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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements aux appareils servant à convertir en sons des signaux électriques.
Cette invention est relative aux appareils tels que les récepteurs radiophoniques et les phonographes à pick-up électriques, servant à convertir en sons des signaux électriques.
A des appareils de ce genre on incorpore couramment des filtres électriques afin d'atténuer sélectivement les fréquences les plus élevées, par exemple celles de plus de 5000 cycles par seconde. Ces filtres ont pour but d'éliminer des perturbations à haute fréquence telles que le grincement de l'aiguille du phonographe ou les sifflements hétérodynes et
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craquements en réception radiophonique. Toutefois le filtre élimine évidemment en même temps les composantes à très haute fréquence des signaux à recevoir. La perte de ces composantes ne présente en général aucun inconvénient sérieux quand les signaux sont relativement faibles, même quand il s'agit de reproduction de musique; en effet, dans les passages de faible intensité, les composantes à très haute fréquence sont généralement peu importantes.
Mais dans les passages de forte intensité elles deviennent très importantes, étant donné que le brillant du jeu des instruments à vent est dû dans une large mesure aux hautes notes aigues produites quand on souffle dans l'instrument avec force. Aussi le filtre compromet-il alors sérieusement la qualité de la reproduction sans fournir suffisamment d'avantages en compensation, car lorsque les signaux sont intenses ils noient de toute fa- çon les perturbations.
La présente invention a pour but d'obvier à cet inconvénient.
Suivant l'invention, un appareil du genre spécifié comprend un filtre intercalé dans le trajet des signaux à fréquence audible après que ceux-ci ont été séparés de l'onde porteuse (s'il y en a une), le filtre ayant une caractéristique non linéaire telle que le rapport entre l'atténuation qu'il produit dans les composantes voisines de la limite supérieure de la gamme audible et celle qu'il produit dans les composantes situées beaucoup plus bas que cette limite, décroisse quand l'intensité des signaux croit.
Par "filtre" on entend tout transmetteur passif ayant des bornes d'entrée et de sortie telles que le rapport entre le voltage d'entrée et le voltage de sortie soit une fonction de la fréquence d'entrée. Le mot "passif" signifie,
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comme d'habitude, l'absence d'amplificateurs, c'est-à-dire de dispositifs ayant pour effet de dériver une partie de l'énergie sortante de sources autres que l'énergie des signaux du côté entrée.
On peut dériver la caractéristique non linéaire soit d'un élément de filtre monté en série ou en parallèle, soit des deux ensemble,c'est-à-dire que, lorsque l'intensité du signal augmente, l'impédance aux hautes fréquences d'un élément monté en série avec le convertisseur acoustique peut diminuer par rapport à l'impédance aux basses fréquences, ou bien l'impédance relative d'un élément monté en parallèle avec le convertisseur peut augmenter, ou bien encore on peut avoir l'un et l'autre.
Une forme d'exécution de l'invention est représentée schématiquement sur le dessin annexé. Dans cet exemple le filtre à caractéristique non linéaire est monté en série.
Sur le dessin, le circuit de sortie d'un amplificateur de fréquences audibles 1 alimente au moyen de fils conducteurs 2, 3 le primaire 4 d'un transformateur dont le secondaire 5 alimente un haut-parleur 6. Dans un des fils conducteurs 2 est intercalé un circuit résonant 7 à caractéristique non linéaire; entre les fils 2, 3 est branché le condensateur C2. Le circuit 7 est constitué par un condensateur C1 monté en parallèle avec l'inductance L et avec les redresseurs Sl, S2 montés en opposition. Les composantes L et Cl sont accordées sur une haute fréquence audible, par exemple de 5000 cycles, de sorte que leur impédance est infinie pour cette fréquence. L'impédance des redresseurs S1, S est grande quand l'amplitude du voltage qu'on leur applique est petite, mais elle diminue quand l'amplitude croit.
Par conséquent, pour 5000 cycles, l'impédance du circuit 7 diminue quand l'ampli-
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tude augmente; l'impédance de C est constante à cette fré- quence, et la proportion d'énergie de sortie à haute fréquence qui arrive au primaire 4 et, partant, au haut-parleur 6 augmente quand l'amplitude augmente.
Quand l'impédance de sortie de l'amplificateur 1 est de 1000 ohms et que l'impédance du primaire 4 est de 6000 ohms, C2 peut avoir 0,008 F, C1 peut avoir 0,002 F et L peut avoir 500 mE. Pour Si et S2 on peut se servir de petits redresseurs à oxyde de cuivre employés dans les récepteurs radiophoniques; mais on peut aussi employer tous autres redresseurs dont l'impédance décroit quand le voltage augmente.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Appareil pour convertir en sons des signaux élec- triques, comprenant un filtre qui est intercalé dans le trajet des signaux à fréquence audible après que ceux-ci ont été séparés de l'onde porteuse (s'il y en a une) et qui a une ca- ractéristique non linéaire telle que le rapport entre l'atté- nuation qu'il produit dans les composantes voisines de la limite supérieure de la gamme audible et celle qu'il produit dans les composantes situées beaucoup plus bas que cette li- mite décroisse quand l'intensité des signaux croit.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Improvements in apparatus used to convert electrical signals into sound.
This invention relates to apparatus such as radio receivers and electric pick-up phonographs, used to convert electric signals into sound.
In devices of this type, electric filters are commonly incorporated in order to selectively attenuate the highest frequencies, for example those of more than 5000 cycles per second. The purpose of these filters is to eliminate high frequency disturbances such as the grinding of the phonograph needle or the heterodyne whistles and
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crackles in radio reception. However, the filter obviously eliminates at the same time the very high frequency components of the signals to be received. The loss of these components does not generally present any serious disadvantage when the signals are relatively weak, even when it comes to music reproduction; in fact, in low intensity passages, the very high frequency components are generally not very important.
But in high intensity passages they become very important, since the brilliance of the playing of wind instruments is due to a large extent to the high high notes produced when blowing the instrument with force. So the filter then seriously compromises the quality of the reproduction without providing enough compensation benefits, because when the signals are intense they will drown out the disturbances anyway.
The object of the present invention is to obviate this drawback.
According to the invention, an apparatus of the specified kind comprises a filter interposed in the path of the audible frequency signals after they have been separated from the carrier wave (if any), the filter having a characteristic nonlinear such that the ratio between the attenuation which it produces in the components close to the upper limit of the audible range and that which it produces in the components situated much lower than this limit, decreases when the intensity of the signals believes.
By "filter" is meant any passive transmitter having input and output terminals such that the ratio between the input voltage and the output voltage is a function of the input frequency. The word "passive" means,
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as usual, the absence of amplifiers, that is, of devices having the effect of deriving part of the outgoing energy from sources other than the energy of the signals on the input side.
The nonlinear characteristic can be derived either from a filter element connected in series or in parallel, or from both together, i.e., as the signal strength increases, the impedance at high frequencies d 'an element mounted in series with the acoustic converter may decrease with respect to the impedance at low frequencies, or the relative impedance of an element mounted in parallel with the converter may increase, or else one may have one and the other.
One embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing. In this example, the filter with a non-linear characteristic is mounted in series.
In the drawing, the output circuit of an audible frequency amplifier 1 feeds by means of conducting wires 2, 3 the primary 4 of a transformer whose secondary 5 supplies a loudspeaker 6. In one of the conducting wires 2 is interposed a resonant circuit 7 with nonlinear characteristic; between wires 2, 3 is connected capacitor C2. Circuit 7 is formed by a capacitor C1 mounted in parallel with the inductance L and with the rectifiers Sl, S2 mounted in opposition. The L and Cl components are tuned to a high audible frequency, for example 5000 cycles, so that their impedance is infinite for this frequency. The impedance of the rectifiers S1, S is large when the amplitude of the voltage applied to them is small, but it decreases when the amplitude increases.
Therefore, for 5000 cycles, the impedance of circuit 7 decreases as the ampli-
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study increases; the impedance of C is constant at this frequency, and the proportion of high frequency output energy which arrives at primary 4 and hence at loudspeaker 6 increases with increasing amplitude.
When the output impedance of amplifier 1 is 1000 ohms and the impedance of primary 4 is 6000 ohms, C2 can have 0.008 F, C1 can have 0.002 F, and L can have 500 mE. For Si and S2 one can use small copper oxide rectifiers used in radio receivers; but we can also use all other rectifiers whose impedance decreases when the voltage increases.
CLAIMS ---------------------------
1) Apparatus for converting electrical signals into sound, comprising a filter which is interposed in the path of the audible frequency signals after they have been separated from the carrier wave (if any) and which has a nonlinear charac- teristic such as the ratio between the attenuation which it produces in the components near the upper limit of the audible range and that which it produces in the components situated much lower than this li - moth decreases when the intensity of the signals increases.