Oscillographe. La présente invention a pour objet un oscillographe du type portatif, de construc tion simplifiée, de poids et de dimensions réduits et dont le rendement optique est amélioré.
On connaît des oscillographes avec une lentille fixe et un miroir oscillant. L'image est projetée de la lentille fixe sur le miroir oscillant, par lequel elle est réfléchie dans le plan focal d'uli moyen d'observation visuelle. Dans ces instruments, la lumière de la source lumineuse lie peut être concentrée en un point; ce qui exige une très forte source lumineuse pour donner une intensité suffi sante à l'image dans le dispositif d'observa- tion visuelle.
L'oscillographe, objet de la présente invention, comporte un dispositif d'observa tion à oculaire pour observer les vibrations d'wi faisceau lumineux et il se caractérise par la combinaison de ce dispositif avec au moins une lentille condensatrice mobile dis posée pour condenser le faisceau lumineux en une petite image clans le plan focal de l'oculaire du dispositif d'observation et pour mouvoir cette image à travers le champ du- dit oculaire. De cette façon, on n'a besoin que d'une très petite source de lumière.
Des formes d'exécution de l'oscillographe, objet de l'invention, sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé dans lequel: La@ fig. 1 montre une de ces formes d'exé cution en coupe verticale; La fig. 2 montre. en vue en perspective latérale la partie supérieure de l'oscillographe avec la lentille condensatrice mobile, un écran à lumière et le dispositif d'observation;
La fig. 3 est une vue fragmentaire de la partie supérieure de l'oscillographe avec la lentille condensatrice mobile et l'écran à lumière, et La fig. 4 est une vue de dessus de la leu= tille condensatrice mobile et de l'écran à lumière; La fig. 5 montre le schéma d'une autre forme d'exécution de l'oscillographe. L'oscillographe représenté aux fig. 1. à 4 comporte une boîte 1, une source à lumière 2, un galvanomètre 3, un écran à lumière 4, une lentille condensatrice 5 et un dispositif d'observation à oculaire 6.
La boîte 1 est établie en bois, ruais elle pourrait aussi être faite en tout autre matière appropriée, telle que de la tôle métallique ou de matière isolante, et comprend une plaque de base 7, sur laquelle est fixé le galvano mètre 3, une plaque frontale 8, des panneaux latéraux 9 et 10, une plaque arrière 11 et une plaque supérieure 12 qui porte une douille à lampe pour la source de lumière 2, le dispositif d'observation, la lentille eonderi- satrice et l'écran à lumière. Le tout est réuni par des joints étanches pour empêcher l'entrée de lumière extérieure et un couver cle 13 est prévu pour protéger les parties au-dessus de la plaque supérieure 12.
La source de lumière 2 se fixe au moyen d'une connexion à douille à la plaque 12 et comprend une source lumineuse de forme allongée et rectiligne pour le galvanomètre 3 dans un but décrit plus loin.
Le galvanomètre 3 comporte une petite boîte étanche 14 remplie d'huile, disposée à la partie inférieure de la boîte 1 et conte nant un miroir de galvanomètre 15 disposé horizontalement dans le champ magnétique d'un aimant permanent 19. Ce miroir se trouve au-dessous d'une lentille 16 située dans la paroi supérieure de la boîte du gal vanomètre. II est monté sur un élément vibrant 17 suspendu par deux ponts cri ivoire 18 figés à la boîte de galvanomètre 14. Les extrémités de l'élément vibrant 17 sont reliées aux bornes 20 du circuit recevant les pulsations électriques de commande.
Uri rou leau en ivoire 21 sollicité par un ressort 22 tient l'extrémité en boucle de l'élément vibrant et maintient celui-ci en tension constante dépendant de la tension du ressort 22 qui peut être réglée par une vis 23.
L'écran à lumière 4 consiste en une pla que circulaire rotative d'un rayon suffisam ment grand pour renfermer la lentille condensatrice 5 décrite plus bas et montée sur un arbre rotatif 24 qui est supporté dans tir) coussinet 25 fixé à la plaque supérieure 12 de la boîte 1. L'écran est en laiton ou toute autre matière appropriée, de préférence d'un poids élevé. L'arbre 24 est muni, aux deux extrémités, de poulies 26 et 27 permettant de le faire tourner à l'aide d'riri petit moteur électrique (non représenté) placé soit à l'ex térieur, soit à. l'intérieur de la boîte 1.
La lentille condensatrice 5, de forme cylin drique, est disposée dans l'écran à lumière 4 suivant urne direction radiale de celui-ci et est de longueur suffisante pour recevoir la lumière réfléchie par<B>le</B> miroir de galvano mètre 15 pendant qu'il oscille, et de largeur suffisante pour admettre une grande quarn- tité de lumière, sans distorsion anormal( de l'image ponctuelle désirée.
La longueur focale de la lentille devra être courte afin que l'image du faisceau lumineux réfléchi par le galvanomètre soit aussi petite et aussi luini- rieuse que possible.
L'oculaire du dispositif d'observation 6 est du type microscopique usuel et est situé de façon que soir plan focal coineïde avec le plain focal de la lentille condensatrice rotative et à un endroit tel que la lumière réfléchie par le miroir de galvanomètre le rencontre lorsque la lumière passe par la lentille con- densatrice 5.
Uri verre clair 28 fixé à la partie supé- riëUre du dispositif d'observation est disposé dans le plan focal de celui-ci. Une gradua tion appropriée est gravée sur le verre afin de pouvoir mesurer les ondes lumineuses.
Pour le fonctionnement, des conductears d'un circuit conduisant des courants oscillant sont reliés aux bornes 20. (le circuit ren ferme un microphone pour transformer les ondes sonores en ondes électriques de fré- qupnce correspondante, à savoir des ondes de fréquence audible.
La source lumineuse 2 peut être alimentée par une petite batterie portative; des rayons lumineux sont émis par elle et rencontrent la lentille 16 qui les condense sur le miroir de galvanomètre 15 où ils sont déviés par les oscillations de celui-ci en dépendance des courants oscillants et sont renvoi-és à travers la lentille 16 qui les projette sous foi-nie de faisceau dirigé sur l'écran 4 en avant du dispositif d'observation 6.
Lorsqu'on imprime un mouvement de rotation à l'écran 4 à l'aide d'une des pou lies 26, 27, soit à la main, soit par un moteur, la lentille condeusatrice cylindrique 5 passe par la ligue de vision du' dispositif d'observation t;. Les rayons lumineux réfléchis par le miroir de galvanomètre 15 seront condensés en un point-image par la lentille cylindrique et comme le faisceau lumineux produisant cette image est influencé simul tanément par le mouvement de la lentille en travers du dispositif d'observation et par le miroir oscillant dans des directions à angle droit l'une par rapport à l'autre, l'image résul tante vue par un mil se trouvant au centre du dispositif d'observation est l'image visuelle d'une onde sonore.
La vitesse de rotation de la lentille conden- satrice 5 et de l'écran 4 peut être rapide lorsque les ondes lumineuses sont uniformé ment périodiques, c'est-à-dire que les pério des peuvent être superposées l'une à l'autre sans distorsion, mais, si les ondes lumineu ses ne sont pas uniformément périodiques, comme dans le cas de la transformation de la plupart des ondes sonores, l'oeil ne peut en retenir qu'une seule à la fois sans dis torsion.
La persistance de vue de 1'#i1 n'est pas sensiblement inférieure à '/1s de seconde; par conséquent, avec des ondes irrégulières, 1'#i1 ne pourrait pas percevoir plus de quinze images par seconde sans qu'elle se brouillent, et la vitesse de rotation de l'écran et de la lentille condensatrice ne pourrait pas être de plus de quinze révolutions par seconde.
Si la fréquence des oscillations dans les ondes de fréquence audible qui doivent être transformées est tellement élevée que l'appa reil susdécrit ne présente pas un nombre suffisant de portions caractéristiques de l'onde de fréquence audible, la forme d'exécution représentée à la fig. 5 fournit des moyens grâce auxquels plusieurs portions de l'onde de fréquence audible se présentent simultané ment dans des positions séparées.
Cette forme d'exécution comporte, en combinaison avec l'écran 4, quatre lentilles cylindriques condensatrices 5 et de plus mi potentiomètre 29, deux batteries 30 et 31, une résistance 32, un microphone à charbon 33 et un transformateur 34.
L'écran 4 est similaire à celui susdécrit, mais il porte les quatre lentilles cylindriques condensatrices 5 enchassées en position radiale à une distance angulaire de<B>90'</B> les unes des autres.
Le potentiomètre 29 comprend une r6sis- tance circulaire en quatre sections équidis tantes 35 et un balai rotatif 36 actionné en synchronisme avec l'écran rotatif 4. La posi tion normale du balai 36 est telle qu'il est en position sur une des sections de la résis tance circulaire 35 lorsqu'une lentille 5 passe dans le champ du dispositif d'observation.
Les deux batterie 30 et 32 sont de peti tes piles sèches portatives, la batterie 30 comprenant un petit nombre d'éléments, et la batterie 31 comprenant un relativement grand nombre d'éléments. La résistance 32 est plusieurs fois plus grande que la résis tance du potentiomètre 29 et le microphone 33 est d'un type usuel de microphone à charbon. Le transformateur 34 est un transformateur à fréquence capable de déterminer une ampli fication uniforme des fréquences vocales, ayant nu nombre de tours plus petit sur le secondaire que sur le primaire pour augmen ter le courant induit.
Les éléments susénoncés sont compris dans trois circuit 37, 38 et 39. Le circuit 37 contient le microphone à charbon 33, la bat terie 30 et la bobine primaire du transfor mateur 34 qui induit les oscillations d'une intensité plus élevée dans la bobine secon daire. Le circuit 38 contient cette bobine secondaire du transformateur 34, la résistance circulaire 35 et le galvanomètre à miroir 3.
Le circuit 39 contient le potentiomètre 29, la batterie 31, la résistance 32 et la bobine secon daire du transformateur 34 et est connecté au circuit 38 par une borne de galvanomètre 20 et le balai 36 du potentiomètre; le courant fourni par la batterie est en grande partie déterminé par la résistance 32, mais varie entre des limites prédéterminées en raison de la résistance variable du potentiomètre rota tif 29 qui est actionné à une vitesse syn- chrone avec l'écran 4. Ce courant variant est conduit par le circuit 38 au galvanomètre qui est polarisé par celui-ci.
La polarisation devra être d'une importance suffisante pour faire tourner le miroir du galvanomètre 15 assez loin pour présenter les images multi ples condensées par les lentilles multiples 5, de la même manière qu'il a été décrit pré cédemment pour une lentille unique 5, t ri ondes parallèles qui ne se brouillent pas dans le plan focal du dispositif d'observa tion 6.
Lors du fonctionnement, l'écran 4 et le balai 36 du potentiomètre: tournent avec des vitesses synchrones. Une première lentille 5 passe devant le dispositif d'observation, lorsque le balai 36 est dans sa position de pleine résistance et que le courant iriiniirium passe par le circuit 38. Le balai 36 a fran chi titi quart de la résistance 35 pendant le temps qu'une seconde lentille met pour venir en face du dispositif d'observation, le courant du circuit 38 augmente de façon à faire pivoter le miroir 15 par l'effet de polarisa tion du galvanomètre. D'une façon similaire, le miroir dit galvanomètre est incliné davan tage à mesure que chacune des deux autres lentilles 5 passe devant le dispositif d'observation 6.
De cette manière, le miroir<B>15</B> est amené à osciller pour déplacer les rayons de la source de luiniÈre 2 qu'il réfléchit vers le dispositif d'observation. Si la rotation de l'écran 4 a lieu avec une fréquence corres pondante à la persistance des images pour l'#il, quatre ondes lumineuses seront simul tanément visibles à un oeil placé ait centre du dispositif d'observation 6, en positions parallèles séparées.
Les dispositions décrites ci-dessus four nissent des moyens pour transformer des oscillations de fréquence audible en ondes lumineuses d'une manière considérable ment simplifiée, le nombre des éléments nécessaires à cet effet est beaucoup plus petit que dans des instruments similaires connus, et l'effieaeité de la source lumi neuse est tellement augmentée en raison de la réduction de la longueur focale de la ou des lentilles condensatrices que l'on petit utiliser une lampe électrique qui n'a besoin d'être alimentée que par le courant d'une petite pile sèche.
On obtient ainsi un oscillographe simple, efficace et compact qui est à même (le trans former des oscillations de fréquence audible en ondes lumineuses, les caractéristiques des oscillations traduites de lettres et de sylla bes étant tellement distinctes qu'un ceil expérimenté petit comprendre le son par la vite.
La sensibilité de Fceil humain est telle qu'il petit saisir les caractéristiques d'un sou en regardant une ou deux des ourles lumi neuses, alors due pour l'ouïe, il faudrait faire répéter les ondes des douzaines de fois pour assurer la perception dans l'oreille. De cette manière, des personnes sourdes peuvent être amenées à. saisir le son par l'observation d'ondes lumineuses, provenant d'oscillations électriques.