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Dispositif dans lequel se trouvent des organes assurant une commande automatique de gain La présente invention a pour objet un dispositif dans lequel se trouvent des organes assurant une commande automatique de gain et qui contient un transistor ayant un émetteur, un collecteur et une base, ledit émetteur fonctionnant comme électrode d'entrée et ledit collecteur fonctionnant comme électrode de sortie du transistor.
Ce dispositif est carac- térisé en ce qu'un circuit shunt à courant alternatif est monté entre l'émetteur et la base du transistor, au moins une partie du courant de sortie du collecteur étant ramenée audit circuit shunt à travers un redresseur, ledit circuit shunt à courant alternatif comprenant une diode dont l'impédance varie en réponse aux variations du courant redressé, de sorte que l'amplitude du courant de sortie du collecteur est maintenue sensiblement constante.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, à la fig. 1 une première forme d'exécution de l'objet de l'invention, à la fig. 2 la caractéristique résistance- courant d'un varistor typique au germanium, et à la fig. 3 une seconde forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Si l'on se reporte à la fig. 1, on voit un transistor 10 NPN à jonction ayant un émetteur 11, un collecteur 12 et une base mise à terre par un conducteur 13. Le collecteur 12 est relié à la base d'un second transistor 14 NPN à jonction qui a un émetteur 15 relié par un conducteur 16 à travers des capacités 17 à une électrode d'un quartz 18. L'éleo-- trode opposée du cristal est reliée par un point de jonction 19, un conducteur 21 et un point de jonction 22, à l'émetteur 11. Le cristal 18 est taillé pour avoir une fréquence de résonance déterminée. Le collecteur 12 est aussi relié à un circuit d'accord désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 20.
Ce circuit est accordé sur la fréquence de résonance du cristal et peut être agencé pour compenser les variations de la fréquence dues aux variations de la température en utilisant une capacité en céramique à coefficient de température négatif. Ce circuit accordé est aussi relié au pôle positif d'une batterie et constitue une charge à haute impédance pour le collecteur 12.
Une résistance 9ariable 23 connecte l'émetteur 11 à la borne négative d'une source de tension. Il est possible de régler la résistance 23 et de commander ainsi le débit du collecteur 12. Le circuit décrit, relié à des sources de potentiel appropriées, fonctionne comme un oscillateur.
Le courant de sortie de l'émetteur du transistor 14 est appliqué à l'émetteur 24 d'un autre transistor et fait varier le courant de cet émetteur proportionnellement à la tension alternative débitée par le transistor 1.4. Au point de jonction 25 sont reliées une paire de résistances 26 et 27 qui forment un diviseur de tension polarisant l'émetteur 24 et permettant de faire varier l'amplification du transistor 28 qui est un transistor PNP à jonction. Le transistor 28 fonctionne comme un amplificateur additionnel et sa tension de sortie est appliquée à travers un condensateur 29 à un point de jonction 31.
Le circuit de sortie du transistor 28 est une maille en n comportant un condensateur 29 et une paire de bobines de self- induction 32 et 33. L'impédance de la maille en n est choisie de manière qu'elle adapte le collecteur à l'impédance des éléments reliés au point 31 qui constituent la charge. Les alternances positives du
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courant alternatif sont appliquées à travers le conducteur 34 à un dispositif d'utilisation quelconque..
Les alternances négatives des oscillations, appliquées au point de jonction 31 rendent conductrice une diode 36. Cette diode 36 agit comme redresseur des alternances négatives du courant alternatif. Les pulsations fournies par le courant redressé sont ap- pliquées à un filtre comportant une résistance 37 et une capacité 38. Ces alternances négatives rectifiées provoquent l'écoulement d'un courant à travers une résistance 39 qui fournit une tension de polarisation au point de jonction 41 qui commande la conductivité d'un varistor 42.
Lorsque le circuit produit des oscillations d'amplitude croissante, les alternances négatives redressées augmentent aussi et rendent le point 41 plus négatif et, par suite, elles rendent le varistor 42 plus conducteur. Le point de jonction 41 est aussi relié à travers un condensateur 43 au point de jonction 19. La capacitance du condensateur 43, avec la valeur de la résistance du varistor 42, déterminent la valeur de l'impédance d'un circuit shunt à courant alternatif qui relie l'émetteur 11 du transistor 10 à la base 13 de ce transistor (qui est mise à la terre) et qui s'étend des points de jonction 22 et 19, à travers le condensateur 43 et le varistor 42 vers la terre.
Le courant de réaction appliqué à travers le cristal 18 au point de jonction 19 n'est pas entièrement dirigé vers l'émetteur 11 ; une partie de ce courant s'écoule à travers le circuit formé par l'impédance 43-42. La quantité de courant qui s'écoule dans le circuit shunt peut être réglée en ajustant la résistance 23. Lorsque la résistance 23 est réglée de manière qu'elle présente une très grande valeur, la partie du courant de réaction dérivée par le circuit shunt sera assez grande pour empêcher la continuation de toute oscillation dans le circuit.
La fig. 2 montre la courbe caractéristique du courant de commande If appliqué au point de jonction 41, en fonction de la valeur de la résistance du varistor. Si la valeur de la résistance 23 est réglée de façon telle que le courant de sortie soit égal à une valeur à laquelle correspond un courant de commande If indiqué sur la courbe par le point 45, seule une partie relativement faible du courant alternatif de réaction arrivant au point de jonction 19 sera dirigé vers l'émetteur 11, pour maintenir l'oscillation dans le circuit.
Si, pour une raison ou pour une autre, le courant de sortie dépasse la valeur critique, le courant de commande If appliqué au point de jonction 41 au- mente et rend le varistor 42 plus conducteur. Dans ce cas, le point de travail sur la courbe caractéristique de la fig. 2 se déplace vers le point 46 et l'on voit que, dans cette condition, le varistor 42 offre une plus petite résistance.
Il en résulte que l'impédance du circuit shunt diminue et qu'une plus grande partie du courant alternatif de réaction, arrivant au point de jonction 19, est dérivée vers le circuit shunt qui présente maintenant une faible impédance, ce qui diminue ainsi le courant de réaction fourni à l'émetteur 11. Puisque le courant de sortie est proportionnel au courant de l'émetteur, le courant d'entrée du transistor 10 est diminué pour ramener l'amplitude du courant de sortie à sa valeur précédente.
Lorsque l'amplitude du courant de sortie diminue, le courant de commande arrivant au point de jonction 41 diminue. Par conséquent, la conductivité du varis- tor 42 diminue et sa résistance augmente. Le point de travail du varistor est maintenant représenté par le point 47, dans la fig. 2. Lorsque l'impédance du circuit shunt augmente, il passe plus de courant de réaction du point de jonction 19 à l'émetteur 11. II est clair que, -quand le courant de réaction arrivant à l'émetteur 11 augmente, le transistor 10 devient plus conducteur et l'amplitude du courant de sortie augmente et atteint la valeur voulue.
Considérons maintenant la fig. 3 qui se rapporte à un circuit assurant une commande automatique de gain. Dans cette fig. 3, tous les éléments identiques à ceux représentés à la fig. 1 sont désignés par des chiffres de référence identiques. On remarquera immédiatement que le transistor 14 n'a plus de couplage à réaction, de sorte que ce circuit est incapable d'osciller. Dans ce cas, il y a une source extérieure constituée par un récepteur superhétérodyne 51. En outre, le conducteur de sortie 34 est relié au détecteur basse fréquence 52 d'un poste de radio.
L'amplitude du courant arrivant au conducteur de sortie 34 doit être maintenue constante pendant le fonctionnement du circuit. Le courant d'entrée à moyenne fréquence fourni par l'unité 51 arrive au point de jonction 22 et, aussi longtemps qu'il est maintenu à une valeur constante et que le courant de sortie a une valeur constante, le point de fonctionnement du varistor 42 correspond au point 45 de la caractéristique représentée à la fig. 2.
Si, toutefois, l'amplitude du courant de moyenne fréquence augmente brusquement, alors le courant de commande arrivant au point de jonction 41 augmente aussi et rend le varistor 42 plus conducteur. La résistance effective du varistor 42 est de ce fait diminuée, ce qui provoque une augmentation du courant de moyenne fréquence qui est dérivé dans le circuit shunt. La grandeur du courant arrivant à l'émetteur 11 diminue et, par conséquent, le courant de sortie diminue et le débit de courant, à travers le conducteur 34, est ramené à la valeur désirée.
Si l'amplitude du courant de moyenne fréquence diminue, alors la valeur de crête du courant de sortie arrivant sur le conducteur de sortie 34 et du courant de commande arrivant au point de jonction 41, diminuent. La diminution de la grandeur du courant de commande, arrivant au point de jonction 41, provoque une diminution de la conductivité du varistor 42 de sorte que le varistor présente une plus grande résistance dans le circuit shunt.
La grandeur du courant de moyenne fréquence dérivé vers le circuit shunt diminue et le résultat est que le transistor 10 est rendu plus conducteur et que l'amplitude du courant appliqué sur le conducteur 34 augmente.
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Device in which there are members providing automatic gain control The present invention relates to a device in which there are members providing automatic gain control and which contains a transistor having an emitter, a collector and a base, said emitter functioning as an input electrode and said collector functioning as an output electrode of the transistor.
This device is characterized in that an alternating current shunt circuit is mounted between the emitter and the base of the transistor, at least part of the output current of the collector being returned to said shunt circuit through a rectifier, said circuit. AC shunt comprising a diode whose impedance varies in response to changes in the rectified current, so that the magnitude of the collector output current is kept substantially constant.
The accompanying drawing shows, by way of example, in FIG. 1 a first embodiment of the object of the invention, in FIG. 2 the resistance-current characteristic of a typical germanium varistor, and in fig. 3 a second embodiment of the object of the invention.
If we refer to fig. 1 shows an NPN junction transistor 10 having an emitter 11, a collector 12 and a base grounded by a conductor 13. The collector 12 is connected to the base of a second NPN junction transistor 14 which has an emitter 15 connected by a conductor 16 through capacitors 17 to an electrode of a quartz 18. The opposite electrode of the crystal is connected by a junction point 19, a conductor 21 and a junction point 22, to the 'emitter 11. Crystal 18 is cut to have a determined resonant frequency. The collector 12 is also connected to a tuning circuit designated as a whole by the reference numeral 20.
This circuit is tuned to the resonant frequency of the crystal and can be arranged to compensate for changes in frequency due to changes in temperature by using a negative temperature coefficient ceramic capacitor. This tuned circuit is also connected to the positive pole of a battery and constitutes a high impedance load for the collector 12.
A variable resistor 23 connects the emitter 11 to the negative terminal of a voltage source. It is possible to adjust the resistor 23 and thus control the flow rate of the collector 12. The circuit described, connected to suitable potential sources, functions as an oscillator.
The output current of the emitter of transistor 14 is applied to the emitter 24 of another transistor and causes the current of this emitter to vary in proportion to the alternating voltage supplied by transistor 1.4. At the junction point 25 are connected a pair of resistors 26 and 27 which form a voltage divider biasing the emitter 24 and making it possible to vary the amplification of the transistor 28 which is a PNP junction transistor. Transistor 28 operates as an additional amplifier and its output voltage is applied across capacitor 29 at junction point 31.
The output circuit of transistor 28 is an n-mesh comprising a capacitor 29 and a pair of self-induction coils 32 and 33. The impedance of the n-mesh is chosen so that it matches the collector to the impedance of the elements connected to point 31 which constitute the load. The positive alternations of
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AC current are applied through conductor 34 to any device for use.
The negative half-waves of the oscillations, applied at the junction point 31 make a diode 36 conductive. This diode 36 acts as a rectifier of the negative half-waves of the alternating current. The pulses supplied by the rectified current are applied to a filter having a resistor 37 and a capacitor 38. These rectified negative half-waves cause a current to flow through a resistor 39 which supplies a bias voltage at the junction point. 41 which controls the conductivity of a varistor 42.
When the circuit produces oscillations of increasing amplitude, the rectified negative half-waves also increase and make the point 41 more negative and, consequently, they make the varistor 42 more conductive. The junction point 41 is also connected through a capacitor 43 to the junction point 19. The capacitance of the capacitor 43, together with the value of the resistance of the varistor 42, determine the value of the impedance of an alternating current shunt circuit. which connects the emitter 11 of transistor 10 to the base 13 of this transistor (which is earthed) and which extends from the junction points 22 and 19, through the capacitor 43 and the varistor 42 towards the earth.
The feedback current applied through crystal 18 at junction point 19 is not entirely directed to emitter 11; part of this current flows through the circuit formed by the impedance 43-42. The amount of current flowing through the shunt circuit can be adjusted by adjusting resistor 23. When resistor 23 is set to have a very large value, the part of the feedback current derived by the shunt circuit will be large enough to prevent any further oscillation in the circuit.
Fig. 2 shows the characteristic curve of the control current If applied to the junction point 41, as a function of the value of the resistance of the varistor. If the value of resistor 23 is set such that the output current is equal to a value to which corresponds a control current If indicated on the curve by point 45, only a relatively small part of the incoming AC feedback current at the junction point 19 will be directed to the transmitter 11, to maintain the oscillation in the circuit.
If, for one reason or another, the output current exceeds the critical value, the control current If applied to junction point 41 increases and makes varistor 42 more conductive. In this case, the working point on the characteristic curve of fig. 2 moves to point 46 and it is seen that, in this condition, varistor 42 offers a smaller resistance.
As a result, the impedance of the shunt circuit decreases and more of the feedback AC current, arriving at junction point 19, is diverted to the shunt circuit which now has a low impedance, thereby decreasing the current. feedback supplied to the emitter 11. Since the output current is proportional to the current of the emitter, the input current of the transistor 10 is decreased to return the amplitude of the output current to its previous value.
As the magnitude of the output current decreases, the control current arriving at junction point 41 decreases. Therefore, the conductivity of the varistor 42 decreases and its resistance increases. The working point of the varistor is now represented by point 47, in fig. 2. As the impedance of the shunt circuit increases, more feedback current flows from junction point 19 to emitter 11. Clearly, when the feedback current to emitter 11 increases, the transistor 10 becomes more conductive and the amplitude of the output current increases and reaches the desired value.
Now consider fig. 3 which relates to a circuit providing automatic gain control. In this fig. 3, all the elements identical to those shown in FIG. 1 are designated by identical reference numerals. It will be immediately noticed that the transistor 14 no longer has any feedback coupling, so that this circuit is incapable of oscillating. In this case, there is an external source constituted by a superheterodyne receiver 51. Further, the output conductor 34 is connected to the low frequency detector 52 of a radio station.
The magnitude of the current arriving at the output conductor 34 must be kept constant during the operation of the circuit. The medium frequency input current supplied by unit 51 arrives at junction point 22 and, as long as it is held at a constant value and the output current has a constant value, the operating point of the varistor 42 corresponds to point 45 of the characteristic shown in FIG. 2.
If, however, the magnitude of the mid-frequency current increases sharply, then the control current arriving at junction point 41 also increases and makes varistor 42 more conductive. The effective resistance of the varistor 42 is thereby reduced, which causes an increase in the medium frequency current which is shunted in the shunt circuit. The magnitude of the current arriving at the emitter 11 decreases and, therefore, the output current decreases and the current flow, through the conductor 34, is reduced to the desired value.
If the amplitude of the mid-frequency current decreases, then the peak value of the output current arriving at the output conductor 34 and of the control current arriving at the junction point 41, decrease. The decrease in the magnitude of the control current, arriving at the junction point 41, causes a decrease in the conductivity of the varistor 42 so that the varistor exhibits a greater resistance in the shunt circuit.
The magnitude of the mid-frequency current shunted to the shunt circuit decreases and the result is that the transistor 10 is made more conductive and the magnitude of the current applied to the conductor 34 increases.
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