carrier frequency. A part of these low frequency signals is applied to the peak detector circuit 40 by the resistor 41 and the capacitor 42. The detector 40 is formed by any suitable rectifier, for example by the diode 43 in circuit with the resistor of load 40 shunted by the bypass capacitor for the BF 45. The proportion of current which passes through the diode 43 and the load 44 is also controlled by the variable resistor 46 in shunt on these two elements.
The rectified low-frequency voltage which appears at the terminals of resistor 44 is directly applied to the control gate 47 of triode 48. The node is supplied by an inflatable source also represented in a conventional manner by the sign B +, and the triode. 48 is normally biased in the vicinity of the out-off by the current flowing through the voltage divider network comprising the anode load resistor and the resistor 27 common to the gate and anode circuits.
The adjustment and operation of these circuits will be described with reference to the indications given by the measuring devices of Figures 2, 3 and 4, In the absence of any carrier, the needle of the ammeter 50 is in the position shown in Figure 2. The transmitter begins to operate without modulation of the carrier wave and, as is well known, the rectified aril current flows through limiter 17, its amplitude depending on the intensity of the incident signal, c ' that is to say of the average amplitude of the envelope of the wave. The direction of this current through the measuring apparatus 25 is represented in FIG. 1 by the arrow il 'and the deviation can take place to the right of the appliance as shown in fig. 3, for example,
The gain of the receiver preceding limiter 17 is then adjusted by means of circuit 11, 12 so as to obtain a given reading on the arbitrary scale of ammeter 25, for example from 75 to 95% of the total deviation * This is indicated in Figure 3 where the needle 50 is set at point 51 constituting the "reference" level. Any variation in the reading will immediately indicate the corresponding variations in the modulation at emission.
If we then apply the frequency modulation of the carrier wave by low frequency signals, it will appear at the output of discriminator 19 corresponding low frequency signals, as was said previously, and their amplitude will be substantially proportional to the frequency deviation '' (or to the percentage of modulation) of the port wave, The detection of these signals by the peak detector 40 causes a
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Unidirectional voltage across resistor 44 with a direction shown in Figure 1. The time constant of circuit 44,
45 is chosen so as to be relatively high with respect to the period of the frequency components of the LF signal.
Note that the low-frequency rectified current tends to make the gate 47 positive, which increases the anode current of the triode 48 in the resistor 27. The voltage appearing at the terminals of the resistor 27 is also applied to the terminals of the resistor 26 and the ammeter 25, so that a current represented by the arrow i2 passes through this measuring device.
As the upper terminal of resistor 27 becomes more positive as a result of the detected LF signals, this current i2 flows through ammeter 25 in a direction opposite to that of the current it. Therefore, index 50 moves towards the left, as shown in figure 4, by an amount proportional to the modulation depth of the signal *
The variable resistor 46 makes it possible to adjust the ammeter as desired.
This adjustment is generally carried out during its manufacture and it is unnecessary to adjust the position of the needle. The scale of the apparatus 25 is suitably graduated, for example in kilocycles of frequency deviation, as shown in Figures 2, 3 and 4, or in percent modulation.
Such an indication given by the meter 25, in the presence of modulation, has several advantages. First, in the absence of modulation and when the gain of the receiver is adjusted so that the needle is on the index " reference ", the ammeter gives a Large deviation. We are then in the region of maximum sensitivity and any variation in the power of the carrier at the emission will give a deviation of the needle greater than it would for some other position of it. In addition, the entire scale is suitable for measuring modulation in the opposite direction from the "reference" Index.
This causes the scale to extend over a greater length than if the power of the carrier wave and the induction of the modulation both produced a deflection of the needle in the same direction, thus giving more precision for measure the modulation.
If the modulation is stable enough for needle 50 to remain stationary, which occurs when a continuous low frequency signal is used for the monitor as a test, the presence of modulation is audibly determined from the loudspeaker. 21. However, normal modulation due to speech or music will give varying deviation of needle 50 provided that the
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-tong time of the detector 40 is suitably adjusted,
Although a particular form of the invention has been shown, it is obvious that it should not be limited to the preceding description.
For example, it may be desirable in some cases to pass the gate currents from both the first and the second limiter through the meter 25.
Although this device has been represented in the form of a DC milli-ammeter, any other equivalent system can be used, for example a cathode ray tube.