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Système de transmission à fréquences porteuses avec compensation des phases.
Dans la transmission de courants de signaux, par exemple dans la téléphonie, la télégraphie d'images, etc.... à l'aide de courants porteurs, il peut arriver, par suite de la dépendance entre la mesure phasique et la fréquence, que des déformations de genre particulier soient produites et se manifestent sous forme d'une in- fluenée spéciale sur l'amortissement entre les parties de bas.se fréquence, des deux côtés. Cet "amortissement apparent" des signaux transmis par les courants porteurs, amortissement dépendant de la fréquence, existe même 'lorsque l'amortissement est pratiquement indépendant de la fréquence pour un courant sinusoidal dans la portée de,fréquences en question.
Ces déformations se distin- guent des déformations dues à des processus d'oscilla- tiôn de contraction, qui doivent être attribuées à la
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dépendance de fréquence de la mesure phasique, du fait qu'elles existent même à l'état d'oscillation de contrac- tion. Elles constituent une singularité particulière des systèmes de transmission à fréquences porteuses, et sont dues à ce que les fréquences partielles (fréquences por- teuses et fréquences de bande latérale) d'un signal su- bissent des déphasages différents, et .se combinent en conséquence à la fin du système d'autre manière qu'au commencement.
D'après la présente invention ces déformations peuvent, dans la transmission avec des fréquences porteu- ses, être réduites ou supprimées au moyen d'une influence correspondante sur la dépendance entre.le déphasage et la fréquence. Dans ce but, les angles dé phase sont mo- difiés par des dispositifs de réseau déphaseurs dans la partie de fréquences porteuses du système de transmission de manière que les temps de marche, qui correspondent ap- proximativement à la dérivation de l'angle,phasique sui- vant la fréquence, sont, dans la portée de fréquence dont il s'agit, une fonction rectiligne de la différence entre la fréquence considérée et la fréquence porteuse.
Dans la description de l'invention,'on étudiera pour la simplicité le cas dans lequel la fréquence por- teuse h est modulée avec une seule'basse fréquence n.
Dans ce cas, il se produit une oscillation qui doit être considérée comme un mélange de trois oscillations, dont 'l'une comporte la fréquence porteuse h, tandis que les deux autres ont les fréquences h + n et h - n.
Si on considère l'image momentanée de ce mé- lange d'os'cillations, telle qu'elle pourrait par exemple être enregistrée par un oscillographe, elle apparaît com- me une oscillation avec la fréquence porteuse h, dont l'amplitude varie avec la fréquence n, et cette image est d'autant plus distincte que la fréquence porteuse est plus élevée par rapport à la basse fréquence modulante.
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La courbe de bord est une courbe sinusoïdale avec fré- quence n, dont l'amplitude correspond à l'amplitude du courant modulant.
Mais l'image change en général de manière con- sidérable lorsque l'oscillation mixte est envoyée à tra- vers-Un système électrique à forts déphasages, auquel cas les fréquences h n, h et h + n subissent des dé- phasages différents, même lorsque pour ces trois fréquen- ces les amortissements sont parfaitement égaux. Si les déphasages pour les trois fréquences sont dans l'ordre de succession a1'a2' un changement de ce genre se
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produit toujours lorsque a. - Êl n'égale pas a3 - 2' c'est-à-dire lorsque les déphasages des fréquences de bande latérale ne sont, par rapport à la fréquence por- teuse, pas égales en sens opposé.
Ces, conditions peuvent être représentées au moyen d'un diagramme vecteur. Si on imagine par exemple le vecteur de tension a3 de l'oscillation porteuse comme ,étant fixe, les vecteurs de tension des deux oscillations de bande latérale peuvent être réprésentés comme vecteurs avec amplitudes il et c2 égales l'une à l'autre, et tournant avec la fréquence -n et + n par rapport aux vecteurs fixes.
Pour un temps zéro adopté arbitrairement, le vecteur é comporte alors par rapport à c3$ c2 le dépha-
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sage ay - 2' et le vecteur 1 le déphasage !l - 2 (fig. 1). Comme les deux vecteurs 13 et c1 tournent, à partir de cette position initiale, en sens opposé à des vitesses égales, ils se combinent pour chaque instant en un vecteur c qui comporte la direction de la bissec- trioe, 2 de l'angle entre leurs positions initiales,
tandis que sa longueur varie dans le rythme de la fré- quénce n Si cetto bissectrice d'angle w tombe sur le vecteur 2' la modulation se manifeste sous forme d'une fluctuation purement sinusoïdale de l'amplitude du
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vecteur c2 entre les deux amplitudes limites c2 + c1 + c3 et c2 c1- c3 Ceci est le cas'pour l'onde à modula- tion sinusoïdale qui est imprimée initialement au système de transmission.
Mais si la bissectrice forme un angle avec la direction c2 le vecteur d'ensemble c atteint enco- re la valeur maximum c + c3' mais le vecteur d'ensemble s de toutes les trois oscillations partielles change sa longueur entre une petite valeur maximum et une grande valeur minimum (fig. 2).
Dans 1'image momentanée du mélange de fréquen- ces, telle qu'elle pourrait de nouveau être enregistrée par un oscillographe, l'amplitude de la courbe de bord à la fin du système de transmission semble réduite par rap- port à l'amplitude de la courbe de bord.au début de ce système, même lorsque les amplitudes des trois oscilla- tions partielles sont transmises (amorties ou amplifiées) dans le même rapport. Cette réduction relative de l'am- plitude de la courbe de bord agit donc comme si 1!onde porteuse était dès le début moins commandée qu'elle ne l'est effectivement et se manifeste en conséquence de mê- me manière qu'une augmentation de l'amortissement entre l'organe de modulation de basse fréquence (par exemple le microphone) et le récepteur de basse fréquence {par exem- ple le téléphone).
Mais comme ce phénomène ne dépend pas en réalité de l'amortissement, mais du déphasage dans le système de transmission, il a été appelé "amortissement apparent".
La fig. 3 représente, à titre d'exemple, le cours de l'amortissement apparent b en Neper comme fonction des basses fréquences qui sont transmises à la fréquence de circuit.porteur h = 8000 par un câble téléphonique fortement pupinisé de 500 km de longueur., Dans les trois fréquences désignées par des 'verticales , en pointillé, les ondes fondamentales sont étouffées.
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De plus) le diagramme de la fig. 2 permet de se rendre compte que la courbe de bord est déformée. Lors- que le vecteur ± oscille au delà du zéro P, l'amplitude du vecteur s passe par un minimum sm. Il en résulte que la courbe de bord reçoit des ondes supérieures et n'est plus sinusoïdale. Lorsque w1 est perpendiculaire à c2 la courbe de bord ne contient plus la fréquence n, mais seulement des harmoniques plus hauts. La fréquence de signal n à transmettre est complètement étouffée.
D'après la présente invention ces perturbations peuvent être supprimées si on a soin que la bissectrice w ou w' de l'angle déterminé par a3 a2 eta1 - a2 tombe dans la direction de 0 2 En conséquence il suffit de rendre ces deux,différences égales. Ceci peut se faire, de même que dans le 'rétablissement des phases servant à la suppression des processus d'oscillation de contraction, par augmentation différente des angles de phases pour les différentes fréquences dans la portée de fréquences en question. Mais les conditions ne sont pas les mêmes que dans la suppression des processus d'oscillation de con- traction.
Dans ce dernier cas, il s'agit de faire de l'an- gle de phase' a une fonction linéaire de la fréquence de circuit ce , de sorte que les temps de marche t pour les fréquences en question, qui sont donnés approximati- vement par le quotient différentiel de l'angle de phase d'après le temps, deviennent à peu près constants. Pour le but de la présente invention, il suffit que les diffé- rences des angles de phases a3 - a2 et a2 -a1 soient rendues égales dans la portée de fréquences employée.
Si, par exemple, la courbe 1 de la fig. 4 représente la dépendance entre l'angle de phase dans la partie de 'fréquence porteuse du système de transmission et la fréquence de circuit #,. on a pour les fréquences h -n, h, et h + n, les angles de phase donnés par les ordonnées des points A, C, E. Dans ce cas, les distances
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AB et DE sont inégales. Mais on peut augmenter les an- gles de phase de manière à obtenir la courbe pointillée 2, dans laquelle les différences des ordonnées des points C' et B' et des points E' et C' sont égalés.
Si tel est le cas pour toutes les fréquences entre les limites h,- E1 et h + #1' les, perturbations mentionnées '.disparaissent dans la transmission de toutes les basses fréquences entre zéro et #1 à l'aide de la fréquence porteuse h.
Dans la portée de fréquences considérée, la cour- be 2 est symétrique au point C'. Ceci est une expres- sion simple pour la dépendance de fréquence de l'angle de phase, requise par l'invention.
A l'encontre de la compensation phasique servant à supprimer les processus d'oscillation de contraction, il n'est pas nécessaire que la courbe 2 se rapproche dans la mesure du possible d'une ligne droitè. Pour obtenir une compensation des phases on pourrait établir par exem- ple la courbe 3, qui se rapproche de très près d'une droite et qui en conséquence suffit à la condition pour la suppression des processus d'oscillation, et comporte la symétrie requise d'après la présente invention. Mais l'établissement de la courbe 2 pourra se faire plus fa- cilement que celui de la courbe 3. Pour la compréhension, on a prévu la fig. 5 qui indique les temps de marche t pour les trois courbes de phase de la fig. 4.
Comme les temps de marche sont donnés pratiquement par da/d#, il s'agit de modifier la courbe 1 des temps de marche du système de transmission initial, de manière 'qu'elle soit symétrique aux droites d'ordonnées pour la fréquence por- teuse h.
Ceci est le cas pour la courbe 2 qui représen- te environ le quotient différentiel de la courbe 2 de la fig. 4. Dans ce cas, les temps de marche sont pratique- ment constants pour la portée de fréquence en question.
Or on sait que la dépense pour lesmoyens de compensation
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phasique correspond à l'aire entre la courbe de temps de marche initiale et la courbe déplacée, c'est-à-dire que la dépense,pour l'établissement de la courbe 2 correspond àl'aire ha'churée s'étendant du haut à gauche vers le bas à droite, et que la dépense pour l'établissement de la courbe, 3, à partir de la courbe 2, correspond à l'aire hachurée s'étendant d'en bas à gauche vers le haut à droi- te sur la fig. 5. On voit donc que l'établissement de la courbe, 2 peut se faire à une dépense moindre que celui de la courbe 3.
Si l'on veut non seulement supprimer les pertur- bations décrites, mais aussi réduire la dures des proces- sus d'oscillation de contraction, il est avantageux d'éta- 'blir tout d'abord une courbe symétrique (conformément aux courbes 2.) par des déphasages dans la partie de fréquence porteuse du système, et de procéder au complément phasique ultérieur par des déphasages dans les parties de basse fréquence du système de transmission. Cette manipre de procéder est réalisable et avantageuse car, ainsi que le montre la fig. 5, les deux fréquences de bande latérale doivent recevoir dans ce cas les mêmes déformations momen- tanées, ce qu'on peut obtenir par retardement de la basse 'fréquence avant ou après la modulation à l'aide de moyens plus simples.
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