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Dispositif .'pour faire coïncider la fréquence propre d'au moins un circuit d'un système accordé et la fréquence d'une source d'oscillations
L'invention concerne un dispositif destiné à faire coin- eider la fréquence propre d'au moins l'un des circuits d'un systè- me accordé et la fréquence des oscillations engendrées par une sour- ce d'oscillations.
L'invention consiste en ce que, soit par désaccord pério- dique du circuit mentionné et symétrique par rapport à sa fréquence propre, on provoque une modulation des oscillations transmises par la source d'oscillations -au circuit, soit par une modification périodique et symétrique par rapport a la fréquence de la source d'os- cillations de fréquence égale à celle des oscillations transmises au circuit, on provoque une modulation des oscillations produites dans le circuit, et que la coïncidence est obtenue à l'aide d'une tension, prélevée de la modulation, dont la polarité dépend de la phase de la modulation.
De préférence, l'invention est appliquée dans un émetteur, dans lequel la fréquence propre de circuit d'un ou de plusieurs étages doit coïncider avec la fréquence des oscillations engendrées par l'étage de commande. A cet effet, on obtient de préférence une variation périodique, symétrique par rapport à la fréquence de l'étage de commande, de fréquence égale à celle,des oscillations appliquees au circuit à accorder, par un désaccord périodique, symé- trique par rapport à sa fréquence propre, du circuit déterminant la fréquence de l'étage de commande.
Lorsqu'on applique l'invention à un émetteur, dans lequel sont engendrées deux fréquences de commande, situées de part et d'autre de la bande de fréquences à émettre, les variations de fré- quence sont obtenues, de préférence, en appliquant de façon alter- née les fréquences de commande spécifiées au circuit à accorder.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu., partie de ladite invention.
Sur la Fig.l, le circuit oscillant est monté da.ns le cir- cuit d'entrée d'un tube générateur 2, qui est connecté à un second circuit oscillant 3, couplé au circuit de sortie du tube générateur.
Admettons que le circuit oscillant 1 soit le siège d'oscillations
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dont la fréquence est déterminée par la fréquence d'accord du circuit 1 et que la fréquence propre du circuit 5 doive être automatiquement amenée en coïncidence avec la fréquence des os- cillations obtenues dans le circuit. A cet effet, la fréquence des oscillations transmises au circuit 3 est périodiquement mo- difiée en insérant périodiquement dans le circuit une bobine de self-induction 4 et un condensateur 5, à l'aide des contacts
8 d'un dispositif de commutation, un vibrateur 6, par exemple, branché sur une source de tension continue ou, si nécessaire, sur un secteur à courant alternatif.
Dans la forme d'exécution représentée, le montage en série de la bobine 4 et du condensateur
5 est shunté par une bobine 7, couplée au circuit 1, et la bobi- ne 4 et le condensateur 5 sont alternativement shuntés par un vibra.teur 6, de sorte que la bobine 4 et le condensateur 5 sont alternativement mis en parallèle, par la bobine de couplage 7, avec les éléments d'accord du circuit 1.
Lorsque le condensateur 5 est court-circuité par le vibrateur 6, la self-induction du circuit 1 diminue, ce qui pro- voque une augmentation de la fréquence d'accord du circuit 1, tandis qu'un court-circuitage de la bobine de self-induction 4 provoque une diminution de la fréquence d'accord du circuit 1.
Les dimensions de la. bobine de self-induction 4 et du condensa- teur 5 sont choisies de manière que la variation périodique de la fréquence soit symétrique par rapport à la fréquence d'accord du circuit oscillant 1. Lorsque la fréquence propre du circuit
5 diffère de la fréquence d'accord du circuit 1 d'une valeur telle que cette fréquence d'accord se trouve sur le flanc incli- né de la courbe de résonance du circuit 3, les mesures spéci- fiées provoquent une variation périodique de l'amplitude des os- cillations, produites dans le circuit 3, en d'autres termes, une modulation de ces oscillations. La fréquence de la modulation est déterminée par la fréquence de commutation du contact 8 du vibrateur.
La phase de la modulation dépend du fait que la fré- quence propre du circuit 3 est plus élevée ou plus faible que la fréquence d'accord du circuit 1.
En effet, lorsque la fréquence propre du circuit
3 est plus élevée que la fréquence moyenne des oscillations trans- mises au circuit 3, à chaque diminution de la fréquence des os- cillations transmises, l'amplitude des oscillations produites dans le circuit 3 diminue ; par contre, lorsque la fréquence aug- mente, l'amplitude des oscillations considérées croit. Lorsque la fréquence propre du circuit 3 est inférieure à la fréquence moyenne, une diminution de la fréquence des oscillations appli- quées provoque un accroissement de la fréquence et une diminu- tion de l'amplitude des oscillations, obtenues dans le circuit 3.
Lorsque la fréquence propre.du circuit 3 coïncide avec la fréquence moyenne des oscillations, transmises au cir- cuit 3, lors d'une variation périodique, symétrique par rapport à la fréquence d'accord du circuit 1, de la fréquence des os- cillations transmises au circuit 3, il ne se produit pas de mo- dulations des oscillations obtenues dans le circuit 3.
Lors d'une variation continue de la fréquence propre du circuit 3, à l'aide d'un condensa.teur d'accord variable 9, de- puis une valeur inférieure à la fréquence moyenne des oscilla- tions appliquées vers une valeur plus élevée, on obtient donc dans le circuit 3, une oscillation madulée par une oscillation rectangulaire. A mesure que la fréquence propre du circuit 3 diffère moins de la fréquence de l'oscillation de commande, l'am- plitude de la modulation diminue, tandis que, lorsque les deux
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fréquences coïncidente la phase est inversée et ensuite l'ampli - tude de la modulation augmente de nouveau.
Suivant l'invention, l'accord continu du circuit 3 est obtenu à l'aide d'une tension prélevée sur la modulation, tension dont la polarité dépend de la phase de la modulation. A cet effet, les oscillations modulées obtenues dans le circuit 3 sont détectées, par exemple à l'aide d'un tube à décharge 1C, de sorte qu'aux bornes du transformateur 11 inséré dans le circuit de sortie du tube 1C, on obtient une tension alternative rectangulaire, dont les varia- tions sont représentées sur la fig.2, soit par a, soit par b, sui- vant que la fréquence propre du circuit 3 est plus petite ou plus grande que la fréquence d'accord du circuit de commande.
Dans la forme d'exécution représentée, la tension a.lter- native obtenue aux bornes du transformateur 11, est redressée à l'aide des contacts 12, qui se déplacent en synchronisme avec les contacts 8 du vibrateur 6 et le courant continu obtenu alimente un relais polarisé 13, utilisé pour la commande d'un moteur relié au condensateur d'accord 8 du circuit 3.
Aussi longtemps que la fréquence propre du circuit S est par exemple inférieure a la fréquence d'accord du circuit de comman- de sur laquelle doit être accordé le circuit 3, le moteur 14 est excité par le courant traversant l'enroulement du relais, de maniè- re à provoquer une augmentation de la fréquence propre du circuit 3.
Au droit de l'accord exact, la phase de la modulation change de sorte que le courant traversant l'enroulement du relais 13 change de sens, ce qui inverse le sens de rotation du moteur, de sorte que la fréquence propre diminue. précis
Afin d'éviter que l'accord/ne soit atteint qu'après un certain nombre de balancements du moteur, le montage peut être prévu de manière que, lorsque la fréquence propre du circuit 3 se rapproche de l'accord exact, le moteur 14 soit mis en circuit . par le fait que l'amplitude de la modulation, et partant l'inten- sité de courant dans-le relais 3, tombe en-dessous d'une valeur seuil déterminée. La valeur seuil du relais 13 est choisie de ma- nière que le moteur soit mis hors circuit à un moment tel que, lors de l'arrêt du moteur, on obtienne exactement la fréquence d'accord du circuit 3.
Dans le dispositif décrit, on obtient pour une seule fréquence d'accord déterminée du circuit 1, une modification, sy- métrique par rapport à cette fréquence, des o scillations tranami- ses au circuit 3. Cependant, lorsque le circuit de commande 1 est accordable sur une large gamme de fréquences et que la fréquence du circuit 3 doit pouvoir être amenée en coïncidence avec la. fré- quence,d'accord du circuit 1 sur toute la gamme d'accord de ce circuit, il est indispensable que les variations de fréquence ob- tenues dans les deux positions extrêmes du commutateur 8 soient égales, afin que dans toute la gamme d'accord, le désaccord du circuit 1 soit symétrique par'rapport à la fréquence d'accord.
Ce résultat peut être obtenu en réglant, à l'aide de la réactance réglable utilisée pour l'accord, la grandeur de la réactance ana- logue à insérer périodiquement dans le circuit et ce, de préférence, de manière que le désaccord relatif soit indépendant de la fré- quence. De cette manière, on obtient dans toute la gamme de fré- quences le même désaccord pour toutes les fréquences et partant une même intensité de courant dans le relais 13.
Lorsqu'on applique le dispositif décrit à un limiteur, dans lequel l'etage de commande est accordable dans une gamme de
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fréquences et tel que le rapport entre la fréquence minimum et la fréquence maximum dépasse 1 : 2 il est désirable que le moteur produise l'accord du circuit 5 en partant de la plus basse frécuence vers la plus élevée, afin d'éviter que le circuit 3 ne scit accorda sur le second harmonique de l'oscillation de commande. Ce résultat peut être obtenu en fermant, à l'aide d'un vibrateur 6, lcrs de la mise en circuit du dispositif de synchro- nisation -tique, un circuit tel que, quelle que soit la
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pcsiticn Ce l'interrupteur 131 du relais polaire 13,
le moteur la soit excita de manière que la capacité du circuit 3 augmente. Desque la valeur maximum de l'élément d'accord du circuit 5 est
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D1..,ê,.-;,int'¯, la moteur peut ouvrir lui-même un contact qui interrompt le circuit mentionné. Cependant, comme à ce moment l'écart C-1li .Il,- la fr/cu811ce propre du circuit 3 et la fréquence moyenne de l'oscillation de commande est en général si grand que le relais 13 n'est pas parcouru par du courant, l'ouverture du circuit mentionné provoque la fermeture d'un second circuit qui excite le moteur de manière que l'accord du circuit 3 soit produit en partant de la plus basse fréquence vers la fréquence la plus éle-
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vée.
LCrsqu8 la fréquence propre du circuit 3 se rapproche de la fréquence moyenne du circuit de commande, de sorte qu'il se produise une modulation des oscillations dans le circuit 3 et par-
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t..¯:t unb circul:. tion do courants redressés dans le relais 13, le ssccè1 circu2.t. -s' ouvert au moyen de l'un des contacts 13' ou 1:1 en "nô'1' temps qu'est fermé le circuit d'excitation du i1ct?,1r, de sorte que le moteur accorde le circuit 3 sous l'infc,,10tlC'.. ''1.mc L,:"i1sion qui dépend de la modulation.
La fig. 3 représente une forme d'exécution d'un dispositif cCl1fcr-,:E: l'invention et dont les parties essentielles sent identiques 3. celles du dispositif représenté sur la fig. 1,
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avec cette différence cependant que la self-induction et la capa.- cité qui, dans le montage représenté sur la fig.l, sont alterna-
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4- -*- v insérée dans le circuit 1 sont constituées par deux ';<iiJ..s de rélct,.ce 15 et lé, alternativement bloqués par l'interJ'ûllt:O;l1' 3 du vi'1Ji%aE;e.ui-c S. n e±1'>'1, aux tubes 15 et 16 on applique une tension de ym1¯wa ¯¯ i,:
a n 1 n# E. t i xr dr grille par le fait que le circuit cathode qùC' de chacun de ces tubes comporte une source de tension 17, dent laborne positive est reliée, par l'intermédiaire de la, ré-
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sist"'1ce 18 à la cathode du tube 15, et par l'intermédiaire de 1; résistance li, à 1'- cathode du tube 10. Le montage en série de 1, source de tension 17 et de la résistance 18, respectivement 13, est shunt,,, par une résistance 20, respectivement 21, et ces résistances sont shuntéesà leur tour par un condensateur qui.
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comtLt'ie un court-circuit pour la fréquence d'accord du circuit 1.
.i : " 1.àe de l'interrupteur 3 du vibrateur 6, une partie au .'10ins de la résistance 2C et une partie de la résistance 21, sont alt rnz>.t5. ve:.<nt c=7urt-circuµ,tées. La source de tension 17 et'la résistance lu-21, sont choisies de manière que le tube 15 soit conducteur lorsque la résistance 2C est court-circuitée et que le tube 16 soit conducteur, lorsque la résistance 21 est court-
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circ1Jl.t'P, tandis que, lorsque l'interrupteur 8 est ouvert, les <.i ?i.i x b i b <-; sent t bl o qu é s.
'ntre l'anode et la grille du tilbe 15 est prévue une r sy¯ o t rz ce Rl, tandis qu'entre la grille et la cathode est monté un condensateur C1, qui transmet à la grille une tension décalée de 90 par rapport à la tension de l'anode. De ce fait, le tube 15 constitue essentiellement une self-induction R1 CI¯ périodi-
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q;ement montée parallèle avec circuit Sl que l'on quement montée en parallèle avec le circuit 1, de sorte que l'on /
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majore périodiquement la fréquence d'accord du circuit 1, d'un
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montant tel que ( f,jf$ j )1 = T Ci 'R:i expression dans laquelle Si est la pente du tube 15 à l'état conducteur, tandis que Lo est la self-induction du circuit 1.
Dans le tube de réactance 16 on applique à la grille une tension déphasée de 90 par rapport à la tension anodique par le fait qu'entre l'anode et la grille est montée une résistance R , tandis qu'entre la grille 'et la cathode est prévue une self-induc- tion L2 , de sorte que ce tube constitue essentiellement une capacité
L2 S2 dont la grandeur est déterminée par ----- . Cette capacité est
R2 branchée périodiquement en parallèle avec le circuit 1, à l'aide du vibrateur 6, de sorte que la fréquence d'accord de ce circuit dimi-
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nue dune valeur telle (A cu) 4 GV th Lo 1. exp-ce-,Sion dans nue d'une valeur telle (UJo) - 0 R1. exprension dans laquelle S2 est la pente du tube 16 à l'état conducteur.
Pour que le désaccord provoqué par le tube 15, dans le circuit 1 accorde sur la fréquence #.soit égal au désaccord provo- qué par le tube 16, il, faut que : (##/# (AU)) donc
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,000 - -Î Ô/ )1 donc S:i1-o = WZ 2 Lx Lz ci Aq az ce qui peut être obtenu par un réglage précis des tubes 16 et 16.
On peut obtenir un désaccord symétrique dans toute la gamme d'accord' du circuit 1, en modifiant en meme temps que le. fré- quence d'accord @.du circuit de commande 1 à l'aide d'un condensa- teur d'accord C. , la grandeur du tube de réactance montA en parallèle avec le circuit 1, et qui constitue une réactance, à l'aide de la polarisation négative de grille, de manière que
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( v W ¯ ¯ col 5, Lo L2 Coo o 2 - 0 11''1.. devienne indépendant de la fréquence.
La fréquence. d'accord #. du circuit de commande est don-
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née par lù; La.Co = 1. ;. de sorte que ô 2 2 Co R 2 ' En modifiant S2, c'est-à-dire la pente du tube 16 dans la position insérée, de manière que S2 soit proportionnel à Co' t u.) 12. devient indépendant de la fréquence et la relation wô. ¯ 2 est satis- faite dans toute la gamme d'accord.
Dans un tube à caractéristique quadratique, la pente est proportionnelle à la tension de polarisation négative de grille, ce qui permet d'éliminer la dépendance de la fréquence par une modifi- cation simultanée de la polarisation négative de grille du tube 16 et de la capacité c. du condensateur. Une variation de polarisation négative de grille proportionnelle à la variation de c. peut être
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obtenue par l'utilisation d'un condensateur à variations de capacité linéaires et en modifiant en même temps, à l'aide du dispositif de réglage du condensateur, la grandeur de la. résistance 21 insérée dans le conducteur cathodique du tube 16, comme le contre en pointillés la Fig.3.
Lorsque le circuit de commande 1 est accordé non pas à l'aide du condensateur Co, mais à l'aide de la self-induction lc, l'expression
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4uJ) 1 g,'2.. Lu coo 2 Co B'L est constante, mais
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(- LI <.0) = - ¯1 5<1 Lo #. 2 C1 R1 est variable dans toute la- gamme de fréquences, puisque Lo varie.
Il en résulte que, dans ce cas, la pente S1 doit diminuer à self- induction croissante tandis que dans le cas où la capacité Co varie il faut qu'à un accroissement de la capacité Co corresponde un accroissement de la pente S2.
Un choix judicieux-des résistances insérées dans les circuits de grille du tube 15 permet de faire en sorte que S1L et partant la variation de fréquence exprimée en pourcents reste constante dans toute la gamme de fréquence.
Dans le cas général où L. et C. sont tous deux variables, on peut maintenir constant
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<-0 \ ¯ Ll (0 1. (.6 LV ) tCD 4 cOo 2. en modifiant les deux potentiomètres 18 et 19, l'un à l'aide du condensateur C. et l'autre simultanément avec la self-induction L.. La Fig. 4 représente un tel montage.
Dans les dispositifs décrits jusqu'à présent, le dé - saccord du circuit 1 est obtenu en insérant alternativement une self-induction ou une capacité dans le circuit.
Il va de soi que le désaccord périodique du circuit 1 peut aussi être obtenu par une augmentation et une diminution alternatives de l'un des éléments d'accord du circuit. Dans ce cas, on obtient un désaccord relatif symétrique dans toute la gamme d'accord en modifiant périodiquement la réactance de nature différente de celle de la réactance réglable utilisée pour l'ac- cord. Donc, lorsque l'accord du circuit 1 est obtenu a l'aide d'un condensateur, le désaccord relatif symétrique dans toute la zone d'accord par rapport à la fréquence d'accord est obtenu par une augmentation et une diminution périodique de la self- induction du circuit 1.
Pour augmenter et diminuer périodique- ment la self-induction d'un circuit oscillante on utilise, de préférence, un tube de réactance monté comme self=induction, ce tube étant monté en parallèle avec le circuit oscillant et consti- tuant une partie de la self-inducticn de ce circuit. Une modifi- cation périodique dela tension appliquée à la grille de ce tube permet d'augmenter et de diminuer périodiquement la grandeur de l self-induction constituée par le tube. La Fig.5 montre une forme d'exécut:on dans laquelle un tel tube de réactance assure
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Duto"'lotique1!19nt l'accord d'un circuit oscillant sur la fréquence des oscillations engendrées par une source d'oscillations.
Dans cette forme d'exécution, dans laquelle tout comme -. dans les précédentes, l'accord du circuit 3 doit coïncider avec
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la fréquence des oscillations transmises au circuit 3 par le circuit oscillant 1 les oscillations dans le circuit 3 sont modulées sous l'effet d'un désaccord périodique par rapport à la fréquence propre du circuit 3, désaccord obtenu à l'aide d'un tube de réactance 25, qui est monté en parallèle avec le circuit 3 et qui constitue une partie de la self-induction de ce circuit. La tension de polarisa- tion de grille du tube 25 est fournie pour une source de tension 26, shuntée par une résistance 27.
Le point médian de cette résistance est relié,par l'intermédiaire d'une résistance élevée 28, à la grille du tube 25, ce qui communique à cette grille une tension positive égale à la moitié de celle de la source de tension 26. A l'aide de l'interrupteur 8 du vibrateur 6, la grille du tube 25 est alternativement reliée à deux points de la résistance 27, symétri- ques par rapport au point d'où l'on prélève la tension, de sorte que la tension de polarisation de grille et partant la self-induc- tion du circuit 3 sont périodiquement augmentéeset diminuées. Le circuit a ainsi un désaccord symétrique par rapport à sa fréquence propre, ce qui lorsque la fréquence propre du circuit 3 diffère de la fréquence des oscillations transmises au circuit 3, provoque une modulation des o scillations obtenues dans le circuit 3.
Comme la phase de la modulation dépend du fait. que la fréquence d'accord du circuit 3 est plus élevée ou plus basse que la fréquence sur laquelle est accordé le circuit 3, on a pu prélever de la modulation, de la manière déjà décrite, une tension continue, dont la polarité dépend de la phase de la modulation et qui peut etre utilisée pour la commande du sens de rotation d'un moteur d'accord 14.
Lorsqu'on applique l'invention dans un émetteur à une seule bande latérale à onde porteuse supprimée, dans lequel sont engendrées deux fréquences de .commande situées de part et d'autre de la bande latérale à transmettre, l'accord automatique est notable- ment simplifié. Dans ce cas, on peut utiliser le montage représenté sur la fig. 6. Dans ce montage, l'accord automatique du circuit 3 est obtenu en interrompant, à l'aide de l'interrupteur 23, la liaison entre l'étage de commande et le circuit à accorder 3 et en appli- quant alternativement à l'étage à accorder 3 les deux fréquences de commande à l'aide des contacts 8 commandés par le vibrateur 6.
On obtient ainsi dans le circuit 3, des oscillations modulées dont on prélève de la manière déjà décrite, à l'aide d'un interrupteur fonctionnant en synchronisme avec ledispositif de commutation, un courant continu utilisable pour l'excitation du moteur 4 utilisé pour l'accord du circuit 3.