Installation de télécommunication. La présente invention concerne une ins tallation de télécommunication et plus parti culièrement une installation comportant une liaison radioélectrique.
Dans de telles installations, le bruit in troduit dans la transmission ne peut ordinai rement être réduit, le bruit dans le récepteur radio lui-même conditionnant 'le bruit pré sent dans le circuit complet. Les niveaux des conversations dans des réseaux @à fré quence vocale ordinaires peuvent différer ;de 30 décibels ou plus.
En conséquence, si le transmetteur radio est disposé de manière à éviter toute surcharge sérieuse aux niveaux élevés, son taux de modulation peut atteindre 30 décibels en. dessous du maximum aux ni veaux de conversation faibles, ce qui donne un rapport du signal au bruit reçu abaissé de cette même quantité en dessous du maxi mum que le transmetteur peut fournir.
L'invention a pour but -de réaliser une installation de télécommunication comportant une liaison radioélectrique, dans laquelle cette perte (de 30 décibels, par exemple) dans le rapport du signal au bruit est réduite ou pratiquement évitée par une augmenta tion appropriée du taux de modulation à l'émetteur, et de réaliser une telle installa tion de transmission dans laquelle l'équiva- lent de transmission de l'entrée du trans metteur jusqu'à la sortie du récepteur reste constant malgré des variations ou change ments de la modulation à l'émetteur.
L'ins tallation de télécommunication suivant l'in vention comportant une liaison Tadio-zlec- trique et comprenant des dispositifs contrô lant le niveau de signalisation ù la sortie d'un transmetteur, -est caractérisée en ce que les dits dispositifs comprennent un moyen pour retarder leur fonctionnement en dépendance de la variation du niveau de signalisation.
Suivant une forme d'exécution de l'objet de l'invention, une installation de transmis sion telle qu'une installation téléphonique pourrait comporter au transmetteur un dis positif donnant une constante de temps au contrôle du gain, ladite constante étant auto matiquement variable en fonction du :
débit d'entrée des signaux et (ou) du taux de va riation de ce débit d'entrée suivant une loi prédéterminée. Ce dispositif est réalisé de telle manière que, lorsque le niveau des si gnaux entrants s'élève rapidement à partir d'une valeur minimum prédéterminée, la constante de temps du contrôle du gain pré sente une grandeur prédéterminée, par exem ple de l'ordre de trois cents millisecondes, tandis que, si ledit niveau baisse rapidement à. partir d'une valeur ne dépassant pas un maximum prédéterminé jusqu'à une autre va leur toujours supérieure à.
un minimum pré déterminé, la constante de temps prend une deuxième valeur prédéterminée supérieure à la. première, par exemple de l'ordre de trois secondes, et que si le niveau de signalisation est inférieur à un minimum prédéterminé, par exemple, vingt décibels au-dessous de ce maximum, la constante de temps prend une troisième valeur sensiblement supérieure à la première, par exemple de l'ordre de quinze secondes ou plus.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est décrite en détail dans la descrip tion suivante et représentée sur le dessin an nexé, dans lequel: La fig. 1 représente schématiquement et partiellement un circuit transmetteur d'une installation de télécommunication incorpo rant des caractéristiques de l'invention, et la fig. 2 représente un exemple de circuit récepteur correspondant à un circuit trans- metteur tel que celui de la fig. 1.
Se référant maintenant au dessin, la fig. 1 représente schématiquement un exem ple de disposition d'une portion de circuit transmetteur d'une installation de commu nication à fréquences vocales. La. ligne de conversation entrante Ll est appliquée aux bornes d'un transformateur élévateur IT dont le secondaire comporte un condensa teur de blocage D, et qui sert de transforma- Leur d'entrée à un étage amplificateur basse fréquence comprenant une lampe amplifica- trice C.
Cet étage C peut être couplé par un transformateur Tl. < i, un autre étage ampli ficateur additionnel A lui-même couplé par un transformateur T? à la ligne conduisant à. l'étage modulateur T31 ou à un autre étage amplificateur baste fréquence encore, si né cessaire.
Une impédance variable et contrô lable constituée par une lampe triode à basse impédance E est connectée en shunt sur la grille de la lampe amplificatrice C. Le cir cuit grille de la lampe E comprend un cir cuit à constante de temps capacité 1Y. résis tance T', et est connexé à travers un pont de redresseurs R?,<I>R3, R4.</I> R5 et un élément redresseur RI polarisé par une batterie Bl à la ligne sortante de l'étage amplificateur _4 vers le modulateur.
Les autres sommets du
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pont <SEP> de <SEP> redresseurs <SEP> <I>R2-R5</I> <SEP> sont <SEP> connectés,
<tb> à <SEP> travers <SEP> un <SEP> ensemble <SEP> de <SEP> redresseurs <SEP> R6 <SEP> et
<tb> R7 <SEP> en <SEP> parallèle <SEP> polarisés <SEP> par <SEP> une <SEP> batterie
<tb> B3, <SEP> au <SEP> secondaire <SEP> d'un <SEP> transformateur <SEP> Y
<tb> dont. <SEP> le <SEP> primaire <SEP> est <SEP> en <SEP> shunt <SEP> sur <SEP> les <SEP> conduc teurs <SEP> connectant <SEP> 1e <SEP> redresseur <SEP> RI.
<SEP> à <SEP> la <SEP> ligne
<tb> sortante <SEP> conduisant <SEP> au <SEP> modulateur <SEP> <I>T.11.</I>
<tb> Lorsque <SEP> a <SEP> lampe <SEP> E <SEP> est <SEP> polarisée <SEP> à <SEP> la
<tb> coupure <SEP> de <SEP> son <SEP> courant <SEP> plaque, <SEP> elle <SEP> n'a <SEP> au cun <SEP> effet <SEP> sur <SEP> la <SEP> transmission, <SEP> et <SEP> l'étage <SEP> am- plificateur C fournit, son gain normal com plet.
Lorsque la lampe E est polarisée de ma nière à présenter son impédance normale, telle que dans le cas d'un amplificateur classe A, par exemple une impédance de l'ordre de 7000 ohms ou moins, la, plaque de E aura un effet de shunt sur le circuit ligne transformateur, cet effet étant suffisant pour donner un. affaiblissement de 25 décibels ou plus.
Cet affaiblissement se produira de plus dans des conditions de fonctionnement nor males, sans distorsion appréciable par le fait que la variation brusque de la tension maxi mum provenant directement de la ligne sur la plaque de E. sera telle que la lampe fonc tionne sensiblement sur une portion linéaire de la courbe voltage-courant plaque de E, qui même lorsqu'elle est polarisée dans la ré gion de la loi du carré présente un rayon de courbure relativement grand.
Afin d'obtenir une variation relativement grande -de l'affaiblissement tout en réduisant les variations dans l'impédance de terminai son de ligne à une valeur satisfaisante, les deux résistances G et H sont introduites dans le circuit primaire -du transformateur IT.
Dans le cas où un affaiblissement supé rieur à .30 -décibels environ est désiré, plu sieurs lampes telles que E peuvent être dis posées en cascade, un couplage par résistances séries -étant, par exemple, prévu entre deux lampes consécutives.
Une telle combinaison de deux ou plusieurs lampes peut égalemenrt être employée dans les cas où des limites étroites de variation d'impédance de lignes doivent être réalisées; dans ce cas, la. varia tion due à -chaque lampe si le shuntage est effectif est moindre que dans le cas d'un tube unique, et la variation d'impédance to tale dans .la ligne pour une gamme .d'affai blissement donnée est par suite diminuée.
Les amplificateurs basse fréquence C et A peuvent normalement être employés dans les cas où une amplification des courants à fréquences vocales est réalisée avant la mo dulation.
Pour contrôler la polarisation grille de la lampe E, une portion du débit provenant de l'étage amplificateur A par exemple (à un niveau -de 20 volts ou plus) est dérivée comme montré et appliquée sur le redresseur RI, polarisé au moyen; d'une batterie<B>RI</B> par exemple, de manière qu'aucun courant ne passe jusqu'à ce que la parole n'atteigne une valeur prédéterminée, par exemple une tren taine de volts. Le voltage de sortie redressé obtenu aux bornes de la résistance O est alors appliqué en série avec une source telle qu'une batterie B2i -et avec le réseau de re dresseurs R2, R3, R4 et R5 sur la grille @de la lampe E.
La batterie B2 est de valeur juste suffisante lorsqu'elle agit seule pour provoquer la coupure de E. Le redresseur RI. est connecté dans un sens de conduction tel que les courants redressés rendent moins né gative la grille de E. Par suite, avant que les courants à fréquences vocales ne -commencent, E n'aura pas d'effet de shunt sur t'étage C. L'amplificateur C donne ainsi son gain maxi mum.
Cet état de chose ose maintient sauf aux moments où :les pointes des courants à fréquences vocales dépassent 30 volts (ou la valeur de<B>RI</B> quelle qu'elle soit). Au delà de ce point, -qui correspond à la modulation correcte maximum du transmetteur, toute augmentation ultérieure provoque le fonc tionnement de l'élément redresseur Bl, ce qui a pour résultat l'application d'un potentiel moins négatif sur la grille de la lampe E et par suite une augmentation rapide de son courant plaque.
Un accroissement rapide à partir de zéro correspond à ce dernier dans le shuntage du circuit de plaque de E sur l'entrée de la lampe amplificatrice C. Le débit,de l'étage A tendra alors<B>à</B> être réduit à une valeur prédéterminée, telle que ce cou rant soit juste au-dessous :de sa valeur pour laquelle le redresseur Rl entre en, jeu.
Pour des valeurs convenablement ,choisies des :constantes, une élévation de 30 décibels au-dessus de la valeur prédéterminée du ni veau de transmission peut produire une élé vation de débit -de S décibels seulement ou moins.
L'effet de limitation du niveau qui vient d'être décrit ne met pas directement en jeu le pont ou réseau de redresseurs <I>R2, R3,</I> R4 et R5. Ce réseau pourrait être remplacé par un court-circuit ou supprimé sans incon vénient à ce point de vue. Toutefois, un tel réseau constitue en fait une fuite :de grille variable pour la lampe E, donnant ainsi une constante de temps automatiquement va riable, au dispositif de -contrôle du niveau de paroles.
Afin d'éviter un "souffle" excessif lors d'élévations soudaines du niveau -de paroles, la vitesse de fonctionnement -du :dispositif de contrôle doit être très rapide pendant ces élévations de voix, par exemple de 300 milli- secondes ou moins.
Lorsque le niveau tombe cependant, la constante de temps devrait être notablement plus élevée que la période de syllabes, par exemple de l'ordre de 3 se condes ou plus, sinon les hauts et bas natu rels du niveau se produisant à une fréquence de syllabes seront aplanis, ce qui est parti culièrement indésirable. De plus, lorsque la parole cesse entièrement pendant un inter valle de temps relativement court, par exem ple lorsque la personne qui parle se tait pour écouter parler son correspondant, la constante de temps doit être aussi brande que possible, pour que,
au cas où le bain de l'amplificateur devient subitement maximum dans de telles occurrences, la. surface qui se produit inévita blement pendant une fraction de seconde lorsque la personne se remet à parler, soit évitée.
Le réseau redresseur représenté remplit les trois fonctions susénoncées. On peut en effet facilement montrer que si quatre redres seurs sont connectés en un pont comme mon tré sur la fig. 1, l'application d'une diffé rence de potentiel entre les sommets J et K ne produira pas de .différence de potentiel entre les sommets L et M, et inversement, mais provoquera une variation de la résis tance effective existant entre ces deux der niers points. I'1 s'ensuit que cette variation de résistance, en liaison avec le condensateur N provoque une variation dans la constante de temps du contrôle -de la parole sur la tension brille de E.
Dans la. disposition représentée sur la fig. 1, la différence de potentiel continu mo difiant la résistance entre L et 1l1 est fournie par le courant de fréquence vocale lui-même amené par le transformateur P et redressé par les éléments R6 et M. Les connexions sont telles qu'une augmentation du niveau de l'énergie de la parole provoque une dimi nution de cette résistance, et par suite en traîne une constante de temps plus courte.
En l'absence des courants à fréquences vo cales, la, batterie 133 est seule appliquée entre les sommets<I>J et h</I> du pont et cette batte rie est prise d'une valeur et d'une polarité
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telles <SEP> qu'elles <SEP> suffisent <SEP> à <SEP> rendre <SEP> les <SEP> quatre
<tb> redresseurs <SEP> sensiblement <SEP> non <SEP> conducteurs.
<tb> Par <SEP> suite, <SEP> dés <SEP> que <SEP> les <SEP> cour,,iuts <SEP> à <SEP> fréquences
<tb> vocales <SEP> s'arrêtent, <SEP> la <SEP> constante <SEP> de <SEP> temps <SEP> est
<tb> plias <SEP> élevée <SEP> (de <SEP> \?5 <SEP> secondes <SEP> ou <SEP> plus <SEP> par <SEP> exem ple);
<SEP> mais <SEP> 'le <SEP> transformateur <SEP> élévateur <SEP> P <SEP> est
<tb> tel <SEP> que <SEP> des <SEP> paroles, <SEP> au <SEP> niveau <SEP> de <SEP> plus <SEP> faible
<tb> fonctionnement <SEP> (par <SEP> exemple <SEP> de <SEP> 13 <SEP> à <SEP> 30 <SEP> dé cibels <SEP> en. <SEP> dessous <SEP> du <SEP> maximum) <SEP> suffisent
<tb> pour <SEP> diminuer <SEP> la. <SEP> constante' <SEP> de <SEP> temps <SEP> à <SEP> une
<tb> valeur <SEP> ne <SEP> dépassant <SEP> pas <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 4 <SEP> secondes. <SEP> Il
<tb> en <SEP> résulte <SEP> que <SEP> deux <SEP> des <SEP> trois <SEP> constantes <SEP> de
<tb> temps <SEP> susmentionnées <SEP> -sont <SEP> obtenues.
Si maintenant la paroi est à un niveau minimum, et que par suite le gain est maxi mum, et que soudainement elle s'élève à un niveau maximum, la différence de potentiel à courant continu entre les points J et K s 'ôlè ,ve aussi subitement. Ceci momentané- ment produit une résistance très faible entre les points<I>L</I> et M, beaucoup plus faible en fait que celle qui serait due à une personne parlant normalement le plus faiblement pos sible, une troisième valeur de constante de temps est alors ainsi obtenue,
de valeur fai ble, par exemple de 300 millisecondes, et un souffle excessif est ainsi évité.
La résistance P fournit un contrôle sur l'étendue de la variation entre les constantes de temps maximum et minimum. La résis tance I' est grande par comparaison avec la résistance effective minimum entre<I>L</I> et<I>M</I> et petite par comparaison avec la résistance maximum entre ces points. Une augmenta tion de Ir diminuera en conséquence l'éten due (le cette variation maximum, ce qui est souvent désirable.
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Bien <SEP> que <SEP> trois <SEP> valeurs <SEP> seulement <SEP> de <SEP> la
<tb> constante <SEP> de <SEP> temps <SEP> aient <SEP> été <SEP> envisagées, <SEP> il <SEP> est
<tb> clair <SEP> qu'en <SEP> pratique, <SEP> il <SEP> existera <SEP> un <SEP> nombre
<tb> infini <SEP> de <SEP> valeurs <SEP> de <SEP> constantes <SEP> de <SEP> temps,
<tb> correspondant <SEP> ebacnrie <SEP> à <SEP> la <SEP> fois <SEP> au <SEP> niveau
<tb> de <SEP> paroles <SEP> réel, <SEP> et <SEP> à <SEP> sa <SEP> vitesse <SEP> et <SEP> son <SEP> sens
<tb> de <SEP> variation. <SEP> Les <SEP> trois <SEP> variations <SEP> susdécrites
<tb> ne <SEP> doivent <SEP> par <SEP> suite <SEP> être <SEP> considérées <SEP> que
<tb> comme <SEP> trois <SEP> valeurs <SEP> particulièrement <SEP> carac téristiques.
La portion du courant de paroles re cueilli par le transformateur P est redressée par deux redresseurs R6, et R7 disposés en opposition l'un par rapport à l'autre. Cette disposition sert à éviter une différence exces sive dans les valeurs de la constante de temps aux niveaux de paroles maximum et minimum, ainsi :qu'à :
éviter toute détériora tion des redresseurs eux-mêmes pour une élé vation subite du niveau du minimum au maximum, variation qui sinon donnerait naissance à une tension inverse momentanée de plusieurs centaines de volts aux bornes d'un seul redresseur dans cette position.
Avec la -disposition en opposition représen tée, les tensions de pointe inverses de chaque redresseur :sont absorbées et par suite limi tées par l'autre, et après qu'une certaine tension a été atteinte, le courant redressé du deuxième redresseur s'oppose au premier, ce qui :donne une action limitatrice à l'éten due des variations de la constante de temps aux différents niveaux :de l'énergie -de la parole.
Il est de plus nécessaire non seulement de contrôler la modulation du transmetteur, mais également de .compenser avec précision, au récepteur, toutes variations dans le gain du transmetteur. Ceci peut être accompli dans le système représenté, par l'introduction dans la transmission et l'amplification simultanée avec les ondes de paroles d'une onde pilote à fréquence stable juste en dehors de la bande de paroles, par exemple 350Q périodes. Cette fréquence pilote peut être introduite au moyen.
de l'oscillateur B (fig. 1) au point représenté, mais il est clair que de nom breuses autres dispositions pour introduire une fréquence pilote peuvent être utilisées et apparaîtront clairement à l'homme de l''art.
Cette fréquence pilote sera séleetée au récepteur par un circuit exactement accordé convenable placé à la sortie du récepteur proprement :dit, :et employée pour faire fonc tionner le dispositif de contrôle automati que du gain du récepteur, tandis ,que l'onde porteuse remplit ordinairement :cette fonc tion.
En effet, de quelque degré que le gain soit réduit au transmetteur par le dispositif ,de contrôle, la fréquence pilote est réduite exactement dans le même rapport puisqu'elle est amplifiée par le même dispositif -de gain variable utilisé pour l'amplification du si gnal;
et comme la fonction de l'onde pilote au récepteur est de rétablir le gain de ce dernier de manière à toujours -donner un débit constant de cette fréquence pilote, le gain du récepteur sera de cette manière tou jours augmenté de la même quantité :dont a été abaissé le gain du transmetteur et in versement. LTn équivalent de :
circuit constant est ainsi obtenu. , Au récepteur, la constants de temps pour le contrôle du gain du récepteur par la fré quence pilote reçue est réglée de manière à être toujours sensiblement inférieure à Ra va leur minimum de la constante -de temps -de contrôle du gain .du transmetteur par le signal entrant, ce qui élimine ainsi la possi bilité de "chant" ou "sifflement" ,dans le circuit complet, condition qui peut sinon exister en raison des possibilités momenta nées :existant sans :
cela d'un gain global du circuit dépassant celui requis, s'ajoutant à des réflexions qui peuvent exister pour don ner naissance à un amorçage de ,;sifflements" ou "chant".
Le niveau de la fréquence pilote est nor malement réglé pour être de l'ordre de 6 à 10 décibels en dessous ,du niveau :des plus faibles paroles; de cette manière la puissance du transmetteur absorbée pour la. radiation de la fréquence pilote n'est jamais excessive.
E est nécessaire d'empêcher 'la fréquence pilote .d'être ramenée sur le dispositif -de con trôle du transmetteur, :car sa présence empê cherait alors la production diane constante de temps de longue durée par les paroles. Pour cette raison, un réseau inductance capacité en série dont :l':ensemble est :désigné par Q, accordé à la fréquence pilote, est en shunt sur la sortie de l'étage amplificateur A.
Le réseau Q est découplé par une ré sistance R et une bobine de choc S, afin d'éviter une .déformation appréciable de la caractéristique .des fréquences de l'étage A à da fréquence la plus élevée dans la bande de paroles transmise.
En général, un niveau de paroles normal provenant de la (ligne L1 contient des com posantes appréciables à 3500 périodes. Si en conséquence une fréquence de cet ordre est choisie comme fréquence pilote, ces compo- santes doivent être filtrées avant l'introduc tion de la fréquence pilote même, sinon ces composantes se mélangeront à l'onde pilote et empêcheront cette dernière de présenter toujours un niveau correct.
Pour cette rai son, un circuit ou réseau série accordé sur l'onde pilote T est inséré directement en shunt sur la digne entrante Ll. Un exemple de disposition de récepteur dont le fonctionnement vient d'être .décrit est donné sur .la fig. 2 à titre d'illustration: Le débit basse fréquence provenant du radio récepteur A' est appliqué à travers un filtre B' accordé avec précision sur la fréquence pilote à travers un transformateur accordé C' sur un tube amplificateur basse fréquence additionnel D' -qui n'amplifie de cette ma nière que la fréquence pilote seulement.
La fréquence pilote amplifiée par D' est redres sée par l'élément E' et crée une tension con tinue aux bornes d'une résistance F. Cette dernière tension est alors appliquée en des points G' en série avec la polarisation nor male d'un ou de plusieurs étages haute fré quence du récepteur nécessaire pour obtenir un gain maximum, et .dans un sens tel que toute augmentation de la tension pilote di minue de gain du récepteur. Un circuit à constante de temps K' est prévu en série avec la connexion de la résistance F' à l'un des points G' afin d'éliminer la fréquence pilote.
Une batterie H' est ajoutée en série avec le redresseur R', de sorte qu'aucun cou rant redressé ne passe jusqu'à ce qu'un cer tain niveau prédéterminé n'ait été atteint. Le gain du récepteur tend ainsï à se régler auto matiquement par lui-même suivant le mode de fonctionnement d'un contrôle automatique du gain usuel ce niveau prédéterminé, mais dans ce cas, c'est le niveau de l'onde pilote et non de l'onde porteuse radio en trante.
L'effet de contrôle automatique du gain doit. être suffisamment fort pour donner tou jours le niveau prédéterminé de l'onde pilote, dans les limites d'exactitude entre lesquelles l'équivalent global du circuit doit demeurer constant. Ceci peut être réalisé au moyen des éléments de réglage usuels de cet effet: gain du récepteur, nombre d'étages contrôlés, et autres constantes usuelles.
Il est clair que la réalisation montrée et décrite n'a été donnée qu'à. titre d'exem ple, et que de nombreuses modifications peu vent y être apportées sans sortir du domaine de l'invention.
Telecommunications installation. The present invention relates to a telecommunications installation and more particularly to an installation comprising a radio link.
In such installations, the noise introduced into the transmission cannot ordinarily be reduced, the noise in the radio receiver itself conditioning the noise present in the complete circuit. Conversation levels in ordinary voice-frequency networks @ may differ by 30 decibels or more.
Accordingly, if the radio transmitter is arranged so as to avoid serious overload at high levels, its modulation rate can reach 30 decibels in. below the maximum at low conversation levels, which results in a lowered signal-to-noise ratio by the same amount below the maximum that the transmitter can deliver.
The object of the invention is to provide a telecommunications installation comprising a radio link, in which this loss (of 30 decibels, for example) in the signal-to-noise ratio is reduced or practically avoided by an appropriate increase in the rate of communication. modulation to the transmitter, and to achieve such a transmission installation in which the transmission equivalent from the input of the transmitter to the output of the receiver remains constant despite variations or changes in the modulation at the transmitter.
The telecommunications installation according to the invention comprising a radio-electric link and comprising devices controlling the signaling level at the output of a transmitter, -is characterized in that said devices comprise a means for delay their operation depending on the variation of the signaling level.
According to one embodiment of the object of the invention, a transmission installation such as a telephone installation could include at the transmitter a positive device giving a time constant to the control of the gain, said constant being automatically variable in depending on:
input rate of the signals and (or) the rate of variation of this input rate according to a predetermined law. This device is designed in such a way that when the level of the incoming signals rises rapidly from a predetermined minimum value, the time constant of the gain control has a predetermined magnitude, for example of the order of three hundred milliseconds, while, if said level drops rapidly to. starting from a value not exceeding a predetermined maximum until another is their always greater than.
a predetermined minimum, the time constant takes a second predetermined value greater than the. first, for example of the order of three seconds, and that if the signaling level is less than a predetermined minimum, for example, twenty decibels below this maximum, the time constant takes a third value substantially greater than the first, for example of the order of fifteen seconds or more.
An embodiment of the object of the invention is described in detail in the following description and shown in the accompanying drawing, in which: FIG. 1 schematically and partially represents a transmitter circuit of a telecommunications installation incorporating characteristics of the invention, and FIG. 2 represents an example of a receiver circuit corresponding to a transmitter circuit such as that of FIG. 1.
Referring now to the drawing, FIG. 1 schematically represents an example of the arrangement of a portion of the transmitter circuit of a voice-frequency communication installation. The incoming conversation line L1 is applied to the terminals of a step-up transformer IT, the secondary of which comprises a blocking capacitor D, and which serves as an input transformer to a low frequency amplifier stage comprising an amplifier lamp. vs.
This stage C can be coupled by a transformer Tl. <I, another additional amplifier stage A itself coupled by a transformer T? to the line leading to. the modulator stage T31 or to another low frequency amplifier stage again, if necessary.
A variable and controllable impedance constituted by a low impedance triode lamp E is connected as a shunt on the grid of the amplifying lamp C. The grid circuit of the lamp E comprises a circuit with time constant capacity 1Y. resistor T ', and is connected through a bridge of rectifiers R ?, <I> R3, R4. </I> R5 and a rectifier element RI polarized by a battery B1 to the output line of the amplifier stage _4 to the modulator.
The other peaks of
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<SEP> bridge <SEP> rectifiers <SEP> <I> R2-R5 </I> <SEP> are <SEP> connected,
<tb> to <SEP> through <SEP> a <SEP> set <SEP> of <SEP> rectifiers <SEP> R6 <SEP> and
<tb> R7 <SEP> in <SEP> parallel <SEP> polarized <SEP> by <SEP> a <SEP> battery
<tb> B3, <SEP> to the secondary <SEP> <SEP> of a <SEP> transformer <SEP> Y
<tb> including. <SEP> the primary <SEP> <SEP> is <SEP> in <SEP> shunt <SEP> on <SEP> the <SEP> conductors <SEP> connecting <SEP> 1e <SEP> rectifier <SEP> RI.
<SEP> to <SEP> the <SEP> line
<tb> outgoing <SEP> leading <SEP> to the <SEP> modulator <SEP> <I> T.11. </I>
<tb> When <SEP> has <SEP> lamp <SEP> E <SEP> is <SEP> polarized <SEP> to <SEP> the
<tb> cut <SEP> of <SEP> its current <SEP> <SEP> plate, <SEP> it <SEP> has <SEP> at any <SEP> effect <SEP> on <SEP> the <SEP > transmission, <SEP> and <SEP> the <SEP> amplifier stage C provides its full normal gain.
When the lamp E is polarized so as to present its normal impedance, such as in the case of a class A amplifier, for example an impedance of the order of 7000 ohms or less, the plate of E will have an effect of shunt on the transformer line circuit, this effect being sufficient to give a. attenuation of 25 decibels or more.
This attenuation will also occur under normal operating conditions, without appreciable distortion in that the abrupt change in the maximum voltage coming directly from the line on the plate of E. will be such that the lamp will operate substantially on a maximum voltage. linear portion of the plate voltage-current curve of E, which even when polarized in the square law region has a relatively large radius of curvature.
In order to obtain a relatively large variation in the attenuation while reducing the variations in the line terminator impedance to a satisfactory value, the two resistors G and H are introduced into the primary circuit of the transformer IT.
In the event that an attenuation greater than approximately .30 -decibels is desired, several lamps such as E can be arranged in cascade, coupling by series resistors being, for example, provided between two consecutive lamps.
Such a combination of two or more lamps can also be employed in cases where tight limits of line impedance variation must be achieved; in this case. The variation due to each lamp if the shunting is effective is less than in the case of a single tube, and the total impedance variation in the line for a given weakening range is consequently reduced.
The low frequency amplifiers C and A can normally be used in cases where amplification of the currents at voice frequencies is achieved before modulation.
To control the gate bias of the lamp E, a portion of the output from the amplifier stage A for example (at a level of 20 volts or more) is derived as shown and applied to the rectifier RI, biased by means; of a <B> RI </B> battery for example, so that no current flows until the speech reaches a predetermined value, for example about thirty volts. The rectified output voltage obtained at the terminals of resistor O is then applied in series with a source such as a battery B2i - and with the network of rectifiers R2, R3, R4 and R5 on the grid @ of the lamp E.
Battery B2 is of just sufficient value when it acts alone to cause the breaking of E. The rectifier RI. is connected in a direction of conduction such that the rectified currents make the grid of E less negative. Consequently, before the currents at vocal frequencies start, E will have no shunt effect on the stage C Amplifier C thus gives its maximum gain.
This state of affairs dares to maintain except at times when: the peaks of the currents at vocal frequencies exceed 30 volts (or the value of <B> RI </B> whatever it is). Beyond this point, which corresponds to the maximum correct modulation of the transmitter, any subsequent increase causes the operation of the rectifier element B1, which results in the application of a less negative potential on the gate of the lamp E and consequently a rapid increase in its plate current.
A rapid increase from zero corresponds to the latter in the bypassing of the plate circuit of E on the input of the amplifier lamp C. The flow, of stage A will then tend <B> to </B> to be reduced to a predetermined value, such that this current is just below: its value for which the rectifier Rl comes into play.
For suitably chosen constant values, an increase of 30 decibels above the predetermined value of the transmission level may produce a rate increase of only 5 decibels or less.
The level limiting effect which has just been described does not directly bring into play the bridge or network of rectifiers <I> R2, R3, </I> R4 and R5. This network could be replaced by a short-circuit or eliminated without inconvenience from this point of view. However, such a network in fact constitutes a leak: of a variable grid for the lamp E, thus giving an automatically variable time constant, to the device for controlling the level of speech.
In order to avoid excessive "hiss" during sudden rises in speech level, the operating speed of the control device must be very fast during such vocal rises, for example of 300 milliseconds or less.
When the level drops, however, the time constant should be significantly higher than the syllable period, e.g. on the order of 3 seconds or more, otherwise the natural highs and lows of the level occurring at a syllable frequency. will be smoothed out, which is particularly undesirable. In addition, when speech ceases entirely for a relatively short period of time, for example when the speaker is silent to listen to his correspondent speaking, the time constant should be as long as possible, so that,
in the event that the amplifier bath suddenly becomes maximum in such occurrences, the. surface that inevitably occurs for a fraction of a second when the person begins to speak again, be avoided.
The rectifier network shown fulfills the three aforementioned functions. We can in fact easily show that if four rectifiers are connected in a bridge as shown in fig. 1, the application of a potential difference between the vertices J and K will not produce a potential difference between the vertices L and M, and vice versa, but will cause a variation of the effective resistance existing between these two latter. deny points. I'1 follows that this variation of resistance, in conjunction with the capacitor N causes a variation in the time constant of the control -of the floor on the voltage shines of E.
In the. arrangement shown in FIG. 1, the DC potential difference modifying the resistance between L and 11l is provided by the voice frequency current itself brought by the transformer P and rectified by the elements R6 and M. The connections are such that an increase in the level the energy of speech causes a decrease in this resistance, and consequently results in a shorter time constant.
In the absence of currents at voiced frequencies, battery 133 is the only one applied between the vertices <I> J and h </I> of the bridge and this battery is taken from a value and a polarity
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such <SEP> that they <SEP> are sufficient <SEP> to <SEP> make <SEP> the <SEP> four
<tb> rectifiers <SEP> substantially <SEP> not <SEP> conductive.
<tb> By <SEP> continuation, <SEP> from <SEP> that <SEP> the <SEP> courts ,, iuts <SEP> to <SEP> frequencies
<tb> vocal <SEP> stop, <SEP> the <SEP> constant <SEP> of <SEP> time <SEP> is
<tb> plias <SEP> high <SEP> (from <SEP> \? 5 <SEP> seconds <SEP> or <SEP> plus <SEP> by <SEP> example);
<SEP> but <SEP> 'the <SEP> transformer <SEP> step-up <SEP> P <SEP> is
<tb> such <SEP> than <SEP> of <SEP> lyrics, <SEP> at <SEP> level <SEP> of <SEP> plus <SEP> low
<tb> operation <SEP> (by <SEP> example <SEP> from <SEP> 13 <SEP> to <SEP> 30 <SEP> de cibels <SEP> in. <SEP> below <SEP> of <SEP> maximum) <SEP> are sufficient
<tb> for <SEP> to decrease <SEP> the. <SEP> constant '<SEP> from <SEP> time <SEP> to <SEP> a
<tb> value <SEP> does <SEP> exceeding <SEP> not <SEP> 3 <SEP> to <SEP> 4 <SEP> seconds. <SEP> He
<tb> in <SEP> results in <SEP> that <SEP> two <SEP> of <SEP> three <SEP> constants <SEP> of
<tb> times <SEP> aforementioned <SEP> - are <SEP> obtained.
If now the wall is at a minimum level, and therefore the gain is maximum, and suddenly it rises to a maximum level, the difference in direct current potential between points J and K is reduced. also suddenly. This momentarily produces a very weak resistance between points <I> L </I> and M, much lower in fact than that which would be due to a person speaking normally as weakly as possible, a third constant value of time is then obtained,
of low value, for example 300 milliseconds, and excessive hiss is thus avoided.
Resistor P provides control over the extent of the variation between the maximum and minimum time constants. The resistance I 'is large in comparison with the minimum effective resistance between <I> L </I> and <I> M </I> and small in comparison with the maximum resistance between these points. An increase in Ir will accordingly decrease the extent of this maximum variation, which is often desirable.
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Although <SEP> than <SEP> three <SEP> values <SEP> only <SEP> of <SEP> the
<tb> constant <SEP> of <SEP> time <SEP> have <SEP> been <SEP> considered, <SEP> it <SEP> is
<tb> clear <SEP> that in practical <SEP>, <SEP> there <SEP> will exist <SEP> a <SEP> number
<tb> infinite <SEP> of <SEP> values <SEP> of <SEP> constants <SEP> of <SEP> time,
<tb> corresponding <SEP> ebacnrie <SEP> to <SEP> the <SEP> times <SEP> at <SEP> level
<tb> from <SEP> words <SEP> real, <SEP> and <SEP> to <SEP> its <SEP> speed <SEP> and <SEP> its <SEP> meaning
<tb> of <SEP> variation. <SEP> The <SEP> three <SEP> variations <SEP> described above
<tb> only <SEP> must <SEP> by <SEP> following <SEP> be <SEP> considered <SEP> than
<tb> like <SEP> three <SEP> values <SEP> particularly <SEP> characteristics.
The portion of the speech current collected by the transformer P is rectified by two rectifiers R6, and R7 arranged in opposition to one another. This arrangement serves to avoid an excessive difference in the values of the time constant at the maximum and minimum speech levels, as well as:
avoid any deterioration of the rectifiers themselves for a sudden rise in level from minimum to maximum, a variation which would otherwise give rise to a momentary reverse voltage of several hundred volts across a single rectifier in this position.
With the opposing arrangement shown, the reverse peak voltages of each rectifier: are absorbed and therefore limited by the other, and after a certain voltage has been reached, the rectified current of the second rectifier opposes to the first, which: gives a limiting action to the extent of the variations of the time constant at different levels: of energy - of speech.
It is further necessary not only to control the modulation of the transmitter, but also to compensate with precision, at the receiver, any variations in the gain of the transmitter. This can be accomplished in the system shown by introducing into the transmission and simultaneous amplification with the speech waves of a frequency stable pilot wave just outside the speech band, for example 350Q periods. This pilot frequency can be introduced by means.
of oscillator B (Fig. 1) at the point shown, but it is clear that many other arrangements for introducing a pilot frequency can be used and will be apparent to those skilled in the art.
This pilot frequency will be selected at the receiver by a suitable exactly tuned circuit placed at the output of the receiver itself: and used to operate the automatic gain control device of the receiver, while the carrier wave usually fills :this function.
Indeed, whatever degree the gain is reduced at the transmitter by the control device, the pilot frequency is reduced in exactly the same ratio since it is amplified by the same variable gain device used for the amplification of the si general;
and as the function of the pilot wave at the receiver is to restore the gain of the latter so as to always give a constant flow of this pilot frequency, the gain of the receiver will in this way always be increased by the same quantity: of which the transmitter gain was lowered and in reverse. LTn equivalent of:
constant circuit is thus obtained. At the receiver, the time constants for the gain control of the receiver by the received pilot frequency is set so as to always be substantially less than Ra their minimum of the time constant for controlling the gain of the transmitter by the incoming signal, thus eliminating the possibility of "singing" or "whistling" in the complete circuit, a condition which may otherwise exist due to momentary possibilities: existing without:
that of an overall gain of the circuit exceeding that required, in addition to reflections which may exist to give rise to an initiation of,; whistles "or" singing ".
The level of the pilot frequency is normally set to be of the order of 6 to 10 decibels below the level: of the weakest speech; in this way the power of the transmitter absorbed for the. pilot frequency radiation is never excessive.
It is necessary to prevent the pilot frequency from being brought back to the transmitter control device, because its presence would then prevent the constant long-term production of the speech by the words. For this reason, a series capacitance inductance network of which: the: set is: designated by Q, tuned to the pilot frequency, is shunted on the output of amplifier stage A.
The network Q is decoupled by a resistor R and a shock coil S, in order to avoid an appreciable distortion of the characteristic. Of the frequencies of the stage A at the highest frequency in the band of speech transmitted.
In general, a normal speech level coming from the (line L1 contains appreciable components at 3500 periods. If therefore a frequency of this order is chosen as the pilot frequency, these components must be filtered before the introduction of the pilot frequency itself, otherwise these components will mix with the pilot wave and prevent the latter from always presenting a correct level.
For this reason, a circuit or series network tuned to the pilot wave T is inserted directly as a shunt on the worthy incoming Ll. An example of a receiver arrangement, the operation of which has just been described, is given in .la fig. 2 by way of illustration: The low frequency flow coming from the radio receiver A 'is applied through a filter B' precisely tuned to the pilot frequency through a tuned transformer C 'on an additional low frequency amplifier tube D' - which only amplifies the pilot frequency in this way.
The pilot frequency amplified by D 'is rectified by the element E' and creates a continuous voltage across a resistor F. This latter voltage is then applied at points G 'in series with the normal polarization of one or more high frequency stages of the receiver necessary to obtain maximum gain, and .in a direction such that any increase in the pilot voltage decreases in gain of the receiver. A time constant circuit K 'is provided in series with the connection of resistor F' to one of the points G 'in order to eliminate the pilot frequency.
A battery H 'is added in series with the rectifier R', so that no rectified current passes until a certain predetermined level has been reached. The gain of the receiver thus tends to adjust automatically by itself according to the operating mode of an automatic control of the usual gain this predetermined level, but in this case, it is the level of the pilot wave and not of the incoming radio carrier wave.
The automatic gain control effect should. be strong enough to always give the predetermined level of the pilot wave, within the limits of accuracy between which the overall equivalent of the circuit must remain constant. This can be achieved by means of the usual adjustment elements for this effect: receiver gain, number of stages controlled, and other usual constants.
It is clear that the embodiment shown and described has only been given. as an example, and that numerous modifications can be made to it without departing from the scope of the invention.