Dispositif de modulation pour émetteur radiophonique. La présente invention a pour objet un dispositif de modulation pour émetteur radio phonique, par exemple à ondes radio électriques courts.
Le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir le niveau de la. mo du- lation -à une valeur relativement profonde, même lorsque l'intensité des .signaux eux- mêmes est relativement faible, et -des moyens pour empêcher une surcharge de l'émetteur lorsque le signal à transmettre devient fort.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, schématiquement, une forme .d'exécution du dispositif suivant l'invention.
La fi-. 1 est un schéma de cette forme d'exécution, et La fib. 2 un graphique relatif à son fonc tionnement.
En référence à la fib. 1, le courant fourni par un microphone ou par un amplificateur 1 de microphone passe à travers un réseau atté- nuatenr variable ou un autre dispositif 2 de commande similaire et -est conduit à travers un autre atténuateur variable au primaire 3 -d'un transformateur. Conune représenté., le deuxième atténuateur consiste en un poten tiomètre qui peut convenablement présenter une résistance 4 d'environ 600 ohms et dont une extrémité à est connectée à une extrémité du primaire 3 du transformateur.
Le point mo bile 6 -du potentiomètre est connecté à l'autre extrémité du primaire du transformateur et le secondaire 7 de ce transformateur est con necté entre les grilles de commande 8, 9 ,d'une paire -de tubes 10, 11 dits à pente variable, connectés en push-pull. Le tube dit à pente variable est un tube à grille écran modifié, dont la pente varie essentiellement avec le voltage appliqué @à la grille de commande.
Un exemple -d'un tel tube utilisé actuelle ment est le tube Marconieonnu sous la dési gnation commerciale VMS4. Ce tube a une pente qui varie entre environ 1,1 milli- ampère/volt et environ 0,005 milliampère/volt, l'impédance étant d'eiiviroii .150000 ohms. Le primaire 12 d'un deuxième transforma teur est. en shunt sur la résita-nce 4 du poten tiomètre.
Les extrémités du secondaire 13 de ce transformateur sont connectées aux anodes d'une paire -de redresseurs à faible impé dance, dont les cathodes sont reliées ensemble ou bien, comme représenté, sont reliées aux anodes d'une valve 14 redresseuse d'onde com plète. Le point central 15 -du secondaire 13 est relié, par une batterie appropriée 16 de ten sion cathodique, au point central 17 du secon daire 7 du transformateur d'entrée et aux tubes 10 et 11 à pente variable.
Le point 18 commun de cathode -des tubes -à pente variable est mis à la terre et est relié au point 19 de la cathode du redresseur -d'onde complète, ce point est également relié, par un condensa teur 20 d'une capacité de 0,01 à 0,1 micro- farad, par exemple de 0,08 microfarad, le quel est shunté par une résistance 21 très forte (laquelle peut varier d'environ 0,1 à 50 mégohms), au point central 15 du secon daire 13.
Des valeurs appropriées de poten tiel de courant continu sont appliquées à par tir des points. de dérivation 22, 23 d'une batterie 24 aux grilles écrans 25, 26 des, tubes à pente variable. Les plaques 27, 28 de ces tubes. sont reliés ensemble par l'intermédiaire du primaire 29 d'un transformateur de sor tie dont le courant fourni par son secondaire 30 passe par un amplificateur 31 à gain va riable et est utilisé alors pour la modulation. Le secondaire 30 peut commodément, en prati que, être destiné à fournir -du courant Ians une résistance de transport d'environ 600 ohms.
Les anodes 27, 28 sont également re liées par une paire -de résistances 32, 33 en série, par exemple -de 5000 ohms chacune, le point de jonction de ces résistances étant relié, à travers un milliampèremètre 34 à une source de potentiel anodique, la batterie ?4. On verra qu'avec cette disposition, une partie .du courant de modulation reçu est -dé tournée à travers les redresseurs à basse im pédance et est utilisée pour commander le po tentiel de grille des tubes à pente variable.
Le fonctionnement et le réglage du dis positif se comprendront -de ce qui suit: Aussi longtemps que l'impédance -du -cir cuit de sortie d'un tube à pente variable est faible par rapport à l'impédance du tube, l'amplification obtenue variera avec la valeur -de la pente -du tube. La courbe représentant alors la pente du tube (ordonnée) eu fonction du voltage de grille (abscisse) d'un tube à pente variable du genre en question, est ap proximativement hyperbolique et asympto tique par rapport aux lignes d'ordonnée et d'abscisse.
Pour le tube connu comme Z'N8.4, la courbe est approximativement hyperbo lique entre une valeur d'ordonnée d'environ 1,2 milliampère par volt et une valeur d'abs cisse d'environ -40 volts. L'appareil est ré glé en faisant varier le potentiel de grille jusqu'à ce que le courant anodique corres pondant à la valeur d'environ 0,7 milli ampère par volt, soit obtenu.
La courbe repré sentant la valeur de la puissance émise, en décibels (ordonnées), en fonction de la valeur de la puissance fournie, en décibels (abs cisses), de la disposition -décrite, s'élévera, par suite des caractéristiques décrites -du tube ià pente variable, à un maximum et re tombera ensuite pour des valeurs croissantes du niveau de la puissance fournie, cette courbe ayant approximativement la forme d'un U inversé avec. un sommet très plat.
Une courbe typique qui peut être obtenue avec une disposition telle que décrite, est re présentée à la fig. 2, dans laquelle les or données sont des décibels (niveau relatif de la puissance émise) et dans laquelle les abscisses sont des décibels (niveau relatif de la puissance fournie).
Comme on le verra de la fig. 2, pour un niveau de - 20 décibels de puissance reçue, le niveau de la puissance émise est d'environ 1,5 décibel, s'élevant jus qu'à un niveau d'environ 10 décibels pour un niveau de puissance reçue .d'environ - 5 décibels.
Cette valeur marque le début -de ce que l'on peut appeler le "sommet aplati" de la courbe, pour un niveau -de puissance reçue de zc'iro, le niveau de la puissance fournie en décibel est seulement .d'environ 11,5, tandis que lorsque le niveau de la puissance reçue est élevé à environ<B>+</B> 7 décibels, le niveau de la puissance émise est tombé à environ 10 dé cibels.
On voit par là qu'entre les valeurs d'environ - 5 décibels et -i-- 7 décibels du ni veau de la puissance reçue, le niveau de la puissance émise est approximativement cons tant indépendamment de la puissance reçue, des puissances reçues faibles étant amplifiées selon une plus grande pro portion que les grandes puissances reçues. Lorsqu'en outre le niveau de la puisssance reçue augmente tant soit peu au-dessus d'en viron -!- 7 décibels, le niveau de la puissance émise tombe rapidement.
Il s'ensuit que le niveau sera. pratiquement constant sur une mande échel'_e de valeur .différente de la puis sance reçue. tandis qu'une surcharge de l'é metteur est automatiquement empêchée.
Pour que l'on -comprenne mieux l'action et la manière de fonctionner de la disposition re présentée à la fig. 1, une description dune méthode pour l'obtention des réglages néces saires va être décrite maintenant, cette des cription s'appliquant à un émetteur tel qu'em ployé habituellement pour le broadeastin.a et dans lequel une soi-disant "note d'accord", c'est-à-dire une modulation d'audio-fréquence d'amplitude et de fréquence pratiquement constantes, est transmise avant le commence ment d'un programme.
On verra de la description qui va suivre que cette note d'accord est utilisée pour les ré- blages préliminaires nécessaires et la vérifi cation, bien qu'évidemment il soit possible d'employer n'importe quel autre signal "d'essai" constant pour les mêmes buts.
Il est évident que la lecture obtenue sur le milliampèremètre 34 sera principalement af fectée par le potentiel de commande venant de l'unité 14 de redressement, et le potentio mètre d'atténuation qui alimente le transfor mateur 3 peut être réglé de telle sorte que le courant maximum produit, tel qu'il est donné par le sommet de la partie plate de la courbe de la. fig. 2, soit obtenu lorsque la lecture du r.-,il.liampèremètre 34 a n'importe quelle valeur convenable, par exemple à mi- chemin le long de l'échelle. (Dans un exemple concret. dans lequel la courbe de la fia. 2 a.
été obtenue, le milliampèremètre était un ins trument allant jusqu'à trois milliampères et la valeur maximum correspondant au sommet de la partie plate de la courbe de la fig. 2, était de 1,3 milliampère). La commande du potentiomètre est alors laissée à sa position de réglage et avec la. note d'accord présente, le dispositif atténuateur 2 est placé de manière à amener le milliampèremètre 34 de com mande, à la marque de référence, c'est-à-dire à la moitié de l'échelle. L'amplificateur 31 à gain variable est alors réglé pour assurer une commande parfaite de l'émetteur.
Toute autre commande estimé nécessaire pendant que le programme est transmis, est obtenue en ré- aIant le dispositif 2 atténuateur. On voit qu'avec ce ré-labe, il n'est pas possible de donner une surcharge à l'émetteur, vu que la mise en place des commandes a été faite pour les conditions maximum de courant reçu et le milliampèremètre 34 .de -commande don nera des lectures indiquant la partie de la courbe de la fig. 2 sur laquelle a lieu le fonc tionnement.
Si la commande en 2 est réglée de telle sorte que la modulation maintient l'aiguille de l'instrument 34 près de la mar que de référence, le fonctionnement aura lieu sur la partie plate -de la courbe de la fig. 2 et le rendement maximum sera pratiquement constant. Cette condition de réglage assure le maximum possible -de niveau supérieur.
Si les mouvements sur l'instrument 34 par suite des signaux relativement faibles de courant reçu, sont faibles, c'est-à-dire près de ce qui est normalement la lecture complète d'échelle (la lecture sans signal présent étant l'échelle complète), le fonctionnement se fait sur la première partie ou partie ascendante de la courbe, tandis que si, comme il résulte des signaux relativement forts @du courant reçu, la lecture sur l'instrument 34 est fortement abaissée au-dessous de la moitié, l'appareil travaille sur la partie descendante de la courbe .de la fig. 2 et dans -ces deux condi tions, le rendement complet de l'émetteur ne sera pas atteint.
Cependant, lorsque des fois des effets de contraste sont requis, il peut être désirable de régler l'appareil pour qu'il tra vaille sur la partie ascendante de la courbe et de préférence de telle sorte que l'aiguille de l'instrument 34 atteigne occasionnellement la marque de référence qui se trouve à mi- chemin le long de l'échelle. Evidemment, un instrument 34 de commande étalonné spécia lement peut être employé, si on le désire, de manière à indiquer plus. clairement à un opé rateur les conditions de travail.
La période de temps régissant la commande ,du potentiel, donnée par le redresseur 14, peut être réglée en modifiant les valeurs du condensateur 20 et de la résistance 21, vu que -de grandes va leurs de la résistance et du condensateur pro -duiront une très faible fuite du potentiel de commande, tandis que -de petites valeurs au ront pour effet une fuite plus rapide. L'ef fet obtenu peut être vérifié en observant les lectures sur le milliampèremètre 34.
Lorsque les valeurs dans .ce circuit 20, 21, de com mande -de ligne, sont trop fortes, une pointe -de modulation subite sera indiquée du fait que les lectures seront réduites bien au- dessous de la moitié, puis par un retour lent, le résultat obtenu étant -de réduire la com mande de l'émetteur lorsque la pointe se produit.
Si le retour de l'aiguille pendant la fuite est trop lent, le temps pris pour rame ner la modulation à une commande complète, comme indiqué par la lecture sur la mi échelle du milliampèremètre, sera excessif. Si, d'autre part, la période -de temps est trop courte, la commande suivra trop rapidement la modulation employée, et il se produira une transmission "saccadée" (,>jerky" transmis sion).
Un réglage initial soigneux peut être fait -de telle manière que la commande per mette une modulation très complète avec sé curité, tandis que de n'importe quelle modu lation accidentelle @à pointe élevée ne résul tera seulement qu'une réduction momentanée du courant émis, -du fait que l'émetteur tra vaille sur la partie descendante -de la courbe de la fig. 2.
Les réglages pour le dispositif 2 d'atténuation après -que les réglages initiaux ont été faits, sont tout à fait sans importance et ne nécessitent généralement seulement d'être faits en tout, que lorsque le caractère du programme est changé, c'est-à-dire lors qu'un concert est suivi par un numéro de programme de moindre volume, par exemple un discours.
Evidemment, il n'est pas nécessaire -d'em ployer deux tubes à pente variable en push- pull, bien que cette disposition soit préféra ble, en ce sens qu'il est tout à fait pratique d'employer seulement un tube à pente varia ble, le potentiel de grille -de ce tube étant commandé par une proportion -de l'énergie fournie, d'une manière analogue à celle déjà décrite pour la disposition en push-pull.
Sem- blablement, bien que l'emploi d'une disposi tion rectificatrice à onde complète pour ob tenir le potentiel pour les tubes à comman der, est préférée, il n'est pas nécessaire d'em ployer une rectification à onde complète.
Bien qu'un but important de l'invention qui peut être atteint au moyen du dispositif décrit soit de diminuer dans une grande me sure les effets du fading, effets qui évidem ment se manifestent principalement, si ce n'est exclusivement sur les courtes longueurs d'ondes, l'invention n'est pas limitée à .ce but; mais peut être avantageusement appliquée dans d'autres cas où une modulation conti nuellement profonde est nécessitée.
Par exemple, lorsqu'un discours tenu par un ora teur sur une plateforme, est diffusé, on ren contre souvent la difficulté que l'orateur tend à modifier la :distance à laquelle il se trouve du microphone, ainsi que la direction -de sa voix, ou l'un de,ces deux facteurs seu lement.
La présente invention peut avanta geusement être employée pour obvier à cette difficulté, en maintenant la profondeur de la modulation plus ou moins constante (et en même temps en empêchant la surcharge -du poste émetteur) pratiquement indépendam ment de l'intensité du son récolté par le mi crophone.
Evidemment, pour -des applications telles que celle-ci, la longueur d'onde de l'onde porteuse transmise, ne doit pas entrer en, ligne de compte et l'invention est ainsi applicable d'une façon générale à des .dispo- sitifs émetteurs radiophoniques et non seule ment aux dispositifs à. ondes courtes.
On a trouvé que le maintien d'une modu lation relativement profonde, comme décrit, amoindrit considérablement les effets du fa ding au récepteur, et, quoique, comme on le comprend, un dispositif selon. cette inven tion donnera un rapport de passages forts et doux au récepteur qui est moindre que le rap port original, cette difficulté n'est, :dans bien des buts, pas d'une très grande importance.