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SYSTEMES ELECTRIQUES DE TRANSMISSION
PAR ONDES PORTEUSES
L'invention se rapporte à des systèmes électriques de trans- mission par ondes porteuses ayant des sources alternées d'ondes sem- blables, et un de ses buts est de prévoir des moyens perfectionnés pour changer la source d'onde qui agit sur le système sans interrom- pre la fourniture des dites ondes porteuses.
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Un autre but de l'invention est de prévoir un arrangement perfectionné de circuits pour comparer l'énergie fournie par deux générateurs de fréquence porteuse, cet arrangement de circuits étant tel que l'effet synchronisateur d'un générateur sur l'autre est réduit au minimum.
Dans des systèmes de communication électrique par ondes por- teuses, le cas peut se présenter qu'une source ou oscillateur d'ondes porteuses, comme par exemple un générateur thermoionique, soit commun à une série de circuits séparés dont certains utilisent ordinairement l'oscillateur. Dans un tel système, un oscillateur de réserve est ordinairement prévu,et le problème se pose alors de passer d'un os- oillateur à l'autre sans interruption ou changement dans la fournitu- re du courant. Dans certains cas une interruption, même d'un milliè- me de seconde, est importante.
Suivant une des formes de réalisation de la présente inven- tion, des sources alternées d'ondes porteuses sont prévues, et une charge à vide est connectée à la source n'alimentant pas le système, cette charge à vide étant égale à celle fournie par la source utili- sée. Des moyens sont prévus pour comparer les énergies fournies par les sources en regard de la fréquence, de la phase, et de l'amplitude, et pour interchanger les sources sans aucune interruption dans la fourniture des ondes porteuses au système.
Les sources d'ondes porteuses sont de préférence interchan- gées au moyen de commutateurs reliés entre eux et oouplés mécanique- ment ou électriquement.,de manière que la source utilisée soit connec- tée à la charge à vide et que la seconde source soit connectée au sys- tème, avant que la déconnexion de la source utilisée du système et de la seconde source de la charge à vide n'ait lieu.
Afin de comparer les énergies fournies par les sources alter- nées, un compteur rectificateur peut être couplé différentiellement aux circuits de charge. Il y a alors une tendance pour chaque source d'avoir un effet synchronisateur ou un effet perturbateur de fréquence
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sur l'autre souroe. Cet effet synohronisateur mutuel peut être ré- duit au minimum suivant un autre fait caractéristique de l'invention en prévoyant une impédance égalisant celle du compteur rectificateur et arrangée pour compléter une disposition de bobines hybrides équi- librées.
D'autres faits caractéristiques de l'invention seront mieux compris de la description suivante d'une de ses formes préférées de réalisation, montrée, schématiquement sur la figure du dessin ci-joint.
Suivant ce dessin, des oscillateurs alternés 1 et 2 sont as- sooiés à une charge utile 3 et à une charge à vide 4 au moyen d'un dispositif commutateur oomprenant des ressorts numérotés de 5 à 11.
La charge utile 3 oonstituera ordinairement l'impédance apparaissant aux bornes de l'oscillateur d'un système de communication, tandis que la charge à vide est fournie d'une impédance égale sous tous les rap- ports à la charge utile.
Quand le commutateur occupe la position montrée, les oscilla- teurs 1 et 2 agissent respectivement dans la charge utile 3 et dans lE charge à vide 4, l'oscillateur 1 étant connecté à travers les ressorts 8 et 9 à la charge 3 tandis que l'oscillateur 2 est relié à travers les ressorts 10 et 11 à la charge à vide 4.
Pour comparer les énergies fournies'par les oscillateurs, un transformateur 14 et un compteur rectificateur 16 sont prévus. Le transformateur 14 comprend deux enroulements primaires 14" et 14' shuntés respectivement à travers la charge utile 3 et la charge à vide 4. Des résistances 13 et 12 sont insérées dans les circuits shunts respectifs qui sont complétés par une résistance commune 17 et par une connexion à la terre. Le compteur rectificateur est relié à travers l'enroulement secondaire 14"' du transformateur pour donner une indi- cation de la moyenne des différences instantanées existant entre les courants entrant dans les enroulements 14' et 14".
Si les courants sont de même fréquence, l'indication du comp- teur dépendra de la phase relative, et sera nulle quand les courants
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seront en phase et d'amplitude égale. Si les courants sont de fré- quences légèrement différentes, le compteur peut être utilisé pour mesurer cette différence en comptant les battements, ou pour indiquer quand la différence de phase a été éliminée.
Quand on désire passer de l'oscillateur 1 à l'oscillateur 2 on peut donc surveiller le compteur 16'et régler l'oscillateur 2 de manière à avoir la même fréquence, la même phase et la même amplitu- de que l'oscillateur utilisé. Quand cette condition a été atteinte, le compteur montre une déviation pratiquement nulle et le dispositif commutateur peut être actionné.
On peut voir que l'arrangement fonctionne aussi comme volt- mètre. Pourvu que la charge à vide soit un équivalent exact de la charge utilisée, les deux oscillateurs ont le même voltage de sortie et la même phase quand le compteur indique zéro. De plus, si l'indi- cation du compteur reste à zéro pendant un temps long,les fréquences seront aussi très près d'être égales. Par l'insertion de clés de rup- ture en série avec les enroulements 14' et 14", le circuit peut être utilisé comme un voltmètre, et l'oscillateur de réserve 2 peut être réglé pour avoir le même voltage que l'oscillateur utilisé.
En pratique, le fonctionnement d'un commutateur à contacts multiples a lieu avec une vitesse définie, et pour cette raison le com- mutateur dans le cas présent est arrangé de manière qu'une série vou- lue de commutations soit effectuée indépendamment de la vitesse d'o- pération.Le commutateur comprend sept resaorts numérotées de 5 à 11, desquels seulement le ressort 5 est directement actionné manuellement ou par une autre force extérieure. Le ressort 5, par son mouvement, amène les autres ressorts à être actionnés en série de manière que la charge 3 ne soit pas soumise à des changements quelconques pendant le procédé de commutation, pourvu que les oscillateurs aient été réglés pour donner des puissances identiques.
Essentiellement, la source tre -vaillant en premier lieu est connectée à la charge à vide, et la sour -ce de réserve est connectée à la charge 3 avant que la déconnexion de
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la source utilisée du système et de la source de réserve de la charge à vide n'ait lieu. Cette série d'opérations est désirable, soit que l'osoillateur 1 ou l'oscillateur 2 constitue la source utilisée.
Dans l'arrangement montré, avec l'oscillateur 1 connecté à la charge utile 3, l'opération de commutation s'effectue comme suit: le ressort 5 est déplacé dans la direction de ! vers b. Les ressorts 5 et 6 font d'abord contactât les oscillateurs 1 et 2'sont connectés en parallèle, ainsi que les charges 3 et 4. Puisque les oscillateurs fournissent des puissances identiques et travaillent sur des charges semblables, il n'y a aucune différence de voltage entre les ressorts 5 et 6, et la connexion ne doit matériellement pas changer le circuit.
Le mouvement suivant du ressort 5 amène le ressort 6 à déplacer le res -sort 7 au moyen de la tige isolante 18 afin que ce ressort 7 fasse con -tact aveo le ressort 9. Cela ne change pas matériellement le circuit puisque les ressorts 7 et 9 sont déjà connectés à travers les ressorts 7, 11, 10, 6, 5,8, 9. Le mouvement suivant du ressort 5 amène la rup- ture du contact entre les ressorts 8 et 9, mais ceux-oi sont encore électriquement connectés à travers les autres ressorts 8, 5, 6, 10, 11, 7, 9, de sorte qu'il n'y a aucun changement dans le circuit. Un nouveau déplacement du ressort 5 amène le mouvement du ressort 11 au moyen de la tige isolante 19, et les ressorts 11 et 10 sont séparés.
L'osoillateur 1 est maintenant connecté à la charge 4 à travers les ressorts 5 et 6, tandis que l'oscillateur 2 est connecté indépendam- ment à la charge 3 à travers les ressorts 7 et 9. si les oscillateurs ont maintenu des énergies égales, il n'y a aucune changement dans l'am -plitude ou la phase du courant passant dans la charge 3.
Des effets semblables sont obtenus en libérant le ressort 5 pour connecter l'oscillateur 1 à la charge utile 3.
Dans la comparaison de fréquences et de phases des cecilla- teurs, il est important d'éviter l'effet de synchronisation entre ces oscillateurs. Si du courant de l'oscillateur 1 a accès à l'oscilla- teur 2 au moyen du circuit de comparaison, cet oscillateur 1 aura un
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certain contrôle sur la fréquence et la phase de l'oscillateur 2. Quand dans ces conditions, un oscillateur est réglé pour approcher la fré- quenoe de l'autre, un point est atteint quand les fréquences des deux oscillateurs changent subitement et que toutes deux assument la même valeur, lequel a une valeur intermédiaire entre celle qui serait ob- tenue si les oscillateurs étaient indépendants.
Cependant la phaoe ne devient pas la même, mais une différence de phase s'obtient dépendant, pour les circuits particuliers,du changement de fréquence apporté.Dans ces conditions une interversion des oscillateurs sera accompagnée d'un changement subit de phase dans le courant de charge. Il devient donc nécessaire d'empêcher autant que possible des courants du circuit de sortie d'un oscillateur d'atteindre la fréquence déterminant le cir- cuit de l'autre oscillateur. Cela peut être réalisé en utilisant des amplificateurs neutralisés après les oscillateurs et en utilisant un circuit de comparaison très sensible exigeant seulement une énergie très faible.
Ces moyens sont de préférence employés, mais l'effet de synchronisation mutuelle est aussi réduit par l'insertion d'une résis -tance 17 dans le circuit de oomparaison comprenant le transformateur 14 et le oompteur 16. Si la valeur de la résistance 17 offre une cer- taine relation avec la valeur de la résistance du oompteur 16, un équi -libre hybride est réalisé, et aucune énergie ne passera du circuit oomprenant la résistance 12 à celui renfermant la résistance 13, ou vice-versa, pourvu que les enroulements 14' et 14" soient semblables.
Pour une exactitude exceptionnellement grande, la résistance 17 peut être remplaoée par un compteur ayant les mêmes caractéristiques que le compteur 16, pourvu que le rapport de transformation dans le transfor- mateur soit convenablement choisi. Les résistances 12 et 13 réduisent l'effet d'erreur dans l'équilibre de l'arrangement de la bobine hybri- de, et plus le oompteur est sensible, plus hautespeuvent être ses ré- sistances.
Les oscillateurs 1 et 2 peuvent être ordinairement des oscil- lateurs de haute stabilité, ou ils peuvent être des oscillateurs syn--
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-chronisés exigeant seulement un ajustement de phase, mais même dans ce dernier cas, le circuit de comparaison comprenant le transformateur 14, le compteur 16, et la résistance 17, est désirable puisque les oscillateurs synchronisés montrent un effet de déphasage qu'il est très important d'éviter si ces appareils doivent être réglés pour avoir la même phase.
La commutation des oscillateurs pet s'effectuer automatique- ment. Par exemple, le compteur 16 peut être pourvu de contacts qui complètent un circuit quand ce compteur indique zéro. Ce circuit, à son tour, après un délai convenable, amène le fonctionnement du res- sort 5. La commutation est ainsi effectuée automatiquement quand les oscillateurs sont restés en phase pendant un temps assez long pour dépasser le délai.
REVENDICATIONS.
1. Dans un système de transmission par ondes porteuses, la prévision : de sources alternées d'ondes porteuses ; d'une charge à vide pour la source non connectée au système, cette charge étant équi- librée par rapport à la charge utilisée par le système; d'un moyen pour comparer les énergies fournies par les dites sources par rapport à leur phase et amplitude; et d'un moyen pour interconnecter les sources sans interruption dans la fourniture des ondes porteuses au système.
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