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" Procède et dispositif de transformation de gammes de fréquences ".
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L'invention concerne des procédés et des dispos sitifs de transformation d'une zone ou gamme de fréquences électriques en une deuxième gamme plus étroite de fréquen- ces électriques; de façon que la deugième gamme soit une reproduetion de @@ la première et puisseêtre appliquée au ¯,;Lieu de cette premier gamme dans un but approprié quel- conque En outre l'invention concerne la retransformation de la deuxième gamme de Séquences en une ganme de fré-. quences plus étendues' par exemple la gamme primitive.
Dans les procédés connus de transmission des sons par des moyens électriques on a utilisé une garnme de fréquences électriques dont chaque fréquence indivi- du elle correspond exactement à la fréquence connexe du son,
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c'est-à-dire que si un son est composé de quatre fréquen- ces différentes il sera représenté par c;uatre fréquences électriques égales chacune à la fréquence primitive du son. Dansdifférents domaines d' applications, par exemple dans la transmission électrique du son, ainsi que dans l'enregistrement et la reproduction électriques du son, on rencontre de grandes difficultés dues au fait que la gam- me des fréquences acoustiques audibles est très grande ;
elle embrasse les fréquences d'environ 20 vibrations par seconde , jusqu'à environ 20.000 vibrations par seconde, e' est-à-dire 10 octaves. Ceci entraîne de grandes difficultés dans la téléphonie sans fil ou par fil, dans les machines parlantes , µ etc,,* Par exemple ,' sur les lignes téléphoni- ques de grande longueur les fréquences comprises entre 2.000 et 3.000 vibrations par seconde sont extraites de l'ensemble, ce qui fait qu'une grande partie de laganme de fréquences acoustiques audibles est complètement éliminée, Ceci consti- tue un défaut considérable qui n'a pu être supprimé jusqu'ici.
En téléphonie sans fil, dans les procédés connus, on module une vibration de haute..fréquence au moyen de fréquences acous- / des vibrations porteuses. Chacune de ces bandes latérales tiques de faon à produire des bandes latérales a une gamme de fréquences égale à la gamme primitive de fréquences acoustiques.
La gamme totale de fréquences nécessaire dans la transmission, environ en téléphonie sans fil, embrassait jusqu'ici 0,,000 périodes, ce qui avait pour résultat qu'on ne pouvaitt faire fonctionner simultanément qu'un nombre très limité d'émetteurs s ans que ceux-ci se gênent réciproquement , chaque émetteur exigeant sa propre gamme de fréquences et les ganries de fréquences de deux émetteurs ne devant pas s'entrecouper si l'on veut éviter des perturbations considérables.
Dans l'enregistrement et la. reproduction du son on 9. rencontré jusqu'ici de grandes.-.
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difficultés du fait que les dispositifs enregistreurs ne sont pas capables d'enregistrer les fréquences les plus hantes Dans un enregistrement; sur disque par exemple on élimine toutes les fréquences de plus de 6.000 périodes par seoonde, c'est-à-dire qu'une très grande partiedes fré- quences acoustiques audibles est perdue. En outre les pro- priétés mécaniques de la matière du disque sont telles qu'il est impossible d'enregistrer les fréquences supérieures.
Dans l'enregistrement photographique du son, comme celui qu'on utilise pour le film parlant, on rencontre des dif- ficultés au cours de l'enregistrement des fréquences supé- rieures à cause de la grosseur du grain de la couche photo- graphiquen de la. longueur de film disponible pour l'enre- gistrement, de la vitesse de déplacement du film et de l'iner- tie de l'émulsion photographique lorsque celle-ci subit l'ac- tion de la lumière
Ces difficultés sont évitées par la présente inven- t ion.
L'oreille humaine a un certain pouvoir d'analysez, c'est-à-dire qu'il faut que deux fréquences acoustiques voi- sines diffèrent entre elles d'un certain pourcentage de la longueur d'onde pour pouvoir être perçues séparément.. C'est l'accord du son en musique qui permet le mieux de déceler ce pouvoir discriminante Dans- la musique occidentale les notes diffèrent généralement entre elles par des demi-tons; c*est-à,.dire qu'on ne peut distinguer plus de 16 fréquences acoustiques dans une octave. La mus ique orientale va plus loin. car elle emploie les quarts de ton, On ne peut donc distin- guer plus de 32 fréquences acoustiques dans chaque octave, En général il est extrêmement difficile à l'oreille humaine normale de distinguer plus de 64 fréquences acoustiques différentes dans chaque octave.
On voit donc que le pouvoir
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d'analyse de l'oreille humaine est extrêmement limité.
Dans les appareils électriques on connaît des dispositifs permettant de distinguer des fréquences sensi- blement plus rapprochées et il est facile d'obtenir une distinction d'environ 1/5 % entre deux fréquences , surtout lorsqu'il n'est pas nécessaire, que ces fré- quences actionnent des instruments quelconques, ou lors- qu'il n'est pas nécessaire de les isoler les unes des au- tres.
Dans ces conditions une question se pose, celle de savoir s' il est possible de concentrer une gamme de fréquences acoustiques, par exemple de 10 octaves , dans une autre gamme de fréquenees (le deux octaves par exemple, ceci permettant d'obtenir des avantages extrêmement grands pour les applications techniques indiquées.
L'invention concerne d'une part des procédés permettant de transfonner une gamme de fréquences en une deuxième gamme de fréquences sensiblement plus étroite, et inversement, et d'autre part des dispositifs pour la réa- lisation de cette transformation d'une gamme de fréquences,
En téléphoniee sans f il la modulation d'une vibration porteuse produit des bandes latérales correspondant cha- cune à la bande primitive de fréquences acoustiques, mais cette transformation n'est pas la même que celle qui peut être produite conformément à l'invention, car quoi que l'on :
Passe pour la modulation et la démodulation, la bande primitive de fréquences acoustiques existe toujours sous une forme quelconque et il est facile de la séparer par redressement des vibrations ; elle représente toujours la différence primitive entre les s fréquences acoustiques les plus hautes et le:
plus basses tandis que conformément à
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l'invention la fréquence acoustique elle-même est représen- tée par un groupe de fréquences entièrement différentes que l'Ion peut utiliser pour toutes les transmissions téléphoni- ques et dans l'enregistrement et la reproduction des sons, et qui représente un nouveau genre de son intermédiaire re- présentant lui-même le son primitif de façon perceptible,' dans tous les procédés utilisés pour l'émission, la réeep- tioni l'enregistrement et la reproductiono Il est nécessaire de retransformer ces groupes de fréquences intermédiaires pour obtenir de nouveau les fréquences acoustiques primi- tives, avant qu'ils ne soient perceptibles à l'oreille humai- ne.
Une gamme de fréquences acoustiques est constituée;' exactement parlant, par unegamme de fréquences continues,' c'est-à-dire par un nombre infiniment grand de fréquences indi- viduell,esToutefois, en raison du faible pouvoir analyseur de l'oreille himaine, on peut utiliser une gan me de fréquen- ces discontinue, c'est-à-dire qu'il suffit, pour la reproduc- tion du son et pour tous les usages pratiques, d'utiliser un nombre limité de fréquences.
Confo rmément à l'invention on applique les deux possibilités,' c'est-à-dire que la deuxième gamme de fréquen- ces, cellequi est pour ainsi dire concentrée, peut être continue et contenir des nombres infiniment grands de fréquences, mais qu'elle peut assi n'être constituée que par un nombre limité de fréquences, ce qui fait que, lorsque celles ci sont retransformées en une gamme normale de fré- quences acoustiques, il n' y a qu'un nombre égal;' et limité de fréquences Dans ce deuxième procédé il se produit, exacte- ment parlant, certaines variations de fréquence, maischaque fréquence du son primitif est reproduite comme une fréquence @ extrêmement rapprochée de la fréquence .acoustique primitive;
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tellement rapprochée que l'oreille humaine est incapable d'établir une différence.
Pour due l'on comprenne mieux l'invention on en donnera ci-dessous un exemple typique permettant de recon- naître plus clairement les caractéristiques particulières de l'invention et les avantages qu'elle procure.
Lorsqu'une gamme de fréquences complète de 10 octaves est transformée par le s dispositifs conformes à l' invention en une deuxième gamme de fréquences dont la largeur n'est ouè d'une octave et qui enbrasse par exemple les fréquences de 64 à 128 pé- riodes par seccnde, il y a dans cette deuxième gamme de fréquences autant de fréquences individuelles qu'il y en avait dans la gamme, de fréquences primitive de 10 octaves, c'est-à-dire que s'il y avait 1280 fréquences individuel- le dais la. gamme de fróquencespirmitive de 10 octaves, ces 1280 fréquences individuelles existent aussi dansla deuxième gamme de fréquences d'une octave.
La deuxième gamme de fréquences est donc une reproduction parfaite de la première gamme de fréquences, car l'amplitude de chaque vibra- tion dans la gamme concentrée, correspond à l'amplitude de la gamme étendue. Les avantages de cette contraction dans la téléphonie ordinaire par fil sont premièrement qu'il est possible de réaliser une téléphonie parfaite sur les lignes les plus longues et même sur des câbles sous-marins sans qu'une fréquence essentielle quelconque soit supprimée ou affaiblie. Deuxièmement il est inutile d'apporter des soins particuliers au choix des constantes des lignes de trans mission, c'est-à-dire qu'on peut se dispenser d'utiliser des bobines de charge ou dispositifs analogues.
Troisièmement, plusieurs conversations téléphoniques peuvent avoir lieu si- multanémentsur une ligne sansperturbation par lescons- tantes des circuits ou par les autres conversations. Dans la téléphonie sans fil les avantages s ont évidents , car tou- te la 'bande de fréquences de transmission n'a qu'une largeur
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de 256 periodes, ce qui fait qu'on obtient une plus grande sélectivité au récepteur et un rendement plus grand des émetteurs et récepteurs, ainsi qu'une augmentation du nombre d'émetteurs pouvant être/utilisés sans perturbations réci- proques, Dans l'enregistrement et la reproduction des sons on obtient les mêmes avantages.
Un enregistrement sur disque dispose d'un laps de temps sensiblement plus grand pour l'adaptation et en même temps le son est enregistré de façon très'parfaite jusqu'aux plus hantes fréquences audibles* Il en est de même pour l'enregistrement photographique du son+
Pour réaliser la transformation de fréquence con- formément à l'invention, il faut des dispositifs dont quel- ques uns sont représentés s ehématiquement et à titre d'exem- ple dans les dessins annexés bien que naturellement de nombreuses autres possibilités soient encore données dans le cadre de l'invention$
La figure 1 est une vue de côté et une coupe trans- versale d'un transformateur de ganme de fréquences à trois bobines.
La figure 2 est un schéma des connexions de la figure 1.
La figure 3 est une vue de l'ensemble des conne- xions et de la disposition d'un transformateur de gamme de fréquences conforme à l'invention.
Les figures4, 5 et 6 dont des variantes de la fi- gure 1.
La figure 7 est une vue d'une bobine utilisée dans le dispositif de la figure 1.
La figure 8 est une vue d'un transformateur de gamme de fréquences servant à transformer une vibration modulée en une deuxième vibration modulée.
La figure 9 est une vue d'un dispositif à une bo- bine et deux conducteurs
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La figure 10 est une vue d'un dispositif à. deux bo bines
La figure 11 est un schéma des connexions du dis- positif de la figure 10.
La figure 12 est une vue d'un dispositif à une bobine et un conducteur.
La:figure 13 est unevue d'un dispositif pour de très hautes fréquences à trois conducteurs.
La figure 14 représente la transformation d'un certain nombre de fréquences d'une garnie au moyen d'une bobine et d'un conducteur.
La figure 15 est une vue d'une autre variante de la figure 14.
La figure 16 est un schéma de connexions dans lequel l'ensemble du transformateur de gamme de, fréquences est commun au circuit primaire et au circuit secondaire.
La figure la est une,'vue d'un transformateur double de gamme de fréquences du type de celui qui est représen- té dans la figure 15,' et
La figure 18 est un schéma des connexions dundis- positif de la figure 17.
Le vase en verre 1, figures 1 et 2,' dans lequel on a fait le vide, contient trois bobines, 3, 4 et 5 portées par un pied .3.L'une des extrémités de chacune de ces bobines estreliée à des circuits extérieurs par des conducteurs 6,' 7 8 .. Le -base en verre 1 contient un gaz approprié tel que du néon, de l'argon, etc.. sous une pression appropriée, ce qui fait qu'à la suite de l'application d'un potentiel électrique de hauteur appropriée une décharge luminescente se produit entre les bobines à l'intérieur du vase 1. Chacune des bobines 3, 4 et 5 comporte le même nombre de spires et de
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préférence la même inductance,' c'est-à-dire que les sections des bobines sont égales entre elles.
Les porteurs d'enroule- ment des bobines peuvent être en matière appropriée quelconque ' et ils peuvent être constitués par exemple par des tubes en verre ou organes analogues ; lesfils des bobines sont de préférence nus, d'est-à-dire non isolées, tout au. moins aux en- droits où les trois bobines sont très rapprochées les unes des autres, c'est-à-dire en 9 dans la coupe Figure lit Les bobines
3, 4 et 5 possèdent toutes le même sens d'enroulement, d'est-à- dire qu'elles sont toutes enroulées dextrorsum ou toutes sinis- trorsum. La passion du gaz utilisé dans levase 1 est de préfé- rence telle qu'il y ait une certaine action d'inertie,
c'est- à-dire que la décharge luminescente qui s'est anorcée entre les bobines ne s'éteigne pas aussitôt que le potentiel appliqué dis- paraît, mais dans aucun cas le laps de temps correspondant ne doit être plusgrand que le laps de tempsnécessaire à l'oreille humaine pour déterminer une variation du son, c'est-à-dire de
1/16 à 1/32 de seconde,
Le dispositif Figure 1 produit une bande de fréquences discontinue, La figure 2 est un schéma des connexions de ce dis= positif. La bobine 3 est reliée par un fil 6 et par l'intermé- diaire d'un condensateur 10 et d'une inductance 11, au pôle positif d'une batterie 12 aux bornes de laquelle est relié un condensateur 13 ..
Le pôle négatif de la batterie 12 est relié par le fil 7 à la bobine 4 tandis que la bobine 5 est reliée au pôle positif de la batterie 12 par le fil 8 et par l'intermédiai- re du condensateur 14 et de la bobine 15. Il y a donc deux circuits oscillants dont le premier contient la bobine 3, le condensateur 10, la bobine 11 et la bobine 4, et le deuxième la bobine 5, le condensateur 14, la bobine 15 et la bobine 4.
La batterie 12 fournit au. dispositif un potentiel tel qu'une @
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décharge électrique allant des bobines 3 et 5 vers la bobine 4 ne puisse avoir lieu au repos. Si une décharge se produit en un point @uelcon@ue entre les bobines 3 et 4, le premier circuit oscillant/est accorde sur une fréquence déterminée ;
s l'endroit de la. décharge chemine lelong de la bobine, l'accord du circuit varie en conséquence* Comme les bobines 3, 4 et 5 ont le même nombre de spires, 1.000 par exemple, on ob- tient dans le premier circuit oscillant 1.000 points d'accord, et, de façon correspondante, 1.000 points d'accord aussi dans le deuxième circuit oscillant, Si la bobine 16 accouplée avec la bobine 11 est excitée par une bande de fréquences, il se produit aussiune excitation du premier circuit par ces fréquences Si l'on supposeque la bande de fréquences appliquée est telle que l'accord sur la fréquence la plus haute soit donné par l'en- roulement des deux bobines 3 et 4 en un point où les deux bobines soient mises hors du circuit accordé,
et que l'accord sur la fréquence la plusbasse ait lieu lorsque les bobines so nt reliées entre elles en un point où elles se trouvent sur toute leur lon- gueur dans le circuit accordé, le circuit oscillant réagit sur toute la gam@e de fréquences, mais l'accord du circuit n'a lieu gu'en 1. 000 points entre les bobines 2) et 4.
On obtient pour chaque fréquence de la gamme appliquée, entre les bobines 3 et 4 etentre leurs faces voisines, un point de décharge ou l'impédance opposée à la fréquence du circuit accordé est minima, ce qui fait qu'une décharge a lien à cet endroit, De façon analogue, toute autre fréquence de la garnie appliquée provoque une décharge en un point correspondant entre les bobi- nes 3 et 4. S'il y a plus d'une fréquence à la fois, cha- cune d'elles produit sa propre décharge le long des bobines indi- quées .Si une décharge a lieu entre les bobines 3 et 4,' il se produit une luminescence cathodique sur la bobine 4,.
Oomne le montre la coupe Figure 1, ceci produit une' diminution de la
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résistance à la décharge entre les bobines 5 et 4, ce qui a pour effet d'amorcer une décharge entre des derniè- res bobines, exactement vis-à-vis de la décharge entre les bobines 3 et 4, le potentiel entre les bobines 4 et 5 étant tel qu'il se trouve exactement au..dessous ¯de la tension d'allumage.
En conséquence, si la résistance à la décharge entre lesbobines 5 et 4 se trouve réduite, la décharge est immédiatement amorcée, Toute décharge entre les bobines 3 et 4 produit donc une décharge particulière entre les bobines 4 et 5. Comme le circuit oscillant contenant les bobines 4 et 5 est également accordé, chaque amorçage produit une vibration d'une fréquence particuliè- re dans ledeuxième circuitoscillant ; la gamme de fré- quences appliquée par la bobine 16 produit donc dans le deu- xième circuit oscillant accordé une gamme de fréquences correspondante qui peut être captée par la bobine 17.
Si les condensateurs 10 et 14 d'une part et les bobines 11 et 15 d'autre part ont les mêmes valeurs ,' la gamme de fréquences dans la bobine 17 est égale à la gamme de fréquences dans s 1 a bobine 16, sauf qu'il n'y a que 1.000 fréquences différentes dans la bobine 17.
Si la bobine 11 est plus petite que la bobine 15, la gamme de fréquences dans la bobine 17 diffère com- plètement de la gamme de fréquences dans la bobine 16, mais: elle représente une reproduction de la gamme de fré- quences dans la bohine 16 et dans l'exemple choisi cette re- production est donnée par 1.000 fréquences distinctes correspondant chacune à une fréquence de la gamme dans la bobine 16.
L'amplitude de chaque fréquence dan.s 1 a bo- bine 17 correspond à l'amplitude de la fréquence de la b obi- ne 16 qui la reproduit, car une augmentation de l'amplitu- de d'une fréquence dans la bobine 16 provoque une décharge plus intense entre les bobines 3 et 4, ce qui a pour effet
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de provoquer à son tour une résistance plus petite à la décharge entre les bobines 4 et 5, On supposera que la gamme de fré- quences dans la bobine 16 oomporte une bande latérale d'une vibration acoustique modulée de 1.000.032 à 1.016.384 vibrations, et que le circuit oscillant contenant les .bobines 3 et 4 ait, quant à la bobine 11 et au condensateur 10;
' des valeurs telles que la fréquence de 1.016.384 provoque une décharge entre les bobines 3 et 4 en unipoint tel que ces bobines 3 et 4 soient mises hors du circuit oscillant accordé, et que la fréquence de 1.000.032 provoque une décharge entre les 'bobines 3 et 4 en un point tel que les bobines 3 et 4 soi,ent mises complètement en circuit.
Si les bobines 15 et le condensateur 14 ont des valeurs telles qu'une décharge produite entre les bobines 4 et 5 et mettant ces bobines hors du circuit oscil- lant produise une fréquence de 1.000.032 et r,u'une décharge produite entre ces bobines et les: mettant dans le circuit os- cillant produise une fréquence de 100010028, on. obtient dans le circuit oscillant contenant les bobines 11 une bande de fré- quences de 32 à 16.385 plus 1.000.000 vibrations par seconde, et dans le circuit oscillant contenant les bobines 15 une bande de fréquences de 32 à 128 plus 1.000.000 vibrations par seconde* La deuxième gamme de fréquences correspond exac- tement à la première, mais elle est sensiblement plus ébroi- te.
En superposant et en redressant les fréquences produites dans la bobine 17 avecc une vibration porteuse de 1.000.000 vibra- tions par seconde, on obtient une gamme de basses fréquences de 32 à 128 périodes par seconde, gamme que l'on utilise pour la production des fréquences dans la bobine 16 par modula- tion d'une vibration de 1.000.000 périodes, c'est-à-dire qu'une gamme de fréquences acoustiques de 10 octaves est re- produite par deux octaves et qu'il se produit une contraction
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au 1/5 Au besoin on peut obtenir un grand retard du disposi- - tf de la figure 1 par l'insertion d'une inductance en série avec la batterie 12 dan.s la figure 2, de telle sorte que,
le condensateur en dérivation 13 soit monté en pont aussii bien sur la batterie que sur l'inductance.
Pour obtenir des actions analogues on peut utilisera de nombreux autres dispositifs et imposer par exemple au cir- cuit oscillant contenant la bobine 3 dans la figure 2,' les deux bandes latérales et la fréquence porteuse d'une vibration modulée,' de faqon qu'il y ait pour chaque fréquence de la bande un point de décharge lelong de la bobine S,' etle circuit oscil- lant contenant la bobine 5 peut avoir pour la bobine 15 et le condensateur 14 une valeur telle qu'une toute autre bande de fréquences soitproduite daisce circuit oscillant par la dé- charge de la bobine 5 vers la bobine 4,' cette bande produite ayant alors une fréquence porteuse entièrement différente ;
on obtient cependant un rétrécissement efficace de la bande de fréquences de modulation dn donnant des valeurs appropriées aux bobines et aux condensateurs.
La deuxième gamme de fréquences, c'est-à-dire la gam- me de 32 à 128 périodes dans l'exemple ci-dessus, peut être uti- lisée pour toutes les applications en combinaison avec l'émis- sion;' la réception, l' enregistrement et la reproduction de fré- quences exactementcomme la bande de fréquences primitive de
32 à 16.384 périodes ,' mais avec tous les avantages décrits ci-dessus ; il faut seulement qu'après la réalisation des dif- férentes mesures la bande de fréquences de deux octaves soit retransformée en une/bande de fréquencesde 10 octuves par le dispositif de la figure 2, ou par un dispositif analogue.
Cette . retransformat ion a li eu exactem ent de 1a même façon que la première transformation, sauf que l'on produit une gamme de fré- quences plus étendue au lieu d'une ganme contractée.
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La figure 3 représente un montage complet pour la réalisation d'une transformation d'une gamme de fréquences.
Le dispositif de la figure 1 est monté comme l'indique la Figure 2, et une inductance 18 est monté'e cn série avec la batterie 12omme on l'a déjà dit. Une ampoule à trois électrodes 19 à montage oscillant est accouplée, par son circuit oscillant accordé, 20, avec le circuit de grille d'une ampoule à troisélectrodes 21 contenant un, transfor- mateur 22.
Une bande de fréquences est appliquée au trausfor- mateur 22 par l'intermédi aire des bornes 23, ce qui fait qu'il se produit dans la bobine 16 une vibration modulée par laquel- le le circuit oscillant accordé de la bobine 3 est excellé de la façon déjà déorite cette vibration. produisant par consé- quent dans' le circuitoscillant de la babine5 une deuxième bande de fréquences qui est appliquée l'ampoule de redres- seur 23 par la, bobine 17 contenue dons le circuit de grille de cette ampoule..
Une bobine 25 accouplée avec le circuit os- cillant accordé 20 amène à l'ampoule 24 la vibration porteuse qui est redressée, avec la bande de fréquences provenant du circuit oscillant de la bobine 5, par le condensateur à gril- le 26 dont les bornes sont reliées directement* Le circuit de plaque de l'ampoule 24 peut être accouplé avec le circuit de grille de cette ampoule pour amplifier l'énergie fina- le.
Les basses fréquences obtenues par le redressement au moyen de l'ampoule 24 traversent le transformateur 27 et peuvent être captées sur les bornes secondaires 28 de ce transformateur* Les potentiels pour les trois ampoules et pour le dispoditif 1 sont empruntés à une batterie de pla- que 12, tandis que l'alimentation de toutes les cathodes de chauffage des ampoules a lieu au moyen d'une batterie de chauffage 29.
Le dispositif représenté dans la figure 3
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peut être utilisé pour une contraction al ssi bien que pour une extension,' c'est-à-dire pour la retransformation d'une bande de- fréquence+ Le montage représenté dans la figure 3 peut naturellement être modifié de maintes façons ; il importe seulement d'utiliser un dispositifdans le genre de celui de la figure 1 ou son équivalent.
Le dispositif de la figure 1 peut aussi subir de nombreuses modifications pour la transformation de gammes de fréquences ; c'est ainsi par exemple que la bobine 4 peut être remplacée par un conducteur rectiligne, comme le montre la figure 4, dans laquelle un conducteur rectiligne 30 tel qu'un fil métallique est supporté entre le pied 2 et un sup- port en matière isiblante 32. Le conducteur 30 est relié à un conducteur d'arrivée 31.
Le dispositif de la figure 4 fone- tionne exactement de la même façon que le dispositif de la figure 1 et il est aussi monté de la même façon
Dans certains cas, il est indispensable que les nombres limités de Séquences sur lesquelles réagissent les dispositifs des figures 1 et 4 suivent une loi déterminée, par exemple de telle sorte qu'ils donnent une échelle harmoni- que, une différence de fréquences constante ou toute autre variation appropriée, A cet effet, il est indispensableque les bobines 3 et 5, et dans quelques cas aussi la bobine 4,' soient montées de façon que les inductances des spires successives des bobines varient lelong de celles-ci On peut obtenir ce résultat de façon simple en faisant varier la section du porte-bobinessuivant sa longueur ;
le porte-bobines peut être par exempleconique, comme le montre la figure 5, ou bien il peut être rendu variable le long d'une courbe quelconque, comme le montre la figure 6, Dans ce cas il faut tenir compte, de ce que, quelle que soit la forme des bobi- nes, celles-ci doivent /aux points de décharge, être dirigées
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parallèlement, de façon que la résistance à la décharge 'soit constante sur toute le longueur des 'bobines.
Sinon, les amplitudes des fréquences de la deuxième bande de fré- quences ne seraientpas proportionnelles aux amplitudes des fréquences primitives, Cependant ce point n'est pas essentiel, car il peut être utile, dans certains cas, que les amplitudes de quelques fréquences soient réduites par rapport aux amplitudes d'autres fréquences; par exemple, les basses fréquences peuvent avoir des amplitudes propor- tionnellement plus petites que celles des hautes fréquences, et inversement, pour obtenir une adaptation à la caractéris- tique des dispositifs sur lesquels agissent ces fréquences, Les dispositifs des figures 5 et 6 peuvent aussi être cons- truits comme le montre la figure 4.
Les dispositifs des figures 1, 4,5 et 6 agissent non seulement dans le sens de la mise en circuit et hors circuit d'inductances, mais encore d'une certaine capacité entre les spires de bobines voisines. Lorsqu'on utilise le dispositif pour une application quelconque, il faut tenir compte de cette capacité, car elle a une certaine influence sur l'accord des circuits oscillants. Dans la construction des dispositifs des figures 1 , 4, 5 , 6 et 7 , le déplacement des points de décharge d'une bobine est reporté de préférence sur une droite.
Pour obtenir ce résultat , on donne au porte- bobines une arête tranchante sur laquelle on fait passer les spires de la bobine, comme cela est indiqué en 9 dans la figure 7 et dans la figure 1,, Les arêtes sont agencées de fa- çon à donner le trajet le plus court pour la décharge entre deux bobines, cornue le montre la coupe transversale Figure 1, dans laquelle les arêtes en question se trouvent aux sommets d'un triangle de préférence équilatéral.
Dans le dispositif @
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figure 4, les deux arêtes des bobines représentent de pré- férence deux sommets d'un triangle dont le troisième sommet est tonné par le conducteur 30. En donnant cette forme au dispositif, la décharge luminescente de la cathode , c'est- à-dire de la bobine 4 dans la figure 1 et du conducteur 30 dans la figure 4 pro duit une réduction m arquée de la rés is- tance à la décharge entre la cathode et les deux anodes.
La bande de fréquences secondaire obtenue dans le dispositif Figure 2 peut être utilisée directement pour l'émission sans fil et elle représente alors une bande laté- rale sans onde porteuse qui, au moment de sa réception, est appliquée sur le dispositif de la figure 1, La fréquence porteuse est amenée au secondaire de la réception, pour obte- nir la modulation primitive par redressement normal. Toute- fois ce procédé n'est pas particulièrement pratique dans la transmission sans fil, car il est extrêmement difficile de recevoir la bande latérale individuelle sans onde porteuse.' parce qu'il arrive facilement que la vibration porteuse loca- le soit instable au récepteur et varie continuellement en phase,
Toutefois la vibration porteuse dans la bobine 16 dans la figure 2 peut être émise avec la barde de fréquences de la bobine 17, nais dans ce cas a@ssi la stabilité désira- ble n'existe pas entièrement. En outre, l'utilisation d'une seule bande latérale de l'onde porteuse ne permet pas d'emplo- yer au récepteur des circuits oscillants particulièrement sélectifs, 0'est pourquoi le mieux est de faire l'émission avec une onde porteuse à deux bandes latérales, c'est-à-dire avec des vibrations semblables à celles qui sont con tenues dans la bobine 16 dans la figure 2, sauf que la largeur de la bande est sensiblement plus étroite,
Ce procédé décrit plus
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haut et dans lequel une vibration porteuse comportant les deux bandes latérales est imposée au circuit oscillant contenant la bobine 11 dans la figure tandis qu'une bande de fréquences entièrement différente, pouvant avoir aussi une vibration porteuse toute différente, est captée au secondaire, ne fonctionne pas d'une façon tout à fait satisfaisante, car les fréquences les plus basses de la bande de fréquences contractée et émise seraient infé- rieures à 16 par seconde, ce qui est plus que le laps de temps minimum dans lequel l'oreille humaine peut encore perce- voir une modification du son.
Une meilleure possibilité est représentée dans la figure 8, dans laquelle on utilise au lieu du dispositif de la. figure 1 un dispositif particulier dans lequel les bobines 3 et 5 sont subdivisées chacune en deux sections 3, 3a et 5, 5a. Les deux moitiés de la bobine 3 sont reliées entre elles par une inductance 33 et les deux moitiés de la bobine 5 par une inductance 34.
La valeur de l'inductance 33 est que les fréquences latérales supérieures, qui corres- pondent aux fréquences de modulation les plus basses provoquent une décharge de la spire qui, dansla 'bobine 3, estreliée à l'inductance 33, etqueles fréquences latérales inférieures, qui correspondent aux fréquences de modulation les plus basses, provoquent une décharge de la spire qui;' dais la bo- bine 3 a, estreliée à l'inductance 33.
En général les fré- quences de modulation les plus basses sont supérieures à 20 par seconde* En conséquence la valeur de l'inductance 34 est telle que les fréquences latérales les plus basses de la. gamme de fréquences contractée correspondent aux
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fréquences.de modulation de plus de 20 vibrations par secon- de. Le point central de la bobine 33 est relié à un point de décharge 35 et le point central de la bobine 34 à un point de décharge 36.
Au conducteur 7 est relié un point de déchar- ge cathodique 37 coopérant avec 35 aussi bien qu'avec 36, ce qui fait que la fréquence des vibrations de la bande de fréquences amenée produit une fréquence de vibrations cor- respondante dans la bande de fréquences contractée produite dans le circuit oscillant de la bobine 5.
On voit par le dis- positif de la figure 8 que la fréquence de modulation la plus haute de la 'bande de fréquences supérieure provoque une décharge de la bobine 3 en un point qui met hors eir- cuit toutes les bobines 3, 33, et 3a et crue la fréquence de modulation la plus basse de la bande latérale supérieure provoque une décharge de la bobine 3 en un point où. seules les bobines 33 et 3a sont mises hors du circuit oscillant, La fréquence de modulation la plus basse de la bande laté- rale inférieure provoque sur la bobine 3a une décharge en un point où toute la bobine 3a est mise hors circuit,
tandis que les bobines 33 et 3 se trouvent dans le circuit oscil- lant accordée Les fréquences de modulation les plus hautes de la bande latérale inférieure provoquent une décharge en un point de la bobine 3a, où toutes les bobines 3a, 33 et 3 sont montées dams le circuit oscillant accordée De même les fréquences les plus basses de la gamme de fréquences contrac- tée provoquent sur les bobines 5, 34, et 5a une décharge de la. bobine 5 en un point où toutes les bobines 5a, 34 et 5 sont montées dans le circuit oscillant accordé;
' tandis que. les fréquences les plus hautes de la ganme contractée provoquent une décharge en un point de la bobine 5 où toutes les bobines 5, 34 et 5a sont mises hors du circuit oscillant
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accordée Ceci produit dans le ciràuit oscillant de la bobine 5 deux bandes latérales et une vibration porteuse qui corres- pondent aux deux bandes latérales et à la vibration porteuse du circuit oscillant de la bobine 3. La garnie de fréquences
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dans le circuit oscillant de la bobine 5 peut e'treutilisée pour l'émission et pour la réception exactement cornue dans
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la transmission ordinaire dlinfornations sans fil. On ob- tient ainsi une sélectivité extraordinaire.
La retrans- formation de la gamme de fréquences contractée pour obtenir la gamme d'origine est produite au récepteur par le disposi- tif de la figure 8.
Une autre possibilité de transmission d'informa-
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tions sans fil eonfo cément à l'invention,' possibilité qui est relativement simple, cons iste à transformer la gamme de fréquences acoustiques en une deuxième gamme de fréquences de
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demi-largeur, c'est-à-dire sue chaque fréquence primaire ap- parait dans la'gamme secondaire avec la moitié du nombre de v,i7.rations, La gamme secondaire est utilisée pour la modn- lation d'une vibration porteuse, nais avant l'émission pro-
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prement dite la vibration porteuse constante esl supprimée par des procédés connus, ce qui fait que seule:;
les bande! la-
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térales sont émises. 1.u récepteur les bandes latérales sont seules reçues; mais on n'utilise pas de vibration locale égale à la vibration porteuse primitive. En conséquence la réception dst produite par superposition de paires de fré-
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quences latérales pro.luisant dans l'émetteur une fréquence double de la fr8Quffice de modulation primitive,
ce çpi fait que la fréquence acoustique primitive est ainsi produite de nouveau. Les avantages de ce procédé sont que l'on peut utiliser les appareils récepteurs d'un type normal et qu'un transformateur de gamme de fréquences n'est nécessaire qu'à
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l'émetteu.r6 En outre la bame de iréquences .(le transmis si on
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proprement dite n'a que la moitié de la largeur qu'elle aurait si lion utilisait pour la modulation la barde de fréquences acoustiques primitite.
La figure 9 représente un dispositif dans lequel on n'utilise qu'une bobine et deux conducteurs. Ce dis- positif peut donc être considéré pour ainsi dire cornue une in- version de celui de la figure 4. Le conducteur 38 remplace la bobine 3 dans la figure 1 et le conducteur 39 la bobine 5 dans la figure 1. Les conducteurs 38 et 39 sont fixés entre le pied 2 et le support 32. Le montage du dispositif est exactement le même que celui de la figure 2. La bobine 4 est alors commu- ne aussi bien aux circuits primaires qu'aux circuits secon- daires, exactement comme la bobine 4 du dispositif de la fi- gure 1.
Il est également possible d'utiliser un dispositif à deux bobines seulement comme celui Gui est .représenté dans la figure 100 Ces deux bobines 3 et 5 sont branchées à leurs s deux extrémités Le montage du dispositif représenté dans la figure 10 est indiqué dans la figure 11, par laquelle on peut voir qu'une partie des bobines 3 et 5 se trouve dans les circuits primaires aussi bien que dans les circuits secondaires.
Il en résulte une petite différence dans la gamme de fré- quenoes secondaire, car les fréquences les plus hautes de la gamme primaire produisent les fréquences les plus basses de la garme secondaire, et réciproquement. Ceci est toutefois sans/importance pour les utilisations pratiques. la gamme secondaire représentant une reproduction parfaite de la gamme Pr ànaire+ Une variante du dispositif de la figure 10 est repré- sentée dans la figure 12, dans laquelle on n'utilise qu'une
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bobine 3, tranchée aux deux extrémités, en commun avec un
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conducteur 39.
Le dispositif de la figure 12 est monté comme l'indique la figure 11, le conclue taur 39 remplace alors la bobine 5 de cette figure et produit les mêmes effets.- Tous les trwlsformuteurs de garâmes de fréquences décrits jusqu'ici donnent une gamme de fréquences di8colltinue, mais il est possible d'ob bénir une gamme de fréquences contenue en utilisant; 1 dispositif de la figure l3.Dan.> cette figure le conducteur 38 correspond à la bobine 5 de la figure 1, le conducteur 30 à la bobine 4 et le conducteur 39 à la bo1)i- ne 5.
Les conducteurs 8, 50 et 39 sont renfermés dans un vase où l'on a fait le vide et ils sont fixés entre le pied 2 et un support 32 en matière isolante .Le vase est rempli d'un gaz sous une pression appropriée, ce qui fait qu'une déchar- ge électrique peut avoir lieu entre les conducteurs %.Les fils
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d* arrivée 40, 31 et 41 reliés aux conducteurs 38, 30 et 39 sont reliés à des circuits oscillants extérieurs, comme ceux qui sont représentés dans la figure 2.
Dans ce cas il fautque la fréquence de la vibration modulée imposée soit très haute,' pour éviter une longueur exagérée des conducteurs 38, 30 et 39, Ainsi qu'on l'a décrit à propos de la figure 2, on obtient le long du conducteur 38, pour chacune des fréquences impo- sées un point où une décharge a lieu en un point voiain sur
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l,e conc7izcteur 30,' ce qui a pour effet de provoquer. également une décharge entre les conducteurs 30 et 39 au même point, pour la production d'une autre fréquence dans le circuit se-
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condaire.
La décharge met en circuit une partie de linductai-* ce des conducteurs 38 et 30, partie dont la valeur est telle que le circuit primaire soit accordé sur la fréquence de com- mande, De façon analogue une partie des inductances des conducteurs 30 et 39 est insérée dans le circuit secondaire,'
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ce qui a pour effet d'accorder ce circuit sur une fréquence correspondante Une partie de la capacité entre les conclue- teurs 30 et 39 est également mise en circuit et elle agit sur l'accord du circuit primaire.
De façon correspondante il se produit une insertion d'une partie de la capacité entre les conducteurs 30 et 39 dans le circuit seoondaire Pratique- ment la longueur des conducteurs 38, 30 et 39 est limitée,' ce qui fait qu'un type pratiquement utilisable du dispositif de la figure 13 ne peut être utilisé qu'avec les fréquences les plus hautes.
Leslimitations du dispositif de la figure 13 peuvent être évitées grâce au dispositif de la figure 14. Dans la. figu- re 14 la bobine 3 est enroulée sur la face intérieure d'un corps 44 en matière isolante et le conducteur 30 est monté dans l'axe de la bobine. Le montage du dispositif est sembla- ble à celui de l' exemple Figure 12 et le fonctionnement est basé sur le fait qu'une décharge peutavoir lieu en tca t point de la bobine 3 vers le conducteur 30, ce qui fait que ce dispositif permet de produire un nombre illimité de fré- quences entre les limites données par ce dispositif pour la fréquence.
Pour éviter des pertes, on donne de préférence un petit diamètre au conducteur 30, et pour éviter les per- tes dues aux courants tourbillonnaires on peut faire ce conducteur en matière magnétique, bien que de telles pertes seraient en général tellement petites qu'elles pourraient être $négligées.
La figure 15 représente une autre variante agissant comme celle de la figure 14,,' sauf que dans ce cas la bobine 3 est enroulée sur la face extéri eure du. support 44 et en- tourée concentriquement* sans contact, par un cylindre 45
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ouvert aux deux extrémités. Dans la figure 15 ce cylindre est représenté en partie brisé pour montrer la bobine 3 et le support 4. Ce cylindre joue le rôle de conducteur vers le- quel la. bobine 5 peut se décharger. Il est de préférence en matière magnétique ayant de petites pertes magnétiques et une grande résistance électrique, pour réduire au minimum lc,s pertes dues aux courants tourbillonnaires.
Le cylindre 45 est rolié à un conducteur 46 ; le dispositif est monté comme celui des figures 12 et 14. Au lieu d'utiliser un cylindre fermé 45, on peul aussiutiliser un cylindre fendu longitudina- lement ; la fente empêche la, circulation de courants le court- circuit induits dans le cylindre par la bobine 3.
Les dispositifs des figures 10, 12, 14 et 15 peuvent aussi n'être reliés au dispositif que par deux fils de connexion, lesfils 6et 7dans la figure 10, lesfils 6et 41 dans la figure 12, les fils 6 et 31 dans la figure 14, et les fils 6 et46 dans la figure 15, maisdans ce cas il faut un autre montage dans lequel l'inductance du transformateur de fréquence est commune aux circuits primaires et aux circuits secondaire La figure 16 représente un dispositif de ce genre.
Dans ce cas les bobines 3 et 5 du dispositif de la figure 10 sont communes au circuit primaire et au circuit secondaire, La source de tension 12 et une bobine de réaction 18 sont montées entre les bobines 3 et 5 Le dispositif de la figmre 13 peut être utilisé avec deux conducteurs 38 et 39 seulement, également avec la disposition de la figure 16. Le circuit primaire 3, 11, 16 dans la figure 2 actionne le transformateur de fré- quence en. demi-périodes , etest-à-dire que le transformateur de fréquence joue le rôle de redresseur en agissant sur les vibrations du circuit primaire, sa décharge ayant lieu pendamt
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la demi-période négative.
En conséquence le courant primaire a,' dans le dispositif, la forme d'impulsions isolées;' c'est-à-dire de demi-périodes positives. Dans le dispositif figure 3,' les parties 3, 11 et 16 et '1' inductance 18 assurent le main- tien d'un courant primaire constant qui traverse le transfor- mateur de fréquence et dont l'intensité est à peu près égale à la- valeur moyenne des impulsions, Le circuit secondaire provo- que aussi, lorsqut il vibre, une variation de la décharge dans le transformateur de fréquence ; l'amplitude de la vibra- tion est sensiblement égale à l'amplitude du courant pri- maire permanent et d'autre part l'inductance 18 assure le maintien dtun courant constant dans le dispositif.
Plus le courant primaire qui traverse le dispositif est constant, mieux la vibration est produite dans le circuit secondaire. C'est pourquoi on peut utiliser deux dispositifs ou un 'dispositif double pour obtenir le redressement complet des ondes de la vibration primaire, de façon à obtenir une vibration plus uniforme dans le circuit secondaire,
Un autre inconvénient des dispositifs des figures 2 , 3, 11 et 16, c'est que des fréquences primaires sont induites dans le circuit secondaire par des couplages à inclue- tion, capacité ou;: conductivité.
C'est pourquoi il convient généralement de reporter la gamme de fréquences dais le cir- cuit secondaire entièrement en dehors de l'accord du circuit primaire et réciproquement, de façon que les vibrations se- condaires induites dans le circuit primaire ne puissent pas donner naissance à de nouvelles vibrations primaires qui agiraient sur le transformateur de fréquences. De cette façon une fréquence primaire produirait dans le circuit secondaire une autre fréquence qui produirait à son tour dans le circuit primaire une 'autre fréquence secondaire, et ainside suite,
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jusqu'à, ce que chaque fréquence primaire ait produit un très grand, nombre de fréquences secondaires.
Ces difficultés peuvent également êtré évitées par l'utilisation d'un dispositif double dont un exemple de réalisation comportant l'utilisation du dispositif de principe de la figure 15 est représenta dc..ns le. figure 17.
Dans la figure 17 deux bobines 3 et 3a sont mon- tées perpendiculairement entre elles sur des supports 48, 48a,Une extrémité de chaque bobine est reliée à des cir- cuits o.scillants extérieurs par des conducteurs 6, 6a.
Chaque bobine est renfermée clans un cylindre concentrique, ouvert aux deux extrémités ,en matière conductrice, la bobine 3 dans le cylindre 45 et la bobine 3a dans le cylindre 45a Les deux cylindres sont reliés entre eux et montés sur des sup- ports 47.. Les cylindres sont reliés à des circuits extérieurs par le f il d'arrivée 46. Tous les supports sont fixés au pied 2, de façon que les différentes parties soient maintenues dansla po. sition voulue entre elles. Les deux bobines sont montées perpen- diculairement entre elles , pour qu'aucune action inductrice réciproque appréciable ne puisse avoir lieu. Le montage du dispositif de la figure 17 est représenté das la figure 18.
Dans la figure 18 le dispositif double est repré- senté chématiouement par les bobines 3 et 3a et les conduc- teurs 45 et 45a ; l'extrémité de la bobine 15 estreliée au centre de la bobine 11. En conséquence, le circuit primaire : qui est constitué par la bobine, 11, le condensateur 49, la bobine 3, le conducteur 45;' le conducteur 45a , la bobine 3a et le condensateur 49a peut être considéré comme un circuit double dont les deux moitiés sont égales entre lelles. La
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première moitié est constituée par l'une des moitiés de la bo-. bine11, le condensateur 49 ,' la bobine 3, le conducteur 45, le condensateur 13 et l'inductance 15.
Considéré à partir du circuit primaire, le dispositif pout être utilisé en bloc ou dans des demi-circuits , Lorsqu'il, est utilisé dans des demi-circuits, le transformateur de frequence fonctionne avec un redressement complet des ondes des vi- brations primaires. Le circuit secondaire est constitué par le condensateur 13, la bobine 15 et il se divise ensuite en deux circuits parallèles constitués l'un par une moitié de la. bobine 11, le condensateur 49, la bobine 3 et le conduc- teur 45, tandis que l'autre est constitué par la deuxième moitié de la bobine 11, le condensateur 49a ' la bobine 3a et le conducteur 45a , En conséquence les fréquences prirnai-.
res sont redressées dans la bobine 15 et ne peuvent pas se produire dans la bobine 17 et les fréquences secondaires dans la bobine 11 circulent dans des sens différents dans les deux moitiés de la bobine et se compensent par conséquent dans le'circuit primaire, Les fréquences primaires et les fréquences secondaires ne peuvent donc pas se gêner mutuelle- ment , le montage représentant une sorte de montage en pont,,
Dans les figures 3, 11, 16 et 18 ,' les vibrations secondaires commencent à être redressées dans le transforma- teur de la gamme primaire dès. que les vibrations primaires commencent. Toutefois, si le dispositif a une certaine iner- tie, il se produira un effet un peu retardé ; de façon ana- logue la vibration secondaire cessera aussi un peu plus tard ,que la vibration primaire, suivant le degré de retard.
Pour maintenir la vibrati on secondaire constante, il est possible, d'effectuer un couplage à réaction sur le circuit secondaire;
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par exemple, dans la figure S, la bobine de plaque de l'ampoule 24 peut être couplée avec l'inductance 15, mais le degré de couplage à réaction ne doipas être assez grand pour pro- duire une vibration constante, car ceci aurait pour effet rue ' la v ibrati on persisterait encore lorsque la vibration primaire cesse. En faisant varier le degré de couplage à réaction il est également pos s ible de provoquer l'action de retard dans le transformateur de gamme de fréquences.
Dais les dispositifs conformes à l'invention il con- vient de limiter la décharge au tant que possible entre de s électrodes ; à cet effet les bobines employée::; peuvent être bobinées en groupes. Les bobines sont Montées de façon que les porte-bobines se touchent ou soient très rapprochés les uns des autres. De cette façon la décharge est limitée à un groupe.
Dans le même but,' des séparateurs peuvent:aussi être montés entre des spires voisines, dans les bobines, ainsi qu'entre les bebines.