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FONCTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE COMMANDE AUTOMATIQUE DE GAIN. à
La présente invention se rapporte^des perfectionnements aux systèmes de commande automatique de gain pour radio-récepteurs et, en particulier, elle utilise, pour l'amplification de la tension de commande, des éléments résistants à sensibilité thermique, connus sous le nom de thermistors.
Les thermistors sont en usage depuis quelques années. Ces appareils sont caractérisés par leur coefficient de température de résistance, qui peut être positif ou négatif et dont la valeur est égale à un certain nombre de fois celle du dit coefficient pour un métal pur, tel que le cuivre. Cette propriété rend les thermistors particulièrement indiqués dans toute une variété d'applications spa- ciales aux circuits électriques.
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On dispose, pour la fabrication de l'élément résistant des thermistors, de divers matériaux qui, à d'autres points de vue, pré- sentent des propriétés différentes. A titre d'exemple, une matière résistante à coefficient de température de résistance particulière- ment élevé comporte un mélange d'oxydes de manganèse et de nickel, avec ou sans addition de certains autres oxydes métalliques, le dit mélange ayant été soumis à un traitement calorifique convenable.
On emploie les thermistors sous deux formes différentes : (a) - celle connue sous le nom de thermistor à chauffage direct, qui comporte un élément résistant constitué au moyen de la matière résistante thermo-sensible ci-dessus mentionnée et muni de conducteurs ou de bornes de connexion convenables - (b) - celle dénommée thermistor à chauffage indirect qui comprend l'élément (a), pourvu, en outre, d'une bobine chauffante isolée du dit élément.
Le thermistor à chauffage disse! est conçu, en principe, pour être commandé par le courant qui le traverse et qui en fait va- rier la température et aussi, de façon correspondante, la résistance.
Un tel thermistor est également affecté par la température ambiante.
Il peut donc être utilisé à la commande thermostatique et aux appli- cations analogues, avec ou sans chauffage par un courant le traver- sant.
Le thermistor à chauffage indirect est principalement desti- né à être chauffé par un courant de commande par-courant sa bobine chauffante, lequel est d' 'ordinaire, maisnon nécessairement, diffé- rent du courant qui traverse son élément résistant. Mais, ce type de thermistor peut également être soumis à l'un ou à l'autre des deux types de commande applicables au thermistor à chauffage direct, ou à ces deux types de commande à la fois.
On trouvera des renseignements plus détaillés sur les pro- priétés des thermistors dans un article de G.L.PEARSON publié dans la périodique des Etats-Unis d'Amérique "Bell Laboratories" Record" de l'année 1940 page 106.
Dans les radio-récepteurs pourvus d'une commande automatique
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de gain, il est généralement à désirer de disposer de moyens d'ampli- fication de la tension de commande obtenue à partir des signaux ar- rivants, en vue d'un meilleur réglage du niveau de sortie. Mais il est incommode et coûteux de prévoir dans ce but des tubes supplémen- taires. Or, one constaté que l'amplification nécessaire peut être obtenue de façon très aisée et très peu coûteuse au moyen de ther- mistors à chauffage indirect.
Conformément à des caractéristiques de l'invention, par con- séquent, il est prévu un système de commande automatique de gain pour radio-récepteurs comprenant : un premier thermistor à chauffage indi- rect, dont l'élément résistant est connecté, en série avec une pre- mière résistance constante, à une source de courant continu, la bobi- ne de chauffage dù dit thermistor étant elle-même connectée en série entre la borne positive de la source et la plaque d'un premier tube amplificateur, dont le courant de plaque est susceptible de varier conformément au niveau des signaux arrivants. La tension de commande de gain est obtenue à partir du point de jonction entre le dit élé- ment résistant et la dite résistance constante.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint qui en repré- sente schématiquement un mode de réalisation particulier. Le dit dessin représente une partie du montage d'un radio-récepteur compor- tant application de l'invention. On y voit une diode de redressement D à partir de laquelle sont obtenus des signaux à fréquence acoustique un premier tube amplificateur V1 qui est également utilisé à l'obten- tion de la commande de gain et un tube amplificateur final V2 qui ap- plique les signaux à un haut-parleur S, à travers un transformateur de sortie OT.
Les signaux arrivent aux bornes 1 et 2 des autres par- ties du montage radio-récepteur, lesquels he sont pas représentées, et ils sont appliqués au circuit de la plaque de gauche de la diode D à travers un transformateur d'entrée IT, dont l'enroulement secondaire est accordé par un condesateur variable C1. Les signaux redressés soni recueillis auxbornes de la résistance de charge R2 et un circuit de filtrage R1, C2, C3 est prévu pour écarter la haute fréquence de la
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résistance R2. Les signaux à fréquence acoustique redressés sont ap- pliqués à la grille de commande du tube V1 acravers le condensateur d'arrêt C5 et une chaîne de résistance comprenant un potentiomètre P et deux résistances R3.R4. Par réglage du potentiomètre P, on peut faire varier la proportion de la tension de signal redressés appliquée à la grille.
Les signaux arrivants sont également appliqués à la plaque de droite de la diode, à travers le condessateur C4 et ils produisent, aux bornes de la résistance R3, une chute de tension, de sens néga- tif, qui dépend du niveau des signaux, de sorte qu'il est appliqué à la grille de commande du tube V1 une polarisation négative qui augmente à mesure que le niveau du signal augmente.
Le tube V1 est couplé au tube V2 à travers un condensateur d'arrêt Cet un poten- tiomètre comprenant l'élément résistant R11 d'un thermistor à chauf- fage indirect Tl et une résistance constante R6, le point de jonction de R11 et de R6 étant relié à la grille de commande de V2, La bobine de chauffage r1 du thermistor T1 est connectée en série avec le cir- cuit plaque du tube V1, circuit qui comprend également une résistan- ce R5, et un condensateur shunt O8; La cathode du tube V2 est polari- sée au moyen d'une résistance R7, pourvue du condensateur shunt usuel C9.
La source d'alimentation à haute tension des tubes a sa borne positive connectée à la borne 4 et sa borne négative à la borne 3. Le circuit de plaque dutube V1 est alimenté à partir de la borne 4, à travers la bobine de chauffage r2 d'un second thermistor T2 et également à travers r1 et R5 comme précédemment expliqué. La plaque du tube V2 est alimentée à partir de la borne 4, en série avec l'en- roulement primaire du transformateur de sortie OT. La borne négative 3 est reliée à la terre à travers l'enroulement d'excitation L du haut parleur S. Ceci procure l'excitation nécessaire et la self-inductance de cette bobine en combinaison avec les condensateurs 0 il et C12, con- stitue un filtre d'alimentation.
A cause de la résistance de la bobi- ne L, la borne 3.est à un potentiel négatif par rapport à la terre, qui
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peut atteindre 100 volts.
Entre les bornes 3 et 4 est connecté un potentiomètre com prenant la résistance R8 et l'élément résistant R12 du thermistor T2. Le point de jonction de R3 et de R12 est connecté à travers une résistance Rg à une borne 5 où est recueillie la tension de commande automatique de gain qui est appliquée en un ou plusieurs points ap- propriés de la partie non représentée du montage récepteur. Le con- densateur C10 agit comme condensateur shunt, pour le filtrage de cette tension.
Il n'est, bien entendu, pas essentiel que le courant d'ex- citation de la bobine L soit obtenu de cette manière et, si on le désire on peut l'obtenir d'une source d'alimentation séparée. Il est toutefois à désirer que la borne 3 ait un potentiel négatif par rapport à la terre et, en conséquence, si la bobine L est alimentée séparément une résistance convenable doit être intercalées à sa pla- ce, entre la borne 3 et la terre.
Quand il n'y a pas de signaux arrivant au montage récep- teur, la tension de polarisation de grille du tube V1, obtenue à par- tir de la résistance R3,est faible ou nulle et le courant de plaque de ce tube est maximum. En conséquence, les deux thermistors T1 et T2 sont chauds. Ces thermistors doivent avoir un coefficient de tem- pérature de résistance négatif et, en conséquence, leur résistance est alors f aible. Quand on reçoit des signaux à un niveau élevé, une im- portante tension de polarisation négative est appliquée au tube V1 et son courant de plaque diminue, de sorte que les deux thermistors se refroidissent et que leur résistance augmente. Il est évident que le potentiel de la borne 5 dépend de la résistance du thermistor T2 et, par suite, également du niveau des signaux arrivants.
Il est pré- férable de chosir la valeur de la résistance %,et celle de R12 quand le thermistor est chaud, de manière à ce que le potentiel de la borne 5 par rapport à la terre soit juste assez négatif pour fournir la po- larisation normale aux tubes commandés. Quand le niveau du signal augmente, la borne 5 devient plus négative, ce qui augmente la pola- risation négative appliquée à ces tubes et diminue en conséquence le
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gain du montage.
L'effet du thermistor T1 est différent de celui de T2 car le premier fonctionne pour faire varier le couplage entre les tubes V1 et V2, au lieu de fournir une tension de commande. Ce thermistor doit avoir un coefficient de température de résistance négatif.
Quand il n'y a pas de signaux arrivants, il est chaud et sa résistan- ce R11 est de faible valeur. En conséquence, la proportion de la tension de signal appliquée à la grille de commande du tube V2, quand les signaux arrivants sont très faibles, est très grands. Lorsque les signaux reçus ont un niveau élevé, le thermistor T1 se refroidit, sa résistance augmente et la noportion de tension de signal appli- quée au tube V2 diminue.
Il est évident que les thermistors T1 et T2 sont entière- ment indépendants l'un de l'autre dans leur fonctionnement et que Tl, peut, si on le désire, être supprimé, l'élément R11 étant alors rem- placé par une résistance constante convenable.
Par un simple remaniement du montage, on peut utiliser, si on le désire, des thermistors à coefficient de température de résis- tance positif. Dans ce but, il est seulement nécessaire d'interver- tir R6 et R12, et R6 et R11, et l'effet obtenu sera pratiquement le même. Lorsqu'aucun signal n'est reçu, les deux thermistors sont chauds, comme précédemment, leur résistance est élevée au lieu d'être basse, de sorte qu'on obtient pratiquement les mêmes variations de tension aux bornes 5 ou à la grille de commande de V2, quand le niveau du signal varie.
Bien que, pour plus de simplicité, on ait représenté les tubes V1 et V2 sous forme de triodes, il est évident que d'autres formes de tubes pourraient être utilisées si on le désirait, et, dans de nombreux cas, il sera préférable d'employer des pentodes. Dans ce cas, les bobines de chauffage des thermistors pourraient, si on le dé- sirait, être connectées en série avec la grille écran du tube V1' de sorte qu'elles seraient chauffées par le courant de grille écran, qui varie également avec le niveau de signal, de façon analogue au courant de plaque.
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On comprendra que les circuits de la figure jointe qui ont été décrits ci-dessus ne correspondent qu'à un cas particulier au- quel l'invention peut être appliquée et que de nombreuses variantes de détail sont évidemment possibles.
On voit que l'un des tubes V1 peut être considéré comme fonctionnant à la fois en amplificateur des signaux'à fréquence acous- tique et également en amplificateur de la tension continue développée aux bornes de la résistance R3 et correspondant au niveau des signaux arrivants. Il est clair que, si on le désirait, un tube séparé pour- rait être utilisé pour l'amplification de cette tension continue, au- quel cas les bobines de chauffage des thermistors seraient connectées en série avec le circuit de plaque de ce tube séparé.