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Disposition en vue de la variation de la self-induction d'une bobine.
La présente invention concerne des-systèmes ac- cordables pour utilisation dans des systèmes de signalisation haute fréquence et, plus particulièrement, des systèmes ou dispositions qui sont accordables sur une large bande de hau- tes fréquences telles que par exemple celles utilisées gé- néralement dans les systèmes d'émission et de réception ra- diophoniques et de télévision.
Dans certaines dispositions de circuits électri- ques, telles que par exemple les systèmes de réception de signaux à haute fréquence, il est souvent nécessaire de pré- voir des circuits de sélection accordables sur une large
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bande de fréquences. Les récepteurs de télévision par exemple peuvent avoir besoin de circuits de sélection accordables sur une gamme de fréquences s'étendant d'environ 40 à 90 mégacycles.
Lorsque l'on construit un système accordable de ce type, il est avantageux d'assurer l'obtention du plus grand gain de résonance possible dans le système sur tout l'intervalle d'accord, et ce- la.exige que l'impédance correctrice du système soit maintenu à la plus haute valeur pratiquement possible à toutes les fré- quences de la gamme. Cette condition rend indésirable l'emploi d'une capacité ajustable comme élément d'accord, car avec un tel élément la capacité d'accord requise devient si grande sur une partie importante de la bande que l'impédance correctrice et le gain du système sont réduits à des valeurs indésirablement peti- tes. En même temps, la largeur de la bande transmise par le système devient excessivement petite à moins que le circuit n'ait été chargé au point ou le gain du système diminue forte- ment.
On peut éviter cet inconvénient en faisant usage d'un système comprenant une réactance capacitive fixe et un disposi- tif d'accord à induction réglable pour accorder sur la large bande de fréquences désirée. Cependant, des dispositifs d'accord à induction réglable élaborés pour ce but se sont manifestés ne pas convenir pour diverses raisons. Les dispositifs à induction réglable du genre existant jusqu'ici ont été, en général, de deux types: l'un comprenant un enroulement et un écran ajusta- ble associé avec celui-ci; l'autre, la construction de variom- tre usuel c'est-à-dire deux enroulements réglables entre eux.
Les dispositifs à induction faisant partie de la première de ces deux catégories présentent le désavantage d'avoir une gamme de variations d'induction extrêmement limitée et, au point de vue mécanique, de ne pas convenir pour être actionnés par des organes de réglage d'accord du type usuel.
Les dispositifs d'accord à induction ajustable faisant partie de l'autre catégorie ou d'autres types existant jusqu'à présent représentent des constructions plus ou moins compliquées et sont caractérisés par divers défauts mécaniques par suite ;
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desquels ils ne conviennent pas pour une application du genre indiqué ci-dessus. Dit plus en détail: les dispositifs usuels appartenant aux autres types sont caractérisés soit par des con- necteurs à spirale soit par des connecteurs à contact glissant entre les enroulements et leurs bornes.Les inductions et capa- cités parasites introduites par le type de connecteur cité en premier lieu sont toujours des quantités variables et ne peuvent pas être prédites. En conséquence il est difficile de compter sur elles dans des dispositions exactes.
De même, la résistance de contact des connecteurs à contact glissant représente une quan- tité indéterminée sur laquelle on ne peut pas compter sûrement et exactement. Elle constitue en général, une source de bruits de fond.
Pour cette raison, un objet de la présente invention con- siste à créer un système accordable sur une large gamme de fré- quences au moyen d'un dispositif à induction ajustable construit et aménagé. de telle façon qu'il remédie aux inconvénients des dispositions du genre ancien tout en étant de construction simple et de fonctionnement efficace.
Un autre objet de la présente invention consiste à créer un dispositif à induction ajustable convenant pour l'application décrite ci-dessus et ayant des limites de variation d'induction suffisantes pour qu'une large bande de fréquences de l'ordre in- diqué puisse être couverte facilement et ayant, en outre, une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: compacité, simpli- cité, adaptabilité aux mécanismes d'accord usuels de bonne fa- brication en séries, absence de contacts glissants ou variables et absence de tout jeu.
En résumé, les objets ci-dessus sont obtenus conformément à la présente invention en créant un système accordable qui com- prend une réactance capacitive fixe et une réactance inductive réglable connectées pour former un circuit accordable. La réac- tance inductive réglable comprend un enroulement et un écran conducteur fait de matière non magnétique à basse résistance
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et mobile. L'enroulement et l'écran sont déplagables entre fl
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dans un certain rapport de couplage pour faire varier l'induction du dispositifet, de cette manière, la fréquence de résosnance du système.'
Avec une telle disposition, la plus grande partie de la variation d'induction est obtenue lorsque l'écran et l'enroule- ment sont accouplés d'une manière relativement serrée ou se rap- prochent d'un rapport physique serré.
Pour cette raison, afin d'obtenir un dispositif du genre indiqué ci-dessus qui ait la gamme de réglage d'induction requise, il est nécessaire de dispo- ser les éléments de telle manière que lorsque l'écran est en- tièrement télescopé sur l'enroulement, les deux éléments se trouvent dans un rapport physique aussi serré que les conditions électriques le permettent. Afin d'obtenir un dispositif qui puisse être réglé facilement, il est désirable de produire le mouvement relatif désiré entre l'écran et l'enroulement au moyen d'un élément--rotatif de commande ou réglage. On peut réaliser ce- ci en montant l'écran sur un bras qui est fixé sur un arbre ro- tatif, de sorte que l'écran parcourt une voie arquée lorsqu'il est mu vers l'enroulement ou éloigné de celui-ci.
Afin de réaliser d'une manière satisfaisante la condition indiquée ci-dessus sans friction indésirable entre l'enroulement et l'écran, la surface intérieure de l'écran ou la surface ex- térieure de l'enroulement ou les deux accusent un rétrécissement de préférence un rétrécissement conique, et les angles ou cour- bes de formation de la ou des surfaces coniques de l'écran et de l'enroulement sont tels par rapport à leur configuration, par rapport à l'emplacement de l'axe de l'arbre rotatif et par rapport au rayon de la voie arquée du mouvement relatif de l'écran ou de l'enroulement que le rapport serré désiré entre l'enroule- ment et l'écran est obtenu sans friction appréciable entre la surface extérieure de l'enroulement et la surface intérieure de l'écran pendant le mouvement relatif entre ceux-ci.
Il est évi- dent que l'enroulement et l'écran d'un tel dispositif d'induc-
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tion peuvent être réalisés en diverses formes; par exemple Item-
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roulement peut être cylindrique et l'écran conique ou bien l'en- roulement peut être conique et l'écran cylindrique. Les deux éléments peuvent avoir des surfaces coopérant coniquement. Dans un autre cas, chacune des sufaces en question de l'enroulement et de l'écran ou les deux surfaces peuvent être des surfaces rétrécies autres que des surfaces coniques, c'est-à-dire des surfaces ayant une génératrice qui est une courbe plutôt qu'une ligne droite.
En tous cas, l'indication " angle de rétrécisse- ment relatif "ou "angle de rétrécissement conique relatif " se réfère respectivement à l'angle entre les courbes ou lignes génératrices des deux surfaces travaillant ensemble, en cas de position d'accouplement maximum. L'angle ou courbe ou cha- cune des surfaces est considéré comme nul lorsque la surface est cylindrique.
La gamme de variation d'induction d'un tel dispositif d'induction peut être fortement agrandie en donnant à l'enrou- lement un noyau magnétique, de préférence en fer finement ré- duit mélangé avec un liant isolant convenable très efficace pour augmenter dans une large proportion l'induction maximum du dispositif sans affecter beaucoup son induction minimum lorsque l'écran et l'enroulement sont accouplés d'une manière serrée..Lorsque plusieurs de ces inductances sont associées avec des systèmes accordables aptes pour la mono commande, le noyau magnétique peut être rendu réglable pour faciliter l'a- lignement des systèmes accordables à l'extrémité basse fréquen- ce de l'intervalle d'accord sans affecter beaucoup leur ali- gnement à l'extrémité haute fréquence.
La description ci-après en relation avec les plans an- nexés permettra de mieux comprendre ces objets et d'autres ob- jets de la présente invention. La fig. 1 est un schéma de l'in- vention appliquée à un système de réception de signaux haute fréquence du type superhétérodyne..La fig. 2 est une perspec- tive de plusieurs dispositifs d'accord réglables construits conformément à la présente invention et convenant pour être utilisés dans la disposition montrée sur la fig.l. La fig. 3
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est une vue détaillée, partiellement en coupe, d'un des dis- positifs d'accord montrés sur la fig. 2. La fig. 4 montre, en schéma, certaines caractéristiques de la présente invention, tandis que les figures 5 et 6 montrent des modifications de l'un des éléments des dispositifs d'accord montrés sur les figures 2 et 3.
La fig, 1 montre un système de réception de signaux haute fré- quence du type superhétérodyne dans lequel sont incorporés plusieurs systèmes accordables construits et disposés confor- mément à la présente invention. Bien que le récepteur montré soit décrit plus particulièrement en se rapportant à son uti- lisation pour la réception d'ondes porteuses modulées en audio- fréquence, il est entendu qu'il peut être par changement des élémentsusuels, rendu utilisable pour la réception d'ondes porteuses par les signaux de télévision..En résumé, ce récep- teur comprend des bornes d'entrée 10 qui peuvent être reliées, par l'intermédiaire d'une ligne de transmission compensée et un transformateur 11 à un circuit d'antenne 12. L'antenne mon- trée est une antenne double convenant pour la réception d'une large bande haute fréquence.
Les bornes d'entrée 10 sont ac- couplées par des organes comprenant une inductance 13 à l'ex- trémité haute tension d'une inductance incorporée dans le circuit d'entrée accordable 14 qui est accouplé aux électro- des d'entrée d'un tube amplificateur pentode sous écran 15, de préférence d'un type ayant une capacité minimum entre ses électrodes et disposé de telles façon que l'on ait une induc- tion minimum dans ces connecteurs internes et externes et une capacité minimum entre ceux-ci. Les électrodes de sortie de ce tube sont accouplées au circuit d'entrée d'un modula- teur ou changeur de fréquence 16 par un organe comprenant un système de sélection accordable 17 identique au système 14.
Le circuit de sortie d'un oscillateur local indiqué d'une manière générale par 19 est accouplé aussi au circuit d'entrée du modulateur 16 par des organes comprenant 18 et 18'. Cet
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oscillateur a un tube pentode sous écran 20, également dy
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préférence d'un type à basse capacité entre les électrodes.
Les électrodes d'entrée et de sortie de ce tube sont accouplées à un système accordable SI..Ainsi qu'il le sera expliqué plus en détail dans la suite,le réglage de la fréquence de résonan- ce du système 21 sur la gamme d'accord désirée s'effectue en faisant varier l'induction du circuit plutôt que la capacité.
Afin d'éviter que de telles variations d'induction de l'induc- tance d'accord principale ne réduise le rétrocouplage des élec- trodes de sortie aux électrodes d'entrée du tube 20 se trouve inséré dans le système 21 un élément d'induction fixe 22 qui est accouplé aux électrodes d'entrée du tube par l'intermédiaire d'un circuit comprenant un élément d'induction 23 et une résis- tance de fuite de grille 24 shuntée par un condensateur 25.
Cette disposition de circuit oscillateur assure une tension de sortie suffisante pour tous les réglages de l'élément d'induc- tion principal pour accorder le système sur toute la bande.
Sont accouplés en cascade à l'étage modulateur 16, dans l'ordre-indiqué ici: un amplificateur moyenne fréquence 26, un détecteur, source de potentiel de réglage automatique de l'amplificateur 27, un amplificateur fréquence du signal 28 et un dispositif de translation indiqué comme haut-parleur 29.
Des caractéristiques supplémentaires de cette disposition sont: le blindage complet de l'amplificateur haute fréquence et des circuits de sélection, ainsi que l'oscillateur local 19 in- diqué par la ligne formée de traits 30. l'application de ten- sions de travail de valeur convenable aux électrodes écran et plaquer des tubes montrées par les bornes + B et des-ré- sistances de chute de tension appropriées, la connexion des organes d'accord des divers circuits 14,
17 et 21 pour le ré- glage monocommande indiquée par la ligne hachurée U et l'em- ploi d'une disposition de réglage automatique de l'amplifica- tion comprenant la connexion 31 pour dériver au détecteur 27 un potentiel de grille variant avec l'amplification du signal porteur et appliquer celui-ci négativement aux électrodes
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d'entrée du tube 15 et â un ou plusieurs des tubes de lam3-
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ficateur moyenne fréquence 26, afin de maintenir la sortie des signaux dans une gamme étroite pour une large gamme d'am- plitudes des signaux reçus.
Le récepteur décrit ci-dessus d'une manière générale est du type superhétérodyne usuel dont le fonctionnement est bien connu en technique. En résumé, une onde porteuse modu- lée par les signaux captée dans le circuit d'antenne 12 est sélectée et amplifiée dans l'étage d'amplification haute fré- quence comprenant le tube 15, puis sélectée et convertie en un signal moyenne fréquence modulé dans le système sélecteur 17 et l'étage modulateur 16. Ensuite, elle est sélectée et amplifiée dans l'amplificateur moyenne fréquence 26 et four- nie au détecteur 27 pour etre redressée.
Les composantes de fréquence de modulation dérivées du détecteur 27 sont ampli- fiées dans l'amplificateur fréquence du signal 28 et four- nies au dispositif de translation 29 pour reproduction..L'am- plitude de la tension d'entrée au détecteur 27 est maintenue dans d'étroites limites par l'action de la disposition de réglage automatique de l'amplification, d'une manière bien connue en technique.
Ainsi que déjà expliqué, pour accorder un récepteur de ce type sur une très large gamme de hautes fréquences sans grand sacrifice de gain de résonance dans une partie importante---de la gamme d'accord, il est nécessaire de faire usage de dispositifs à induction variable comme éléments d'accord des divers systèmes accordables incorporés dans le récepteur. En conséquence, les systèmes accordables 14, 17 et 21 comprennent respectivement les capacités fixes 32,33 et 34 shuntées individuellement par des réactances inductives réglables sous forme de dispositifs d'accord à induction réglable 35,36 et 37.
Il est, en vérité, dési- rable que la capacité de chacun de ces systèmes effecti- vement en parallèle sur l'inductance d'accord soit maintenue
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aussi petite que possible-, afin de maintenir l'impédance correctrice aussi haute que possible dans toutes les par- ties de la gamme de travail. Pour cette raison, dans la description de la disposition indiquée ci-dessus, seule- ment les capacités entre les électrodes des tubes où les systèmes individuels travaillent, les capacités parasites des connexions et de petits condensateurs égalisateurs, tous en parallèle et le tout efficacement en série avec les condensateurs de blocage de courant continu 38,39 et 40, sont compris dans les circuits respectifs.
Les tubes 15 et 20 ont, comme indiqué, une très petite capacité entre les électrodes, de sorte que la capacité totale de chacun des circuits indiqués effectivement en paral- lèle avec l'inductance d'accord est extrêmement petite.
Elle est de l'ordre de 10 micro-microfarads. Par suite de cette basse valeur de capacité totale, on est assuré d'avoir une haute impédance correctrice pour chacun des circuits 14,17 et 21. Les résistances de charge connec- tées en parallèle sur les circuits accordés 14 et 17 ont, de préférence, des valeurs qui sont basses par rapport aux impédances correctrices des circuits, de telle façon qu' en cas d'utilisation d'un organe d'accord à induction ré- glable, les caractéristiques du gain et de sélectivité des circuits restent à peu près uniformes sur la gamme d'accord.
La fig.2 montre la disposition mécanique générale des organes d'accord à induction réglable 35,36 et 37 pour réglage monocommande. Ainsi que montré, chacun de ces dispositifs possède un enroulement 41 sur une bobine comprenant une extrémité d'un support 42 dont l'autre extrémité est fixée rigidement à un panneau 43 qui peut comprendre une paroi d'une boite de blindage. Le support 42 peut être construit en bakélite ou en une autre matière non-magnétique.
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Afin de faire varier la valeur de l'induction de chacun des enroulements 41 se trouvent prévus des écrans non-magné- tiques 44 en matière à basse résistance telle que l'alumi- nium, le laiton et le cuivre. Chacun de ces écrans est mo- bile télescopiquement par rapport à l'enroulement correspon- dant, au moyen d'un arbre 46 qui peut tourner dans des pa- liers prévus dans les pièces 47. Les écrans 44 sont suppor- tés sur l'arbre 46 par des bras 48 montés sur des corps ré- glables 45. Les pièces 47 sont, de préférence, montées ri- gidement sur le panneau 43, afin d'obtenir un ensemble par- fait. Sur la fig.2, les écrans des organes d'induction sont montrés en lignes pleines dans leurs positions d'induction maximum et en lignes brisées dans leurs positions d'induc- tion minimum.
Les trois dispositifs montrés sur la fig.2 sont de la même construction. Les détails y relatifs sont montrés sur la fig.3. Ainsi qu'on le voit sur cette dernière, l'extré- mité du support 42 comprenant le corps de l'enroulement 41 est pourvu d'un évidement cylindrique ou trou dans lequel se trouve un noyau magnétique 50 en matière magnétique fi- nement réduite mélangée avec un liant convenable. La fin de cet évidement est fermée par une goupille 51 pour retenir le noyau 50 dans l'évidement. Les extrémités de l'enroule- ment 41 sont conduites aux bornes 52 et 53 par des passages convenables pratiqués dans le support 42 sur lequel sont montées les bornes.
Le bras 48 est fixé au corps45 par des vis 54 serrées dans ce corps et s'étendant par des trous pratiqués dans le bras 48 qui ont un diamètre beaucoup plus grand que les tiges des vis, afin de permettre l'ajustage de l'écran 44 radialement et axialement par rapport à l' arbre 46 et, de cette manière, un alignement parfait de l' écran 44 par rapport à l'enroulement 41. Un troisième ré- glage peut être obtenu en desserrant les vis 55, afin de
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permettre le mouvement relatif entre l'arbre 46 et les corps 45. De plus, le noyau de fer 50 peut être ajusté axialement à l'aide de la vis 50a serrée dans une pièce insérée 50b du noyau 50.
L'ajustage axial du noyau 50 est très efficace pour augmenter l'induc- tion maximum du dispositif sans porter un préjudice notable à son induction minimum, donc pour agrandir la gamme de variation d'induction. Ces divers ajus- tages sont de bonne utilité lorsque deux organes ou plus sont accouplés mécaniquement pour la monocomman- de, comme montré sur les figures 1 et 2, pour régler les organes indivisuels afin d'obtenir le juste ali- gnement de fréquence des systèmes accordables asso- ciés dans lesquels ils sont connectés individuelle- ment, comme c'est par exemple le cas pour les cir- cuits 14, 17 et 21 de la fig.l. Une saillie 57 à l' extrémité du support 42 coopère avec la surface in- térieure 56 de l'écran à l'alignement exact de l'en- roulement et de l'écran,
et l'extrémité du support 42 forme une butée pour limiter le mouvement de l' écran par rapport à l'enroulement, L'extrémité à haut potentiel alternatif de l'enroulement est dis- posé de préférence pour permettre d'obtenir le plus grand écartement de l'écran en cas d'accouplement maximum, réduisant ainsi la capacité effective entre l'écran et l'enroulement et réduisant la capacité ajoutée au système accordé dont l'inductance fait partie et la variation de cette capacité avec le mouvement de l'écran.
L'avantage du dispositif à induction réglable dans lequel on obtient un rapport serré entre l'écran et l'enroulement associés, sans friction apprécia- ble entre ceux-ci, a déjà été mentionné. Dans le dispositif décrit, cette caractéristique désirable est obtenue en dimensionnant exactement la surface
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intérieure de l'écran 44 par rapport aux enroulements
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associés 41, le rayon d de la voie arquée décrit par le cen- tre de l'écran 44 lorsqu'il est déplacé par rapport à l' enroulement 41, ainsi que la position de l'arbre 46.
Dans la disposition montrée sur la fig.3 par exemple,l'accouplement maximum entre l'écran et l'enroulement avec l'écran recou- vrant entièrement l'enroulement est obtenu sans aucune fric- tion appréciable entre ces éléments pendant n'importe quelle partie du mouvement relatif entre feux-ci, en plaçant l'axe de l'arbre 46 dans un plan absolument perpendiculaire à l' arbre de l'enroulement 41 et passant par son centre longitu- dinal, ainsi qu'en rendant le rayon d de la voie arquée à peu près quatre fois plus grand que le diamètre de l'enroule- ment.
Néanmoins,l'écartement entre l'enroulement 41 et l' écran ne devrait pas être réduit à une valeur si petite que la capacité entre l'enroulement et l'écran augmente beaucoup la capacité totale du circuit dont le dispositif d'induction fait partie, efficacement en parallèle sur le dispositif.
L'élément d'induction 22 constitue une partie de l'or- gane d'alignement pour maintenir l'alignement de fréquence entre le circuit déterminant la fréquence 21 de l'oscilla- teur 19 et les systèmes accordables 14 et 17. Pour cette raison, le circuit d'entrée accordable 14 ( et aussi 17) et le circuit déterminant la fréquence 41 comprennent deux cir- cuits accordables à des fréquences différentes et sur des gammes de fréquences différentes, et il est usuel d'aligner ces circuits de telle façon que la différence de fréquences soit maintenue à peu près constante sur les gammes d'accord respectives. Ceci s'obtient généralement avec des disposi- tions ordinaires utilisant un accord de la capacité variable en employant, dans un ou plusieurs des circuits, des conden- sateurs égalisateurs en série et en parallèle.
Néanmoins, dans une disposition de la forme décrite dans laquelle est employé l'accord d'inductance, l'alignement peut être obtenu en réglant les inductions des circuits. L'élément d'induction
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22 peut être utilisé avantageusement pour ce but en prop5l
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tionnant convenablement son induction par rapport à l'in- duction des circuits accordables avec lesquels le circuit 21 doit être aligné et en construisant l'élément de telle façon que son induction puisse être réglée dans des limi- tes assez larges pour permettre l'alignement de ce circuit avec les autres circuits.
Dans la disposition décrite, la capacité en parallèle est donnée de préférence à une va- leur différente de celle des autres circuits accordables avec lesquels l'oscillateur doit être aligné, par analogie avec l'emploi d'éléments de valeur d'induction différente dans les dispositions d'accord de capacité variable ordi- naires.
Sur le fig.4, la disposition de la fig.3 est montrée en schéma avec une légende convenable pour déterminer en termes plus généraux les relations avec lesquelles ont ob- tient les caractéristiques indiquées ci-dessus. On voit que le-plus petit angle générateur x de la surface conique 56 utilisable- sans friction de l'écran et de l'enroulement à n'importe quelle position du mouvement relatif entre ceux- ci est déterminé par la tangente au coin droit supérieur de l'enroulement,
par rapport à l'arc c dont le centre o est formé par l'axe de rotation de l'écran et dont le rayon est indiqué par'r. L'angle générateur x est égal à l'angle y entre le rayon passant par le centre longitudinal de l'en- roulement et le rayon e qui stétend jusqu'au coin droit supérieur de l'enroulement. En ne considérant aucune exten- sion de la forme au delà de l'extrémité de la bobine et en supposant que l'axe de rotation de l'écran se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe d'enroulement et passant par son centre longitudinal, cet angle peut être déterminé
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par l'équation z -1 ----x = x = tang r + a dans laquelle a = le rayon de l'enroulement et b = la demi longueur de l'enroulement.
Il est entendu que les indications concernant le-cir-
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cuit et le dispositif d'accord peuvent varier suivant lfl
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construction de la réalisation particulière et que l'on peut faire divers compromis et avoir diverses approxima- tions quant aux rapports indiqués ci-dessus. Les indica- tions ci-après concernant les systèmes accordables 14,17 et 21 de la fig. 1 et les dispositifs d'accord utilisés dans ceux-ci et construits comme montré sur les fig. 2,3 et 4, sont donnés seulement à titre d'exemple.
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<tb>
Gamme <SEP> d'accord <SEP> haute <SEP> fréquence <SEP> 42-84 <SEP> méga-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cycles
<tb>
<tb>
<tb> Moyenne <SEP> fréquence <SEP> ........................... <SEP> 16 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Condensateurs <SEP> 38,39 <SEP> et <SEP> 40, <SEP> chacun.......... <SEP> 0,002 <SEP> microfa-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> rad
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Capacité <SEP> shunt <SEP> totale <SEP> de <SEP> chacun <SEP> des
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> circuits <SEP> 14 <SEP> et <SEP> 17 <SEP> ........................... <SEP> 10 <SEP> microfa-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> rads
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Capacité <SEP> shunt <SEP> totale <SEP> du <SEP> circuit <SEP> 21 <SEP> .........
<SEP> 7 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Enroulements <SEP> 41 <SEP> chacun <SEP> 7 <SEP> doubles <SEP> spires
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> 26 <SEP> DSC <SEP> dans <SEP> une <SEP> seule
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> couche <SEP> bifilaire <SEP> enrou-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> lée <SEP> serrée <SEP> sur <SEP> un <SEP> cylin-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> dre <SEP> d'un <SEP> diamètre <SEP> de <SEP> 12
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> mm <SEP> sur <SEP> un <SEP> noyau <SEP> de <SEP> fer
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> finement <SEP> réduit.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Inductance <SEP> maximum:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1,4 <SEP> microhenry
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Elément <SEP> d'induction <SEP> 22 <SEP> 16 <SEP> spires <SEP> N <SEP> 26 <SEP> DSC <SEP> dans
<tb>
<tb>
<tb> une <SEP> seule <SEP> couche <SEP> enroulée
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> serrée <SEP> sur <SEP> une <SEP> barre <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> bakélite <SEP> de <SEP> 12,7 <SEP> mm <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> diamètre.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Inductance <SEP> : <SEP> 3,8 <SEP> microhen-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> rys
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Elément <SEP> d'induction <SEP> 23 <SEP> 2 <SEP> 3/4 <SEP> spires <SEP> ? <SEP> 26 <SEP> DSC
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> dans <SEP> une <SEP> seule <SEP> couche
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> enroulée <SEP> serrée <SEP> sur <SEP> la
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> même <SEP> barre <SEP> de <SEP> bakélite
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> que <SEP> l'élément <SEP> d'induction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 22. <SEP> Les <SEP> extrémités <SEP> bas
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> potentiel <SEP> adjacents <SEP> des
<tb>
<tb>
<tb> deux <SEP> éléments <SEP> ont <SEP> entre
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> elles <SEP> un <SEP> écartement <SEP> d'une
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> spire.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> r <SEP> .................................
<SEP> 42 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> b <SEP> ................................. <SEP> 4,8 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> a <SEP> ................................. <SEP> 6,0 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> x <SEP> ................................. <SEP> 5,7
<tb>
Lorsque le dispositif est en service, le champ magnéti- que primaire produit par du courant dans l'enroulement 41 fait que des courants de Foucault affluent dans l'écran 44.
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Ces courants produisent un champ magnétique secondaire. Ce der- nier est opposé en phase au champ primaire et réduit réellement celui-ci, réduisant ainsi l'induction de l'enroulement. La rota- tion de l'arbre 46 cause le mouvement entre l'enroulement 41 et l'écran 44 pour faire changer le couplage entre ceux-ci et l'intensité relative des deux champs magnétique indiqués et produire de cette manière des variations de l'induction de l'enroulement 41.
Le but de l'emploi du noyau de fer finement divisé 50 est d'obtenir un organe ayant une valeur d'induction maximum avec un nombre de spires minimum sans augmenter beaucoup en même temps l'induction minimum lorsque l'écran se trouve dans la position d'accouplement maximum. Par exemple, dans le cas de l'organe d'induction dont les indications sont données ci-des- sus, le rapport de l'induction maximum à l'induction minimum sans le noyau de fer était approximativement de 3 à 1 et avec le ' noyau de fer approximativement de 5 à 1. Ainsi que déjà dit, en ajustant axialement le noyau 50, l'induction maximum du dis- positif peut être réglée pour faciliter l'alignement du système accordable, dont elle fait partie, avec d'autres systèmes accor- dables, sans affecter d'une manière appréciable l'induction mi- nimum du dispositif.
Bien que la présente invention ait été décrite en se ré- férant à la disposition particulière de l'organe d'accord des figures 2 et 3, il est entendu que diverses modifications peu- vent y être apportées pour obtenir les caractéristiques dési- rées indiquées ci-dessus.
Pour cette raison se trouve montrée sur la fig. 5 une modification de certains des éléments incorporés dans le dispo- sitif de la fig. 3. La différence réside surtout dans la forme de l'enroulement 41. L'enroulement de la fig. 5 est montré com- me bobine à une seule couche, de forme conique, pour correspondis à la forme conique intérieure de l'écran 44. Dans cette constru tion, le noyau 50 est également conique et le corps de bobine 42 est divisé et pourvu d'un capuchon 42a vissé sur la tige et
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tenant le noyau 50 dans sa position.
Avec cette forme d'en- roulement et de la surface intérieure de l'écran on peut obte- nir un accouplement extrêmement serré entre les deux, de sor- te que l'on a une variation extrêmement rapide de l'induction de l'enroulement pendant le mouvement entre les deux éléments, surtout pendant la partie du mouvement à l'approche du coupla- ge maximum entre les deux éléments.
La construction montrée sur la fig. 5 convient particulièrement pour des applications dans lesquelles l'enroulement et l'écran sont mus linéairement et axialement entre eux, bien qu'elle puisse être utilisée aussi dans ces cas où l'enroulement et l'écran sont déplaça- bles angulairement entre eux, comme dans la disposition de la fig. 3, en établissant un petit écartement entre l'en- roulement conique et son écran associé ou en modifiant l'an- gle générateur x de l'écran conique en conformité avec les dimensions de la construction.
En service, par suite de l'accouplement extrêmement serré entre l'écran et l'enroule- ment 41, l'induction minimum est fortement réduite par rap- port à celle de la fig. 3 sans altérer sérieusement son in- duction maximum, de sorte que le rapport de l'induction maxi@@ mum à l'induction minimum et, par conséquent, l'intervalle d'accord du système comprenant l'organe d'induction, sont fortement augmentés.
La fig. 6 montre une autre modification de la construc- tion de la fig. 3. Dans cette modification, l'enroulement 41 a une surface extérieure conique qui travaille ensemble avec un écran 44 ayant une surface intérieure cylindrique.
Dans cette construction, le corps de bobine 42 est pourvu aussi d'une butée 57 apte à être ajustée axialement par une vis 58 et coopérant avec l'écran 44 pour limiter le mouve-r ment de l'écran dans la direction de la position de cou- plage maximum. Une telle disposition donne un réglage de l'induction minimum de l'organe d'accord sans affecter sé- rieusement son induction maximum, servant ainsi à aligner 'Il/
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le circuit par lequel l'organe est associé avec d'autres circuits accordables à l'extrémité haute fréquence de son intervalle d'accord sans affecter sérieusement un tel aligne- ment à l'extrémité basse fréquence de l'intervalle d'accord.
Bien que la description ci-dessus se rapporte à des modes de réalisation préférés de la présente invention, il est évident pour les experts de la branche que divers changements et diverses modifications peuvent y être appor- tés sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
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Arrangement for the variation of the self-induction of a coil.
The present invention relates to tunable systems for use in high frequency signaling systems and, more particularly, to systems or arrangements which are tunable over a wide band of high frequencies such as, for example, those commonly used in high frequency. radio and television transmission and reception systems.
In some electrical circuit arrangements, such as, for example, high frequency signal reception systems, it is often necessary to provide wide-tunable selection circuits.
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frequency band. Television receivers, for example, may need selection circuits tunable over a frequency range extending from about 40 to 90 megacycles.
When constructing such a tunable system, it is advantageous to ensure that the greatest possible resonance gain is obtained in the system over the entire tuning range, and this requires that the impedance corrective value of the system is maintained at the highest value practically possible at all frequencies in the range. This condition makes the use of an adjustable capacitance as a tuning element undesirable, since with such an element the required tuning capacity becomes so large over a large part of the band that the corrective impedance and gain of the system are reduced to undesirably small values. At the same time, the bandwidth transmitted by the system becomes excessively small unless the circuit has been loaded to the point where the gain of the system decreases sharply.
This drawback can be avoided by making use of a system comprising a fixed capacitive reactance and an adjustable induction tuning device to tune over the desired broad band of frequencies. However, adjustable induction tuning devices developed for this purpose have been found not to be suitable for various reasons. Adjustable induction devices of the kind heretofore existing have been, in general, of two types: one comprising a winding and an adjustable screen associated therewith; the other, the construction of the usual variometer, that is to say two windings adjustable between them.
The induction devices belonging to the first of these two categories have the disadvantage of having an extremely limited range of induction variations and, from a mechanical point of view, of not being suitable for being actuated by regulating members. agreement of the usual type.
The adjustable induction tuning devices belonging to the other category or other types existing until now represent more or less complicated constructions and are characterized by various mechanical defects as a result;
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of which they are not suitable for an application of the type indicated above. In more detail: the usual devices belonging to other types are characterized either by spiral connectors or by connectors with sliding contact between the windings and their terminals. The inductions and parasitic capacities introduced by the type of connector cited in the first place are always variable quantities and cannot be predicted. As a result it is difficult to rely on them in exact arrangements.
Likewise, the contact resistance of sliding contact connectors is an indeterminate amount that cannot be reliably and accurately relied upon. It is generally a source of background noise.
For this reason, it is an object of the present invention to provide a system tunable over a wide range of frequencies by means of an adjustable induction device constructed and arranged. in such a way that it overcomes the drawbacks of provisions of the old type while being of simple construction and efficient operation.
Another object of the present invention is to provide an adjustable induction device suitable for the application described above and having sufficient induction variation limits so that a wide frequency band of the order indicated can. be covered easily and having, in addition, one or more of the following characteristics: compactness, simplicity, adaptability to the usual tuning mechanisms of good production in series, absence of sliding or variable contacts and absence of any play.
In summary, the above objects are achieved in accordance with the present invention by creating a tunable system which comprises a fixed capacitive reactance and an adjustable inductive reactance connected to form a tunable circuit. The adjustable inductive reactance comprises a winding and a conductive screen made of low resistance non-magnetic material
EMI3.1
and mobile. The winding and the screen are movable between fl
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in a certain coupling ratio to vary the induction of the device and, in this way, the resonance frequency of the system.
With such an arrangement, most of the variation in induction is achieved when the screen and coil are mated relatively tightly or approach a tight physical relationship.
For this reason, in order to obtain a device of the kind indicated above which has the required range of induction adjustment, it is necessary to arrange the elements in such a way that when the screen is fully telescoped on winding, the two elements are in as close a physical relationship as the electrical conditions allow. In order to obtain a device which can be easily adjusted, it is desirable to produce the desired relative movement between the screen and the coil by means of a rotary control or adjustment element. This can be achieved by mounting the screen on an arm which is fixed on a rotating shaft, so that the screen follows an arcuate path when moved towards or away from the winding.
In order to satisfactorily achieve the above condition without undesirable friction between the winding and the screen, the inner surface of the screen or the outer surface of the winding or both show a shrinkage of. preferably a conical constriction, and the angles or curves of formation of the conical surface (s) of the screen and winding are such with respect to their configuration, with respect to the location of the axis of the screen. rotating shaft and with respect to the radius of the arcuate path of the relative movement of the screen or winding that the desired close relationship between the winding and the screen is achieved without appreciable friction between the outer surface of the winding and the inner surface of the screen during the relative movement between them.
It is obvious that the winding and the screen of such an induction device
EMI4.1
tion can be made in various shapes; for example Item-
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the bearing may be cylindrical and the screen conical, or the bearing may be conical and the screen cylindrical. The two elements can have conically cooperating surfaces. In another case, each of the sufaces in question of the winding and the screen or both surfaces may be constricted surfaces other than conical surfaces, i.e. surfaces having a generatrix which is a curve. rather than a straight line.
In any case, the indication "relative tapering angle" or "relative conical tapering angle" refers respectively to the angle between the curves or generating lines of the two surfaces working together, in the case of maximum coupling position. . The angle or curve or each of the surfaces is considered to be zero when the surface is cylindrical.
The induction variation range of such an induction device can be greatly enlarged by giving the winding a magnetic core, preferably of finely reduced iron mixed with a suitable insulating binder very effective to increase in temperature. a large proportion of the maximum induction of the device without greatly affecting its minimum induction when the screen and the winding are coupled in a tight way. When several of these inductors are associated with tunable systems suitable for single control, the magnetic core can be made adjustable to facilitate alignment of tunable systems at the low frequency end of the tuning interval without greatly affecting their alignment at the high frequency end.
The following description in relation to the accompanying drawings will make it possible to better understand these objects and other objects of the present invention. Fig. 1 is a diagram of the invention applied to a system for receiving high frequency signals of the superheterodyne type. FIG. 2 is a perspective of several adjustable tuning devices constructed in accordance with the present invention and suitable for use in the arrangement shown in fig. 1. Fig. 3
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is a detailed view, partially in section, of one of the tuning devices shown in FIG. 2. FIG. 4 shows, in diagram, certain features of the present invention, while Figures 5 and 6 show modifications of one of the elements of the tuning devices shown in Figures 2 and 3.
Fig. 1 shows a superheterodyne type high frequency signal receiving system incorporating several tunable systems constructed and arranged in accordance with the present invention. Although the receiver shown is described more particularly with reference to its use for the reception of audio-frequency modulated carrier waves, it is understood that by changing the usual elements, it can be made usable for the reception of audio. carrier waves by television signals. In summary, this receiver comprises input terminals 10 which can be connected, via a compensated transmission line and a transformer 11 to an antenna circuit 12 The antenna shown is a dual antenna suitable for broadband high frequency reception.
The input terminals 10 are coupled by members comprising an inductor 13 to the high voltage end of an inductor incorporated in the tunable input circuit 14 which is coupled to the input electrodes. a pentode amplifier tube under screen 15, preferably of a type having a minimum capacitance between its electrodes and arranged so that there is a minimum induction in these internal and external connectors and a minimum capacity between them . The output electrodes of this tube are coupled to the input circuit of a modulator or frequency changer 16 by a member comprising a tunable selection system 17 identical to system 14.
The output circuit of a local oscillator generally indicated by 19 is also coupled to the input circuit of the modulator 16 by members comprising 18 and 18 '. This
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oscillator has a pentode tube under screen 20, also dy
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preferably of a low capacitance type between the electrodes.
The input and output electrodes of this tube are coupled to a tunable system SI. As will be explained in more detail below, the adjustment of the resonant frequency of the system 21 over the range d The desired tuning is achieved by varying the induction of the circuit rather than the capacitance.
In order to prevent such variations in the induction of the main tuning inductance from reducing the back-coupling of the output electrodes to the input electrodes of the tube 20, an element of the system 21 is inserted in the system 21. fixed induction 22 which is coupled to the input electrodes of the tube through a circuit comprising an induction element 23 and a gate leakage resistor 24 shunted by a capacitor 25.
This oscillator circuit arrangement provides sufficient output voltage for all settings of the main induction element to tune the system across the band.
Are coupled in cascade to the modulator stage 16, in the order indicated here: a medium frequency amplifier 26, a detector, source of automatic adjustment potential of the amplifier 27, a frequency amplifier of the signal 28 and a device of translation indicated as speaker 29.
Additional features of this arrangement are: the full shielding of the high frequency amplifier and selection circuits, as well as the local oscillator 19 indicated by the dashed line 30. the application of working voltages of suitable value to the screen electrodes and plating tubes shown by the + B terminals and appropriate voltage drop resistors, the connection of the tuning members of the various circuits 14,
17 and 21 for single-control adjustment indicated by the hatched line U and the use of an automatic amplification adjustment arrangement comprising the connection 31 for deriving at the detector 27 a gate potential varying with l 'amplification of the carrier signal and apply it negatively to the electrodes
EMI7.1
inlet of tube 15 and to one or more of the tubes of lam3-
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medium frequency filler 26, in order to maintain the output of the signals in a narrow range for a wide range of amplitudes of the received signals.
The receiver described above in general is of the usual superheterodyne type, the operation of which is well known in the art. In summary, a carrier wave modulated by the signals picked up in the antenna circuit 12 is selected and amplified in the high frequency amplification stage comprising the tube 15, then selected and converted into a modulated medium frequency signal. in the selector system 17 and the modulator stage 16. Then, it is selected and amplified in the medium frequency amplifier 26 and supplied to the detector 27 to be rectified.
The modulation frequency components derived from detector 27 are amplified in signal frequency amplifier 28 and supplied to translation device 29 for reproduction. The amplitude of the input voltage to detector 27 is kept within tight limits by the action of the automatic amplification control arrangement, in a manner well known in the art.
As already explained, to tune a receiver of this type over a very wide range of high frequencies without much sacrifice of resonance gain in a large part --- of the tuning range, it is necessary to make use of tuning devices. variable induction as the tuning elements of the various tunable systems incorporated in the receiver. Accordingly, the tunable systems 14, 17 and 21 respectively comprise the fixed capacitors 32, 33 and 34 individually shunted by adjustable inductive reactors in the form of adjustable induction tuning devices 35, 36 and 37.
It is, indeed, desirable that the capacitance of each of these systems effectively in parallel on the tuning inductor be maintained.
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as small as possible - in order to keep the corrective impedance as high as possible in all parts of the working range. For this reason, in the description of the arrangement given above, only the capacitances between the electrodes of the tubes where the individual systems are working, the parasitic capacitances of the connections and of small equalizing capacitors, all in parallel and all efficiently in series with the DC blocking capacitors 38, 39 and 40, are included in the respective circuits.
Tubes 15 and 20 have, as indicated, a very small capacitance between the electrodes, so that the total capacitance of each of the circuits indicated effectively in parallel with the tuning inductor is extremely small.
It is of the order of 10 micro-microfarads. As a result of this low total capacitance value, it is ensured to have a high corrective impedance for each of the circuits 14, 17 and 21. The load resistors connected in parallel to the tuned circuits 14 and 17 have preferably , values which are low with respect to the corrective impedances of the circuits, so that when using a tuning device with adjustable induction, the characteristics of the gain and selectivity of the circuits remain approximately uniforms on the tuning range.
FIG. 2 shows the general mechanical arrangement of the tuning members with adjustable induction 35, 36 and 37 for single-control adjustment. As shown, each of these devices has a winding 41 on a coil comprising one end of a support 42, the other end of which is rigidly fixed to a panel 43 which may comprise a wall of a shielding box. Support 42 can be constructed of bakelite or other non-magnetic material.
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In order to vary the value of the induction of each of the windings 41, there are provided non-magnetic screens 44 of low resistance material such as aluminum, brass and copper. Each of these screens is movable telescopically with respect to the corresponding winding, by means of a shaft 46 which can rotate in bearings provided in the parts 47. The screens 44 are supported on the body. shaft 46 by arms 48 mounted on adjustable bodies 45. The parts 47 are preferably mounted rigidly on the panel 43, in order to obtain a perfect assembly. In fig. 2, the screens of the induction members are shown in solid lines in their maximum induction positions and in broken lines in their minimum induction positions.
The three devices shown in fig.2 are of the same construction. The related details are shown in fig. 3. As can be seen on the latter, the end of the support 42 comprising the body of the winding 41 is provided with a cylindrical recess or hole in which there is a magnetic core 50 of finely reduced magnetic material. mixed with a suitable binder. The end of this recess is closed by a pin 51 to retain the core 50 in the recess. The ends of the coil 41 are conducted to the terminals 52 and 53 by suitable passages made in the support 42 on which the terminals are mounted.
The arm 48 is fixed to the body 45 by screws 54 clamped in this body and extending through holes made in the arm 48 which have a much larger diameter than the shanks of the screws, in order to allow the adjustment of the screen. 44 radially and axially with respect to the shaft 46 and, in this way, a perfect alignment of the screen 44 with respect to the winding 41. A third adjustment can be obtained by loosening the screws 55, in order to
<Desc / Clms Page number 11>
allow relative movement between shaft 46 and bodies 45. In addition, iron core 50 can be axially adjusted by means of screw 50a clamped in an insert 50b of core 50.
The axial adjustment of the core 50 is very effective in increasing the maximum induction of the device without causing significant damage to its minimum induction, therefore in order to enlarge the range of variation of induction. These various adjustments are of good use when two or more members are mechanically coupled for single control, as shown in Figures 1 and 2, to adjust the individual members to achieve the correct frequency alignment of the systems. associated tunables in which they are individually connected, as is the case for example for the circuits 14, 17 and 21 of fig.l. A projection 57 at the end of the support 42 cooperates with the inner surface 56 of the screen in exact alignment of the winding and the screen,
and the end of the support 42 forms a stopper to limit movement of the screen relative to the winding. The high alternating potential end of the winding is preferably arranged to allow the greatest possible effect. screen spacing in case of maximum coupling, thus reducing the effective capacitance between the screen and the winding and reducing the capacitance added to the tuned system of which the inductance is part and the variation of this capacitance with the movement of the 'screen.
The advantage of the adjustable induction device in which a close relationship between the associated screen and winding is obtained, without appreciable friction therebetween, has already been mentioned. In the device described, this desirable characteristic is obtained by precisely dimensioning the surface
EMI11.1
inner screen 44 with respect to the windings
<Desc / Clms Page number 12>
associated 41, the radius d of the arcuate track described by the center of the screen 44 when it is moved relative to the winding 41, as well as the position of the shaft 46.
In the arrangement shown in fig. 3, for example, the maximum coupling between the screen and the winding with the screen completely covering the winding is obtained without any appreciable friction between these elements during any time. which part of the relative movement between lights here, by placing the axis of the shaft 46 in a plane absolutely perpendicular to the shaft of the winding 41 and passing through its longitudinal center, as well as by making the radius d of the arched track approximately four times the diameter of the winding.
However, the gap between winding 41 and screen should not be reduced to such a small value that the capacitance between winding and screen greatly increases the total capacity of the circuit of which the induction device is a part. , effectively in parallel on the device.
Induction element 22 forms part of the alignment member to maintain frequency alignment between frequency determining circuit 21 of oscillator 19 and tunable systems 14 and 17. For this purpose Therefore, the tunable input circuit 14 (and also 17) and the frequency determining circuit 41 comprise two circuits tunable at different frequencies and on different frequency ranges, and it is usual to align these circuits in such a way. so that the frequency difference is kept roughly constant over the respective tuning ranges. This is generally achieved with ordinary arrangements employing variable capacitance tuning by employing, in one or more of the circuits, equalizing capacitors in series and in parallel.
However, in an arrangement of the form described in which inductance tuning is employed, alignment can be achieved by adjusting the inductions of the circuits. The induction element
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22 can be used advantageously for this purpose in prop5l
<Desc / Clms Page number 13>
suitably adjusting its induction with respect to the induction of the tunable circuits with which circuit 21 is to be aligned and constructing the element in such a way that its induction can be set within limits wide enough to permit alignment of this circuit with the other circuits.
In the arrangement described, the capacitance in parallel is preferably given a value different from that of the other tunable circuits with which the oscillator is to be aligned, by analogy with the use of elements of different induction value in ordinary variable capacity agreement provisions.
In fig. 4, the arrangement of fig. 3 is shown in diagram with a suitable legend to determine in more general terms the relations with which the characteristics indicated above have been obtained. It is seen that the - smallest generator angle x of the frictionless usable conical surface 56 - of the screen and winding at any position of the relative movement between them is determined by the tangent to the upper right corner. winding,
with respect to the arc c whose center o is formed by the axis of rotation of the screen and whose radius is indicated by 'r. The generator angle x is equal to the angle y between the ray passing through the longitudinal center of the winding and the radius e which extends to the upper right corner of the winding. By not considering any extension of the form beyond the end of the coil and assuming that the axis of rotation of the screen is in a plane perpendicular to the winding axis and passing through its center longitudinal, this angle can be determined
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by the equation z -1 ---- x = x = tang r + a in which a = the radius of the winding and b = the half length of the winding.
It is understood that the indications concerning the-cir-
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cooked and tuning device may vary depending on lfl
<Desc / Clms Page number 14>
construction of the particular embodiment and that various compromises and approximations can be made as to the ratios indicated above. The following indications concerning the tunable systems 14, 17 and 21 of fig. 1 and the tuning devices used therein and constructed as shown in Figs. 2, 3 and 4, are given only by way of example.
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<tb>
Range <SEP> tuning <SEP> high <SEP> frequency <SEP> 42-84 <SEP> mega
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cycles
<tb>
<tb>
<tb> Average <SEP> frequency <SEP> ........................... <SEP> 16 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Capacitors <SEP> 38,39 <SEP> and <SEP> 40, <SEP> each .......... <SEP> 0.002 <SEP> microfa-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> rad
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Capacity <SEP> shunt <SEP> total <SEP> of <SEP> each <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> circuits <SEP> 14 <SEP> and <SEP> 17 <SEP> ........................... <SEP> 10 <SEP> microfa-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> rads
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> shunt <SEP> capacity <SEP> of <SEP> circuit <SEP> 21 <SEP> .........
<SEP> 7 <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Windings <SEP> 41 <SEP> each <SEP> 7 <SEP> double <SEP> turns
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> 26 <SEP> DSC <SEP> in <SEP> a single <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> layer <SEP> two-wire <SEP> wound
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> lée <SEP> tight <SEP> on <SEP> a <SEP> cylin-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> dre <SEP> of a <SEP> diameter <SEP> of <SEP> 12
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> mm <SEP> on <SEP> a <SEP> core <SEP> of <SEP> iron
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> finely <SEP> reduced.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Maximum inductance <SEP>:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1.4 <SEP> microhenry
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Induction <SEP> element <SEP> 22 <SEP> 16 <SEP> turns <SEP> N <SEP> 26 <SEP> DSC <SEP> in
<tb>
<tb>
<tb> a single <SEP> <SEP> layer <SEP> rolled up
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tight <SEP> on <SEP> a <SEP> bar <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> bakelite <SEP> of <SEP> 12.7 <SEP> mm <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> diameter.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Inductance <SEP>: <SEP> 3.8 <SEP> microhen-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> rys
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Induction <SEP> element <SEP> 23 <SEP> 2 <SEP> 3/4 <SEP> turns <SEP>? <SEP> 26 <SEP> DSC
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> in <SEP> a single <SEP> <SEP> layer
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> coiled <SEP> tight <SEP> on <SEP> the
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> same <SEP> bar <SEP> of <SEP> bakelite
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> than <SEP> the induction <SEP> element
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 22. <SEP> The <SEP> ends <SEP> down
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> potential <SEP> adjacent <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb> two <SEP> elements <SEP> have <SEP> between
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> they <SEP> a <SEP> spacing <SEP> of one
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> spire.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> r <SEP> .................................
<SEP> 42 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> b <SEP> ................................. <SEP> 4.8 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> a <SEP> ................................. <SEP> 6,0 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> x <SEP> ................................. <SEP> 5.7
<tb>
When the device is in use, the primary magnetic field produced by current in winding 41 causes eddy currents to flow into screen 44.
<Desc / Clms Page number 15>
These currents produce a secondary magnetic field. The latter is opposed in phase to the primary field and actually reduces the latter, thus reducing the induction of the winding. Rotation of shaft 46 causes movement between winding 41 and screen 44 to change the coupling between them and the relative strength of the two magnetic fields indicated and thereby produce variations in the winding induction 41.
The purpose of using the finely divided iron core 50 is to obtain an organ having a maximum induction value with a minimum number of turns without greatly increasing the minimum induction at the same time when the screen is in the maximum coupling position. For example, in the case of the induction organ whose indications are given above, the ratio of maximum induction to minimum induction without the iron core was approximately 3 to 1 and with the 'iron core from approximately 5 to 1. As already said, by axially adjusting core 50, the maximum induction of the device can be adjusted to facilitate alignment of the tunable system, of which it is a part, with other suitable systems without appreciably affecting the minimum induction of the device.
Although the present invention has been described with reference to the particular arrangement of the tuning member of FIGS. 2 and 3, it is understood that various modifications can be made thereto in order to obtain the desired characteristics indicated. above.
For this reason is shown in fig. 5 a modification of some of the elements incorporated in the device of FIG. 3. The difference lies above all in the shape of the winding 41. The winding of FIG. 5 is shown as a single layer coil, conical in shape, to correspond to the inner conical shape of the screen 44. In this construction, the core 50 is also tapered and the coil body 42 is divided and provided. a cap 42a screwed onto the rod and
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holding the core 50 in its position.
With this form of wind- ing and the inner surface of the screen one can obtain an extremely tight coupling between the two, so that one has an extremely rapid variation of the induction of the winding during the movement between the two elements, especially during the part of the movement nearing the maximum coupling between the two elements.
The construction shown in fig. 5 is particularly suitable for applications in which the winding and the screen are moved linearly and axially with each other, although it can also be used in those cases where the winding and the screen are movable angularly between them, as in the arrangement of fig. 3, by establishing a small distance between the conical bearing and its associated screen or by modifying the generator angle x of the conical screen in accordance with the dimensions of the construction.
In service, due to the extremely tight coupling between the screen and the winding 41, the minimum induction is greatly reduced compared to that of FIG. 3 without seriously altering its maximum induction, so that the ratio of the maximum induction @@ mum to the minimum induction and, consequently, the tuning interval of the system including the induction member, are greatly increased.
Fig. 6 shows another modification of the construction of FIG. 3. In this modification, coil 41 has a tapered outer surface which works together with a screen 44 having a cylindrical inner surface.
In this construction, the coil body 42 is also provided with a stopper 57 adapted to be adjusted axially by a screw 58 and cooperating with the screen 44 to limit the movement of the screen in the direction of the position. maximum coupling. Such an arrangement provides an adjustment of the minimum induction of the tuning member without seriously affecting its maximum induction, thus serving to align 'II /
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the circuit by which the organ is associated with other tunable circuits at the high frequency end of its tuning interval without seriously affecting such alignment at the low frequency end of the tuning interval.
Although the above description relates to preferred embodiments of the present invention, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be made thereto without departing from the spirit of the art. invention.