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PERFECTIONNEMENTS AUX AMPLIFICATEURS A BASSE FREQUENCE.
L'invention se rapporte aux amplificateurs à basse fréquence et a pour objet principal d'améliorer les caractéristiques et le fonctionnement de ces appareils tout en veillant à ce que leur construction soit simple et leur prix de revient peu élevé
Plus particulièrement , un objet de l'invention est de fournir un amplificateur B.F. dont l'étage de sortie peut présenter une dégénération compensée par un rétro-couplage positif à un étage précédent; ce perfection- nement permet de supprimer certains condensateurs de dérivation qui figurent d'ordinaire dans ces appareils.
Un autre objet de l'invention réside dans un amplificateur B.F. pourvu d'un étage de sortie qui crée, dans un étage précédent, une régénéra-
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-tion dont l'importance varie avec le réglage du volume ; la dégénération se fera sentir pour le minimum du volume et pour les valves faibles afin de rédui- re la distorsion; pas contre, la régénération compensatrice produira ses effets pour les valeurs élevées du volume et pour le maximum.
De cette façon, l'ampli- ficateur présentera une réponse croissant à peu près logarithmiquement avec le réglage de la commande du volume, tout en permettant de se passer de résistances à variation logarithmique,
On sait qu'on peut effectuer la commande du volume dans un récepteur radiophonique ou dans un amplificateur B.F. au moyen d'une résistance potentiomêtrique pourvue d'une prise variable qui permet de prendre une tension de signal convenable. Afin d'obtenir des variations de volume égales pour des variations égales du dispositif de réglage du volume, la résistance en question est généralement constituée de façon à augmenter logarithmiquement depuis le volume minimum jusqu'au volume maximum pour des variations linéaires de réglage du dispositif.
Un autre objet de l'invention est donc de fournir un amplifica- teur B.F. perfectionné dans lequel la régénération réglable permet de supprimer les résistances à variation logarithmique dans la commande du volume ; elle a également pour objet de réaliser celle-ci au moyen d'un seul organe, en com- mandant simultanément le volume et la régénération, les deux variant dans le même sens.
Un autre objet de l'invention consiste à améliorer le fonctionne- ment des amplificateurs B.F. utilisés dans les récepteurs superhétérodyne et en particulier dans le cas où l'oscillateur et l'amplificateur B.F. sont ali- mentés par la même source de tension anodique. On constate alors souvent que l'amplificateur B.F. réagit sur la tension d'alimentation de l'oscillateur dont le fonctionnement devient Irrégulier ou intermittent,,
Généralement, on corrige ce défaut au moyen de filtres placés dans le circuit d'alimentation de l'oscillateur. Ces filtres exigeant l'emploi de condensateurs électrolytiques importants qui augmentent sensiblement le prix de revient du récepteur.
Un autre objet de l'invention est donc de fournir un amplifica- teur B.F. qui peut fonctionner à des fréquences relativement basses sans in- troduire une charge variable dans le circuit d'alimentation anodique,
Un autre objet de l'invention réside dans la construction d'un
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amplificateur B.F, pourvu d'un circuit créant un rétro-couplage variable en grandeur et en phase au-dessous d'une certaine fréquence; ce rétro-couplage sera positif pour certaines fréquences et négatif pour les fréquences plus basses,
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nouvel- les de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels :
La figure 1 est le acheta d'une partie d'un récepteur radiophoni- que superhétérodyne ou d'un appareil similaire, comportant-un amplificateur B.F. et un dispositif de commande du volume faisant usage de l'invention,
La figure 2 donne une série de courbes relatives au fonctionne- ment du système de la figure 1.
La figure 3 est le schéma d'un récepteur superhétérodyne pourvu d'un amplificateur B.F. qui présente certaines caractéristiques de l'invention.
La figure 4 donne une série de courbes relatives au fonctionne- ment du système de la figure 3.
A la figure 1,5 désigne une lampe amplificatrice M.F. couplée, par un transformateur 7, à un circuit d'entrée 6 et, par un transformateur de sortie 8, à un second détecteur 9 du type diode comportant une anode 10 et une cathode 11, Celle-ci sert également à une triode amplificatrice contenue dans la même enveloppe et comportant une grille de commande 12 et une anode de sor- tie 13.
L'anode 10 de la diode est connectée à l'extrémité 14 à haute tension du secondaire du transformateur 8; la cathode 11 est reliée au coté à basse tension 17 par un conducteur 15 et une résistance 16 de charge de la diode,, Les signaux redressés apparaissent aux bornes de cette résistance 16 qui est découplée, pour la M.F., par un condensateur 18.
Un contact 21, qui peut être déplacé le long de la résistance 16 entre les extrémités 19 et 20, réalise un dispositif de commande du volume ser- vant à l'application des signaux à la grille de commande 12 par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage 22 aboutissant à une résistance de grille 23, L'extrémité à basse tension de la résistance 23 est reliée à la masse indiquée en 24 et comporta un chemin de retour à la cathode 11 par l'intermédiaire de la masse 25 et d'une résistance d'auto-polarisation 26 insérée dans le circuit cathodique de la lampe 27 du second étage amplificateur.
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Ce dernier est couplé au premier étage 9 par un dispositif à im- pédance ou à résistance comprenant, dans l'exemple représenté, une résistance d'anode 31 et un condensateur de couplage 32 relié à la grille de commande 34 et à la résistance de grille 33. La lampe 27 constitue l'amplificatrice finale et est de préférence du type pentode, ayant en plus de la grille de commande 34, une cathode 35, une grille d'arrêt 36, une grille-écran 37 et une anode 38.
La cathode 35 est reliée au châssis ou à la terre à travers la résistance 39 d'auto-polarisation et de rétro-couplage et la résistance 26; celle-ci, insérée également dans le circuit cathodique de la lampe 9, est donc parcourue par le courant cathodique des deux lampes. La résistance 39 procure une polarisation additionnelle de la grille de commande 34 et orée le couplage entre les cathodes pour le rétro-couplage positif. La tension de polarisation de la lampe de sortie est déterminée par la résistance totale de 26 et 39; la connexion de la cathode 11 peut être considérée comme un prise servant à inclu- re dans le circuit de la cathode 35 une fraction de la résistance combinée 26- 39 suffisante pour obtenir le degré désiré de rétro-couplage aux bornes de la résistance 26.
La dégénération dans le circuit de la lampe de sortie qui résulte de l'élimination des condensateurs en dérivation sur les résistances 26 et 39 est compensée par la commande de la régénération due au rétro-couplage, ainsi qu'il sera indiqué plus loin.
L'anode 38 est pourvue d'un circuit de charge comprenant le pri- maire 40 d'un transformateur de sortie 41 dont le secondaire 42 est connecté à un haut-parleur 43.
Le primaire 40 du transformateur comporte un condensateur de charge 44.
Lorsque le contact 21 se trouve dans une position correspondant à un volume faible ou minimum, à l'extrémité 19 par exemple, aucune régénéra- tion due à la résistance cathodique commune 26 ne peut être appliquée à la gril- le 12 étant donné que celle-ci se trouve sensiblement à la tension de la catho- de. Mais lorsque le contact 21 est déplacé vers l'extrémité 20, une impédance croissante due à la résistance 16 est insérée entre la cathode et la grille; la tension de rétro-couplage servant à la régénération et apparaissant aux bornes de la résistance 26 est alors appliquée à la grille 12 par la masse et la résis- tance 23.
Cette tension est maximum lorsque la commande du volume est mise au maximum parce qu'il existe alors une impédance maximum entre la grille de com-
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-mande 12 et la cathode 11. La résistance 26 permet d'appliquer à la cathode du premier étage 11 une tension de régénération lorsque le contact 21 est dépla- cé de l'extrémité 19 vers l'extrémité 20.
Comme la résistance d'auto-polarisation 26-39 n'est pas shuntée par un condensateur pour les basses fréquences, il existe de la dégénération dans l'étage de sortie; cette dégénération réduit la distorsion dans l'amplifi- cateur et améliore la fidélité de la reproduction,'particulièrement pour les niveaux faibles;
Lorsque le volume est élevé, la dégénération est compensée ou même dépassée par la régénération qui augmente pour chaque accroissement addi- tionnel du réglage du volume, Cette variation se rapproche très approximative- ment d'une courbe logarithmique telle que celles de la figure 2.
A la figure 2, la courbe pointillée 45 indique la relation entre la tension de sortie et le mouvement de rotation du bouton qui commande le contact 21 entre les extrémités 19 et 20; la courbe 45 montre que le potentio- mètre 16 est du type à varia%ion' linéaire en l'absence de régénération6 Lors- que celle-ci est produite par un circuit tel que celui de la figure 1, la cour- be des tensions résultante est celle désignée par 46.
Celle-ci se rapproche très fortement de la courbe logarithmique désirée qu'indique, 49.. Le potentiomètre 16 ne doit donc pas être à réglage logarithmiqueß ce qui diminue le prix de revient De même, la suppression du condensateur qui shunte la résistance 26 et qui a généralement une capacité élevée réduit également la dépense et constitue un facteur relativement important de la construction de l'amplificateur, notamment lorsqu'il doit être fabriqué en grande série.
La figure 3 représente un récepteur du type superhétérodyne. On a désigné par 5 le détecteur et oscillateur, par 6 l'amplificateur M.F. et par 7 le second détecteur. Le récepteur est pourvu d'un commutateur 8 pour le chan- gement de bande; ou bien il peut être construit spécialement en vue des fréquen- ces élevées pour lesquelles la valeur de la tension anodique de l'oscillateur est plus critique,
A la sortie du second détecteur, le signal est appliqué à un potentiomètre 9 qui sert à la commande du volume; une de ses bornes est mise à la masse en 10. La prise variable 11 est reliée à la grille de commande 12 de la première amplificatrice B.F, 13.
Le tube 13 peut être de n'importe quel type approprié et possède une cathode 14 et une anode 15. Celle-ci est connectée à travers la résistance
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de sortie 16 au conducteur 17 relié à la borne B de la source de tension anodique (non représentée). La borne -B de cette source est mise à la terre.
La cathode 14 est mise à la terre en 20 à travers une résistance d'auto-polari- sation 19.
Le second étage amplificateur comprend la lampe de sortie 21 dont la cathode 23 est reliée à la résistance 22 de rétro-couplage dont l'autre ex- trémité est connectée à la cathode 14. Le circuit anodique du tube 13 est cou- plé à la grille de commande 26 de la lampe 21 à travers un condensateur 25. La grille 26 est mise à la terre à travers la résistance 28. Les résistances 19 et 22 comprennent un condensateur de dérivation 24 de capacité relativement impor- tante.
La lampe de sortie 21 peut être une RCA.6F6. L'anode 29 est couplée à un haut-parleur 30 par l'intermédiaire d'un circuit anodique 32 et d'un transformateur de couplage 31. Le circuit anodique est relié en 33 au conducteur 17.
Le condensateur de filtrage 34, qui relie le conducteur positif 17 à la terre 18, peut avoir des dimensions relativement faibles et les diffé- rents circuite d'alimentation de plaque peuvent être reliés directement au conducteur 17 ainsi qu'il est indiqué à la figure,(35, 36,37 et 38).
A la figure 4, la courbe 40 représente la courbe de réponse,pour les fréquences inférieures à 1000 P./s., d'un amplificateur ordinaire à couplage par impédance. Pour augmenter la réponse aux basses fréquences on peut intro.- duire de la régénération dans l'amplificateur. Toutefois, on ne peut aller très loin dans cette voie car, pour les basses fréquences, la lampe de sortie charge le circuit d'alimentation. donne naissance à des fluctuations et provoque un fonctionnement irrégulier de l'oscillateur si celui-ci est alimenté par la même source et fonctionne à une fréquence relativement élevée.
Dans le système représenté on produit une dégénération qui est commandée de manière à améliorer la réponse aux fréquences inférieures à 100 P./s. et jusqu'à une fréquence suffisamment basse pour obtenir une bonne fidélité; ensuite, aux fréquences plus basses, on introduit la dégénération au moyen des mêmes circuits en créant ainsi une coupure nette.
La courbe de réponse de l'amplificateur de la fig.3 est désignée par 41 à la Fig.4. Les surfaces hachurées 42 et 43 correspondent respective- ment à la régénération et à la dégénération; il en résulte une coupure nette à une fréquences inférieure aux fréquences acoustiques utiles, C.à.d. 60 à
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Le fonctionnement intermittent se produit à une fréquence de l'ordre de 10 à 20 périodes par seconde;
par conséquent, la coupure empêche tout fonctionne- ment irrégulier de l'oscillateur ou d'un autre appareil alimenté par la même source que l'amplificateur*
Pour obtenir la courbe 41, on utilise un dispositif de couplage par impédance ou par résistance qui n'introduit aucun déphasage aux H.F. acous- tiques grâce à un choix convenable de la valeur du condensateur 25 par rapport à la résistance 28, et des résistances 19 et 22 par rapport au condensateur 24.
La crête de la courbe 41 correspond à une fréquence déterminée par la valeur du condensateur 25 et de la résistance 28. Ceux-ci sont choisis de façon que la tension est transmise de la première amplificatrice à la grille 26 sans produi- re un déphasage appréciable au-dessous d'une certaine fréquence critique qui peut être comprise entre 60 et 80 P./s.
La résistance cathodique 19 commune aux deux amplificatrices re- çoit une valeur telle que le rétro-couplage entraîne une variation du potentiel de la cathode 14 dans une certaine gamme de fréquences* Le condensateur 24 re- çoit une valeur telle que ce potentiel varie avec la fréquence au-dessous de 1.000 P./s. dans l'exemple représenté.
Pour obtenir la courbe 41, on peut donner aux différents éléments Cités les pâleurs suivantes :
EMI7.1
<tb> Condensateur <SEP> 25.;.... <SEP> 0,0025 <SEP> mfd.
<tb>
<tb> Résistance <SEP> 28 <SEP> ...... <SEP> 0,5 <SEP> megohm
<tb>
<tb> Résistance <SEP> 22 <SEP> ...... <SEP> 330,0 <SEP> ohms
<tb>
<tb> Résistance <SEP> 19 <SEP> .......35,0 <SEP> ohms
<tb>
<tb> Condensateur <SEP> 24 <SEP> ...... <SEP> 20,0 <SEP> mfd.
<tb>
En conservant les mêmes valeurs mais en donnant au condensateur 24 une capacité de 15 mfd. on obtient la courbe désignée par 45.
Au-dessus de la fréquence critique de 60 à 80 P./s.,le dispositif de couplage comprenant le condensateur 25 et la résistance 28, n'Introduit qu'un déphasage relativement faible* Il en résulte que la fraction de la tension de rétro-couplage apparaissant aux bornes'de la résistance 19 présente, par rapport à la tension de la grille 12, une phase telle que la régénération produite aug- mente la réponse.
Au-dessus de 1000 P./s. par exemples le condensateur 24 Introduit une dérivation pour la tension de rétro-couplage, aux bornes des résistances 22 et 19.
En-dessous de 1.000 P./s. la dérivation créée par le condensateur 24 devient moins importante et le rétro-couplage devient plus important jusqutà
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la fréquence critique déterminée par le dispositif de couplage. En-dessous de cette fréquence. il se produit un déphasage des signaux transmis de la plaque 15 à la grille 26. Il en résulte une différence de phase entre la tension de la grille 12 et la tension de rétro-couplage appliquée à la cathode 14. Il se pro- duit donc, en-dessous de cette fréquence critique, une dégénération rapide cor- respondant à la zone hachurée 43 de la tigure 4.