<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif amplificateur de l'énergie d'un signal d'entrée La présente invention a pour objet un dispositif amplificateur de l'énergie d'un signal d'entrée.
Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une source de courant pulsé d'une fréquence donnée, un premier condensateur chargé par la source, un second condensateur chargé par le signal d'entrée, et un organe de sortie présentant une tension de déclenchement, polarisé par la source à la coupure au début de chaque alternance du courant pulsé et à l'état conducteur pour une partie de l'alternance, les deux condensateurs se déchargeant dans l'organe de sortie quand la somme de leur tension atteint la tension de déclenchement, l'organe de sortie fournissant ainsi un courant de sortie pulsé à la fréquence de la source,
la décharge se produisant d'autant plus rapidement dans chaque alternance et par conséquent l'énergie du signal de sortie étant d'autant plus élevée que l'énergie du signal d'entrée est plus élevée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention: La fig. 1 est le schéma de cette forme de'xécution, et la fig. 2 est un diagramme explicatif correspondant au schéma de la fig. 1.
Le dispositif représenté comprend des bornes d'in- trée 1 et 2 destinées à être reliées à une source de courant alternatif, par exemple au réseau à 50 périodes et 220 volts. Les deux alternances de la tension alternative sont redressées par un pont 3 à quatre redresseurs, de manière à fournir entre les points 4 et 5 une tension pulsée à une fréquence double de celle du réseau.
Cette tension, maintenue dans une limite donnée par une résistance 6, est écrêtée par une diode de Zeener 7 qui fournit ainsi une tension bien déterminée entre les conducteurs 8 et 9 représentée à la fig. 2 en trait plein. Une branche en parallèle sur la diode 7 comprend deux résistances de limitation 10 et 11 et deux résistances variables 12 et 13. Le .conducteur 8 est relié par une résistance 14 à la base deux d'un transistor à uni- jonction 15 dont la base un est reliée au primaire d'un transformateur 16, relié d'autre part au conducteur 9. Un conducteur 17 relie la jonction entre les résistances variables 12 et 13 à l'émetteur du transistor 15 par une diode 18.
Une branche en parallèle avec les résistances 11 et 13 relie le conducteur 17 au conducteur 9 par un condensateur 19.
L'appareil comprend en outre des bornes d'entrée 20 destinées à recevoir le signal d'entrée à amplifier, ce signal pouvant être continu ou alternatif à une fréquence quelconque. Dans le cas présent, on suppose que ce signal est un signal alternatif à fréquence audible, par exemple entre 20 et 20 000 hertz. Il peut s'agir d'un signal qui attaque par ailleurs un haut- parleur d'une installation de, reproduction de sons. Ce signal d'entrée attaque le primaire d'un transformateur 21 dont le secondaire est relié à un filtre passe- bande 22 qui détermine exactement le domaine de fréquence désiré.
Le signal d'entrée est redressé et uniformisé par une diode 23 et un condensateur 24, de la manière habituelle. Ce signal redressé charge par une résistance 25 un condensateur 26 en parallèle avec la diode 17. La tension aux bornes du condensateur 24 est proportionnelle à l'énergie du signal d'entrée et la résistance 25 supprime la décharge du condensateur 24 au-dessous d'un certain niveau pendant la période d'une alternance. La capacité de ce condensateur 24 est très supérieure à celle du condensateur 26.
Le transformateur 16 comprend deux enroulements secondaires 27 et 28. L'enroulement 27 est relié à un conducteur 29 et à l'électrode de commande d'un redresseur à électrode de commande (thyristor) 30 relié par ailleurs à un conducteur 31. Le second enroulement 28 est relié au conducteur 31 et à l'électrode de commande d'un second redresseur à l'électrode de commande 32. On voit que les deux redresseurs sont montés en parallèle et dos à dos. Le conducteur 29 est- relié à une charge 33 reliée d'autre part à la borne d'entrée 2 de la source à courant alternatif.
Le transistor 15 et le circuit comprenant les redresseurs 30 à 32 constituent l'organe de sortie du dispositif.
<Desc/Clms Page number 2>
Quand l'appareil fonctionne, le courant pulsé limité par la diode de Zeener 7 conditionne le transistor 15 à la coupure au début de chaque alternance et le courant pulsé charge également le condensateur 19 par une résistance 12. Le transistor 15 déchargera d'autant plus rapidement les condensateurs 19 et 26 à chaque alternance que la résistance 12 est plus faible.
Si la résistance 13 est très grande, presque tout le courant passant à travers la résistance 12 est utilisé pour charger le condensateur 19. Quand la résistance 13 diminue, il se produit une division de la tension qui abaisse la tension maximum à laquelle le condensateur 19 peut être chargé. Comme la tension de déclenchement du transistor 15 reste constante, la forme de la courbe de la tension de charge du condensateur 19 par rapport au temps est modifiée. Cela a pour effet de changer la vitesse de réponse du dispositif pour des niveaux du signal d'entrée relativement bas. La limite inférieure de la résistance 13 est atteinte quand le diviseur de tension produit une tension maximum égale ou inférieure à la tension de déclenchement du transistor.
La résistance variable 13 augmente la sensibilité du circuit de déclenchement pour de petits changements de la tension du signal d'entrée, et en même temps affecte la vitesse de charge du condensateur 19 car une partie du courant de charge est shuntée par la résistance 13. Quand celle-ci diminue, le condensateur 19 ne se charge pas à la tension de déclenchement du transistor 15 avant la fin. de chaque alternance. Dans ce cas, il existe une certaine différence entre la tension de déclenchement requise et la tension aux bornes du condensateur 19 à la fin de chaque alternance, et un signal d'entrée croissant doit atteindre une certaine grandeur avant de commencer à agir sur le circuit de déclenchement.
Cela peut être compensé par une diminution de la résistance 12 qui fournis un plus fort courant de charge au condensateur 19.
Par ailleurs, le signal d'entrée redressé charge le condensateur 26, la tension aux bornes de ce dernier étant d'autant plus élevée que l'énergie de ce signal est plus élevée. Quand la somme des tensions des condensateurs 19 et 26 atteint la tension de déclenchement du transistor 15, ces condensateurs se déchargent à travers la diode et le transistor 15 et une impulsion passe dans l'enroulement primaire du transformateur 16. Il en résulte un courant de sortie qui prend naissance dans les enroulements secondaires 27 et 28 du transformateur 16 et passe dans les redresseurs à électrode de commande 30 et 32 pour être envoyé dans la charge 33. Ce courant est un courant pulsé à la fréquence de la source.
Le condensateur 24 ne se décharge pas quand le transistor 15 est conducteur par suite de sa grande capacité et de la résistance 25 qui a pour effet de ralentir la décharge du condensateur 24 et de la rendre progressive.
On comprend que plus l'énergie du signal d'entrée envoyé aux bornes 20 est élevée, plus le condensateur 26 se chargera rapidement. Pour une charge donnée du condensateur 19 (dépendant du réglage des résistances 12 et 13), plus la charge du condensateur 26 est élevée, plus la tension de décharge du transistor 15 sera atteinte rapidement. Il s'ensuit que l'énergie du signal de sortie envoyé à la charge 33 est d'autant plus élevée, toutes autres conditions égales, que l'énergie du signal d'entrée est plus élevée. En effet, l'énergie de ce signal est amplifiée par l'énergie fournie par le condensateur 19 et donc par la source de courant alternatif, et cette énergie dépend de l'instant auquel la décharge se produit.
En effet, l'énergie fournie par la source est représentée par la surface hachurée de la fig. 2 limitée par l'axe des temps, l'abcisse t correspondant au temps de décharge et la courbe représentant la tension aux bornes 1 et 2. On voit immédiatement que cette énergie est d'autant plus grande que le temps est plus proche du début de l'alternance.
La charge 33 peut être constituée par des lampes électriques qui s'éclaireront plus ou moins selon la grandeur du signal de sortie. On peut obtenir ainsi des effets lumineux en rapport avec les effets sonores produits par le haut-parleur attaqué également par le même signal d'entrée. Il est évident qu'on peut utiliser plusieurs dispositifs tels que celui décrit en employant des filtres 22 laissant passer des bandes de fréquences différentes.
De nombreuses autres applications industrielles du dispositif décrit peuvent être envisagées.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for amplifying the energy of an input signal The present invention relates to a device for amplifying the energy of an input signal.
This device is characterized in that it comprises a source of pulsed current of a given frequency, a first capacitor charged by the source, a second capacitor charged by the input signal, and an output member having a trigger voltage , polarized by the source at the cut-off at the start of each half-wave of the pulsed current and in the conductive state for part of the half-wave, the two capacitors discharging in the output member when the sum of their voltage reaches the voltage trigger, the output device thus supplying a pulsed output current at the frequency of the source,
the discharge occurring all the more rapidly in each half-wave and consequently the energy of the output signal being all the higher the higher the energy of the input signal.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device which is the subject of the invention: FIG. 1 is the diagram of this form of execution, and FIG. 2 is an explanatory diagram corresponding to the diagram of FIG. 1.
The device shown comprises input terminals 1 and 2 intended to be connected to an alternating current source, for example to the 50 period, 220 volt network. The two half-waves of the alternating voltage are rectified by a bridge 3 with four rectifiers, so as to supply between points 4 and 5 a pulsed voltage at a frequency twice that of the network.
This voltage, maintained within a given limit by a resistor 6, is clipped by a Zeener diode 7 which thus provides a well-determined voltage between the conductors 8 and 9 shown in FIG. 2 in solid line. A branch in parallel on the diode 7 comprises two limiting resistors 10 and 11 and two variable resistors 12 and 13. The conductor 8 is connected by a resistor 14 to the base two of a uni- junction transistor 15 whose base one is connected to the primary of a transformer 16, connected on the other hand to the conductor 9. A conductor 17 connects the junction between the variable resistors 12 and 13 to the emitter of the transistor 15 by a diode 18.
A branch in parallel with the resistors 11 and 13 connects the conductor 17 to the conductor 9 via a capacitor 19.
The apparatus further comprises input terminals 20 intended to receive the input signal to be amplified, this signal possibly being direct or alternating at any frequency. In the present case, it is assumed that this signal is an alternating signal at an audible frequency, for example between 20 and 20,000 hertz. It may be a signal which also attacks a loudspeaker of a sound reproduction installation. This input signal drives the primary of a transformer 21, the secondary of which is connected to a bandpass filter 22 which determines exactly the desired frequency domain.
The input signal is rectified and standardized by a diode 23 and a capacitor 24, in the usual manner. This rectified signal charges through a resistor 25 a capacitor 26 in parallel with the diode 17. The voltage across the capacitor 24 is proportional to the energy of the input signal and the resistor 25 suppresses the discharge of the capacitor 24 below d. 'a certain level during the period of alternation. The capacity of this capacitor 24 is much greater than that of the capacitor 26.
The transformer 16 comprises two secondary windings 27 and 28. The winding 27 is connected to a conductor 29 and to the control electrode of a control electrode rectifier (thyristor) 30 also connected to a conductor 31. The second winding 28 is connected to the conductor 31 and to the control electrode of a second rectifier to the control electrode 32. It can be seen that the two rectifiers are connected in parallel and back to back. The conductor 29 is connected to a load 33 connected on the other hand to the input terminal 2 of the alternating current source.
The transistor 15 and the circuit comprising the rectifiers 30 to 32 constitute the output member of the device.
<Desc / Clms Page number 2>
When the device operates, the pulsed current limited by the Zeener diode 7 conditions the transistor 15 to cut-off at the start of each half-wave and the pulsed current also charges the capacitor 19 through a resistor 12. The transistor 15 will discharge all the more. quickly the capacitors 19 and 26 with each half-wave that the resistance 12 is lower.
If resistor 13 is very large, almost all of the current flowing through resistor 12 is used to charge capacitor 19. When resistor 13 decreases, there is a voltage division that lowers the maximum voltage at which capacitor 19. can be loaded. As the trigger voltage of transistor 15 remains constant, the shape of the curve of the charge voltage of capacitor 19 versus time is changed. This has the effect of changing the response rate of the device for relatively low input signal levels. The lower limit of resistor 13 is reached when the voltage divider produces a maximum voltage equal to or less than the trigger voltage of the transistor.
The variable resistor 13 increases the sensitivity of the trigger circuit for small changes in the voltage of the input signal, and at the same time affects the charging rate of the capacitor 19 because part of the load current is shunted by the resistor 13. When this decreases, the capacitor 19 does not charge to the trigger voltage of the transistor 15 before the end. of each alternation. In this case, there is a certain difference between the required trigger voltage and the voltage across capacitor 19 at the end of each half-wave, and an increasing input signal must reach a certain magnitude before it starts to act on the circuit. trigger.
This can be compensated by a decrease in resistor 12 which supplies a higher charging current to capacitor 19.
Moreover, the rectified input signal charges the capacitor 26, the voltage across the latter being higher the higher the energy of this signal. When the sum of the voltages of the capacitors 19 and 26 reaches the trigger voltage of the transistor 15, these capacitors discharge through the diode and the transistor 15 and a pulse passes through the primary winding of the transformer 16. This results in a current of output which originates in secondary windings 27 and 28 of transformer 16 and passes through control electrode rectifiers 30 and 32 to be sent to load 33. This current is a pulsed current at the frequency of the source.
The capacitor 24 does not discharge when the transistor 15 is conductive due to its large capacity and the resistance 25 which has the effect of slowing down the discharge of the capacitor 24 and making it progressive.
It is understood that the higher the energy of the input signal sent to terminals 20, the faster the capacitor 26 will charge. For a given charge of capacitor 19 (depending on the setting of resistors 12 and 13), the higher the charge of capacitor 26, the faster the discharge voltage of transistor 15 will be reached. It follows that the energy of the output signal sent to the load 33 is all the higher, all other conditions being equal, the higher the energy of the input signal. Indeed, the energy of this signal is amplified by the energy supplied by the capacitor 19 and therefore by the alternating current source, and this energy depends on the instant at which the discharge occurs.
In fact, the energy supplied by the source is represented by the hatched surface of FIG. 2 limited by the time axis, the abscissa t corresponding to the discharge time and the curve representing the voltage at terminals 1 and 2. We immediately see that this energy is all the greater as the time is closer to the beginning alternation.
The load 33 can be constituted by electric lamps which will light up more or less depending on the magnitude of the output signal. It is thus possible to obtain light effects in relation to the sound effects produced by the loudspeaker driven also by the same input signal. It is obvious that several devices such as that described can be used by employing filters 22 allowing different frequency bands to pass.
Many other industrial applications of the device described can be envisaged.