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Montage permettant d'influencer la fréquence propre d'un circuit oscillant à l'aide d'une réactance variable.
L'invention concerne un montage permettant d'influencer la fréquence propre d'un circuit oscillant à l'aide d'une réactance insérée dans ce circuit, réactance dont la grandeur peut être modifiée par un courant modulateur ou par une tension modulatrice. Un tel montage convient, entre autres, pour la modulation en fréquence d'un générateur.
Dans de nombreux cas, et particulièrement pour la modulation en fréquence d'un générateur, il est désirable qu'il existe une relation linéaire entre la fréquence propre du circuit oscillant et l'amplitude du courant modulateur ou de la tension modulatrice. Pour obtenir ce résultat, il est connu d'appliquer la contre-réaction de fréquence, obtenue en transformant les oscillations modulées en fréquence en oscillations modulées en amplitude à l'aide d'un détecteur de fréquence et en redressant ces oscillations modulées en amplitude ; le courant ou la tension à basse fréquence redressée ainsi obtenus influencent la grandeur de la réactance variable. De cette manière la relation entre la fréquence propre du circuit et l'amplitude du courant modulateur ou de la tension modulatrice est pratiquement linéaire.
Cette méthode présente un inconvénient; elle requiert un détecteur de fréquence compliqué pour transformer les oscillations à haute fréquence modulées en fréquence en oscillations modulées en amplitude. De plus, dans le cas d'une forte contreréaction, ce montage compliqué peut provoquer des oscillations indésirables.
L'invention fournit une contre-réaction de fréquence trèsimple.
Suivant l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que La. tension modulée en amplitude, prélevée du circuit oscillant, est appliquée à un détecteur d'amplitude et que la tension détectée, qui dépend de la modulation d'amplitude, influence le courant modulateur ou la tension modulatrice de manière à assurer une relation pratiquement linéaire entre le courant modulateur ou la tension modulatrice et la fréquence propre du circuit oscillant.
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La Demanderesse a déjà proposé d'appliquer la contre- réaction à un tube de réactance. A cet effet, le circuit ano- dique du tube comporte l'enroulement primaire d'un transfor- mateur. La tension produite aux bornes de l'enroulement secon- daire par le courant anodique est appliquée, en opposition de phase avec la tension modulatrice initiale, à la grille de commande du tube de réactance. Une telle contre-réaction, uti- sée dans un tube de réactance, n'entre pas dans l'objet du présent brevet.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non limitatif, fera bi en comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant , bien entendu, partie de ladite invention.
Les figs. 1 et 3, 4 et 5 sont des exemples d'exécu- tion du montage conforme à l'invention.
La fig. 1 représente un oscillateur à centre-réaction, modulé en fréquence. Le montage comporte un circuit oscillant 1, qui détermine la fréquence et qui est composé d'un condensateur 2, d'une bobine de self-induction constante 3 et d'une bobine de self-induction variable 4 montée en série avec l'enroule- ment primaire 5 d'un transformateur o. La bobine de self-in- duction 4 comporte un noyau 7 en matière ferromagnétique, pré- magnétisé par le courant anodique d'un tube 8, de sorte que la perméabilité de la matière du noyau, et partant la self- induction de la bobine 4, dépendent de l'intensité du courant anodique. Ce courant est modulé par une tension modulatrice ap- pliques à la grille de commande 9 du tube 8.
Le circuit oscil- lant,qui détermine la fréquence, est inséré dans le circuit de grille d'un tube 10, dont le circuit anodique comporte une bobine de contre-réaction, couplée au circuit qui détermine la fréquence. Cette contre-réaction engendre des oscillations dont la fréquence est essentiellement déterminée par la fréquence pro- pre du circuit oscillant. L'amplitude de cette oscillation est déterminée par la caractéristique du tube 10; elle aura donc une valeur pratiquement constante et indépendante de la fréquence propre du circuit oscillant. L'application d'une tension modula- trice à la grille de commande 9 provoque une variation de la grandeur de la bobine de self-induction variable 4 et partant de la fréquence propre du circuit oscillant 1.
La relation entre la fréquence propre du circuit et l'amplitude de la tension modulatrice n'est pas rigoureuse- ment linéaire. Pour obtenir une relation plus linéaire, on applique une contre-réaction de fréquence conforme à l'invention.
Comme la tension aux bornes du circuit oscillant est pratique- ment constante on obtient aux bornes de l'enroulement primaire 5 du transformateur 6, dont l'impédance est petite par rapport à celle de la bobine de self-induction variable 4, une tension qui est pratiquement proportionnelle à l'inverse de l'inductance de la bobine de self-induction variable 4. A l'aide du trans- formateur 6, cette tension modulatrice d'amplitude est appliquée à un détecteur d'amplitude 11, et la contre-réaction résulte du fait que la tension détectée et la tension modulatrice sont ap- pliquees à la grille de commande 9 du tube 8.
La contre-réaction assure une relation linéaire entre la tension aux bornes de l'en- roulement primaire 5 du transformateur 6 et la tension modulatrice e; ce fait ne requiert aucune explication, car c'est une suite connue de la contre-réaction. Comme la première tension mentionnée
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est proportionnelle à l'inverse de l'inductance de la bobine de self-induction variable 4, par suite de la contre-réaction, l'inductance de la bobine de self-induction variable varie proportionnellement à l'inverse de la tension modulatrice e et cemme la fréquence propre du circuit oscillant qui détermine la fréquence varie proportionnellement à l'inverse de l'inductance de.
la self-induction variable, la contre réaction assure donc une relation linéaire entre la fréquence propre du circuit oscillant qui détermine la fréquence et la tension modulatrice e.
Dans ce qui précède il a été supposé que lorsque la tension aux bornes du circuit oscillant est constante la tension aux bornes de l'enroulement primaire 5 est proportionnelle à l'inverse de l'inductance de la self-induction variable 4.
S'il n'en est pas ainsi, on peut faire en sorte que la tension aux bornes de l'enroulement primaire 5 soit proportionnelle à l'inductance de la bobine de self-induction variable, par exemple en utilisant le montage représenté sur la fig. 5. Dans ce montage, une source de tension alternative E d'amplitude constante et de fréquence autre que la fréquence propre du circuit oscillant est insérée dans le circuit. Pour cette fréquence, la combinaison de la bobine 3 et du condensateur 2 constitue pratiquement un court-circuit de sorte que l'intensité du courant dans la bobine 4 est alors pratiquement proportionnelle à l'inverse de la self induction de cette bobine.
Pour autant qu'elle provienne de la source de tension E, la tension aux bornes de l'enroulement primaire 5; est donc proportionnelle à l'inverse de l'inductance de la self-induction variable et la tension à utiliser pour la contre-réaction peut être empruntée des bornes 7 et 8 à l'aide d'un filtre 6 qui ne transmet que la fréquence de la tension alternative E. Lorsque les pertes de la bobine de self-induction sont trop grandes et que celle-ci ne peut donc plus être considérée comme une selfinduction pure, la tension aux bornes de l'enroulement primaire 5 ne sera plus exactement proportionnelle à l'inverse de l'inductance de la self-induction variable, même lorsque la .tension appliquée au circuit est constante.
Les pertes peuvent être considérées comme provoquées par la -résistance de perte 13 tracée, sur la fig.l, en parallèle avec la. bobine 4. Dans de nombreux cas, Cette résistance d'amortissement parallèle sera si grande que l'impédance de la bobine de self-induction différera peu de l'impédance de la partie réactive de cette bobine de self-induction. Cependant, lorsque les pertes deviennent trop élevées, la tension aux bornes de l'enroulement primaire 5 du transformateur ne sera plus rigoureusement proportionnelle à l'inverse de l'inductance de la bobine de self-induction 4.
De ce fait, malgré la contre-réaction, il sera souvent impos- sible d'obtenir une linéarité suffisante. Lorsque la résistance de perte est constante et qu'elle ne dépend pas trop fortement de'l'intensité de courant de prémagnétisation, on peut remédier à ce fait à l'aide d'une résistance 14, qui relie l'anode du tube oscillateur, par l'intermédiaire d'une grande capacité 12, au point commun de la bobine de self(induction 4 et de l'enroulement primaire 5. La résistance 14 est dimensionnée de manière que l'intensité du courant qui, par l'intermédiaire de cette résistance, traverse 1'enroulement primaire 5 soit pratiquement égale, mais de phase opposée à la composante, due à la résistance de perte 13, du courant qui traverse la bobine de self-induction variable 4 et l'enroulement primaire 5.
De cette manière, la tension aux bornes de l'enroulement primaire 5 dépend uniquement de la composante inductive
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du courant qui traverse la bobine de self-induction variable, de sorte que cette tension varie proportionnellement l'inverse de l'inductance de la bobine de self-induction variable.
L'utilisation d'un noyau en matière ferra-magnétique provoque de l'hystérésis, c'est-à-dire que la relation entre l'intensité de courant de prémagnétisation et l'induction magné- tique n'est pas nettement définie. De ce fait, le rapport de la grandeur de la self-induction variable à l'intensité du courant de prémagn4tisation pourra comporter plusieurs valeurs, de sorte que la fréquence propre du circuit oscillant correspondant à une intensité déterminée du courant dé prémagnétisation pourra affecter plusieurs valeurs. Le montage conforme à l'invention pré- sente un avantage supplémentaire : lacontre-réaction de fréquence diminue cette influence indésirable de l'hystérésis.
Sur la fig. 2, la courbe 1 représente la relation entre la tension modulatrice de grille e et la fréquence propre! en l'absence de contre réaction. lorsque, en partant d'une petite valeur, la tension modulatrice croit, à la valeur e1 de la tension modulatrice, la fréquencpropre du circuit oscillant sera !il' Par contre, lorsque la tension modulatrice diminua en partant d'une plus grande valeur, la fréquence propre sera atteinte à une valeur e2 de la tension modulatrice. Dans le cas de contre- réaction de fréquence lorsque la tension modulatrice augmente, la fréquence propre ne sera atteinte qu'à la valeur e3, plus grande que e1, avec cette particularité que la différence entre e3 et.!1, 'est égale à la tension de contre-réaction et obtenue aux bornes de la résistance 15 (fig.l).
Dans le cas d'une tension modulatrice décroissante, la fréquence propre w1 est atteinte à une valeur e4. Comme pour une fréquence déterminée, la tension de contre-réaction et a une valeur déterminée, la différence entre e4 et e2 sera égale à celle existant entre e3, et e1. Dans le cas de contre-réaction, la relation entre la tension modulatrice et la fréquence propre est donnée par la flourbe 2.
L'influence de l'hystérésis est donc moindre, car à une fréquence déterminée, w1 par exemple, l'écart possi- ble y correspondant de la tension modulatrice est devenu relativement plus petit, à savoir de la valeur
EMI4.1
e - e e - e e - e 2 e 1 à 4 3 ou 2 e 1 e e e 2 4 4
Même, lorsque la self-induction du circuit oscillent consiste en une bobine de self-induction variable, montée en sé- rie avec une self-induction fixe la contre-réaction de fréquence peut être obtenue d'une façon tres simple. 'Upnce
La fig. 3 montre un tel montage dans lequel la self- induction du circuit oscillant consiste en une bobine de self- induction 4 variable, qui est monte en série avec la self- induction fixe 3 et qui est petite par rapport à cette dernière.
La tension aux bornes de la bobine de self-induction variable 4 sera proportionnelle à cette inductance. Cette tension modu- lée en amplitude est détectée par le détecteur 11 et est appliquée en même temps que la tension modulatrice e à la grille de com- mande 9 du tube 8 qui règle l'intensité 'du courant de prémagnétisation. On obtiendra ici, de la même manière que celle dé- crite pour la fig. 1, une bonne contre-réaction de fréquence.
Lorsque les pertes de la bobine de self-induction variable 4
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sont trop élevées, on peut compenser l'influence néfaste exercée par ces pertes sur la relation linéaire entre la tension modulatrice et la fréquence propre d'une manière analogueà celle décrite pour la fig.l, par exemple à l'aide d'une résistance 14, qui relie l'anode du tube oscillateur 11 par l'intermédiaire d'une faible capacité 12, au côté de la self-induction variable 2 relié à la cathode du tube oscillateur 10.
La grandeur et la phase de la tension obtenue aux bornes de la résistance 14 sont choisies de manière que la tension totale obtenue aux bornes de la self-induction réglable et de la résistance 14 soit directement proportionnelle à l'inductance de la bobine de selfinduction variable, c'est-à-dire égale et opposée à la tension produite aux bornes de cette bobine de self-induction variable par la composante ohmique du courant, qui parcourt la bobine.
EMI5.1
La fig. 4 idJque'.!un moyen\cPobtE>.n1r une relation li- néaire entre la tension modulatrice et la fréquence propre du circuit oscillateur dans le cas où la fréquence propre est .influencée à l'aide d'une capacité variable. Sur cette figure, le circuit oscillant qui détermine la fréquence consiste essentiellement en un condensateur 2, en une bobine de self-induction constante 3, et en un condensateur variable 4, monté en parallèle avec le condensateur 2. Le condensateur 4 comporte un diélectrique 5 à constante diélectrique E, dont la grandeur dépend de l'intensité du champ. Un diélectrique approprié est par.exemple le sel de Seignette.
Une tension modulatrice e, appliquée au condensateur, influence l'intensité du champ et partant la capacité du condensateur. L'intensité du courant dans le condensateur variable dépend de la capacité de ce condensateur; il suffit de transformer et de détecter la tension modulée obtenue aux bornes de la faible self-induction 7, montée en série avec le condensateur variable 4, et de ramener la tension déteotée obtenue aux bornes de la résistance 15 en opposition de phase avec la tension modulatrice initiale e, pour obtenir d'une manière analogue à celle décrite pour la fig.2, par la contreréaction, une bonne linéarité entre l'amplitude de la tension modulatrice et la fréquence propre du circuit oscillant.
Lorsque le condensateur 4 présente des pertes, on peut, pour obtenir la relation linéaire désirée compenser leur effet par des précautions analogues à celles décrites pour la fig. 1.