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DISPOSITIF SYNCHRONISANT
La préssents invention décrit: un procède'réalisant le synchronisme entre oscillations ; elle décrit en outre , à titre les applications de ce procédé dans les- quelles l'une des oscillations , dite de contrôle , fait' par- tie d'un signal , l'autre étantfournie par un générateur dont ou désire réaliser le synchronisme par rapport à l'oscilla- tion de contrôle .
Le synchronisde correspond ici à la défini- tion classique en usage et électrotechnique : les deux oscilla-
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!dons à synchroniser l'une par rapport bzz. l'autre étant respectivement: représentées par S sin ( 27i3l t <J? s ) et H sin ( 2TrFht + f 11) L'on se propose d'obtenir que 1 différence angulaire r ( 27TFh t fPh) - ( 277p t t éJ? s) demeure à tout instant aussi constante que taossiale ; cela étant , les fréquences F e t .2 h conserverc Gues val3urs moyennes identiques , et la différence ues phases : <fI;;;:Ph - ris conserve une valeur décerulinée .
Ce 1'0sultL.t est obtenu par un procède d'asservisse.ae,it , tel que 8ciL erreur accidentelle .6\f!venal1t t à affecter l'écart ""tJ",ulaire modifie momentanément l'une des d.8"1X fréquences 1<' ou Fh autant qu'il est nécessaire pour restitaer à la diff",ro,Jcc des phases sa valeur normale ltl' . La réali'sa,cion pratique de cet asservissement consiste à faire interférer les dea; os-
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cillations dans un organe tel que cet te interférence fournis-
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se un courant de la foaerné : Je J + k S cosy (1)
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o
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où J et k sont constants ; par e:xe.1ple , il est connu que
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l'interférence de deux oscillations dans un détecteur produit un courant 'redressé. susceptible d'être représenté par l'ex- pression ci-dessus .
Ce courant , ou une différence de poten- tiel qui en résulte , contrôle la fréquence d'un générateur
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d'oscillations dont dépend l'une des deux fréquences it ou Fs . Par conséquent , 'tant que la différence des phases cor.- serve la valeur désirée , le courait t , es un couraa t continu ayant une intensité 4àter,.iin;e , et les fréquences Fh Fs demeurent invariables .
Par contre , si tine erreur ac- cidentelle t1 vient à affeccer l'écart a,ulwire , le cou-
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rant J change de valeur , donc aussi la fréquence du géné- rateur contrôlé par ce courant , donc aussi celle des deux
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fréquences Fh ou Fs dépendant de ce générateur ; pour fixer les idées , supposons que l'erreur zi p aoi positive , c'est-
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à-dire que le vecteur représentant, l'oscillation locale
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H' sin. 772. h t + Ph) ai t avan é par rappor t wu vecteur
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représentant l'oscillation de contrôle ; -----------------
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la variation que , d'après la relation (1) , cette avance' produitsur le courantJ modifiera la fréquence du généra- teur contrôlé , de façon à diminuer momentanément la fré- quence Eh, où à augmenter momentanément la fréquence Fs;
cette correction momentanée a pour effet d'annuler l'erreur ' accidentelle ¯ @.
Cetasservissementétant exclusivementbasé sur la variation de l'angle @, diffère des dispositifs , parfois appelés à tort synchroni san ts , qui mettenten jeu les propriétés des courbes de résonance , et qui , par suite , sont basés sur les variations des fréquences Fh ou Fs; ces autres dispositifs permettent seulement une égalisation approximative des fréquences , mais ils laissent l'angle @ indéterminé .Ils ontdes propriétés pratiques différentes du procédé d'asservissement qui fait l'objet de la présente invention , et notamment ils ne permettent pas de recevoir les mêmes signaux .
La figure 1 représente un mode de réalisation du procédé , dans lequel le synchronisme est obtenu en asser- vissant la fréquence du générateur qui fournit l'oscillation à synchroniser sur l'oscillation de contrôle .
La fibure expose le fonctionnement du dispositif représenté par la figure 1.
La figure 3 représente en fonction du temps la fré- quence de l'oscillation de contrôle , dans le cas habituel où cette fréquence subit des altérations de faible ampli- tude mais relativement rapides , superposées à des altéra- tions très lentes mais d'amplitude plus considérable.
La figure 4 montre comment le dispositif de la figure 1 peut être modifié pour tenir compte des variations de fréquences représentées par la figure 3 .
La figure 5 décritt une variante dans laquelle le synchronisme du générateur local est obtenu en asservissant la fréquence d'un générateur hétérodyne .
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La. figure 6 rearàseii Le l'.plic.tio27 .lu proct.:û0 à 18-
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réception synchrone d'un signal .
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La figure 7 représente la même application à la l'ce)tiQ1
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synchrone de signaux télégraphiques qui utilise.;!; tour
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tour deux oscillations de même fréquence ue Ql1:J"Stid op-
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posées .
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La figure S expose une autre application à<à .,il..ie procc- dé pour recevoir séparément deux signaux transmis si::iulta- nément; sur la même fréquence mais avec des phases dif réren-
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tes .
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Les figures 9, 10, 11, 1, décrivent une autre applica-
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tion de la réception synchrone , réalisant un nouveau pro-
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cédé de sélection et permettant une Meilleure utilisacion des signaux télé.;raphiques tro.L1s(.lis par fil ou Si;..:,s -.'il.
La figure 13 représente une application u. lu. réception
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dirigée de signaux par ondes hertziennes .
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Le figure 14 représente une application à la transmis-
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sion d'ondes hertziennes dirigées .
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Dans la figure 1 , la grille de la 1""Llpe dé tectrice 1
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est simultanément excitée en S par l'oscillation de contrôle
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S sin ( 2Tl'Fst +la ) et en ii par l'autre oscillation H sin ( 2TfFht' +4> h) qu'il s'agit de synchroniser sur la
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précédente ; cette seconde oscillation est actuellement fournie par un générateur local .
En se modulant l'une
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par l'autre , ces deux oscillations créent dans le circuit de plaque de la lampe 1 des oscillations ayant les fréquen- ces Ph Fs , Fh Fs ; et un courant de basse fréquence J , de fréquence Fh - 1? , susceptible d'être l'e",1',-,S8:] ti par la relation (1) . Le conde-naat",,,ir 3 , qui peut être remplacé
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par un filtre passe-bas , arrête les oscillations de plus
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hau te fréquence ,, et laisse parvenir le courait t ue casse fréquence J à la résistance 4 et au milliwl1p0reü10tre 5 .
Les variations de po'tentiel créées ps.r ce courant dans la ré- distance 4 contrôlent la fréquence propre au générateur 2 ;
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par exemple , le circuit;de plaque de ce générateur est alimenté par un conducteur 6 connecté à la prise 7 . Dans ces conditions , la fréquences Fh est fonction , d'une part du réglage des condensateurs 8, 9 ;et d'autre part de la valeur instantanée du courant J . Pour chaque valeur de ce courant , il existe donc une certaine capacité C à donner à ces condensateurs , pour que la fréquence Fh se trouve être égale à la fréquence de contrôle Fs; la capacité.
C
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d.oit être comprise entre deux limites 1 2' correspondant l'une-au courant limite J + kS ( oscillations en phase ) , et l'autre au courant limite Jo- kS ( oscillations en opposi- tion ) .
La figure 2 perlât de vérifier que le synchronisme des deux oscillations s'étaclit à la seule condition de régler les condensateurs à une capacité comprise entre ces limites
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c1ci . Le courant J correspondant à un écart t angulaire If' est représenté par un segment 10, 12 , somme d'un segment 10, 11
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égal au courant moyen Jo , et d'un segment lui, 12 projection sur un vecteur fixe S d'un vecteur H de longueur k. S , fai- sant avec le recèdent l'angle µ/ .
Oonformément à la figu- ration graphique habituelle , les vecteurs tournant l'un, par rapport à l'autre avec la vitesse angulaire û TI'( F -9 ) montrent en position relative les deux oscillations à syn- chroniser . 3upposons pour fixer les idées que le sens de la
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rotation , pour Fh >F , soit celui de la flèche 16 ; et que l'asservissement réalisé par le conducteur 6 fasse va-
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rier la fréquence Fh dans le iieliie sens que le courant; t J' , clest-à-dire que tous deux croissent ou décroissent stinulta- néraent .
Pour une valeur particulière 0 des condensateurs d'accord 8, 9 , simplement auppoaée comprise entre les limites Ci C2 , la valeur particulière du courant J réalisant 1 'é.ga-' , lité F h = F est représentée par un certain segment 10, 12 compris entre les limites 10, 13 ( Joz + kS ) correspondant..
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à l,a capaci té limi te a, et 10, 14 ( J - 1;S ) corrcsjonl' au tre dant â T cé:<.puc.1te limite C2.
Le vecteur -.1 se sot;:;'01 1,>" <.;e lui-même à la position indiquée sur la figure , de façon à
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réaliser avec le vecteur représentatif S la différence use phase 1/pour laquelle sa projection "(.3. cos µ/ vaut 11, 1 ; supposons en effet qu'une cause accidentelle &,!l\Ól1e le vec- teur H dans la posi tion li' , pour laquelle 1'-, cJ.i.fIcl'0ll.J'-' des phases subi t une erreur positive ¯@; le courant J prend la valeur 10,15 , plus faible que la précédente 10, la;
par suite de l'asservissement réalise par le conducteur 6,
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la fréquence Fh devient inférieure È1. is , le vecteur il' se met à tourner par rapport au vecteur S en sens inverse de la flèche 16, et il revient à la position H pour laquelle les deux fréquences sontde nouveau égalisées . Lc ,:;3:le rai- sonnement pouvant être répété pour n'importe quelle autre position erronée du vecteur H', montre que le vecteur H occupe une position d'équilibre stable , pour laquelle les
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deux fréquences Fh et t Fs sont égales , et 11 allúle r invaria- ble . Le synchronisme se maintient donc de lui-même .
Le réglage du synchronisme s'opère comme suit
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avant qu'on ait procédé à ce règl8:e , les fréquences Fll et Fs diffèren suffisamment t pour que la fréquence différej- tielle Fh - Fs propre au terme l:.S. cos -' du cou¯c..t t ,T l1e puisse actionner le milliampéremétre 5 ; ce milliampéremétre marque donc le courantmoyen J , que l'on no te .
On ajuste ensuite le condensateur d'accord 8 , puis l'appoint 9 ,
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de façon à égaliser au mieux les fréquences Fs et F, 11 ;àans cette opération on est guidé par les battements acoustiques
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entendus dans un téléphone ( 50 de la figure ù ) ; au iur et à mesure que l'on se rapproche de l'accord , ces batte- ments deviennent de plus en plus graves jusqu'à cesser d'ê-
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tre audibles .
On atteint ainsi une cap2.ci tb J comprise en- tre les limites Cl C , et le synchronisme s'étaolit orua- quemeïi<. : on s'en aperçoit à ce que l'aiguille du mil1.iam-
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pèremètre saute à une certaine valeur J , généralement diffé- rente de J , mais comprise entre Jo + kS et J - kS .
L"ino tensité J obéit ensuite à la manoeuvre du condensateur d'ap- point 9 , chaque valeur particulière de la capacité C nécessi- tantdorénavantune valeur particulière du courantJ etde la différence de phase @, pour maintenir l'égalité Fh = Fs; le'' règlage le meilleur du condensateur 9 est celui pour lequel le courant J reprend la valeur moyenne J ; les deux oscil- lations sont alors en quadrature sur la grille de la lampe détectrice 1 , etil estfacile de se rendre compte que le synchronisme estalors le plus stable .
La fréquence Fs de l'oscillation de contrôle n'est jamais mathématiquement constante ; si par exemple cette os- cillation est la porteuse d'un signal transmis par ondes hert- ziennes , sa fréquence représentée par la courbe sinueuse 17 de la figure 3, , est en général affectée d'une variation très lente mais susceptible d'atteindre une valeur notable (fs)1 au bout d'un intervalle de temps prolongé T1 T2; cette . variation lente provient par exemple de l'instabilité des sour- ces d'alimentation , ou encore des écarts de température si le maître oscillateur de la station transmettrice est à quartz . A cette variation lente , se superposent , par suite de modifications dans le parcours des ondes , des variations plus rapides susceptibles d'atteindre une certaineamplitude (fs)2.
Pour que le synchronisme du générateur local 2 ( figu- re 1 ) se eonserve , il faut que la fréquence Fh de ce géné- rateur suive automatiquementl'ensemble (fs)1 + (fs)2 des va- riations subies par la fréquence de contrôle Fs; la capacité C des condensateurs a'accord 8,9, demeurant invariable , cet- te variation de la fréquence Fh estobtenue par la variation imprimée au potentiel du conducteur d'asservissement 6 , par les variations du courant J dans la résistance 4 ;
au fur et
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mesure que la fréquence Fss'écarte de la valeur qu'elle
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avait lors du réglage initial , l'on voit 1 à,..;i 18 1.iiL.li.-. >Jl- remètre 5 le courant J s'écarter peu à peu de 1'- valeur
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moyenne J , ce qui prouve que le- différence de phase c 'ô- carte progressivement de la valeur ovti.:u;t 'j/::::
7T pour la-
2 quelle les deux oscillations étaient en quadrature . Je deré-
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glage pourrai t se poursuivre jusqu'à ce que 1 variation (f$)1 + (f ) subie par la fréquciice cte contrôle atteigne s 1 s 2 la correction limite + fn que la variation extrême + KS du
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courant J peut imprimer à la fréquence .'h du générc). éC..1r .::. à cet instant , les deux oscillations excitant la 1;';'",-01.; 1 sc- raient en phase ou eu opposition , et le 5..11C:,'ll'OlJÍ ...e serait brusquement détruit . , 1:Lis il n'est Li-s possible (te laisser la différence des phases atceindre ainsi une erreur de 90 degrés ; dans la plupart des al!i!licalio:1.3 , cette erreur doi être liuii tée à une quinzaine ue degrés par exemple ;
cela fixe à environ + kS la variavion ad.,iise pour le cou-
4 rant J , en cours de service , et à environ ¯ fh la ,;or-
4 rection de fréquence réalisée par le conducteur d'asservis- sement 6 .Cette condition détermine le choix de la resistan-
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ce 4 et la construction du généra-teur .'3 : si , pe1dal1G l'in- tervalle de temps T1 T2 au cours duquel on désire que le ré-
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cepteur fonctionne sans avoir à retoucher son rèdl:;e , fe (f.s)1 t (f s > 2 représente la vari,-,-tiotJ totale suscepti- ble d'affecter la fréquence de contrôle Fs , le énéraceur doit t é tre construit de façon que la variation de voltage su- bie,par le conducteur d'asservissement J , si le courant J variait de + kS dans la résistance 4 , modifie la fréquence 2h d'une quantité fh sensiblement t Jole Li à,i .
Le second élément de la construction est la constante de temps du circuit formé par le condensateur 3 et la résis- tance 4 , ou la largeur de bande du filtre passe-bas qui rem- place éventuellementle condensateur 3. On démontre que ce
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circuit 3,4 doit laisser passer sans déphasage appréciable les courants dont les fréquences sont comprises entre zéro et une limite au moins égale à fs. La capacité du condensa- teur 3 doit donc , en association avec la résistance 4 , réa-
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User une constante de temos inférieure à 1 .
Mais 2 Tr f d'autre part , la conservation du synchronisme-- --est d'au- tant mieux assurée contre les perturbations ( atmosphériques, industrielles ... ) qui, notammentdansla réception des ondes hertziennes , accompagnent souvent l'oscillation de contrôle , que la constante de temps du circuit 3, 4 est plus grande . Il est donc nécessaire de diminuer dans la mesure du possible les variations fs subies par la fréquence de contrôle , ou' de les corriger automatiquement .
Troismoyens peuvent être employés dans ce but :
Le premier , toujours recommandable , consiste à stabiliser le mieux possible les générateurs d'oscillations du transmetteur .
Le second moyen consiste à retoucher plus fréquemment le règlage des condensateurs d'accord 8,9, du générateur local synchrone , de façon a ramener le courantJ à la va- leur optimum Jo; ce moyen , qui revient à rapprocher les instants T1 T( figure 3 ) , limite évidemment l'amplitude (fs)1 atteinte par les variations lentes dans l'intervalle s de temps T1 T2.
Le troisième moyen consiste à remplacer cette retou- che manuelle par une retouche automatique donnant le même ré- sultat.
A cet effet , ( figure 4 ) , la fréquence Fh du géné- rateur 2 estasservie par deux contrôles indépendants l'un de l'autre . L'un de ces contrôles comporte les éléments 3, 4, 6, 7, déja représentés sur la figure 1 , mais - les varia- tions lentes ( f ) subies par la fréquence de contrôle F s1
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étant corrigées à part C01111ilG il serz, ea¯ o .. ce prc,..ir contrôle' est exclusivement établi pour 1",:.; vC;.l'ic,iotJlJ les plus rapides (f) ; ; en conséquence , la v"i:.tion e;
tl'0J.e s 2 fh susceptible d'être 1<:ipri<:iJe à la l'rryae.ce FÎl du 0c,{J.:;r:;..- teur 2 par le conduc teur- ô , s on laissait t 18 cours...! t J ])::..3- ser dans la résistance 4 de la valeur .Moyenne Jo i 1 '-1::e des valeurs extre:nea Jo - kS , est iis;le f)c;,r conscruc'uion à une valeur sensiblement 0Lale à 4 (f J. ; et la eous .n te
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de teiaps du circuit t 3, 4 atteint la valeur 1¯. ¯- 1 rTl(f=), plus grande qui soit permise par le signal à - ---- 11-.-"-- recevoir .
D'autre part , les variations lentes (fs)1 font s l'objet d'une correction indépendante , n'obéissant pas aux variations rapides (f ) ; à cet effet , un relais 1 comporte deux bobinages ; un bobinage principai 18 parcouru
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par le courant J , un bobinage e,uxiliu,ire 19 dans l(;;;lJel le courant est réglé par un rueostat ;30 de manière que 1',-,,1',110.- ture du relais soit en équilibre w mi-dietajce des contacts 22,23, quand le courant J 1é;ns le aooinae principal a la valeur moyenne Jo' Les contacts J<:
, ?, sont relias à deux prises de polarisation 24, 2o, de sorte ejae , quand l'arma- ture vient porter sur l'un de ces-contacts , le cono-ensateur 27. se charge plus ou moins négativement à travers une rsis-
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tance élevée 26 . La constante de temps de l'ensemble .'iô, 27 est choisie considéracle , au moins plusieurs dizaines de se- condes . Le condensateur 27 sert de source de polarisation à la grille de la lampe 38, et con trôle ainsi la résistance interne propre au circuit de plaque de cette lampe .
Je cir-
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cuit est lui-même couple par la coiiue .;9 à l'inductance 30 du générateur 2; il en résulte que la fréquence Fh est commandée par les variations de potentiel imprimées par le
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relais 2l au condensateur 27 .
Le fonctionnement est t le sai- vant ; le conducteur d'asservissement 8 oblige: , ainsi qu'on
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l'a vu , la fréquence Fh du générateur 2 à suivre les varia- tions f = (f ) + ( f ) subies par la fréquence de contrô- s sl s2 le F ; il en résulte une variation du courant J qui tend à s s'écarter peu à peu de la valeur optimum J ; dès que cet é- cart devient appréciable , l'armature du relais vient porter sur un des contacts ;:2 ou 23, etmodifie la charge du conden- sateur 27, ainsi que la fréquence Fh.
Cette variation de fréquence fait tourner le vecteur représentatif H ( figure 2 ) dansle sens convenable ( ce sens étantobtenu en croisant au besoin les connexions qui relient les plots 22, 23 aux prises 24, 25, ) et le ramené vers la position optimum H ; o le courant J reprend une valeur plus voisine de J ; l'arma- o ture du relais revient en équilibre entre les contacts ; le condensateur 27, dont le circuit est ouvert , conserve la nouvelle charge acquise jusqu'à ce qu'une variation plus ac- centuée de la fréquence de contrôle Fs exige de nouveau l'in- tervention du relais .
A chacune de ces Interventions , tout se passe comme si le réglage du générateur 2 subissait une modification permanente , de la même manière que 'si on retou- chaitles condensateurs d'accord 8, 9, Par suite de la constan te de temps élevée de l'ensemble 36, 27, cet asservissement supplémentaire n'a Pas le temps de fonctionner pour les pe- tites variations relativement rapides (fs)2 représentées sur la figure 3 .
Le réglage initial du synchronisme s'effectue cornme il a été expliqué sur les figures 1 et 2 ; pour l'ob- tenir , on met provisoirement le relais hors circuit en pla- çant l'inverseur 31 sur le plot 32 relié à une prise 33 dont le voltage estintermédiaire entre ceux des prises 24, 25 Quand , au bout d'un temps de service prolongé , les varia- tions lentes (fs)1 ont atteint une valeur telle que le poten- tiel du condensateur 27 arrive au voisinage des potentiels limites 24, 25, on en estprévenu par le milliampèremètre 34; il faut alors retoucher à la main le règlage des condensateurs
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8, 9, en remettant provisoirement l'inverseur 31 sur le plot 32 .
La figure 5 représente une variante dans laquelle l'as- servissement réalisant le synchrbnisme agit, non sur la, fré- quence Fh du générateur synchrone , Mais sur la fréquement Fs acquise par l'oscillation de contrôle dans le detecteur 1 où elle interfère avec l'oscillation synchrone .
A cet effet , la fréquence F propre à cette oscillation de contrôle , telle qu'elle est recueillie en S , est modifiée par interfé- rence , dans un premier détecteur 35 , avec l'oscillation de fréquence F1 fournie par un générateur hétérodyne 36; ce changement de fréquence a pour effet de donner a la fre- quence de contrôle Fs, dans les circuits postérieurs la lampe 35 , l'une des fréquence Fo+F1 ou Fo - F1. En ..'.édifiant la fréquence F1 de l'hétérodyne , on agitdonc sur la nouvelle fréquence acquise par l'oscillation de contrôle .
En conséquea- ce , au lieu de commander la fréquence Fh du générateur synchrone 2 par le conducteur d'asservissement t 3, on peut commander de la même manière la fréquence F1 de l'hétérodyne 36 . Le fonctionnement es t le même que précédement car la mise en synchronisme consistant à fixer la position relative de deux vecteurs H et S ( figure 2) , peu importe que l'on agisse sur le vecteur H pour le maintenir la phase voulue par rapport au vecteur S , ou inversement .
Dans ce nouveau procédé de synchronisme , les généra- teurs. locaux tels que 2 ou 36 dont la fréquence est asservie par la variation du courant d'interférence J ne sont pas neces- saireinent des oscillateurs à lampes ; on peut utiliser un al- ternateur entraîné par un moteur électrique , dont l'excitation dépend totalement ou partiellement du courant J . de courant contrôle donc la vitesse de rotation du moteur et la fréquence de l'alternateur .
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La technique fournit plusieurs autres manières de dé- cI,-lire de l'interférence de deux oscillations un courant
J susceptible d'être représenté par la relation (1) ; par exemple , ces deux oscillations peuvent actionner respecti- vement deux électrodes de contrôle distinctes , la grille et la plaque , ou encore deux grilles , d'une même lampe travaillant dans une région convenable de ses caractéristi- nues .
Ce procède de synchronisation peut être avantageuse- ment appliqué a la réception des signaux par fil ou par ondea hertziennes* La figure 6 décrit un récepteur de ce systè- me.L'antenne 37 reçoit les oscillations qui composent le signal , lequel peut être d'un type quelconque ce sera par exemple un signal télégraphique formé par une oscillation interrompue et rétablie par la manipulation , ou encore un signal téléphonique comportant une oscillation porteuse ou pilote superposée à des oscillations utiles réparties soit dans deux bandes latérales symétriques de la porteuse , soit dans une seule bande .Le récepteur comporte d'abord les organes habituels résonateurs ou filtres 38 ; étages ampli- ficateurs 39, 40 ; hétérodyne 41 abaissant éventuellement la fréquence .
Le signal actionne ensuite , par l'intermédiaire des connexions 42, 43, deux détecteurs 1, 44, simultanément excités d'autre part par le conducteur 45 relié au généra- teur local synchrone 2 . Le détecteur 1 est , comme ci- dessus , spécialement affecté à l'établissement du synchro- nisrne entre l'oscillation locale et l'oscillation de con- trôle , qui est l'oscillation porteuse ou pilote du signal ; le détecteur 44 est affecté à la réception proprement dite.
On fait en sorte que , lorsque l'oscillation de contrôle et l'oscillation locale sont en quadrature sur la grille du dé- tecteur 1 , elles soient en phase ou en opposition sur la grille du détecteur 44 ; à cet effet , le circuit de plaque de la lampe amplificatrice 40 peut comporter un ensemble
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46, 47, 48, ajusté à demeure pour que la phase au si ,jl ',1 dans le conducteur 4j soit en quadrature avec sa phase ans le conducteur 43 ;
au lieu de u ::mscr ainsi le si¯1ii,,1 , on pourrait encore remplacer le conducteur unique 45 par deux dérivations parcourues par deux oscillât ions locales en qua- drature l'une par rapportà l'autre . Le synchronisme est main tenu par les organes décrits 1, 3,4, 5, 3, 7, de manie- re que les oscillations S et H excitant le détecteur 1 soient
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en quadrature ; les oscillations exci tant le décecteur 4-, sont donc automatiquement en phase ou en opposition .
Par su,ite , le circuit de plaque du détecteur 44 est le siege d'un courant continu J1 dû à la modulation de l'oscillation porteuse ou pilote par l'oscillation locale , et de courants de basse fréquence qui reproduisent exactement tet @vec le
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maximum d'intensité possible la signalisation ( t10.J[cl)b,i- que ou autre ) de la station 1-i'ettrice . Ces courants ae cas- se fréquence traversent le filtre passe-cas 49 dont la lar- geur de bande est adaptée à cette signalisation ; puis ils
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actionnent par les procèdes habituels l',,rc:il indicateur 50 connecté aux cornes terhunales 73 .
Si l'on reçoit t un si- gnal télégraphique , le transformateur 59 estremplacé par un autre mode de liaison approprié . Pour le bon fonctionne- ment du synchronisme , il est utile de prévoir un dispositif ajustant automatiquement la sensibilité du récepteur d'a- près les variations d'intensité du signal produites par le fading ; par exemple , la bobine d'un relais 51 estparcourue
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par le courant Jl dû à l'interférence , dans le u8tecteur 44 , de l'oscillation porteuse avec l'oscillation locale en phase :
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si l'intensité du signal vient li augmenter , il on est àe ,:ê- me pour le courant J ; l'armature 52 vient porter sur le
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plot 53 relié à la prise de polarisation la plus néjzttive 5 ;
le condensateur 55 dont dépendent la polarisation et la sen- sibili té de la laJ-'ipe amplificatrice 39 , se charge plus nu- gativement à travers la résistance 56..; la se)sibiii té du récepteur
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diminue jusqu'à ce que le courantJ1 reprenne la valeur norma- le pour laquelle l'armature 52 quitte le contact53. Si au contraire l'intensité du signal diminue , il en est de même pour le courantJ ; l'armature 52 vient porter sur le contact,
57 et exerce la correction inverse de la précédente .Le rhéostat 58 permetd'ajuster la valeur du courantJ1 pour la-. quelle l'armature du relais passe d'un contact sur l'autre .
Lorsque le signal ne comporte qu'une seule bande latérale , il serait en principe inutile , pour assurer sa réception , de prévoir un détecteur supplémentaire 44 dans lequel la por- teuse est mise en phase avec l'oscillation locale ;mais cette mise en phase reste utile pour fournir le courant J1 néces- saire à la correction automatique du fading . Si la synchroni- sation du generateur local s'effectue sur une oscillation pilote de fréquence différente de la porteuse , la fréquence Fh de l'oscillation locale doitensuite être modifiée par un générateur hétérodyne , pour être mise à même d'assurer la réception .
Les avantages de ce système de réception synchrone sont connus par les travaux théoriques antérieurs à la pré- sente invention . Les oscillations librement amorties pro- duites dans le récepteur par les perturbations apériodiques dont la phase se trouve par hasard être en quadrature dans la lampe 44 avec celle de l'oscillation locale , sont automati- que,.ient éliminées ; par conséquent , le nombre des perturba- tions esten moyenne réduitde moitié , ce qui assure au signal la même protection relative que si la puissance trans- mise était doublée .
La détection , assurée dans la lampe 44 par une oscillation locale beaucoup plus intense que la por- teuse , est rendue linéaire ( ce qui améliore la qualité de l'audition ) et sa. sensibilité devient indépendante du fading . Les filtres tels que 49 aménagés dans les circuits de basse fréquence du récepteur acquièrentles mêmes proprié- tés sélectives que ceux habituellement prévus dans les cir-
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cui ts précédant la détection .
Ce système de réception est
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le seul qui permette ue recevoir inâiï'frc",ant t lc:8 ùi;,i:=:i1: télégraphiques , et les signaux téléphoniques 1+ une 0", ..s .,. u a : ; bandes latérales , avec porteuse affaiblie ou lt',",: j C.;,.18 normale .
Le circuit 5, 4, qui assure le maintien an sjn- chronisme sur l'oscillation porteuse ou pilote , a une cons-
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tante de temps très supérieure à celle du filtre 49 qui as- sure la réception proprement dite des oscille.lic,?s utilu:::; contenues dans les Dandes latérales ; on peu doue é..i'f'"i0lir notablement l'amplitude de l'oscillation 'tjorteuse ou pilote tout en obtenant que le synchronisw8 soit protégé contre les perturbations atmosphériques , ou autres, aussi long- temps que celles-ci ne rendent pas l'audition ou l'enregis-
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trement impossiol.jS ;
cet affaiblissement de l'oscillation porteuse améliore , comme connu , 1'utilisation de la puis- sance transmise .
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La figure 7 représente l'application de la r.-.cc:,- t ion synchrone à un signal t,:l...;ro..;lliCJ.'..1G dans le;:q ',,(:1 les in tervalles ou silences de la manipulation sont transmis par une oscillation S sin 2ÒF t , etles points ou traits s
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par une oscillation Sl sin ( i1/.J!'st -7r ) d'amplitude diffé- rente , de même fréquence , et de' phase opposée . L'inègali- té des amplitudes S S1 assure la prépondérance à l'une des
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oscillations , S sin 27-rF$t par exemple , et , ôrÙce à la constante de temps élevée du circuit 3, 4 , lui permet de synchroniser le Générateur local pour fournir l'oscillation auxiliaire H sin 2ÒFs t .
La modulation du signal par cette
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oscillation locale , dans 1# leJ..;;e 44 ( figure <3 ) trans- forme l'oscillation qui constitue -Les intervalles ou silence:: en un courant continu Jo + kS ( car 0/ == 0 ) , et l'oscilla-
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tion qui constitue les points ou traits en un courant t con ti- nu U Jo kSl ( C éàT 9 = 1T ) ; le courant qui actionne e 1 rc- lais enregistreur varie donc de la quanti té 1< ( E + z ) ,
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alors qu'il varierait seulement de kS avec un signal ordi- naire ; en amplitude , la valeur relative du gain. réalisé vaut S + Si et peut être rendue presque égale à 2 .
Les signaux de la figure 7 donneraient au contraire un très mau- vais enregistrement t avec les récepteurs ordinaires .
Une autre application de ce procédé de synchronisme est la réception simultanée de deux signaux dont les oscil- lations porteuses ont la même fréquence et des phases dif- féremtes. Ces signaux seront par exemple du type à oscil- lation porteuse et à deux bandes latérales symétriques habi- tuellement en usage en téléphonie sans fil . .'Les deux oscil- lations porteuses de même fréquence représentées par les vec- teurs Si 3 ( figure 8 ) équivalent en fait à une oscilla- tion unique représentée pr le vecteur résultant S ;
elles permettent donc de synchroniser le générateur local de la réception comme il a été expliqué , par l'intermédiaire d'une oscillation locale H fournie par ce générateur et de préférence en quadrature avec S . A l'aide de déphaseurs , dont plusieurs modes de réalisation sont connus , on déduit ensuite de ce générateur synchrone deux autres oscillations auxiliaires distinctes H1 H2 repectivement en quadrature avec les oscillations porteuses S1S2. Dans ces conditions l'oscillation aux iliaire H1 permet de recevoir dans un. pre- mire récepteur le signal 3 et d'éliminer le signal S2; de même , l'oscillation auxiliaire H permet de recevoir dans un second récepteur le signal 3 et d'éliminer le signal S1.
Une autre application de ce procédé de synchronisme estun système de transmission etde réception télégraphique qui présente par rapport aux systèmes ordinaires d'importants avantages , au douele point de vue de la sélection et de ]-'Ou- tilisation de la puissance transmise .
A la station transmet- trice , qui comporte autant de générateurs et éventuellement d'antennes qu'il y à de signaux à transmettre simultanément ,
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i.:J..! " c'i 11' u -,C ce nouveau systèi.ie consiste à attribuer/des irquu.;c&.j F ; F J1 ; 1!' + < f ... i + .:lf * .. û.I 1 i'c: rv<,1 ue 1 '.in> ii S --0 S - l'au tre de la ,aé.ue quantité fo OU :L'un utult-ijie l-J LL:l' ae cette quantité . D'autre part , l'alphabet de chaque ijn .1 est constitue par des points ou des silences ayant une ..:ê<ie durée T égale à 1 ou multiple entier de 1 ; p<.:1' i:.:e..,#.1c , si la durée - 7:' des points vau t¯¯" ¯ seconde , la .LÍJ.-".'-;;1"';"GC fo 50 entre les fréquences sera de 50 périodes .
Un tel ;:1.;,ii;,eei , qui est par exemple celui du 3*jjt , peut , C.;..hJ i à ¯,¯i connu , être réalise par l'intermédiaire ae .,isn':iinL::U'3 tournants dont les secteurs de-ieurent C:1J :o,ii;:ci c -r: ,(,;,3 o..- lais fixes pendant des intervalles ae Lc;"'t-,G :,;;... li t . ..L¯, distributeurs tournants affectas à l'..UEsion aes aivers si- gnaux sont invo,ri,,,.Î.)le,I1c:J t cal..s les uns p..r r8..,Ol'G ,.,,1:-; c:a- tres . Pour satisfaire à ces diverses conditions , il Hjffit t d'entraîner par un même arbre violeur tous les uisc1'iu- teurs tournants , ainsi que 18. filachine ue bú,G±:8 i'ri',U2:1";(; donc dépendent les différences f , 2f o ... nif ,... r ,.1 i s;: entre o les fréquences des signaux .
Par con qUOl1 t , ,. la station transmettrice , le te..lps se trouve aivisc ( ='1=aie T ) en intervalles tlta , t,t3 , t3t4....les l:lêl<lGS pour ious 1,,0 si- - r- 3 o gnaux , chacun de ces signaux utilisant ces 1.; ter-v:.lJ.:oe> <,;:1 y plaçant des points ou des silences , suivant le t,,:: cc ii>1; télégrammes à expédier . A la station réceptrice , la partie terminale de chacun des récepteurs enregistrant l'un 0.<... ces signaux , celui par exemple dont la fréquence es t .Li's est t schématiquement représenté par la figure 10 , faisait suite 1* la figure 6 ; elle s'y raccorde par la la-pe dé tectrice 44, dans laquelle le signal S sin :2]TJ!' t arrivant par le conduc- teur 43 est Modulé par l'oscillation locale Il si 1 2 v F t , synchrone et en phase , arrivant par le conducteur 45 .
Le filtre passe-bas 49 est établi pour l,=,s fréquences aucs en propre à la signalisation ; il est connu que lc..;"lal1i,JLÜ<...tioLl
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d'une oscillation entretenue de fréquence Fs, par des points etdes silences de durée @ 1/f superpose à la fréquence o fondamentale Fsdes harmoniques dontt les plus importants sont F + 0,5 f ; F + 1,5 f ;
F + 2,5 f ; la modulation s- o s- o s- o de ces diverses oscillations par l'oscillation locale
H sin 2ÒF t du récepteur crée dans le circuit de plaque de s la lampe 44 des courants dont la fréquence s'étend prati- quement de zéro à 2,5 f ; la condition de recevoir ces cou- o ran ts détermine la largeur de bande du filtre 49 , et montre qu'à lui seul , ce filtre serai t incapable de protéger le si- gnal à recevoir contre les autres signaux simultanémenttrans- mis sur les fréquences voisines de Fs ; si ce filtre assurait seul la sélection , ce qui est le cas d'un récepteur ordi- naire , l'intervalle .. laisser entre les fréquences devrait être au moins égal à 5f , c'est-à-dire 5 fois plus grand. que celui présentement utilisé .
L'ensemble du signal à re- cevoir , dont la fréquence est F , et des autres signaux s à éliminer dontles fréquences sontvoisines de Fs' est transmis par la résistance 60 à la lampe suivante 61 . Le circuit de ,:laque de cette lampe comporte une résistance 62 qu'un inverseur bipolaire 63, 64 met en parallèle avec l'un ou l'autre des condensateurs 65, 66, ayantla. même capacité ; on donne à la constante de temps des ensembles 62, 65 et62,
66 une valeur , 10 T par exemple , élevée par rapport à la durée T, des points du signal - L'inverseur 63, 64 est en réali- té un distributeur rotatif conservant un calage invariable, @ar rapport à ceux de la station transmettrice ;
ce résultat peut , comme dansle système Baudot ,être obtenu par des points spécialement émis à cet effet ( tops de synchronisme )'! à intervalles réguliers ; les distributeurs des stations truans- mettrices etant reliées ensemble , ces tops sont communs à. tous les signaux simultanés . L'inverseur 63, 4 s'inverse
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aux instants tlt2t;}1 Par conséquent , le condensa- teur 65 accumule pendant, les in tervallcs de te,..#>s tl t, t3t4 ... les quantités d'électricité produites lLi....s le circuit de plaque de 1# la;:#yc 5i pJ.r les poiv ts du xi,,ii>:1 éventuellemcnt transuis pendt'j!. ces intervalles de tC':lJ3 ;
et pendant les intervalles co;fiplô:.:eii t:.ii%es t,.t¯, t,, t .... les quantités d'électricité qui viennent d'être G.cc1:.l'Jles dans ce condensatear se àc:cr.rent dans le (; re:;'i enregis- treur 67 qu'elles font fonctionner ; le condensateur au ::;':3GU-
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sur
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re ainsi la réception d'un point ou silcnce/Ùix . Le condensateur 66 effectue le L'iêffie travail pour les points ou silences transmis pendant l'autre série d'jntervailes t ? t 3 , t4tô La prise 68 est préalablement placée c.4e fa- çon à être au mêl;le potentiel que le ,sr,oae de la résistance 62 , avant que celle-ci ne soie c su:,i se è:..l:'; xi¯n:-.'a#1 ; l'interrupteur 69 et le "lilliwü9c;re::l<.Jcre 70 PCl\,;(;t;l;";I1G a':;;,-. tenir ce réglage .
Le fonctionoeù"'1t s'explique contae sui t
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soit : sin 37TF /S.sin 277F .if +)/ , CS sin 2 -nFs ti, u3 t'-i et t 1 131 siii 2TT 7s-+ 11-f 0t + 15 )] ttii 3 "-<}; '2 #'"'
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les points appartenant au signal 1; recevoir et a 1 ';;:1 des autres signaux à éliminer , pendant un intrervalle de t4,.:ps t3'4 .
Leur modulation par l'oscillation locale 4a récepteur H sin 2 Ti rs t , synchrone et en phase avec le sin<..1 a rece-
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voir , produit dans le circui t de plaque des 1 ,.-.es ;1'1, êl des o'ourants utiles respective.nent proportionnels à. :
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rkSJ t 4 et t [ks 1 cos ( 2 m7Tf t t + 1 ) )} t tel
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Le premier est; ( figure 11 ) un courant continu 103 de du- réet= 1 le second ( azure 12 ) est un courant alter- 0 natif 107 qui exécute pendant l'intervalle ue ,¯:as 1 u tii un nombre entier de périodes ; car 2 il7Tf 0 z4 ' t3 ) '- 2ïi TT .
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Par suite de la constante de temps élevée de l'ensemble
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62, 65 on 62, 66, les quantités d'électricité fournies par
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ces courants s'accumulent intégralement dans celui dea condensateurs 65 ou 36 que l'inverseur 63, 64 relie à. la ré- sistance 62 pendant l'intervalle de temps t3t4 envisagé..
Le courant continu 106 produit par le signal à recevoir emmagasine dans le condensateur une quantité d'électricité qui croît proportionnellement au temps suivant la ligne 71 etqui atteint à l'instant t4 la valeur Qs= kS@. Le cou- rant sinusoïdal 107 produit par le brouillage fournit en fonc- tion du temps une quantité d'électricité représentée par une courbe telle que 72 qui s'annule à l'instànt t4 , car # cos ( 2mÒfot @@) dt = 0.
A l'instant t4, l'invert3 seur 63,64 relie le condensateur au relais 67 ; quan- tité d'électricité Qs résultant du signal se décharge sui- vantla courbe 73 , produisant un courant utile qui actionne le relais ; par con tre , le brouillage ne donnantlieu à au- cun courant se trouve éliminé , quelle que soit la valeur du nombre entier m.
Il apparaît donc que ce système de commu- nication permetde transmettre simultanément etde recevoir séparémentdes signaux dont les fréquences sonau moins .5 fois plus rapprochées les unes des autres que dans les systè- à l'intérieur d'une bande de fréquences de largeur déterminée mes habituels ;/on peut utiliser un nombre de signaux 5 fois plus grand, Un second avantage de ce nouveau système de com- munication est que la quantité d'électricité s accumulée dans les condensateurs 65 ou 66 sous l'action de chaque point du signal dont la durée estTcorrespond à l'utilisation in- tégrale des 2 Fs @ alternances qui se succèdent au cours de cepoint ;
on démontre , compte tenu des autres avantagea propres la réception synchrone , que ce système assure au signal , contre les perturbations apériodiques , la même pro- fection que si , dans un système de transmission et de 'récep- tion ordinaire , on multipliait la puissance transmise par en- viron 40 . Un troisième avantage résulte de la meilleure utilisation du relais enregistreur , que les signaux et perturbations font travailler de la même manière , par l'inter-
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médiaire de 1L décharge 0.':)11 condensateur : aaft "r<:.ndes vi- tesses de L-naiii plilc,ti o,: il en résulte une protection s.1t!Ql- me'n taire trs 18.ipoz.liiii te .
Une Eu tre application de ce <,Jrocl,,1.1 ,-,,8 C'c7'..¯ll'ottlW,le est de permettre 1[-:, rúcGlJtiol1 âiuie .l'un 8i,011-.1 en super- posan '4 siraple;,ien dans un appareil enregistrer' unique les courants de bsse fréquence respcctiv1ent 4ro.;ics p..:% la réception synchrone de ce laê,l s iït.l .,,::x lÜU'3L;.!:'3 rc,:: - teurs situés à des e:,l'pL.ce::16.ts diîi'4x;;,ots , Lé. :4'i;,uc 10 illustre cette application dans le CUJ 0.e e:51 recceur si tués aux enplccec;lea ts 7il, 75 don la distance est t JJ Jha-
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cun de ces récepteurs peut être construit connue l'indique
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la figure ô ; on le ràle iépar;1;iieii co:a;,re s'il assurait t
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seul la réception ài signal ; des bornes tcr..,Ül1...1èG 7 ( #'1- Part. gure 6 ) de chacun d 'eux/( figure 12 ) une 1ine '1 ou ?8 ; qui actionne un mène indicateur 79 .
Dans le récepteur 74 , considérons le si-nal à recevoir 3 sin .77Î1' t provenant t a! , s la direction o/ , et une oscillation parasite W.01'0 Pe - ft sin (27TF t .;. P ) de phè,.8e<fp quelconque due é.cU choc , sur les circuits du récepteur accordes sur le si,-,11,.l d'une perturbation provenant de la :iixection/3, L'oscillation locale synchrone H sin 1 5F s en phase avec le zijn;#1 dCi.i1s la lampe détectrice 4à ( fiGure 6 ) transforme le sil1d en un courant dont la partie utile est 1LS ( relation 1 ) , et l'oacillation pertubatrice en un courant nuisible : kupe t cos cp ; ces deux courants alimentent lu. li,ne "1'/ .
À désignant: la longueur d'onde qui correspond à la fré- quence Fa ' le signal et la utêote perturbation deviennent respectivel11ent dans le récepteur 75 : S-/-lF-r.2TT ,,.d e PE:'E 2tTF+C ;. 1T ,",.3 modulés p r l'oscil- lation locale synchrone H sin ( 2TT Fa t + 2fi D À sin 0\ ) de ce second récepteur , ils fournissent les courants kS et kie - Et, 2 ìÎ>F - sn q ) ) , qui alimentent
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la ligne 78 .
L'addition de ces courants dans l'appareil in- ' dicateur 79 donne pour le signal un courant utile 2kS , et pour la perturbation un courant nuisible 2k p ¯ - 77--<77---- La perturbation est donc affaiblie , relativement au signal , par deux coefficients 1 un et l'autre inférieur à 1 ; le ,,( coefficient cos [cf +TT..1L( ( sin µ - sin 0< signifie que les perturbations dont la pn;..se p satisfait à la condition ep +7T- ( sin(3 - sin q ) =:.1. 2 sont automatiquement élimi-- nées par la réception synchrone ; c'est le résultat déjà signale , d'après lequel ce mode de réception diminue en. moyen- ne de moitié le nombre des perturbations .
L'autre coefficient = cos rr1- l 'sin /3 - sino() est l'équation du diagramme de directivité qui résulte de la combinaison des deux récep- teurs : brouillages et perturbations sont éliminés quand leur direction//3 satisfait t à la condition : qq¯j¯¯( sin(?- sinc 77 En fait , ce résultat est le même que celui que l'on obtiendrait dans un aérien dirigé ordinaire dont les éléments constitutifs feraient ai tués aux emplacements 74, 75 ; en multipliant le nombre des récepteurs, on peut réaliser toutes les combinaisons obtenues avec les aériens les plus perfectionnas . Mais ce nouveau procédé per- met par la réception synchrone plusieurs avantages pratiques:
la directivité estobtenue automatiquemnt,par le simple fait ; que chaque récepteur est manoeuvré de façon à y réaliser une oscillation locale synchrone du signal ;quand le signal change' de direction , le Diagramme de directivité de l'ensemble des récepteurs se trouve automatiquementorienté de façon à réali- j ser le maximum de sensibilité dans cette direction ;
alors que les éléments constitutifs d'un aérien dirigé ordinaire sont associés par des liaisons encombrantes , compliquées et d'un réglage difficile , parcourues par des courants de haute fré- quence ( ce qui exie la, possession du terrain de longueur D),
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variation 6e entraîne effcctive:.lent une variation :'.C1tO;,Ii.J.i- q u e ÔJ du courant J ; pour r g .J cette e v i;i' i ;,, i 1 o 1> ± J ait la va- leur requise , périme t tant de br:"duer directement en [1''':'1-1<-),;0<':, un oscillographe alimenté par le courant J , il cuffit '...ju- ter par tâtonnement la prise 7 en un point aonvetz.l lu long de la résistance 4 , qui devient un potentiomètre ; le r.;c.:L:.e de ce potentiomètre modifie en effet 1'asservissemcut réalisé par le conducteur 6.
L'oscillographe placé en cérie avec le milliampèremètre 5 indique alors les v<.iiatzou:: de 1w ,,-'r C,FJ2 F en fonction du temps . s
Dans la figure 1 , l'oscillation de contrôle arrivant
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en S peut être fournie pô,r un maître oscillateur st8.ch: bu peu puissant , à quartz par e;e..yle , qui synchronise un second générateur 2 dont la puissance peut être c0l1siJ.0rc,,leul'.:l1 sa- périeure .
La figure 18 montre une application du procédé permet-
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tant à. l'aide d'un seul conducteur de liaison Dors, 1." un faible potentiel continu , ùe synchroniser <.leu:: stations rrn:s- mettrices indépendan tes , et ù.'éto,.clir 2. volonté entre 1.;'>i's oscillations rayonnées la différence de ph:.,se nécessaire ,jour diriger l'ensemble du rayonnement da.s une direction privilü- giée.
Pour chacune des stations , cn a reproduitseulement les organes essentiels . un maître oscillateur 80 ou 90, dont le condensateur 81 ou 91 permetd'ajuster la fréquence ; une
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lampe 82 ou 92 dans laquelle l'oscillation de haute fr<'lL1ejcQ et modulée par ]Les courants de fréquence téléphonique , télégra- phique , ou au tre , arrivant du central par les lignes 83, 84 ;
93, 94 ; l'aérien transmetteur 85 ou 95 . uand les stations transmettent deux signaux distincts , l'inverseur 96 est placé sur le plot 99 relié au filament , etl'inverseur 88 est placé dans la position 87 de façon à relier les lignes 83, 84 . Quand
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les stations travaillent en parallèle due ia:jon à transmettre le même signal , reçu du central par 1;, li,,ne4, les .àc:u,,t
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inverseurs occupentles positions 88, 98 opposées aux pré- cédentes L'ensemble fonctionne alors comme suit : une sta- tion réceptrice synchronisante , convenablement placée par rapport aux deux émetteurs , comporte deux antennes dirigées 100, 101 , par exemple deux cadres ;
le cadre 100 reçoit à travers l'éther le rayonnementt de l'aérien 85 seul , le cadre 101 reçoit celui de l'aérien 95 seul . Les oscillations in- duites en 100 et 101 actionnent simultanément la lampe dé- tectrice 1 , mais de telle manière que la phase d'une des oscillations puisse , entre le cadre 101 et ce détecteur , tourner à volonté de n'importe quel angle ; par exemple , l'oscillation recueillie par le cadre 100 étant transmise" au détecteur par le transformateur 102 , celle recueillie par le cadre 101 est transmise par une bobine 103 tournant dans le champ de jeux autres bobines orthogonales 104, 105 , parcourues par des courants en quadrature ; ce système de dé- phaseur est bien connu .
Le condensateur 3 et la résistance 4 parcourue par le courantsynchronisant t J sont les mêmes que dansla figure 1 ; la pri se 7 alimente le conducteur 6 qui contrôle la: fréquence du maître oscillateur 90 . La manoeuvre de mise en synchronisme est celle déjà exposée : tant que le condensateur d'appoint 97 n'est pas définitivement ajusté , les battements produits dans le détecteur 1 par l'interféren- ce des oscillations ont une fréquence trop élevée pour agir sur le voltmètre témoin 89 ; on lit t alors l'indication Jo de ce voltmètre ; on ajuste ensuite le condensateur 97 de manière , d'abord à obtenir l'accrochage , puis à ramener l'indication du voltmètre à la valeur primitive J .
Les deux o oscillations excitantle détecteur 1 sont alors en quadra- ture ; or , l'une de ces oscillations , celle qui arrive Par le cadre 100 et le transformateur 102, présente par rap- port au rayonnement de l'amtenne 85 une différence de phase invariable ; l'autre , recueillie par le cade 101 , présente
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par rapport au rayonnement de l'antenne 95 une l.liL'l;'C;,0c; 8 pt!;ase réglable par la rotation de la oocine 103 : la ;1.'i:-. rence de phase entre les rajOl1;l:..lC;Jts, donc i'ori.: <..ai,>.: ci ; rayonnement global de 1'ense:..<1e aes deux ;.r:u::.iC.-'t t:.=.1:1'û dé- pen.d ainsi de la position angulaire .te cette o02i:F- ; 9 ,:c cte position peut être repérée par une ,;r<.üu üiot, faite unu fois pour toutes en ,zi.nuth5 .
Dans le récepteur sYlJc#o)i:::,ll; , , la fréquence commune aux oscillât tous recueilli js e.1 100 .=1 101 peut être abaissée par un ,1ê,1e h t0roJJne . Dos diStJOjiLifs btLaés sur le même principe per..:uttrc:ieot t loe Sjnclu'oLli ,:381' sur l'une quelconque d'entre elles , un 1101iÜJ1'e quelconque de stations tra,ns:aettrices . k, ircquonce [;1'o:;11'e, chacune de ceS' stations peut encore être contrôlée do la 1lJO i,"C.i1Íl'e en faisant interférer l'oscillation produite dans le cL-drc récepteur qui recueille séparéinent son réi."On,j(;,18,lt , avec une oscillation auxiliaire fournie par an ,;::u.r.te.i local situe au poste récepteur ; le synchronisme de aivsrsea st:4io:=.; , au lieu d'être réalisé par r&;90rG li l'oscillacion do l'une d'entre elles , l'est alors par rapport a l'oscil1e.tia, a'un même générateur local auxiliaire ;
ce qui revient Jvide.mcut
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au même . REVENDICATIONS
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1.. Procédé réalisant le S,ßl1CllI'O\Ü:li16 , c'c!:jt-Q-ùi1'e une différence de phase invariaole entre deux oscillations sinusoïdales , dont les amplitudes sont 6v,-,jtJelle,:.c.Jt t :.auu- laes ou variables , consistant à faire interférer ces û.GUX
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oscillations , à produire par cette interférence un courait
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ou voltage de basse fréquence , devenu'nt continu au ;3,';10;.1'ÜIJ1.:- me ,,'et dont l'intensité dépend de la dite différence de vase, et à commander par ce courant ou voltage la fréquence ,..l'un générateur contrôlant la fréquence de l'une dus deux oscilla-
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tions à synchroniser .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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SYNCHRONIZING DEVICE
The present invention describes: a process for achieving synchronism between oscillations; it further describes, by way of the applications of this method in which one of the so-called control oscillations forms part of a signal, the other being supplied by a generator of which or wishes to achieve synchronism by compared to the control oscillation.
Synchronisde corresponds here to the classic definition in use and in electrical engineering: the two oscillating
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! gifts to synchronize the one against bzz. the other being respectively: represented by S sin (27i3l t <J? s) and H sin (2TrFht + f 11) We propose to obtain that 1 angular difference r (27TFh t fPh) - (277p tt éJ ? s) remains at all times as constant as taossial; this being the case, the frequencies F e t. 2 h keep their mean values identical, and the difference between the phases: <fI ;;;: Ph - ris keeps a decerulinized value.
This 1'0sultL.t is obtained by a process of slaving.ae, it, such as 8ciL accidental error .6 \ f! Venal1t t to affect the deviation "" tJ ", ulaire momentarily modifies one of the d. 8 "1X frequencies 1 <'or Fh as many as necessary to restore the diff", ro, Jcc of the phases to its normal value ltl'. The practical realization of this slaving consists in causing the deas to interfere; bone-
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cillations in an organ such as this interference provides
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is a current of the foaerné: I J + k S cozy (1)
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o
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where J and k are constant; by e: xe.1ple, it is known that
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the interference of two oscillations in a detector produces a rectified current. capable of being represented by the expression above.
This current, or a resulting difference in potential, controls the frequency of a generator.
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of oscillations on which one of the two frequencies it or Fs depends. Therefore, as long as the phase difference corresponds to the desired value, it is a continuous current having an intensity of 4 ater, .iin; e, and the frequencies Fh Fs remain unchanged.
On the other hand, if an accidental error t1 affects the deviation a, ulwire, the coupling
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rant J changes value, so also the frequency of the generator controlled by this current, therefore also that of the two
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frequencies Fh or Fs depending on this generator; to fix the ideas, suppose that the error zi p aoi is positive, that is
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that is, the vector representing, the local oscillation
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H 'sin. 772. h t + Ph) have been advanced by relation to wu vector
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representing the control oscillation; -----------------
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the variation which, according to relation (1), this advance 'produced on the current J will modify the frequency of the controlled generator, so as to momentarily decrease the frequency Eh, or momentarily increase the frequency Fs;
this momentary correction has the effect of canceling the 'accidental' error.
This servo-control being based exclusively on the variation of the angle @, differs from the devices, sometimes wrongly called synchronis san ts, which bring into play the properties of the resonance curves, and which, consequently, are based on the variations of the frequencies Fh or Fs; these other devices only allow an approximate equalization of the frequencies, but they leave the angle @ undetermined. They have practical properties different from the servo method which is the subject of the present invention, and in particular they do not allow the same signals.
FIG. 1 shows an embodiment of the method, in which synchronism is obtained by slaving the frequency of the generator which provides the oscillation to be synchronized on the control oscillation.
The fibure shows the operation of the device shown in Figure 1.
Figure 3 represents the frequency of the control oscillation as a function of time, in the usual case where this frequency undergoes alterations of low amplitude but relatively rapid, superimposed on very slow alterations but of amplitude. more considerable.
Figure 4 shows how the device of Figure 1 can be modified to take into account the frequency variations shown in Figure 3.
FIG. 5 describes a variant in which the synchronism of the local generator is obtained by slaving the frequency of a heterodyne generator.
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The. Figure 6 rearàseii The l'.plic.tio27 .lu proct.:û0 to 18-
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synchronous reception of a signal.
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Figure 7 shows the same application to the ce) tiQ1
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synchronous telegraph signal which uses.;!; tower
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turn two oscillations of the same frequency ue Ql1: J "Stid op-
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asked.
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Figure S shows another application to a method of separately receiving two transmitted signals if :: iultaneously; on the same frequency but with different phases
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your.
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Figures 9, 10, 11, 1, describe another application
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tion of synchronous reception, realizing a new
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ceded selection and allowing a Better use of the tele signals.; raphiques tro.L1s (.lis by wire or Si; ..:, s -. 'il.
Figure 13 shows an application u. read. reception
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directed of radio wave signals.
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Figure 14 shows an application to the transmission
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Zion of directed radio waves.
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In figure 1, the grid of the 1 "" detector Llpe 1
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is simultaneously excited in S by the control oscillation
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S sin (2Tl'Fst + la) and in ii by the other oscillation H sin (2TfFht '+4> h) which has to be synchronized on the
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former ; this second oscillation is currently provided by a local generator.
By modulating one
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on the other hand, these two oscillations create in the plate circuit of the lamp 1 oscillations having the frequencies Ph Fs, Fh Fs; and a low frequency current J, of frequency Fh - 1? , likely to be e ", 1 ', -, S8:] ti by relation (1). The conde-naat" ,,, ir 3, which can be replaced
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by a low-pass filter, stops the oscillations of more
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high frequency ,, and let the current reach the breakage frequency J to resistor 4 and to milliwl1p0reü10tre 5.
The variations in potential created by this current in the distance 4 control the frequency specific to the generator 2;
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for example, the plate circuit of this generator is supplied by a conductor 6 connected to the socket 7. Under these conditions, the frequency Fh depends on the one hand on the setting of the capacitors 8, 9, and on the other hand on the instantaneous value of the current J. For each value of this current, there is therefore a certain capacitance C to be given to these capacitors, so that the frequency Fh is found to be equal to the control frequency Fs; the capacity.
VS
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d. must be between two limits 1 2 ', one corresponding to the limit current J + kS (oscillations in phase), and the other to the limit current Jo- kS (oscillations in opposition).
Figure 2 allows you to verify that the synchronism of the two oscillations is eased on the sole condition of setting the capacitors to a capacity between these limits.
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here. The current J corresponding to an angular deviation t If 'is represented by a segment 10, 12, sum of a segment 10, 11
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equal to the mean current Jo, and of a segment him, 12 projection onto a fixed vector S of a vector H of length k. S, making the angle µ / with the recede.
In accordance with the usual graphic figure, the vectors rotating with respect to each other with the angular velocity û TI '(F -9) show in relative position the two oscillations to be synchronized. Let us suppose to fix the ideas that the meaning of
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rotation, for Fh> F, or that of arrow 16; and that the servoing carried out by the conductor 6 does
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laughing the frequency Fh in the iieliie sense as the current; t J ', that is to say that both increase or decrease continuously.
For a particular value 0 of the tuning capacitors 8, 9, simply auppoaée between the limits Ci C2, the particular value of the current J realizing 1 'é.ga-', ity F h = F is represented by a certain segment 10 , 12 between the limits 10, 13 (Joz + kS) corresponding ..
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to the limited capacity a, and 10, 14 (J - 1; S) corrcsjonl 'to the other before â T cé: <. chip limit C2.
The vector -.1 sot;:; '01 1,> "<.; e itself at the position shown in the figure, so that
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realize with the representative vector S the difference use phase 1 / for which its projection "(.3. cos µ / is equal to 11, 1; suppose in fact that an accidental cause &,! l \ Ól1e the vector H in the posi tion li ', for which 1'-, cJ.i.fIcl'0ll.J'-' of the phases undergone a positive error ¯ @; the current J takes the value 10.15, lower than the previous one 10, the;
as a result of the servoing carried out by the driver 6,
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the frequency Fh becomes less than È1. is, the vector il 'starts to rotate with respect to the vector S in the opposite direction to the arrow 16, and it returns to the position H for which the two frequencies are again equalized. Lc,:; 3: the reasoning which can be repeated for any other erroneous position of the vector H ', shows that the vector H occupies a stable equilibrium position, for which the
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two frequencies Fh and t Fs are equal, and 11 allúle r invariably. The synchronism therefore maintains itself.
The synchronism is adjusted as follows
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before we proceed to this rule 8: e, the frequencies Fll and Fs differ sufficiently t so that the differential frequency Fh - Fs specific to the term l: .S. cos - 'of the coūc..t t, T l1e can actuate the milliamperemeter 5; this milliamperemeter therefore marks the mean current J, which we denote.
We then adjust the tuning capacitor 8, then the extra 9,
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in order to best equalize the frequencies Fs and F, 11; in this operation we are guided by the acoustic beats
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heard in a telephone (50 in figure ù); in the daytime and as one gets closer to the chord, these beats become more and more low until they cease to be
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be audible.
We thus reach a cap2.ci tb J included between the limits Cl C, and the synchronism is attenuated oruaquemei <. : we can see that the needle of mil1.iam-
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permeter jumps to a certain value J, generally different from J, but between Jo + kS and J - kS.
The current J then obeys the operation of the boost capacitor 9, each particular value of the capacitor C henceforth requiring a particular value of the current J and of the phase difference @, to maintain the equality Fh = Fs; '' The best setting of capacitor 9 is that for which the current J takes up the mean value J; the two oscillations are then in quadrature on the grid of the detector lamp 1, and it is easy to realize that the synchronism is then the more stable .
The frequency Fs of the control oscillation is never mathematically constant; if for example this oscillation is the carrier of a signal transmitted by Hertzian waves, its frequency represented by the sinuous curve 17 of FIG. 3,, is generally affected by a very slow variation but liable to reach a significant value (fs) 1 at the end of an extended time interval T1 T2; this . slow variation results, for example, from the instability of the supply sources, or even from temperature differences if the master oscillator of the transmitting station is quartz. To this slow variation, are superimposed, following modifications in the path of the waves, more rapid variations capable of reaching a certain amplitude (fs) 2.
For the synchronism of local generator 2 (figure 1) to be preserved, the frequency Fh of this generator must automatically follow the set (fs) 1 + (fs) 2 of the variations undergone by the frequency of Fs control; the capacitance C of the tuning capacitors 8, 9, remaining invariable, this variation of the frequency Fh obtained by the variation imparted to the potential of the servo conductor 6, by the variations of the current J in the resistor 4;
as and
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measure that the frequency Fs deviates from the value it
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had during the initial setting, we see 1 to, ..; i 18 1.iiL.li.-. > Jl- reset the current J gradually deviating from 1'- value
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mean J, which proves that the phase difference c 'ô- gradually map from the value ovti.:u;t' j / ::::
7T for the-
2 which the two oscillations were in quadrature. I der-
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adjustment may continue until 1 variation (f $) 1 + (f) undergone by the frequency at this control reaches s 1 s 2 the limit correction + fn than the extreme variation + KS of the
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current J can print at the frequency .'h of the generator). éC..1r. ::. at this instant, the two oscillations exciting the 1; ';' ", - 01 .; 1 would appear in phase or in opposition, and the 5..11C:, 'll'OlJÍ ... e would be suddenly destroyed. , 1: Read it is not possible (let you the difference of the phases thus reach an error of 90 degrees; in most of the al! I! Licalio: 1.3, this error should be liuii ted to about fifteen degrees for example ;
this fixes at about + kS the variavion ad., iise for the cou-
4 rant J, in service, and at about ¯ fh la,; or-
4 frequency rection carried out by the servo driver 6. This condition determines the choice of resistance
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ce 4 and the construction of the generator .'3: if, pe1dal1G the time interval T1 T2 during which it is desired that the re-
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This sensor works without having to modify its resolution:; e, fe (fs) 1 t (fs> 2 represents the total vari, -, - tiotJ liable to affect the control frequency Fs, the eneracer must be built so that the variation in voltage undergone, by the servo conductor J, if the current J varied by + kS in the resistor 4, modifies the frequency 2h by a quantity fh appreciably t Jole Li to, i.
The second element of the construction is the time constant of the circuit formed by the capacitor 3 and the resistor 4, or the bandwidth of the low pass filter which possibly replaces the capacitor 3. It is shown that this
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circuit 3, 4 must let through without appreciable phase shift the currents whose frequencies are between zero and a limit at least equal to fs. The capacitance of capacitor 3 must therefore, in association with resistor 4, realize
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Use a time constant less than 1.
But 2 Tr f on the other hand, the conservation of synchronism - - is all the better guaranteed against disturbances (atmospheric, industrial, etc.) which, particularly in the reception of radio waves, often accompany the oscillation of check that the time constant of circuit 3, 4 is greater. It is therefore necessary to reduce as far as possible the variations fs undergone by the control frequency, or to correct them automatically.
Three means can be used for this purpose:
The first, which is always advisable, consists in stabilizing the transmitter's oscillation generators as much as possible.
The second means consists in retouching more frequently the adjustment of the tuning capacitors 8, 9 of the synchronous local generator, so as to bring the current J to the optimum value Jo; this means, which amounts to bringing the instants T1 T together (FIG. 3), obviously limits the amplitude (fs) 1 reached by the slow variations in the time interval s T1 T2.
The third way consists in replacing this manual retouching by an automatic retouching giving the same result.
For this purpose (FIG. 4), the frequency Fh of the generator 2 is controlled by two independent controls from one another. One of these controls comprises elements 3, 4, 6, 7, already shown in figure 1, but - the slow variations (f) undergone by the control frequency F s1
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being corrected apart from C01111ilG il serz, eā o .. this prc, .. ir control 'is exclusively established for 1 ",:.; vC; .l'ic, iotJlJ the fastest (f);; consequently, the v "i: .tion e;
tl'0J.es 2 fh likely to be 1 <: ipri <: iJe à la l'rryae.ce FÎl du 0c, {J.:; r:; ..- tor 2 by the conductor- ô, s we left 18 lessons ...! t J]) :: .. 3- put in resistor 4 the value. Average Jo i 1 '-1 :: e of the values extre: nea Jo - kS, is iis; the f) c;, r conscruc' uion to a value substantially 0Lale to 4 (f J.; and the eous .n te
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of teiaps of circuit t 3, 4 reaches the value 1¯. ¯- 1 rTl (f =), greater than allowed by the signal to - ---- 11 -.- "- receive.
On the other hand, the slow variations (fs) 1 are subject to an independent correction, not obeying the fast variations (f); for this purpose, a relay 1 has two windings; a main winding 18 traveled
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by the current J, a winding e, uxiliu, ire 19 in l (;;; lJel the current is regulated by a rueostat; 30 so that 1 ', - ,, 1', 110.- ture of the relay is in equilibrium w mid-dietajce of contacts 22,23, when the current J 1é; ns the main aooinae has the average value Jo 'Contacts J <:
,?, are connected to two polarization sockets 24, 2o, so ejae, when the armature comes to bear on one of these contacts, the cono-ensator 27. is charged more or less negatively through a resist
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high tance 26. The time constant of the set .'i6, 27 is chosen in consideration, at least several tens of seconds. The capacitor 27 serves as a source of bias for the grid of the lamp 38, and thus controls the internal resistance specific to the plate circuit of this lamp.
I cir-
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cooked is itself coupled by the coiiue.; 9 to the inductance 30 of the generator 2; it follows that the frequency Fh is controlled by the variations in potential imparted by the
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relay 2l to capacitor 27.
The operation is t the knowledgeable; the servo driver 8 forces:, as we
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have seen it, the frequency Fh of generator 2 to follow the variations f = (f) + (f) undergone by the control frequency sl s2 le F; this results in a variation of the current J which tends to deviate little by little from the optimum value J; as soon as this deviation becomes appreciable, the armature of the relay comes to bear on one of the contacts;: 2 or 23, and modifies the charge of the capacitor 27, as well as the frequency Fh.
This frequency variation causes the representative vector H (FIG. 2) to rotate in the appropriate direction (this direction being obtained by crossing, if necessary, the connections which connect the pads 22, 23 to the sockets 24, 25,) and brought it back to the optimum position H; o current J takes a value closer to J; the armature of the relay returns to equilibrium between the contacts; the capacitor 27, the circuit of which is open, retains the new charge acquired until a more accentuated variation of the control frequency Fs again requires the intervention of the relay.
At each of these Interventions, everything takes place as if the setting of generator 2 underwent a permanent modification, in the same way as if we retouch the tuning capacitors 8, 9, owing to the high time constant of as a whole 36, 27, this additional control does not have time to operate for the small relatively rapid variations (fs) 2 shown in FIG. 3.
The initial synchronism adjustment is carried out as it has been explained in Figures 1 and 2; to achieve this, the relay is temporarily switched off by placing the inverter 31 on the pad 32 connected to a socket 33 whose voltage is intermediate between those of the sockets 24, 25 When, after a time of prolonged service, the slow variations (fs) 1 have reached a value such that the potential of the capacitor 27 arrives in the vicinity of the limit potentials 24, 25, this is detected by the milli-ammeter 34; it is then necessary to retouch by hand the setting of the capacitors
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8, 9, by temporarily placing the inverter 31 on the stud 32.
FIG. 5 represents a variant in which the servoing effecting the synchronization acts, not on the frequency Fh of the synchronous generator, but on the frequency Fs acquired by the control oscillation in the detector 1 where it interferes with. synchronous oscillation.
To this end, the frequency F specific to this control oscillation, as it is collected at S, is modified by interference, in a first detector 35, with the oscillation of frequency F1 supplied by a heterodyne generator 36; this change in frequency has the effect of giving the control frequency Fs, in the circuits subsequent to the lamp 35, one of the frequencies Fo + F1 or Fo - F1. By building up the frequency F1 of the heterodyne, we therefore act on the new frequency acquired by the control oscillation.
Consequently, instead of controlling the frequency Fh of the synchronous generator 2 by the servo conductor t 3, it is possible to control the frequency F1 of the heterodyne 36 in the same way. The operation is the same as before because the setting in synchronism consisting in fixing the relative position of two vectors H and S (figure 2), it does not matter whether one acts on the vector H to maintain it the desired phase with respect to the vector S, or vice versa.
In this new method of synchronism, the generators. rooms such as 2 or 36, the frequency of which is controlled by the variation of the interference current J, are not necessary for tube oscillators; it is possible to use an alternator driven by an electric motor, the excitation of which depends totally or partially on the current J. current therefore controls the speed of the engine and the frequency of the alternator.
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The technique provides several other ways of deciding, -reading from the interference of two oscillations a current
J capable of being represented by relation (1); for example, these two oscillations can respectively actuate two distinct control electrodes, the grid and the plate, or else two grids, of the same lamp working in a suitable region of its characteristics.
This synchronization process can be advantageously applied to the reception of signals by wire or by microwave. Figure 6 describes a receiver of this system. The antenna 37 receives the oscillations which make up the signal, which can be transmitted. 'any type, for example, will be a telegraph signal formed by an oscillation interrupted and restored by manipulation, or a telephone signal comprising a carrier or pilot oscillation superimposed on useful oscillations distributed either in two symmetrical side bands of the carrier, or in a single band. The receiver firstly comprises the usual resonator or filter members 38; amplifier stages 39, 40; heterodyne 41 possibly lowering the frequency.
The signal then actuates, via the connections 42, 43, two detectors 1, 44, simultaneously excited on the other hand by the conductor 45 connected to the local synchronous generator 2. The detector 1 is, as above, specially assigned to establish the synchronization between the local oscillation and the control oscillation, which is the carrier or pilot oscillation of the signal; the detector 44 is assigned to the reception proper.
It is ensured that, when the control oscillation and the local oscillation are in quadrature on the gate of the detector 1, they are in phase or in opposition on the gate of the detector 44; for this purpose, the plate circuit of the amplifying lamp 40 may include an assembly
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46, 47, 48, permanently adjusted so that the phase at si, jl ', 1 in the conductor 4j is in quadrature with its phase in the conductor 43;
instead of u :: mscr thus the sī1ii ,, 1, we could still replace the single conductor 45 by two derivations traversed by two local oscillations in quadrature with respect to one another. The synchronism is held by the devices described 1, 3, 4, 5, 3, 7, in such a way that the oscillations S and H exciting the detector 1 are
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in quadrature; the oscillations exci as the decector 4-, are therefore automatically in phase or in opposition.
By su, ite, the plate circuit of the detector 44 is the seat of a direct current J1 due to the modulation of the carrier or pilot oscillation by the local oscillation, and of low frequency currents which exactly reproduce tet @vec the
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maximum possible signaling intensity (t10.J [cl) b, i- que or other) from station 1-i'ettrice. These broken-frequency currents pass through the case-pass filter 49, the bandwidth of which is suitable for this signaling; then they
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activate by the usual procedures the ,, rc: it indicator 50 connected to the terhunales horns 73.
If a telegraph signal is received, transformer 59 is replaced by another suitable mode of connection. For the correct functioning of the synchronism, it is useful to provide a device which automatically adjusts the sensitivity of the receiver according to the variations in signal intensity produced by the fading; for example, the coil of a relay 51 has traveled
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by the current Jl due to the interference, in the u8tecteur 44, of the carrier oscillation with the local oscillation in phase:
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if the intensity of the signal comes to increase, it is equal to: same for the current J; the frame 52 comes to bear on the
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pad 53 connected to the most nejzttive polarization socket 5;
the capacitor 55, on which the polarization and the sensitivity of the amplifier line 39 depend, charges more negatively through the resistor 56; the se) sibiii ty of the receiver
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decreases until the current J1 returns to the normal value for which the armature 52 leaves contact 53. If on the contrary the intensity of the signal decreases, it is the same for the current J; the frame 52 comes to bear on the contact,
57 and performs the inverse correction of the previous one. The rheostat 58 makes it possible to adjust the value of the current J1 for la-. which the armature of the relay switches from one contact to the other.
When the signal has only one sideband, it would in principle be unnecessary, to ensure its reception, to provide an additional detector 44 in which the carrier is phased with the local oscillation; but this phasing remains useful to supply the current J1 necessary for the automatic correction of the fading. If the synchronization of the local generator is carried out on a pilot oscillation of a frequency different from the carrier, the frequency Fh of the local oscillation must then be modified by a heterodyne generator, in order to be able to ensure reception.
The advantages of this synchronous reception system are known from the theoretical work prior to the present invention. The freely damped oscillations produced in the receiver by the aperiodic disturbances, the phase of which happens to be in quadrature in the lamp 44 with that of the local oscillation, are automatically eliminated; consequently, the number of disturbances is on average halved, which gives the signal the same relative protection as if the transmitted power were doubled.
The detection, provided in the lamp 44 by a local oscillation much more intense than the carrier, is made linear (which improves the quality of hearing) and its. sensitivity becomes independent of fading. The filters such as 49 arranged in the low frequency circuits of the receiver acquire the same selective properties as those usually provided in the circuits.
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cui ts preceding the detection.
This reception system is
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the only one which allows ue to receive inâiï'frc ", ant t lc: 8 ùi;, i: =: i1: telegraphic, and telephone signals 1+ a 0", ..s.,. u a:; lateral bands, with weakened carrier or lt ', ",: j C.;,. 18 normal.
The circuit 5, 4, which ensures the maintenance an sjn- chronism on the carrier or pilot oscillation, has a con-
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time much greater than that of the filter 49 which ensures the proper reception of the oscille.lic,? s utilu :::; contained in the lateral Dandes; one little endowments ... i'f '"i0lir appreciably the amplitude of the oscillation' tjorteuse or pilot while obtaining that the synchronisw8 is protected against atmospheric disturbances, or other, as long as these do not hearing or recording it
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very impossiol.jS;
this weakening of the carrier oscillation improves, as is known, the utilization of the transmitted power.
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Figure 7 shows the application of the synchronous r.-.cc:,- t ion to a signal t,: l ...; ro ..; lliCJ. '.. 1G in the;: q' ,, ( : 1 the intervals or silences of the manipulation are transmitted by an oscillation S sin 2ÒF t, and the points or lines s
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by an oscillation Sl sin (i1 / .J! 'st -7r) of different amplitude, of the same frequency, and of opposite phase. The inequality of the amplitudes S S1 ensures the preponderance of one of the
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oscillations, S sin 27-rF $ t for example, and, ôrÙce to the high time constant of circuit 3, 4, allows it to synchronize the local generator to provide the auxiliary oscillation H sin 2ÒFs t.
The modulation of the signal by this
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local oscillation, in 1 # leJ .. ;; e 44 (figure <3) transforms the oscillation which constitutes -The intervals or silence :: into a direct current Jo + kS (because 0 / == 0), and oscilla-
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tion which constitutes the points or lines in a current t continuous U Jo kSl (C éàT 9 = 1T); the current which actuates the 1 recording relay therefore varies by the quantity 1 <(E + z),
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whereas it would vary only by kS with an ordinary signal; in amplitude, the relative value of the gain. realized is S + Si and can be made almost equal to 2.
On the contrary, the signals of FIG. 7 would give a very poor recording with ordinary receivers.
Another application of this method of synchronism is the simultaneous reception of two signals whose carrier oscillations have the same frequency and different phases. These signals will, for example, be of the type with carrier oscillation and two symmetrical sidebands usually used in wireless telephony. The two carrier oscillations of the same frequency represented by the vectors Si 3 (FIG. 8) are in fact equivalent to a single oscillation represented by the resulting vector S;
they therefore make it possible to synchronize the local generator of the reception as has been explained, by means of a local oscillation H supplied by this generator and preferably in quadrature with S. Using phase shifters, several embodiments of which are known, one then deduces from this synchronous generator two other distinct auxiliary oscillations H1 H2 respectively in quadrature with the carrier oscillations S1S2. Under these conditions the oscillation to the iliary H1 makes it possible to receive in a. first receiver the signal 3 and eliminate the signal S2; likewise, the auxiliary oscillation H makes it possible to receive signal 3 in a second receiver and to eliminate signal S1.
Another application of this method of synchronism is in a telegraphic transmission and reception system which has important advantages over ordinary systems in terms of the selection and use of the transmitted power.
To the transmitting station, which has as many generators and possibly antennas as there are signals to be transmitted simultaneously,
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i.:J ..! "c'i 11 'u -, C this new system consists in attributing / des irquu.; c & .j F; F J1; 1!' + <f ... i +.: lf * .. û.I 1 i'c: rv <, 1 ue 1 '.in> ii S --0 S - the other of the, ae.ue quantity fo OR: The one utult-ijie lJ LL: the ae this quantity. On the other hand, the alphabet of each ijn .1 is constituted by dots or rests having a ..: ê <ie duration T equal to 1 or an integer multiple of 1; p <.: 1 'i:.: e .., #. 1c, if the duration - 7:' of the points is equal to ¯ "¯ second, the .LÍJ.-". '- ;; 1 "';" GC fo 50 between frequencies will be 50 periods.
Such a;: 1.;, Ii;, eei, which is for example that of 3 * jjt, can, C.; .. hJ i to ¯, ¯i known, be realized through ae., Isn ' : iinL :: U'3 turns whose sectors de-ieurent C: 1J: o, ii;: ci c -r:, (,;, 3 o ..- fixed leaves during intervals ae Lc; "'t- , G:, ;; ... li t. ..L¯, rotary distributors assigned to the .. UEsion of the various signals are invo, ri ,,,. Î.) Le, I1c: J t cal. .s some p..r r8 .., Ol'G,. ,, 1: -; c: a- tres. To satisfy these various conditions, it Hjffit t to involve by the same violating tree all the uisc1 'rotary iu- tors, as well as 18. filachine ue bú, G ±: 8 i'ri', U2: 1 "; (; therefore depend the differences f, 2f o ... nif, ... r, .1 is ;: between o the signal frequencies.
By con qUOl1 t,,. the transmitting station, the te..lps is found aivisc (= '1 = aie T) in intervals tlta, t, t3, t3t4 .... les l: lêl <lGS for ious 1,, 0 si- - r- 3 o gnals, each of these signals using these 1 .; ter-v: .lJ.: oe> <,;: 1 placing dots or rests there, following t ,, :: cc ii> 1; telegrams to be sent. At the receiving station, the terminal part of each of the receivers recording one 0. <... these signals, for example the one whose frequency is t. Li's is schematically represented by figure 10, followed 1 * in figure 6; it is connected to it via the detector 44, in which the signal S sin: 2] TJ! ' t arriving via conductor 43 is modulated by local oscillation Il si 1 2 v F t, synchronous and in phase, arriving via conductor 45.
The low-pass filter 49 is established for l, =, s frequencies specific to signaling; it is known that lc ..; "lal1i, JLÜ <... tioLl
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a sustained oscillation of frequency Fs, by points and silences of duration @ 1 / f superimposes on the fundamental frequency Fs harmonics of which the most important are F + 0.5 f; F + 1.5 f;
F + 2.5 f; the modulation s- o s- o s- o of these various oscillations by the local oscillation
H sin 2ÒF t of the receiver creates in the plate circuit of s the lamp 44 currents the frequency of which ranges from practically zero to 2.5 f; the condition of receiving these currents determines the bandwidth of filter 49, and shows that on its own, this filter would be incapable of protecting the signal to be received against the other signals simultaneously transmitted on the frequencies. neighbors of Fs; if this filter alone provided the selection, which is the case with an ordinary receiver, the interval .. left between the frequencies should be at least equal to 5f, that is to say 5 times greater. than the one currently used.
The whole of the signal to be received, the frequency of which is F, and of the other signals s to be eliminated, the frequencies of which are close to Fs' is transmitted by the resistor 60 to the next lamp 61. The lacquer circuit of this lamp comprises a resistor 62 that a bipolar inverter 63, 64 places in parallel with one or the other of the capacitors 65, 66, having the. same capacity; we give the time constant of sets 62, 65 and 62,
66 a high value, 10 T for example, compared to the duration T, of the points of the signal - The inverter 63, 64 is in reality a rotary distributor retaining an invariable timing, with respect to those of the transmitting station ;
this result can, as in the Baudot system, be obtained by points specially emitted for this purpose (synchronism tops) '! at regular intervals ; the distributors of the transmitting stations being linked together, these tops are common to. all signals simultaneous. The inverter 63, 4 is reversed
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at times tlt2t;} 1 Consequently, the capacitor 65 accumulates during, the in tervallcs of te, .. #> s tl t, t3t4 ... the quantities of electricity produced lLi .... s the circuit of plate of 1 # la;: # yc 5i pJ.r the peppers of xi ,, ii>: 1 possibly transuis pendt'j !. these intervals of tC ': lJ3;
and during the intervals co; fiplô:.: eii t: .ii% is t, .t¯, t ,, t .... the quantities of electricity which have just been G.cc1: .l'Jles in this condensatear is atc: cr.rent in the (; re:; 'i recorder 67 that they operate; the capacitor at ::;': 3GU-
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sure
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re thus receiving a point or silcnce / Ùix. Capacitor 66 does the proper work for the points or rests transmitted during the other series of intervailes? t 3, t4tô The plug 68 is previously placed c.4e so as to be at the same; the potential that the, sr, oae of the resistor 62, before this one goes c su:, i se è :. .l: '; xīn: -. 'a # 1; switch 69 and the "lilliwü9c; re :: l <.Jcre 70 PCl \ ,; (; t; l;"; I1G a ': ;;, -. keep this setting.
The function "'1t is explained contae sui t
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either: sin 37TF /S.sin 277F .if +) /, CS sin 2 -nFs ti, u3 t'-i and t 1 131 siii 2TT 7s- + 11-f 0t + 15)] ttii 3 "- <} ; '2 #' "'
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the points belonging to signal 1; receive and has 1 ';;: 1 of the other signals to be eliminated, during an interval of t4,.: ps t3'4.
Their modulation by the local oscillation 4a receiver H sin 2 Ti rs t, synchronous and in phase with the sin <.. 1 a rece-
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see, produced in the plate circui t of 1, .-. es; 1'1, êl of the respective useful o'ourants proportional to. :
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rkSJ t 4 and t [ks 1 cos (2 m7Tf t t + 1))} t tel
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The first is; (figure 11) a direct current 103 of hardness = 1 the second (azure 12) is an alternating current 107 which executes during the interval ue, ¯: as 1 u tii an integer number of periods; because 2 il7Tf 0 z4 't3)' - 2ïi TT.
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As a result of the high time constant of the assembly
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62, 65 or 62, 66, the quantities of electricity supplied by
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these currents accumulate entirely in that of the capacitors 65 or 36 which the inverter 63, 64 connects to. the resistance 62 during the time interval t3t4 envisaged.
The direct current 106 produced by the signal to be received stores in the capacitor a quantity of electricity which increases in proportion to the time following the line 71 and which at the instant t4 reaches the value Qs = kS @. The sinusoidal current 107 produced by the interference supplies as a function of time a quantity of electricity represented by a curve such as 72 which vanishes at the instant t4, because # cos (2mÒfot @@) dt = 0 .
At the instant t4, the inverter 63,64 connects the capacitor to the relay 67; quantity of electricity Qs resulting from the signal discharges along curve 73, producing a useful current which actuates the relay; on the other hand, interference giving rise to no current is eliminated, whatever the value of the integer m.
It therefore appears that this communication system makes it possible to simultaneously transmit and receive separately signals whose frequencies are at least .5 times closer to each other than in systems within a frequency band of determined width. usual; / a number of signals 5 times greater can be used. A second advantage of this new communication system is that the quantity of electricity accumulated in capacitors 65 or 66 under the action of each point of the signal whose duration is T corresponds to the full use of the 2 Fs @ alternations which follow one another during this point;
it is shown, taking into account the other advantages inherent in synchronous reception, that this system provides the signal, against aperiodic disturbances, the same protection as if, in an ordinary transmission and reception system, the power was multiplied. transmitted by about 40. A third advantage results from the better use of the recording relay, which signals and disturbances cause to work in the same way, through the inter-
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medial of 1L discharge 0. ':) 11 capacitor: aaft "r <:. nspeeds of L-naiii plilc, ti o: this results in a very 18 silent protection s.1t! Ql- me'n. ipoz.liiii te.
An application of this <, Jrocl ,, 1.1, - ,, 8 C'c7 '.. ¯ll'ottlW, the is to allow 1 [- :, rúcGlJtiol1 âiuie .un 8i, 011-.1 in super- posan '4 siraple;, ien in a single device record' low frequency currents respcctiv1ent 4ro.; ics p ..:% the synchronous reception of this laê, ls iït.l. ,, :: x lÜU'3L ;.!: '3 rc, :: - ots located at e :, l'pL.ce :: 16.ts diîi'4x ;;, ots, Lé. : 4'i;, uc 10 illustrates this application in the CUJ 0.e e: 51 recceur if killed in the enplccec; lea ts 7il, 75 don the distance is t JJ Jha-
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any of these receptors can be constructed known to indicate
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figure ô; it is ràle ipar; 1; iieii co: a;, re if it ensures t
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only signal reception; terminals tcr .., Ül1 ... 1èG 7 (# '1- Part. gure 6) of each of them / (figure 12) a 1ine' 1 or? 8; which activates a lead indicator 79.
In receiver 74, consider the signal to receive 3 sin .77Î1 't from t a! , s the direction o /, and a parasitic oscillation W.01'0 Pe - ft sin (27TF t.;. P) of phè, .8e <fp any due to shock, on the receiver circuits tuned to the if, -, 11, .l of a disturbance coming from the: iixection / 3, The synchronous local oscillation H sin 1 5F s in phase with the zijn; # 1 dCi.i1s the detector lamp 4à (fiGure 6) transforms the sil1d in a current whose useful part is 1LS (relation 1), and the disturbing acillation in a harmful current: kupe t cos cp; these two currents feed read. li, ne "1 '/.
To designating: the wavelength which corresponds to the frequency Fa 'the signal and the disturbance become respectively in the receiver 75: S - / - lF-r.2TT ,,. Of PE:' E 2tTF + C ;. 1T, ",. 3 modulated for the synchronous local oscillation H sin (2TT Fa t + 2fi D At sin 0 \) of this second receiver, they supply the currents kS and kie - Et, 2 ìÎ> F - sn q)), which feed
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line 78.
The addition of these currents in the indicator device 79 gives for the signal a useful current 2kS, and for the disturbance a harmful current 2k p ¯ - 77 - <77 ---- The disturbance is therefore weakened, relative to the signal, by two coefficients 1 one and the other less than 1; le ,, (coefficient cos [cf + TT..1L ((sin µ - sin 0 <means that the disturbances whose pn; .. p satisfies the condition ep + 7T- (sin (3 - sin q) = : .1. 2 are automatically eliminated by synchronous reception; this is the result already reported, according to which this reception mode reduces the number of disturbances on average by half.
The other coefficient = cos rr1- l 'sin / 3 - sino () is the equation of the directivity diagram which results from the combination of the two receivers: interference and disturbances are eliminated when their direction // 3 satisfies t to the condition: qq¯j¯¯ (sin (? - sinc 77 In fact, this result is the same as that which one would obtain in an ordinary directed aerial whose constituent elements would make have killed at places 74, 75; by multiplying the number of receivers, it is possible to achieve all the combinations obtained with the most perfected aerials. But this new process allows several practical advantages through synchronous reception:
directivity is obtained automatically, by the simple fact; that each receiver is maneuvered so as to achieve a synchronous local oscillation of the signal; when the signal changes direction, the directivity diagram of all the receivers is automatically oriented so as to achieve maximum sensitivity in this direction;
whereas the constituent elements of an ordinary directed aerial are associated by bulky, complicated and difficult to adjust links, traversed by high frequency currents (which requires the possession of the land of length D),
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6th variation causes effective:. slow variation: '. C1tO;, Ii.J.i- q u e ÔJ of current J; for rg .J this evi; i 'i; ,, i 1 o 1> ± J has the required value, expires t so many br: "duer directly in [1' '': '1-1 <-) ,; 0 <':, an oscillograph supplied by the current J, it cuffit' ... judging by trial and error the socket 7 at a point aonvetz.l read along resistor 4, which becomes a potentiometer; the r. ; c.: L: .e of this potentiometer in fact modifies the servo-control carried out by driver 6.
The oscillograph placed in a row with milli-ammeter 5 then indicates the v <.iiatzou :: of 1w ,, - 'r C, FJ2 F as a function of time. s
In figure 1, the control oscillation arriving
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in S can be supplied for a master oscillator st8.ch: bu not very powerful, with quartz by e; e..yle, which synchronizes a second generator 2 whose power can be c0l1siJ.0rc ,, leul '.: l1 higher.
Figure 18 shows an application of the method allowing
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so much to. using a single connecting conductor Dors, 1. "a low continuous potential, ùe synchronize <.leu :: rrn stations: independent transmitters, and ù.'éto, .clir 2. will between 1. ; '> i's radiated oscillations the difference in ph:., is necessary, day to direct the whole of the radiation in a privileged direction.
For each station, only the essential organs were reproduced. a master oscillator 80 or 90, the capacitor 81 or 91 of which makes it possible to adjust the frequency; a
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lamp 82 or 92 in which the oscillation of high fr <'lL1ejcQ and modulated by] The telephone, telegraph, or other frequency currents arriving from the exchange via lines 83, 84;
93, 94; the aerial transmitter 85 or 95. When the stations transmit two separate signals, the inverter 96 is placed on the pad 99 connected to the filament, and the inverter 88 is placed in the position 87 so as to connect the lines 83, 84. When
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the stations work in parallel due ia: jon to transmit the same signal, received from the exchange by 1 ;, li ,, ne4, the .àc: u ,, t
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inverters occupy positions 88, 98 opposite to the previous ones. The assembly then operates as follows: a synchronizing receiving station, suitably placed with respect to the two transmitters, comprises two directed antennas 100, 101, for example two frames;
the frame 100 receives through the ether the radiation of the aerial 85 alone, the frame 101 receives that of the aerial 95 alone. The oscillations induced at 100 and 101 simultaneously actuate the detector lamp 1, but in such a way that the phase of one of the oscillations can, between the frame 101 and this detector, rotate at will by any angle; for example, the oscillation collected by the frame 100 being transmitted "to the detector by the transformer 102, that collected by the frame 101 is transmitted by a coil 103 rotating in the field of games other orthogonal coils 104, 105, traversed by currents in quadrature, this dephaser system is well known.
The capacitor 3 and the resistance 4 traversed by the synchronizing current t J are the same as in FIG. 1; the pri is supplied to the conductor 6 which controls the: frequency of the master oscillator 90. The synchronization maneuver is that already explained: as long as the auxiliary capacitor 97 is not definitively adjusted, the beats produced in the detector 1 by the interference of the oscillations have a frequency too high to act on the frequency. control voltmeter 89; we then read the indication Jo of this voltmeter; the capacitor 97 is then adjusted so as first to obtain the locking, then to bring the indication of the voltmeter back to the primitive value J.
The two oscillations exciting detector 1 are then in quadrature; now, one of these oscillations, that which arrives through the frame 100 and the transformer 102, presents with respect to the radiation from the antenna 85 an invariable phase difference; the other, collected by cade 101, presents
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compared to the radiation of the antenna 95 a l.liL'l; 'C;, 0c; 8 pt!; Ase adjustable by the rotation of oocin 103: la; 1.'i: -. phase sequence between the rajOl1; l: .. lC; Jts, so i'ori .: <.. ai,> .: ci; global radiation of 1'ense: .. <1e aes deux; .r: u ::. iC .- 'tt:. =. 1: 1'û thus depends on the angular position .te this o02i: F-; 9,: this position can be identified by a,; r <.üu üiot, done once and for all in, zi.nuth5.
In the receiver sYlJc # o) i :::, ll; ,, the frequency common to the oscillate all collected js e.1 100. = 1 101 can be lowered by a, 1ê, 1e h t0roJJne. Back diStJOjiLifs built on the same principle per ..: uttrc: ieot t loe Sjnclu'oLli,: 381 'on any one of them, any 1101iÜJ1'e of tra, ns: aettrices stations. k, ircquonce [; 1'o:; 11'e, each of these stations can still be controlled from the 1lJO i, "C.i1Íl'e by interfering with the oscillation produced in the receiver cL-drc which collects separately its rei. "On, j (;, 18, lt, with an auxiliary oscillation provided per year,; :: urte.i local located at the receiving station; the synchronism of aivsrsea st: 4io: = .;, instead of be achieved by r &; 90rG li the oscillacion of one of them, is then compared to the oscil1e.tia, to a same local auxiliary generator;
what comes Jvide.mcut
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the same . CLAIMS
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1 .. Process carrying out the S, ßl1CllI'O \ Ü: li16, c'c!: Jt-Q-ùi1'e an invariable phase difference between two sinusoidal oscillations, the amplitudes of which are 6v, -, jtJelle,:. c.Jt t: .auu- laes or variables, consisting in interfering with these û.GUX
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oscillations, to be produced by this interference a
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or low frequency voltage, becoming continuous at; 3, '; 10; .1'ÜIJ1.: - me ,,' and whose intensity depends on the said difference in ground level, and to be controlled by this current or voltage frequency, .. one generator controlling the frequency of one due two oscillating
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tions to synchronize.
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