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Radiorécepteur..
La présente invention concerne des systèmes de signalisation d'ondes dans lesquels.les signaux d'ondes porteuses modulées sont transmis sur des conducteurs de câble entre, des parties d'un ap= pareil de signalisation situées à quelque distance l'une de l'autre, par exemple dans des parties différentes d'un local ou d'un bâtiment..Plus particulièrement, cette invention concerne des récepteurs de radiodiffusion accordés commandés à distance, dans lesquels la partie d'entrée est logée dans une unité
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de commande portative reliée par des conducteurs de câble au récepteur proprement dit.
Un objet de la présente invention consiste à réaliser une forme perfectionnée de commande à distance sur conducteurs de câble, qui soit simple tant au point de vue construction que manipulation et qui soit, en comparaison des accouplements connus utilisés pour des usages analogues, un haut rendement sur une relativement grande gamme de fréquences telle que la gamme complète de fréquences de régime d'un récepteur pour plusieurs bandes d'ondes. Une caractéristique de la présente invention consiste dans l'utilisation de la capacité inhérente entre les conducteurs de câble pour réaliser l'accouplement voulu.
Le récepteur de type superhétérodyne a été adapté pour la commande à distance en logeant l'amplificateur radio-fréquence accordé et les sections oscillateurmodulateur dans une petite unité-câble portative connectée au châssis principal du récepteur contenant les unités moyenne fréquence, de détection et audiofréquence. Les connexions d'antenne et de terre sont nécessairement mises directement à des bornes au châssis principal en raison de la position plus ou moins permanente de celui-ci par rapport au circuit portatif.
Les signaux reçus par l'antenne doivent, cependant, être d'abord imprimés sur la partie d'entrée du récepteur se trouvant dans l'unité portative. Dans ce but, ils y sont transmis sur des conducteurs de câble.
Il se présente donc, particulièrement dans les récepteurs pour plusieurs bandes d'ondes, le problème suivant : réaliser de l'antenne à l'entrée accordée, par l'intermédiaire des conducteurs de câble, un accou- , plement qui soit aussi bien de construction et manipulation simples que de bon rendement et de bonne effica-
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cité sur la ou les bandes de fréquences sur lesquelles le récepteur est accordable. Comme solution de ce problème, il a été proposé de relier les bornes d'antenne et de terre du châssis aux conducteurs respectifs d'une paire de fils et de relier les bornes éloignées de cette paire à l'entrée accordée de l'unité de commande à distance, de manière normale, par exemple par un transformateur. Mais de cette façon, le cable ne devient qu'un prolongement des conducteurs d'amenée d'antenne et de terre.
En pratique, cependant, il a été constaté que cette forme de connexion entraine des pertes si sérieuses qu'elles altèrent grandement le fonctionnement de l'appareil comme entité. Une cause de ceci réside dans le fait qu'absolument toute la tension du signal de circuit ouvert du circuit d'antenne est imprimée entre les conducteurs de câble et que, par suite de la relativement grande capacité inhérente entre les conducteurs, elle affaiblit grandement les signaux avant leur application au circuit d'entrée accordé.
Pour remédier à ce défaut, on a proposé, en outre, de coupler le circuit d'antenne au câble par un transformateur abaisseur et d'utiliser additionnellement, entre le câble et l'entrée accordée, un transformateur élévateur pour l'accouplement avec le récepteur. L'intention est ici de transformer l'énergie de courant de faible intensité et de tension relativement haute du circuit d'antenne en courant de haute intensité et basse tension pour la transmission sur le câble et de réduire le plus possible les pertes de câble haute fréquence susmentionnées, les signaux étant après cela retransformés par le transformateur élévateur en courait de faible intensité et haute tension requis par l'entrée accordée.
Avec cette disposition, le rendement de l'accouplement varie de manière notable avec la fréquence malgré l'introduction de circuits disproportion-
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nément coûteux et appliqués dans un effort pour éliminer cet effet. Cette variation de rendement, qui est tout particulièrement forte dans les bandes d'ondes success ves d'un récepteur pour plusieurs bandes d'ondes, résulte de l'action bien comprise des relations du transformateur de couplage d'antenne et de l'impédance d'antenne comme indiqué ci-après:
L'impédance de l'antenne est généralement réactive ca- pâcitivement sur la ou les bandes de fréquences de régime. L'impédance du transformateur, d'autre part, est réactive inductivement.
Le circuit d'antenne sera par m conséquent sujet à résonance à n'importe quelle fréquence fixe à laquelle le circuit d'antenne est le plus sensible. Conformément à cela, lorsque la fréquence de réception change par accord relativement à la fréquence fixe de la résonance du circuit d'antenne, l'efficacité de la transmission du signal au circuit d'entrée accordé variera de manière correspondante.
Bien que cette variation d'efficacité de l'accouplement avec la fréquence de réception puisse être réduite dans n'importe quelle mesure par construction convenable, par exemple en établissant le plus efficacement la résonance fixe du circuit d'antenne et en utilisant une résistance d'affaiblissement, elle reste cependant une sérieuse source de perte de rendement, en particulier sur les gammes basse fréquence d'un récepteur pour plusieurs bandes d'ondes, par suite du bas rendement du transformateur résultant à de telles fréquences.
Cette perte de rendement du transformateur est, en fait si excessive que,dans les récepteurs pour plusieurs bard des d'ondes utilisant les accouplements au câble par transformateur mentionnés, il devient nécessaire de prévoir, à l'entrée accordée de l'unité de commande à
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distance, des transformateurs élévateurs séparés qui conviennent individuellement pour chaque bande d'ondes de régime. Il se présente dans ce point non seulement une construction excessivement coûteuse, mais aussi nécessairement des complications et des frais par.--, l'obligation d'avoir dans l'unité de commande un appareil de commutation apte à connecter les transformateurs individuellement dans le circuit du récepteur, tous deux à leurs bobines primaire et secondaire, pour la sélection d'une bande d'ondes donnée.
Pour obtenir le travail le plus efficace, une disposition analogue de transformateurs et de commutateurs devrait être employée au châssis principal du récepteur, dans le but de coupler le circuit d'antenne au câble. Comme cette commutation additionnelle au châssis principal du récepteur détruirait cependant la réalisation du travail de commande à distance, la pratique s'est mise à employer une bobine en prise permanente dans le circuit d'antenne,malgré la perte de rendement résultant sur les bandes basse fréquence de régime.
Je propose, et ceci éclaircit parfaitement mon invention, d'éliminer les désavantages mentionnés inhérents aux dispositions suggérées ci-dessus, en couplant capacitivement le circuit d'antenne au câble et, par le câble, à l'entrée accordée du récepteur. Dans ce but, je propose, dans la modification préférée de mon invention, d'interposer des condensateurs fixes de valeur convenablement choisie, à la fois dans le circuit d'antenne et le circuit d'entrée accordée. Je propose, en outre, de monter ces condensateurs en pont respectivement entre les extrémités opposées d'un conducteur de câble et l'armure métallique enveloppant ces conducteurs.
Dans la gamme de travail du récepteur, le câble
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sera, en général, électriquement court,' et sa capacité distribuée sera efficacement concentrée. Pour cette raison, les capacités des condensateurs de couplage mentionnés et celle du câble équivalent à celle d'un condensateur unique à capacité concentrée égale à la somme des capacités des condensateurs de couplage et du câble. Le circuit d'antenne est, par conséquent, couplé effectivement au circuit d'entrée accordé, par un seul condensateur de couplage à capacité concentrée de valeur choisie approximativement.
Avec cette disposition, l'impédance de couplage a le même caractère que celle de l'antenne, c'est-àdire que les deux sont essentiellement de pures capacités sur la bande de fréquences de régime. Pour cette raison, la fraction de la tension de signal totale frappant l'antenne qui est imprimée sur l'impédance de couplage, tend à être essentiellement constante et indépendante de la fréquence et égale au rapport existant entre la capacité de couplage et la somme des capacités de l'antenne et du couplage.
En outre, comme la capacité du condensateur d'accord du circuit d'entrée accordé est maintenant en série avec la capacité de couplage, l'accouplement du circuit d'antenne à l'entrée accordée sera, pour une position donnée de l'échelle du condensateur d'accord, le même pour toutes les bandes d'ondes de régime dans un récepteur pour plusieurs bandes d'ondes. Ceci résulte du fait que le coefficient de couplage dépend exclusivement de la capacité de l'antenne, de la capacité de couplage et de la capacité d'accord en concordance avec la définition bien comprise du coefficient de couplage capacitif. Pour une position donnée du condensateur d'accord, le coefficient de couplage sera.0 par conséquent, le même pour toutes les bandes d'on- des de régime.
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Par suite du relativement haut rendement de ce type d'accouplement pour les diverses bandes d'ondes de réception, la nécessité des opérations de commutation au châssis principal du récepteur est évitée, et celle à l'unité de commande à distance sont réduites à un minimum de changement de bobines dans les circuits accordés, pour régler le travail d'une bande d'ondes à l'autre, comme demandé.
La seule figure du plan montre le schéma d'un récepteur superhétérodyne pour plusieurs bandes d'ondes, commandé à distance, utilisant l'invention pour coupler capacitivement le circuit d'antenne, par des conducteurs de câble, à l'entrée accordée du récepteur, et aussi pour accoupler capacitivement en arrière la sortie moyenne fréquence de la partie de commande à distance du récepteur, par des conducteurs de câble, au récepteur proprement dit. La partie du circuit du récepteur nécessaire pour comprendre parfaitement l'invention est montrée sous forme d'un schéma de circuit.
Le système montré sur le plan comprend de manière générale une unité récepteur principal, une unité de commande à distance 2, et un câble blindé 3 avec des conducteurs tels que 4 et 5, logés dans une armure métallique 6 et reliant approximativement l'unité récepteur principal à l'unité de commande à distance.
Le système de réception comprend une antenne 7 et la terre 8 disposées dans un circuit couplé de la manière qui sera expliquée, par le câble, au circuit d'en- trée accordable 9 d'un tube à vide 10 constituant un étage d'amplification radio-fréquence accordé. La sortie de fréquence de réception du tube 10 est appliquée sélectivement, par un circuit accordable 11, généralement semblable à 9, à l'entrée d'un tube à vide multi-grilles 12, agissant comme oscillateur-modulateur combiné. Le premier couple, en vertu de l'impédance accordée 13,
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générativement certaines de ses électrodes.
La sortie moyenne fréquence du tube 12 est sélectivement appliquée, de la manière qui sera encore expliquée, par le conducteur de câble 5, à l'entrée du tube à vide 14 qui agit comme étage d'amplification moyenne fréquence @ dans l'unité récepteur principal, dont les parties restantes comprenant les étages additionnels d'amplification moyenne fréquence, de détection et d'amplification audio-fréquence, sont indiquées respectivement en schéma par les rectangles 15,16 et 17. Le haut-parleur terminal 18 peut être monté sur le châssis du récepteur ou logé ailleurs comme on le désire. Le récepteur est alimenté en énergie par le redresseur de puissance ordinaire indiqué par le rectangle 19. Ce redresseur re- çoit son énergie par une ligne d'alimentation et alimente en alternat le récepteur par des conducteurs tels que 21.
Considérant un peu plus en détail l'unité de commande à distance, il est remarqué que le circuit d' entrée accordé 9 comprend un condensateur fixe Ci et une paire de bobines 20' et 21' qui sont individuellement shuntées par les condensateurs d'arrêt respectifs 22 et 23 montés en pont en série sur un condensateur variable 24 qui est connecté entre-la grille de contrôle 25.et la cathode 26 du tube 10. Le circuit est accordable par le condensateur 24 sur deux bandes de fréquences distinctes, dont le choix est, par la commande du commutateur 27, apte à courtcircuiter la bobine plus basse 21'. La réception a lieu sur la bande supérieure de fréquences lorsque le commutateur 27 est fermé et sur la bande inférieure lorsque ce commutateur est ouvert.
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Les circuits accordés 11 et 13 sont généralement construits et disposés de manière analogue au circuit' 9. Les commutateurs de sélection de bande correspondant à 27 et les rotors des condensateurs variables correspondant à 24 sont, pour les circuits accordés susmentionnés, respectivement couplés mécaniquement en organes de monocommande 28 et 29, dans le but d'ajuster en même temps la bande de réception et l'accord des divers circuits respectifs. Les condensateurs d'arrêt des circuits accordés 11 et 13 qui correspondent aux condensateurs 22 et 23 du circuit 9 sont semi-réglables et servent à aligner les circuits pour l'accord avec une seule échelle.
Le condensateur 55, dont la capacité est à peu prés égale à la somme des capacités combinées Ci et de la capacité distribuée C du câble, fournit au moins un alignement approximatif entre les circuits 11 et 9.
Le circuit de sortie ou de plaque du tube 10 est couplé capacitivement par le condensateur 30 et conductivement par le transformateur 31 au circuit 11 qui est monté en pont entre la grille de contrôle de signaux du tube 12 et la connexion de cathode commune
32. La construction est telle que l'accouplement capa- citif est opposé à l'accouplement inductif pour la réception sur la bande inférieure de fréquences, tan- dis que ces accouplements se réunissent pour la récep- tion sur la bande supérieure. De cette manière, le gain ou amplification est maintenu assez uniformément sur les deux bandes de réception.
Pour la production d'oscillations hétérodynes, le circuit 13 est connecté entre la grille intérieure du tube 12 et la connexion de cathode 32, et un accou- plement régénératif avec la seconde grille est prévu
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sous forme combinée inductive et capacitive par le transformateur 33 et les condensateurs 34. L'inductance 56 est une bobine de self radio-fréquence. Il est de nouveau fait utilisation ici d'un accouplement du type combiné, dans le but d'obtenir une assez bonne uniformité de gain de l'oscillateur-modulateur sur les deux bandes de fréquences de réception. La modulation des signaux se fait par l'action du condensateur bloquant la grille intérieure 35 et de la résistance de fuite 36 connectée de la grille intérieure à la cathode.
Le circuit de commande à distance est prévu avec les résistances usuelles, telles que 35',36,37, 38 et 39 et des condensateurs de dérivation tels que 40,41,42 et 43, dans le but de régler de manière convenable les potentiels des électrodes des tubes, la dérivation et le filtrage de courants de haute fréquence,etc.
La connexion de cathode commune 32 est mise à la terre à l'armure métallique 6 du câble 3. Cette armure est, en alternat, mise à la terre à 44 du châssis principal du récepteur. Il n'est montré ici comme conducteurs de câble que ceux que la présente invention concerne directement. Ce sont les conducteurs 4 et 5, qui sont respectivement connectés au circuit de grille du tube 10 et au circuit de plaque du tube 12, comme expliqué plus loin. Il faut néanmoins comprendre que le câble a encore d'autres conducteurs,pour alimenter de manière convenable les électrodes des tubes 10 et 12 et pour effectuer, à l'unité de commande, l'ouverture et la fermeture de la source d'éner- gie, le volume-contrôle, etc.
Pour réaliser la présente invention, l'antenne 7
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est reliée à la terre 8 par une résistance 45 et au conducteur- de câble 4 par un condensateur de blocage 46, qui a pour but d'éviter à 8 la mise à la terre du potentiel de grille négatif que l'unité d'énergie applique, par les condensateurs 47 et 5, sur les grilles des tubes 10 etl2.
Monté en pont entre le conducteur 4 et la terre au châssis principal du récepteur se trouve un condensateur Ci semblable au condensteur C1 monté en série à l'unité de commande à distance 2 dans le circuit d'entrée accordé 9 et connecté là entre le conducteur de câble 4 et l'armure mise à la terre 6. Les condensateurs C1 ensemble avec la capacité distribuée inhérente entre le conducteur de câble 4 et l'armure mise à la terre 6, indiquée par les capacités C, servent à coupler le circuit d'antenne 7,8 capacitivement au circuit accordé 9 en conformité avec la présente invention.
Dans une installation usuelle, le câble 3 sera électriquement court par rapport aux longueurs d'ondes sur lesquelles le récepteur est accordable. La capacité distribuée C agit, pour cette raison, comme une seule capacité contrée, connectée en parallèle avec les deux capacités Ci. Le circuit d'antenne 7,8 peut, par conséquent, être considéré comme couplé au circuit accordé 9, par une seule capacité égale à la somme des capacités C1 et à la capacité distribuée totale ingérente entre le conducteur 4 et l'armure métallique 6.
Dans un circuit couplé capacitivement comme celui considéré ici, le coefficient de couplage dépend uniquement des capacités résultantes qui sont propres
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l'antenne et aux circuits accordés, ainsi que de la capacité mutuelle de couplage. Toutes ces capacités sont essentiellement fixes, à l'exception de la capacité variable d'accord 24 aui, cependant, pour une position donnée de l'échelle, introduit la même capacité dans le dicuit accordé, pour le travail sur l'une ou l'autre des bandes supérieure ou inférieure de fréquences de réception.
Il s'ensuit cue le coefficient de couplage et, par conséquent, l'effet utile de la transmission des signaux du circuit d'antenne 7,8 au circuit d'entrée seront les mêmes sur les bandes de fréauences de réception supérieure et inférieure pour les mêmes positions d'échelle du condensateur 24.
La résistance 45, montée dans le circuit d' antenne effectivement en shunt sur les capacités de couplage d'antenne, aide à réduire le plus possible un tel désalignement d'accord du circuit accordable 9 par rapport aux circuits accordables 11 et 13 que celui pourrait autrement se produire par suite de variations des capacités d'antenne dans l'intervalle se présentant en pratique. Cette résistance sert, en outre, à réduire des variations de rendement de couplage, par réglage du condensateur d'accord 24, et aussi à dériver des courants interférants de fréauence relativement basse, tels que ceux qui peuvent avoir été reçus par l'antenne.
Un accouplement de même caractère que celui décrit ci-dessus est employé pour coupler la sortie moyenne fréquence du tube oscillateur-modulateur 12, par le conducteur de câble 5, à l'entrée du tube amplificateur moyenne fréauence 14. Dans ce but se trouve connecté directement entre la plaque du tube 12 et la connexion de cathode mise à la terre 32, un
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circuit accordé 48 comprenant un condensateur semiréglable 49 monté en pont sur une bobine 50 et un condensateur fixe C2 en série. Le condensateur C2 est, en alternat, en pont entre le conducteur de câble 5 et l'armure métallique mise à la terre 6. Un condensateur analogue C2 est, en alternat, en pont entre le conducteur 5 et la terre au châssis principal du récepteur.
Ce dernier condensateur C2 est compris en série dans un circuit de résonance 51 couplé inductivement par l'inductance mutuelle M à un second circuit de résonance 52 connecté entre la grille et la cathode du tube 14.
Le système comprenant les circuits 48,51 et 52 constitue un système d'accouplement triplement accordé, couplant la sortie du tube 12 à l'entrée du tube 14.Ce système est accordé sur la moyenne fréquence au moyen des condensateurs semi-réglables 49,53,54. Comme le câble 3 est, ainsi que déjà dit, en général électriquement court par rapport aux longueurs d'ondes auxauelles le récepteur est efficace, l'accouplement entre les circuits 48 et 51 équivaut à celui d'une capacité concentrée unique égale à la somme des deux capacités C2 complétées par la capacité distribuée totale C inhérente entre le conducteur de câble 5 et l'armure 6, con- sidérée comme capacité concentrée.
Les valeurs des condensateurs C1 et C2 dépendront; à la vérité, de la capacité du câble, de la construction des circuits à accoupler et du degré de couplage requis. Par exemple, des capacités de 500 micro-microfarads ( f) ont été trouvées convenables pour-chacun des condensateurs C1 et C2 dans une installation particulière incorporant le circuit montré sur le plan accompagnant la présente. La capacité de couplage totale a été, pour cette raison, dans chaque exemple, celle des conducteurs de câble plus 1000 f. @