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Montage récepteur et détecteur d'une oscillation modulée en fréquence.
Le brevet belge n 477,825 du 3 décembre 1947 décrit un montage récepteur et démodulateur d'une oscillation modulée en fréquence, comportant un modulateur, un détecteur de fréquence (c'est-à-dire un dispositif qui fournit une oscillation de sortie dont la valeur instantanée est à peu près proportionnelle à l'am- plitude et à la fréquence de l'oscillation qui y est appliquée) et un démodulateur séparé.
Les oscillations reçues y sont modulées dans le modulateur précité par une tension auxiliaire modulatrice et snnt ensuite ap- pliquées au détecteur de fréquence, dont le circuit de sortie est le siège d'une tension qui, éventuellement après amplification, est appliquée, comme tension auxiliaire modulatrice, au modulateur précité, le tout de manière à réduire la modulation d'amplitude
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indésirable de l'oscillation reçue, tandis que l'oscillation démodulée se prélève, par l'intermédiaire d'un démodulateur sé- paré, de l'entrée du détecteur de fréquence.
Dans le montage décrit dans le brevet précité, on utilise, comme démodulateur séparé, un détecteur de fréquence au circuit d'entrée duquel s'applique l'oscillation du premier détecteur de fréquence mentionné et de la sortie duquel se prélève l'oscillation démodulée.
Le montage conforme à l'invention présente une certaine analogie avec ce montage connu, en ce sens que le premier détec- teur de fréquence mentionné est remplacé par un dispositif dont l'oscillation de sortie dépend de l'amplitude et de la fré- quence de l'oscillation qui y est appliquée, sans être néces- sairement proportionnelle à cette amplitude et à cette fréquence.
Suivant l'invention, la caractéristique de fréquence (c'est-à-dire la tension de sortie du dispositif en fonction de la valeur instantanée de la fréquence pour une amplitude constante de l'oscillation y appliquée) affecte une forme telle que la non-linéarité du détecteur de fréquence, dont se prélève l'oscillation démodulée, soit compensée.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, les particulari- tés qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les figs. 1 et 3 représentent des montages qui servi- ront à expliquer l'invention, tandis que la fig.2 donne la caractéristique de démodulation du détecteur de fréquence utilisé dans ces montages et la caractéristique de fréquence du dispo- sitif précité.
Dans le montage représenté sur la fig.l, qui corres-
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pond en grande partie à celui décrit dans le brevet belge 430.665 du 16 août 1949 pour "Montage récepteur en particulier pour oscillations modulées enfréquence", l'oscillation.reçue est ap- pliquée, par l'intermédiaire des bornes d'entrée 20, à un étage préamplificateur 1, en même temps étage modulateur, dans lequel elle est modulée avec une oscillation amenée par la ligne 31.
L'oscillation de sortie du tube lest encore amplifiée dans le tube 2 et est ensuite appliquée à un dispositif 40 qui comporte un réseau 37, 38 à caractéristique variable avec la fréquence et un redresseur 3 à filtre de sortie 4, dont la constante de temps est petite pour la fréquence de modulation et aux bornes duquel on obtient une tension qui, éventuellement après amplifi- cation, par exemple après amplification "réflex" dans le tube 2, est appliquée au tube 1, sous forme d'oscillation modulatrice, par l'intermédiaire'du filtre 7, du condensateur de séparation 8 et de la ligne 31.
Par suite de cette atténuation, par exemple dans le rapport de 100: 1, de la modulation d'amplitude indési- rable de l'oscillation d'entrée, l'oscillation engendrée dans le circuit de sortie du tube 2 comporte une modulation d'ampli- tude qui est pratiquement indépendante de la modulation d'am- plitude de l'oscillation d'entrée, mais qui dépend de la dévia- tion de fréquence de l'oscillation d'entrée suivant une fonction qui constitue la réciproque de la caractéristique de fréquence du dispositif 40.
L'invention tire parti de la modulation d'amplitude, déterminée par la caractéristique de fréquence de ce dispositif 40, de l'oscillation engendrée dans le circuit de sortie du tube 2, pour compenser la non-linéarité du détecteur de fréquence 41 du montage récepteur, dont se prélève finalement l'oscilla- tion démodulée.
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Ce détecteur de fréquence 41 peut être réalisé, par exemple, sous forme de détecteur de fréquence monophasé dans lequel, à l'aide du dispositif 40, on peut obtenir une compensa- tion du second harmonique d'un tel détecteur 41, accompagnée d'une suppression de la modulation d'amplitude indésirable.
Dans l'exemple de.réalisation montré sur la Fig.l, le détecteur de fréquence 41 est réalisé sous forme de détecteur push-pull. On obtient alors un montage élégant qui supprime le troisième harmonique du détecteur de fréquence 41 et, de plus, tous les circuits utilisés dans le montage peuvent être accordés sur la fréquence centrale de l'oscillation reçue, ce qui simplifie notablement le réglage.
A cet effet, le détecteur push-pull 41 comporte, comme d'usage, les circuits couplés 32 et 33, accordés sur la fréquence centrale, et les diodes détectrices 34 et 35. Du filtre de sortie 36 dé ce détecteur de fréquence 41 se prélève l'oscillation démodulée.
Comme le montre un article de Sturley dans "Wirelless Engineer" tome 21, pages 72-78, 1944., la tension de. sortie basse fréquence d'un détecteur de fréquence push-pull, à carac- téristique de démodulation suffisamment linéaire, auquel on applique le courant de sortie du limiteur, tension qui a donc une amplitude pratiquement constante, est plus petite que ce qu'il serait possible d'obtenir avec un détecteur à caractéris- tique non linéaire.
Par contre, si le détecteur de fréquence 41 est dimensionné de manière que la tension de sortie basse fréquence soit maximum, les amortissements et le couplage des circuits 32 et 33 doivent, à cet effet, satisfaire à des condi- tions déterminées, d'on il résulte que pour obtenir une démodu- lation linéaire, l'intensité du courant de commande devrait augmenter lors d'une déviation de fréquence.
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A l'intensité constante du courant de modulation, le détecteur de fréquence 41 a donc une caractéristique-telle que représentée par la courbe a sur la fig.2. Par suite de la disposition conforme à l'invention, lors d'une déviation de fréquence, l'intensité du courant de modulation croît suivant la courbe ± de la fig.2, le dispositif 40 ayant une caractéristique dé fréquence telle que représentée par la courbe b. Les variations du signal démodulé en fonction d'une déviation de fréquence de l'oscillation reçue sont donc données par la carac téristique d; cette caractéristique a une forme telle que l'on peut obtenir, pratiquement sans moyens auxiliaires, une compensa- tion du troisième harmonique du détecteur push-pull 41.
En effet, le dispositif 40 est déjà utilisé pour supprimer la modulation d'amplitude indésirable et, éventuellement, pour engendrer la tension de réglage automatique de l'intensité obtenue aux bornes du filtre 9 dont la constante de temps est assez grande.
Le dispositif 40 est couplé au circuit de sortie du tube amplifica- teur 2 par l'intermédiaire d'un circuit 37 oud'un filtre de bande 37-33. Le circuit 37 ou les circuits 37-38 du filtre de bande sont accordés sur la fréquence centrale de l'oscillation reçue. L'amor- tissement du circuit (ou de ces circuits) et éventuellement le couplage sont choisis de manière que la chute de la caractéris- tique de transmission en fonction de la fréquence (courbe b) corresponde à la différence entre la caractéristique désirée d et la courbe a de tension de sortie du détecteur de fréquence push-pull 41 lors d'une déviation de fréquence de l'oscillation reçue.
La fig. 3, qui correspond à une précédente demande de brevet Ph. 10.324, montre un montage analogue comportant un détecteur de fréquence en push-pull 41 et un dispositif 40, compensateur du troisième harmonique, montage dans lequel le tube 2 fait en même temps office d'étage amplificateur "reflex"
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pour la tension engendrée aux bornes du filtre 4, par exemple à l'aide de la partie cathode, première grille de commande 15, et première grille-écran 14 du tube et comme étage amplificateur en même temps étage modulateur de l'oscillation d'entrée, à l'ai- de de la seconde grille de commande 14 à laquelle est appliquée, outre l'oscillation d'entrée, l'oscillation modulatrice (par la ligne 31).
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Receiver and detector assembly of a frequency modulated oscillation.
Belgian Patent No. 477,825 of December 3, 1947 describes a receiver and demodulator assembly of a frequency-modulated oscillation, comprising a modulator, a frequency detector (that is to say a device which provides an output oscillation whose value instantaneous is roughly proportional to the amplitude and frequency of the oscillation applied to it) and a separate demodulator.
The oscillations received are modulated there in the aforementioned modulator by an auxiliary modulating voltage and then applied to the frequency detector, the output circuit of which is the seat of a voltage which, possibly after amplification, is applied, as auxiliary voltage. modulator, to the aforementioned modulator, all so as to reduce the amplitude modulation
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undesirable from the received oscillation, while the demodulated oscillation is withdrawn, via a separate demodulator, from the input of the frequency detector.
In the assembly described in the aforementioned patent, a frequency detector is used as a separate demodulator, to the input circuit of which the oscillation of the first mentioned frequency detector is applied and from which the demodulated oscillation is taken.
The arrangement according to the invention has a certain analogy with this known arrangement, in that the first frequency detector mentioned is replaced by a device whose output oscillation depends on the amplitude and the frequency. of the oscillation applied to it, without being necessarily proportional to this amplitude and frequency.
According to the invention, the frequency characteristic (that is to say the output voltage of the device as a function of the instantaneous value of the frequency for a constant amplitude of the oscillation applied thereto) affects a form such that the non linearity of the frequency detector, from which the demodulated oscillation is taken, is compensated.
The description which will follow with reference to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will clearly show how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course being part of said invention.
Figs. 1 and 3 represent arrangements which will serve to explain the invention, while FIG. 2 gives the demodulation characteristic of the frequency detector used in these arrangements and the frequency characteristic of the aforementioned device.
In the assembly shown in fig.l, which corresponds to
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corresponds in large part to that described in Belgian patent 430,665 of August 16, 1949 for "Receiver assembly in particular for frequency modulated oscillations", the oscillation received is applied, via the input terminals 20, to a preamplifier stage 1, at the same time a modulator stage, in which it is modulated with an oscillation supplied by line 31.
The output oscillation of the ballast tube is further amplified in the tube 2 and is then applied to a device 40 which comprises a network 37, 38 with variable characteristic with the frequency and a rectifier 3 with output filter 4, whose time constant is small for the modulation frequency and across which a voltage is obtained which, possibly after amplification, for example after "reflex" amplification in tube 2, is applied to tube 1, in the form of modulating oscillation, by l 'intermediary' of filter 7, separation capacitor 8 and line 31.
As a result of this attenuation, for example in the ratio of 100: 1, of the undesirable amplitude modulation of the input oscillation, the oscillation generated in the output circuit of tube 2 comprises a modulation of. amplitude which is practically independent of the amplitude modulation of the input oscillation, but which depends on the frequency deviation of the input oscillation according to a function which constitutes the reciprocal of the characteristic frequency of the device 40.
The invention takes advantage of the amplitude modulation, determined by the frequency characteristic of this device 40, of the oscillation generated in the output circuit of the tube 2, to compensate for the non-linearity of the frequency detector 41 of the assembly. receiver, from which the demodulated oscillation is ultimately taken.
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This frequency detector 41 can be produced, for example, in the form of a single-phase frequency detector in which, with the aid of the device 40, it is possible to obtain compensation for the second harmonic of such a detector 41, accompanied by removal of unwanted amplitude modulation.
In the exemplary embodiment shown in Fig.l, the frequency detector 41 is designed as a push-pull detector. An elegant assembly is then obtained which eliminates the third harmonic of the frequency detector 41 and, moreover, all the circuits used in the assembly can be tuned to the center frequency of the received oscillation, which considerably simplifies the adjustment.
For this purpose, the push-pull detector 41 comprises, as usual, the coupled circuits 32 and 33, tuned to the central frequency, and the detector diodes 34 and 35. The output filter 36 of this frequency detector 41 is picks up the demodulated oscillation.
As shown in an article by Sturley in "Wirelless Engineer" volume 21, pages 72-78, 1944., the tension of. low frequency output of a push-pull frequency detector, with sufficiently linear demodulation characteristic, to which the output current of the limiter is applied, a voltage which therefore has a practically constant amplitude, is smaller than it would be possible to obtain with a detector with nonlinear characteristic.
On the other hand, if the frequency detector 41 is dimensioned in such a way that the low-frequency output voltage is maximum, the damping and the coupling of the circuits 32 and 33 must, for this purpose, satisfy specific conditions, therefore. it follows that in order to obtain linear demodulation, the intensity of the drive current would have to increase during a frequency deviation.
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At the constant intensity of the modulation current, the frequency detector 41 therefore has a characteristic such as represented by the curve a in FIG. 2. As a result of the arrangement according to the invention, during a frequency deviation, the intensity of the modulating current increases along the curve ± of FIG. 2, the device 40 having a frequency characteristic as represented by curve b. The variations of the demodulated signal as a function of a frequency deviation of the received oscillation are therefore given by the characteristic d; this characteristic has a form such that it is possible to obtain, practically without auxiliary means, a compensation for the third harmonic of the push-pull detector 41.
Indeed, the device 40 is already used to suppress the undesirable amplitude modulation and, optionally, to generate the voltage for automatic adjustment of the intensity obtained at the terminals of the filter 9, the time constant of which is quite large.
The device 40 is coupled to the output circuit of the amplifier tube 2 via a circuit 37 or a band filter 37-33. Circuit 37 or circuits 37-38 of the band filter are tuned to the center frequency of the received oscillation. The damping of the circuit (or of these circuits) and possibly the coupling are chosen so that the drop in the transmission characteristic as a function of the frequency (curve b) corresponds to the difference between the desired characteristic d and the curve a of the output voltage of the push-pull frequency detector 41 during a frequency deviation of the received oscillation.
Fig. 3, which corresponds to a previous patent application Ph. 10.324, shows a similar assembly comprising a push-pull frequency detector 41 and a device 40, compensator of the third harmonic, assembly in which the tube 2 acts at the same time as a 'reflex' amplifier stage
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for the voltage generated at the terminals of the filter 4, for example using the cathode part, first control grid 15, and first screen grid 14 of the tube and as an amplifier stage at the same time modulator stage of the oscillation of input, with the aid of the second control grid 14 to which is applied, in addition to the input oscillation, the modulating oscillation (via line 31).