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pour "PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX INDUCTANCES VARIABLES DESTINEES AUX CIRCUITS ACCORDES DE HAUTE FREQUENCE D'APPAREILS RECEPTEURS
La présente invention est relative aux inductances variables et se rapporte tout spécialement aux inductances variables pouvant être utilisées dans des circuits résonnants de haute fréquence et établies de manière à pouvoir être réglées pour n'importe quelle fréquence comprise dans une bande de fréquences relativement large.
Les inductances variables de ce type peuvent être employées par exemple dans les récepteurs de T.S.E
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Les inductances variables suivant la présente invention sont du type comportant des noyaux magnétiques établis en matière pulvérisée et comprimée et disposés de manière à pouvoir se déplacer relativement aux bobines auxquelles ils sont adjoints, ce déplacement relatif entre la bobine et le noyau ayant pour effet des changements d'inductance permettant ainsi d'accorder le circuit résonant comprenant la bobine d'inductance en question, ceci avec ou sans le réglage usuel par la variation de la capacité.
Des dispositifs d'inductance variables pouvant être utilisés pour accorder des circuits résonnants sur une échelle de fréquences dans laquelle le rapport entre la fréquence maxi- . mura et la fréquence minimum est de l'ordre de 3 à 1, se trouvent décrits dans le brevet anglais 366.475 et le brevet belge 388.345. La présente invention se rapporte à des cas dans lesquels un ou plusieurs circuits résonnants doivent être accordés sur plusieurs bandes de fréquences, pouvant être très distantes l'une de l'autre (correspondant par exemple aux bandes de "moyennes" et de "grandes" longueurs d'ondes, gêne- ralement prévues dans les récepteurs de T.S.F, modernes),
ainsi qu'à des cas où il s'agit d'accorder sur une bande de fréquences plus large que celle pouvant être couverte par un simple dispositif à inductance variable, tel que ceux décrits dans les brevets précités.
En conséquence, la présente invention a d'abord pour objet d'établir des dispositifs d'inductance variables suscep- tibles de subir des variations dans deux échelles distinctes de valeurs d' inductance. La valeur maximum d'une échelle-peut être la même que la valeur minimum de l'autre échelle, ou bien, ces valeurs peuvent être différentes. L'invention a en outre pour objet de commander au moins deux enroulements par un
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ensemble unique commun de noyaux, de telle manière que l'inductance mutuelle entre deux enroulements se trouve soumise à des variations dans de larges limites, en plus des variations d'inductance habituelles.
L'invention sera mieux comprise en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 représente un dispositif d'inductance variable comportant deux .bobines coaxiales ayant des valeurs différentes de self-inductance, ainsi qu'un noyau magnétique mobile par rapport à ces bobines.
Fig. 2 représente une disposition consistant à placer deux bobines côte à côte, de manière que leurs axes soient orientés parallèlement, l'ensemble des noyaux, mobile par rapport à ces bobines, étant constitué par deux parties cylindriques, de préférence reliées l'une à l'autre par une armature magnétique.
Fig. 3 représente une disposition selon laquelle les deux. bobines sont concentriques, une de ces bobines étant cylindrique et l'autre conique, l'ensemble de noyaux étant conformé de manière à s'adapter à la forme des bobines.
Fig. 4 représente une disposition d'après laquelle une bobine cylindrique et une bobine conique sont placées côte à côte, le noyau étant constitué par des éléments séparés destinés à coopérer avec les bobines.
Des noyaux en matière magnétique, propres à être utilisés dans la construction d'inductances variables suivant la présente invention, sont décrits dans le brevet belge ? 387.190, En général, de tels noyaux sont établis en une matière magnétique très finement divisée, pouvant être du fer pur, les particules de la dite matière présentant des dimensions susceptibles de réduire les pertes dans les noyaux achevés à un minimum
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approprié.
Les particules de la matière magnétique en question sont isolées individuellement par une substance isolante appropriée, la masse ainsi préparée étant, après incorporation d'un liant plastique approprié, moulée sous pression dans le but d'établir les éléments de la forme voulue, une pression suffisante étant appliquée lors du moulage, afin de donner aux noyaux achevés la valeur voulue de perméabilité apparente.
Des circuits dans lesquels on peut employer avantageusement des dispositifs d'inductance des types envisagés dans la présente invention, sont décrits dans le brevet anglais 366.475 et dans le brevet belge 402.630.
Suivant l'invention, deux bobines ou enroulements séparés sont combinés avec un noyau magnétique unique, mobile par rapport aux dites bobines. Le déplacement du noyau peut être prévu de telle manière que le noyau influence soit les deux bobines simultanément, soit chaque enroulement séparément.
Dans chaque cas, les inductances des deux enroulements sont contrôlées par les déplacements relatifs de l'ensemble formant noyau.
Dans les modes d'exécution représentés dans les Fig. 1 et 2, les deux bobines ou enroulements 1, 2 sont enroulés sur deux corps cylindriques 3, 4 de mêmes dimensions, bien que l'une des bobines puisse au besoin présenter un diamètre plus grand que l'autre. Dans l'exemple représenté dans cette Fig. , les deux bobines 1, 2 sont montées coaxialement sur un support approprié quelconque. Le noyau 5 présente une forme cylindrique et est disposé de manière à pouvoir se déplacer progressivement à travers les bobines. Il est bien entendu que les deux enroulements peuvent être connectés de manière à établir entre leurs valeurs d'inductance un rapport additif ou soustractif.
On comprendra également que les enroulements
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peuvent être connectés à des organes commutateurs appropriés pouvant être automatiquement actionnés par le noyau pendant le déplacement de celui-ci par rapport aux bobines, les dits organes commutateurs étant établis de manière à permettre l'intercalation de l'une ou de l'autre des dites bobines dans le circuit résonnant avec ou sans mise en court-circuit de la bobine inactive. En outre, les dits organes *.-.commutateurs peuvent être établis de manière à permettre de connecter les deux bobines en série ou en parallèle, ou de modifier le sens des enroulements de façon à passer de la connexion addi tive à la connexion soustractive et vice-versa.
Par un choix approprié du dispositif commutateur employé et par une conception judicieuse des bobines, on peut réaliser facilement un dispositif d'inductance variable couvrant deux ou plusieurs bandes de fréquences différentes, dans lesquelles le rapport de la fréquence maximum à la fréquence minimum est de l'ordre de 3 à 1.
Dans le mode de réalisation représenté dans la Fig. 2, les deux bobines sont montées côte à côte, de manière que leurs axes soient parallèles. Le noyau 6, dans ce mode de réalisation diffère de celui représenté dans la Fig. 1, en ce sens qu'il est constitué par deux éléments cylindriques 7, 8 et une armatime 9a. Les bobines 1, 2 sont supportées d'une manière sûre par un dispositif approprié, l'ensemble formant noyau étant disposé de telle manière que les noyaux 7 et 8 peuvent se dépla,cer de façon à pénétrer dans l'espace intérieur cies bobines 1 et 2 respectivement, ou à se retirer de cet espace.
Tout comme dans le mode d'exécution suivant Fig. 1, les bobines suivant Fig. 2 peuvent être connectées à des organes commutateurs appropriés, de manière à permettre d'effectuer des variations d'inductance couvrant deux ou plusieurs bandes de fréquences différentes.
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Dans le mode d'exécution suivant Fig. 3, la bobine 9 est enroulée sur un corps cylindrique, tandis que la bobine 10 est enroulée sur un corps conique, les bobines 9, 10 étant montées coaxialement sur un support approprié. L'ensemble 11 formant noyau est constitué par deux parties, 12 et 13, la partie 12 étant de forme tubulaire et présentant des dimensions lui permettant d'influencer directement l'inductance de la bobine 9, tandis que la partie 13 présente une conformation conique et est établie en vue d'influencer directement l'inductance de la bobine 10. Les deux parties, 12 et 13, de l'ensemble 11 peuvent être moulées séparément et réunies mécaniquement de telle manière que leurs extrémités se trouvent connectées magnétiquement d'une façon efficace.
La disposition suivant cette dernière Fig. est particulièrement utile lorsque 1'enroulement de plus grand diamètre 9 est utilisé pour la syntonisation sur ondes courtes. Ce dernier enroulement peut également être utilisé comme primaire d'un transformateur dont l'enroulement secondaire serait constitué par la bobine 10, ou bien, comme enroulement de réaction agissant sur cette dernière bobine. Dans ce dernier cas, les variations d'inductance mutuelle dues aux déplacements relatifs de l'ensemble, formant noyau, peuvent être utilisées pour maintenir le rapport de transformation ou la valeur de réaction à un degré constant voulu.
Dans le mode d'exécution suivant Fig. 4, la bobine 14 présente une forme cylindrique, tandis que la bobine 15 est conique, les deux bobines étant montées côte à côte sur un support approprié, de manière que leurs axes soient parallèles.
L'élément de noyau 16 est de forme cylindrique et est disposé de manière à influencer directement l'inductance de la, bobine 14. L'élément de noyau 17 est constitué par deux éléments 18,.
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19, l'élément 18, de conformation conique, étant destiné à se déplacer à l'intérieur de la bobine 15, tandis que l'élément 19 de forme tubulaire est destiné à se déplacer à l'extérieur de la bobine 15, de telle manière que, lorsque l'élément 19 est complètement avancé, il entoure pour ainsi dire entièrement la dite bobine. Les éléments 18 et 19 peuvent être réunis par une armature séparée 20, ou bien ce dernier peut être établi en une pièce, par moulage,soit avec le noyau intérieur 18, soit avec le noyau extérieur 19. Suivant une variante, la totalité de l'ensemble 17 formant noyau, constituée par les éléments 18, 19, 20, peut être mouléeen une pièce.
Dans le mode d'exécution suivant Fig. 2 et 4, seule la petite bobine d'inductance travaille sur la bande de haute fréquence, tandis quo l'autre partie du noyau constitue une trajectoire de faible réluctance pour le flux de retour, augmentant ainsi la bande. Lorsque la bobine à inductance plus élevée est connectée en série avec la première bobine, les deux noyaux agissent également de manière à augmenter les limites de variation de l'inductance..
Dans une variante des modes d'exécution suivant les Fig.
2 et 4, les deux bobines (1, 2 dans la Fig. 2 et 14,15 dans la Fig. 4) peuvent être connectées de telle manière que les flux dans les deux enroulements peuvent être à tout moment dirigés en sens opposés. On obtient de cette façon que pratiquement la. totalité du flux d'une extrémité d'une bobine entre dans l'extrémité adjacente de l'autre bobine, cette disposition étant celle désignée généralement comme paire de bobines "binoculaire". Lorsque les bobines sont enroulées et connectées de la manière décrite en dernier lieu, on obtient un accroissement considérable du couplage entre les deux bobines pendant l'introduction du noyau dans celles-ci, étant
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donné que le dit noyau forme, pour le dit flux, un circuit pratiquement complet et constitué par du fer.
De cette façon, on obtient, avec le dispositif suivant l'invention, des limites de variation d'inductance beaucoup plus étendues lorsque les deux: bobines sont connectées en séries et d'une manière additive.
On remarquera que les bobines ont été représentées comme comportant des enroulements solénoïdaux à. couche unique, vu qu'une telle disposition produit, dans l'enroulement même, une résistance minimum à la haute fréquence. Toutefois, dans le cas où il est nécessaire d'obtenir des valeurs d'inductance élevées, on peut employer des bobinages à couches multiples, de préférence enroulés à la bobineuse.
Il est préférable d'utiliser, pour les enroulerqents, un conducteur constitué par plusieurs torons isolés et connu généralement sous le terme de fil de Litz, mais il est bien entendu qu'on peut éventuellement utiliser un fil solide. Dans les applications pratiques de l'objet de l'invention, on trouvera scuvent avantageux d'établir l'une des bobines de manière qu'elle présente un enroulement solénoïdal en une couche et à tours espacés, pour la bande de fréquences plus élevées, l'autre bobine étant constituée par un enroulement de plusieurs couches, pour la bande de fréquences plus basses.
Pour produire le déplacement relatif voulu entre les bobines et le ou les noyaux, on peut utiliser n'importe quel moyen de commande mécanique. Certains modes de construction, trouvés avantageux, de tels moyens de commande, sont décrits dans le brevet belge N 388.545.
On conçoit que n'importe lequel des dispositifs décrits plus haut peut être utilisé dans la construction d'un filtre passe-bande ou autre système d'accord dans lequel deux circuits
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oscillants sont accordés simultanément pour deux bandes de fréquence différentes et dans lequel un certain couplage magnétique entre les deux circuits oscillants est permis ou désirable. On comprendra également qu'on peut prévoir plusieurs dispositifs d'inductance de types décrits ci-dessus, pour accorder un certain nombre de circuits pour deux ou plusieurs bandes de fréquence.
Dans de tels modes d'exécution, le dispositif de commande mécanique peut être établi de manière à déplacer simultanément tous les noyaux par rapport aux bobines, et l'on peut prévoir des moyens de réglage comme ceux décrits dans le brevet belge 402.630, afin d'assurer et de maintenir le synchronisme et l'alignement des divers circuits.
REVENDICATIONS.
1 - Dispositif d'inductance variable pour effectuer l'accord sur plusieurs bandes de fréquences, comportant un ensemble formant noyau magnétique constitué en une matière pulvérisée et comprimée, et au moins deux enroulements comrnandés par le dit ensemble, caractérisé en ce que l'ensemble formant noyau constitue une trajectoire magnétique commune aux deux enroulements, dans le but d'augmenter l'échelle effective de variation d'inductance, et en ce que l'un des dits enroulements est destiné à'assurer l'accord sur une échelle de valeurs d'inductance, tandis que l'autre enroulement est destiné à assurer l'accord,- indépendamment du dit premier enroulement ou éventuellement relié en série avec celui-ci, - sur une deuxième échelle de valeurs d'inductance.
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for "IMPROVEMENTS RELATING TO VARIABLE INDUCTANCES INTENDED FOR HIGH FREQUENCY TUNED CIRCUITS OF RECEIVING DEVICES
The present invention relates to variable inductors and more particularly relates to variable inductors which can be used in high frequency resonant circuits and set up so as to be adjustable for any frequency within a relatively wide frequency band.
Variable inductors of this type can be used for example in T.S.E receivers.
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The variable inductors according to the present invention are of the type comprising magnetic cores established in pulverized and compressed material and arranged so as to be able to move relative to the coils to which they are added, this relative displacement between the coil and the core having the effect of changes inductance thus making it possible to tune the resonant circuit comprising the inductance coil in question, this with or without the usual adjustment by the variation of the capacitance.
Variable inductance devices that can be used to tune resonant circuits on a frequency scale in which the ratio of the maximum frequency. mura and the minimum frequency is of the order of 3 to 1, are described in British patent 366,475 and Belgian patent 388,345. The present invention relates to cases in which one or more resonant circuits must be tuned to several frequency bands, which may be very distant from each other (corresponding for example to the "medium" and "large" bands. wavelengths, generally expected in modern TSF receivers),
as well as in cases where it is a question of tuning to a wider frequency band than that which can be covered by a simple variable inductance device, such as those described in the aforementioned patents.
Accordingly, the object of the present invention is first of all to establish variable inductance devices susceptible to undergo variations in two distinct scales of inductance values. The maximum value of one scale may be the same as the minimum value of the other scale, or they may be different. Another object of the invention is to control at least two windings by a
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common single set of cores, such that the mutual inductance between two windings is subject to variations within wide limits, in addition to the usual inductance variations.
The invention will be better understood by referring to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 shows a variable inductance device comprising two coaxial coils having different self-inductance values, as well as a magnetic core movable with respect to these coils.
Fig. 2 shows an arrangement consisting in placing two coils side by side, so that their axes are oriented parallel, the set of cores, movable relative to these coils, being constituted by two cylindrical parts, preferably connected to one another. the other by a magnetic armature.
Fig. 3 shows an arrangement where both. coils are concentric, one of these coils being cylindrical and the other conical, the set of cores being shaped so as to adapt to the shape of the coils.
Fig. 4 shows an arrangement according to which a cylindrical coil and a conical coil are placed side by side, the core being constituted by separate elements intended to cooperate with the coils.
Cores of magnetic material, suitable for use in the construction of variable inductors according to the present invention, are described in the Belgian patent? 387.190, In general, such cores are made of a very finely divided magnetic material, which may be pure iron, the particles of said material having dimensions capable of reducing losses in the completed cores to a minimum.
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appropriate.
The particles of the magnetic material in question are individually isolated by a suitable insulating substance, the mass thus prepared being, after incorporation of a suitable plastic binder, molded under pressure in order to establish the elements of the desired shape, a pressure sufficient being applied during molding to give the finished cores the desired value of apparent permeability.
Circuits in which inductance devices of the types contemplated in the present invention can be advantageously employed are described in British Patent 366,475 and in Belgian Patent 402,630.
According to the invention, two separate coils or windings are combined with a single magnetic core, movable relative to said coils. The displacement of the core can be provided in such a way that the core influences either the two coils simultaneously, or each winding separately.
In each case, the inductances of the two windings are controlled by the relative movements of the core assembly.
In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the two coils or windings 1, 2 are wound on two cylindrical bodies 3, 4 of the same dimensions, although one of the coils may, if necessary, have a larger diameter than the other. In the example shown in this FIG. , the two coils 1, 2 are mounted coaxially on any suitable support. The core 5 has a cylindrical shape and is arranged so as to be able to move progressively through the coils. It is understood that the two windings can be connected so as to establish between their inductance values an additive or subtractive ratio.
It will also be understood that the windings
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can be connected to appropriate switching members that can be automatically actuated by the core during the movement of the latter relative to the coils, said switching members being established so as to allow the intercalation of one or other of the said coils in the resonant circuit with or without short-circuiting the inactive coil. In addition, said members * .-. Switches can be set so as to allow the two coils to be connected in series or in parallel, or to modify the direction of the windings so as to pass from the additive connection to the subtractive connection and vice versa.
By an appropriate choice of the switching device employed and by a judicious design of the coils, one can easily realize a variable inductance device covering two or more different frequency bands, in which the ratio of the maximum frequency to the minimum frequency is 1 order of 3 to 1.
In the embodiment shown in FIG. 2, the two coils are mounted side by side, so that their axes are parallel. The core 6 in this embodiment differs from that shown in FIG. 1, in that it is constituted by two cylindrical elements 7, 8 and a frame 9a. The coils 1, 2 are securely supported by a suitable device, the core assembly being so arranged that the cores 7 and 8 can move so as to enter the interior space. and 2 respectively, or to withdraw from this space.
Just as in the following embodiment in Fig. 1, the coils according to Fig. 2 can be connected to appropriate switching members, so as to allow inductance variations covering two or more different frequency bands to be made.
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In the embodiment according to Fig. 3, the coil 9 is wound on a cylindrical body, while the coil 10 is wound on a conical body, the coils 9, 10 being mounted coaxially on a suitable support. The core assembly 11 consists of two parts, 12 and 13, part 12 being tubular in shape and having dimensions allowing it to directly influence the inductance of coil 9, while part 13 has a conical conformation. and is established with a view to directly influencing the inductance of the coil 10. The two parts, 12 and 13, of the assembly 11 can be molded separately and mechanically joined in such a way that their ends are magnetically connected with a efficient way.
The arrangement according to the latter FIG. is particularly useful when the larger diameter coil 9 is used for shortwave tuning. This latter winding can also be used as the primary of a transformer, the secondary winding of which would be constituted by the coil 10, or else as a reaction winding acting on the latter coil. In the latter case, the variations of mutual inductance due to the relative displacements of the core assembly can be used to maintain the transformation ratio or the reaction value at a desired constant degree.
In the embodiment according to Fig. 4, the coil 14 has a cylindrical shape, while the coil 15 is conical, the two coils being mounted side by side on a suitable support, so that their axes are parallel.
The core element 16 is cylindrical in shape and is arranged so as to directly influence the inductance of the coil 14. The core element 17 consists of two elements 18 ,.
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19, the element 18, of conical shape, being intended to move inside the coil 15, while the element 19 of tubular shape is intended to move outside of the coil 15, so so that, when the element 19 is fully advanced, it surrounds so to speak entirely the said coil. The elements 18 and 19 can be joined by a separate frame 20, or the latter can be made in one piece, by molding, either with the inner core 18 or with the outer core 19. According to a variant, the entire l The core assembly 17, formed by the elements 18, 19, 20, can be molded in one piece.
In the embodiment according to Fig. 2 and 4, only the small inductance coil works on the high frequency band, while the other part of the core forms a low reluctance path for the return flow, thus increasing the band. When the higher inductance coil is connected in series with the first coil, the two cores also act to increase the limits of variation of inductance.
In a variant of the embodiments according to FIGS.
2 and 4, the two coils (1, 2 in Fig. 2 and 14,15 in Fig. 4) can be connected in such a way that the flows in the two windings can be directed in opposite directions at any time. In this way we obtain that practically the. all of the flow from one end of one coil enters the adjacent end of the other coil, this arrangement being that generally referred to as a "binocular" pair of coils. When the coils are wound and connected in the manner last described, a considerable increase in the coupling between the two coils is obtained during the introduction of the core therein, being
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given that said nucleus forms, for said flux, a practically complete circuit consisting of iron.
In this way, with the device according to the invention, much wider inductance variation limits are obtained when the two: coils are connected in series and in an additive manner.
Note that the coils have been shown as having solenoidal windings. single layer, since such an arrangement produces, in the winding itself, a minimum resistance to high frequency. However, in the case where it is necessary to obtain high inductance values, multi-layer windings, preferably coiled with the winder, can be employed.
It is preferable to use, for the windings, a conductor formed by several insulated strands and generally known by the term Litz wire, but it is understood that one can optionally use a solid wire. In practical applications of the object of the invention, it will be found advantageous to establish one of the coils so that it has a solenoidal winding in one layer and in spaced turns, for the higher frequency band, the other coil being constituted by a winding of several layers, for the lower frequency band.
To produce the desired relative displacement between the coils and the core (s), any mechanical control means can be used. Certain modes of construction, found advantageous, of such control means, are described in Belgian patent N 388,545.
It will be appreciated that any of the devices described above can be used in the construction of a band pass filter or other tuning system in which two circuits
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Oscillators are tuned simultaneously for two different frequency bands and in which some magnetic coupling between the two oscillating circuits is permitted or desirable. It will also be understood that several inductance devices of the types described above can be provided to tune a certain number of circuits for two or more frequency bands.
In such embodiments, the mechanical control device can be established so as to simultaneously move all the cores relative to the coils, and adjustment means such as those described in Belgian patent 402,630 can be provided, in order to 'ensure and maintain the synchronism and alignment of the various circuits.
CLAIMS.
1 - Variable inductance device for performing the tuning on several frequency bands, comprising an assembly forming a magnetic core made of a pulverized and compressed material, and at least two windings commanded by said assembly, characterized in that the assembly forming a core constitutes a magnetic path common to the two windings, with the aim of increasing the effective scale of variation of inductance, and in that one of said windings is intended to ensure the agreement on a scale of values inductance, while the other winding is intended to ensure tuning, - independently of said first winding or possibly connected in series with the latter, - on a second scale of inductance values.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.