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La présente invention est relative à un système de signalisation utilisant des paires d'impulsions tel que, par exemple, le système de navigation aérienne connu plus communément sous l'appel, lation de "TACAN".
Dans certains systèmes de signalisation, des impulsions sont transmises par paires présentant un espace de temps fixe.On
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utilise ces paires d'impulsions au lieu d'impulsions uniques, du
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fait que les paires d'inpulsioiis l1uycmt: é5:#>, distinguées des impul- sions uniques isolées ou des f), ,,)L)3::', ±>*3-,.;ç,;;.l+s.i. ns présentant un espa- cement autre que celui qui est j,res;5 1 1:.n lec-tion des impulsions désirées et le rejet des iûpu'!,3ïoii: 'admirables peuvent être réali- sés au moyen 4Pur.. décodeur c3 z: 'I,.u: ,:L.:;;;":)\;eu:.: prévu pour un tel systè- me.
Toutes les impulsions srriYoïr; au. r,;:;'6JJ'GaUr sont appliquées di- rectement à une porte électron;-que 1 eC:i:'.",l:::2nce et également par l'intermédiaire d'un dispositif l'nt?!',. qui applique à chacune des impulsions un retard égal à 1"asi;ù<=:.#:±#;t prescrit entre les impul- sions de chaque paire désirée LE' ;.¯zc élsotronique à coïncidence produit seulement une ::D1:-;le lD#,>i=i;;àJ 'lOU::: im::;ulsioll8 lui sont appli- quées simultanément. :lr:y., lorsque z. '.Jre;:1ière impulsion de chaque paire subit 1àJi retard de lu dcll"06 p.:'.,::cnr:1.;c dans 1.e dispositif à retard, elle atteint lu porte él0ct..!'cnÍqe:s d coïncidence simultanément avec la seconde impulsion àio chaque 1:;t1.':',J:e qui y est appliquée directe- ment et produit de ce fais unesortie.
On remarquera que les impul- sions isolées uniques ne produisent pas de sortie du décodeur non
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plus que les groupes dl i illnÜslon3 présentant un espacement autre que celui qui est recherché.
Un système utiliaani des pairas aliriipulsions est le système pour la navigation aérienne 't'1 1:c;EII'? . Ce système comprend un émetteur de radiophare et des stations réceptrices mobiles, par exemple celles installées sur les avions. Le radiophare ou radioba- lise de système émet plusieurs types différents de signaux d'impul- sions par paires, mais en ce qui concerne l'objet de la présente in- vention, il est seulement nécessaire d'en.considérer trois.
On a en
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premier lieu les impulsions de relèvement semi-intermittentes, d'envi ron 2700 paires par second,.-, ou 5400 impulsions par seconde; on a en second lieu les signaux "nord" et on a en troisième lieu les signaux "auxiliqires". Le système d'antenne d'émission du radiophare produit un diagramme directionnel tournant à environ 15 hertz. Bien que ce
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diagramme soit tournant, les impulsions semi-intertnittantes sont émi
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ses par paires. A un récepteur recevant ces impulsions, la rotation du diagramme de l'antenne produit une enveloppe de modulation d'ampli- tude sur les impulsions, la phase de cette enveloppe variant à diffé- rents angles d'azimut par rapport à la station de radiophare.
Lorsque le lobe majeur du diagramme directionnel indique une direction don- née, par exemple'le nord, un signal spécial sous la forme d'un court faisceau d'impulsions est émis par le radiophare, ce signal étant dé- nommé le signal "nord". En comparant la phase de l'enveloppe de modu- lation (due à la rotation du diagramme du radiophare) avec celle du signal "nord", on obtient une indication du relèvement du récepteur par rapport au radiphare. Le signal "nord" est obtenu en espaçant une série de paires successives d'impulsions d'un intervalle prédé- terminé, par exemple 18 microsecondes, l'espacement entre les.impul- sions de chaque paire demeurant le même que pour le reste de l'émis- '-
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sion, c'est-à-dire 12 nicatoseconàejfis.
Dans la présente spécification à moins d'indication différente donnée par le texte, l'espacement en-, tre les impulsions est mesuré à partir d'un front,(habituellement le front avant), d'une impulsion au front correspondant de l'impul- sion suivante, tandis que l'espacement entre les paires d'impulsions est mesuré à partir d'un front, (habituellement le front avant) ,de la seconde impulsion d'une paire au front correspondant de la première impulsion de la paire suivante.
Ainsi qu'il a été exposé dans les brevets belges nos.540.578, 547.791 et 540.581 si l'on utilise seulement le signal "nord" et un diagramme directionnel à un seul lobe, on peut seulement obtenir une indication trop générale du relèvement. Pour obtenir une indication plus précise, le diagramme directionnel est à lobes multi- ples, chaque lobe étant séparé du suivant de 40 , par exemple, et avec des signaux d'impulsions auxiliaires sous la forme de courts faisceaux d'impulsions émis chaque fois qu'un de ces lobes passe par le point de référence prédéterminé, (c'est-à-dire le nord) durant la rotation du diagramme.
La rotation de ce diagramme produit une en- veloppe de modulation de 135 hertz (9 lobes x 15 hertz) en plus de
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la fondamentale de 15 hertz due au lobe directionnel principal. Au récepteur,, la phase des signaux d'impulsions auxiliaires par rapport à l'enveloppe de modulation de 135 hertz esscomparée et on obtient une indication précise.
Les signaux auxiliaires doivent pouvoir être distingués des signaux d'impulsions extérieurs intermittents et,en conséquence, de même que le reste des impulsions du système, ils se composent de paires d'impulsions,les impulsions da chaque paire étant séparées par 12 micro-secondes. Les signaux auxiliaires doivent également être distingués des paires d'impulsions de relèvement serai-intermittentes et du signal nord.
La séparation du signal nord, du signal auxiliai- re, et des impulsions de relèvement semi intermittantes se produit après que toutes ces impulsions, qui sont émises par paires, ont passe par un décodeur commun du typs mestionné précédemment qui laisse seu- le'Dent passer les paires d'impulsions présentant l'espacement prédé- terminé, bloquant ainsi l'entrée du système aux impulsions de bruit.
Apres décodage les impulsions, qui sont maintenant des impulsions uniques, sont appliquées à des circuits d'appel accordés différemment, par exemple le circuit d'appel du signal nord est accordé à environ 30 kilocycles et nécessite environ 11 à 15 impulsions pour exciter par choc, de façon utile, le circuit et'appel, de manière à amener l'amplitude de ses oscillations à atteindre un niveau désiré auquel fonctionne un dispositif présentant un seuil prédéterminé. Les im- pulsions uniques isolées appliquées au circuit d'appel ne provoquent pas un faux signal du fait qu'elles ne sont pas chronométrées de faço appropriée pour amorcer l'amplitude des oscillations au-dessus du seuil.
Ainsi, pour le signal nord, on voit, en supposant que 12 im- pulsions soient nécessaires pour produire l'amplitude d'appel désirée, que 12 paires d'impulsions sont émises avec un espacement de 12 micro- secondes entre les impulsions ae chaque paire et de 18 microsecondes entre les paires ou 30 microsecondes entre la première Impulsion d'u- ne paire et la premiére impulsion de la paire suivante.
Cela signi-
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fie que les 24 impulsions sont émises en 360 microsecondes (à une fréquence moyenne de répétition de 15 microsecondes entre les impul- sions Le radiphare qui présente un coefficient d'utilisation relati' vement faible durant l'émission ces paires semi-intermittentes d'impul sions, dont il existe 5400 par secondes, présente un coefficient d'u- tilisation relativement élevé durant l'émission des signaux spéciaux; le signal nord et les signaux auxiliaires. Ce coéfficient d'utilisas tion élevé a pour effet de surcharger l'alimentation d'énergie à l'émetteur et de provoquer une chute dans la sortie c'est-à-dire que l'amplitude des impulsions émises décroît à mesure que les impulsions successives très rapprochées sont émises.
Ceci introduit une modula- tion d'amplitude des impulsions du signal nord qui affecte l'exactitu. de de la lecture de relèvement du fait que le contour de l'enveloppe de modulation d'amplitude produite par la rotation de l'antenne direc- tionnelle s'en trouve modifié. 'Cependant, du fait que le signal d'impulsion nord est seulement utilisé pour obtenir une indication re lativement générale du relèvement, ceci n'est pas critique..Cependant, par rapport aux signaux d'impulsions auxiliaires, qui sont utilisés pour obtenir des indications de relèvement précises, on ne peut tolé-' @ rer une telle chute des impulsions.
Il devient par conséquent néces- saire d'espacer les paires d.'impulsions auxiliaires de manière à ce que le nombre minimum d'impulsions auxiliaires soit nécessaire pour produire l'appel désiré au circuit d'appel du récepteur, tandis qu'en même temps le temps total occupé par un signal auxiliaire ne doit pas être trop long du fait qu'il tend à produire une erreur de l'indication obtenue.
La présente invention/a pour objet de prévoir un système perfectionné de signalisation par paires d'impulsions dans lequel son émis des signaux différents utilisant des paires d'impulsions.
Suivant un aspect principal de la présente invention, un signal, par exemple le signal nord émis par un radio phare "Tacan", est émis sous la forme d'une paire d'impulsions, l'espacement entre une paire d'impulsions différant de l'espacement entre les impulsions d'une paire (il est habituellement sensiblement plus grand) tandis
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qu'un autre type de signal est émis dans lequel l'espacement entre les paires est le même que l'espacement entre les impulsions de cha- que paire.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de signalisation à paires d'impulsions, du type décrit ci.- dessus utilisant un décodeur à ligne à retard,
Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisations, ladite description étant faite en rela- tion avec les dessins ci-annexés dans lesquels :
La Fig.1 représente sous la forme d'un bloc schématique simplifié un émetteur récepteur "Tacan". le Fig.2 est un schéma da diagramme de rayonnement de l'antenne du radiophare .
La Fig.3 est une courbe montrant l'enveloppe de modula- tion d'amplitude effective .des impulsions émises par le radiophare.
La Fig.4 est une série de courbes montrant les diagram- mes d'impulsions des signaux nord et auxiliaire at
La Fig.5 est une série de courbes montrant la chute d'é- nergie rayonnée de l'émetteur de radipphare, dans des conditions de surcharge.
Si l'on se défér à la Fig;1, on voit une station de radiophare 1 qui émet des impulsions au moyen de son antenne tournante 2 suivent un diagramme directionnel à lobes multiples 3, tel que montré à la Fig.2. Le diagramme tourne à la vitesse de 15 hertz.Le système d'antenne peut se composer d'une antenne omni-directionnelle centrale 4 avec des réflecteurs passifs 5 espacés autour d'elle à une distance de 40 , les réflecteurs étant par exemple imprimés sur une paire de cylindres 6 qui tournent autour de l'élément central 4,le ciagramme étant constitué par un lobe majeur 7 avec des lobes mineurs 8, espaces de celui-ci de 40 en 40 .
las impulsions semi-intermitten- tes 9 (Fig.3) sont produites par un générateur d'impulsions 10 du
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radiophare qui peut être par exemple un oscillateur de blocage conti- nuel. Ces impulsions 9, produites à raison d'environ 2700 par secon- de, sont alors appliquées à un codeur d'impulsions 11, qui transforme chaque impulsion unique en une paire d'impulsions espacées de 12 mi- crosecondes. Les impulsions du codeur 11 sont utilisées pour accor- @ der ou moduler les étages d'oscillation haute fréquence ou amplifica- teurs 12 et les impulsions haute fréquence sont ensuite appliquées au système d'antenne 2 d'où elles sont émises suivant le diagramme di- rectionnél 3 de la Fig.2.
La rotation des réflecteurs produit en fait une enveloppe de modulation d'amplitude 13 sur les impulsions, avec une crête d'amplitude maximum 14a correspondant au lobe maximum 7 et',. les autres crêtes 14b correspondant aux lobes mineurs 8. Du fait que le système d'antenne 2 tourne de manière à ce que le lobe majeur 7 dépasse une direction de référence donnée, par exemple le nord, un signal d'impulsion spécial est .émis, qui sera dénommé ci-après le signal nord 15. Bien que le signal nord 15 soit montré sous la forme ' d'un trait plein à la Fig.3, il se compose en fai.t d'un certain nom- bre d'impulsions très rapprochées, ainsi qu'il sera exposé ci-après en relation avec la fig.44.
Lorsque chaque lobe mineur 8 passe par la direction de référence, étant fait observé que les lobes mineurs sont espacés entre eux et du lobe nord de 40 , un signal auxiliaire 16 est émis. Celui-ci est également montré à la Fig.3 sous la forme d'un trait plein, mais il est constitué en fait par une série d'im- pulsions très rapprochées ainsi qu'il sera exposé en relation avec la Fig.4D. On doit également remarquer à ce point, en se référant à la Fig,3, que les impulsions intermittentes 9 montrées sous la for- me d'un seul trait, se composent en fait de paires d'impulsions en raison du fait que ces impulsions intermittentes 9 passent par le codeur d'impulsions 11 qui produit des paires d'impulsions, comme exposé précédemment, les impulsions de chaque paire étant espacées de 12 microsecondes.
Le signal nord 15 peut être produit par un gé- nérateur d'impulsions 17 qui produit 12 impulsions espacées de 50 microsecondes, ces impulsions étant appliquées au codeur d'impulsion: 11 produisant de ce fait 12 paires d'impulsions, ou 24 impulsions, l'espacement entre les impulsions d'une paire étant de 12 microsecon-
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des, et 1'espacement entre les paires étant de 18 microsecondes, comme le montre la Fig.4A. Les impulsions peuvent avoir une largeur
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de 3,5 m3.crosecondes,
Le signal auxiliaire 16 peut être produit par un géné- rateur 18 produisant un faisceau de six impulsions, espacées de 24 microsecondes (d'un front avant à l'autre),
qui sont appliquées depuis le générateur 18 au codeur d'impulsions 11'où les six impulsions sont alors doublées pour devenir six paires d'impulsions ou 12 impulsions avec un espacement de 12 microsecondes entre les impulsions adjacen- tes.
Un dispositif de chronométrage approprié 19, qui peut être l'un de divers types bien connus de l'homme de l'art,peut être associé avec le système d'antenne 2 et les générateurs d'impulsions 17 et 18 afin de provoquer l'émission des signaux de référence nord et auxiliaire 'à l'instant approprié. Les impulsions émises sont re- çues par un récepteur 21 situé dans un véhicule mobile 20 (Fig.2) tel que, par exemple, un avion. Le signal est capté au moyen d'une
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antenne omni-directionnële 22 et appliqué à un récepteur 26 QUi.SUP- prime l'enveloppe haute-fréquence et détecte le signal.
La sortie du récepteur 23 est appliquée ,par l'intermédiaire d'une ligne 24, à deux filtres 25 et 26, le filtre 25 étant conçu pour séparer l'élé- ment composant de 15 hertz de l'enveloppe de modulation d'amplitude, qui est l'élément composant produit par le lobe majeur de chaque rotation, et le filtre 26 étant accordé à 135 hertz, en vue de choi- sir les éléments composants de lobe mineur de 40 . La sortie du récepteur 23 est également appliquée à un décodeur 27 qui produit une impulsion de sortie pour chaque impulsion d'entrée espacée de 12 mi- crosecondes d'une impulsion d'entrée précédente.
La sortie du déco- deur 27 est alors appliquée à un circuit 28 pour la séparation du signal nord et à un circuit 29 pour la séparation du signal auxiliaire Le signal nord séparé est comparé dans un compateur de phase 30 avec la sortie d'ondes de 15 hertz du filtre 25 et, en fonction de cette comparaison on obtient une indication générale de direction ou de relèvement. Un second circuit de comparaison de phase 31, compare la phase de l'onde de 135 hertz du filtre 26 avec le signal auxiliaire
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séparé et produit une indication préciser dans ..un secteur de .+0 , l'indication générale produite par le comparateur de phase 30 indi-- quant 0. quel secteur de 40 se rapporte l'indication précise.
On reconnaîtra aisément que, dans le récepteur, la différence. de phase entre l'onde de 15 hertz et le signal de réfé- renée nord indique le relèvement du récepteur par rapport au radio- phare. En supposant que le signal de 15 hertz soit à son maximum lorsque le signal nord est reçu, il devient alors évident que le ré- cepteur est situé directement au nord du radipphare. Si le récepteur est dans une position autre, il existe un déplacement de phase entre le maximum du signal' de 15 hertz et l'instant auquel le signal nord est reçu. Le même argument s'applique aux lobes mineurs et aux signaux auxiliaires associés.
Lorsqu'un signal auxiliaire coincide avec l'un des maximum de 155 hertz, il est clair que le récepteur est situé exactement à un angle de 40 , ou à un multiple intégral de cette valeur, par rapport au nord. D'autre part, s'il existe un déplacement de phase entre les deux, il est apparent que le récep, teur se trouve entre deux de ces angles ou à un angle donné dans les limites d'un secteur de 40 . Le secteur de 40 dans lequel le récep- teur est situé est obtenu au moyen de,la comparaison du signal nord, tandis que la position exacte à l'intérieur du secteur est déterminée par la comparaison du signal auxiliaire.
Le décodeur 27 est de préférence du type décrit dans le brevet belge N 551.509.
Ainsi qu'il est montré, sous une forme légèrement sim- plifiée, le décodeur 27 se compose essentiellement d'un circuit à coincidence 32 auquel les impulsions d'entrée sont appliquées direc- tement par la ligne 33, les impulsions étant de même appliquées au circuit à coïncidence 32 par 1'intermédiaire d'un dispositif à re- @ tard 34 présentant un retard de 32 microsecondes.
Le circuit à coin- cidence 32 produit une sortie lorsqu'une impulsion retardée coïncide avec une impulsion d'entrée qui lui est directement appliquée.Dans l'arrangement décrit dans le brevet précité,------------------- ------------- on utilise une pentode, les impulsions d'entrée étant
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appliquées à la première grille et prise à la seconde grille,et appli quées à une ligne à retard inverseuse qui réa[[;oqie les impulsions retardées et inversées à la troisième grille de sorte quelorsqu'une impulsion retardée sur la troisième grille coïncide avec une impul- sion arrivant sur la première grille, une impulsion de courant est en voyée au circuit d'anode.
Ainsi, la première et la troisième grille d'une anode coopèrent pour forcer un circuit à coïncidence 32 tandis que la ligne à retard tient lieu de dispositif à retard 34. Il est également à remarquer qu'un circuit d'appel, par exemple les circuits d'appel 28 ou 29, est compris dans le circuit d'anode de ladite pentode. Divers autres arrangements pour décoder au moyen du retard d'une impulsion par rapport à l'autre apparaîtront clairement à l'homme de l'art.
On voit à la Fig. 4B que pour les 24 impulsions de signal nord composées de 12 paires, il y a coïncidence de 12 des impulsions retardées, lesquelles sont montrées à la fig.4B, avec 12 des 24 impulsions non retardées, ce qui résulte par conséquent en une sortie de 12 impulsions, les impulsions étant espacées de 30 micro- secondes comme le montre la courbe 4C. Une situation différente se produit par rapport aux impulsions auxiliaires montrées en 4D.
Lors- que celles-ci sont retardées dans le dispositif à retard 34, 11 des impulsions retardées (montrées en 4E) coïncident avec 11 des impul- sions non retardées de 4D, produisant ainsi une sortie de 11 impul- sions espacées de 12 microsecondes, ainsi que le montre la courbe 4F. Le séparateur d'impulsion nord 28 et le séparateur d'impulsion auxiliaire 29 comprennent tous les deux les circuits d'appel 33. le circuit d'appel du séparateur de signal nord 28 est accordé appro- ximativement à 30 kilocycles pour être sensible aux impulsions de signal nord, montrées à la courbe 4C, qui sont espacées de 50 micro- secondes.
Le circuit d'appel d'impulsion auxiliaire 33 est accordé approximativement à 80 kilocycles pour être sensible aux impulsions auxiliaires (courbe 4F) obtenues du décodeur 27, qui sont espacées de 12 microsecondes. Chaque impulsion successive.correctement chrono-
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métrée augmente l'amplitude des oscillations du circuit d'appel 33 jusqu'à ce qu'une amplitude maximum désirée soit obtenue, cette ampli tude étant suffisante pour la sortie du séparateur de signal à utili-. ser dans le circuit de comparaison de phase 31. Dans ce but, un dis- positif à seuil peut être incorporé soit dans le comparateur de phase soit entre le séparateur de signal auxiliaire et le séparateur de signal nord et leurs comparateurs respectifs.
Ainsi qu'on 1'a fait observer'précédemment, il faut environ 11 impulsions convenablement chronométrées pour actionner le circuit d'appel 33 de manière à ce qu'il atteigne son maximum (au dessus du seuil) et qu'il y demeure suffisamment longtemps pour permettre à la comparaison de phase de s'effectuer. Les impulsions dont l'espacement ne correspond pas à la fréquence de répétition à laquelle le circuit d'appel est accordé ne produisent pas d'oscilla- tions d'amplitude suffisantes pour produire une fausse indication.
La succession rapide des impulsions nécessaires pour produire les signaux nord et auxiliaires tend à surcharger'la source d'énergie du radiphare.' Par exemple, si l'on se réfère à la Fig.5A qui montre les 24 impulsions nord, on voit que le niveau d'amplitude .
34 de la sortie de l'émetteur tombe, comme indiqué en 55, la 'chute . augmentant davantage le nombre des impulsions successives qu'il est nécessaire d'émettre. En plus de la quantité d'énergie dépensée pour envoyer toutes ces impulsions, la chute présente. une autre ca- ractéristique indésirable, du fait qu'elle'produit une modulation. d'amplitude qui n'a aucun rapport avec la modulation d'amplitude d'indication de relèvement produite par la rotation du système d'ant ne. Ceci peut être considéré comme de le.. diaphonie et interfère avec l'exactitude de l'indication de relèvement.
Ceci ne constitue pas cependant un problème trop sérieux en ce qui concerne le signal nord, du fait que celui-ci est seulement utilisé pour obtenir une indica- tion générale, et, de plus il y a un seul signal nord ;pour chaque rotation complète du diagramme airectionnel. Cet inconvénient serait cependant sérieux en ce qui concerne le signal d'impulsion auxiliaire du fait que ce dernier conditionne une indication précise et qu'il y .a huit signaux auxiliaires émis pour chaque rotation du diagramme
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directionnel et que, par conséquent, il y a huit fois autant de signaux d'impulsions auxiliaires que de signaux d'impulsion nord uti lisant autant plus d'énergie.
Ainsi, si l'on se réfère à la Fig.5B, on voit que lorsque 24 impulsions de référence auxiliaires sont émi- ses, il en résulte une chute sérieuse ainsi qu'il est montré en 36.
Cependant, en raison de l'espacement unique des paires d'impulsions dans le signal d'impulsion de référence auxiliaire montré à la Fig.
4D, 12 impulsions seulement, (six paires) sont nécessaires pour pro- duire 11-impulsions d'appel, et du fait qu'il est seulement émis 12 impulsions très rapprochées et non 24. la chute n'atteint pas le ni- veau indiqué à la base de la courbe 36, mais elle s'arrête en un point 37 qui est considérablement plus faible et représente une amé- lioration sensible de la diaphonie et de la consommation d'énergie (charge de coefficient d'utilisation).
Dans la description qui précède, on a omis des détails qui apparaissent clairement à l'homme de l'art, concernant par exemple la nature des divers dispositifs inclus dans les rectangles des figures ainsi que les nombreux autres arrangements possibles, qui sont également évidents.
Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus enielation avec des exemples-particuliers de réalisations, on comprendra clairement que ladite description est fai te seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'inven- tion.