Dispositif susceptible de produire une tension représentative
de l'amplitude d'impulsions appliquées à son entrée
La présente invention a pour objet un dispositif susceptible de produire une tension représentative de l'amplitude d'impulsions appliquées à son entrée. De nombreuses installations nécessitent des dispositifs pour la mesure de l'amplitude d'impulsions, par exemple les installations antifading et les installations de commande automatique de fréquence pour radar et autres circuits à impulsions. De tels dispositifs peuvent être utilisés également comme diviseurs ou réducteurs de fréquence produisant, outre ladite tension, à partir d'un train d'impulsions d'entrée d'une fréquence donnée et d'amplitude constante, une tension de sortie pulsée d'amplitude sensiblement constante et d'une fréquence plus faible.
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention, qui est susceptible de produire une tension représentative de l'amplitude d'impulsions appliquées à son entrée, est caractérisé par un générateur d'impulsions agencé pour produire une impulsion de sortie chaque fois qu'une impulsion d'entrée dépassant une amplitude de seuil lui est appliquée, des moyens pour emmagasiner lesdites impulsions de sortie afin de produire une tension emmagasinée, et des moyens utilisant la tension emmagasinée pour faire varier ladite amplitude de seuil selon la tension emmagasinée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, ainsi qu'une variante de cette forme d'exécution.
La fig. 1 est le schéma de cette forme d'exécution.
La fig. 2 montre schématiquement une installation comprenant deux dispositifs tels que celui représenté à la fig. 1.
La fig. 3 est le schéma de la variante.
Des numéros de référence identiques dans les diverses figures désignent des organes identiques.
Le dispositif représenté à la fig. 1 reçoit des impulsions d'entrée négatives appliquées à une borne d'entrée 1; ces impulsions vont, par l'intermédiaire d'une diode 2 et d'un condensateur de couplage 3, à la grille de commande d'un tube 4. Une impulsion négative est représentée au-dessus de la connexion de grille du tube 4. Ce dernier est connecté à un second tube 5 pour former un multivibrateur connu en lui-même. Dans ce multivibrateur, l'anode de chaque tube est connectée à la grille de l'autre tube à travers un condensateur 6 ou 7. Le multivibrateur comprenant les deux tubes 4 et 5 ne peut basculer de lui-même que dans un sens étant donné que la cathode du second tube (5) est connectée à une prise 8 d'un potentiomètre comprenant des, résistances 9 et 10 qui sont connectées en série aux bornes de la source de tension d'alimentation qui n'est pas représentée.
La prise 8 est de préférence mobile, comme représenté, et est réglée de façon que le tube 5 soit normalement bloqué.
L'anode du tube 5 du multivibrateur est connectée par un condensateur 11 à une borne 12 fournissant des impulsions de sortie et, également par le condensateur il et par une diode 13 disposée en série avec ce dernier, à un côté d'un condensateur d'emmagasinage 14 dont l'autre côté est mis à la terre. Le côté à haut potentiel du condensateur 14 est connecté, par une résistance 15, à la grille de commande du tube 5 qui est reliée par ailleurs à une résistance de grille 16. La grille du tube 4 est également connectée à une résistance de grille 17.
Ce même côté du condensateur 14 est connecté aussi par une résistance 18, à une borne de sortie 19 fournissant un courant continu, et une résistance 20 disposée en parallèle avec un condensateur 21 est connectée entre cette borne 19 et la terre. Un circuit de retour pour le courant continu de la diode 13 est constitué par une nouvelle diode 22 dont l'anode est connectée à la cathode de la diode 13 et dont la cathode est mise à la terre.
Si une impulsion négative dépassant un seuil déterminé d'amplitude est appliquée à la grille du tube 4, le multivibrateur bascule et produit une impulsion dont la durée dépend de la constante de temps du circuit, c'est-à-dire des valeurs des capacités 6 et 7 et des résistances 16 et 17. Quand le circuit bascule, l'impulsion qui se produit à l'anode du tube 5 est envoyée par l'intermédiaire du condensateur 11 et de la diode 13 au condensateur 14 qui se charge, et la tension apparaissant aux bornes de ce condensateur est appliquée à travers la résistance 15 à la grille du tube 5. De cette façon, la tension nécessaire pour faire basculer le multivibrateur, après la réception de la première impulsion d'entrée est augmentée par rapport à la valeur qu'elle présentait auparavant.
Par conséquent, quand une série d'impulsions d'entrée est appliquée, la tension aux bornes du condensateur 14 croît rapidement jusqu'à ce qu'une condition stable soit atteinte. Quand cette condition est atteinte et en supposant pour l'instant que le condensateur maintient sa charge sans perte, de nouvelles impulsions d'entrée de la même amplitude ou d'une amplitude inférieure n' entraînent pas le basculage du multivibrateur. On peut voir cependant qu'une fuite se produit aux bornes du condensateur 14 entraînant une faible perte de charge, puisque la tension présente aux bornes du condensateur 14 peut faire circuler un courant dans les résistances 15, 16, 18 et 20. Si l'amplitude des impulsions d'entrée diminue, cette fuite permet une diminution de la charge du condensateur 14 correspondant à l'amplitude réduite.
Si l'amplitude des impulsions d'entrée augmente, la charge du condensateur 14 augmente à nouveau.
Donc, une fois la stabilité atteinte, la tension aux bornes du condensateur 14 représente l'amplitude du sommet des impulsions envoyées à la borne 1 et, si l'amplitude d'entrée ne change pas, le multivibrateur n'est basculé qu'occasionnellement pour compenser la fuite. La tension aux bornes du condensateur 14 représente ainsi l'amplitude des impulsions d'entrée avec une excellente approximation.
Les valeurs des divers éléments du circuit représenté à la fig. 1 peuvent être choisies dans un large domaine, selon les nécessités. On peut indiquer à titre d'exemple les valeurs pratiques suivantes utilisées pour une installation antifading d'un appareil de radar:
Condensateurs 3, 6 et 7 680 picofarads
chacun
Condensateurs 11, 14 et 21 1 microfarad
Résistance d'anode du tube 4 4 700 ohms
Résistance d'anode du tube 5 22 000 ohms
Résistance 10 5 000 ohms
9 . 100 000 ohms
15 . 1 mégohm
18 470000 ohms
20 330000 ohms
16 220000 ohms
17 220000 ohms
Comme la tension aux bornes du condensateur 14 représente l'amplitude d'entrée, cette tension peut être envoyée à un voltmètre, par exemple un voltmètre électronique.
Dans le dispositif représenté, la tension disponible à la borne 19 peut être utilisée comme tension antifading et peut être renvoyée dans un circuit (non représenté) pour commander le gain d'un amplificateur précédant la borne 1 et alimentant celle-ci. Si une impulsion de sortie ayant une amplitude constante et élevée est demandée chaque fois que le multivibrateur bascule, cette impulsion peut être prise à la borne 12.
La fig. 2 montre simplement à titre d'indication, comment on peut utiliser deux dispositifs tels que celui représenté à la fig. 1, pour assurer une commande automatique de fréquence. Chaque bloc A ou B représente un dispositif tel que celui de la fig. 1, les points 19' et 19" correspondant à la borne 19. Les impulsions d'entrée, par exemple des impulsions de radar, composées de trains d'ondes d'une fréquence très élevée que l'on veut commander, sont envoyées à une borne 23 et dans deux canaux, l'un contenant un circuit résonnant F1 précédant le dispositif A et l'autre contenant un circuit résonnant F2 précédant le dispositif B.
Les fréquences sur lesquelles les circuits F1 et F2 sont accordés sont des fréquences voisines de la fréquence à maintenir par la commande automatique et situées de part et d'autre de cette fréquence, ces circuits résonnants présentant des courbes de réponse de fréquences similaires qui se recouvrent et qui se coupent pour la fré quence à maintenir. Ainsi, si l'on doit maintenir une fréquence de 70 Mc/sec., les courbes de réponse des circuits F1 et F2 peuvent présenter respectivement un maximum de 67 et de 73 Mc/sec. et se couper à 70 Mc/sec. Les sorties des deux canaux aux points 19' et 19" sont reliées respectivement aux grilles de commande de tubes 24 et 25 comprenant des résis tances d'anode 26 et 27.
Toute différence de potentiel entre les anodes de ces tubes est utilisée pour ac tionner un relais polarisé 28 de type connu comprenant trois contacts et disposé de façon qu'il ferme le contact 29 quand il reçoit une tension d'une certaine polarité, le contact 30 quand il reçoit une tension de polarité opposée, et le contact 31 qui n'est relié à aucun circuit extérieur, lorsque les anodes des tubes 24 et 25 sont au même potentiel. Les contacts 29 et 30 commandent un relais d'inversion 32 qui commande un moteur électrique 33 entraînant un organe de commande d'accord non représenté, commandant lui-même la fréquence des ondes dont sont composées les impulsions fournies à la borne 23. Le relais 28, celui 32, les contacts 30, 31, 32 et le dispositif d'accord à moteur sont représentés schématiquement et sont bien connus.
La disposition est telle que lorsque l'anode du tube 24 est à un potentiel supérieur à celui de l'anode du tube 25, le moteur est excité de manière à tourner dans un sens; quand l'anode du tube 25 est à un potentiel supérieur à celui de l'anode du tube 24, le moteur est excité de manière à tourner en sens inverse et quand les deux anodes sont au même potentiel, le moteur s'arrête. On peut ainsi obtenir une commande automatique de fréquence, à la fréquence désirée. Le relais 28 doit avoir évidemment suffisamment d'inertie pour empêcher toute instabilité ou toute vibration ; autrement dit il est nécessaire qu'il puisse être actionné par une faible différence de potentiel appliquée à ses bornes. On pourrait aussi utiliser un dispositif de retard de type connu pour éviter toute instabilité.
La variante de la fig. 3 fournit une tension continue fonction de l'amplitude des impulsions d'entrée et constitue en outre un réducteur de fréquence dans le cas où l'amplitude de ces impulsions est sensiblement constante. Les parties du circuit non représentées à la fig. 3 sont identiques aux parties correspondantes de la fig. 1. On suppose que la borne d'entrée 1 (non représentée sur la fig. 3) reçoit des impulsions d'entrée périodiques d'une amplitude sensiblement constante.
On peut voir que dans cette variante, au lieu d'appliquer la tension totale apparaissant aux bornes du condensateur 14 à la grille de commande du tube 5, comme c'était le cas précédemment, seule une fraction de cette tension, d'ailleurs susceptible d'être réglée à toute valeur désirée, y compris jusqu'à la tension d'emmagasinage entière en réglant le curseur 120 du potentiomètre 20, est renvoyée à ladite grille, la résistance 15 étant insérée maintenant dans le conducteur placé entre le curseur 120 et ladite grille.
Dans cette variante, si les impulsions d'entrée sont d'amplitude sensiblement constante, le rapport de la fréquence du multivibrateur à la fréquence des impulsions d'entrée dépend de la position du curseur 120 sur le potentiomètre 20.
Si le curseur est placé à la partie supérieure du potentiomètre 20, c'est-à-dire sur la borne 19, la fré
quence des impulsions de sortie apparaissant à la borne 12 a la valeur minimum qu'elle est susceptible d'avoir. Quand la prise est déplacée vers le bas de la résistance 20, vers l'extrémité mise à la terre de cette dernière, la proportion de la tension emmagasinée dans le condensateur 14 qui est renvoyée à la grille du tube 5 est réduite et la fréquence de basculage du multivibrateur augmente. En pratique, on peut obtenir facilement un facteur de réduction de fréquence de l'ordre de 10. On peut même obtenir des facteurs supérieurs à cette valeur, mais quand le facteur augmente, la sécurité de fonctionnement (en ce qui concerne la régularité) diminue.
Ainsi, par exemple, avec un facteur très élevé de l'ordre de 100, le multivibrateur, au lieu de s'allumer régulièrement pour chaque centaine d'impulsions d'entrée, pourra s'allumer parfois à la 99e impulsion et parfois à la 101e, par exemple.
Device capable of producing a representative voltage
the amplitude of pulses applied to its input
The present invention relates to a device capable of producing a voltage representative of the amplitude of pulses applied to its input. Many installations require devices for measuring pulse amplitude, for example antifading installations and automatic frequency control installations for radar and other pulse circuits. Such devices can also be used as frequency dividers or reducers producing, in addition to said voltage, from a train of input pulses of a given frequency and of constant amplitude, a pulsed output voltage of amplitude. substantially constant and of a lower frequency.
The device forming the subject of the present invention, which is capable of producing a voltage representative of the amplitude of pulses applied to its input, is characterized by a pulse generator arranged to produce an output pulse each time that an input pulse exceeding a threshold amplitude is applied thereto, means for storing said output pulses to produce a stored voltage, and means using the stored voltage to vary said threshold amplitude according to the stored voltage.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention, as well as a variant of this embodiment.
Fig. 1 is the diagram of this embodiment.
Fig. 2 schematically shows an installation comprising two devices such as that shown in FIG. 1.
Fig. 3 is the diagram of the variant.
Identical reference numbers in the various figures denote identical members.
The device shown in FIG. 1 receives negative input pulses applied to an input terminal 1; these pulses go, through a diode 2 and a coupling capacitor 3, to the control grid of a tube 4. A negative pulse is shown above the grid connection of tube 4. The latter is connected to a second tube 5 to form a multivibrator known in itself. In this multivibrator, the anode of each tube is connected to the grid of the other tube through a capacitor 6 or 7. The multivibrator comprising the two tubes 4 and 5 can only switch on its own in one direction given that the cathode of the second tube (5) is connected to a socket 8 of a potentiometer comprising resistors 9 and 10 which are connected in series to the terminals of the supply voltage source which is not shown.
The socket 8 is preferably movable, as shown, and is adjusted so that the tube 5 is normally blocked.
The anode of the tube 5 of the multivibrator is connected by a capacitor 11 to a terminal 12 providing output pulses and, also by the capacitor il and by a diode 13 arranged in series with the latter, to one side of a capacitor d storage 14, the other side of which is earthed. The high potential side of the capacitor 14 is connected, by a resistor 15, to the control grid of the tube 5 which is further connected to a grid resistor 16. The grid of the tube 4 is also connected to a grid resistor 17. .
This same side of capacitor 14 is also connected by a resistor 18, to an output terminal 19 providing a direct current, and a resistor 20 arranged in parallel with a capacitor 21 is connected between this terminal 19 and the earth. A return circuit for the direct current of the diode 13 is formed by a new diode 22 whose anode is connected to the cathode of the diode 13 and whose cathode is earthed.
If a negative pulse exceeding a determined amplitude threshold is applied to the grid of tube 4, the multivibrator switches over and produces a pulse whose duration depends on the time constant of the circuit, that is to say on the values of the capacitors 6 and 7 and resistors 16 and 17. When the circuit switches, the pulse which occurs at the anode of tube 5 is sent through capacitor 11 and diode 13 to capacitor 14 which charges, and the voltage appearing at the terminals of this capacitor is applied through the resistor 15 to the grid of the tube 5. In this way, the voltage necessary to switch the multivibrator, after the reception of the first input pulse is increased compared to the value it previously held.
Therefore, when a series of input pulses is applied, the voltage across capacitor 14 increases rapidly until a stable condition is reached. When this condition is reached and assuming for the moment that the capacitor maintains its charge losslessly, new input pulses of the same amplitude or of a lower amplitude do not cause the multivibrator to switch. It can be seen, however, that a leak occurs at the terminals of the capacitor 14 resulting in a low pressure drop, since the voltage present at the terminals of the capacitor 14 can cause a current to flow through the resistors 15, 16, 18 and 20. If the the amplitude of the input pulses decreases, this leakage allows a reduction in the charge of the capacitor 14 corresponding to the reduced amplitude.
If the amplitude of the input pulses increases, the charge of capacitor 14 increases again.
So, once stability is reached, the voltage across capacitor 14 represents the peak amplitude of the pulses sent to terminal 1 and, if the input amplitude does not change, the multivibrator is only flipped occasionally. to compensate for the leak. The voltage across capacitor 14 thus represents the amplitude of the input pulses with an excellent approximation.
The values of the various elements of the circuit shown in fig. 1 can be chosen from a wide range, as required. By way of example, the following practical values used for an antifading installation of a radar device can be given:
Capacitors 3, 6 and 7680 picofarads
each
Capacitors 11, 14 and 21 1 microfarad
Tube 4 anode resistance 4,700 ohms
Tube 5 anode resistance 22,000 ohms
Resistance 10 5000 ohms
9. 100,000 ohms
15. 1 megohm
18,470,000 ohms
20,330,000 ohms
16 220,000 ohms
17 220,000 ohms
As the voltage across capacitor 14 represents the input amplitude, this voltage can be sent to a voltmeter, for example an electronic voltmeter.
In the device shown, the voltage available at terminal 19 can be used as an antifading voltage and can be fed back into a circuit (not shown) to control the gain of an amplifier preceding and supplying terminal 1. If an output pulse of constant and high amplitude is requested each time the multivibrator switches, this pulse can be taken at terminal 12.
Fig. 2 simply shows by way of indication, how one can use two devices such as that shown in FIG. 1, to ensure automatic frequency control. Each block A or B represents a device such as that of FIG. 1, points 19 'and 19 "corresponding to terminal 19. The input pulses, for example radar pulses, composed of wave trains of a very high frequency that one wishes to control, are sent to a terminal 23 and in two channels, one containing a resonant circuit F1 preceding device A and the other containing a resonant circuit F2 preceding device B.
The frequencies to which the circuits F1 and F2 are tuned are frequencies close to the frequency to be maintained by the automatic control and located on either side of this frequency, these resonant circuits having response curves of similar frequencies which overlap and which cut each other for the frequency to be maintained. Thus, if a frequency of 70 Mc / sec is to be maintained, the response curves of circuits F1 and F2 may have a maximum of 67 and 73 Mc / sec, respectively. and cut off at 70 Mc / sec. The outputs of the two channels at points 19 'and 19 "are respectively connected to the control grids of tubes 24 and 25 comprising anode resistors 26 and 27.
Any potential difference between the anodes of these tubes is used to actuate a polarized relay 28 of known type comprising three contacts and arranged so that it closes contact 29 when it receives a voltage of a certain polarity, contact 30 when it receives a voltage of opposite polarity, and contact 31 which is not connected to any external circuit, when the anodes of tubes 24 and 25 are at the same potential. The contacts 29 and 30 control a reversing relay 32 which controls an electric motor 33 driving a tuning control member, not shown, itself controlling the frequency of the waves of which the pulses supplied to terminal 23 are composed. 28, that 32, the contacts 30, 31, 32 and the motor tuning device are shown schematically and are well known.
The arrangement is such that when the anode of tube 24 is at a higher potential than that of the anode of tube 25, the motor is energized so as to rotate in one direction; when the anode of the tube 25 is at a higher potential than that of the anode of the tube 24, the motor is energized so as to rotate in the opposite direction and when the two anodes are at the same potential, the motor stops. It is thus possible to obtain automatic frequency control at the desired frequency. The relay 28 must obviously have sufficient inertia to prevent any instability or any vibration; in other words, it is necessary that it can be actuated by a small difference in potential applied to its terminals. It would also be possible to use a delay device of known type to avoid any instability.
The variant of FIG. 3 supplies a DC voltage as a function of the amplitude of the input pulses and furthermore constitutes a frequency reducer in the case where the amplitude of these pulses is substantially constant. The parts of the circuit not shown in FIG. 3 are identical to the corresponding parts of FIG. 1. Assume that input terminal 1 (not shown in Fig. 3) receives periodic input pulses of substantially constant amplitude.
It can be seen that in this variant, instead of applying the total voltage appearing at the terminals of the capacitor 14 to the control grid of the tube 5, as was the case previously, only a fraction of this voltage, moreover likely to be set to any desired value, including up to the entire storage voltage by adjusting slider 120 of potentiometer 20, is returned to said gate, resistor 15 now being inserted into the conductor placed between slider 120 and said grid.
In this variant, if the input pulses are of substantially constant amplitude, the ratio of the frequency of the multivibrator to the frequency of the input pulses depends on the position of the cursor 120 on the potentiometer 20.
If the cursor is placed at the top of potentiometer 20, i.e. on terminal 19, the fre
The number of output pulses appearing at terminal 12 has the minimum value it is likely to have. When the tap is moved down the resistor 20, toward the grounded end of the latter, the proportion of the voltage stored in the capacitor 14 which is returned to the grid of the tube 5 is reduced and the frequency of multivibrator tilting increases. In practice, one can easily obtain a frequency reduction factor of the order of 10. It is even possible to obtain factors greater than this value, but when the factor increases, the operational safety (with regard to the regularity) decreases. .
Thus, for example, with a very high factor of the order of 100, the multivibrator, instead of turning on regularly for every hundred input pulses, can sometimes turn on at the 99th pulse and sometimes at the 101st, for example.