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Système à fréquence porteuse, notamment pour la transmission.
La présente, invention concerne les systèmes à fréquence porteuse dans lesquels les divers transmetteurs et/ou récepteurs sont commandés à partir d'un poste central.
Une commande centrale de transmetteurs et de récep- teurs est souvent utilisée dans la technique, car elle pré- sente d'importants avantages. Du fait qu'une-génératrice de base centrale est utilisée et que le consommateur est ali- menté avec la fréquence porteuse fournie pqr elle ou avec des harmoniques de la fréquence porteuse obtenues par des dispositifs multiplicateurs, la possibilité est donnée d'ob- tenir toutes les fréquences porteuses utilisées avec une grande précision de fréquence, car il suffit pour cela de commander la génératrice de base de façon précise quant à la fréquence. Ceci est Important par exemple dans la
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radiodiffusion sur onde unique, dans laquelle le même pro- gramme est émis avec la même fréquence porteuse par divers émetteurs ou transmetteurs.
Dans ce cas, déjà de faibles déviations des diverses fréquences porteuses les unes des autres donneraient lieu à des phénomènes de battement et impliqueraient par conséquent des distorsions considérables.
La commande centrale des consommateurs semble en outre avoir une importance de principe!-également dans des systèmes à fréquence porteuse de la technique des communications.
Ici aussi, il faut remplir la condition que les fréquences porteuses utilisées possèdent une grande précision de fré- quence, en particulier dans des systèmes à fréquence por- teuse à porteurs supprimés, car dans ces systèmes le porteur supprimé peut être réajouté sur le côté de réception avec autant de précision que possible. Lorsqu'il y a un très grand nombre de canaux à communications, le contrôle des diverses génératrices est très compliqué.
On connait aussi déjà des systèmes à fréquences porteuses multiples dans lesquels les fréquences porteuses nécessitées étaient formées par des harmoniques d'une fréquence fondamentale. On utilise dans ce cas, comme gé- nératrice fondamentale, une génératrice contrôlée avec pré- cision, notamment contrôlée par quartz, et on obtient par un multiplicateur les harmoniques de la fréquence porteuse.
Cette disposition présente l'inconvénient qu'en caq de panne de la génératrice de base ou du multiplicateur ou éga- lement en cas de perturbations, ce n'est pas seulement un canal de communication qui fait défaut dans la ligne d'ame- née de courant porteur, comme ce serait le cas si une génératrice de courant porteur était conjuguée à chaque canal de communication, mais qu'un grand nombre de canaux font défaut jusqu'à la suppression de la perturbation.
Il y avait bien aussi la possibilité de prévoir une génératrice de réserve, qui aurait été connectée en cas de défaut,ou panne de la génératrice de base, de façon
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analogue à ce qui est déjà connu pour des génératrices individuelles. Il est toutefois difficile de faire fonc- tionner une seconde génératrice de base avec exactement la même fréquence que la première. En outre, toutes les possibilités de perturbations ou dérangements ne sont pas saisies de ce fait.
L'invention donne maintenant la possibilité d'uti- liser efficacement les avantages d'une commande centrale pour tous les systèmes à fréquence porteuse, sans que les inconvénients inhérents à la commande centrale puissent se manifester d'une manière gènante.
Conformément à l'invention, un système à fréquence porteuse comportant plusieurs transmetteurs et/ou récepteurs, auxquels les mêmes fréquences porteuses ou des fréquences porteuses différentes sont amenées d'une source de généra- trice de base commune, précise quant à la fréquence, en particulier contrôlée par quartz, le cas échéant en passant par des dispositifs de multiplication, est'maintenu capable de fpnctionner, en cas de panne ou défaut de la génératrice de base ou de perturbations ou dérangements dans les lignes d'amenée de fréquence porteuse, pendant la durée' de la per- turbation ou du dérangement, par des génératrices à plus faible précision de fréquence, qui sont conjuguées aux divers transmetteurs et/ou récepteurs.
La commande ou le contrôle de la génératrice de base peut alors se faire, par exemple également par une sous-harmonique d'une génératrice normale, qui est contrôlée en particulier par cristal, le cas échéant de la manière qu'on dispose, devant la génératrice de base, un dispositif de modulation dans lequel la fréquence'normale est modulée avec une telle multiplication de la fréquence fondamentale que la fréquence de différence qui se produit e st égale à la fréquence fondamentale. Le multiple correspondant de la fréquence fondamentale est alors accouplé en réaction au modulateur à partir de la sortie du multiplicateur de fré-
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quence disposé derrière la génératrice de base.
Les génératrices individuelles sont avantageusement disposées de façon qu'elles ne sont connectées aux consom- mateurs en question qu'en cas de panne ou défaut de la génératrice de base ou en cas de dérangements se produisant dans la ligne d'amenée de la fréquence porteuse. Ceci peut par exemple se faire par des dispositifs à relais, qui commutent les consommateurs sur la génératrice individuelle au cas où la ligne d'amenée de courant porteur se trouve privée de courant. Mais il est relativement difficile de maintenir le temps de commutation suffisamment faible. Même si les distorsions se produisant en raison du temps de ommutation n'ont pas en général une très grande importance perturbatrice, il peut toutefois arriver que des faussages se produisent de ce fait.
Mais ceci ne peut avoir une ac- tion nuisible que lorsque le système à fréquence porteuse contient des canaux télégraphiques.
Conformément à une autre caractéristique de l'in- vention, on propose en consquende de faire travailler les génératrices individuelles constamment sur les consom- mateurs en question et de les contrôler de façon précise quant à la fréquence par la fréquence fondamentale ou un multiple dérivé de cette dernière.
En cas de panne de la génératrice principale ou du multiplicateur, la ligne col- lectrice est privée de courant et les génératrices de cou- rant porteur qui y sont raccordées ne sont plus contrôlées par une action étrangère, mais continuent à osciller avec leur fréquence propre, par conséquent uniquement avec une précision de fréquence diminuée, de sorte que le système à fréquence porteuse reste capable de fonctionner et que la qualité de la transmission n'est affectée par une dif- férence de fréquence en général faible, mais supportable, que pendant la durée de la perturbation sur le système de ligne d'amenée à fréquence porteuse.
Toutefois, dans certains cas, les génératrices oscillant librement peuvent
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déjà présenter, lorsque la fréquence de contrôle fait dé- faut, une déviation considérable qui n'est plus supportable de la valeur théorique en raison de l'inconstance des élé- ments de commutation et des tensions de batterie.
La commande des génératrices est donc effectuée, suivant une autre caractéristique de l'invention, du fait que la fréquence à contrôler est comparée en passant par des dispositifs qui fonctionnent sur des différences de phases ou de fréquences, par exemple en passant par des dispositifs de pont avec la fréquence fondamentale, et que lors d'une déviation de la fréquence à contrôler à partir de la fréquence théorique ou lors d'une variation de la position de phase de deux fréquences l'une par rapport à l'autre, un réglage de rattrapage automatique s'effectue par variation d'un ou plusieurs éléments déterminant la fré- quence, en particulier d'un condensateur tournant, de la génératrice à contrôler, puis que, lorsque la fréquence de contrôle fait défaut, le dernier réglage de l'élément ou des éléments déterminant la fréquence subsiste.
On obtient de ce fait le résultat que lorsque la fréquence de contrôle fait défaut; les génératrices oscillant librement ne présentent encore pas de déviation à partir de la fré- quence théorique et ne présentent que pendant la période sans contrôle de minimes variations de fréquence qui ne produisent pas encore de préjudice notable.
Des dispositifs, qui fonctionnent en présence de dif- férences de phases ou de fréquences, sont connus en eux- mêmes et ont aussi déjà été utilisés très souvent. Aux fins de la présente invention, tous les dispositifs connus sont utilisables, autant qu'ils travaillent en dépendance du sens, par conséquent qu'ils distinguent entre des diffé- rences + et - , puis autant que l'indication de la diffé- rence de phase et le réglage sont liés à l'existence de deux fréquences, par conséquent de la fréquence fondamentale ou d'une partie ou d'un multiple de la fréquence fondamentale
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et de la fréquence à contrôler. L'utilisation d'un moteur à champ tournant ou d'un relais à champ tournant se montre avantageuse.
Dans des dispositifs dans lesquels la génératrice de base est commandée par une génératrice normale, il est important que la génératrice de base soit déconnectée auto- matiquement lorsque la génératrice normale fait défaut, par exemple par des dispositifs à relais ou par une tension de blocage amenée à la grille. Mais dans ce cas, la généra- trice de base peut aussi être couverte et réglée avec préci- sion en passant par un pont de phases qui peut être connecté par fiche. Le pont de phases peut aussi être utilisé dans la génératrice de base et dans les génératrices individuel- les pour surveiller automatiquement la synchronisation.
Ainsi, le courant alternatif produit en cas de mise hors d'action peut être utilisé, par exemple après redressement, pour l'actionnement d'un relais.
L'invention est expliquée avec plus de détail à l'aide des figs. 1 et 2. La fig. 1 représente un exemple de réalisation pour un système à fréquence porteuse conforme à l'invention et cela pour le cas où les génératrices indi- viduelles sont entralnées par des multiples de la fréquence fondamentale. La génératrice principale HG fournit la fré- quence fondamentale f1 avec une grande précision de fré- quence et est avantageusement contr8l.ée par quartz. Dans le multiplicateur HV, les harmoniques de la fréquence fondamen- tale sont formées de telle manière que toutes les fréquences porteuses nécessitées mf1 à nf1 existent avec une grande exactitude de fréquence sous forme d'harmoniques de la fréquence fondamentale sur la ligne collectrice à fréquence porteuse L.
A la ligne collectrice sont reliées les diver- ses génératrices individuelles Gm à Gn, dont les fréquences propres correspondent approximativement à une harmonique quelconque de la fréquence fondamentale. Le mélange de fréquence de la ligne collectrice est transmis au circuit
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de grille ou au circuit anodique de chaque lampe génératri- ce individuelle et l'harmonique en question entraîne la génératrice accordée à elle malgré une déviation acci- dentelle, impliquée par l'inconstance des éléments de commu- tation et des tensions de batterie, de la fréquence propre de la génératrice oscillant librement à partir de la valeur théorique. Les génératrices individuelles présentent par exemple la construction qui est représentée pour la généra- trice Gm.
La lampe génératrice Gm est couplée en réaction en passant par un transformateur T à trois enroulements.
Dans le circuit de grille, il y a un circuit oscillant LC, qui est accordé approximativement à une harmonique de la fréquence fondamentale. Des résistances R1 et R2 sont encore disposées dans la ligne d'amenée de la tension de gr'ille.
Le mélange de fréquence de la ligne collectrice est transmis au circuit de grille en passant par un transformateur Ü.
Mais, étant donné que les autres fréquences de la ligne collectrice ne doivent pas parvenir à la sortie de la génératrice A et au consommateur, il est avantageux de disposer un élément filtrant BFm, de préférence un filtre de bande, devant le transformateur pour leur suppression.
On peut de même disposer aussi un filtre de bandes BFa dans la sortie de la génératrice. On disposera éventuellement des filtres de bandes dans l'entrée et dans la sortie de la génératrice.
Un exemple de réalisation utilisant un relais à champ tournant pour le réglage de rattrapage automatique des génératrices à contrôler est représenté dans la fig. 2 pour une génératrice individuelle. La fréquence mf1 serait une harmonique de la fréquence fondamentale qui est obtenue en passant par un système de filtre non représenté à partir de la sortie d'un multiplicateur de fréquence. Etant donné que selon l'hypothèse la fréquence fondamentale doit être précise quant à la fréquence, cette harmonique l'est également. L'harmonique mf1 est transmise à l'enroulement
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W d'un relais à champ tournant Ph ; génératrice à contrô- 1er serait Gm. La fréquence produite par elle alimente l'enroulement W du relais à champ tournant. Le consomma- teur est raccordé en A.
En présence de déviations de pha- ses, il s'établit un champ tournant dont le sens dépend de savoir si la génératrice Gm a du retard ou de l'avance.
Le champ tournant d.isparait lorsque la génératrice Gm pro- duit exactement la fréquence théorique, par conséquent mfl, et lorsque la différence de phases est nulle.
Le champ tournant se produisant en cas de faible déviation de la fréquence produite par Gm à partir de la fréquence théorique connecte l'armature 1 du relais de pha- se, dans chaque cas suivant son sens, au contact 1 ou 2 et intercale ainsi soit la source de courant B1, soit la source B2 dans le circuit d'induit du mpteur de réglage de rattrapage NM. Le moteur de réglage tourne par suite soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit en sens con- traire. L'enroulement inducteur FW du moteur est constamment excité, par exemple par les sources de courant B1 et B2 couplées en série. Un réglage subséquent d'un ou plusieurs éléments déterminant la fréquence de la génératrice Gm est effectué par le moteur NM, par exemple un condensateur tournant C est réglé dans le sens approprié.
Un dispositif de rappel, par exemple un ressort de rappel, est encore prévu sur l'armature du relais à champ tournant; par ce dispositif, on obtient le résultat que lors de la disparition du champ tournant l'induit revient à la position zéro et qu'ainsi, en cas de défaut de la fréquence de commande, le dernier réglage du ou des éléments déterminant la fréquence de la génératrice con- tr8lée subsiste.
Etant donné que les fréquences utilisées dans chaque cas sont souvent relativement élevées, il est avan- tageux de les transformer en les abaissant par des transfor- mateurs de fréquence. Dans la figure,ceci se fait par
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modulation dans M et M'avec une fréquence voisine f2, qui est par exemple égale à mf1 + 100 Hz. Il n'est toutefois pas nécessaire que cette fréquence soit précise, car elle ne fait que déterminer la vitesse de rotation du champ tournant. Les fréquences latérales inférieures se produi- sant lors de la modulation sont utilisées pour l'excitation des enroulements W et W' du relais de phase. Au lieu d'un relais à champ tournant, on utilise de préférence un moteur à champ tournant.
Lorsqu'on utilise un moteur à champ tournant, la condition est remplie sans plus que le dernier réglage de l'élément déterminant la fréquence subsiste, car le moteur à champ tournant peut être utilisé directement pour le réglage et l'induit du moteur à champ tournant ne tourne qu'en présence d'un champ tournant.
L'utilisation d'un pont de redresseurs, tel qu'il était déjà connu pour la comparaison de phases ou de fré- quences, semble aussi appropriée. Avec un pont de ce genre, lorsque les deux fréquences amenées concordent entre elles, il s'établit dans la sortie une tension continue dont le sens dépend de la position de phase relative, et cela seule- ment lorsque les deux fréquences sont connectées au pont.
Cette tension continue peut influencer un moteur de réglage de rattrapage directement ou par un circuit de relais.
Si les déviations de fréquence sont relativement grandes, le réglage de précision traité dans ce qui précède ne semble plus suffisant. Il est alors rationnel de prévoir encore un réglage de dégrossissage particulier, qui peut se faire à la main ou automatiquement. Par exemple, un réglage de dégrossissage de ce genre peut se faire par application du principe stroboscopique.
Toutefois, au lieu d'un réglage de dégrossissage et de précision de ce genre, un réglage qui donne en même temps un réglage de précision et également un réglage de dégrossissage peut être avantageux. Ici, une disposition déjà connue pour la commande à distance d'organes mobiles,
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dans laquelle un moteur synchronies! alimenté en dépendance de la fréquence à contrôler et un autre en dépendance d'une fréquence produite localement, se montre appropriée. Les deux moteurs travaillent en sens contraire sur le même mécanisme différentiel. Lorsque les deux moteurs ont une marche synchrone, la roue du différentiel est au repos.
Mais la roue du différentiel tourne, selon que dans chaque cas la fréquence produite localement dévie en s'élevant ou en s'abaissant de la fréquence à contrôler, dans le sens des aiguilles d'une montre ou en sens contraire et elle peut être utilisée pour régler par exemple un condensateur tournant. Il est toutefois nuisible dans ce cas qu'un nou- veau réglage soit effectué en cas de défaut de la fréquence fondamentale à contrôler. Il est nécessaire également d'arrêter le moteur synchrone entraîné à partir de la sor- tie de la génératrice contrôlée par des dispositifs à relais ou analogues en cas de défaut de la fréquence fondamentale ou d'empêcher le réglage d'une autre façon.
La disposition est particulièrement simple lors- qu'on fait tourner les deux moteurs synchrones dans le même sens et on monte au lieu d'un mécanisme différentiel, sur l'arbre d'un des moteurs, deux contacts, qui correspon- dent aux contacts 1, 2 de la figure, puis, snr l'arbre de l'autre moteur, entre ces deux contacts, un autre con- tact qui correspond à l'armature 1 de la figure. En cas de synchronisme des deux moteurs synchrones, par conséquent en cas de concordance des deux fréquences, ce troisième contact se trouvera entre les deux contacts qui sont dispo- sés sur l'arbre de l'autre moteur. Lorsque le moteur prend de l'avance ou du retard, ce contact s'applique sur l'un ou l'autre des deux contacts et ferme ainsi divers circuits en passant par lesquels un moteur de réglage de rattrapage peut être entraîné en sens différents.
Le régla- ge de rattrapage se fait alors de façon analogue à celle décrite dans l'exemple traité dans la figure.