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" perfectionnement aux systèmes de radio-diffusion par cou- rants porteurs sur fils."
La présente invention se rapporte aux systèmes de diffusion par courants porteurs modulés, et particulièrement aux systèmes établis pour diffuser un certain nombre de pro- grammes de musique, de paroles ou d'autres signes à partir d'une station centrale de transmission, à un nombre d'abonnés pourvus d'appareils sélecteurs leur, permettant de choisir entre les divers programmes transmis. L'invention est appli- cable aux systèmes dans lesquels des courants de diverses fréquences porteuses correspondant aux divers programmes sort appliqués à un réseau de distribution par exemple Il 91 1 aux fils de distribution de force ou d'éclairage électrique.
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Quand on diffuse simultanément de cette manière une sé- rie de programmes, il convient d'employer pour oscillations porteuses pour les différents programmes, des oscillations dont la fréquence est la plus basse possible. L'atténuation des si- gnaux augmente, en effet, avec la fréquence porteuse, et le maintien des oscillations porteuses à des fréquences relative- ment basses étant, d'autre part, facilité en choisissant lesdi- tes fréquences aussi voisines l'une de l'autre compatible avec l'obtention d'une reproduction de bonne qualité. Les appareils sélecteurs des abonnés doivent comprendre des filtres sélectifs qui ne laissent passer, dans la mesure du possible, au détec- teur de l'abonné, que la seule bande de fréquences associée à la transmission du programme destiné à l'abonné envisagé.
Pour obtenir une bonne reproduction, il convient que la bande de fréquences transmises contienne la fréquence porteuse, plus une bande de dix kilocycles environ par seconde, ou la fréquence porteuse moins dix kilocycles environ par seconde, et cela ne suffit que lorsque la transmission n'utilise qu'une seule bande latérale. Il s'ensuit donc que les ondes porteuses associées aux divers programmes doivent être séparées par un intervalle de plus de dix kilocycles si l'on veut obtenir une bonne repro- duction.
Il est évident, d'autre part, qu'à moins que les porteuses ne présentent entre elles une différence de fréquence située au dessus de la limite d'audition, elles pourront donner naissance à des battements audibles. Il y a cependant une autre raison, en plus de la raison ci-dessus, qui peut devenir une cause de production de battements audibles.
Ainsi, la production, dans le détecteur, d'harmoniques puissants de la fréquence porteu- se redressée dans le détecteur envisagé ne peut pas être évitée et ces harmoniques peuvent;avoir une amplitude qui constitue
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it 7- '1... "", une,fraction importante de l'amplitude de l'onde-porteuse. La
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pratique a montre qu' il y a une tendance de production d' interférences 'due à la production de battements audibles entre lesdits harmoniques et la fréquence porteuse associée à un autre* programme, ces battements étant particulièrement nui- sibles, l'oreille étant très sensible aux sons ainsi produits.
Pour illustrer ce qui vient d'être dit, supposons que deux pro- grammes soient diffusés sur ondes porteuses de vingt et de trente-cinq kilpcycles par seconde. L'harmonique de la première ayant une fréquence de quarante kilocycles, viendra battre avec l'onde porteuse de trente-cinq kilocycles appartenant au second programme, ce qui peut donner une interférence entre ces porteuses. Il en est de même de n'importe quels autrescou- ples de porteuses. Il est, bien entendu, possible de construi- re des filtres très sélectifs capables de supprimer jusqu'aux moindres traces des fréquencesporteuses des autres canaux (c'est-à-dire des autres ondes porteuses). Une telle méthode pour surmonter la difficulté ci-dessus serait cependant, dans bien des cas, dtun prix prohibitif.
De plus, il entraînerait le danger que les harmoniques prenant naissance dans les appa- reils sélecteurs soient transmis au réseau de distribution et y causent des perturbations. En outre, à moins que la fréquen- ce des ondes porteuses utilisées pour les divers programmes soit convenablement choisie, il subsiste la possibilité que l'un quelconque des harmoniques pouvant exister dans l'une des transmissions tout à fait indépendamment de l'action du détec- teur, vienne battre avec l'un des harmoniques appartenant à une autre transmission ou avec l'une des fréquences porteuses ' elle-même/.
La technique de la diffusion par courants porteurs sur fils diffère grandement de celle de la radio-diffusion ainsi que de celle de la télégraphie par courants porteurs sur fils.
L'un des points sur lesquels la diffusion par courants porteurs diffère de la radio-diffusion réside précisément dans la possi- bilité de l'apparition desdits battements audibles. La raison
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en est que dans la pratique de la radio-diffusion, les fré- quences porteuses peuvent, et en fait sont, relativement éle- vées de sorte que la différence absolue de fréquence entre les harmoniques et l'onde fondamentale est bien plus grande que dans le cas des fréquences porteuses peu élevées utilisées dans la diffusion par:courants porteurs sur fils. En radio-diffu- sion les interférences peuvent, par suite, être supprimées au moyen d'un simple filtre.
La largeur de la bande latérale né- cessaire à une bonne reproduction est la même quelle que soit la fréquence porteuse, cette largeur étant de l'ordre d'un peu plus de dix kilocycles, comme indiqué plus haut, de sorte que par exemple, il serait nécessaire; pour obtenir une bonne qua- lité, de retenir toutes les fréquences comprises entre vingt et trente kilocycles par seconde en rejetant complètement les fréquences de trente-cinq kilocycles. Cette question de la qualité, de la sélection de certaines fréquences et de l'éli- mination totale des autres ne se pose pas, bien entendu, en télégraphie par courants porteurs sur fils. De même, les fré- quences d'amplitude relativement réduite produites par hété- rodynage ne sont pas, d'une manière générale, particulière- ment nuisibles dans les systèmes de télégraphie par courants porteurs.
Bien plus, on peut même utiliser, dans ces systèmes de télégraphie, des fréquences porteuses relativement très basses, c'est-à-dire même de basses fréquences audibles, ce qui rend possible l'emploi d'un très grand nombre de canaux porteurs. Les problèmes posés par la diffusion par courants porteurs sur fils sont, par suite, entièrement distincts de ceux posés par la télégraphie par courants porteurs.
La présente invention a pour objet principal de four- nir des formes de systèmes de diffusion par courants porteurs sur fils, dans lesquels les battements des fréquences les plus -basses, produits entre les fréquences porteuses des divers pro- grammes, ou entre.ces fréquences porteuses et leurs harmoni- ques, ou entre les divers harmoniques, soient limités à une
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seule fréquence que l'on peut supprimer dans les appareils sélecteurs, ou que l'on peut choisir au-dessus des fréquences audibles. On peut, de cette manière obtenir une reproduction de bonne qualité tout en rendant possible l'utilisation de filtres simples, suffisamment sélectifs pour les usages cou- rants de sélection des programmes.
Il convient de remarquer que le procédé de démodulation qui facilite la. sélection des programmes n'apporte cependant aucune aide pour l'élimination ou la diminution des effets dûs au battement ou à l'hétérody- nage indiqués plus haut.
Suivant la présente invention, le système pour la diffu- sion, par courants porteurs sur fils, d'une série de programmes est constitué par les transmetteurs des divers programmes, sé- lectionnés et réglés de manière telle que la transmission de chacun des programmes soit effectuée sur des fréquences qui sont, toutes, un multiple exact d'une même fréquence de base, dont la grandeur,est, elle-même, quelque peu supérieure à la largeur de la bande des fréquences de modulation utilisées dans la production des transmissions de la qualité désirée.
Ladite fréquence de base peut être égale à la différence de fréquence entre les fréquences porteuses de deux programmes voisins. Dans un tel système, en maintenant les ondes porteu- ses exactement à la fréquence nécessaire, les battements audi- bles engendrés sont de fréquence unique et peuvent être aisé- ment supprimés dans les appareils de reproduction parce que, dans ce cas, les divers harmoniques des diverses fréquences porteuses ont, eux-mêmes, tous la même fréquence.
A titre d' exemple, les fréquences porteuses utilisées pour les divers programmes peuvent être des multiples' de onze kilocycles par seconde, cette fréquence étant une fréquence de base convena- ble; les fréquences des ondes porteuses pour trois programmes peuvent alors être de vingt-deux, trente-trois et quarante- quatre kilocycles par seconde.Il n'est pas toujours nécessaire d'engendrer cette fréquence déterminée de base, elle-même, bien
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que l'on puisse utiliser un maître-oscillateur accordé sur cette fréquence et agencé pour donner un courant riche en har- moniques. pour permettre de bien comprendre l'invention, et aussi pour en permettre la réalisation, on va décrire dans la suite, à titre d'exemple, deux systèmes établis suivant l'invention et représentés sur les dessins joints.
Dans l'un de ces systè- mes la fréquence de base est engendrée,, et dans l'autre cette fréquence n'est pas engendrée indépendamment.
Dans les dessins:
La figure 1 est un schéma de montage d'un système sui- vant le premier type et
La figure 2, un schéma d'un système suivant l'autre type.
Dans la figure 1, le tube VM ést un maître-oscillateur dont le cirduit d'entrée CL est accordé sur la fréquence de onze kilocycles par seconde. Cet oscillateur peut être mainte- nu avec précision à cette fréquence par des moyens mécaniques tels qu'un cristal oscillant ou un dispositif à magnetostric- tion, mais, d'une manière générale, un léger écart de la fré- quence déterminée ne présente pas d'inconvénients sérieux, car on verra qu'un tel écart produit des variations proportionnel- les des fréquences porteuses utilisées pour les divers progran- mes, et que, de cette manière, un seul battement de fréquence. audible continue à être produit. Le circuit accordé CL est couplé à 1,-, bobine d'entrée A et le tube VM reçoit sa tension anodique de la eourse B obtenue d'habitude en redressant et en filtrant le courant du réseau.
Le circuit contenant un conden- sateur C1, une résistance R et les bobines de couplage L1, L2 et Le est intercalé entre l'anode et la cathode équipoténtiel- le du tube VM. La résistance R est grande comparée à l'impé- dance du tube VM, elle peut valoir, .par exemple, plusieurs
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fois la valeur de l'impédance du tube VM, a,fin que la fréquen- ce des oscillations du tube VM ne soit pas influencée, d'une manière sensible, par l'accord des circuits des tubes V1, V2 et V3. '..;
Les bobines L1, L2, L3 sont représentées comme étant couplées aux tubes de commande Vl, V2, V3 de trois programmes à courants porteurs distincts, et les bobines sont couplées aux circuits d'entrée Ti, T2, T3 accordés, chacun, sur un har- monique de la fréquence du circuit de contrôle CL.
Dans le présent exemple, où le circuit CL est accordé sur onze kilocy- cles par. seconde, on peut supposer que le circuit T1 est accor- dé pur vingt-deux kilocycles, le circuit T2 sur trente-trois kilocycles et le circuit T3 sur quarante-quatre kilocycles.' Les tubes V1, V2, V3 constituent les tubes de commande pour les trois fréquences porteuses, leurs circuits anodiques étant accordés comme indiqué et leur courant de sortie étant modulé convenablement suivant les programmes que l'on désire trans- mettre, l'émission étant ensuite appliquée au réseau de dis- tribution.
A titre d'exemple, on peut considérer chacune des connexions / X, Y, Z comme allant à la grille d'un tube modu- lateur-amplificateur, la tension anodique de ce tube étant mo- dulée suivant le programme envisagé à l'aide d'un courant de basse fréquence amplifié et appliqué à la grille d'un tube mo- dulateur dont le circuit de sortie est relié à travers un fil- tre passe-bas à l'anode du tube modulateur-amplificateur. Le courant modulé sortant de ce tube peut ensuite être conduit par exemple à travers des filtres passe-bande et un amplifica- teur, à un emplificateur paraphase, par exemple comme repré- senté en A, B, et C dans les dessina ,de la demande de brevet en Belgique n 315.859, du 27 juillet 1934 des mêmes auteurs.
Les amplificateurs paraphase sont ensuite reliés par exemple aux fils du réseau de distribution comme le représentent les dessins de ladite demande de brevet.
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Les fréquences indiquées ci-dessus ne sont, bien en- tendu, données qu'à titre d'exemple, et l'invention n'est, évidemment, pas limitée à ces fréquences. Ainsi, tant que les fréquences choisies pour les divers programmes sont des multi- ples d'une fréquence de base déterminée remplissant les carac- téristiques déjà mentionnées, il ne peut pas y avoir de possi- bilité d'engendrer des fréquences autres que la fréquence de base ou des multiples de cette fréquence de base. L'utilisa- tion de l'invention évite la production de tous battements de fréquence audible, autres que ceux de la fréquence détermi- née, battements qui seraient dûs à la transmission d'un harmo- nique d'une des fréquences porteuses.
Le maître-oscillateur VM et ses circuits peuvent être disposés en un endroit central tel que le pavillon de récep- tion utilisé quand il s'agit de relayer les programmes de dif- fusion, à travers les fils du réseau de distribution, les tu- bes de commande, V1, V2, V3 et leurs circuits étant disposés à la sous-station assoéiée'-au réseau de distribution. Cette disposition est particulièrement pratique quand il s'agit de relier une série de sous-stations à un maître-oscillateur, bien que, dans ce cas, et en particulier si les sous-stations sont situées à une distance relativement élevée !L'une de l'au- tre, il convienne d'intercaler un amplificateur dans le cir- cuit de sortie du maître-oscillateur VM allant aux bobines L1, L2, L3.
De même, si les diverses sous-stations alimentées à partir d'un maître oscillateur VM se trouvent à des distances variables de cet oscillateur, il pourrait être nécessaire d'in- tercaler des circuits ajusteurs de phase dans certains fils pour assurer aux courants porteurs des divers programmes appli- qués au réseau de distribution dans les diverses sous-stations précisément les phases corectes.
Le tube VM est réglé et les constantes de ses circuits sont choisies de manière à rendre son courant de sortie riche
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en harmoniques. L'on pourrait également intercaler, dans ce même but, un circuit multi-vibrateur dans le circuit de sortie dudit tube.
Dans le système représenteen figure 2, il n'y a pas de tube maître-oscillateur réglé pour vibrer sur la fréquence de base, mais les trois tubes de commande V1, V2, V3 ont leurs circuits de sortie P1, P2, P3 accordés approximàtivëment sur les fréquences porteuses que l'on désire utiliser pour les programmes, c'est-à-dire, dans l'exemple déjà indiqué, le cir- cuit P1 est accordé sur 22, le circuit P23 sur 33 et le circuit p3 sur 44 kilocycles par seconde. Les tubes sont maintenus en état d'auto-oscillation au moyen d'un degré approprié de réac- tion. La fréquence du circuit P1 peut être réglée au moyen d'un ondemètre étalon, ou bien le tube V1 peut être maintenu en oscillation à une fréquence fixée, sous le contrôle d'un cristal de quartz ou d'un autre dispositif mécanique.
Entre le circuit accordé P1 du tube V1 et le circuit accordé d'entrée du tube V2 se trouve dn circuit accordé E couplant les deux circuits éntre eux, le circuit E étant accordé sur une fréquen- ce égale au plus petit commun multiple des fréquences des cir- cuits Pl et P2, dans le cas présent: 66 kilocycles, puisque Pl est accordé sûr 22 et P2 sur 33 kilocycles. D'une manière ana- logue, le circuit de sortie P2 du tube V2 est couplé au cir- cuit d'entrée du tube V3 au moyen d'un second circuit intermé- diaire F lequel est accordé, à son tour,, sur une fréquence éga- le au plus petit commun multiple des fréquences des circuits P2 et P3, c'est-à-dire, dans le cas présent, sur une fréquence dé 132 kilocycles.
Les connexions X, Y, Z sont les connexions de $ortie pour les trois programmes, ces connexions pouvant être reliées au réseau de distribution à travers les mêmes tu- bes et les mêmes circuits que ceux déjà décrits à l'occasion de la figure 1.
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Dans le cas du circuit représenté en figure 2, les circuits accordés P1, P2, P3 sont réglés au moyen d'un onde- mètre approximativement-à leurs fréquences correctes. Le cir- cuit E est réglé tout d'abord de manière à éliminer tous les battements audibles dans le circuit P 2; on trouve que le cils- cuit P2 peut être réglé sur une gamme assez étendue sans dé- crocher. On ajuste enfin le circuit F jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de battements audibles venant du circuit P3.
Les circuits
E et F sont des circuits de couplage pour accrocher les oscil- lateurs V1, V2, V3 entre eux, les légères variations dans la fréquence du tube V1 produisant des variations proportionnel- les dans la fréquence du courant fourni par les tubes V2 et V3
Bien que dans les figures 1 et 2 l'on ait représenté des moyens pour maintenir une relation définie entre les fré- quences utilisées pour les ondes porteuses des divers program- mes, l'invention peut encore être réalisée en utilisant un maitreèoscillateur distinct, tel qu'un des tubes V1, V2, V3 pour chacun des programmes, et en réglant avec précision la fré- quence d'oscillation de chacun de ces tubes, par exemple à 1' aide d'un ondemètre, pour rendre ces fréquences égales aux divers multiples de la fréquence de base.
On trouve ainsi que, si les divers éléments des circuits des tubes sont choisis avec soin, les fréquences peuvent être aisément maintenues sa aucun couplage entre les cirduits. Ce mode de fonctionnement nécessite cependant qu'un opérateur surveille les circuits et que, si des battements viennent à être produits par les harmo- niques ou les fréquences fondamentales, le circuit de l'un ou de plusieurs des tubes V1, V2, V3 doit être réajusté. Les dis- positions des circuits suivant lés figurés 1 et 2 évitent la nécessité de tels réglages à la main, puisqu'ils maintiennent la relation désirée des fréquences multiples d'une fréquence adonnée entre les fréquendes des divers programmes ou canaux.