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SYSTEMES DE TRANSMISSION D'IMPULSIONS
OU D' ONDES ELECTRIQUES
Cette invention fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Grande Bretagne le 21 Mai 1938 aux noms de la STANDARD TELEPHONES AND CABLES LIMITED et de Monsieur Victor John TERRY.
La présente invention concerne des systèmes de transmission d'impulsions ou d'ondes électriques et plus particulièrement se rapporte à la régulation de l'amplitude d'impulsions ou d'ondes électriques.
Suivant certaines des caractéristiques de l'invention, un dispositif régulateur pour impulsions électriques accepte seulement des impulsions entrantes dune amplitude supérieure à une certaine valeur, cette valeur augmentant et diminuant avec les augmentations et les diminutions de la vitesse à laquelle l'énergie est reçue des
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impulsions entrantes, et coupe ces impulsions acceptées de manière que leur amplitude ne dépasse pas un maximum déterminé.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un dispo- sitif régulateur pour impulsions électriques est tel que l'énergie dérivée d'une série d'impulsions entrantes est emmagasinée dans un , dispositif d'emmagasinage d'où elle est dissipée à une vitesse cons- tante, etque seulement les impulsions entrantes d'une amplitude su- périeure à une valeur déterminée par le niveau d'énergie dans le dis -positif d'emmagasinage sont acceptées et transmises aveo une ampli@ -de limitée à une certaine valeur maximum .
De cette manière, un dispositif incorporant des caracté- ristiques de l'invention est capable de distinguer entre des varia -tions lentes et rapides dans l'intensité des impulsions entrantes, par le fait qu'il n'est pas sensiblement affecté par les variations lentes dans une gamme d'amplitudes considérable.
Suivant une autre caractéristique encore de l'invention, un dispositif régulateur pour impulsions électriques capable de dis- tinguer entre des variations lentes et rapides des amplitudes d'une série d'impulsions entrantes est tel que lorsqu'une série d'impulsi- ons entrantes constitue un train d'ondes sinusoidales,le train d'on- des de sortie qui en résulte ne contient sensiblement pas de compo- santes harmoniques paires non plus que de composantes harmoniques du troisième ordre.
L'invention sera exposée en détail dans la description sui- vante basée sur les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente un exemple de réalisation dans lequel deux étages d'un amplificateur sont connectés en série avec un régu -lateur d'amplitudes;
La figure 2 représente un deuxième exemple de réalisation dans lequel le régulateur d'amplitudes est connecté en shunt sur les fils réunissant deux étages d'un amplificateur;
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La figure 3 montre diverses courbes relatives au fonc- tionnement des réalisations des figures 1 et 2 ;
et ,
La figure 4 montre un jeu de courbes analogue pour beaucoup une, él ergie d'excitation/plus grande ,
Dans les deux exemples de réalisation représentés les circuits sont établis pour éliminer des variations lentes de l'am- plitude d'une onde électrique tout en accentaant des variations rapides de cette onde de manière que l'onde soit ramenée à zéro par une chute soudaine d'intensité de , par exemple , la moitié de l'intensité de l'énergie d'excitation qu'il a produite.
Dans chaque réalisation, le circuit est établi pour répondre plus rapidement aux augmentations d'intensité de l'énergie d'excitation qu'aux diminutions correspondantes ,
Les circuits sont également établis de telle manière que pour la plupart des augmentations de la valeur de l'énergie d'excitation que le circuit aura à traiter , l'amplitude maximum de l'onde ne dépasse pas du tiers , mêmm temporairement , la valeur cons- tante de l'amplitude de l'onde.
De tels circuits présentent des avantages distincts pour leur utilisation dans des circuits récepteurs prévus pour des sys- tèmes télégraphiques à courants porteurs et analogues dans laqquels l'intensité du signal peut varier considérablement et dans lesquels les intervalles entre des signaux consécutifs peuvent être obscurcis par des échos et des interférences ,
Se référant maintenant à la figure 1, l'onde qui doit être soumise à la régulation atteint les moyens régulateurs à travers une lampe amplificatrice 1 et un transformateur 2, le débit après régula- tion étant appliqué sur la grille de commande d'une deuxième lampe amplificatrice 10.
La propriété de rectification de la grille de cette deuxième lampe entre ainsi dans le processus de régulation , et un
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redresseur imaginaire 11 extérieurement connecté et représenté en pointillé sur le dessin, entratne un effet régulateur qui correspond à celui produit par la grille de la lampe , De plus, la grille de la lampe est shuntée par un redresseur 12 qui est én parallèle avec le redresseur imaginaire 11 mais en sens opposé par rapport à ce dernier , Il peut évidemment être avantageux d'employer un'redresseur réel dans la position 11 exactement comme celui employé dans la posi- tion 12;
car alors la variation du oourant en sens inverse à travers 12 (qui se produit normalement lorsqu'il n'y a pas de courant d'entrée de signaux ou un courant d'entrée très faible ) est compensé par une et ne fuite analogue à travers le redresseur 11 il se produit aucune varia- tion de température dans la tension de grille appliquée sur la lampe 10.
La régulation est accomplie en deux étages qui seront plus clairement exposés en se reportant aux courbes de la figure 3.
Quatre éléments redresseurs 3-, 4 , 5 et 6 réunis suivant une forme de pont bien connue ,avec un circuit de résistances 13 et 14 pour le courant continu et un condensateur 15 accomplissent le premier stade de régulation. Ces éléments sont de dimensions rela- tives par rapport à l'impédance plaque de la lampe 1 ; la rapport du transformateur 2 , et la valeur d'une résistance 16, telles que le courant passant à travers les bornes d'entrée du pont de . redresseurs est supprimé, pendant une portion prédéterminée de chaque période de l'onde entrante , par un potentiel développé aux bornes du oondensateur 15.
Les bornes d'entrée du pont de redresseurs sont connectées en série avec une résistance 16 qui est shuntée par l'enroulement pri- maire d'un transformateur 17. La résistance 9 en série avec l'enrou- lement secondaire de ce transformateur a une valeur élevée,de sorte que
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la tension aux bornes du primaire et du secondaire de ce transformateur est approximativement proportionnelle au courant passant à travers les bornes d'entrée du pont .
Pour de faibles amplitudes, la tension appliquée sur la grille de la lampe 10 est également proportionnelle au courant passant à travers le pont de redresseurs , puisque , bien que la résistance soit grande, les résistances des redresseurs 11 et 12 qui shuntent la grille sont également très grandes par suite des potentiels qu'ils reçoivent des batteries de grille 18 et 19 . Toutefois, dès que la tension secondaire du transformateur 17 dépasse la force électro- motrice de la batterie 19 dans le sens positif, le courant passe aisément à travers le redresseur 11 empêchant toute augmentation appréciable ultérieure du potentiel de la grille et,de môme la tension qui peut être appliquée sur la grille de la lampe 10 dans un sens négatif est limitée par le redresseur 12 et la batterie 18.
Le fonctionnement est représenté sur les figures 3 et 4.
En se reportant à la figure 3, la courbe 30 représente l'énergie d'ex- citation qui produit l'onde dont la régulation doit être accomplie , c'est-à-dire représente la force électro-motrice utile dans le circuit plaque de la lampe 1 corrigée pour le rapport du transformateur 2 .
La ligne 32 représente le potentiel auquel le condensateur 15 est chargé par le courant redressé lorsque l'énergie d'excitation a été ' constante pendant un temps suffisamment long pour qu'un état stable puisse être atteint . On suppose que la capacité du oondensateur 15 est si grande qu'il ne se produit aucune variation de potentiel appré- ciable pendant un seule période , La courbe 31 représente le courant qui passe à travers les bornes d'entrée du pont de redresseurs ,
On voit qu'aucun courant , à part une fuite de faible valeur .
ne peut passer jusqu'à ce que la force électro-motrice de la
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courbe 30 dépasse le potentiel de la ligne 32, mais lorsque cela est, un courant passera Ce courant sera limité par la résistance des redresseurs 3, 4 , 5 et 6, la résistance 13, et l'impédance de la résistance 16 et du transformateur 17 connectés en parallèle , Pourvu que la capacité du condensateur 15 soit grande, la résistance 14 en ce n'a pas d'effet sur le courant qui passe sauf qu'elle détermine le potentiel 32.
L'impédance du transformateur 17 et la résistance 9 qui lui est connectée étant élevés , la courbe 31 représentée également sur une échelle différente , le potentiel secondaire appliqué sur la lampe 10 à travers la résistance 9, et par suite des redresseurs 11 et 12 , le potentiel appliqué sur la grille de la lampe 10 est limité à la forme représentée sur la courbe 36 dans laquelle E18 et E19 sont les tensions des batteries 18 et 19,
La figure 4 , qui est tracée à la même échelle que la figure 3, représente un jeu de courbes analogue pour une énergie d'excitation beaucoup plus grande , Dans la figure 4. la courbe 40 représente la force électro-motrice (correspondant à la courbe 30 de la figure 3) et la ligne 42 la nouvelle valeur du potentiel V15 auquel est chargé le condensateur 15.
Le rapport du potentiel V15 à la valeur maximum de l'énergie d'excitation est principalement déterminé par les dimensions relatives de l'impédanoe plaque de la lampe 1 ( corrigée pour le rapport du transformateur 2) , les résistances de redresseurs 3,4,5 et 6 et les résistances 13, 14 et 16. Il est par suite le même dans les deux figures , Pour cette raison , le oourant passe dans les deux figures pour les mêmes instants d"un cycle , et bien que le courant représenté par la courbe 41 soit supérieur à celui représenté par la courbe 31 , les valeurs maxima du potentiel 46 appliqué sur la grille de la lampe 10 sont presque inchangées,puisqu'elles sont déterminées presque an-
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tièrement par les potentiels E18 et E19.
Il y a toutefois une légère différence entre la courbe 46 et la courbe 36 par le fait que , bien que chacune existe pour les mêmes instants d'un cycle , la courbe 46 augmente plus rapidement à sa valeur maximum et la durée moyenne des impulsions de courant est légèrement plus grande , Pour de très grandes valeurs de l'énergie d'excitation, la courbe 46 prend une forme rectangulaire , et les im- pulsions de courant ont une longueur fixe déterminée par l'intersection des courbes 40 et 42.
Si le potentiel E18 est égal au potentiel E19 ' la forme d'onde après régulation ( 36 ou 4ó) ne contient pas d'har- moniques pairs lorsque l'énergie d'excitation est sinsordale et si de plus V15 est rendu égal à la moitié de la valeur maximum de cette énergie d'excitation, la durée de chaque impulsion de courant positive et négative est de un tiers de période , de sorte que pour de grandes valeurs do l'énergie d'excitation donnant une impulsion de courant rectangulaire , la forme d'onde après régulation est également libérée de tout troisième harmonique , oing
Il existe théoriquement les harmoniques /et supériem s, le premier avec une amplitude du cinquième de l'amplitude fondamen- tale ,
mais en pratique l'onde étant quelque peu arrondie diminue ce rapport et affaiblit les harmoniques d'ordres supérieurs de sorte' que l'énergie après régulation , en dépit de son apparence , est à peu près libre de composantes de distorsion,
Il est clair que si l'amplitude de l'énergie d'excita- tion tombe soudainement au-dessous du potentiel V15, l'onde est entièrement supprimée après régulation, ce qui remplit l'une des con- ditions que le circuit devait satisfaire, et la vitesse à laquelle
15 le condensateur/est chargé par l'application d'une énergie d'exci-
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tation convenable peut également être rendue plus rapide que sa dé- charge lorsque cette énergie d'excitation cesse,
par le fait que la constante de temps pour la charge est le produit de la capacité 15 par la valeur effective de la résistance 14 en parallèle avec une combinaison série des résistances 13. 16 et de l'impédance plaque de la lampe 1 (corrigée pour le rapport du transformateur 2), avec une latitude pour les résistances parallèles en série des redresseurs , tandis que la constante de temps pour la décharge est le produit de la capacité 15 par la résistance 14 seulement ,
Le circuit de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 notamment en ce que la tension appliquée sur la grille de la lampe 10 et sur la résistance 9 est celle qui est produite aux bornes d'entrée du pont de redresseurs ( au lieu d'être proportion- nelle au courant passant à travers le pont),
et les résistances 13 et 14 et le condensateur 15 sont remplacées par la résistance 8 et ltinductance 7,
Avec le circuit de la figure 2, il existe ( une fois que la condition d'équilibre a été atteinte ) un courant continu à travers l'inductance qui est si grand qu'aucune variation appré- ciable ne se produit pendant une seule période de l'énergie d'excita- tion appliquée.
Dans ces circonstances , un courant continue à passer dans le sens direct à travers tous les redresseurs 3, 4, 5 et 6 pendant les périodes du cycle où l'énergie d'excitation est faible La résistance du pont de redresseurs étant faible la tension pro- duite par le courant alternatif qui passe dans l'enroulement secon- daire du transformateur 2 est très faible ,
Lorsque cependant , le courant dans l'enroulement secondaire du transformateur séléve à une valeur suffisante pour éga- ler celui qui passe à travers l'inductance 7, deux des redresseurs
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cessent d'être conducteurs et toute augmentation ultérieure des am- plitudes de l'énergie d'excitation apparaît sous forme d'une tension développée aux bornesd'entrée du pont puisqu 'aucune augmentation immédiate de courant à travers 7 n'est possible .
La tension appli- quée par ce circuit sur la résistance 9 et la grille de la lampe 10 est par suite de la même forme que celle qui est appliquée par le circuit de la figure 1, et on peut dans ce cas également se reporter aux figures 3 et 4.
Dans ce cas, dans les figures 3 et 4 , les courbes 30 et 40 représentent de nouveau la force électro-motrice alternative dans le circuit plaque de la lampe 1 mais à une autre échelle elle représente également le courant qui serait obtenu en court-circuitant le secondaire du transformateur 2. A la même échelle , les lignes 32 et 42 représentent la valeur constante du courant à travers l'induc- tance 7.
Les courbes 36 et 46 représentent la tension développée aux bornes alternatives du pont de redresseurs lorsque le courant de court-circuit (30 et 40) dépasse le courant constant ( 32 et 42).
Les courbes 36 et 46 représentent la tension qui est appliquée sur la grille de la lampe 10 limitée par la résistance 9 en combinaison avec les redresseurs 11 et 12 .
Pour que la tension durant la partie du cyle où le courant de court-circuit (30 ou 40) dépasse le courant dans l'induc- tancesoit nulle , les résistances dans le sens direct des redresseurs 3,4 5et 6 doivent être nulles mais en pratique il est possible de réaliser une approximation suffisante de cette condition pour faire fonctionner convenablement le circuit ,
Il est également vrai que pour obtenir une suppres- sion totale du débit du circuit de la figure 1 , pendant les périodes
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où l'énergie d'excitation est faible , il est nécessaire que la résis- tance dans le sens inverse des redresseurs soit infinie mais de nouveau en pratique il est possible de réaliser une approximation suffisante decette condition idéale.
Bian que le fonctionnement ait été décrit pour une
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i6nérgie d'excitation sinusoi'dale , ces avantages sont en grande partie conservés lorsqu'on utilise un oourant d'entrée complexe de deux ou plusieurs fréquences , et on trouve en pratique que les circuits décrits donnent un degré déterminé de régulation d'amplitudes avec une inter-modulation entre les fréquences de l'onde complexs infé- rieure à celle qu'on obtient avec d'autres circuits possédant des caractéristiques de régulation d'amplitudes analogues .
L'examen des deux circuits décrits montre qu'ils consis- tent en un dispositif redresseur , un condensateur ou une inductance pour emmagasiner l'énergie redressée, un circuit de fuite pour l'éner- gie emmagasinée , un circuit de transmission dont l'efficacité dépend de l'amplitude de l'énergie d'excitation appliquée en relation avec l'énergie emmagasinée , et dans létage final une action limitatrice.
Il est clair que des circuits analogues pourraient être établis avec des résistances , des condensateurs, des inductances et des lampes thermoioniques seule ,et que des condensateurs ou des inductances qui agissent comme éléments d'emmagasinage d'énergie pourraient être remplacés par des ressorts mécaniques ou des poids mobiles ou une colonne élastique de gaz couplés éleotromagnétiquement ou électro-
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8tactiquement ou par action piezo-électriquo .
On peut également établir des circuits incorporant des caractéristiques de l'invention en employant deux lampes en push-pull avec une combinaison condensateur-fuite de grille (deux résistances et un condensateur) dans le circuit de retour de grille commun.Un autre
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circuit peut utiliser deux résistances et un condensateur dans chaque fuite de grille.
D'autres modifications et adaptations encore de l'inven- tion peuvent être réalisées sans sortir de son domaine.
REVENDICATIONS.
1 - Dispositif régulateur pour impulsions électriques, lequel accepte seulement des impulsions entrantes d'une amplitude supérieure à une certaine valeur, cette valeur augmentant et dimi- nuant avec les augmentations et les diminutions de la vitesse à laquelle l'énergie est reçue des impulsions entrantes, et coupe ces impulsions acceptées de manière que leur amplitude ne dépasse pas un maximum détaminé.
2 - .Dispositif régulateur pour impulsions électriques, caractérisé en ce que l'énergie dérivée d'une série d'impulsions entrantes est emmagasinée dans un dispositif d'emmagasinage d'où elle est dissipée à une vitesse constante, et en ce que seulement les impulsions entrantes d'une amplitude supérieure à une vitesse déterminée par le niveau d'énergie dans le dispositif d'emmagasinage sont acceptées et transmises avec une amplitude limitée à une certaine valeur maximum.
3 - Dispositif suivant les revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce que quand une série d'impulsions choisies consiste en un train d'ondes sinusoidales, le train d'ondes de sortie qui en résulte ne contient sensiblement pas de composantes harmoniques paires ni pratiquement des composantes harmoniques de troisième ordre.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PULSE TRANSMISSION SYSTEMS
OR ELECTRIC WAVES
This invention is the subject of a patent application filed in Great Britain on May 21, 1938 in the names of STANDARD TELEPHONES AND CABLES LIMITED and Mr. Victor John TERRY.
The present invention relates to systems for transmitting electrical pulses or waves and more particularly relates to the regulation of the amplitude of pulses or electrical waves.
According to some of the features of the invention, a regulator device for electrical pulses accepts only incoming pulses of an amplitude greater than a certain value, this value increasing and decreasing with increases and decreases in the rate at which energy is received from the devices.
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incoming pulses, and cuts these accepted pulses so that their amplitude does not exceed a determined maximum.
According to another feature of the invention, a regulating device for electrical pulses is such that the energy derived from a series of incoming pulses is stored in a storage device from where it is dissipated at a speed. constant, and that only incoming pulses with an amplitude greater than a value determined by the energy level in the storage device are accepted and transmitted with an amplifier limited to a certain maximum value .
In this way, a device incorporating features of the invention is able to distinguish between slow and fast variations in the intensity of the incoming pulses, in that it is not significantly affected by the variations. slow over a considerable range of amplitudes.
According to yet another characteristic of the invention, a regulating device for electrical pulses capable of distinguishing between slow and fast variations in the amplitudes of a series of incoming pulses is such that when a series of incoming pulses constitutes a sinusoidal wave train, the resulting output wave train contains substantially no even harmonic components or third order harmonic components.
The invention will be explained in detail in the following description based on the accompanying drawings in which: FIG. 1 shows an exemplary embodiment in which two stages of an amplifier are connected in series with an amplitude regulator;
FIG. 2 represents a second exemplary embodiment in which the amplitude regulator is connected as a shunt on the wires joining two stages of an amplifier;
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FIG. 3 shows various curves relating to the operation of the embodiments of FIGS. 1 and 2;
and,
Figure 4 shows a similar set of curves for many one, excitation energy / greater,
In the two embodiments shown, the circuits are set up to eliminate slow variations in the amplitude of an electric wave while accentuating rapid variations of this wave so that the wave is brought to zero by a sudden drop. intensity of, for example, half the intensity of the excitation energy it produced.
In each embodiment, the circuit is established to respond more quickly to increases in intensity of the excitation energy than to corresponding decreases,
The circuits are also set up in such a way that for most increases in the value of the excitation energy that the circuit will have to process, the maximum amplitude of the wave does not exceed one third, even temporarily, the value constant of the amplitude of the wave.
Such circuits have distinct advantages for their use in receiver circuits intended for powerline telegraph systems and the like in which the signal strength can vary considerably and in which the intervals between consecutive signals can be obscured by signals. echoes and interference,
Referring now to figure 1, the wave which is to be subjected to regulation reaches the regulating means through an amplifier lamp 1 and a transformer 2, the flow after regulation being applied to the control grid of a second amplifier lamp 10.
The grid rectification property of this second lamp thus enters into the regulation process, and a
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imaginary rectifier 11 externally connected and shown in dotted lines in the drawing, creates a regulating effect which corresponds to that produced by the grid of the lamp, In addition, the grid of the lamp is shunted by a rectifier 12 which is in parallel with the rectifier imaginary 11 but in the opposite direction with respect to the latter. It may obviously be advantageous to use a real rectifier in position 11 exactly like that employed in position 12;
because then the variation of the current in the opposite direction through 12 (which normally occurs when there is no input current of signals or a very low input current) is compensated by a and not leakage analogous to Through the rectifier 11 there is no temperature variation in the gate voltage applied to the lamp 10.
The regulation is accomplished in two stages which will be more clearly explained by referring to the curves in figure 3.
Four rectifier elements 3-, 4, 5 and 6 joined together in a well-known bridge shape, with a circuit of resistors 13 and 14 for the direct current and a capacitor 15 accomplish the first stage of regulation. These elements are of relative dimensions with respect to the plate impedance of the lamp 1; the ratio of transformer 2, and the value of a resistor 16, such as the current flowing through the input terminals of the bridge. rectifiers is removed, during a predetermined portion of each period of the incoming wave, by a potential developed at the terminals of the capacitor 15.
The input terminals of the rectifier bridge are connected in series with a resistor 16 which is shunted by the primary winding of a transformer 17. Resistor 9 in series with the secondary winding of this transformer has a high value, so that
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the voltage across the primary and secondary of this transformer is approximately proportional to the current flowing through the input terminals of the bridge.
For small amplitudes, the voltage applied to the gate of the lamp 10 is also proportional to the current flowing through the bridge of rectifiers, since, although the resistance is large, the resistances of the rectifiers 11 and 12 which shunt the gate are also very large as a result of the potentials they receive from grid batteries 18 and 19. However, as soon as the secondary voltage of the transformer 17 exceeds the electro-motive force of the battery 19 in the positive direction, the current easily passes through the rectifier 11 preventing any subsequent appreciable increase in the potential of the grid and, likewise the voltage. which can be applied to the grid of the lamp 10 in a negative direction is limited by the rectifier 12 and the battery 18.
The operation is shown in Figures 3 and 4.
Referring to Figure 3, curve 30 represents the excitation energy which produces the wave whose regulation is to be accomplished, i.e. represents the useful electro-motive force in the plate circuit. of lamp 1 corrected for the ratio of transformer 2.
Line 32 represents the potential to which capacitor 15 is charged by the rectified current when the excitation energy has been constant for a time long enough that a steady state can be reached. It is assumed that the capacitance of the capacitor 15 is so large that no appreciable variation in potential occurs during a single period. Curve 31 represents the current which passes through the input terminals of the rectifier bridge,
We see that no current, apart from a low value leak.
cannot pass until the electro-motive force of the
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curve 30 exceeds the potential of line 32, but when it is, a current will flow This current will be limited by the resistance of rectifiers 3, 4, 5 and 6, resistor 13, and the impedance of resistor 16 and the transformer 17 connected in parallel, Provided that the capacitance of the capacitor 15 is large, the resistor 14 in this has no effect on the current flowing except that it determines the potential 32.
The impedance of the transformer 17 and the resistor 9 which is connected to it being high, the curve 31 also represented on a different scale, the secondary potential applied to the lamp 10 through the resistor 9, and consequently of the rectifiers 11 and 12, the potential applied to the grid of the lamp 10 is limited to the form shown on the curve 36 in which E18 and E19 are the voltages of the batteries 18 and 19,
Figure 4, which is plotted on the same scale as Figure 3, shows a similar set of curves for a much larger excitation energy, In Figure 4, curve 40 represents the electro-motive force (corresponding to the curve 30 of FIG. 3) and line 42 the new value of the potential V15 to which the capacitor 15 is charged.
The ratio of the potential V15 to the maximum value of the excitation energy is mainly determined by the relative dimensions of the plate impedanoe of the lamp 1 (corrected for the ratio of the transformer 2), the resistors of the rectifiers 3,4, 5 and 6 and resistors 13, 14 and 16. It is consequently the same in the two figures. For this reason, the current passes in the two figures for the same instants of a cycle, and although the current represented by curve 41 is greater than that represented by curve 31, the maximum values of the potential 46 applied to the grid of the lamp 10 are almost unchanged, since they are determined almost an-
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entirely by the potentials E18 and E19.
There is however a slight difference between curve 46 and curve 36 in that, although each exists for the same instants of a cycle, curve 46 increases more rapidly to its maximum value and the average duration of the pulses of current is slightly larger. For very large values of the excitation energy, curve 46 takes on a rectangular shape, and the current pulses have a fixed length determined by the intersection of curves 40 and 42.
If the potential E18 is equal to the potential E19 'the waveform after regulation (36 or 4ó) does not contain even harmonics when the excitation energy is sinsordal and if moreover V15 is made equal to the half of the maximum value of this excitation energy, the duration of each positive and negative current pulse is one third of a period, so that for large values of the excitation energy giving a rectangular current pulse, the waveform after regulation is also released from any third harmonic, oing
Theoretically there are harmonics / and higher, the first with an amplitude of one fifth of the fundamental amplitude,
but in practice the wave being somewhat rounded decreases this ratio and weakens the higher order harmonics so that the energy after regulation, despite its appearance, is roughly free of distortion components,
It is clear that if the amplitude of the excitation energy suddenly falls below the potential V15, the wave is entirely suppressed after regulation, which fulfills one of the conditions which the circuit had to satisfy. , and the speed at which
15 the capacitor / is charged by the application of exci-
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proper tation can also be made faster than its discharge when this excitation energy ceases,
by the fact that the time constant for the load is the product of the capacitance 15 by the effective value of the resistor 14 in parallel with a series combination of the resistors 13. 16 and of the plate impedance of the lamp 1 (corrected for the ratio of the transformer 2), with a latitude for the parallel resistors in series of the rectifiers, while the time constant for the discharge is the product of the capacitance 15 by the resistor 14 only,
The circuit of Figure 2 differs from that of Figure 1 in particular in that the voltage applied to the gate of the lamp 10 and to the resistor 9 is that which is produced at the input terminals of the rectifier bridge (instead of 'be proportional to the current passing through the bridge),
and the resistors 13 and 14 and the capacitor 15 are replaced by the resistor 8 and the inductor 7,
With the circuit of Figure 2, there is (once the equilibrium condition has been reached) a direct current through the inductor which is so large that no appreciable variation occurs during a single period of the applied excitation energy.
Under these circumstances, a current continues to flow in the forward direction through all rectifiers 3, 4, 5 and 6 during periods of the cycle when the excitation energy is low The resistance of the rectifier bridge being low the voltage pro - taken by the alternating current which passes through the secondary winding of transformer 2 is very weak,
When, however, the current in the secondary winding of the transformer is high enough to equal that which passes through inductor 7, two of the rectifiers
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cease to be conductive and any subsequent increase in the amplitudes of the excitation energy appears as a voltage developed across the input terminals of the bridge since no immediate increase in current through 7 is possible.
The voltage applied by this circuit to resistor 9 and the grid of lamp 10 is therefore of the same form as that applied by the circuit of FIG. 1, and in this case one can also refer to the figures. 3 and 4.
In this case, in figures 3 and 4, the curves 30 and 40 represent again the alternating electro-motive force in the plate circuit of the lamp 1 but on another scale it also represents the current which would be obtained by short-circuiting the secondary of transformer 2. On the same scale, lines 32 and 42 represent the constant value of the current through inductor 7.
Curves 36 and 46 represent the voltage developed at the AC terminals of the rectifier bridge when the short-circuit current (30 and 40) exceeds the constant current (32 and 42).
The curves 36 and 46 represent the voltage which is applied to the grid of the lamp 10 limited by the resistor 9 in combination with the rectifiers 11 and 12.
So that the voltage during the part of the cycle where the short-circuit current (30 or 40) exceeds the current in the inductance is zero, the resistances in the forward direction of the rectifiers 3, 4, 5 and 6 must be zero but in in practice, it is possible to achieve a sufficient approximation of this condition to make the circuit function properly,
It is also true that to obtain a total suppression of the flow of the circuit of figure 1, during the periods
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where the excitation energy is low, it is necessary that the resistance in the opposite direction of the rectifiers be infinite, but again in practice it is possible to achieve a sufficient approximation of this ideal condition.
Although the operation has been described for a
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Sinusoidal excitation energy, these advantages are largely retained when using a complex input current of two or more frequencies, and it is found in practice that the circuits described give a determined degree of amplitude regulation with an inter-modulation between the frequencies of the complex wave lower than that obtained with other circuits having similar amplitude regulation characteristics.
Examination of the two circuits described shows that they consist of a rectifier device, a capacitor or an inductor for storing the rectified energy, a leakage circuit for the stored energy, a transmission circuit whose efficiency depends on the magnitude of the applied excitation energy in relation to the stored energy, and in the final stage a limiting action.
It is clear that analog circuits could be established with resistors, capacitors, inductors and thermionic lamps alone, and that capacitors or inductors which act as elements of energy storage could be replaced by mechanical springs or moving weights or an elastic column of gases coupled electromagnetically or electro-
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8tactically or by piezoelectric action.
Circuits incorporating features of the invention can also be established by employing two push-pull lamps with a capacitor-gate leakage combination (two resistors and one capacitor) in the common gate return circuit.
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circuit can use two resistors and one capacitor in each gate leakage.
Still other modifications and adaptations of the invention can be made without departing from its scope.
CLAIMS.
1 - Regulator device for electrical pulses, which accepts only incoming pulses with an amplitude greater than a certain value, this value increasing and decreasing with increases and decreases in the rate at which energy is received from the incoming pulses , and cuts these accepted pulses so that their amplitude does not exceed a detaminated maximum.
2 - Regulating device for electrical pulses, characterized in that the energy derived from a series of incoming pulses is stored in a storage device from where it is dissipated at a constant speed, and in that only the Incoming pulses of an amplitude greater than a speed determined by the energy level in the storage device are accepted and transmitted with an amplitude limited to a certain maximum value.
3 - Device according to claims 1 or 2, characterized in that when a series of selected pulses consists of a sinusoidal wave train, the resulting output wave train contains substantially no even harmonic components. nor practically third order harmonic components.
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