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SYSTEMES DE TRANSMISSION A ONDES PORTEUSES MODULEES.
La. présente invention concerne des systèmes de transmission à ondes porteuses modulées et notamment des dispositions réceptrices pour de telles ondes.
Suivant l'un de ses aspects, l'invention prévoit des moyens pour recevoir des ondes porteuses modulées en utilisant des dispositifs ayant des caractéristiques de courant qui suivent une loi cubique.
Un des objets de l'invention est de transférer les modulations d'une onde porteuse entrante à une fréquence fixe localement engendrée sans démoduler auparavant l'onde porteuse entrante.
Un autre objet de l'invention est de permettre à des oscillations modulées entrantes de donner naissance à des oscillations semblablement modulées de fréquence fixe à une fréquence inférieure qui n'est pas fonction de la fréquence de l'onde porteuse entrante et qui peut par suite être choisie au moyen de circuits
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moyenne fréquence fixes ne nécessitant pas de dispositifs d'accord.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un système à ondes porteuses du type moyenne fréquence dans lequel ni l'oscillateur local de fréquence porteuse ni les circuits sélectifs moyenne fréquence ne nécessitent un accord variable.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une commande dù volume simple à fonctionnement manuel pour un récepteur radio pourvu d'une commande automatique du gain.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, un ré- cepteur d'ondes porteuses est pourvu d'une source locale d'oscillations moyenne fréquence connectée à un circuit en pont ou équilibré tel que la force électromotrice alternative normale aux bornes de sortie du pont qui sont conjuguées aux bornes connectées à l'oscillateur soit nulle. Un bras du pont comprend une impédance, par exemple un redresseur à contact comprenant un morceau de silice qui présente une relation sensiblement cubique entre le courant de sortie et la force électro-motrice appliquée. Les oscillations modulées entrantes sont appliquées sur le bras du pont qui présente cette caractéristique cubique et servent à déséquilibrer le pont et à permettre des oscillations provenant de la source locale de passer au circuit de sortie.
Une composante du courant de sortie résultant comprend des oscillations de la fréquence porteuse locale modulées en amplitude par le carré des modulations de signaux portées par les oscillations modulées entrantes. Cette composante est soumise à une action "d'extraction de racine" par laquelle l'amplitude de la modulation est tirée de la modulation carrée des signaux afin defournir une onde porteuse moyenne fréquence modulée par les signaux qui peut ensuite être démodulée de la manière habituelle.
Dans un exemple der éalisation incorporant ces caractéris- tiques de l'invention, un récepteur radio utilisant un modulateur en pont pour transférer des modulations d'une onde porteuse entrante à une onde porteuse moyenne fréquence ou localement engendrée est pourvu d'un système de commande de ga.in automatique associé aux amplificateurs moyenne fréquence. Afin de modifier manuellement le niveau
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du volume à la valeur désirée, le modulateur en pont est pourvu d' un potentiomètre à commande manuelle qui permet de modifier le pont de manière à le déséquilibrer de telle sorte que le rapport de la moyenne fréquence porteuse non modulée est changé, ce qui permet de modifier le niveau de volume désiré à volonté sans retoucher manuellement au réglage de l'appareil de commande automatique du volume.
Suivant un autre de ses aspects, un des objets de l'invention est d'éliminer ou de réduire l'effet du bruit dans le fonctionnement de systèmes récepteurs d'ondes porteuses modulées pour communications télégraphiques ou téléphoniques.
Dans de tels systèmes de transmission, en effet, certains types d'appareillage de commande sont actionnés par l'onde porteuse reçue. Un exemple en est le dispositif antiparasite ou anti-bruit actionné par Inonde porteuse connu ordinairement sous la dénomination de "oodan" dans lequel l'onde porteuse est utilisée pour rendre opérant un récepteur radio normalement bloqué. Dans de tels systèmes, il est nécessaire de prévoir une sélectivité élevée de l'onde porteuse pour empêcher un fonctionnement intempestif par des courants de bruits.
L'onde reçué peut cependant avoir une fréquence variable par suite de variations de l'émetteur, évanouissement ou analogue, et par conséquent les circuits sélectifs doivent couvrir une bande suffisamment large pour tenir compte de telles variations. Il en résulte que des courants de bruits sont également admis dans le récepteur de sorte que le bruit ne'peut être complètement combattu par la sélectivité en fréquence .
L'effet de variations de fréquence peut être réduit pour permettre l'emploi d'une sélectivité plus poussée au moyen de systèmes d'accord automatiques ou analogues. Un type de système, de ce genre utilise un procédé de modulation multiple. Le débit moyenne fréquence du premier étage détecteur d'un récepteur radio superhétérodyne est transmis à un premier modulateur dans lequel il est combiné avec le débit d'un oscillateur à fréquence fixe. Un produit de modulation (somme ou différenoe) est choisi dans le débit de ce modulateur et transmis à un second modulateur. La. moyenne fréquence
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primitive est également appliquée sur ce second modulateur.
L'un des produits résultant de ce second modulateur sera une oscillation d'une fréquence éga,le à la fréquence des oscillations provenant de l'oscillateur à fréquence fixe utilisé dans la première opération de modulation. Cette oscillation peut être sélectée dans un filtre à bande étroite puisqu'elle est d'une fréquence fixe ne dépendant que de la, stabilité de l'oscillateur à fréquence fixe utilisé avec le premier modulateur. Lorsqu'on désire, pour une commande quelconque, une oscillation d'une fréquence unique représentant l'onde porteuse, la bande du filtre peut être rendue extrêmement étroite. Il enrésulte une élimination apparente de l'effet de tous les courants de bruits sauf ceux de la fréquence exacte de l'onde porteuse reçue.
On a trouvé cependant qu'en l'absence d'une onde porteuse reçue, :il se produit un fonctionnement intempestif qui ne peut pas s'expliquer sur la base de courants de bruit de la fréquence porteuse.
On a trouvé que cet effet est dû à la bande de courants de bruit transmise par les premiers circuits sélectifs du système.
Ainsi, la première opération de modulation produira la même translation de fréquence des courants de bruits dans la bande moyenne fréquence que celle qui est obtenue pour l'onde porteuse. Le débit de bande latérale de ce modulateur contiendra par suite une oscillation correspondant à la fréquence porteuse entourée par des courants de bruits correspondant en fréquences et phases relatives à ceux de la bande moyenne fréquence transmis au modulateur, Le filtre utilisé pour sélecter la bande latérale désirée ne peut être trop sélectif car la fréquence du produit de modulation désiré représentant la fréquence porteuse variera de valeur absolue de la même manière que la fréquence de l'onde reçue. Si le filtre est quelque peu plus étroit que le premier filtre moyenne fréquence, certaines des composantes de bruit peuvent être éliminées.
Cependant, celles qui se trouvent dans la bande passante demeureront.
Les composantes de bruit correspondantes dans les deux branches transmises au second modulateur seront, évidemment, distantes d'une fréquence correspondant à la fréquence de l'oscillation
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transmise au premier modulateur. L'intermodulation de chaque paire de courants de bruit correspondants produira en conséquence un produit de modulation de cette fréquence. Ces courants résultants tendront à s'ajouter vectoriellement en phase l'un à l'autre de sorte qu'en l'absence de précautions spéciales, les courants de bruit produiront une pseudo-onde porteuse de la même fréquence que celle produite par l'action des deux ondes porteuses.
Comme sa fréquence est la même que celle de l'onde porteuse, cette pseudo-onde porteuse ne peut être éliminée par le filtre à bande étroite connecté à la sortie du second modulateur. Il en résulte que même en l'absence d'une onde porteuse reçue, les courants de bruit produiront un courant de la même fréquence, et par suite de même effet, que l'onde porteuse reçue.
Suivant une caractéristique de la présente invention, 1' effet du bruit qui vient d'être exposé est éliminé par l'introduction d'un déphasage différentiel ou d'un temps de retard différentiel entre les courants transmis au second modulateur par les deux circuits/ Par une commande convenable de la phase des courants de bruit de ces deux circuits, les produits de modulation peuvent être amenés s'ajouter endos phases telles que leur effet ne soit pas cumulatif.
Plus spécifiquement, un des objets de l'invention sous cet aspect est réalisé en prévoyant un tel déphasage pour chaque composante de bruit dans une bande d'oscillations transmise au second modulateur afin que les produits de modulation qui représentent la. combinaison des composantes de bruit correspondantes des deux bandes ne seront pas ajoutés en phase. Pour réaliser cette condition, on doit produire un déphasage dans l'une des bandes qui varie à travers la bande contrairement à un déphasage qui est le même pour toutes les fréquences de la, bande.
En supposant que les courants de bruit dans la bande de fréquence sont de même amplitude, l'addition vectorielle des composantes de modulation produira une résultante nulle pour un déphasage dans une branche différant du déphasage dans 1' autre branche de 2Ò, 4Ò, etc... radians dans la, bande. Ceci corres- pond à une différence dans le retard de transmission dans les deux branches de , µ, etc.. secondes, où F est une largeur de bande
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exprimée en périodes par seconde.
Une telle disposition assure l'élimination du pseudo-porteur. Toutefois, ce courant ne remplace pas le bruit original mais apparaît en plus de ce bruit. De plus, la deuxième opération de modulation peut également provoquer l'apparition de courants de bruit de fréquences voisines de celle de l'onde porteuse par l'intermodu- la.tion de courants de bruit dans les deux branches qui diffèrent presque de la fréquence porteuse. De telles paires de courants sont évidemment de phases quelconques et ne peuvent être réduits par une commande de phase.
Lesdivers aspects et caractéristiques de l'invention exposée ci-dessus seront décrits en plus de détail dans l'exposé suivant donné en relation avec les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente un exemple de système récepteur radio incorporant un aspect de l'invention pour transférer des modulations de signaux d'une onde entrante à une onde porteuse moyenne fréquence sans démodulation intermédiaire ;
La figure 2; représente un graphique de la caractéristique du courant de sortie du dispositif de transfert de modulation représenté sur la figure 1 ;
La figure 3 représente une modification d'une partie du système de la figure 1 ;
Les figures 4 et 5 montrent des modifications du système de la figure 1 ;
La figure 6 représente schématiquement un récepteur radio pourvu d'une commande automatique du gain et d'une commande manuelle du niveau du volume ;
La figure 7 est une représentation schématique d'un circuit récepteur radio incorporant un autre aspect de l'invention ;
La figure 8 représente schématiquement un récepteur radio incorporant des caractéristiques de l'invention dans un circuit du type dit "codan" ; et,
La figure 9 est un graphique montrant le fonctionnement d'un système récepteur incorporant certaines caractéristiques de l'invention.
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La figure 1, à laquelle on se référera tout dbbord représente un exemple de réalisation suivant certaines caractéristiques de l'invention montrant un système récepteur radio. Une antenne ou un circuit haute fréquence 1 est connecté à la terre à travers le circuit à accord variable 2 qui est rendu résonnant à la fréquence des oscillations entrantes que l'on désire recevoir. Connecté au circuit 8 par un transformateur 3 se trouve un modulateur de transfert d'onde porteuse 4 du type à contact redresseur qui peut consister en un élément fondu dans le vide et hautement purifié de silice auquel est associé un contact par pointe.
Le dispositif 4 constitue un bras d'un pont à quatre bras comprenant les deux portions 5 et 6 de l'enroulement secondaire du transformateur 7 et un bras d'impédance consistant en une inductance 8 et une résistance variable 9. Une source 10,d'oscillations moyenne fréquence est connectée à l'enroulement primaire du transformateur 7. Le pont 4,5, 6,8, 9 est normalement (c'est à dire en l'absence d'ondes porteuses entrantes) équilibré à la moyenne fréquence de telle manière qu'il n'existe pas de différence de potentiel entre le point 11 et la terre 12 pour la moyenne fréquence puisqu'en l'absence d'ondes porteuses entrantes ces points sont conjugués aux points 13 et 14 entre lesquels est appliquée la force électro-motrice moyenne fréquence.
Connecté à partir du point 11 au moyen d'une capacité d'arrêt 15 de grande valeur et d'un filtre passe-bande 16, se trouve un circuit 17 qui se devise en 18, une branche passant par l'enroulement primaire du transformateur 19 à la terre et l'autre comprenant un détecteur à cristal ou redresseur à contact 20 qui consiste de préférence en un élément de pyrite de fer avec une pointe de contact appropriée.
Le redresseur 20 est shunté par une résistance fixe 21 Une capacité d'arrêt de grande valeur 22 complète le circuit du courant alternatif à la terre tandis que la. source 23 de force électro-motrice de polarisation unidirectionnelle est connec- tée en série avec une résistance variable 24 à la terre en 25.A l'enroulement secondaire du transformateur 19 est couplé le circuit d'entrée ou grille-cathode d'un détecteur thermoionique 28 dont le
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courant de sortie alimente un haut-parleur ou autre dispositif reproducteur ou circuit de transmission 29.
En supposant par exemple que des oscillations d'une fréquence porteuse c1 qui ont été modulées en amplitude par des signaux d'une fréquence s doivent être reçus et que l'on désire transférer les modulations de l'onde reçue à une onde localement engendrée de fréquence c, l'antenne 1 et le circuit sélectif 2 seront établis, d'après la technique usuelle, pour sélecter des oscillations d'une fréquence c1 ou d'une bande désirée de fréquences dans cette région.
L'onde porteuse modulée entrante qui est sélectée peut être représentée par l'expression :
E1 =A sin 2Òc1t (1 + B sin 2Òst) (1) où Zest est la fréquence angulaire de la tonalité de modulation instantanée, B son amplitude et A une fonction de l'amplitude de l'onde porteuse non modulée au poste émetteur. L'onde modulée entrante est appliquée à travers un transformateur 3 sur un modulateur de transfert 4 par un circuit comprenant la capacité 30 qui présente une impédance faible à la, fréquence cl de l'onde porteuse entrante mais qui est d'impédance relativement élevée à la fréquence c2 'de l'onde localement engendrée.
Simultanément sur le modulateur de transfert 4 est appliquée une force électro-motrice produite par la source locale 10, cette force pouvant être représentée par l'expression :
E2 = D sin 2Òc2t (2) Le modulateur de transfert 4 présente une caractéristique non-linéaire liant le courant de sortie à la force électro-motrice appliquée comme représenté sur la figure 2 et indiqué par l'équation associée à cette figure :
EMI8.1
I - 1, + ,.>¯u , + .. 3B 3 + ..... (3)
1 2 3 Il suffit que A3 soit du même ordre de grandeur ou de préférence supérieur aux autres coefficients. Il est clair d'après l'équation (3) que le courant de sortie du dispositif 4 comprendra un certain nombre de composantes.
Gomme par des circuits sélectifsconvenables tels que le
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filtre passe-bande 16, on peut sélecter l'une quelconque de ces composantes à T'exclusion des autres, on peut omettre celles qui ne présentent pas d'intérêt et considérer seulement l'une d'elles. Si en conséquence, on considère seulement le terme cubique du second membre de l'équation 3 :
1 = A3E3 +...... (4) la force électro-motricetotale E qui est appliquée sur le modulateur de transfert 4 est la somme de celle de l'onde modulée reçue et de celle de la source locale, et peut être exprimée par
E = E1 + E2. (5) En remplaçant la valeur de E de l'équation (5) dans l'équation (4) :
EMI9.1
l = A E 3 + 34\ E 2 E + .l lE+ a. 2 '+ ....
( 6 )
31 312 312 32 De nouveau, en utilisant le principe que l'emploi de circuits sélectifs appropriés permet de négliger les termes correspondant à des composantes de fréquences exclues par les circuits sélectifs et en conservant seulement le second terme de droite de l'équation (6),le courant de sortie sélecté est :
I = 3A3E12E2 + ..... (7) En remplaçant dans 3.'équation (7) les valeurs de E1 et E2 par celles données par les équations (1) et (2), on a : '
EMI9.2
z 5#o ' Îl (1 + B sin 'Strst) . - D sin 2 Ire2 t+...
EMI9.3
= 3A3AO, D sin.27fclt sin 2ire, t (1 + B sin 211'st) ,+.. (8) En remplaçant 3AoD 2..- par K,1, et sin. 2 Zrrc 1 1 par 1 .... co 2 s 4'1\0 1 t dans la relation (8), on a :
1 =K1(1- cos/2 4Òc1t) sin 2Òc2t (1 + B sin 2Òst)2
EMI9.4
K
1= 1/2 sin 2Òc2t (1+B sin 2Òst )2
K1/2 cos 4Òc1sin 2Òc2t(1 + B sin 2Òst)2 (9)
Le deuxième terme de droite de l'équation (9) comprend la fréquence porteuse double 4Òc1t qui est filtrée, cequi laisse :
I = 1/2 sin 2Òct (1 + B sin 2Òst)2 + ..... (la)
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Le courant de sortie résultant sélecté a en conséquence un coeffi- cient d'amplitude K1/2, une fréquence d'onde porteuse c et un co- , 1 2 efficient d'enveloppe ou de modulation (1 + B sin 2Òst)2 qui est le carré de celui de l'onde porteuse reçue comme indiqué par l'équation (1).
Comme le filtre passe-bande 16 est rendu sélectif pour une bande de fréquences située à l'intérieur de la région de la fréquence por- teuse locale c2, il apparaîtra dans le circuit 17, comme exprimé par l'équation (10) une onde modulée de la fréquence porteuse c2 dont la modulation correspond au carré de la modulation de l'onde porteuse entrante.
Le dispositif 20, avec ses éléments associés 21, 22, 23 et 24 remplit la fonction d'un "extracteur de racine" qui produit une réponse qui, au lieu d'être proportionnelle à l'amplitude du carré des signaux des ondes porteuses moyenne fréquences appliquées, est de façon générale proportionnelle à sa racine carrée. Le dispositif 20 est un redresseur à contact en pyrite de fer ou analogue et possède de préférence une caractéristique suivant la loi du carré.
Sa carac- téristique et sa sensibilité dépendent toutes deux d'une force élec- tro-motrice de polarisation convenable qui est transmise à travers est une résistance série qui/soigneusement réglée pour permettre d'avoir un fonctionnement optimum. La .caractéristique non-linéaire du dis- positif 20 donne naissance à une force électro-motrice de sortie ap- pliquée sur les bornes d'entrée du démodulateur 28 qui est de la fré- quence porteuse moyenne désirée et dont la modulation varie en ampli- tude selon les modulations de l'onde porteuse entrante originale.
Il n'est pas essentiel que le dispositif "extracteur de racine" soit du type particulier décrit puisque des dispositifs ayant une fonction analogue sont bien connus dans la technique.
Après cette opération, la force électro-motrice résultante peut être appliquée sur le circuit d'entrée du démodulateur 28 dont le circuit de sortie est prévu pour alimenter en courants de signaux le haut-parleur ou la ligne de transmission 29.
La figure 3 représente une modification de la portion du circuit qui se trouve en dessous de la ligne x-x de la figure 2.
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un redresseur des deux alternances consistant en deux éléments de pyrite de fer connectés en sens inverse 30 et 31 remplace les éléments
20 à 25 de la figure 1. la figure 4 représente une modification d,u système recepteur pour des ondes porteuses modulées entrantes dans lequel une source locale d'ondes porteuses est connectée aux circuits d'entrée de deux triodes ayant des caractéristiques cubiques. Les circuits de sortie d'es triodes sont connectés diff érentiellement à un amplificateur commun de sorte que normalement en l'absence d'ondes porteuses entrantes, aucune oscillation de la source locale n'est transmise à l'amplificateur de sortie commun.
Cette condition d'équilibre est toutefois détruite lorsqu'on reçoit des ondes porteuses entrantes puisque les ondes porteuses entrantes affectent le potentiel de la grille d'une triode mais non de l'autre.
Se référant aux dessins, la source d'ondes porteuses locales ou moyenne fréquence est représentée par le dispositif 32 qui constitue avec les circuits associés un oscillateur du type Hartiey.
Des oscillations proyenant de la source 32 sont transmises par le transformateur 33 et les fils 34 et 35 aux circuits d'entrée des triodes 36 et 37 à caractéristiques cubiques. La valeur de la force élec- tro-motrice appliquée peut être commandée par un potentiomètre 38.
Cette force électro-motrice est effectivement appliquée en parallèle sur les grilles des deux triodes par un circuit qui passe à travers le potentiomètre à faible impédance 38 au point 39. Ce circuit va du point 39 à la grille de la triode 36 au moyen de la .combinaison de résistance 'de fuite de grille et de condensateur de blocage 40.
Une autre branche du circuit pour produire des oscillations locales va du point 39 par l'antenne en boucle 41 et la fuite de grille et le condensateur 42 à la grille de la triode 37. Les circuits de sortie des triodes à caractéristiques cubiques 36 et 37 sont connectés différentiellement ou en opposition par un transformateur 43 à un système amplificateur moyenne fréquence comprenant en succession les amplificateurs 44 et 45. Le circuit plaque commun des triodes 36 et 37 passe par une connexion à prise variable 46, cee qui permet d'ob-f
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tenir un réglage fin de l'équilibre.
Afin d'éviter une alimentation en retour du circuit plaque au circuit d'entrée des dispositifs à décharge, la plaque de chaque dispositif est connectée à travers un condensateur de neutralisation ou d'équilibrage à la grille de 1' autre dispositif.
Des ondes porteuse modulées entrantes sont reçues par 1' antenne en boucle 41 qui est accordée avec la capacité variable 47 à la fréquence porteuse désirée. La force électro-motrice des ondes porteuses entrantes qui est produite dans la capacité 47 est appliquée sur le circuit d'entrée du dispositif 37 dont les bornes sont connectées à celles de la capacité.
Aucune force électro-motrice à fréquence porteuse n'est sensiblement appliquée sur le dispositif 36 puisque la. grille du dispositif est connectée au point 39 qui est connecté à son tour à la terre à travers le potentiomètre à faible impédance 38, le fil 34 et la connexion de terre 48. En conséquence, lorsqu'on reçoit des ondes porteuses modulées qui n'affectent que le dispositif 37, l'équilibrage des dispositifs 36 et 37 est détruit et les oscillations de la fréquence porteuse localement engen- drées produites par la source 32 sont appliquées sur l'amplificateur 44,45. Ces oscillations ont des modulations d'amplitude correspondant au carré des modulations des ondes porteuses entrantes selon le fonctionnement exposé plus haut à propos de la figure 1.
Les circuits des amplicateurs 44 et 45 peuvent être rendus sélectifs pour la fréquence moyenne au moyen de dispositions bien connues et ces amplificateurs sélecteront et transmettront par suite au détecteur 49 des ondes porteuses moyenne fréquence modulées qui, par des modulations dans le détecteur, fourniront des courants de parole au haut-parleur ou autre dispositif traducteur 50. Le détecteur 49 peut présenter une caractéristique "d'extraction de racine" par un choix convenable de sa fuite de grille.
La figure 5 représente un autre exemple de réalisation incorporant des caractéristiques de l'invention dans le cas d'un circuit radio récepteur dans lequel une antenne ou un conducteur 54 recevant la ha.ute fréquence est associé à un circuit accordé sélec-
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tif 55 et connecté à la terre à travers le condensateur d'arrêt 56 et la résistance 57.
Aux bornes de la capacité variable 58 du circuit accordé 55 sont connectées les bornes d'entrée d'un amplificateur à fréquence radio 59 de préférence du type à grille écran, dont le circuit de sortie accordé 60 est relié par le transformateur 61 à un redresseur à contact 62 de construction et de caractéristique analogues au dispositif à loi ou.bique 4 de la figure 1/ Le dispositif 62, avec l'enroulement secondaire du transformateur 61 et le condensateur 30, constituent un bras d'un circuit en pont dont un autre bras comprend l'inductance 63 et la résistance variable 64. Les deux autres bras consistent en deux portions 65 et 66 du transformateur 67 qui connecte un oscillateur moyenne fréquence 68 au circuit en pont.
Les bornes de sortie du pont sont connectées en travers un oondensateur de blocage 69 à un redresseur à contact 70 dont la structure est à caractéristiques de fonctionnement pouvant correspondre au dispositifqui suit la loi du carré 20 dans la figure 1. Aux bornes du dispositif 70 à travers le condensateur de grande capacité 71 est connecté un transformateur 72, dont l'enroulement secondaire conduit aux bornes d'entrée de l'amplificateur moyenne fréquence 73, dont le circuit de sortie est couplé au système redresseur ou diode 77.
L'amplificateur moyenne fréquence 73 est pourvu d'un condensateur de dérivation 75 pour court-circuiter toutes les oscillations résiduelles haute fréquence qui pourraient se trouver dans son circuit de sortie. L'énergie moyenne fréquence transférée par la transformateur 76 à l'entrée du redresseur 77 établit une différence de potentiel à fréquence de signalisation aux bornes de la résistance série 78,en shunt sur laquelle est connecté l'enroulement primaire d'un transformateur 74 relié à une ligne téléphonique sortante.
Un courant de signalisation alternatif de parole ou autres signaux produit par la démodulation dans le dispositif 77 est également transféré à travers une capacité série 80 à un second redresseur 81. Le potentiel unidirectionnel résultant aux bornes de ce second redresseur 81 est de plus aplani par l'inductance série 82 et la résistance 83 qui coopèrent avec les capacitances shunt 84 et 56 pour servir de
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filtre aplanisseur pour la. force électro-motrice redressée qui doit être appliquée sur la, grille de l'amplificateur à fréquence radio 59.
En fonctionnement, les oscillations entrantes à fréquence radio reçues par le circuit 54 et sélectées par le circuit accordé 55 sont amplifiées par l'amplificateur 59 et de nouveau sélectées par le circuitaccordé 60 par lequel ellessont appliquéessur le modulateur de transfert 62 en même temps que les oscillations moyenne fréquence provenant de la source locale 68.
Comme expliqué, le dispositif 62 est inséré dans un pont équilibré de telle manière pour qu'une énergie ne passe normalement de la source 68 au circuit de sortie connecté aux points conjugués 85 et 86 du pont. L'application d'une force électro-motrice à fréquence porteuse sur le dispositif 62, cependant, à cause de sa caractéristique d'ordre cubique, modifié de telle manière l'impédance de ce dispositif 62 que le pont n'est plus équilibré et que le déséquilibre se manifeste sous forme d'une force électro-motrice entre les points 85 et 86. Cette force électromotrice de déséquilibrage est par suite appliquée sur le dispositif extracteur de racine 70.
Comme déjà exposé, l'énergie de sortie de déséquilibrage contient une composante de l'onde porteuse moyenne fréquence modulée suivant le carré des modulations des oscillations haute frequence modulées primitivement reçues. Les ondes à fréquence porteuse entrante modulées sont soumises à l'action du dispositif 70 pour en dériver des ondes moyenne fréquence modulées par les signaux, les courants modulés de signalisation qui en résultent sont appliques sur l'amplificateur moyenne fréquence 73 et après amplification,sont démodulée par le redresseur diode 77. La force électro-motrice demodulée appliquée sur la résistance 78 donne naissance à descourants qui sont transférés au circuit de sortie relié à l'enroulement secondaire du transformateur 74 pour être retransmis suivant le désir.
L' énergie de courant de parole appliquée par le redresseur 77 sur le redresseur 81 est utilisée après passage dans le filtre aplanisseur pour fournir un potentiel de commande automatique du volume pour la grille de l'amplificateur à fréquence radio 59 ainsi que, si désiré, pour la. grille de l'amplificateur moyenne fréquence 73. Cette carac-
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téristique est particulièrement avantageuse pour le modulateur de transfert d'ondes porteuses et le dispositif extracteur de racine puisque la commande du volume de l'énergie transmise à ces dispositifs assure leur fonctionnement dans la région la plus efficace de leurs caractéristiques de charge sans surcharge. La commande du niveau du débit de l'amplificateur moyenne fréquence remplit une fonction correspondante pour le redresseur diode 77.
Le système récepteur radio de la figure 6 comprend une antenne 88, un filtre passe bande 89, un pont ayant une source de fréquence porteuse locale 90 et un modulateur de transfert d'onde porteuse à loi cubique ±le un amplificateur moyenne fréquence à trois étages 92, un redresseur des deùx alternances 93 servant de démodulateur, un amplificateur de courant de parolesou de signaux, équilibrés au push-pull 94, et un dispositif indicateur de signaux 95. Le courant unidirectionnel provenant du dispositif 93 traverse la résistance entre les points 96 et 97 avec la polarité indiquée. Le potentiel négatif en 97 est appliqué à travers la résistance 98 et les bobines de choc individuelles 99 aux grilles des deux premiers amplificateurs du système amplifica,teur moyenne fréquence.
En conséquence l'amplification produite par le système 92 et le volume résultant du signal dans le dispositif indicateur 95 sont maintenus à un niveau constant d'une manière bien connue. Ce niveau dépend des amplitudes relatives des composantes modulées et non modulées de l'onde porteuse moyenne fréquence qui est appliquée sur l'amplificateur moyenne fréquence 92.
Le niveau auquel le dispositif de commande automatique du volume maintient le débit final des signaux tel qu'indiqué par le récepteur 95 peut être modifiécomme désiré en changeant la relation entre les composantes modulées et non modulées de l'onde porteuse moyenne fréquence. Le pont comprenant le modulateur de transfert d'onde porteuse 91 est pourvu d'Un potentiomètre d'entrée pour l'onde porteuse looe, de sorte que ce pont peut à volonté être déséquili- bré à un degré variable. En fonctionnement, le potentiomètre du pont peut être réglé pour que sa partie 100 présente une résistance d'
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environ 100 ohms, tandis que sa partie 101 a une valeur de par exemple 900 ohms.
Le bras du pont qui comprend la aapacitance 102 et la résistance de commande du volume 103 est réglépour le meilleur équilibrage lorsqu'aucun signal n'est reçu sur l'antenne. la force électro-motrice de polarisation grille Eg est minimum pour cette condition. Au reçu d'une onde porteuse entrante, l'équilibre du pont de transfert de modulation est détruit et Eg augmente de manière à maintenir le niveau de sortie du récepteur à une valeur prédéterminée. Si le signal résultant est jugé trop intense 1 opérateur peut régler légèrement la valeur de la résistance de commande du volume pour déséquilibrer le pont au degré désiré. Ceci modifie la relation entre les composantes modulées et non modulées ou taux de modulation.
La commande automatique du volume modifie en conséquence le potentiel de polarisation sur les grilles du système amplificateur 92 afin d'amener le niveau de sortie du récepteur 95 à la valeur correcte.
Bien qu'on puisse utiliser dans ce circuit comme dans les précédents un dispositif -"extracteur de racine", cela n'est pas es- sentiel et cette fonction peut être réalisée à l'émetteur suivant le mode général de système de compression-expansion. Si la distorsion du signal n'est pas trop grande, on peut se dispenser complètement de l'opération "extraction de racine".
On doit comprendre que bien qu'on ait décrit des systèmes de conversion à un seul étage moyenne fréquence, on peut également prévoir les caractéristiques de l'invention précèdantes dans les récepteurs à étages multiples de transformation de la fréquence, chaque étage moyenne fréquence utilisant sa propre source d'onde porteuse. 1,'invention peut également être utilisée dans des dispositifs élevant la fréquence porteuse à des postes transmetteurs ou modifiant la, fréquence porteuse de toutes manières désirées à un poste répétèur. De façon générale, l'invention peut être utilisée sous cet aspect pour transférer des modulations de signaux d'une onde porteuse à une autre sans étape intermédiaire de démodulation de la fréquence de signalisation.
De plus, la fréquence de la nouvelle onde porteuse à laquelle sont transférées les modulations de signaux peut
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ëtre entièrement indépendante de toutes caractéristiques de fréquence de l'onde porteuse à partir de laquelle sont transférés les modulations de signaux.
Se référant maintenant à la figure 7, on va décrire des moyens pour éliminer des composantes de bruit dans des systèmes récepteurs radio suivant certaines caractéristiques de l'invention.
La. figure 7 représente une source d'oscillations 5 telle qu'une source d'oscillation moyenne fréquence ou une antenne recevant des oscillations. la fréquence de sortie de la source de l'oscillateur 5 est représenté par f1 ¯ ¯ où f1 est la fréquence no- minale et 4 est la variation de fréquence.
Les oscillations provenant de la source 5 sont transmises à deux circuits 6 et 7. Dans le circuit 7, les oscillations sont transmises à travers un réseau de retard 8 à l'entrée d'un modulateur 9. Des oscillations de fréquence f provenant d'un oscillateur à fréquence constante 10 sont également'appliquées sur le modulateur 9. Un filtre 11 est connecté à la sortie du modulateur 9. Ce filtre est établi pour sélecter l'une des bandes latérales de modu lation à l'exclusion des autres fréquences. Il apparaîtra, par suite, dans la sortie du filtre 11 seulement les fréquences (f1 ¯ ¯ + f ou (f1 ¯ ¯) - f, suivant qu'on utilise la bande latérale supérieure ou inférieure produite par ce modulateur 9.
La bande latérale sélectée par le filtre 11 est transmise à un second modulateur 12 en même temps que les oscillations primitives de l'oscillateur 5 qui sont transmises par le circuit 6.
L'une des bandes latérales produite par le modulateur 12 sera une oscillation d'une fréquence f2 qui peut être séleotée dans le filtre 13. On remarquera que bien que les variations (¯) de la fréquence reçue ou de la moyenne fréquence représentée par la source 5 apparaissent à la. fois dans les deux circuits 6 et 7 le débit du deuxième modulateur 12 contient une composante de fréquence fixe f2 qui n'est pas soumise à de telles variations. Ceci est dû à la double modulation au cours de laquelle les variations s'annulent.
Le filtre Il doit être capable de tenir compte des varia-
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tions de fréquence (¯) et d'oscillations provenant de la source 5 et doit par conséquent avoir une largeur de bande 2¯. Il en résulte qu'il apparaît dans le débit du filtre 11, non seulement l'oscillation représentait la fréquence entrante (f1 ¯ ¯ ), mais encore des courants de bruit qui se trouvent dans la bande de fréquence 2¯.
Ces courants de bruit représentent les courants de bruit originaux et accompagnés du signal reçu. L'effet de la modulation dans le modulateur 9 est de produire la même translation en fréquence descourants de bruit que pour l'onde de signalisation. Chaque composante des courants de bruit dans le débit du filtre 11 correspond en conséquence à un courant de bruit analogue dans le circuit 6 et les composantes correspondantes dans les deux branches sont de fréquences écartées de f2.
Un effet de la modulation dans le dispositif 12 est de produire pour chaque paire le courant de bruit correspondant dans les deux branches une composante de modulation de fréquence f2' S'il n' y avait aucune différence dans les caractéristiques de phase des deux branches 6 et 7 ces composantes résultantes s'ajouteraient vectoriellement pour produire un débit cumulatif de la fréquence f2 d'une grandeur notable même lorsque les courants de bruits individuels qui le produisent sont relativement petits. Avec un tel système il peut apparaître en conséquence dans le débit du filtre 13 par suite de courants de bruits de phase quelconque, un courant de la fréquence f2 même en l'absence de courant de la fréquence f1 provenant de la source 5.
(Cette pseudo-onde porteuse et les composantes qui la composent ne remplacent pas les courants de bruits mais y sont superposés). Comme précédemment décrit, cette onde porteuse artificielle peut être éliminée ou réduite à une valeur négligeable par une commande appropriée des constantes de phase relatives des deux branches 6 et 7. C'est là la fonction du réseau de retard 8 dans le circuit de la figure 1.
Bien que le réseau 8 soit représenté ici sous forme d'un élément de circuit unique connecté à l'entrée du modulateur 9, on doit comprendre non seulement que ce point de connexion dans le
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circuit 7 est sans importance, mais encore qu'il n'est pas nécessairement un élément de circuit distinct puisque sa fonction peut être attribuée à d'autres éléments de circuit comme par exemple le filtre 11. la seule condition est que la constante de phase globale du circuit 7 diffère au degré désiré de celle du circuit 6. Ceci peut être réalisé évidemment en ajoutant dans le circuit 6 un rés,eau de la constante de phase appropriée au lieu de prévoir une connexion directe de cette branche comme représenté.
On trouvera en général cependant que l'effet désiré peut être réalisé de façon plus économique par une commande de la carao- téristique de phase de la branche 7. la nature du système demande de manière inhérente l'utilisation d'un filtre 11 dans cette branche et le type ordinaire de réseau employé pour de tels filtres a une caractéristique de phase du type requis, de sorte qu'on peut l'utiliser pour produire une partie ou la totalité du déphasage différen- tiel nécessaire. Dans la branche 6 au contraire il n'y a pas de nécessité particulière pour un réseau qui puisse produire un retard.
Comme susmentionné le déphasage différentiel nécessaire entre les branches 6 et 7 est tel que les composantes de l'ondepseudo porteus'e dans le débit du modulateur 12 ne s'ajoutent pas vectoriellement pour produire un effet cumulatif. la condition particulière pour la constante de phase différentielle satisfaisante peut être facilement comprise en considérant la manière dont l'énergie de bruit est uniformément distribuée dans toute la bande, à savoir des courants de bruit d'amplitudes égales. Ceci apparaît également être une assez bonne hypothèse pour la condition moyenne de bruit
Dans ces conditions et lorsqu'il n'y a pas de différence de phase entre les deux branches, les composantes de la pseudo fréquence porteuse tendraient à s'ajouter en phase et à produire une résultante maximum.
Si d'autre part les constantes de phase relatives aux deux branches sont telles qu'un déphasage progressif soit produit, dans la bande (2¯) tel que la phase de la composante à une extrémité de la bande diffère de celle de l'autre de 2Ò radians (ou de tout multiple pair de ir radians) il est clair que le vecteur somme résultant
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sera nul. L'effet de déphasage différentiel progressif est représenté graphiquement sur la figure 9. Dans ce schéma les ordonnées représentent le vecteur somme des composantes de la pseudo-fréquence porteuse dans le débit du modulateur 12 et les abcisses représentent le déphasage différentiel progressif dans la bande de fréquence F + 2 ¯.
Il est clair que l'effet d'incurvation de l'addition vectorielle résultante des composantes de la pseudo-fréquence porteuse n'est réalisé que par und éphasage qui augmente progressivement dans la ba.nde de fréquence d'une branche plus que dans l'autre. Des déphsages progressifs uniformes de la bande entière qui peuvent différer dans les deux branches ne perturbent pas l'addition en phase des vecteurs. la figure '3 représente schématiquement un circuit de récepteur téléphonique radio du type super-hétérodyne utilisant des caractéristiques de la présente invention dans un circuit "codan".
Comme il est bien connu, les circuits codan sont utilisés pour diminuer le bruit dans le récepteur radio lorsqu'on ne reçoit pas de signa.1. De tels circuits sont particulièrement désirables dans des récepteurs radio utilisant une commande automatique, cardans de tels récepteurs le gain sera augmenté pendant les périodes où aucun signal n'est reçu à un point tel que le bruit reçu sera fortement amplifié et produira des perturbations dans le débit.
En général, le récepteur radio est pourvu de moyens de blocage en l'absence d'une onde porteuse reçue et le circuit codan est sensible à une onde porteuse et rend alors actif le récepteur radio. Il est évident que le codan doit distinguer entre le bruit et l'onde porteuse ce qui introduit divers problèmes en particulier pour des ondes ultra courtes auxquelles l'onde porteuse reçue peut avoir une fréquence et une amplitude qui varient considérablement.
Dans le circuit de la figure 8, les signaux radio reçus dans l'antenne 21 sont sélectés dans les circuits accordés 22 et 24 connectes à l'entrée et à la sortie respectivement d'un amplificateur à fréquence radio 23.Aprèscette sélection et cette amplification, les
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ondes radio sont transmisesà un premier détecteur 25 ou elles sont combinées avec des oscillations provenant d'un oscillateur de battement 26 afin de produire des oscillations moyenne fréquence. Le débit moyenne fréquence du premier détecteur 25 est sélecté dans le filtre moyenne fréquence 27.et amplifié par l'amplificateur moyenne fréquence 28. On peut utiliser d'autras étages mais un seul a été représenté'pour la simplicité du dessin.
Le débit de l'amplificateur moyenne fréquence est dérivé dans diverses branches. Deux circuits, 36 et 37 vont au circuit codan comme on le décrira en détails ci-après. Un autre circuit va au deuxième détecteur 29 dans lequel les fréquences audibles sont détectées et transmises à travers un amplificateur à fréquence audible 30 à un circuit à fréquence audible 31. Ce circuit est normalement bloqué par des contacts de court-circuit 32 mais est rendu actif en réponse à une onde porteuse reçue par le fonctionnement du circuit dodan qui sera décrit plus loin.
Une autre branche du circuit moyenne fréquence va à un redresseur de commande automatique du volume 33 dont le débit est transmis à l'amplificateur à fréquence radio 23 au premier détecteur 25 et à l'amplificateur moyenne fréquence 28 pour commander le gain de ces étages d'une manière bien connue dans la technique.
Le circuit codan, dans le but de tenir compte de variations de fréquence dans l'onde porteuse reçue, utilise un circuit du type représentésur la figure 7 suivant certaines caractéristiques de l'invention. le débit de l'amplificateur moyenne fréquence 28 est transmis à travers le filtre moyenne fréquence 38 et le circuit 37 au modulateur 39 dans- lequel la moyenne fréquence est combinée avec des oscillations d'une fréquence constante provenant d'un oscillateur 40. La. sortie du modulateur 39 comprend deux filtres passe-bande 41 et 44 dans lesquels est sélectée l'une des bandes latérales de cette modulation.
Par exemple, la. moyenne fréquence peut être de 455 kilohertz, l'oscillateur 40 peut produire des oscillations de 300 kilohertz, et les filtres 41 et 44 peuvent être établis pour sélecter la bande latérale supérieure de 755 kilohertz. Il est
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clair que toutes variations dans la fréquence de l'onde porteuse reçue sur l'antenne 21 sont réfléchies en des variations de l'onde porteuse moyenne fréquence de 455 kilohertz et, en conséquence, en des variations du débit nominal à 755 kilohertz du modulateur 39.' Il en résulte que les filtres 41 et 44 doivent avoir des bandes passantes suffisamment larges pour satisfaire à de telles variations de fréquence.
Dans le circuit de sortie du modulateur 39 en plus des filtres 41 et 44 se trouve un amplificateur 45. Après sélection et amplification par les filtres 41 et 44 et l'amplificateur 45, la bande latérale sélectée du modulateur 39 est transmise au modulateur 42. Le débit moyenne fréquence à 455 kilohertz de l'amplificateur 28 est également appliqué sur ce modulateur 42 à travers le circuit 36. L'un des produits de bande latérale sortant du modulateur 42 sera d'une fréquence de 300 kilohertz. Ce produit est s électé par le filtre 43 qui est d'un type à pont de cristaux bien connu et qui peut être établi pour avoir une bande passante très étroite.
On notera dans le circuit codan décrit jusqu'ici que le circuit 36 réunissant l'amplificateur moyenne fréquence au modulateur 42 est une connexion directe ne contenant pas de réseau de déphasage, analogue dans ce sens au circuit 6 de la figure 7. De même, le circuit 37 entre l'amplificateur moyenné fréquence 28 et le modulateur 42 contient trois réseaux à savoir le filtre moyenne fréquence 38 et les filtres à 755 kilohertz 41 et 44. Chacun de ces réseaux est un filtre à section unique et produit un déphasage qui varie progressivement de radians dans sa bande passante. les trois filtres en succession assurent un déphasage total quelque peu supérieur à 2Òradians. Les filtres correspondent aux éléments 8 et 11 de la. figure 7 et peuvent être établis pour produire tout retard ou déphasage désiré.
La caractéristique de phase différentielle des deux circuits allant au modulateur 42 peut être commandée de manière que les composantes de fréquence pseudo-porteuse s'annulent dans le débit du modulateur 42. Comme sus-mentionné, ces composantes pseudo-por-
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teuses ne remplacent pas les courants de bruit dans le débit du modulateur 42 mais apparaissent en plus de ces courants de bruit.Le peut débit du modulateur/également contenir des produits de l'inter-mo- dulation de paires de courants de bruit différents d'une fréquence voisine de la fréquence de l'onde porteuse. Bien que le filtre 43 puisse être rendu très sélectif, il existe ordinairement une cer- taine bande étroite de courants de bruit qui traversera le filtre en plus de l'onde porteuse à 300 kilohertz.
Afin de compenser ces cou- rants de bruit, on prévoit à partir du modulateur 42 un second cir- cuit comprenant un filtre d'élimination de bande 51 également du type à pont de cristaux. Ce filtre ne transmettra pas l'onde porteuse à 300 kilohertz mais seulement les courants de bruit qui existent de chaque côté de cette fréquence.
Afin de faire fonctionner le circuit codan lorsque l'onde porteuse dépasse le bruit d'une quantité fixe, la petite quantité de bruit qui arrive avec l'onde porteuse à 300 kilohertz est séparée de cette onde par le filtre d'élimination de bandes 51. Ces courants de bruit sont redressés dans le redresseur 46 et transmis à un en- roulement de polarisàtion 50 du relais 48 du codan. Le débit porteur à 300 kilohertz du filtre 43 est de même redressé dans le redresseur 49 et transmis à l'enroulement d'excitation 50 du relais de codan 48.
Lorsqu'on ne reçoit pas d'onde porteuse, le relais 48 est maintenu actionné dans une direction (telle que représentée) par le débit redressé du courant de bruit transmis à l'enroulement 47. Dans cette position, le débit du récepteur radio est bloqué par les con- tacts 32 du relais qui court-circuitent le circuit à fréquence au- dmble de sortie.31. Lorsqu'on reçoit une onde porteuse, l'énergie porteuse à 300 kilohertz dans la sortie du filtre 43 produit un effet d'opposition dans l'enroulement du relais 50 et entraine le fonction- nement du relais 48 dans le sens inverse. Ceci ouvre le court-circuit sur la ligne 31 aux contacts 32 du relais, pour compléter le circuit de sortie à fréquence audible du 'récepteur et mettre le circuit en fonctionnement.
Bien que l'invention ait été décrite sous ses différents
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aspects dans des exemples de réalisation particuliers, on doit comprendre qu'elle n'y est en rien limitée mais est au contrairesusceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine. ,