Dispositif pour convertir des effets acoustiques en ondes électriques. La présente invention a pour objet un dispositif pour convertir des effets acousti ques en ondes électriques, de manière telle qu'au moins à certains instants, lors de la transformation de ces ondes en effets acousti ques, la présence de fréquences n'existant pas dans la bande des fréquences des ondes à transformer est simulée;
cette manière de con vertir des effets acoustiques est connue sous le nom de pseudo-extension. La pseudo-exten- sion est. un traitement par lequel un signal audible est modifié, en un point ou à un instant quelconque de sa transmission, directe ou indirecte, vers l'oreille, de telle façon que, bien que toutes les fréquences composites Pré sentes dans le signal audible original ne se trouvent pas en réalité dans le signal finale ment transmis à l'oreille, l'impression auditive obtenue .soit celle de sons pourvus de toute; les caractéristiques sonores du signal d'ori gine.
Ceci signifie qu'à la transformation des ondes électriques en effets acoustiques, la pré sence de fréquences n'existant pas dans la bande de fréquences des ondes électriques est. simulée, c'est-à-dire que l'effet acoustique est le même que si ces fréquences étaient. effecti vement présentes.
Un dispositif de pseudo-extension peut. être défini comme un dispositif électrique destiné à la transmission d'une communica tion contenue dans une large bande de fré quences audibles à travers une voie de trans mission à bande passante étroite, le signal transmis à travers ladite voie étant déformé par un élément non linéaire additionnant des fréquences de modulation et d'intermodula- tion étrangères situées à l'intérieur de la bande de fréquences de ladite voie à bande passante étroite.
On a constaté que les dispo sitifs de pseudo-extension connus déformaient les effets de nature transitoire qu'ils trans mettaient. On va tout d'abord exposera ce qu'est irn phénomène transitoire, puis on dira pourquoi ces phénomènes sont déformés.
La fig. 1 représente un signal ayant une fréquence unique, de nature transitoire. On a représenté une fréquence unique pour plus de commodité, tuais il est clair que par super position d'un certain nombre de fréquences, on peut obtenir des signaux du type générale ment rencontré dans la transmission des sons audibles.
Ce signal peut être considéré comme rie comprenant qu'une seule fréquence que pour autant que la fréquence est. mesurée par l'in verse du temps entre deux maxima adjacents de même polarité. En réalité, à tout change ment d'amplitude est associé un nombre infini de bandes latérales, pourvu que les intervalles entre les changements d'amplitude soient. infi niment longs. Bien que ceci soit le cas idéal, les bandes latérales rencontrées dans les cas de la pratique peuvent néanmoins s'étendre jusqu'à la dixième harmonique de la fré quence fondamentale, en particulier dans les ondes à basse fréquence brusquement intro duites.
Si l'onde comportait un intervalle de temps infini entre ses variations d'amplitude, les bandes latérales formeraient un spectre continu.
Au ftir et à mesure que le temps de crois sance ou de décroissance d'une onde telle que celle représentée à la. fig. 1 devient. de plus en plus long, la plus grande partie de l'énergie des fréquences transitoires dues à. cette variation se décale de plus en plus vers les basses fré quences. En même temps, l'amplitude des bandes latérales devient de plus en plus fai ble et finalement elle s'annule.
Si l'on se reporte de nouveau à la fig. 1, on remarque que l'onde, partant d'un temps de référence zéro, dans sa formation, pré sente, en un certain temps t1, un spectre de fréquences analogue à celui représenté par la fig. 2. Les bandes latérales sont groupées autour de la fréquence f d'état, stable et leurs amplitudes sont une fonction inverse de leur éloignement de la fréquence f.
En t. de la fig. 1, lorsque l'amplitude de l'onde a. presque atteint une valeur d'état stable, les fréquences composantes ont tin spectre analogue à celui représenté à la. fig. 3. Il est à noter que les bandes latérales éloi gnées ont diminué d'amplitude, de telle sorte que seules les fréquences des bandes latérales immédiatement voisines de la fréquence f ont des amplitudes importantes.
Au temps<I>ta,</I> l'onde prise en exemple a de nouveau changé d'amplitude. En conséquence, le spectre de fréquences dû à ce phénomène transitoire devient phis complexe et les fré quences plus éloignées de la fréquence f de viennent de nouveau plus grandes. Par suite, le spectre prend l'aspect complexe représenté à. la fig. 4.
Au temps t1, quand l'augmentation d'am plitude a -presque cessé, la grandeur des bandes latérales a encore diminué et, comme auparavant, seules les fréquences voisines de la fréquence f ont des amplitudes impor tantes. A ce moment, le spectre de fréquences est celui représenté à la fi-. .5. <B>A</B> l'instant. t5, après un intervalle relati vement long, l'onde de signal diminue brus quement d'amplitude et. immédiatement, les fréquences des bandes latérales reparaissent. Le spectre des fréquences des bandes latérales correspondant à cet état est représenté à la fig. 6.
Au temps 't,;, l'amplitude de l'onde arbi traire de la fig. I a considérablement diminué et s'approche < le zéro. Par suite, les bandes latérales se localisent au v oisinag@e immédiat de la fréquence f et, att cours de cette locali sation, l'amplitude de lit fréquence f tombe, de sorte que, quand l'onde de la fig. 1 a atteint une grandeur pratiquement nulle, les bandes latérales ont, été repoussées en une po sition occupée par la fréquence f qui, pendant ce temps, a diminué et a atteint une ampli tude nulle.
La fig. î donne l'analise spectrale au temps t6 quand l'amplitude de l'oncle appro che d'une valeur pratiquement nulle.
En général, les dispositifs de pseudo- extension connus comportent comme élément essentiel. un organe (le transmission lion linéaire. Ledit organe lion linéaire petit. être un détecteur à. caractéristique quadratique, un tube amplificateur travaillant en classe ou une combinaison de ces deux éléments, oit tout autre circuit à. caractéristique entrée sortie lion linéaire.
Ces dispositifs de pseudo-exteiision connus présentent un inconvénient. En effet, on cons tate qu'aux fréquences transitoires qui se pro duisent dans l'onde de si--na.l d'origine est associée une augmentation. de leur qualité de percussion et un effet (le son rauque.
Ainsi, quanti les fréquences correspondant aux notes basses sont l'objet d'une pseudo- extension, l'effet de la non-linéarité sur le,,, fréquences transitoires peut. être comparé ail son rauque produit par un frottement de la bobine mobile d'un haut-parleur électro dynamique ou avec le soli émis par un violon celle ou un basson dont le bois est brisé ou fendu.
Quand ee sont. les fréquences élevées qui sont l'objet d'une pseudo-extension. cet effet nuisible est. particulièrement remarquable dans la parole où sont reproduites les con sonnes sifflantes.
On va exposer maintenant de plus près ce qui se produit quand le signal représenté à la fig. 1 est appliqué à un organe de transmis sion non linéaire. En conséquence, revenant à l'étude de la fig. 1, on suppose que l'onde représentée est appliquée à un modulateur ou à tua élément non linéaire tel qu'un détecteur quadratique et, de plus, que la bande de trans mission dudit élément est. uniforme entre les fréquences FL et FA.
Le spectre de fréquences résultant, qui apparaît, au temps<B>il,</B> à la sortie du dispositif non linéaire est semblable à celui que repré sente la fig. 2, mais à cause des produits ré sultant de l'intermodulation, la grandeur des bandes latérales a fortement augmenté. En d'autres termes, le spectre est semblable à. ce lui qu'on aurait obtenu si l'onde d'orib ine s'était établie plus rapidement à ce moment. l'effet sur L'auditeur est donc celui d'un si gnal s'établissant plus rapidement et, de fa çon plus abrupte que le signal original de la fig. 1 ne l'annonçait.
Si l'on passe à un instant ultérieur 12, on remarque qu'à cet instant le signal a prati quement atteint, une valeur de régime stable; c'est pourquoi les composantes des bandes la térale, à. cet instant, comme le représente la fig. 3, sont. groupées étroitement autour de la fréquence de régime stable f. Toutefois, le si gnal de sortie du dispositif non linéaire, à cause des fréquences d'interniodulation intro duites par le fonctionnement du dispositif non linéaire, a un spectre où les bandes laté rales sont de plus grande amplitude que celles présentes à la fig. 3.
C'est-à-dire que le spectre résultant de l'effet du dispositif non linéaire sera, en fait, au temps t2, plus voisin de celui que représente la fig. \_'. En conséquence, l'oreille qui, si elle écoutait l'onde originale, n'entendrait pratiquement aucun effet de na ture transitoire, percevra, à cause du fonc tionnement du dispositif non linéaire, un no table effet de nature transitoire.
Une analyse analogue révèle l'exagération et la prolongation des phénomènes transitoires en tous les points où il en existe dans le signal arbitraire de la fig. 1 lorsqu'on introduit dans 1e circuit. du signal un dispositif non linéaire. Ainsi, au temps<B>13,</B> le ,spectre du signal. de sortie du dispositif non linéaire contiendrait des bandes latérales de plus grande ampli tude que celles représentées à la. fig. 4, de sorte que le spectre résultant serait plus sem blable à celui de la fig. 2.
Au temps t.q, le spectre du signal de sortie du modulateur serait beaucoup plus sembla ble à celui que représente la fig. 4-, l'ampli tude des bandes latérales ayant encore été augmentée par suite de la non-linéarité de la caractéristique.
Au temps t5, le signal de sortie du dispo sitif non linéaire aurait un spectre de fré quences dans lequel les bandes latérales se raient de bien plus grande amplitude qu'il n'est indiqué à la fig. 6.
Au temps t6, l'effet transitoire serait de nouveau exagéré par le dispositif non li néaire, de sorte que la. qualité transitoire se rait encore perceptible, même quand le signal est, voisin de sa valeur de régime stable e1; quand son amplitude s'aplanit alors qu'il approche de la valeur zéro.
II apparaît donc clairement que l'introduc tion d'un dispositif non linéaire donne lieu à une qualité transitoire exagérée qui persiste après que le phénomène de nature transitoire du signal original a disparu.
L'invention vise à produire un signal de pseudo-extension dépourvu de cette prolonga tion anormale clé la qualité transitoire qui produit à l'oreille ].'impression d'effets étran gers de son. rauque et aigre.
L'invention vise donc à. éviter les incoaivé- iiients exposés ci-dessus et à améliorer la qua lité de signaux modifiés et transmis par un montage de pseudo-extension et de les rendre plais plaisants à l'auditeur.
Diverses formes d'exécution (le l'objet de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, dans la, description suivante qui est faite en référence au dessin ci-annexé. La. fi-. 8 est le schéma d'une première forme d'exécution de l'objet de l'invention montrant un circuit permettant d'obtenir une pseudo-extension d'une bande étroite de fré quences sans trop déformer les phénomènes transitoires.
La fil-. 9 est relative à une autre forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La ig. 10 montre un montage simplifié d'une autre forme d'exécution permettant. d'obtenir les mêmes effets que dans la forme d'exécution représentée à la fig. 8.
Le montage de la fig. 11 comprend un circuit de réaction sélective.
Celui de la fig. 12 est destiné à. conserver ou même à accentuer les qualités de percus sion du signal d'origine.
La fig. 13 montre symboliquement, à. l'aide de rectangles, comment on peut utiliser les montages des fig. 8 à 12.
Sur toutes ces figures, les mêmes lettres et chiffres de référence ont été affectés aux organes ayant la même fonction.
Dans le dispositif de la fig. 8, le signal d'entrée est appliqué aux bornes désignées par la lettre E. Si la pseudo-extension doit être appliquée principalement aux fréquences basses, ledit signal d'entrée est, de préférence, appliqué au circuit à travers un filtre passe- bas ±'. Un filtre passe-bas constitué par une cellule prototype à Ii constant, avec une fré quence de coupure d'environ 100 périodes a été trouvé satisfaisant. Le signal de sortie du filtre est appliqué à deux voies.
L'une de ces voies comprend les éléments Cl,<I>RI,</I> R,, <I>Tl,</I> R6 et C;; et forme un circuit dont la linéarité peut être modifiée; autrement dit, ce circuit est agencé clé manière à pouvoir passer d'un domaine de travail linéaire à un domaine de travail non linéaire et vice versa. L'autre voie, qui est formée par les éléments C3, R3, R4, C4, R5 et T.#, constitue un circuit de com mande.
Le rôle de ce circuit de commande est de faire varier la polarisation de Tl, de façon telle que ce tube ne fonctionne en dispositif non linéaire que lorsque l'onde de signal a atteint un régime relativement stable, pour empêcher la prolongation exagérée de l'effet transitoire du signal.
Une partie du signal de sottie du filtre F est. appliquée, au moyen du condensateur C3 et du potentiomètre R3, entre la cathode et la grille de commande du tube T..-. ( "e dernier est polarisé au moyen de la batterie Ec.,, de façon qu'il fonctionne en classe C. La tensiozi plaque de T., est fournie par la batterie L'i;2, dont la, polarité est. indiquée sur le schéma.
Le tube T2 travaillant en classe C, il. n'Y a., en l'absence de signal. d'entrée, aucune ten sion aux bornes de l'impédance de charge R4, G'4. Quand un signal est. appliqué à (a grille de commande de T2, le courant passe dans te circuit plaque pendant au moins une partie des alternances positives du signal. Toutefois, le potentiel aux bornes de R.4 ne se développe pas instantanément en confor mité avec le signal sur la grille de commande tant que la capacité C4 n'est pas chargée. Il y a donc un retard de temps mesurable à par tir de l'instant auquel le signal arrivant est appliqué à la grille de commande de Tz, et de l'instant auquel une tension redressée appa raît aux bornes de R4.
Ce retard est fonction du produit de R5 et de C4 pour les signaux d'entrée croissants et il est fonction du pro duit de R4 et de C4 pour les signaux d'entrée décroissants.
Le point auquel, sur L'enveloppe croissante du signal d'entrée, le tube T2 commence à devenir conducteur, peut être réglé par ajus tement du potentiomètre R3. La vitesse de dé croissement du signal redressé et présent aux bornes de R4 est réglable par variation d'une des valeurs de C4 ou de R4.
Le signal redressé apparaissant. aux bornes de R4 est appliqué, par l'intermédiaire de la batterie Ecl et des résistances Ri et R.,>, à la grille du tube Tl. La. batterie Eca est choisie de telle faon que le .fonctionnement du tube Tl, en l'absence de tension aux bornes de R4, soit essentiellement. celui d'un amplificateur linéaire travaillant sans provoquer de distor sions.
La tension positive apparaissant à la borne supérieure de R4 annule la polarisation du tube Tl et le fait fonctionner en détecteur à condensateur shunté ou en amplificateur non linéaire à caractéristique quadratique. Le retard produit par les réseaux RI, Cl et R2, <I>C2</I> (où<I>C2</I> est la capacité d'entrée du tube Tl) peut, être rendu petit. par rapport aux constantes de temps R5 C"4 et Rj C,1, clé sorte que seules ces dernières constantes de temps déterminent.
l'établissement et l'extinc tion de la tension appliquée à la grille du tube Tl, à partir du circuit de cathode du tube<B>7</B>2<B>.</B> Pour un phénomène transitoire con sistant en une augmentation d'amplitude, le fonctionnement du circuit de la fig. 8 est tel que le tube Tl fonctionne en dispositif linéaire jusqu'à ce que le signal. d'entrée ait atteint un régime relativement stable, après quoi le tube Pl fonctionne en dispositif non linéaire et continue à fonctionner de cette manière jusqu'à ce qu'un phénomène transitoire con sistant en une extinction se produise dans le signal d'entrée; le tube Tl fonctionne alors de nouveau en amplificateur linéaire.
Le signal de sortie E, du tube 1'l, recueilli aux bornes de sa résistance de plaque Rs, à travers le condensateur d'arrêt. C-5, est don(! à peu près exempt de distorsions pendant. les intervalles transitoires du signal d'entrée et les effets auditifs étrangers désagréables sont éliminés du signal traité par pseudo-extension. Ledit signal peut alors être utilisé en lieu et place du signal de sortie non commandé du dispositif non linéaire associé à divers mon tages de pseudo-extension connus.
Les constantes de temps des circuits retar- dateurs doivent, être choisies en tenant compte des fréquences qui sont appliquées au tube Tl. On a constaté expérimentalement que, pour des phénomènes transitoires consistant en une augmentation d'amplitude, des résultats satis faisants peuvent être obtenus quand le re tard entre l'établissement du signal et le fonc tionnement de Tl en dispositif non linéaire, en fonction de la fréquence moyenne appli quée à la grille du tube Tl, est approxima tivement de:
20 millisecondes, pour 200 périodes par se conde, 40 millisecondes, pour 100 périodes par se conde, 80 millisecondes, pour 50 périodes par se conde, 10 rriillisecondes, pour les fréquences situées entre 500 et 4000 périodes, et 4 millisecondes environ, pour les fréquences supérieures à. 5000 périod, s par seconde.
Pour les phénomènes tran itoires consis tant en une diminution d'amx itude, le tube Tl doit de préférence revenir à: son fonction- nernent linéaire, dès que lesdits phénomènes apparaissent, c'est-à-dire au bout d'un temps approximatif de 8 à 10 millisecondes.
Une autre zornie d'exécution. de l'objet de l'invention est représentée à. la fig. 9. Le si gnal. à soumettre à la pseudo-extension est appliqué à l'entrée du filtre F. Si c'est sur les fréquences audibles les plus basses que l'on a à agir, ce filtre peut avoir les mêmes carac téristiques que celui décrit à propos de la, fig. 8.
Si, au contraire, la pseudo-extension doit porter sur les fréquences les plus élevées, un seul étage passe-haut à K constant, avec iine fréquence de coupure approximativement à. 2500 périodes, donnera des résultats satis faisants.
Le signal. de sortie du filtre<I>11'</I> est appliqué à un. montage électronique compres seur de type connu, composé des tubes T3, T4 et de la double diode T5. Le fonctionnement dudit montage compresseur est le suivant: Le signal de sortie du filtre F est appliqué, au moyen du condensateur ('c; et de la résistance de brille R7, à une des grilles de commande de la lampe T3 qui présente deux grilles de commande.
Le signal amplifié qui se déve loppe dans le circuit plaque de T3 est appli qué, à travers le condensateur C7, à un ampli ficateur T4 travaillant en classe<B>A</B>; le niveau du signal sur la grille de T4 est réglable au moyen du potentiomètre R3. Le signal ampli <B>fié</B> apparaissant dans le circuit plaque de T4 est appliqué à travers le transformateur à basse fréquence<I>TRI</I> à une double diode re- dresseuse T5. Un signal redressé se développe aux bornes de la résistance de charge R4 de la diode,
la constante de temps de l'établisse- ment dudit. signal étant déterminée par le produit de la résistance série R5 et de la ca pacité C.4. Cette tension redressée est appli quée à la seconde grille de commande de T3 et, comme elle est négative, elle diminue la pente dynamique du tube T3, ce qui a pour résultat une diminution du signal apparais sant dans le circuit plaque de T3. Les varia tions d'amplitude des signaux d'entrée sont donc réduites à un minimum. Le signal de sortie du tube T3 est appliqué, à travers le transformateur à basse fréquence T.
R2, au tube Tl. Audit tube est appliquée une faible polarisation négative, appliquée à sa grille de commande par la batterie Eel. Une résistance R2 est intercalée en série entre une borne du secondaire du transformateur TR2 et la grille de commande du tube Tl.
Quand le signal appliqué à la grille du tube Tl est supérieur à la tension de polari sation dudit tube, un courant de grille tra verse la résistance R2, ce qui diminue la pente dynamique du tube. En conséquence, celui-ci fonctionne en dispositif non linéaire. En utilisant en T3 un tube à pente variable monté de façon connue, on peut arriver à. ce que le circuit compresseur supprime, presque complètement, après un certain temps, les phénomènes transitoires dont l'amplitude dé passe une certaine valeur.
La polarisation du tube Tl est réglée de manière qu'il fonctionne comme dispositif non linéaire lorsque l'amplitude du signal à. l'entrée du montage compresseur a atteint cette amplitude au-delà de laquelle toutes nouvelles augmentations sont réduites à. un minimum.
Les constantes de temps associées à la charge de la. diode, c'est-à-dire R5, C4 et R4, C4, doivent être choisies de manière que la, tension ondulée développée aux bornes de la charge de diode et appliquée à la grille de T;, qui lui est associée soit approximativement de dix pour cent de la tension de signal appli- 5 quée à l'autre grille de T3.
La tension de sortie Es est recueillie aux bornes de la. résistance de charge Rs du cir- cuit plaque, à. travers le condensateur d'ar rêt C5.
Les circuits des fig. 8 et 9 représentent deux formes d'exécution de l'objet de l'inven tion et, en outre, elles illustrent deux solu tions différentes du problème de l'élimination de la distorsion des phénomènes transitoires.
Dans le premier de ces montages, celui de la fig. 8, on fait varier la linéarité du dispo sitif Tl de faon telle qu'il fonctionne en amplificateur de la classe r1 pendant la. durée d'un phénomène transitoire. Le second dispo sitif, celui de la fig. 9, est représentatif cl'iine classe de circuits dans lesquels les phéno mènes transitoires sont. réduits au mininiuni lorsque le dispositif tel que Tl de la fig. S) fonctionne de tacon non linéaire.
La fig. 10 représente une autre forme d'exécution du dispositif objet. de l'invention. Si un signal est brusquement appliqué à un circuit à bande passante étroite tel qu'un circuit résonnant accordé, l'établissement du dit signal à la sortie dudit circuit est très lent.
En d'autres termes, une augmentation ou une diminution brusque d'amplitude ne se manifesteront pas effectivement comme telles à. la sortie d'un réseau de transmission à bande passante étroite, et de ce fait les bandes latérales dues- aux phénomènes transitoires eux-mêmes seront fortement. attéliuëes.
Cette propriété d'un circuit à bande pas sante étroite peut, être utilisée pour empêcher, pendant. les périodes transitoires d'établisse- ment et d'extinction d'un signal, de produire, à la sortie d'un dispositif non linéaire, une augmentation considérable des bandes laté ral es.
A la fig. 10, le signal à appliquer au dis positif non linéaire d'un montage de pseudo- extension est désigné par la référence E. Ce signal est réparti sur deux voies; la. première applique ce signal, à. travers le potentiomètre de commande d'amplitude R15, à. l'une des grilles de commande d'un tube mélangeur tel que le tube 6 L 7 désigné sur la. figure par Tl ,.
Par la seconde voie, le signal est appli qué à un circuit<I>TC,</I> accordé sur la galante des fréquences à soumettre à. la pseudo-exten- Sion. Lorsque le spectre à haute fréquence d'un signal doit être transmis à travers un circuit à caractéristique passe-bas s'étendant seulement jusqu'à, par exemple, 4000 pério des, des résultats satisfaisants sont obtenu, avec, en<I>TC,</I> un circuit résonnant accordé sur environ 6000 périodes. Si le spectre à basse fréquence d'un signal est à transmettre à tra vers un circuit à caractéristique passe-haut s'étendant, par exemple, jusqu'à 120 périodes, le circuit<I>TC</I> doit être accordé au voisinage le 60 périodes.
Le signal à bande étroite issu du circuit. accordé<I>TC</I> est amplifié par un amplificateur Linéaire représenté symboliquement par le rectangle . de la fig. 10.
La sortie de l'amplificateur A est reliée à la seconde grille de commande du tube mé langeur Tl ; ci; est en shunt sur la résistance de grille Riz. Les signaux mélangés se déve loppant. aux bornes de la résistance de charge de plaque R16 du tube l'13 sont appliqués, à travers le condensateur d'arrêt C11, aux bornes de la résistance R16 et ensuite, à tra vers la résistance de grille R2, à la grille du tube Tl.
On donne audit tube l'1 une faible polarisation initiale de grille au moyen du réseau d'autopolarisation placé dans son cir cuit cathodique. Le tube Tl fonctionne, en vertu de sa polarisation initiale, comme un amplificateur de la, classe A, pour de faibles signaux appliqués à sa grille. Le potentio mètre de commande R15 est réglé de faon telle que les signaux apparaissant à la grille de Tl à travers la première voie, c'est-à-dire appliqués à la première grille de commande Gl de T13 soient de grandeur suffisamment faible pour être amplifiés par Tl sans distor sions.
L'amplificateur A de la seconde voie (celle aboutissant à la seconde grille de commande du tube Tl3) cause l'application du signal de la seconde voie, à travers T13, sur la grille de commande du tube Tl. Ce signal, grâce à la constitution du circuit, est rendu approxi mativement dix fois plus grand que le signal de la première voie appliqué à la grille de Tl. Le tube Tl fonctionne donc comme dispo- sitif non linéaire en présence d'un signal arri vant par la seconde voie.
Le signal. apparaissant aux bornes de la résistance de charge de plaque Ris du tube Tl est utilisé, à travers le condensateur C;,, comme l'énergie débitée par le circuit non linéaire des montages connus de pseudo- extension.
Le circuit de la fig. 10, ci-dessus décrit, et le circuit de la fig. 11 qui va l'être, fonc tionnent de manière à éviter la distorsion des phénomènes transitoires dans un dispositif non linéaire, de faon fondamentale par étouffement des phénomènes transitoires. On y parvient -en ralentissant l'établissement et l'extinction des phénomènes transitoires, de façon telle que les bandes latérales qui leur sont associées soient réduites en amplitude à une valeur faible en comparaison de celle de la fréquence composante de régime stable.
Par suite, lorsque ce signal. transitoire res treint est appliqué à un dispositif non linéaire, les fréquences des bandes latérales associées aux phénomènes transitoires sont d'amplitude insuffisante pour produire des composantes étrangères d'interltlodulation. Par conséquent, le signal de sortie du dispositif non linéaire est relativement exempt de sons rudes, rau ques et contenant des grincements étrangers d'ordinaire associés aux signaux soumis à. une pseudo-extension de manière connue.
La fig. 11 se rapporte à une autre va riante. Fondamentalement, son fonctionne ment est analogue à celui de la fi-. 10, mais elle a été représentée comme exemple d'un grand nombre d'autres variantes.
A la fig. 11, le signal audible E contenant les fréquences à soumettre à la pseudo-exten- sion est appliqué à la, grille de commande CT, d'une lampe T1.1 comprenant deux grilles de commande et du type<I>6 L Î.</I> R7 est la résis tance de grille destinée à maintenir sur la grille G1 une polarisation convenable.
Ce tube est polarisé de manière qu'il fonctionne en amplificateur linéaire, grâce à la disposition habituelle, c'est-à-dire grâce à une résistance cathodique d'autopolarisation shuntée repre- sentée sur la fig. 11.
Un signal amplifié apparaît aux bornes de la résistance de charge de plaque R2o du tube ]'1-t. Les fréquences de ce signal ampli fié qui sont à soumettre à la pseudo-extension sont renvoyées en amont à. travers le conden sateur d'arrêt<B>01,</B> et le réseau R.S, Cl3, RZ,, C12 à la seconde grille G2 du tube T14. Ledit réseau R2p,, Cl;" R22, C,12 est choisi de telle manière qu'il produise un déphasage approxi matif de 180 pour ces fréquences.
Le potentiomètre R21 est utilisé pour doser la tension du signal renvoyé en amont, afin d'éviter l'amorçage d'oscillations. La phase de ce signal de réaction étant telle que la. régénération se produise pour les fré quences à soumettre à la pseudo-extension, le tube T14 amplifiera. donc ces fréquences de façon sélective à un degré beaucoup plus élevé que les autres fréquences présentes dans le signal É. Par suite, le tube l'11 fonctionne effectivement en amplificateur accordé dont. le gain est maximum au voisinage des fré quences à traiter par pseudo-extension.
Le signal qui se développe aux bornes de la résistance de charge de plaque R2o est appliqué, à travers le condensateur d'arrêt <B>Cl,,</B> au potentiomètre Bl. Le réglage de ce potentiomètre est. tel qu'en l'absence d'un si gnal régénéré à ses bornes, la tension ampli fiée ordinaire est insuffisante pour piloter le tube Tl en dehors de la partie linéaire de sa caractéristique tension grille-courant plaque, telle que déterminée par la. polarisation pro duite par la résistance de cathode R2,1. shuntée par le condensateur Ct4.
Toutefois, quand un signal régénéré est présent, le tube Tl, à cause de la, grandeur bien supérieure de la tension de ce signal, est aidé par l'effet de la résistance de grille R2, et agira comme un dispositif non linéaire et produira des composantes d'intermodulation et des composantes harmoniques loris son cir cuit plaque. Le signal apparaissant aux bornes de la. résistance de charge de plaque Ris est utilisable en lieu et place de l'énergie débitée par le dispositif non linéaire des mon tages antérieurement connus cités plus haut.
Le principe de fonctionnement des cir cuits des fig. 10 et 11 est analogue, c'est- à-dire qu'à la fig. 11,à cause de la caractéris tique de fréquence relativement abrupte du tube l'14 et dit circuit de réaction qui lui est associé, les bandes latérales présentes pendant, les variations d'amplitude du signal favorisé dans l'amplification sont moins amplifiées que le signal lui-même et alors bien que le tube Tl, par sa non-linéarité, produise des fréquences harmoniques,
il en résulte que le signal de sortie du dispositif de la fig. 11 ne présente, proportionnellement au signal d'en trée, pas plus d'harmoniques que celui-ci.
Par suite, le signal de sortie produit sur l'auditeur un effet, en apparence, sans dis torsions.
Dans certains systèmes de transmission à fréquence. audible, on désire fréquemment soumettre à. la pseudo-extension le signal au dible, et également transmettre, en même temps que le signal ainsi traité, les qualités entières transitoires et de percussion du si gnal original. La suppression des phénomènes transitoires associés au signal original avant application de la pseudo-extension a pour ré sultat la perte d'un certain degré d'articula tion dans la parole et celle de l'éclat. et de la percussion généralement associés à. certains sons.
La. fig. 12 représente schématiquement une disposition de circuits qui peut être uti lisée pour la conservation ou même pour ].'augmentation de la qualité transitoire d'un signal tout en évitant les sons rauques et grincants dus à la, prolongation de l'état tran sitoire du signal par l'effet, d'un organe de transmission non linéaire. A la fig. 12, le si gnal E à soumettre à la pseudo-extension est appliqué à. l'entrée du filtre F. Ledit filtre peut être constitué par un seul étage à ]i cons tant ou par son équivalent.
Si c'est le spectre des fréquences élevées du signal E qui doit être soumis à la pseudo-extension, le filtre F est réalisé en passe-haut avec une fréquence de coupure de l'ordre de 3000 périodes. Si, au contraire, la pseudo-extension doit agir sur les fréquences basses, le filtre F peut être du type passe-bas avec une fréquence de coupure d'environ 120 périodes.
Dans l'un ou l'autre cas, le signal de sor tie du filtre est appliqué à la grille d'un ;tube amplificateur linéaire T6. R7 est. la ré sistance de grille habituelle associée au cir cuit grille de T6. Le signal. amplifié apparais sant dans le circuit plaque du tube Ts est. ré parti entre trois voies constituées par deux circuits de commande et un circuit principal.
Au moyen du transformateur TR3 à deux enroulements secondaires, le circuit principal est encore divisé en deux circuits secondaires. Le premier de ces deux circuits secondaires est relié, à travers la résistance R12, à la grille du tube Tl1. Le second est relié, à tra vers la résistance R13, à la grille du tube T12.
Le circuit de commande représenté au bas de la figure et présentant les éléments R8, <I>T7,</I> TR6 et T8 commande le degré de la linéarité de la caractéristique tension grille-courant plaque du tube l'12.
Quand le signal d'entrée L' augmente brus quement d'amplitude, c'est-à-dire quand sa nature devient transitoire, la partie amplifiée dudit signal est appliquée à travers le con densateur d'arrêt.<I>C8</I> et le potentiomètre R8 à la grille de l'amplificateur T7 qui tra vaille en classe A, et apparaît sous forme de signal amplifié dans le circuit plaque de l'7. Ce signal est transmis au moyen du transfor mateur à basse fréquence TR6 à un tube diode redresseur des deux alternances T8. La rapidité avec laquelle la tension redressée ré sultante apparaît aux bornes de la charge de diode Rg, <I>RIO,
</I> C3 est déterminée par le temps de charge du condensateur Co à. travers la résistance série Ry. Par suite, pendant l'ins tant qui suit l'arrivée subite d'un phéno mène transitoire, aucune tension n'apparaît aux bornes de la résistance Rlo. Le potentiel du point, de liaison de Ro et de RIO est donc, pendant cet instant, le même que celui de la terre ou de la niasse . A mesure que le con densateur C_ g se charge, le potentiel dudit point de liaison entre Ro et RIO devient de plus en plus négatif par rapport à la masse et, par suite,
également par rapport à la cathode du tube l'12.
Le tube Tl.., n'ayant pas de polarisation, si ce n'est celle disponible à partir du point. de liaison entre R9 et<B>RIO</B> à travers le secon daire inférieur du transformateur TR3, fonc tionnera donc, pendant. le premier instant de l'établissement soudain du signal d'entrée E, comme un dispositif non linéaire. L1ne aug rnentation des bandes latérales dues aux fré quences d'intermodulation est introduite par le tube T12 pendant l'intervalle au cours du quel sa grille a une polarisation nulle par rapport à sa cathode.
1 l'instant suivant, ce lui de l'établissement du signal, la tension né gative apparaissant au point de jonction entre R9 et RIO et appliquée, à travers R13, à la grille T12, établit une polarisation négative sur cette grille et fait. fonctionner le tube T12 comme un amplificateur linéaire ou de la classe A. Le signal apparaissant, dans le cir cuit plaque du tube T12 est ensuite recueilli à la sortie à travers le transformateur à basse fréquence TR5.
Le circuit de commande représenté en haut de la figure et constitué par R11, T. o, 17i?, et Tlo commande la polarisation de grille du tube Tl1. Ledit tube T11 est pola risé par la batterie EC4, de manière à fonc tionner, en l'absence de tension aux bornes de la résistance de charge R15 du redresseur Tlo, comme un amplificateur linéaire ou de la classe A.
Quand le signal d'entrée est brus quement appliqué, il est amplifié par le tube T6, et la partie dudit signal qui apparaît à. la grille de Ty est de nouveau amplifiée et, au moyen du transformateur à basse fréquence TR,1, elle est appliquée à la diode Tlo, à tra vers l'impédance de charge dudit redresseur Rl.x, Clo, R15. Le condensateur Clo se charge lentement, à travers la résistance limitatrice R1.1 et, à mesure qu'il se charge,
le potentiel de la cathode du redresseur Tlo augmente graduellement par rapport à celui de la terre. La cathode est, connectée, à. travers la batte rie EC,1, l'enroulement secondaire supérieur du transformateur TR3 et R12, à la grille du tube Tll. En conséquence, à mesure que le potentiel de la. cathode de Tlo augmente dans la direction positive, la tension de la batterie EC,1 est graduellement compensée et la pola risation négative du tube Tll est graduelle ment annulée.
Pendant que la polarisation de T11 s'annule, sa grille fonctionne d'abord avec une polarisation négative faible et., fina lement, sans polarisation, de sorte que le tube Tll agit. comme un dispositif non linéaire ana- logueàun tube détecteur. à condensateur shunté.
La résistance R12 dans le circuit grille donne lieu, entre ses bornes, à une clnite de tension additionnelle, quand, lors des alternances posi- tiv es du signal de la voie principale, Lui cou rant passe dans. le circuit, de grille du tube Tll. Cet effet polarise la grille plus forte nient à ces instants et accentue encore la lion- linéarité.
Le signal apparaissant dans les circuits plaque des tubes Tll et Z'12 est appliqué aux bornes des moitiés supérieure et inférieure du transformateur de sortie TR5. Le signal coni- positeE,apparaissant aux bornes du secondaire dudit transformateur TR5 est utilisé, en lieu et place du signal de sortie du dispositif non linéaire des montages de pseudo-extension antérieurement connus.
Le fonctionnement du montage de la fig. 12 instant par instant est le suivant Quand Lin signal E est brusquement appliqué à. l'entrée, un signal amplifié contenant un certain nombre de bandes latérales apparaît dans le circuit plaque de T12 et un signal amplifié saris distorsions apparaît dans le cir cuit plaque de Tll. Ces signaux se combinent dans le transformateur TR5 et sont disponi bles aux bornes de sortie de TR5. Graduelle- nient, après ce premier instant,
le signal du circuit plaque de T12 devient exempt de dis torsions, car une tension négative se déve loppe aux bornes de RIO et de Co. A ce nio- nient, le signal dans le circuit plaque de Tll est encore relativement exempt de distorsions puisque le condensateur Clo n'est encore que partiellement chargé.
Le signal E, est, par conséquent, relativement exempt de distor sions pendant la durée de l'intervalle qui suit le premier intervalle, après quoi, quand Clo s'est suffisamment eliar-é pour que la tension à ses armatures contrebalance la polarisation ;
de grille initiale de T11, le signal de plaque de Tll devient distordu et de ce fait résulte une intermodulation entre les composantes harmoniques des fréquences qui sont appli quées à sa grille. v Le nombre des éléments du montage de la fig. 12 rend difficile un calcul précis des constantes des circuits. Les constantes de temps des divers réseaux, compliquées et interconnectées, rendraient la synthèse du montage très laborieuse et difficile. En con séquence, on a. développé un procédé simple de réglage du dispositif tic la 1?.
Vii a.niplificateur de puissance et un filtre sont connectés aux bornes de l'enroulement secondaire de TRS. Les caractéristiques du filtre doivent être voisines des caractéristiques de fréquence de la bande passante limitée des appareils à. travers lesquels le signal objet de la, pseudo-extension doit être transmis.
Aux bornes de sortie de ].'amplificateur de puis sance et du filtre est eonnecté un haut- parleur. Ces appareils auxiliaires sont repré sentés sur la fig. 1? en pointillés, P-ldési- gnant l'amplificateur de puissance, F" le filtre et LS, le haut-parleur.
Les plaqiies assurant la déviation verticale d'un oscillo graphe à rayon ea.thodique sont connectées entre la plaque de T11 et la terre.
Un signal dont la dérivée de la courbe rie ehange pas de signe et dont. la fréquence est située approximativement au milieu de la bande des fréquences du signal à. soumettre la pseado-extension est, appliqué et supprimé brusquement et par intermittence à.
l'entrée du circuit de la fig. 1?. Le réglage de R11 et la valeur de la résistance variable R1.4 sont ajustés simultanément à des valeurs telles que, tandis que la déviation de l'oscillographe à, rayon cathodique apparaît de faon unilaté rale, on n'entende pas de dédies brusques dans le haut-parleur à l'application et au re trait du signal d'entrée.
Ensuite, un court-eircuitage établi préala blement entre la grille de Z'12 et. sa cathode est enlevé et Rs et Ro sont ajustées de ma- nière qu'on entende un dédie dans le haut parleur à l'application et au retrait du signal d'entrée. R8 et R9 sont réglées de façon telle que les déclics ainsi produits soient compara bles en qualité et en durée à ceux que l'on obtient quand le signal intermittent est appli qué directement à un haut-parleur à large bande de fréquences.
Dans ce qui précède, on a décrit des dispo sitifs et des moyens pour produire une pseudo-extension telle que les phénomènes transitoires sont. traités de façon à ne pas être exagérés, comme c'était le cas avec les dispo sitifs connus. Lin d'autres termes, gràce à l'usage des montages ci-dessus décrits, un son comportant un large spectre de fréquences audibles peut être transmis à un auditeur à travers une chaîne de liaison à caractéristique passe-bande étroite et, bien que le son parve nant à l'oreille de l'auditeur ne soit.
pas ré parti en réalité sur une large bande de fré quences audibles, néanmoins, l'effet produit est pratiquement le même que si toutes les fréquences audibles contenues dans le son ori ginal étaient transmises, sans distorsions, jus qu'à l'auditeur.
Pour produire cet effet de pseudo-exterr- sion, les montages choisis comme exemples aux fig. 8 à 12 doivent évidemment être utilisés en liaison avec une source sonore, microphone, en- registrenient phonographique ou autre source primaire ou secondaire de signaux audibles, et. les niveaux nécessaires doivent être produits au moyen d'amplificateurs ou d'atténuateurs, d'organes de transmission actifs ou passifs, tous bien connus de l'homme du métier.
Afin d'indiquer de façon claire les cir cuits et appareils auxiliaires nécessaires au fonctionnement des dispositifs de pseudo- extension décrits, on a joint au dessin le schéma de la fig. 13.
Ladite fis. 13 représente symboliquement, sous forme de rectangles, les éléments étant bien connus en eux-mêmes, une façon d'em ployer les dispositifs décrits pour la transmis sion des sons dans un système radioélectrique. La lettre de référence S désigne une source de sons audibles, par exemple un orchestre. Les sons émis par cette source sont captés par le microphone 1I et, après conversion en un signal électrique de fréquence audible, ils sont amplifiés par l'amplificateur #.1JIP. Le signal de sortie de l'amplificateur est. appliqué à un dispositif de pseudo-extension PEC d'un des types décrits plus haut.
Le signal de sortie de l'amplificateur 111P correspond au signal d'entrée E des circuits des fig. 8 à 12. Après sa modification dans le circuit PEC, le signal de sortie ES résultant est utilisé à la modula tion d'une onde porteuse à haute fréquence, à la manière habituelle, dans un radioémet- teur XT. La partie de la liaison qui a une bande passante étroite peut être en un.
point quelconque de ladite liaison, au-delà de la sortie du circuit PEC. S'il n'y a pas de dis positifs limitant la fréquence dans la liaison de transmission, mais que l'on désire quand même une radiotransmission à bandes laté rales réduites, un filtre F, peut être intercalé dans le montage d'émission, comme indiqué à la fig. 13.
Dans les applications où la partie de l'énergie de la source sonore d'origine qui est comprise dans la bande à transmettre n'est pas suffisante pour produire, à l'oreille de l'auditeur, un signal équilibré ou d'allure réaliste, une partie de la puissance de sortie de l'amplificateur AJIP peut être transmise en shunt sur le montage de pseudo-extension et de nouveau combinée avec le signal modifié qui se développe à la sortie du circuit PE(", comme représenté à la fig. 13.
Le signal transmis par la station XZ' petit alors être reçu par un récepteur ordinaire, tel que RE de la fig. 13, sans que des modifica tions de ce récepteur soient nécessaires.
La pseudo-extension, telle qu'elle est faite dans les dispositifs décrits, petit être utilisée non seulement en vite d'obtenir un signal con tenant, par exemple, des fréquences de 120 à 10 000 périodes par seconde et. donnant l'im- pression de comprendre des fréquences plus basses que 120 périodes par seconde (les pro duits harmoniques et d'intermodulation de ces dernières fréquences étant contenus dans la bande des fréquences de 120 à, 1.0 000 périodes par seconde) ou encore en vue de la.
produc tion d'un signal contenant, par exemple, des tréquences de 30 à -I000 périodes par seconde donnant l'impression de contenir des fré quences supérieures à 4000 périodes par se conde, mais aussi pour produire une meilleure compréhensibilité des signaux à transmettre et un effet plus agréable, cela en traitant cer taines ou toutes les fréquences associées à ces signaux. Plus particulièrement, le registre moyen d'un signal, c'est-à-dire celles des fré quences dudit signal qui sont comprises dans la bande passante étroite diane liaison de transmission, peut. être traité de la ma nière ci-dessus décrite, et on obtiendra un signal plus agréable et plus réaliste.
Lors qu'on agit sur ces dernières fréquences, on donne au signal résultant plus de sonorité et une plénitude analogue à l'effet produit en augmentant l'amplitude d'un son jusqu'à de fortes intensités sonores. De plus, l'introduction simultanée des fré quences les plus élevées et.
les plus basses dans des circuits de pseudo-extension tels quo ceux décrits phis haut aura pour résultat une augmentation de la qualité et de l'articulation du signal résultant lorsqu'il est transmis à travers un système dont la bande passante ne s'étend que sur une bande moyenne de fré- querrces. Ceci se produit parce que l'inter modulation des fréquences les plus élevées et. les plus basses aura pour résultat des pro duits d1ntermodulation situés en dehors de la bande passante du circuit de transmission.
Du fait que la pseudo-extension décrite peut être appliquée à une large bande de fré quences du signal d'entrée, les filtres d'entrée déterminant la bande de fréquences de signal à soumettre à, la pseudo-extension ont été omis sur les fig. 10 et 11. Ceci a pour but de met tre en relief le fait que te filtre d'entrée r des fia. 8, 9 et 12 n'est pas nécessairement une caractéristique indispensable des circuits représentés.
Les circuits tels que ceux représentés aux fig. 8 à 12 peuvent être utilisés de façon ana logue à ceux qui sont déjà connus et donne- ront un résultat meilleur et moins affecté (le distorsions.
D'autres formes d'exécution que celles dé crites se présenteront à l'esprit des spécia listes. Par- exemple, on. pourrait obtenir les mêmes résultats si l'on faisait fonctionner les circuits sur une fréquence porteuse mo dulée par le signal audible à. soumettre à. la pseudo-extension, cas auquel les opérations auraient. lieu sur une gamme de fréquences différente; les moyens pour y arriver reste raient pratiquement les mêmes que ci-dessus.
Device for converting acoustic effects into electric waves. The present invention relates to a device for converting acoustic effects into electric waves, such that at least at certain times, during the transformation of these waves into acoustic effects, the presence of frequencies not existing in the frequency band of the waves to be transformed is simulated;
this way of converting acoustic effects is known as pseudo-extension. The pseudo-extension is. a process whereby an audible signal is altered, at some point or at any time during its transmission, direct or indirect, to the ear, such that, although all of the composite frequencies present in the original audible signal do not are not in reality in the signal finally transmitted to the ear, the auditory impression obtained. is that of sounds provided with all; the sound characteristics of the original signal.
This means that when transforming electric waves into acoustic effects, the presence of frequencies which do not exist in the frequency band of electric waves is. simulated, i.e. the acoustic effect is the same as if these frequencies were. actually present.
A pseudo-extension device can. be defined as an electrical device intended for the transmission of a communication contained in a wide band of audible frequencies through a narrow bandwidth transmission channel, the signal transmitted through said channel being distorted by a non-linear element adding foreign modulation and intermodulation frequencies located within the frequency band of said narrow passband channel.
It has been observed that the known pseudo-extension devices distort the effects of a transient nature which they transmit. We will first of all explain what a transient phenomenon is, then we will say why these phenomena are distorted.
Fig. 1 represents a signal having a single frequency, of a transient nature. A single frequency has been represented for convenience, but it is clear that by superposition of a certain number of frequencies, it is possible to obtain signals of the type generally encountered in the transmission of audible sounds.
This signal can be thought of as comprising only one frequency as far as the frequency is. measured by the inverse of time between two adjacent maxima of the same polarity. In reality, any change in amplitude is associated with an infinite number of sidebands, provided that the intervals between changes in amplitude are. infinitely long. Although this is the ideal case, the sidebands encountered in practice may nevertheless extend up to the tenth harmonic of the fundamental frequency, especially in low frequency waves which are suddenly introduced.
If the wave had an infinite time interval between its variations in amplitude, the sidebands would form a continuous spectrum.
As the time of the increase or decrease of a wave such as the one shown in. fig. 1 becomes. longer and longer, the greater part of the energy of transient frequencies due to. this variation shifts more and more towards the low frequencies. At the same time, the amplitude of the lateral bands becomes weaker and weaker and finally it is canceled out.
If we refer again to fig. 1, we notice that the wave, starting from a reference time zero, in its formation, presents, in a certain time t1, a frequency spectrum similar to that represented in FIG. 2. The sidebands are grouped around the stable state frequency f and their amplitudes are an inverse function of their distance from the frequency f.
In t. of fig. 1, when the amplitude of the wave a. almost reached a steady state value, the component frequencies have a spectrum similar to that shown in. fig. 3. It should be noted that the distant sidebands have decreased in amplitude, so that only the frequencies of the sidebands immediately adjacent to the frequency f have significant amplitudes.
At time <I> ta, </I> the wave taken as an example has again changed in amplitude. Consequently, the frequency spectrum due to this transient phenomenon becomes phis complex and the frequencies farther from the frequency f become larger again. As a result, the spectrum takes on the complex aspect represented at. fig. 4.
At time t1, when the increase in amplitude has almost ceased, the size of the sidebands has further decreased and, as before, only the frequencies close to the frequency f have significant amplitudes. At this time, the frequency spectrum is that shown in fi-. .5. <B> A </B> the moment. t5, after a relatively long interval, the signal wave decreases sharply in amplitude and. immediately, the frequencies of the side bands reappear. The frequency spectrum of the side bands corresponding to this state is shown in fig. 6.
At time 't,;, the amplitude of the arbitrary wave of FIG. I has decreased considerably and is approaching <zero. As a result, the sidebands are localized at the immediate vicinity of the frequency f and, during this localization, the amplitude of the frequency f falls, so that, when the wave of FIG. 1 has reached practically zero magnitude, the sidebands have been pushed back to a position occupied by the frequency f which, during this time, has decreased and reached zero amplitude.
Fig. î gives the spectral analysis at time t6 when the uncle's amplitude approaches a practically zero value.
In general, the known pseudo-extension devices have as an essential element. one organ (the linear lion transmission. Said small linear lion organ. be a detector with a quadratic characteristic, a amplifier tube working in class or a combination of these two elements, or any other circuit with. characteristic input output linear lion.
These known pseudo-exteiision devices have a drawback. In fact, it can be seen that the transient frequencies produced in the original si-na.l wave are associated with an increase. of their percussion quality and an effect (the hoarse sound.
Thus, when the frequencies corresponding to the low notes are the object of a pseudo-extension, the effect of the non-linearity on the,, transient frequencies can. to be compared to ail its hoarse produced by a friction of the voice coil of an electro dynamic loudspeaker or with the soli emitted by a violin or a bassoon whose wood is broken or split.
When ee are. the high frequencies which are the object of a pseudo-extension. this harmful effect is. particularly noticeable in the speech where the whistling con sounds are reproduced.
We will now explain more closely what occurs when the signal shown in FIG. 1 is applied to a non-linear transmission member. Accordingly, returning to the study of FIG. 1, it is assumed that the wave shown is applied to a modulator or to a nonlinear element such as a quadratic detector and, moreover, that the transmission band of said element is. uniform between FL and FA frequencies.
The resulting frequency spectrum which appears at time <B> il, </B> at the output of the nonlinear device is similar to that shown in fig. 2, but due to the products resulting from intermodulation, the size of the sidebands has increased greatly. In other words, the spectrum is similar to. what we would have obtained if the orib ine wave had established itself more quickly at this time. the effect on the listener is therefore that of a signal settling more quickly and, more abruptly than the original signal of fig. 1 announced it.
If we go to a later instant 12, we notice that at this instant the signal has practically reached a stable operating value; therefore the components of the teral bands, to. this instant, as shown in fig. 3, are. grouped tightly around the steady state frequency f. However, the output signal of the nonlinear device, because of the interniodulation frequencies introduced by the operation of the nonlinear device, has a spectrum where the sidebands are of greater amplitude than those present in FIG. 3.
That is to say that the spectrum resulting from the effect of the nonlinear device will, in fact, at time t2 be closer to that represented in FIG. \ _ '. Consequently, the ear which, if listening to the original wave, would hear virtually no effect of a transient nature, will perceive, due to the operation of the nonlinear device, a noticeable effect of a transient nature.
A similar analysis reveals the exaggeration and the prolongation of the transient phenomena at all the points where they exist in the arbitrary signal of fig. 1 when entering in the 1st circuit. signal a non-linear device. Thus, at time <B> 13, </B> the spectrum of the signal. output of the nonlinear device would contain sidebands of greater amplitude than those shown in. fig. 4, so that the resulting spectrum would be more similar to that of FIG. 2.
At time t.q, the spectrum of the modulator output signal would be much more similar to that shown in fig. 4-, the amplitude of the sidebands having been further increased due to the non-linearity of the characteristic.
At time t5, the output signal of the nonlinear device would have a frequency spectrum in which the sidebands would be of much greater amplitude than indicated in fig. 6.
At time t6, the transient effect would again be exaggerated by the non-linear device, so that the. transient quality would still be perceptible, even when the signal is close to its steady state value e1; when its amplitude flattens out as it approaches zero.
It therefore appears clearly that the introduction of a non-linear device gives rise to an exaggerated transient quality which persists after the phenomenon of a transient nature of the original signal has disappeared.
The object of the invention is to produce a pseudo-extension signal devoid of this abnormal prolongation key to the transient quality which produces in the ear the impression of foreign sound effects. hoarse and sour.
The invention therefore aims to. to avoid the above-mentioned inconveniences and to improve the quality of signals modified and transmitted by a pseudo-extension assembly and to make them pleasant to the listener.
Various embodiments (the object of the invention will be described, by way of example, in the following description which is made with reference to the accompanying drawing. Fig. 8 is the schematic diagram. a first embodiment of the object of the invention showing a circuit making it possible to obtain a pseudo-extension of a narrow band of frequencies without excessively distorting the transient phenomena.
The thread-. 9 relates to another embodiment of the object of the invention.
The ig. 10 shows a simplified assembly of another embodiment allowing. to obtain the same effects as in the embodiment shown in FIG. 8.
The assembly of fig. 11 includes a selective feedback circuit.
That of fig. 12 is intended for. maintain or even accentuate the percussive qualities of the original signal.
Fig. 13 symbolically shows, at. using rectangles, how we can use the assemblies of fig. 8 to 12.
In all these figures, the same letters and reference numbers have been assigned to the organs having the same function.
In the device of FIG. 8, the input signal is applied to the terminals designated by the letter E. If the pseudo-extension is to be applied mainly at low frequencies, said input signal is preferably applied to the circuit through a low pass filter ± '. A low-pass filter consisting of a prototype cell at constant Ii, with a cut-off frequency of about 100 periods has been found satisfactory. The output signal of the filter is applied to two channels.
One of these pathways comprises the elements C1, <I> RI, </I> R ,, <I> Tl, </I> R6 and C ;; and forms a circuit whose linearity can be changed; in other words, this circuit is arranged key so as to be able to pass from a linear work domain to a nonlinear work domain and vice versa. The other channel, which is formed by the elements C3, R3, R4, C4, R5 and T. #, constitutes a control circuit.
The role of this control circuit is to vary the polarization of T1, so that this tube operates as a non-linear device only when the signal wave has reached a relatively stable state, to prevent the exaggerated prolongation of the transient effect of the signal.
Part of the sottie signal of the filter F is. applied, by means of the capacitor C3 and the potentiometer R3, between the cathode and the control grid of the tube T ..-. ("The latter is polarized by means of the battery Ec. ,, so that it functions in class C. The tensiozi plaque of T., is supplied by the battery L'i; 2, whose polarity is. indicated. on the diagram.
The T2 tube working in class C, it. n'Y a., in the absence of signal. input, no voltage at the terminals of the load impedance R4, G'4. When a signal is. applied to the control gate of T2, the current flows in the plate circuit during at least a part of the positive half-waves of the signal. However, the potential at the terminals of R.4 does not develop instantaneously in accordance with the signal on the control gate as long as the capacitor C4 is not charged.There is therefore a time delay measurable from the moment at which the incoming signal is applied to the control grid of Tz, and from the moment at which a rectified voltage appears across R4.
This delay is a function of the product of R5 and C4 for increasing input signals and it is a function of the product of R4 and C4 for decreasing input signals.
The point at which, on the increasing envelope of the input signal, the tube T2 begins to turn on, can be set by adjusting the potentiometer R3. The decay rate of the rectified signal present at the terminals of R4 can be adjusted by varying one of the values of C4 or of R4.
The rectified signal appearing. to the terminals of R4 is applied, via the battery Ecl and the resistors Ri and R.,>, to the grid of the tube Tl. The battery Eca is chosen in such a way that the operation of the tube Tl, in the absence of voltage across R4, or essentially. that of a linear amplifier working without causing distortions.
The positive voltage appearing at the upper terminal of R4 cancels the polarization of the tube T1 and makes it operate as a shunt capacitor detector or a nonlinear amplifier with a quadratic characteristic. The delay produced by the networks R1, C1 and R2, <I> C2 </I> (where <I> C2 </I> is the input capacitance of the tube T1) can be made small. with respect to the time constants R5 C "4 and Rj C, 1, key so that only these last time constants determine.
establishing and extinguishing the voltage applied to the grid of tube T1, from the cathode circuit of tube <B> 7 </B> 2 <B>. </B> For a constant transient phenomenon in an increase in amplitude, the operation of the circuit of FIG. 8 is such that the tube T1 operates as a linear device until the signal. input has reached a relatively stable state, after which the tube P1 operates as a non-linear device and continues to operate in this manner until a transient phenomenon consisting of extinction occurs in the input signal; the tube T1 then functions again as a linear amplifier.
The output signal E, from tube 1'l, collected across its plate resistance Rs, through the stop capacitor. C-5, is therefore practically free from distortion during transient intervals of the input signal and unpleasant extraneous auditory effects are removed from the processed signal by pseudo-extension. Said signal can then be used instead. the uncontrolled output signal of the nonlinear device associated with various known pseudo-extension assemblies.
The time constants of the delay circuits must be chosen taking into account the frequencies which are applied to the tube T1. It has been found experimentally that, for transient phenomena consisting of an increase in amplitude, satisfactory results can be obtained. when the delay between the establishment of the signal and the operation of Tl as a nonlinear device, as a function of the average frequency applied to the grid of the tube Tl, is approximately:
20 milliseconds, for 200 periods per second, 40 milliseconds, for 100 periods per second, 80 milliseconds, for 50 periods per second, 10 rriilliseconds, for frequencies between 500 and 4000 periods, and approximately 4 milliseconds, for frequencies greater than. 5000 period, s per second.
For transient phenomena consisting of a decrease in amx itude, the tube T1 should preferably return to: its linear operation, as soon as said phenomena appear, that is to say after an approximate time 8 to 10 milliseconds.
Another execution zornie. of the object of the invention is shown at. fig. 9. The signal. to be subjected to the pseudo-extension is applied to the input of filter F. If it is on the lowest audible frequencies that we have to act, this filter can have the same characteristics as that described in connection with 1a, fig. 8.
If, on the contrary, the pseudo-extension must relate to the highest frequencies, a single high-pass stage at constant K, with iine cutoff frequency at approximately. 2500 times, will give satisfactory results.
The signal. filter output <I> 11 '</I> is applied to a. known type electronic compressor assembly, made up of tubes T3, T4 and double diode T5. The operation of said compressor assembly is as follows: The output signal of the filter F is applied, by means of the capacitor ('c; and of the shine resistor R7, to one of the control grids of the lamp T3 which has two grids of ordered.
The amplified signal which develops in the plate circuit of T3 is applied, through the capacitor C7, to an amplifier T4 working in class <B> A </B>; the level of the signal on the gate of T4 is adjustable by means of the potentiometer R3. The amplified <B> fied </B> signal appearing in the plate circuit of T4 is applied through the low frequency transformer <I> TRI </I> to a double rectifier diode T5. A rectified signal develops across the load resistor R4 of the diode,
the time constant of the establishment of said. signal being determined by the product of the series resistance R5 and the capacitance C. 4. This rectified voltage is applied to the second control grid of T3 and, since it is negative, it decreases the dynamic slope of the tube T3, which results in a decrease in the signal appearing in the plate circuit of T3. Variations in the amplitude of the input signals are therefore reduced to a minimum. The output signal of the tube T3 is applied, through the low frequency transformer T.
R2, to the tube T1. Audit tube is applied a weak negative bias, applied to its control grid by the battery Eel. A resistor R2 is interposed in series between a terminal of the secondary of transformer TR2 and the control grid of tube T1.
When the signal applied to the grid of tube T1 is greater than the bias voltage of said tube, a grid current passes through resistor R2, which decreases the dynamic slope of the tube. Consequently, it operates as a non-linear device. By using in T3 a variable slope tube mounted in a known manner, it is possible to achieve. which the compressor circuit eliminates, almost completely, after a certain time, the transient phenomena whose amplitude exceeds a certain value.
The polarization of the tube T1 is adjusted so that it functions as a non-linear device when the signal amplitude at. the input of the compressor assembly has reached this amplitude beyond which any further increases are reduced to. a minimum.
The time constants associated with the charge of the. diode, i.e. R5, C4 and R4, C4, should be chosen so that the ripple voltage developed across the diode load and applied to the gate of T ;, which is associated with it is approximately of ten percent of the signal voltage applied to the other gate of T3.
The output voltage Es is collected at the terminals of the. load resistance Rs of the plate circuit, at. through the stop capacitor C5.
The circuits of fig. 8 and 9 show two embodiments of the object of the invention and, moreover, they illustrate two different solutions to the problem of eliminating the distortion of transient phenomena.
In the first of these assemblies, that of FIG. 8, the linearity of the device Tl is varied in such a way that it functions as a class amplifier r1 during the. duration of a transient phenomenon. The second device, that of FIG. 9, is representative of the class of circuits in which transient phenomena occur. reduced to the minimum when the device such as Tl of FIG. S) works in a non-linear way.
Fig. 10 shows another embodiment of the object device. of the invention. If a signal is suddenly applied to a narrow bandwidth circuit such as a tuned resonant circuit, the establishment of said signal at the output of said circuit is very slow.
In other words, a sudden increase or decrease in amplitude will not actually manifest as such at. the output of a narrow bandwidth transmission network, and hence the sidebands due to the transients themselves will be strong. harnesses.
This property of a narrow bandwidth circuit can be used to prevent hanging. the transient periods of establishment and extinction of a signal, to produce, at the output of a nonlinear device, a considerable increase in the lateral bands.
In fig. 10, the signal to be applied to the non-linear device of a pseudo-extension assembly is designated by the reference E. This signal is distributed over two channels; the. first apply this signal, to. through the amplitude control potentiometer R15, to. one of the control grids of a mixing tube such as the tube 6 L 7 designated on the. figure by Tl,.
By the second channel, the signal is applied to a <I> TC, </I> circuit tuned to the galante of the frequencies to be submitted to. pseudo-extension. When the high frequency spectrum of a signal is to be transmitted through a circuit with a low pass characteristic extending only up to, for example, 4000 periods, satisfactory results are obtained, with, in <I> TC , </I> a resonant circuit tuned over about 6000 periods. If the low frequency spectrum of a signal is to be transmitted through a circuit with a high pass characteristic extending, for example, up to 120 periods, the <I> TC </I> circuit must be tuned to the neighborhood the 60 periods.
The narrowband signal from the circuit. tuned <I> TC </I> is amplified by a Linear amplifier symbolically represented by the rectangle. of fig. 10.
The output of amplifier A is connected to the second control gate of mixing tube T1; this; is shunted on the Rice grid resistance. The mixed signals are developing. to the terminals of the plate load resistor R16 of the tube l13 are applied, through the stop capacitor C11, to the terminals of the resistor R16 and then, through the grid resistor R2, to the grid of the tube Tl.
Said tube 1'1 is given a weak initial grid polarization by means of the self-polarization network placed in its cathode circuit. Tube T1 operates, by virtue of its initial bias, as a class A amplifier for weak signals applied to its gate. The control potentiometer R15 is adjusted in such a way that the signals appearing at the gate of T1 through the first channel, that is to say applied to the first control gate Gl of T13, are of sufficient magnitude to be amplified by Tl without distortion.
The amplifier A of the second channel (the one leading to the second control grid of the tube Tl3) causes the application of the signal of the second channel, through T13, to the control grid of the tube Tl. This signal, thanks to the constitution of the circuit, is made approximately ten times greater than the signal of the first channel applied to the grid of T1. The tube T1 therefore functions as a nonlinear device in the presence of a signal arriving by the second channel. .
The signal. appearing at the terminals of the plate load resistor Ris of the tube T1 is used, through the capacitor C i, as the energy supplied by the nonlinear circuit of the known pseudo-extension arrangements.
The circuit of FIG. 10, described above, and the circuit of FIG. 11 which will be, operate in such a way as to avoid the distortion of transient phenomena in a non-linear device, fundamentally by suppressing transient phenomena. This is achieved by slowing the establishment and extinction of transient phenomena, so that the sidebands associated with them are reduced in amplitude to a value small compared to that of the steady-state component frequency.
As a result, when this signal. transient reint is applied to a nonlinear device, the frequencies of the sidebands associated with the transient phenomena are of insufficient amplitude to produce foreign components of interlodulation. Therefore, the output signal of the nonlinear device is relatively free from harsh, harsh, and extraneous squeaking sounds usually associated with the signals subjected to. a pseudo-extension in a known manner.
Fig. 11 relates to another laughing case. Basically, its operation is analogous to that of the fi-. 10, but has been shown as an example of a large number of other variations.
In fig. 11, the audible signal E containing the frequencies to be subjected to the pseudo-extension is applied to the control grid CT of a lamp T1.1 comprising two control grids and of the type <I> 6 L Î. </I> R7 is the gate resistor intended to maintain a suitable polarization on the gate G1.
This tube is polarized so that it functions as a linear amplifier, thanks to the usual arrangement, that is to say thanks to a shunted self-biasing cathode resistor shown in FIG. 11.
An amplified signal appears across the plate load resistor R2o of tube] '1-t. The frequencies of this amplified signal which are to be subjected to the pseudo-extension are returned upstream to. through the stop capacitor <B> 01, </B> and the network R.S, Cl3, RZ ,, C12 to the second grid G2 of the tube T14. Said network R2p ,, Cl; "R22, C, 12 is chosen such that it produces an approximate phase shift of 180 for these frequencies.
The potentiometer R21 is used to measure the voltage of the signal returned upstream, in order to avoid the initiation of oscillations. The phase of this reaction signal being such that the. regeneration occurs for frequencies to be pseudo-extended, the T14 tube will amplify. therefore these frequencies selectively to a much higher degree than the other frequencies present in the signal E. As a result, tube l'11 effectively functions as a tuned amplifier. the gain is maximum in the vicinity of the frequencies to be processed by pseudo-extension.
The signal which develops across the plate load resistor R2o is applied, through the stop capacitor <B> Cl ,, </B> to the potentiometer Bl. The setting of this potentiometer is. such that in the absence of a regenerated signal at its terminals, the ordinary amplified voltage is insufficient to drive the tube T1 outside the linear part of its grid voltage-plate current characteristic, as determined by the. polarization produced by cathode resistor R2,1. shunted by capacitor Ct4.
However, when a regenerated signal is present, the tube T1, because of the much greater magnitude of the voltage of this signal, is aided by the effect of the gate resistor R2, and will act as a non-linear device and produce intermodulation components and harmonic components loris its circuit board. The signal appearing across the. Plate load resistor Ris can be used instead of the energy delivered by the non-linear device of the previously known assemblies mentioned above.
The operating principle of the circuits of fig. 10 and 11 is similar, that is to say that in FIG. 11, because of the relatively steep frequency characteristic of the tube 14 and said feedback circuit associated with it, the sidebands present during, the amplitude variations of the signal favored in the amplification are less amplified than the signal itself and then although the tube Tl, by its non-linearity, produces harmonic frequencies,
it follows that the output signal of the device of FIG. It does not present, in proportion to the input signal, more harmonics than the latter.
As a result, the output signal produces an apparently undistorted effect on the listener.
In some frequency transmission systems. audible, one frequently wishes to submit to. pseudo-extending the signal to the dible, and also transmitting, at the same time as the signal thus processed, the entire transient and percussive qualities of the original signal. Removal of transients associated with the original signal before pseudo-extension is applied results in loss of some degree of articulation in speech and loss of vividness. and percussion generally associated with. some sounds.
Fig. 12 schematically shows a circuit arrangement which can be used for preservation or even for increasing the transient quality of a signal while avoiding the harsh and squeaky sounds due to the prolongation of the transient state of the signal. signal by the effect of a non-linear transmission member. In fig. 12, the signal E to be subjected to the pseudo-extension is applied to. the input of the filter F. Said filter can be formed by a single stage at] i cons tant or by its equivalent.
If it is the spectrum of the high frequencies of the signal E which must be subjected to the pseudo-extension, the filter F is produced in high pass with a cutoff frequency of the order of 3000 periods. If, on the contrary, the pseudo-extension must act on the low frequencies, the filter F can be of the low-pass type with a cut-off frequency of approximately 120 periods.
In either case, the output signal of the filter is applied to the gate of a linear amplifier tube T6. R7 is. the usual grid resistance associated with the T6 grid circuit. The signal. amplified appearing in the plate circuit of the Ts est tube. re party between three channels made up of two control circuits and a main circuit.
By means of the transformer TR3 with two secondary windings, the main circuit is further divided into two secondary circuits. The first of these two secondary circuits is connected, through resistor R12, to the grid of tube Tl1. The second is connected, through resistor R13, to the grid of tube T12.
The control circuit shown at the bottom of the figure and having the elements R8, <I> T7, </I> TR6 and T8 controls the degree of linearity of the grid voltage-plate current characteristic of the tube 12.
When the input signal L 'suddenly increases in amplitude, that is to say when its nature becomes transient, the amplified part of said signal is applied through the stop capacitor. <I> C8 </ I> and the potentiometer R8 to the gate of the amplifier T7 which works in class A, and appears in the form of an amplified signal in the plate circuit of the 7. This signal is transmitted by means of the low frequency transformer TR6 to a rectifier diode tube of the two halfwaves T8. The speed with which the resulting rectified voltage appears across the diode load Rg, <I> RIO,
</I> C3 is determined by the charging time of the capacitor Co at. through the Ry series resistor. Consequently, during the instant which follows the sudden arrival of a transient phenomenon, no voltage appears at the terminals of resistance Rlo. The potential of the point, of connection of Ro and of RIO is therefore, during this instant, the same as that of the earth or of the mass. As the capacitor C_ g charges, the potential of said point of connection between Ro and RIO becomes more and more negative with respect to the mass and, consequently,
also with respect to the cathode of the tube the 12.
The tube Tl .., having no polarization, except that available from the point. connection between R9 and <B> RIO </B> through the lower secon dary of transformer TR3, will therefore function during. the first instant of sudden establishment of the input signal E, like a nonlinear device. The increase in the sidebands due to the intermodulation frequencies is introduced by the tube T12 during the interval during which its grid has zero polarization with respect to its cathode.
1 the next instant, that of the establishment of the signal, the negative voltage appearing at the junction point between R9 and RIO and applied, through R13, to the gate T12, establishes a negative polarization on this gate and does. operate the T12 tube as a linear or class A amplifier. The signal appearing in the circuit board of the T12 tube is then collected at the output through the low frequency transformer TR5.
The control circuit shown at the top of the figure and consisting of R11, T. o, 17i ?, and Tlo controls the grid bias of the tube Tl1. Said tube T11 is polarized by battery EC4, so as to operate, in the absence of voltage at the terminals of load resistor R15 of rectifier Tlo, as a linear amplifier or of class A.
When the input signal is suddenly applied, it is amplified by the tube T6, and the part of said signal which appears at. the Ty gate is amplified again and, by means of the low frequency transformer TR, 1, it is applied to the diode Tlo, through the load impedance of said rectifier Rl.x, Clo, R15. Capacitor Clo charges slowly, through limiting resistor R1.1, and as it charges,
the potential of the cathode of the Tlo rectifier increases gradually with respect to that of the earth. The cathode is, connected, to. through battery EC, 1, the upper secondary winding of transformer TR3 and R12, to the grid of tube Tll. As a result, as the potential of the. Tlo cathode increases in the positive direction, the voltage of the battery EC, 1 is gradually compensated, and the negative polarization of the T11 tube is gradually canceled.
While the polarization of T11 is zeroing out, its grid operates first with a weak negative polarization and, finally, without polarization, so that the tube T11 acts. as a non-linear device analogous to a detector tube. with shunted capacitor.
Resistor R12 in the gate circuit gives rise, between its terminals, to an additional voltage clnite, when, during positive alternations of the signal from the main channel, the current passes through. the circuit, grid of the tube Tll. This effect polarizes the grid stronger negate at these times and further accentuates the lionlinearity.
The signal appearing in the plate circuits of the tubes T11 and Z'12 is applied to the terminals of the upper and lower halves of the output transformer TR5. The corresponding signal, appearing at the terminals of the secondary of said transformer TR5 is used, instead of the output signal of the non-linear device of previously known pseudo-extension assemblies.
The operation of the assembly of FIG. 12 instant by instant is as follows When Lin signal E is suddenly applied to. At the input, an amplified signal containing a number of sidebands appears in the plate circuit of T12 and an amplified signal without distortions appears in the plate circuit of T11. These signals combine in the TR5 transformer and are available at the output terminals of TR5. Gradually, after this first moment,
the signal in the plate circuit of T12 becomes free of distortions, because a negative voltage develops across RIO and Co. In this respect, the signal in the plate circuit of T11 is still relatively free of distortions since the capacitor Clo is still only partially charged.
Signal E is, therefore, relatively free from distortion for the duration of the interval following the first interval, after which, when Clo has eliar-e enough for the voltage at its armatures to counterbalance the polarization;
initial grid of T11, the plate signal of T11 becomes distorted and as a result an intermodulation between the harmonic components of the frequencies which are applied to its grid results. v The number of elements of the assembly of fig. 12 makes it difficult to calculate precisely the constants of the circuits. The time constants of the various networks, complicated and interconnected, would make the synthesis of the assembly very laborious and difficult. As a result, we have. developed a simple method of adjusting the tic 1? device.
Vii a. Power multiplier and a filter are connected to the terminals of the secondary winding of TRS. The characteristics of the filter must be close to the frequency characteristics of the limited passband of the devices. through which the signal object of the pseudo-extension must be transmitted.
To the output terminals of the power amplifier and the filter is connected a loudspeaker. These auxiliary devices are shown in fig. 1? dotted lines, P-1 denoting the power amplifier, F "the filter and LS the loudspeaker.
The plates ensuring the vertical deflection of an oscillo graph with an ea.thodic radius are connected between the plate of T11 and the earth.
A signal whose derivative of the curve changes no sign and whose. the frequency is located approximately in the middle of the frequency band of the signal at. submit the pseado-extension is, applied and removed abruptly and intermittently to.
the input of the circuit of FIG. 1 ?. The setting of R11 and the value of the variable resistor R1.4 are simultaneously adjusted to values such that, while the deviation of the cathode ray oscillograph appears unilaterally, no abrupt deductions are heard in the loudspeaker to the application and retraction of the input signal.
Then, a short-eircuiting established beforehand between the grid of Z'12 and. its cathode is removed and Rs and Ro are adjusted so that a dedicated speaker is heard in the loudspeaker for the application and removal of the input signal. R8 and R9 are set such that the clicks so produced are comparable in quality and duration to those obtained when the intermittent signal is applied directly to a wideband loudspeaker.
In the foregoing, devices and means have been described for producing a pseudo-extension such as the transient phenomena are. treated in such a way as not to be exaggerated, as was the case with known devices. In other words, by using the arrangements described above, sound comprising a broad spectrum of audible frequencies can be transmitted to a listener through a link chain with a narrow band-pass characteristic and, although the its not coming to the listener's ear either.
not actually distributed over a wide band of audible frequencies, however, the effect produced is practically the same as if all the audible frequencies contained in the original sound were transmitted, without distortion, to the listener.
To produce this pseudo-extermination effect, the assemblies chosen as examples in FIGS. 8 to 12 must of course be used in connection with a sound source, microphone, phonographic record or other primary or secondary source of audible signals, and. the necessary levels must be produced by means of amplifiers or attenuators, active or passive transmission members, all well known to those skilled in the art.
In order to clearly indicate the circuits and auxiliary devices necessary for the operation of the pseudo-extension devices described, the diagram of FIG. 13.
Said fis. 13 symbolically represents, in the form of rectangles, the elements being well known in themselves, a way of employing the devices described for the transmission of sounds in a radio system. The reference letter S denotes a source of audible sounds, for example an orchestra. The sounds emitted by this source are picked up by the microphone 1I and, after conversion into an electric signal of audible frequency, they are amplified by the amplifier # .1JIP. The output signal of the amplifier is. applied to a PEC pseudo-extension device of one of the types described above.
The output signal of the amplifier 111P corresponds to the input signal E of the circuits of FIGS. 8 to 12. After its modification in the PEC circuit, the resulting ES output signal is used to modulate a high frequency carrier wave, in the usual manner, in an XT radio transmitter. The part of the link that has a narrow bandwidth can be in one.
any point of said link, beyond the output of the PEC circuit. If there are no devices limiting the frequency in the transmission link, but you still want a radio transmission with reduced sidebands, an F filter can be inserted in the transmission assembly, as shown in fig. 13.
In applications where the part of the energy of the original sound source that is included in the band to be transmitted is not sufficient to produce, to the listener's ear, a balanced or realistic-looking signal , part of the output power of the AJIP amplifier can be shunted on the pseudo-extension circuit and again combined with the modified signal which develops at the output of the circuit PE (", as shown in fig. 13.
The signal transmitted by the station XZ 'small then be received by an ordinary receiver, such as RE of FIG. 13, without modifying this receiver.
Pseudo-extension, as done in the devices described, can be used not only to quickly obtain a signal containing, for example, frequencies from 120 to 10,000 periods per second and. giving the impression of including frequencies lower than 120 periods per second (the harmonic and intermodulation products of these latter frequencies being contained in the frequency band from 120 to .1,000 periods per second) or in view from the.
production of a signal containing, for example, frequencies of 30 to -I000 periods per second giving the impression of containing frequencies greater than 4000 periods per second, but also to produce a better comprehensibility of the signals to be transmitted and a more pleasant effect, by processing some or all of the frequencies associated with these signals. More particularly, the average register of a signal, that is to say those of the frequencies of said signal which are included in the narrow pass band of the transmission link, can. be treated in the manner described above, and a more pleasant and realistic signal will be obtained.
When acting on these latter frequencies, the resulting signal is given more sonority and fullness analogous to the effect produced by increasing the amplitude of a sound to high sound intensities. In addition, the simultaneous introduction of the highest frequencies and.
lower values in pseudo-extension circuits such as those described above will result in increased quality and articulation of the resulting signal when transmitted through a system whose bandwidth only extends on an average frequency band. This occurs because the inter modulation of the highest frequencies and. the lower will result in intermodulation products outside the bandwidth of the transmission circuit.
Since the described pseudo-extension can be applied to a wide frequency band of the input signal, the input filters determining the signal frequency band to be subjected to, the pseudo-extension have been omitted in Figs. . 10 and 11. This is to highlight the fact that the input filter r of the fia. 8, 9 and 12 is not necessarily an essential characteristic of the circuits shown.
Circuits such as those shown in fig. 8 to 12 can be used analogously to those already known and will give a better and less affected result (the distortions.
Other forms of execution than those described will arise in the minds of specialists. For example, we. could achieve the same results if the circuits were operated on a carrier frequency modulated by the audible signal at. submit to. pseudo-extension, in which case operations would have. take place on a different frequency range; the means to achieve this would remain practically the same as above.