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Système sélecteur à filtre de bande.
La.présente invention concerne des sélecteurs à fil- tres de bande de forme simplifiée et, plus particulièrement de tels sélecteurs ayant des caractéristiques de filtres de bande réglables à une fréquence moyenne fixée. Bien que cette invention soit d'application générale, elle convient parti- culièrement bien pour être utilisée dans le canal moyenne fréquence d'un récepteur du type superhéterodyne.
Il est souvent désiré d'accorder un récepteur de signaux modulés sur une ou deux stations dans des canaux adjacents ayant une intensité du signal du même ordre de @
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grandeur ou plus petite que celle du signal indésirable adjacent. Dans un tel cas, il est essentiel que le récepteur ait des circuits filtrants suffisamment sélectifs pour trans- mettre le signal désiré sans interférence par le signal indésirable adjacent. En général cependant, en cas d'utili- sation,de circuits très sélectifs, les fréquences de bande latérale éloignées de la fréquence moyenne du canal du si- gnal sont nécessairement atténuées et il en résulte une diminution de la qualité ou fidélité de la reporductîon du signal.
De tels circuits très sélectifs ne sont pas néces- saires lorsque le signal désiré a une amplitude beaucoup plus grande que celle du signal dans un canal adjacent. Dans de telles circonstances, il est désirable que les circuits filtrants du récepteur aient une caractéristique de filtre de bande à sommet plat qui soit aussi large que la bande de fréquence de modulation totale du signal reçu, de sorte que toutes les composantes du signal soient transmises uni- formément.
Pour cette raison il est maintenant d'usage en pratique d'équiper le récepteur d'un ou de plusieurs cir- cuits filtrants qui sont réglables, pour éviter les deux états de fonctionnement décrits ci-dessus. De tels circuits filtrants sont, en général, relativement compliqués par le fait qu'ils utilisent des dispositifs mécaniques compliqués pour faire varier l'accouplement entre deux ou un plus grand nombre de circuits accordés ou qu'ils utilisent des dis- positions électriques pour faire varier l'accouplement entre eux.
Il a été proposé d'accoupler normalement les circuits du sélecteur au moyen de deux voies ayant des effets de cou- plage opposés, l'un de ceux-ci étant plus grand que l'autre et procurant donc une sélectivité maximum, et de faire va- rier ou d'écarter une des voies de couplage pour obtenir un couplage plus grand que la valeur critique et élargir de /,'
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cette manière la bande de fréquence transmise. Il s'est néan- moins manifesté que des circuits de ce type désaccordent les circuits filtrants dans le même sens lorsqu'on change le couplage entre les circuits, ce qui.tend à déplacer la. fréquence moyenne dela bande de fréquences transmise par le sélecteur.
Un objet de la présente invention consiste, pour cette raison, à réaliser une disposition simplifiée pour faire varier le couplage entre les circuits accordés d'un sélecteur à filtre de bande et désaccorder en même temps les circuits accordés, symétriquement par rapport à la fré- quence moyenne de la bande.
Conformément à un mode de réalisation de la présente invention, il est réalisé un système sélecteur à filtre de bande comprenant deux circuits terminaux accordés qui sont accouplés mutuellement ou non-directionnellement et un circuit auxiliaire ou intermédiaire accouplant les cir- cuits terminaux et ayant un effet de couplage en sens opposé de celui de l'accouplement direct de ces circuits. Des élé- ments sont prévus pour réduire l'effet de couplage du cir- cuit intermédiaire et augmenter ainsi l'effet de couplage résultant entre les circuits terminaux. La variation du cou- plage est acommplie de telle manière que des composantes de réactance de genres opposés sont réfléchies efficacement dans les circuits terminaux.
Il s'ensuit un désaccord symétri- que des circuits accordés, un accroissement du couplage en- tre les circuits et une expansion de la largeur de bande du sélecteur à environ sa fréquence de résonance moyenne.
Dans un màde de réalisation de la présente invention, le circuit auxiliaire comprend deux inductances connectées en série dont chacune est accouplée par induction à une des inductances des circuits terminaux Un commutateur est prévu pour ouvrir le circuit intermédiaire et court-circuiter en
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même temps une des inductances auxiliaires. Cette disposi- tion a pour but d'écarter presque entièrement l'effet d'une des inductances auxiliaires de son circuit terminal associé et d'augmenter l'effet de l'autre inductance auxiliaire sur son circuit terminal associé. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, des éléments sont prévus pour changer graduellement les effets précités entre les deux états formant limites.
La description ci-après en relation avec le plan annexé permettra de mieux comprendre la présente invention.
La fig. 1 montre, partiellement en schéma, un récepteur de radiodiffusion du type superhétérodyne incorporant un sélec- teur a filtre de bande eonstruit conformément à la présente invention, et les figures 2 et 3 montrent divers modes de réalisation du sélecteur à filtre de bande de la fig. 1.
La figure 1 montre un mode de réalisation du système sélecteur à filtre de bande perfectionné incorporé dans un radiorécepteur du type superhétérodyne pour régler la sélec- tivié du canal moyenne fréquence du récepteur. Ce récepteur comprend un amplificateur haute fréquence 10 connecté à un circuit antenne-terre 11 et accouplé à un oscillateur-modu- lateur ou changeur de fréquence 12. Un amplificateur moyen- ne fréquence 13, un sélecteur à filtre de bande 14, un ampli- ficateur moyenne fréquence 15, un démodulateur et dispositif de réglage automatique de l'amplification 16, un applifi- cateur basse fréquence 17 et un haut-parleur 18 sont connectés en cascade au circuit de sortie du changeur de fréquence 12.
Un potentiel de grille dérivé de la source de tension de réglage automatique de l'amplification peut être appliqué, par la voie du conducteur 16', à un ou plusieurs des étages. de l'amplificateur haute fréquence 10, à l'oscilàateur-modu- lateur 12 et à un ou plusieurs des étages de chacun des amplificateurs moyenne fréquence 13et 15.
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Considérant d'abord le fonctionnement du récepteur dans son ensemble sans tenir compte des détails du sélecteur à filtre de bande 14, on constate que l'onde reçue désirée est sélectée et amplifiée dans l'amplificateur haute fré- quence 10 et convertie par le changeur de fréquence 12 en une onde porteuse moyenne fréquence modulée. Le signal conver- ti de cette manière est amplifié dans un amplificateur moyenne fréquence 13, sélecté et amplifié dans le circuit filtrant 14 et l'amplificateur moyenne fréquence 15 et re- dressé dans le démodulateur 16, ce-qui produit les basses fréquences de modulation qui sont, à leur tour, amplifiées dans l'amplificateur basse fréquence 17 et reproduites dans le haut-parleur 18.
L'amplification du signal regu est sou- mise au réglage automatique de l'amplification par le poten- tiel de grille de réglage dérivé de la source 16 de la ma- nière bien connue en technique.
Concernant plus particulièrement les détails du sys- tème sélecteur à filtre de bande indiqué d'une manière gé- nérale par 14 et construit conformément à la présente inven- tion, on constate que le système comprend un circuit d'entrée ou terminal accordé 19 et un circuit de sortie ou terminal accordé
20. Ces circuits sont accouplés au circuit de sortie de l'am- plificateur moyenne fréquence 13 et au circuit d' entrée de l'amplificateur moyenne fréquence 15.
Les éléments d'induc- tance des circuits 19 et 20 sont accouplés par induction, comme indiqué par M. Afin d'obtenir entre les circuits 19 et 20 un effet de couplage en sens opposé de celui produit par l'accouplement M, on a un circuit intermédiaire compre- nant les inductances 21 et 22 en série accouplées individu- ellement aux éléments d'inductance des circuits 19 et 20.
L'induction mutuelle entre l'inductance 21 et le circuit 19 est représenté par M1, tandis que l'induction mutuelle corres- pondante entre l'inductance 22 et le circuit 20 est représen-
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tée par M2. Un des côtés du circuit intermédiaire est mis à la terre en 23, tandis qu'un commutateur 24, qui a des contacts 25 et 26, est prévu de l'autre côté du circuit intermédiaire pour ouvrir la connexion en série des induc- tances 21 et 22 et court-circuiter l'inductance 21. Les constantes du circuit de la disposition qui vient d'être décrite sont ajustées de telle manière que l'effet de cou- plage dû à l'induction mutuelle 1 est beaucoup plus grand que celui du circuit intermédiaire entre les circuits terminaux accordés 19 et 20.
Considérant le fonctionnement du séledteur qui vient d'être décrit, il est supposé qu'avec le commutateur 24 fermé en 25 de sorte que l'effet de couplage du circuit intermédiaire soit en sens opposé de celui de l'induction mutuelle M, les constantes du circuit sont telles que le couplage résultant entre les circuits 19 et 20 est critique ou moins que critique, de sorte que le sélecteur a une sélec- tivité relativement grande. Lorsque le commutateur 24 est ou- vert en 25 et fermé en 26, l'effet de couplage opposé du circuit intermédiaire entre les circuits terminaux accordés 19 et 20 est éliminé parce qu'en même temps l'inductance 22 est écartée du circuit filtrant et l'inductance 21 est court- circuitée.
Dans cet état, le couplage résultant entre le s circuits 19 et 20 est accru de beaucoup et la bande de trans- mission du sélecteur est élargie dans une mesure correspon- dante. En même temps, l'induction effective dans le circuit 19 est fortement réduite par le fait que les bornes de l'en- roulement de basse induction 21 sont court-circuitées plu- tôt que connectées par l'impédance de l'inductance22, et l'inductance 22 est écartée du circuit filtrant et, pour cette raison, l'induction réfléchie dans le circuit 20 est pratiquement éliminée. Il en résulte que les circuits 19 et 20 sont désaccordés en sens opposés de la fréquence de ré-
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sonnance moyenne du canal moyenne fréquence du récepteur.
Ceci a aussi pour effet d'élargir la bande de fréquence transmise par le sélecteur 14 sans déplacer la fréquence de résonnance moyenne de la bande, c'est-à-dire sans que la caractéris-tique de f'iltre de bande du sélecteur devienne asymétrique à environ la fréquence moyenne de la bande.
. Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, le circuit intermédiaire peut avoir la forme mon- trée sur la fig. 2, où les mêmes éléments que ceux du cir- cuit intermédiaire de la fig. 1 portent les mêmes chiffres de référence. Dans le mode de réalisation montré sur la fig.
2, le commutateur 24 a été supprimé et l'inductance 22a comprend une prise réglable 28 connectée dans le circuit intermédiaire, comme montré. On voit facilement qu'à une position de limitation de la prise 28 de la fig. 2, l'induc- tance 22a est entièrement comprise dans le circuit intermé- diaire et que cette inductance 22a est, à l'autre position de limitation, écartée du circuit intermédiaire et l'induc- tance 21 est court-circuitée. En conséquence, la disposi- tion de la fig. 2 présente, en plus des avantages de celle de la fig. l, un autre avantage en ce qu'elle permet de chan- ger la sélectivité du sélecteur à filtre de bande graduelle- ment entre les deux positions-limites.
Dans un autre mode de réalisation de la présente in- vention, le circuit intermédiaire peut avoir la forme montrée sur la fige 3 et comprend une résistançe 29 connectée en parallèle sur l'inductance 22-Et pourvue d'une prise réglable 30. Le fonctionnement du circuit de la fig. 3 est le même que celui du circuit de la fig. 2, de sorte que d'autres ex- plications à ce sujet ne sont pas nécessaires,:
Il convient.de noter que lorsque le couplage entre les circuits 19 et 20 par l'induction mutuelle M et le cir- cuit intermédiaire comprenant les inductances 21 et 22 est,
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critique, l'effet de désaccord symétrique des circuits terminaux 19 et 20 par l'actionnement du commutateur 24 ou réglage des contacts 28 ou 30 réduit fortement le gain du sélecteur.
En outre, il convient de noter que le sélecteur 14 peut être aménagé de telle façon que les effets de cou- plage de l'induction mutuelle M et du circuit intermédiaire comprenant les inductances 21 et 22 ont pour résultat un couplage qui est beaucoup moins que critique . Dans ce cas, l'actionnement du commutateur 24 ou des contacts réglables 28 ou 30 pour augmenter le couplage entre les circuits terminaux 19 et 20 a pour effet d'augmenter le gain du sys- tème sélecteur, tandis que le désaccord symétrique des cir- cuits terminaux a pour effet de réduire le gain du àélec- teur 14. Pour cette raison, le système peut être aménagé de telle façon que ces effe-ts soient compensateurs et qu'un gain essentiellement constant soit obtenu à chaque position du commutateur 24 ou des contacts 28 ou 30.
Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, les circuits terminaux 19 et 20 peuvent être initialement désaccordés symétriquement lorsque le circuit intermédiaire est fermé entre les circuits 19 et 20, et le circuit intermédiaire peut être réglé efficacement pour réfléchir des composantes de réactance dans les circuits terminaux, afin d'accorder ceux-ci à la même fréquence et réduire en même temps le cou- plage total entre les circuits terminaux.
Bien que la description ci-dessus se rapporte à des modes de réalisation de la présente invention qui doivent être considérés comme préférés, il va de soi pour les experts que divers changements et diverses modifications peuvent y être apportés sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
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Band filter selector system.
The present invention relates to band filter selectors of simplified form and, more particularly, to such selectors having band filter characteristics adjustable at a fixed average frequency. Although this invention is of general application, it is particularly well suited for use in the mid-frequency channel of a superheterodyne-type receiver.
It is often desired to tune a modulated signal receiver to one or two stations in adjacent channels having a signal strength of the same order of @
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magnitude or smaller than that of the adjacent unwanted signal. In such a case, it is essential that the receiver have sufficiently selective filter circuits to transmit the desired signal without interference from the adjacent unwanted signal. In general, however, when highly selective circuits are used, sideband frequencies far from the mean frequency of the signal channel are necessarily attenuated and this results in a reduction in the quality or fidelity of the reporduction. signal.
Such highly selective circuits are not necessary when the desired signal has a much greater amplitude than that of the signal in an adjacent channel. Under such circumstances, it is desirable that the filter circuits of the receiver have a flat-topped band filter characteristic which is as wide as the total modulating frequency band of the received signal, so that all components of the signal are transmitted. uniformly.
For this reason it is now customary in practice to equip the receiver with one or more filter circuits which are adjustable, to avoid the two operating states described above. Such filter circuits are, in general, relatively complicated by the fact that they use complicated mechanical devices to vary the coupling between two or more tuned circuits or that they use electrical arrangements to make. vary the mating between them.
It has been proposed to couple the selector circuits normally by means of two channels having opposite coupling effects, one of these being greater than the other and therefore providing maximum selectivity, and to make vary or discard one of the coupling pathways to obtain a coupling greater than the critical value and to widen by /, '
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this way the frequency band transmitted. However, it has become apparent that circuits of this type detune the filter circuits in the same direction when the coupling between the circuits is changed, which tends to displace the. average frequency of the frequency band transmitted by the selector.
It is, therefore, an object of the present invention to provide a simplified arrangement for varying the coupling between the tuned circuits of a band filter selector and at the same time detuning the tuned circuits, symmetrically with respect to the frequency. average frequency of the band.
According to an embodiment of the present invention, there is provided a band filter selector system comprising two tuned terminal circuits which are mutually or non-directionally coupled and an auxiliary or intermediate circuit coupling the terminal circuits and having an effect. coupling in the opposite direction to that of the direct coupling of these circuits. Elements are provided to reduce the coupling effect of the intermediate circuit and thereby increase the resulting coupling effect between the terminal circuits. The variation in coupling is accommodated such that reactance components of opposite kinds are reflected efficiently in the terminal circuits.
This results in a symmetrical detuning of the tuned circuits, an increase in coupling between the circuits and an expansion of the bandwidth of the selector to about its mid-resonant frequency.
In one embodiment of the present invention, the auxiliary circuit comprises two inductors connected in series, each of which is inductively coupled to one of the inductors of the terminal circuits A switch is provided to open the intermediate circuit and short-circuit in
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at the same time one of the auxiliary inductors. The object of this arrangement is to eliminate almost entirely the effect of one of the auxiliary inductors of its associated terminal circuit and to increase the effect of the other auxiliary inductance on its associated terminal circuit. In other embodiments of the invention, elements are provided to gradually change the above effects between the two limit states.
The following description in relation to the attached drawing will make it possible to better understand the present invention.
Fig. 1 shows, partially in diagram, a superheterodyne type broadcast receiver incorporating a band filter selector constructed in accordance with the present invention, and Figures 2 and 3 show various embodiments of the band filter selector of Fig. . 1.
Figure 1 shows one embodiment of the improved band filter selector system incorporated in a superheterodyne-type radio receiver to adjust the mid-frequency channel selectivity of the receiver. This receiver comprises a high frequency amplifier 10 connected to an antenna-earth circuit 11 and coupled to an oscillator-modulator or frequency changer 12. A medium-frequency amplifier 13, a band filter selector 14, an amplifier. medium-frequency filler 15, a demodulator and automatic amplification adjustment device 16, a low-frequency applicator 17 and a loudspeaker 18 are connected in cascade to the output circuit of the frequency changer 12.
A gate potential derived from the automatic amplification adjustment voltage source may be applied, through conductor 16 ', to one or more of the stages. from the high frequency amplifier 10, to the oscillator-modulator 12 and to one or more of the stages of each of the medium frequency amplifiers 13 and 15.
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Considering first the operation of the receiver as a whole without considering the details of the band filter selector 14, it is found that the desired received wave is selected and amplified in the high frequency amplifier 10 and converted by the changer. frequency 12 into a modulated medium frequency carrier wave. The signal converted in this way is amplified in a medium frequency amplifier 13, selected and amplified in the filter circuit 14 and the medium frequency amplifier 15 and rectified in the demodulator 16, which produces the low modulation frequencies. which are, in turn, amplified in the low frequency amplifier 17 and reproduced in the loudspeaker 18.
Amplification of the received signal is subject to automatic adjustment of amplification by the tuning gate potential derived from source 16 in a manner well known in the art.
Turning more particularly to the details of the band filter selector system indicated generally by 14 and constructed in accordance with the present invention, it is seen that the system comprises a tuned input or terminal circuit 19 and a tuned output or terminal circuit
20. These circuits are coupled to the output circuit of the medium frequency amplifier 13 and to the input circuit of the medium frequency amplifier 15.
The inductance elements of circuits 19 and 20 are coupled by induction, as indicated by M. In order to obtain between circuits 19 and 20 a coupling effect in the opposite direction from that produced by coupling M, we have an intermediate circuit comprising the inductors 21 and 22 in series individually coupled to the inductance elements of the circuits 19 and 20.
The mutual induction between the inductor 21 and the circuit 19 is represented by M1, while the corresponding mutual induction between the inductor 22 and the circuit 20 is represented.
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ted by M2. One side of the intermediate circuit is earthed at 23, while a switch 24, which has contacts 25 and 26, is provided on the other side of the intermediate circuit to open the series connection of the inductors 21. and 22 and bypass inductance 21. The circuit constants of the arrangement just described are adjusted such that the coupling effect due to mutual induction 1 is much greater than that of the intermediate circuit between the tuned terminal circuits 19 and 20.
Considering the operation of the selector which has just been described, it is assumed that with the switch 24 closed in such a way that the coupling effect of the intermediate circuit is in the opposite direction to that of the mutual induction M, the constants of the circuit are such that the resulting coupling between circuits 19 and 20 is critical or less than critical, so that the selector has relatively high selectivity. When switch 24 is opened at 25 and closed at 26, the opposite coupling effect of the intermediate circuit between the tuned terminal circuits 19 and 20 is eliminated because at the same time inductor 22 is moved away from the filter circuit and inductor 21 is short-circuited.
In this state, the resulting coupling between circuits 19 and 20 is greatly increased and the transmission band of the selector is widened to a corresponding extent. At the same time, the effective induction in circuit 19 is greatly reduced by the fact that the terminals of the low induction coil 21 are shorted rather than connected by the impedance of inductor 22, and inductor 22 is moved away from the filter circuit and, for this reason, the induction reflected in circuit 20 is virtually eliminated. As a result, circuits 19 and 20 are detuned in the opposite direction of the re-frequency.
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Average sound of the medium frequency channel of the receiver.
This also has the effect of widening the frequency band transmitted by the selector 14 without moving the average resonance frequency of the band, that is to say without the band filter characteristic of the selector becoming asymmetric at about the mid-band frequency.
. In another embodiment of the present invention, the intermediate circuit may have the form shown in FIG. 2, where the same elements as those of the intermediate circuit of FIG. 1 bear the same reference numbers. In the embodiment shown in fig.
2, switch 24 has been omitted and inductor 22a includes an adjustable tap 28 connected in the intermediate circuit, as shown. It is easily seen that in a limiting position of the outlet 28 of FIG. 2, the inductor 22a is entirely included in the intermediate circuit and that this inductor 22a is, at the other limit position, separated from the intermediate circuit and the inductance 21 is short-circuited. Accordingly, the arrangement of FIG. 2 presents, in addition to the advantages of that of FIG. Another advantage is that it allows the selectivity of the band filter selector to be changed gradually between the two limit positions.
In another embodiment of the present invention, the intermediate circuit may have the form shown in fig 3 and comprises a resistor 29 connected in parallel to the inductor 22-Et provided with an adjustable tap 30. Operation of the circuit of FIG. 3 is the same as that of the circuit of FIG. 2, so that further explanation on this subject is not necessary ,:
It should be noted that when the coupling between the circuits 19 and 20 by mutual induction M and the intermediate circuit comprising the inductors 21 and 22 is,
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Critically, the symmetrical detuning effect of terminal circuits 19 and 20 by actuation of switch 24 or adjustment of contacts 28 or 30 greatly reduces the gain of the selector.
Further, it should be noted that the selector 14 can be arranged such that the coupling effects of the mutual induction M and the intermediate circuit including the inductors 21 and 22 result in a coupling which is much less than critical. In this case, the actuation of the switch 24 or the adjustable contacts 28 or 30 to increase the coupling between the terminal circuits 19 and 20 has the effect of increasing the gain of the selector system, while the symmetrical detuning of the circuits. The effect of these terminals is to reduce the gain of the elector 14. For this reason, the system can be arranged in such a way that these effects are compensatory and that an essentially constant gain is obtained at each position of the switch 24 or contacts 28 or 30.
In another embodiment of the present invention, the terminal circuits 19 and 20 can be initially symmetrically detuned when the intermediate circuit is closed between the circuits 19 and 20, and the intermediate circuit can be efficiently set to reflect reactance components in the terminal circuits, in order to tune these to the same frequency and at the same time reduce the total coupling between the terminal circuits.
Although the above description relates to embodiments of the present invention which should be considered preferred, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications can be made thereto without departing from the spirit. of the invention.