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Récepteur hétérodyne pour la réception d'oscillatio porteuses modulées.
La présente invention concerne la réception e la sélection de signaux porteurs modulés et a pour ( jet principal de faciliter la sélection de tels sigi et d'améliorer leur réception.
Un signal de radiodiffusion est ordinairement transmis sur une onde porteuse ayant deux bandes larales de fréquences de modulation qui se trouvent d chaque côté du porteur sur une largeur d'environ 6 1 cycles. Dans les conditions actuelles de la radio-d: sion, les diverses fréquences porteuses sont distril à des positions différentes avec un écart entre ell
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qui est généralement de 10 kilocycles. Dans de nombreux cas, les frécuences de bande latérale d'un canal de signaux chevauchent sur celles d'un canal de signaux adjacent ou empiètent de près sur celles-ci.
Dans tous les cas, lorqu'on accorde un récepteur de radiodiffusion sur un signal désiré dans un tel canal, il est difficile d'éliminer l'interférence due aux signaux dans les canaux adjacents, en particulier lorscue de tels signaux interférants sont reçus avec une inten- site-- comparable à celle du signal désir=.
Un fonctionnement sans interférence exige géné- raleent, dans de tels cas, que le système de sélection laisse passer une bande de fr4auences considérablement ré- trécie, de telle façon que le passage de signaux interférants soit essentiellement évité. En rétrécissant de cette manière la bande sélectionnée, on porte ordinairement pré- judice à la fidélité de la réception des signauK Parce Que les fréquences de bande latérale qui correspondent aux hautes audiofréquences de modulation, sont supprimées.
On sait que, dans le fonctionnement des récepteurs superhétérodynes, il y a production d'une moyenne frécuence porteuse qui est égale à la différence entre la fréquence porteuse du signal et la fréquence de l'oscillateur local.
Cette moyenne fréquence, ou fréquence de différence,est généralement maintenue constante dans la gamme d'accord des signaux, en faisant fonctionner par un dispositif de monocommande les circuits de sélection de signaux et le circuit déterminant la fréquence de l'oscillateur, dans le but de maintenir constante la différence. Les deux bandes latérales de modulation qui s'étendent de chaque côté de la fréquence porteuse du signal s'étendent de même de part et d'autre de la moyenne fréquence porteuse. Dans le cas des récepteurs superhétérodynes, il est d'usage de placer dans l'étage
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moyenne fréquence les circuits déterminant la largeur de bande principale. Pour cette raison, la bande rétrÉ susmentionnée est admise par un système sélectif moyer fréquence hautement sélectif.
Conformément à une des caractéristiques de la T sente invention, il est proposé d'améliorer la fédiliÉ de réception et de maintenir, malgré cela, la caractéi tique sélective de bande rétrécie des circuits sélect: Conformément à la présente invention, ce résultat stol tient en utilisant, dans un récepteur superhétérodyne., système d'oscillateur local avec des moyens pour dépIt la fréquence de l'oscillateur par rapport à la fréque] du signal.
Une caractéristique particulière consiste dan, l'association d'un élément réactif variable avec le c: cuit déterminant la fréquence de l'oscillateur, de te: façon que les mêmes mouvements de l'élément réactif e' trainent essentiellement les mêmes déplacements de la fréquence de l'oscillateur pour toutes les fréquences la gamme d'accord.
Lorsque la fréquence de l'oscillateur local déplacée par rapport â la fréquence du signal, comme pliqué ci-dessus, la moyenne fréquence porteuse varie même valeur. Comme la bande choisie par le système de lection moyenne fréquence reste fixe, ce déplacement moyenne fréquence porteuse se produit dans une nouvel coupure des fréquences extrêmes de l'une des bandes e dans une plus grande admission simultanée des fréquer. extrêmes de l'autre bande latérale. Finalement, lorsc la moyenne fréquence porteuse est déplacée de toute à une extrême ou l'autre de la bande choisie, il n'y passage que d'une seule bande latérale, qui a une lai égale à toute la largeur de bande sélectionnée.
La dj
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tion dans laquelle la moyenne fréquence porteuse serait déplacée pour obtenir l'état le plus exempt de signaux inter- férants est : qui s'éloigne d'un tel signal interférant.
Conformément à une autre caractéristiaue de la présente invention, il est prévu un système sélectif qui est réglable de manière à laisser passer toute largeur de bande entre une largeur modérément sélective et une largeur plus hautement sélective, Cette caractéristique réglable est prévue par variation du couplage entre deux circuits couplés accordés et par variation simultanée de la résistance introduite dans au moins un de ces circuits accordés. Comme un changement de résistance dans un circuit accordé fait aussi varier le gain, ou efficacité de transmission, le couplage variant est disposé de façon à maintenir automatiquement tout à fait constante l'efficacité de transmission, pendant que la résistance est changée.
Une autre caractéristique de la présente invention consiste dans une coopération des deux caractéristiques précédentes, conformément à la^quelle est prévu un moyen pour déplacer simultanément la fréquence de l'oscillateur local et faire varier la sélectivité du système sélectif accordé.
La fig. 1 montre un récepteur superhétérodyne dans lequel sont réalisées toutes les caractéristiques de la ' présente invention; la fig. 2 montre graphiquement comment la fréquence @ de l'oscillateur local est déplacée conformément à la présente invention; la fig.3 montre graphiquement l'expansion de la bande choisie, par un système d'accouplement accordé conformément à la présente invention ; la fig. 4 montre graphiquement l'effet combiné du dé-
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placement de,la fréquence de l'oscillateur local et @ l'expansion de la bande sélectionnée, par un système d'accouplement accordé, et la fig. 5 montre la variation de l'impéda d'un des circuits du système d'accouplement accordé, lors du passage à l'état élargi.
La fig. 1 montre un récepteur superhétérc comprenant en tandem, dans l'ordre indiqué: une antei 10 et la terre 11, un amplificateur radio-fréquence un tube oscillateur-modulateur 13, un.amplificateur r ne fréquence 14, ainsi qu'un amplificateur détecteur audio-fréquence et un haut-parleur 15.
Les dispositij 12,14 et 15 ne sont indiqués que sous une forme généi sée parce qu'il ne constituept aucune partie de la p@ sente invention.,
Le tube oscillateur-modulateur 13 est d@ hexode et peut avoir la forme indiquée dans une demar antérieure de brevet présentée par la même revendical Le tube a une grille d'entrée des signaux 16 couplée ltamplificateur radio-fréquence 12 par un transformai radio-fréquence 17, dont la bobine secondaire est acc dable sur les canaux de signaux de la gamme de radiosion, par un condensateur variable 18.
Un système d'oscillateur local 19 est avec le tube 13. Ce système comprend une bobine 20 cc d'un écran intérieur 21 à une grille intérieure 22 pa condensateur 23. Un condensateur 24 est branché entre terre et un point médian 25 de la bobine. Une source tension positive de travail, désignée par + B, est cc tée au point 25 par une résistance 26, en vue de foui une tension continue convenable à l'écran 21. Un cond sateur variable 27 est intercalé entre la terre et l' .mité supér.ieure de la bobine 20. Les condensateurs 24
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et la partie de la bobine 20 au-dessus du point 25 forment un circuit résonant qui détermine la fréquence du sys- @ tème oscillatoire; cette fréquence d'oscillateur est variable au moyen du condensateur 27.
Le circuit oscillateur-modulateur qui vient d'être décrit, est analogue à celui qui a été décrit dans une demande antérieure de brevet présentée par la même revendicatrice.
Conformément à un objet de la présente invention, un condensateur variable relativement petit 28 est intercalé entre la terre et un second point médian 29 de la bobine 20, qui est en dehors du circuit résonant qui détermine la fréquence. Par suite de sa connexion avec la terre, le condensateur 28 est connecté à travers le condensateur 24 et une partie de la bobine 20 qui est en dehors du circuit résonant. Les fonctions et l'effet du condensateur 28 seront décrites plus amplement dans la suite.
Il y a modulation entre la fréquence du signal reçue, imprimée sur la grille 16, et la fréquence de l'oscillateur local, de la manière décrite entièrement dans une damande antérieure de brevet présentée par la même revendicatrice. Les résultats de modulation dans le circuit de plaque 30 comprennent la bande moyenne fréquence qui est la différence entre la fréquence de l'oscillateur local et les fréquences du canal de signaux reçus.
Afin de maintenir une différence constante de fréquence et, par conséquente une moyenne fréquence constante, les condensateurs variables 18 et 27 sont couplés mécaniquement ensemble pour actionnement simultané par un organe de monocommande, indiqué de manière générale par U.
Un système d'accouplement 31, intercalé entre la plaque 30 du tube 13 et l'entrée de l'amplificateur
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moyenne fréquence 14, est accordé de manière à laissa passer une bande moyenne fréquence fixée.
La bande de fréquences choisie et admise par le système d'accouplement accordé 31 est montrée graphiquement sur la fig.2. Sur cette figure, la moyenne fréquence porteuse est représentée par la ligne verti cale A, qui est considérée, dans ce cas, comme étant kilocycles. Le système d'accouplement est réglé pour sélectionner et laisser passer une bande de canal moy fréquence de 8 kilocycles de largeur, de 171 à 179 ki cycles; ces deux bords de la bande choisie sont indiq respectivement par les lignes formées par des traits et C.
Le condensateur 28 qui est associé avec le c de l'oscillateur, a pour fonction de déplacer la fréq de l'oscillateur dans l'une ou l'autre direction, de valeur désirée jusqu'à la largeur de la bande latéral sans apporter de changement au canal radio-fréquence Comme la bande latérale est de 4 kilocycles de largeu dans le cas considéré ici, ceci serait la limite du d cement de fréquence produit par le condensateur 28. S fréquence de l'oscillateur est plus élevée que la fré ce du signal reçue, comme c'est généralement le cas, décroissement de la fréquence de l'oscillateur sans a pagnement de changement de la radio-fréquence choisie déplacer la fréquence moyenne porteuse de la même val vers le bas, et vice versa.
Dans l'exemple considéré la fréquence de l'oscillateur sera, par conséquent, s 175 kilocycles plus élevée que la fréquence du signal sélectionnée, lorsque le condensateur 28 est dans sa tion neutre ou normale. La ligne formée par des trait sur la fig. 2 montre la position de la moyenne fréque porteuse lorsque la fréquence de l'oscillateur est dé
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vers le bas 3 kilocycles de la normale. Il est considéré que la moyenne fréquence représentée par la ligne D peut être déplacée à volonté à toute position entre les limites des lignes B et C.
Comme la position de la bande moyenne fréquence choisie reste fixe, un tel déplacement de la moyenne fréquence porteuse a pour effet de couper les fréquences extrêmes de l'une des bandes latérales et d'ajouter la même valeur aux fréquences extrêmes de l'autre bande latérale.
Pour la valeur de déplacement montrée sur la fig. 2, il ne reste dans la bande latérale inférieure que les fréquences entre 171 et 172 kilocycles, qui correspondent à des audiofréquences de 0 à 1000 cycles. Les basses fréquences de la bande latérale moyenne fréquence, qui correspondent à des audio-fréquences de 1 à 4 kilocycles, n'ont pas été sélectionnées. Mais la bande latérale moyenne fréquence supérieure a maintenant une largeur de 7 kilocycles, au lieu de 4; elle s'étend maintenant de 172 à 179 kilocycles. Par conséquent, au lieu de transmettre seulement des fréquences correspondant à une audio-fréquence de 0 à 4 kilocycles, le système sélectif transmet maintenant des fréquences correspondant à une audio-fréquence de 0 à 7 kilocycles.
De la manière qui vient d'être décrite, la fidélité audio-fréquence est améliorée sans accroissement de la largeur de bande transmise; mais il faut noter que des fréquences qui correspondent à de basses audio-fréquences (0 à 1000 dans ce cas) sont transmises en même temps avec une efficacité plus grande que les fréquences qui correspondent aux hautes audio-fréquences. La raison se trouve dans le fait que des fréquences correspondant aux basses audiofréquences sont transmises par les deux bandes latérales.
Cette inégalité de transmission peut être compensée dans une large mesure par un réseau compensateur convenablement
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établi dans l'amplificateur audio-fréquence.
Il faut aussi noter que la disposition di densateur 28 est tout particulièrement avantageuse. suite de sa connexion à travers au moins une partie la capacité du circuit déterminant la fréquence et travers l'inductance qui' est située en dehors du cir déterminant la fréquence, les mêmes mouvements ou va tions de la capacité de 28 entraînent les mêmes dépl ments de fréquence à toutes les fréquences de la gam d'accord. Ceci ne serait pas le cas, si le condensat 28 était connecté à travers l'inductance seule ou la capacité seule.
Comme la moyenne fréquence porteuse peut être déplacée dans l'une ou l'autre direction, la di choisie pour le déplacement sera généralement celle est opposée à la direction dans laquelle un signal i férant peut arriver à être présent. Un tel déplaceme neutralisera un tel signal- interférant en même temps que la fidélité sera améliorée.
Conformément à la présente invention, on un deuxième système d'accouplement moyenne fréquence intercalé entre la sortie de l'amplificateur moyenne quence 14 et l'amplificateur détecteur et audio-fréq et le haut parleur 15. A ce système d'accouplement e associé un moyen pour permettre de faire varier la 1 geur de la bande transmise par celui-ci, de manière faire varier la sélectivité et la fidélité. Ce moyen mente la disposition de déplacement de fréquence de . cillateur et peut être utilisé en liaison avec lui.. système d'accouplement 32 comprend une bobine primai: qui est couplée électromagnétiquement à une bobine s@ daire 34.
La bobine 33 est accordée sur la moyenne f:
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quence porteuse par un condensateur 35, et la bobine 34 est accordée de même sur la moyenne fréquence porteuse par un condensateur 36.
Entre les extrémités inférieures (les extrémités.' basse tension) de la bobine 34 et le condensateur 36 se trouve une disposition en série comprenant une bobine 37 et un potentiomètre ayant deux résistances 38 et 39. Un commutateur 40 est prévu pour connecter la bobine 37 à travers l'une ou l'autre des résistances 38 ou 39, suivant que le commutateur 40 fait contact avec le point de commutation 41 ou le point de copulation 42. La bobine 37 est couplée électromagnétiquement à la bobine primaire 33. Le bras de contact de potentiomètre 43 est connecté à un point 44 et, lorsqu'il est dans la posi- tion neutre, il fait contact avec le point neutre 45 entre les deux résistances.
Dans cette position, les extrémités basse tension de la bobine 34 et le condensateur 36 sont directement connectés. Le commutateur 40 est en corrélation avec le bras de potentiomètre 43 de sorte que lorsque le bras 43 agit sur la résistance 38, le commutateur 40 fait contact avec le point 41, mais que lorsque le bras 43 agit sur la résistance 39, le commutateur 40 fait contact avec le point 42.
Lorsque le bras 41 est mu dans l'une ou l'autre direction de la position neutre, le long de la résistance 37 ou de la résistance 38, il y a introduction de plus de tension dans le circuit secondaire par le couplage .entre les bobines 37 et 33, parce que la tension à travers la bobine 37 apparaît aussi à travers la résistance du potentiomètre. En même temps, il y a introduction dé plus de résistance, du potentiomètre, dans le circuit secondaire. La valeur de l'accroissement du couplage et de la résistance dans le circuit secondaire résonant
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dépend de la distance dont le bras 41 s'écarte du poi@ neutre dans son mouvement. on sait que lorsque le couplage entre deux circuits accordés couplés est petit, la caractéristiq' de résonance du système est aiguë.
Mais lorsque le co. ge est augmenté au delà de la valeur "optimum ", le système est caractérisé par deux résonances qui sont séparément étendues, augmentant ainsi la largeur de 1, bande sélectionnée. Le terme couplage "optimum sign fie le degré de couplage entre les deux circuits acco qui produit ltamplification maximum, uniquement à une seule fréquence de résonance.
De cette manière, la bande choisie est alo élargie par le mouvement du bras 43. Le circuit secon re serait caractérisé par deux pointes résonantes pro noncées lors de l'état élargi, comme ce ne serait pas cas pour la résistance introduite. L'effet de l'intrc duction de la résistance et de l'accroissement simula né du couplage est d'élargir la bande sans produire é pointes de résonance préjudiciables dans le circuit condaire.
Le système d'accouplement doublement accoi 32 est réglé de telle façon que lorsque le bras 43 e: dans la position neutre (aucune résistance n'étant i@ troduite), la sélectivité est très aiguë. La courbe : de la fig.3, qui est une courbe de l'atténuation por en fonction de la fréquence, constitue une courbe de sélectivité typique pour cette condition. Dans l'exe montré sur la figure, la moyenne fréquence porteuse de 175 kilocycles. La sélectivité représentée par la courbe E est telle qu'elle permet de laisser passer bande d'environ 4 kilocycles de largeur, c'est-à-dir
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que chaque bande latérale admise 2 une largeur de 2 kilocycles, pour une fréquence porteuse de 175 kilocycles.
Comme la caractéristique représentée par la courbe E procure une haute sélectivité, la fidélité est faible. Pour améliorer la fidélité, le bras de potentiomètre 43 est mu de la position neutre, afin d'augmenter le couplage et d'introduire de la résistance dans le circuit accordé, comme expliqué plus haut. Lorsqu'on fait tourner le bras 43 jusqu'au maximum d'écart dans'une direction ou l'autre, la caractéristique de transmission prend la forme de la courbe F montrée sur la fig. 3. Conformément à la courbe F,un système d'accouplement 32 sélectionne une bande d'une largeur d'environ 8 kilocycles, de 171 à 179 kilocycles, qui est à peu près la même caractéristique que celle obtenue avec le système d'accouplement 31.
Si on élargissait la bande par addition de résistance seule, la caractéristique prendrait une forme un peu analogue à la courbe G de la fig. 3. La courbe G montre une atténuation plus grande que la courbe E dans la bande. Ceci est dû à la réduction d'efficacité de transmission à cause de la résistance ajoutée. La courbe F, cependant, montre moins d'atténuation que la courbe G et montre à peu près la même atténuation que la courbe E.
La différence d'atténuation entre les courbes G et F est formée par le couplage additionnel dépendant de la bobine 37. De cette manière le gain obtenu par le couplage de la bobine 37'compense la perte résultant de la résistance.
Il a été trouvé très satisfaisant d'actionner le condensateur de déplacement de fréquence 28 et le bras de potentiomètre 43 (ainsi que le commutateur 40) simultanément au moyen d'une monocommande mécanique désignée de manière générale par les lignes formées par
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des traits et par le bouton S. Cet organe S est conne( de façon à maintenir le condensateur 28 et le bras 43 la position neutre, afin de produire la largeur de bai minimum, qui est celle de la courbe E sur la fig. 3. @ élargir la bande, on fait tourner le bouton S dans l'i ou l'autre direction. Le mouvement dans l'une des dir amène le bras 43 à se mouvoir le long de la résistance et amène simultanément le condensateur 28 à déplacer : moyenne fréquence porteuse dans une direction.
Par le vement du bouton dans l'autre direction, le commutate 40 se meut jusqu'au point de contact 42, le bras 43 a sur la résist,ance 37, et le condensateur 28 déplace 1 moyenne fréquence porteuse dans l'autre direction.
Le réglage devrait de préférence faire en que le déplacement maximum de fréquence cofncide avec largeur maximum de bande (courbe.F).
La fig. 4 montre m'effet total de l'action du bouton S pour déplacer la fréquence de l'oscillate et augmenter la largeur de bande du système 32. La co H correspond à la courbe E de la fig. 3 et montre la téristique totale à l'état hautement'sélectif, qui es l'état pour l'accord. La courbe I montre la caractéri que sélective totale lorsqu'on fait tourner le boutor pour élargir entièrement la bande dans la direction d bande latérale inférieure. On peut voir que la courbe essentiellement la même largeur que la courbe F de la 3, sauf'qu'elle est déplacée vers le bas. La courbe J tre de manière analogue l'effet de l'expansion compl dans la direction de la bande latérale supérieure.
La disposition conforme à la présente in@ tion est --susceptible d'être facilement appliquée à @ nombreuses variations du mode de réalisation décrit.
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Par exemple, stil est trouvé que le circuit primaire 33, 35 peut exister en étant chargé par deux résistances 38 et 39 en parallèle, le condensateur 40 peut ne pas être considéré et une connexion permanente peut être établie entre les points 41 et 42 et le point auquel le commutateur est relié, comme montré.
Un système de volume-contrôle automatique est associé avec le récepteur, Ce système comprend une connexion 46 entre un point 47 de la bobine 33 et un point 48 qui est relié, par la résistance 49, au circuit de grille du signal du tube 13. Dans la connexion 46 se trouve un dispositif de volume-contrôle automatique désigné de manière générale par le rectangle 50. Le dispositif de volume-contrôle automatique peut être de n'importe quelle forme convenable, qui comprend ordinairement un redresseur pour développer une tension unidirectionnelle qui fournit à la grille 16 du tube 13 un potentiel inversément à chaque variation de la tension moyenne fréquence à la bobine 33.
En plus du contrôle automatique du volume, cette disposition produit l'effet désirable de maintenir une sortie essentiellement uniforme avec expansion. L'effet trouve sa cause dans la manière dans laquelle l'impédance du circuit primaire 33, 35 varie dans le déplacement de l'état contracté à l'état élargi du système d'accouplement 32.
Des caractéristiques d'impédance du circuit primaire 33, 35 sont montrées sur la fig. 5, sur laquelle l'impédance est portée en fonction de la moyenne fréquence. La courbe K montre la courbe d'impédance relativement aiguë, obtenue lorsque la bande admise par le système d'accouplement est contractée en plaçant le bras 43 dans la position neutre.
Lorsque la bande admise par le système d'accouplement est élargie, comme c'est le cas par mouvement du bras 43 dans l'une ou l'autre direction, et que le couplage entre les
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circuits primaire et secondaire du système d'accouple est augmenté de ce fait, l'impédance du circuit prim est caractérisée par le double effet de résonance ré: tant du couplage suroptimum. L'impédance du circuit maire à l'état élargi est montrée par la courbe L. On marque qu'elle a deux pointes résonantes prononcées e un creux entre elles, à la fréquence porteuse. La eau des deux pointes prononcées pour le circuit primaire tandis que de telles pointes n'existent pas pour les cuits secondaires, réside dans le fait qu'il n'y a au cune introduction de résistance additionnelle dans le circuit primaire lorsque le couplage est augmenté.
Comme la tension appliquée au dispositif de volume-contrôle automatique est prise du circuit prima re, l'effet de volume-contrôle automatique se relâche lorsque la largeur de bande sélectionnée par le systèn d'accouplement 32 est augmentée. La cause de ceci résj dans le fait que la moyenne fréquence porteuse se trot dans le creux de la courbe L. Par conséquent, le volun augmente un peu lorsque la largeur de la bande est aug tée; en d'autres mots: la sensibilité est toujours un moindre que dans l'état élargi.
Ceci contrecarre la tendance que le volume a baisser, résultant du mouvement du porteur vers un côt de la caractéristique de résonance inclinée, et, par c séquent, un décroissement d'amplitude lorsque la bande est élargie. Ceci compense aussi la diminution proprem dite à la sortie, qui résulte du coupage d'une forte partie de l'une des deux bandes latérales.
Lorsque le récepteur est accordé à l'état éla@ cette caractéristique d'impédance primaire produit une suppression du bruit et un fort effet d'accord. La ten; qui fait fonctionner le volume-contrôle automatique esi
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anormalement élevée de chaque côté de la fréquence de résonance exacte, diminuant ainsi le gain du récepteur, tandis que lors de r4sonance exacte, la tension de volume-contrôle automatique est anormalement basse. Cet état produit une augmentation rapide et facilement remarquable du volume à la sortie, lorsque l'on accorde en résonance, ce qui indique le point exact-auquel le récepteur est accordé correctement.
Revendications.
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- *# <!-.. ?# # ?# f# t-. t.- t.- *-. ¯ 1/ Récepteur hétérodyne pour la réception d'oscillations porteuses modulées, avec une disposition de circuit se- lectif qui est située dans l'étage moyenne fréquence et dans l'intervalle transmis de laquelle se trouve la moyenne fréquence, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour faire varier l'écart de la fréquence de l'oscillateur par rapport à la fréquence de réception, de valeurs telles que la moyenne fréquence puisse être dépla- cée dans les limites de l'intervalle transmis par la ré- seau filtrant.