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PERFECTIONNEMENTS AUX INSTALLATIONS PHOTO-ELECTRIQUES
L'invention vise les appareils réalisant la combinaison de pro- jections lumineuses et de reproductions sonores et travaillant, soit à l'enregis- tramant, soit à la reproduction, et plus particulièrement à la reproduction* Dans les appareils de ce genre, le faisceau lumineux., modulé suivant la transpa- rence variable des images cinématographiques, est projeté sur l'écran au moyen d'un projecteur.
Celui-ci comporte, en plus de la source lumineuse et de ses ac- cessoires immédiats, des appareils auxiliaires associés transmettant les impres- sions qui accompagnent les images lumineuses sur le film et les traduisant en sons musicaux ou en paroles-Les appareils auxiliaires comportent d'ordinaire une source de lumière dirigée normalement sur unélément sensible à l'éclairement,
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les impressions sonores sur la film étant déplacées suivant un parcours déter- miné,entre la source lumineuse et cet élément sensible à la lumière} ce dernier comprend une cellule photoélectrique, produisant des courants minimes qu'on am- plifie au moyen d'amplificateurs appropriés (du genre thermoionique par exemple) afin d'obtenir l'énergie suffisante pour commander le haut-parleur.
Les amplificateurs ont été jusqu'ici montés sur le projecteur, de marne que la lampe, la cellule photoélectrique et les accessoires, en vue de réa- liser l'appareil sous une forme compacta et robuste. Cependant le projecteur, qui comporte beaucoup d'organes mobiles, parmi lesquels'des engrenages, roues den- tées, dispositifs à friction, etc.... est dans un état de vibration continuel lflrs du fonctionnement de la machine, et on a observé que ses mouvements vibra- toires se communiquent à l'amplificateur,et provoquent une distorsion sensible à des courants photoélectriques et une reproduction défectueuse des sons.
On s'est alors efforcé de séparer l'amplificateur de la cellule, pour permettre le montage du premier à distance du projecteur, et par conséquent loin de la source des vibrations, mais on n'a pas, en général, réussi comme on le désirait par suite de la nécessité d'établir un long câble conducteur en- tre la cellule et l'amplificateur, c'est-à-dire une source de pertes pour les courants photoélectriques qui sont de valeur faible avant amplification et parti- culièrement sensibles aux effets de capacité.
Il n'y a pas d'autre solution au problème puisque la cellule doit Inévitablement se monter sur le projecteur , pour permettre la transmission efficace des impressions lumineuses faites sur la film et leur transformation en oscillations électriques, de sorte qu'il n'est pas pratique de déplacer la cellule pour la mettre à distance du projecteur, en l'as- sociant à un amplificateur placé à distance.
Une des caractéristiques de l'invention est d'assurer des dispo- sitions meilleures, permettant de placer l'amplificateur à distance de la cellu- le, c'est-à-dire de séparer le mécanisme vibrant et endmême temps d'éviter la perte résultant des courants de charge de la capacité du câbla reliant l'ampli- ficateur à la cellule photoélectrique.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans l'établisse- ment de circuits appropriés entre la cellule et l'amplificateur relégué à dis- tance de celle-ci,convenant pour le transport des courants photoélectriques de toutes fréquences concourant à la reproduction des sons. Aux avantagea ainsi réa- r
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lisés s'en ajoutent d'autres, découlant tous du fait qu'on utilise sur ce cir- cuit plusieurs transformateurs (par exemple deux dont l'un abaisse la tension à l'entrée du câble, tandis que l'autre la relève à la sortie, de telle manière que la tension dans le câble reste relativement faible, avec une intensité cor- respondante proportionnellement plus élevée)
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Ces transformateurs sont étudiés pour donner une caractéristique pratiquement horizontale pour toute la gammedes fréquences audibles utilisées.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan-' tages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple et sans aucune limitation, et dans lesquels t
La Figure 1 représente une vue schématique du système électrique formant partie de l'appareil de reproduction des sons, établi suivant l'inven- tien.
La Figure 2 est une variante de l'amplificateur et des circuits associés-
La figure 3 est une section droite d'un des types préférés de transformateurs- la Figure 4 est un graphique représentant les caractéristiques de fonctionnement qu'il convient de donner de préférence aux transformateurs.
La Figur e est une vue en élévation de l'appareil de projection complet, avec arrachement représentant les positions relatives du projecteur, de la lampe et des dispositifs photoélectriques.
Dans la Figure 1, 1 désigne une'lampe,, qu'on peut exciter au moyen d'une source 2. La lumière de cette lampe est dirigée et concentrée, de toute manière appropriée à travers un film mobile 3, sur un élément sensible re- présenté sous la forme d'une cellule photoélectrique. Le film porte, non seule- ment les images usuelles à projeter sur l'écran, mais aussi des impressions so- nores accompagnant les images.
Ces impressions peuvent se présenter sous la for- me de lignes de longueurs variables ou de zones de teintes, de couleurs ou d'in- dices quelconques différents, susceptibles de donner divers degrés d'activation à la cellule photoélectrique, sous l'effet du faisceau lumineux émis par la lam- pe 1 et ayant traversé le film, de manière à provoquer les sons articulés et la musique dans le haut-parleur (non représenté sur la Figure 1).
Le tube photo-
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électrique 4 est de préférence excité par une source de courant continu 5, à travers un circuit comportant une résistance de projection 6 et un condensateur by-passe 7. Cette résistance sert à limiter l'intensité du courant dans la cel- lule, au cas où cette dernière s'allumerait temporairement, et pour en prévenir la détérioration* Les courants photoélectriques dérivés de la cellule sont ex- trêmement faibles, et il est nécessaire de les amplifier pour arriver à commander le haut-parleur.
L'amplificateur 8 est composé de préférence au moyen de tubes thermoioniques, d'autant plus que l'impédance interne de ces appareils est de même ordre que celle de la cellule en fonctionnement, de sorte qu'un amplifica- teur de ce genre n'entraîne pratiquement aucune distorsion.
Dans la Figure 5, on remarquera que la cellule 4 et la lampe 1 sont montées directement sur le projecteur 9, de façon que l'appareil constitue un tout assurant la synchronisation facile entre les images et le sons. Le pro- jeoteur 9, représenté sans aucun détail, renferme l'équipament nécessaire pour projeter les images. Il comporte la lampe de projection 10 , les gentilles , le mécanisme placé à l'intérieur des enveloppes 11-11 et servant au dévidage et au renvidage des films, ainsi que des dispositifs à frottement et des dispositifs accélérateurs faisant passer le film, devant le faisceau lumineux 10 et la len- tille correspondante, à une vitesse déterminée à l'avance, tous appareils qui peuvent provoquer des vibrations considérables du projecteur.
La lampe 1, qui coopère avec la cellule 4, est également montée dans le compartiment projecteur,, compartiment délimité sommairement, dans la Fig.l, par le rectangle en traits interrompus 12. '
On a trouvé que, pratiquement, lorsque l'amplificateur est instal lé sur le projecteur, et malgré les soins apportés à la construction de l'ampli- ficateur au point de vue microphonique, il se manifeste des perturbations élec- triques très nuisibles dans le circuit, et très sensibles à la ,ortie de l'am- plificateur. Ces perturbations atteignent le haut-parleur et tendent à provoquer la production de sons désagréables et de distorsions acoustiques d'autre nature.
Si l'amplificateur est au contraire écarté de la cellule, la longueur de câble ' servant à les réunir, réduit les courants photoélectriques passant entre l'am- plificateur et la cellule, et l'atténuation est beaucoup plus marquée pour les fréquences élevées que pour les basses fréquences,
Suivant les principes de l'invention, l'amplificateur se place
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à distance du projecteur, et cette distance peut être quelconque, pourvu qu'on la choiesisse judicieusement. L'avantage de cette disposition s'obtient sans perte appréciable de courant'dans le câble de jonction.
Ce câble 13, réunissant la cellule photoélectrique et l'amplificateur, est relié à deux transformateurs de tension 14 et 15, dont l'un est disposé dans le circuit de la cellule photo- électrique 4, et l'autre dans le circuit de sortie de l'amplificateur 8. L'am- plificateur peut comporter un tube à trois électrodes, coirnne celui représenté
Figure 1, ou un tube à quatre électrodes et à grille-écran conane celui représen- té Figure 2. De préférence,, on relie une résistance 16 aux bornes du secondaire du transformateur 15, pour établir une charge définie sur le système. La grille 17 de l'amplificateur peut avantageusement être polarisée par une batterie 18.
Le filament 19 de l'amplificateur est excité par une source de force électro-' motrice 20, à travers un rhéostat 21, tandis que le circuit de sortie renferme la plaque 31, la batterie 22, une résistance fixe 23. Le circuit de sortie de l'amplificateur peut être accouplé au circuit d'entrée de l'étage suivant, par l'intermédiaire d'un transformateur de blocage selon la méthode habituelle.
Les transformateurs, dont la Figure 3 représente une section droite, peuvent avantageusement être pris de type identique, sauf que le trans- formateur 14 est branché de faqon à abaisser la tension, tandis que le transfor- mateur 15 fonctionne en élévateur. Comme on le voit sur la Figure 3, l'enroule- ment intérieur contient un nombre'de spires relativement faible, de forme allon- gée, constituant une bobine 26 de longueur relativement grande et de petit dia- , mètre, lorsqu'on prend pour référence l'axe principal du solanoïde. L'enroulemeit extérieur offre un nombre de spires plus élevé et a la forme d'une'bobine 27 de grand diamètre et de longueur relativement faible.
Les bobinages de transforma- teurs peuvent être enroulés sur une carcasse 28 en matière isolante et supportés antre les plaques ou flasques 29, de préférence en bois ou en fibre. Les nombres respectifs de spires des enroulements et le rapport de transformation dépendent des caractéristiques des circuits, y compris celles de la cellule et de l'ampli- ficateur, et ce rapport est en général aussi élevé qu'il est compatible avec le bon proportionnement des appareils, car plus le rapport est élevé, plus est fai- ble la tension dans le câble, et par conséquent, plus est réduit le courant de charge représentant les pertes dans ce câble. Un rapport de 12 à 1 a donné des résultats satisfaisants, les bobines,, petite et grande, ayant approximativemept
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1.500 et 18. 000 spires.
Le noyau 30 du transformateur peut avantageusement être fabriqué au:moyen de tôles en forme de L utilisées à recouvrement et formant un circuit fermé de section pratiquement carrée. Les enroulements sont disposés sur l'une des branches du noyau, ce qui donne lieu à des fuites inductives considé- rables améliorant les caractéristiques du transformateur sur toute la gamme de fréquences utilisées. On remarquera que la bobine 27 à la forme générale d'une galette, et que la distance X entre les couches intérieures et extérieures est très grande, ce qui permet de réduire la capacité répartie dans les enroulements de cette bobine.
On observera de plus que l'enroulement intérieur 26 est à dis- tance considérable du noyau 30, ce qui réduit l'effet de capacité entre bobine et noyau, ou autres corps conducteurs attachés à ce noyau.
Cette construction offre l'avantage de réduire considérablement les pertes dues aux courants de charge. En outre, la faible capacité distribuée donne au transformateur une inductance'totale d'excitation élevée, qui lui per- met de travailler efficacement dans le circuit de débit de la cellule photoélec- trique à très grande résistance.
On peut se représenter l'amélioration apportée au fonctionnement du dispositif par l'utilisation des transformateurs ci-dessus, en se référant à la Figure 4 qui approche deux courbes de comparaison A et B, les abscisses représentant les fréquences, les ordonnées représentant les tensions grille- filament de l'amplificateur. La courbe A, qui offre la représentation graphique du rapport entre tensions et fréquences quand on n'utilise pas de transforma- teurs (c'est-à-dire quand un câble sert simplement entre cellule photoélectrique et amplificateur), présente uns chute marquée de la tension, à mesure que la fré- quelce croît, ce qui indique une atténuation considérable des courants à fré- quences élevées par suite des effets de capacité@.
La courbe B, au contraire, représente la caractéristique obtenue quand on utilise les transformateurs prévus suivant le brevet. Comme on le voit, il y a légère chute pour les basses fréquences, et légère augmentation pour les fréquences audibles élevées, la caractéristique tension d'ensemble reste sensi- blement plane, de sorte qu'il y a transfert uniforme, dans toute l'étendue du registre des fréquences, de l'énergie photoélectrique par le câble 13 au circuit d'entrée de l'amplificateur- Il est évident qu'on peut étudier la réactance de fuite du transformateur de façon à ce qu'elle résonne avec n'importe quelle ca-
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pacité existant dans le circuit du câble pour compenser, soit la faible chute, soit la faible augmentation marquée par la caractéristique,
introduisant ainsi un aplatissement de la courbe caractéristique et une augmentation de rendement dans le transfert de l'énergie. Si on le désire, la caractéristique de résonan- ce peut aussi servir à iffrir une accentuation plus prononcée de la tension aux bornes du transformateur, pour une fréquence ou une bande de fréquences prédé- terminée.
Dans le cas d'un amplificateur à grille-écran, comme représenté
Figure 2, on voit que la grille additionnelle 25 peut se monter entre la grille de commande et la plaque 31, cette grille-écran étant excitée à partir d'une prise faite sur la batterie de plaque 22. Un dispositif de ce genre présente certains éléments de supériorité sur le tube à trois électrodes représenté sur la Figure 1, notamment du fait que la charge sur le transformateur est maintenu* plus complètement indépendante de la fréquence;, et que, par conséquent, la per- te de tension est mieux évitée* aux fréquences élevées.
Il est évident que la tension aux bornes de la résistance 16 dépend de l'impédance totale reliée au transformateur 15. Entre la grille 17 et le filament 19 existe une capacitance qui comporte deux'parties t a) - La capacité électrostatique ordinaire entre les électrodes 17 et 19; b) - Une capacité parallèle entre les électrodes 17 et 31 qui, par suite des variations de tension de l'électrode 31 est mu fois plus grande que celle des électrodes 17, et beaucoup plus grande que (a) (mu représentant le facteur d'amplification effectif de tension de la lampe ou tube).
La grille 25, lorsqu'on la maintient à la tensicn constante, éli- mine l'effet (b) mentionné ci-dessus, et par conséquent rend l'impédance grille filament du tube indépendante de l'amplification. Par exemple, la capacitance effective d'entrée du tube de la Figure 1 peut atteindra 200 mmf. tandis que celle de la Figure 2 peut être abaissée à 10 mmf.
Il est évident que les indications données permettent de transpor- ter efficacement le courant produit dans une cellule photoélectrique portant des ' ondulations modulées par les impressions sonores sur le film mobile, jusqu'à l'entrée de l'amplificateur suivant la cellule. Le rendement peut être attribué au fait que les variations de grandeur des courants photoélectriques sont d'a-
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bord transformées en variations correspondantes de courants à tension plus faible qui, après traversée du câble 13, sont retransformées par le transfor- mateur 15 en variations à niveau de tension plus élevé et convenant mieux à la- charge de la grille de commande 17 de l'amplificateur 8.
En abaissant le niveau de tension des ondulations de courant, lorsqu'elles traversent le câble, on augmente l'amplitude du courant proportionnellement , mais on diminue les fui- tes dues au courant de charge des conducteurs du câble. L'intérêt direct de cette transformation est de permettre la transmission des courants photoélec- trique dans le c&ble, en rendant ainsi possible la séparation pratique de la cellule et de l'amplificateur, c'est-à-dire le montage de ce dernier à distance de l'appareil de reproduction qui ne lui communique plus ses vibrations. En fait, il résulte pratiquement de l'application de l'invention qu'on peut-placer
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l'amplificateur à une distança raisonnable du dispositif photoélectrique, dans une position dont le choix dépend uniquement des contingences et conditions locales.
Bien qu'on ait donné seulement, à titre d'exemple, un équipement d'appareils représentant une forme de réalisation de l'invention, il va de soi qu'on ne désire pas se limiter à cette forme particuliere, et que toutes les variantes ayant marne principe et marne objet que les dispositions indiquées ren- treraient comme elles dans le cadre de la présente invention.
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