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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS DE MESURE DE MODULATION EN FREQUENCE.-
La présente invention se rapporte aux dispositifs de mesure pour ondes modulées en fréquence.
Le terme, modulation en fréquence, s'applique à un système dans lequel on fait varier la fréquence de l'onde porteuse suivant une loi fonction de l'amplitude de la fréquence du signal ànransmettre. L'amplitude de l'onde porteuse est maintenue constante, alors que dans la modulation en amplitude la fréquence de ladite onde porteuse reste constante et son amplitude varie corrélativement à celle du signal.
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Dans les systèmes de modulation en amplitude on utilise couramment l'oscilloscope pour la mesure du taux de modulation.
L'oscilloscope est du type à deux paires de plaques déviatrices auxquelles on applique respectivement l'onde porteuse modulée et celle du signal de modulation, le faisceau étant ainsi dévié dune manière particulière. Le diagramme obtenu est fonction des amplitudes desdites ondes et fournit une indication directe du taux de modulation. Toutefois cette méthode ne convient pas à la mesure directe du taux de modulation d'une onde modulée en fréquence puisque l'amplitude de l'onde modulée n'est pas fonction de la tension de modulation.
L'invention a précisément pour objet une méthode et des moyens permettant l'observation et la mesure directe des caractéristiques et du degré de modulation d'une onde modulée en fréquenee au moyen d'un oscilloscope eathodique.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à tite d'exemple non limitatif et dans lesquels :
La fig. 1 représente schématiquement unsystème de transmission à modulation en fréquence comportant un dispositif de mesure conforme à l'invention ;
Les fig.2 et 3 sont des oscillogrammes donnés à titre d'exemple pour faciliter la compréhension du fonctionnement de l'appareil :
Les fig. 4 et 6 représentent des échelles d'étalonnement utilisées sur un appareil conforme à l'invention.
En se référant à la fige 1 on voit un équipement de contrôle d'un émetteur modulé en fréquence. Celui-'ci comporte un générateur de tension haute fréquence dont le schéma peut être d'un type quelconque connu et ne sera pas décrit. Ce générateur alimente une antenne 10 ;sa fréquence varie en concordance avec une source de tension de modulation telle qu'un microphone 2. La tension de modulation fournie par la source 11 est appliquée au modulateur
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celle-ci fait varier la fréquence des oscillations engendrées par l'oscillateur 13 fournissant l'onde porteuse. La vitesse et l'amplitude de cette variation de fréquence sont déterminées respectivement par la fréquence et l'amplitude de tension fournie par le microphone 11.
L'émetteur peut évidemment comporter les éléments usuels permettant de maintenir constants l'amplitude des ondes modulées et de les amplifier pour obtenir la puissance désirée dans l'antenne.
Bien que la source de modulation ait été représentée sous forme d'un microphone 11 on conçoit qu'elle puisse être constituée par toute source appropriée telle qu'un oscillateur à basse fréquence fournissant une certaine note destinée aux essais.
L'équipement de mesure comporte un dispositif approprié ¯permettant de donner les caractéristiques des ondes fournies à l'antenne 10. On l'a représenté sous forme d'un oscilloscope catho- dique 14 convenant particulièrement bien à l'application de l'invention.
Cet oscilloscope du type usuel est constitué par une enveloppe vidée munie d'un écran fluorescent 15 sur lequel est projeté un faisceau électronique 16 issu d'une cathode 17 à chauffage indi- rect. Les potentiels d'une source 18, appliqués entre l'anode 19 et la cathode 17 accèlère les électrons du faisceau 16.
On a représenté également les plaques déviatrices 20-21 auxquelles sont appliquées les tensions de commande. L'un ou les deux éléments déviateurs peuvent être si on le désire du type magnétique ou bien du type électrostatique. Le tube peut également comporter des éléments de concentration de faisceau et de commande de son intensité non représentés pour la raison qu'ils ne sont pas essentiels pour la compréhension de l'invention.
Bien que l'oscilloscope 14 ait été représenté sous la fourme d'un appareil cathodique simple, on conçoit qu'il puisse comporter un dispositif d'enregistrement.
On peut aussi utiliser les systèmes électro-optiques qui rendent possible le tracé d'une courbe en coordonnées cartésiennes,
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en fonction des potentiels de commande.
Les tensions fournies par la source de modulation 11 et celle prélevée à la sortie de l'émetteur réunie à l'antenne 10 sont appliquées respectivement aux plaques déviatrices horizontales et verticales 20-21.
Comme on l'a représenté, la tension de la source 11 est appliquée, par l'intermédiaire des conducteurs 22 au primaire du transformateur 23 dont le secondaire est relié aux extrémités d'un potentiomètre 24. Le curseur 24 de celui-ni est relié par une bobinne de self-induction 26 à l'une des plaques déviatrices 20, lautre plaque étant mise à la masse par le conducteur 27.
Un autre potentiomètre 28, connecté à une source de polarisation, représentée par une batterie 29 est destinée à fournir une tension continue réglage aux plaques 20, pour des raisons qui apparaîtront bientôt.
Une borne de potentiomètre 28 et de la source 29 sont mises à la terre par le conducteur 30, et le curseur 31 est relié à la borne inférieure du potentiomètre 24 par la conducteur 32. Par conséquent, le circuit complet, comportant les plaques 20 est constitué par :la masse, le conducteur 30, la partie réglable du potentiomètre de polarisation 28, le curseur 31, le conducteur 32, la partie réglable du potentiomètre aux bornes duquel les tensions dérivées de la source de modulation 11 sont appliquées, le curseur de la bobine de self-induction 26, les plaques 20,le conducteur 27 et la masse.
Le dispositif permettant de prélever une tension à la sortie de l'émetteur est eprésent par le troisième enroulement 33 du transformateur de sortie qui couple l'émetteur à l'antenne 10.
Une extrémité de cet enroulement 33' est mise à la masse et l'autre reliée à l'une des plaques déviatrices 21 par le conducteur 34. Le circuit comportant les plaques 21 comprend :la masse, l'enroulement 33', le conducteur 34, les plaques 21, le conducteur 27 et se referme par la masse. On peut, si on le désire, prévoir un potentiomètre ou tout autre dispositif approprié destiné à
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régler la valeur des potentiels appliqués aux plaques 21 par l'enoulement 33'.
Conformément à l'invention, et pour les raisons que l'on va exposer maintenant on prévoit un oscillateur à fréquence réglable 35. Cet oscillateur peut être d'un type quelconque et a été représenté schématiquement. Il est étudié pour fournir une tension de fréquence réglable et connue dans une certaine bande.
Pour des raisons que l'on connaîtra plus loin cette bande est prévue suffisamment large pour inclure la gamme des hautes fréquences fournies à l'antenne 10 par le circuit de sortie de l'émetteur. La fréquence de l'oscillateur 35 représentée conventionnellement est déterminée par le circuit oscillant 36 et réglable au moyen du condensateur variable 36'. Le rotor de celui-ci peut être solidaire d'une aiguille 37 se déplaçant devant une échelle 38 étalonnée en fréquences.
La tension de sortie de l'oscillateur peut être appliquée à l'une des paires de plaques 20 ou 21 par l'intermédiaire d'un commutateur à trois positions 39. Quand ce dernier est sur la position supérieure, comme on l'a représenté, l'oscillateur 35 est entièrement déconnecté des plaques. Dans la position moyenne, la tension de sortie dudit oscillateur 35 est appliquée aux plaques 21 provoquant la déviation verticale, en même temps que les tensions fournies par l'enroulement 33'. Dans la position inférieure la tension est appliquée aux plaques 20 provoquant la déviation horizontale en même temps que les tensions fournies par la source 11.
La bobine de self-induction 26 s'oppose au passage, vers,la masse, des oscillations à haute fréquence fournies par l'oscillateur 35, passage qui serait offert par les potentiomètres 24 et 26 quand le commutateur 39 est sur la position inférieure.
On étudiera maintenant le fonctionnement de l'appareil que l'on vient de décrire. On supposera tout d'abord, que le commutateur 39 est sur la position supérieure, que la tension haute fréquence
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est appliquée à l'antenne 10 et qu'elle est modulée en fréquence par la tension de modulation fournie par la source 11.
Il apparait alors sur l'écran 15 de l'oscilloscope cathodique un diagramme rectangulaire tel que celui de la figé 2. dont la hauteur est fonction de l'amplitude de la tension haute fréquence modulée en fréquence qui est appliquée aux plaques provoquant la déviation verticale. La largeur du rectangle dépend de l'amplitude de la tension appliquée aux plaques déviatrices 21 par la source 11. La hauteur du diagramme est donc pratiquement constante et indépendante du taux de modulation alors que la largeur varie comme ce dernier. Comme la fréquence de la tension de sortie est fonction de la valeur instantanée de l'amplitude de la tension de modulation, chaque point de l'axe horizontal du diagramme représente la fréquence instantanée de la tension de sortie.
On supposera que l'appareil fonctionne comme on l'a décrit et qu'on obtienne le tracé représenté par la figé 2. Si on place alors le commutateur 39 sur la position moyenne, de telle sorte que la tension issue de l'oscillateur 35 soit appliquée aux plaques 21 qui provoquent la déviation verticale, le tracé prend l'aspect représenté en 50' sur la figé 3. Il est resté rectangulaire,mais présente 2 pointes 51.
Quand on fait varier la fréquence de l'oscillateur on constate que ces deux pointes se déplacent horizontalement le long des bords supérieur et inférieur du rectangle mais restent constamment alignées sur une verticale ; ce quisxplique comme suit : si la tension de balayage horizontal issue de la source 11 est appliquée aux plaques 20 et que l'oscil- lateur 35 seul soit connecté aux plaques 21, on obtient un rectan- ,,le analogue à celui de la fig. 2. Toutefois, la fréquence de la tension en tous points du diagramme suivant l'axe horizontal est la même et elle est égale à celle de l'oscillateur 35.
D'autre part, on se rappellera d'après ce qui a été dit à propos de la fig. 2 qu'à chaque point du diagramme rectangulaire de l'onde
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modulée en fréquence correspond une valeur instantanée de la fréquence. Si maintenant, on applique simultanément aux plaques 21 les deux tensions haute fréquence issues respectivement de l'enroulement 33' et de l'oscillateur 35 et que de plus on applique la tension issue de la source de modulation 11 aux plaques 20 on obtient l'oscillogramme de la fig. 3.
On a constaté que la hauteur de celui-ci si l'on ne tient pas compte des pointes 51' est essentiellement déterminée par la tension appliquée aux plaques 21 qui a la plus grande amplitude.
De préférence, mais non nécessairement, la tension fournie par l'oscillateur 35 est d'amplitude beaucoup moindre que celle issue de l'enroulement 33'. Par conséquent, la tension de plus grande amplitude masque pratiquement celle de plus faible amplitude sur le tracé oscilloscopique, au moins sur la plus grande partie de celui-ci. Toutefois, en un point particulier de l'axe horizontal, la fréquence instantanée de la tension issue de l'enroulement 33' est rigoureusement égale à la fréquenee instanténée de la tension fournie par l'oscillateur 35. Les ondes de même fréquence peuvent s'ajouter vectôriellement et l'amplitude de la résultante dépend de la différence de phase des composantes.
La valeur de celle-ci est purement fortuite et varie rapidement puisque les deux ondes sont engendrées spéramment. A certains instants elles s'ajoutent pour donner une résultante supérieure à l'une d'elles (pointes 51 de l'oscillogramme). Du fait de la persistance de l'impression rétinienne et de la fluorescence de l'écran 15, le point de coïncidence parait fixe.
Alors que, logiquement, on pourrait supposer que le tracé oscilloscopique de la fig. 3. ne peut être obtenue que lorsque le commutateur 39 est sur la position moyenne, on constate en fait son existence, quand ledit commutateur est sur la position inférieure, c'ezt-à-dire quand l'oscillateur 35 est connecté aux plaques 20 et que sa tension dévie le faisceau horizontalement.
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Bien qu'il soit difficile d'expliquer cet effet en pleine certitude, on peut toutefois admettre qu'il est du au couplage électrosta- tique entre les deux paires de plaques 20 et 21 du tube 14.
Apparemment, et du fait de la structure et des caractéristiques d'un tube de ce type, une quantité suffisante d'énergie à la fré-
21 quence de l'oscillateur 35 est couplée aux plaques/déviant le faisceau verticalement pour produire l'effet ci-dessous décrit.
Cette explication n'a que la valeur d'une hypothèse et son exactitude ne réagit nullement sur la valeur inventive du procédé décrit. L'important est que l'expérience prouve d'une façon que les pointes du diagramme apparaissent bien dans les conditions décrites ci-dessus.
Etant donné qu'elles se produisent au point où coïncident la valeur des fréquences instantanées de l'onde modulée en fréquence d'une part et de la tension du générateur 35 d'autre part, on dispose d'une méthode remarquable pour la mesure directe de la fréquence. Si la fréquence de l'oscillateur 35 est réglée sur la valeur moyenne de la fréquence porteuse, fournie à l'antenne 10 et si la modulation en fréquence est symétrique par rapport à cette fréquence moyenne, les pointes 51 apparaissent exactement au milieu de l'oscillogramme représenté sur la fig. 3. Quand la fréquence de l'oscillateur 35 augmente, les pointes se déplacent dans le sens horizontal, par exemple vers la droite.
Quand elles atteignent la position 52 en pointillé, au bord de la bande, la fréquence dudit oscillateur 35 correspond à la limite supérieure de la déviation de fréquence de l'onde porteuse modulée et peut être lue directement sur l'échelle étalonnée 38. De même, quand la fréquence de l'oscillateur 35 décroît jusqu'à ce que les pointes occupent la position 53, la limite inférieure de la bande de modulation se trouve déterminée. L'inversion des connexions aux plaques 20 inverse l'oscillogramme.
Dès que l'appareil est réglé pour certaines conditions de fonctionnement, on peut au moyen de l'oscillateur 35 étalonner
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une échelle placée sur l'écran 15 en vue de mesurer indirectement la modulation en fréquence. Les fig. 4, 5, 6 sont des exemples de telles échelles.
Dans la fig. 4, par exemple, l'échelle est étalonnée en fonction du pourcentage de modulation, en plus ou en moins de la fréquence moyenne.
La fig. 5. représente un étalonnement direct en fréquence ; elle est comme on le voit prévue pour un émetteur fonctionnant sur la fréquence moyenne de 42 mc./s. Si la variation de fréquence moyenne admissible est de plus ou moins 60 kc./s. les extrémités de ladite échelle correspondent respectivement à 42,06 et 41,04 mc./s.
En augmentant ou en diminuant au moyen du potentiomètre 28 la tension de polarisation appliquée aux plaques 20, déviant le faisceau horizontalement, la totalité de l'oscillogramme peut êtrre décelée d'un c8té de telle sorté que seul un bord est visible sur l'écran. D'autre part, en augmentant la fraction de la tension de modulation appliquées auxdites plaques au moyen du potentiomàtre 24, la partie visible de l'oscillogramme peut être dilatée dans le sens horizontal. Grâce à ces réglages il est possible de mesurer la position des extrémités du diagramme avec une plus grande précision soit directement, soit indirectement.
C'est ainsi que la fig. 6 représente une échelle étalonnée en pourcentage de modulation, pour des valeurs voisines de la limite supérieure dé la déviation de fréquence. On voit donc quecette méthode permet de vérifier facilement si la déviation de fréquence est maintenue dans des limites prévues.
Les oscillations fournies par plusieurs oscillateurs et de fréquence connue, peuvent être appliquées simultanément sur les plaques déviatrices, pour fournir un certain nombre de pointes correspondant chacune à la fréquence d'un desdits oscillateurs.
C'est ainsi qu'un oscillateur à fréquence très constante peut être maintenu d'une manière très précise sur la valeur de la fréquence. porteuse moyenne au moyen d'un quartz ou d'une ligne résonnante.
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On obtient ainsi une pointe rigoureusement située et correspondant à la fréquence de l'onde porteuse non modulée. D'autres oscillateurs peuvent être réglés en fréquences correspondant aux limites supéfieure et inférieure admissibles de la bande de modulation.
La symétrie ou la dyssymétrie de la modulation est alors très apparente ; en effet un déplacement horizontal du bloc du diagramme indique un écart de la fréquence porteuse moyenne par rapport à la valeur qui lui est assignée.
L'invention qui vient d'être décrite pour un émetteur peut évidemment être appliquée à un récepteur du même type. Il est toutefois nécessaire de prévoir un supplément d'amplification qui permette d'obtenir une tension suffisante pour le fonctionnement du système indicateur ou enregistreur.
Bien qu'on ait représenté et décrit une seule forme de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à cette forme particulière donnée simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.
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IMPROVEMENTS TO FREQUENCY MODULATION MEASUREMENT DEVICES.
The present invention relates to measuring devices for frequency modulated waves.
The term, frequency modulation, applies to a system in which the frequency of the carrier wave is varied according to a law which is a function of the amplitude of the frequency of the signal to be transmitted. The amplitude of the carrier wave is kept constant, whereas in the amplitude modulation the frequency of said carrier wave remains constant and its amplitude varies correlatively to that of the signal.
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In amplitude modulation systems, the oscilloscope is commonly used for measuring the modulation rate.
The oscilloscope is of the type with two pairs of deflector plates to which the modulated carrier wave and that of the modulating signal are applied respectively, the beam thus being deflected in a particular way. The diagram obtained is a function of the amplitudes of said waves and provides a direct indication of the modulation rate. However, this method is not suitable for the direct measurement of the modulation rate of a frequency modulated wave since the amplitude of the modulated wave is not a function of the modulation voltage.
The object of the invention is precisely a method and means allowing the direct observation and measurement of the characteristics and the degree of modulation of a frequency modulated wave by means of an eathodic oscilloscope.
The new characteristics and the advantages of the invention will be better understood by referring to the following description and to the drawings which accompany it, given simply by way of non-limiting example and in which:
Fig. 1 schematically represents a frequency modulation transmission system comprising a measuring device according to the invention;
Figs. 2 and 3 are oscillograms given by way of example to facilitate understanding of the operation of the device:
Figs. 4 and 6 represent calibration scales used on an apparatus according to the invention.
Referring to fig 1 we see a control device of a frequency modulated transmitter. The latter comprises a high frequency voltage generator whose diagram may be of any known type and will not be described. This generator supplies an antenna 10; its frequency varies in accordance with a source of modulation voltage such as a microphone 2. The modulation voltage supplied by the source 11 is applied to the modulator.
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this varies the frequency of the oscillations generated by the oscillator 13 supplying the carrier wave. The speed and the amplitude of this frequency variation are determined respectively by the frequency and the voltage amplitude supplied by the microphone 11.
The transmitter can obviously include the usual elements making it possible to maintain constant the amplitude of the modulated waves and to amplify them in order to obtain the desired power in the antenna.
Although the modulation source has been represented in the form of a microphone 11, it is understood that it can be constituted by any suitable source such as a low frequency oscillator providing a certain note intended for testing.
The measuring equipment comprises an appropriate device ¯ making it possible to give the characteristics of the waves supplied to the antenna 10. It is represented in the form of a cathodic oscilloscope 14 which is particularly suitable for the application of the invention. .
This oscilloscope of the usual type consists of an emptied envelope provided with a fluorescent screen 15 onto which is projected an electron beam 16 coming from a cathode 17 with indirect heating. The potentials of a source 18, applied between the anode 19 and the cathode 17 accelerate the electrons of the beam 16.
There is also shown the deflector plates 20-21 to which the control voltages are applied. One or both of the deflector elements can be, if desired, of the magnetic type or else of the electrostatic type. The tube may also include beam concentration and intensity control elements not shown for the reason that they are not essential for the understanding of the invention.
Although the oscilloscope 14 has been shown as a simple cathode-ray apparatus, it will be appreciated that it may include a recording device.
It is also possible to use electro-optical systems which make it possible to draw a curve in Cartesian coordinates,
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according to the control potentials.
The voltages supplied by the modulation source 11 and that taken at the output of the transmitter joined to the antenna 10 are applied respectively to the horizontal and vertical deflector plates 20-21.
As shown, the voltage of the source 11 is applied, via the conductors 22 to the primary of the transformer 23, the secondary of which is connected to the ends of a potentiometer 24. The cursor 24 of the latter is connected. by a self-induction coil 26 to one of the deflector plates 20, the other plate being grounded by the conductor 27.
Another potentiometer 28, connected to a bias source, represented by a battery 29 is intended to provide an adjustable DC voltage to the plates 20, for reasons which will appear shortly.
A terminal of potentiometer 28 and source 29 are grounded through lead 30, and slider 31 is connected to the lower terminal of potentiometer 24 through lead 32. Therefore, the complete circuit, including the plates 20 is constituted by: the mass, the conductor 30, the adjustable part of the bias potentiometer 28, the slider 31, the conductor 32, the adjustable part of the potentiometer to the terminals of which the voltages derived from the modulation source 11 are applied, the slider of the self-induction coil 26, the plates 20, the conductor 27 and the ground.
The device making it possible to take a voltage at the output of the transmitter is present by the third winding 33 of the output transformer which couples the transmitter to the antenna 10.
One end of this winding 33 'is grounded and the other connected to one of the deflector plates 21 by the conductor 34. The circuit comprising the plates 21 comprises: the ground, the winding 33', the conductor 34 , the plates 21, the conductor 27 and closes by the mass. It is possible, if desired, to provide a potentiometer or any other suitable device intended to
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adjust the value of the potentials applied to the plates 21 by the flow 33 '.
In accordance with the invention, and for the reasons which will now be explained, an adjustable frequency oscillator 35 is provided. This oscillator can be of any type and has been shown schematically. It is designed to provide an adjustable and known frequency voltage in a certain band.
For reasons which will be known later, this band is provided sufficiently wide to include the range of high frequencies supplied to the antenna 10 by the output circuit of the transmitter. The frequency of oscillator 35 conventionally shown is determined by oscillating circuit 36 and adjustable by means of variable capacitor 36 '. The rotor of the latter may be integral with a needle 37 moving in front of a scale 38 calibrated in frequencies.
The output voltage of the oscillator can be applied to one of the pairs of plates 20 or 21 by means of a three position switch 39. When the latter is in the upper position, as shown. , oscillator 35 is entirely disconnected from the plates. In the middle position, the output voltage of said oscillator 35 is applied to the plates 21 causing the vertical deflection, at the same time as the voltages supplied by the winding 33 '. In the lower position the voltage is applied to the plates 20 causing the horizontal deflection at the same time as the voltages supplied by the source 11.
The self-induction coil 26 opposes the passage, towards the mass, of the high frequency oscillations supplied by the oscillator 35, a passage which would be offered by the potentiometers 24 and 26 when the switch 39 is in the lower position.
We will now study the operation of the device which has just been described. It will first be assumed that the switch 39 is in the upper position, that the high frequency voltage
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is applied to the antenna 10 and that it is frequency modulated by the modulation voltage supplied by the source 11.
It then appears on the screen 15 of the cathode-ray oscilloscope a rectangular diagram such as that of fig.2, the height of which is a function of the amplitude of the frequency-modulated high-frequency voltage which is applied to the plates causing the vertical deviation. . The width of the rectangle depends on the amplitude of the voltage applied to the deflector plates 21 by the source 11. The height of the diagram is therefore practically constant and independent of the modulation rate while the width varies like the latter. Since the frequency of the output voltage is a function of the instantaneous value of the amplitude of the modulation voltage, each point on the horizontal axis of the diagram represents the instantaneous frequency of the output voltage.
It will be assumed that the device operates as has been described and that we obtain the plot shown in fig. 2. If we then place the switch 39 on the average position, so that the voltage coming from the oscillator 35 is applied to the plates 21 which cause the vertical deflection, the line takes the appearance shown at 50 'in fig 3. It has remained rectangular, but has 2 points 51.
When we vary the frequency of the oscillator we see that these two points move horizontally along the upper and lower edges of the rectangle but remain constantly aligned on a vertical; this is explained as follows: if the horizontal scanning voltage from the source 11 is applied to the plates 20 and only the oscillator 35 is connected to the plates 21, a rectangle is obtained, the analogous to that of FIG. . 2. However, the frequency of the voltage at all points of the diagram along the horizontal axis is the same and it is equal to that of oscillator 35.
On the other hand, it will be remembered from what has been said in connection with FIG. 2 that at each point of the rectangular wave diagram
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frequency modulated corresponds to an instantaneous value of the frequency. If now, the two high-frequency voltages originating respectively from the winding 33 ′ and from the oscillator 35 are applied simultaneously to the plates 21 and that, moreover, the voltage originating from the modulation source 11 is applied to the plates 20, we obtain the oscillogram of fig. 3.
It has been found that the height of the latter if we do not take into account the tips 51 'is essentially determined by the voltage applied to the plates 21 which has the greatest amplitude.
Preferably, but not necessarily, the voltage supplied by oscillator 35 is of much smaller amplitude than that coming from winding 33 '. Therefore, the higher amplitude voltage virtually masks the lower amplitude voltage on the oscilloscope trace, at least over most of it. However, at a particular point on the horizontal axis, the instantaneous frequency of the voltage issuing from the winding 33 'is strictly equal to the instantaneous frequency of the voltage supplied by the oscillator 35. The waves of the same frequency can s' add vector and the amplitude of the resultant depends on the phase difference of the components.
The value of this is purely fortuitous and varies rapidly since the two waves are generated separately. At certain times they are added to give a resultant greater than one of them (points 51 of the oscillogram). Due to the persistence of the retinal impression and the fluorescence of the screen 15, the point of coincidence appears fixed.
While, logically, one could assume that the oscilloscopic trace of FIG. 3. can only be obtained when the switch 39 is in the middle position, in fact its existence is observed when said switch is in the lower position, that is to say when the oscillator 35 is connected to the plates 20 and that its tension deflects the beam horizontally.
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Although it is difficult to explain this effect with full certainty, it can nevertheless be admitted that it is due to the electrostatic coupling between the two pairs of plates 20 and 21 of the tube 14.
Apparently, and due to the structure and characteristics of such a tube, a sufficient amount of energy at the fre-
The frequency of oscillator 35 is coupled to the plates / deflecting the beam vertically to produce the effect described below.
This explanation has only the value of a hypothesis and its accuracy in no way affects the inventive value of the process described. The important thing is that the experiment proves in a way that the points of the diagram appear well under the conditions described above.
Since they occur at the point where the value of the instantaneous frequencies of the frequency modulated wave on the one hand and the voltage of the generator 35 on the other hand coincide, a remarkable method is available for direct measurement. frequency. If the frequency of oscillator 35 is set to the average value of the carrier frequency supplied to antenna 10 and if the frequency modulation is symmetrical with respect to this average frequency, the peaks 51 appear exactly in the middle of the oscillogram shown in fig. 3. As the frequency of oscillator 35 increases, the tips move in a horizontal direction, for example to the right.
When they reach the dotted position 52, at the edge of the strip, the frequency of said oscillator 35 corresponds to the upper limit of the frequency deviation of the modulated carrier wave and can be read directly on the calibrated scale 38. Likewise , when the frequency of oscillator 35 decreases until the peaks occupy position 53, the lower limit of the modulation band is determined. Reversing the connections to the plates 20 reverses the oscillogram.
As soon as the device is set for certain operating conditions, it is possible by means of oscillator 35 to calibrate
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a scale placed on the screen 15 with a view to indirectly measuring the frequency modulation. Figs. 4, 5, 6 are examples of such scales.
In fig. 4, for example, the scale is calibrated according to the percentage of modulation, over or under the average frequency.
Fig. 5. represents direct frequency calibration; it is, as can be seen, planned for a transmitter operating on the average frequency of 42 mc./s. If the permissible average frequency variation is plus or minus 60 kc./s. the ends of said scale correspond respectively to 42.06 and 41.04 mc./s.
By increasing or decreasing by means of the potentiometer 28 the bias voltage applied to the plates 20, deflecting the beam horizontally, the whole of the oscillogram can be detected from such a point of view that only one edge is visible on the screen. . On the other hand, by increasing the fraction of the modulation voltage applied to said plates by means of the potentiometer 24, the visible part of the oscillogram can be dilated in the horizontal direction. Thanks to these settings it is possible to measure the position of the ends of the diagram with greater precision either directly or indirectly.
Thus, fig. 6 represents a scale calibrated in percentage of modulation, for values close to the upper limit of the frequency deviation. It can therefore be seen that this method makes it easy to check whether the frequency deviation is kept within the expected limits.
The oscillations supplied by several oscillators and of known frequency can be applied simultaneously to the deflector plates, to provide a certain number of peaks each corresponding to the frequency of one of said oscillators.
This is how a very constant frequency oscillator can be kept very precisely on the value of the frequency. medium carrier by means of a quartz or a resonant line.
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We thus obtain a precisely located point corresponding to the frequency of the unmodulated carrier wave. Other oscillators can be set to frequencies corresponding to the upper and lower allowable limits of the modulation band.
The symmetry or dyssymmetry of the modulation is then very apparent; in fact, a horizontal displacement of the block of the diagram indicates a deviation of the average carrier frequency with respect to the value assigned to it.
The invention which has just been described for a transmitter can obviously be applied to a receiver of the same type. However, it is necessary to provide for additional amplification which makes it possible to obtain a sufficient voltage for the operation of the indicator or recording system.
Although only one embodiment of the invention has been represented and described, it is obvious that one does not wish to limit oneself to this particular form given simply by way of example and without any restrictive character and that consequently all the variants having the same principle and the same object as the arrangements indicated above would also come within the scope of the invention.