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"Perfectionnements relatifs à des circuits diviseurs de fréquence Il
Cette invention est relative à des circuits diviseurs de fréquence et plus particulièrement à des circuits à tubes à vide thermoioniques pour transformer un signal d'entrée de fré- quence donnée en un signal de sortie de fréquence moindre, et ayant un intervalle de division de la fréquence qui est beaucoup plus grand que celui des circuits connus prévus pour un usage semblable.
Dans la science de la transmission et du contrôle par radio, il est souvent nécessaire de produire une fréquence qui est moindre que celle d'une source à fréquence de radio donnée.
Ceci s'effectue ordinairement au moyen de circuits à multivi- brateur.
Les circuits à multivibrateur ont le désavantage de produire
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un changement dans la fréquence de sortie lors de changement dans le voltage d'entrée excédant dix pourcents. Aussi la fré- quence de sortie d'un circuit multivibrateur est contrôlée par le temps de charge et de décharge d'un condensateur dans un circuit à capacité et résistance. Etant donné que ce temps est une fonction du voltage appliqué au condensateur, le circuit multivibrateur est sensible aux changements de voltage et ne produit pas nécessairement une fréquence de sortie qui donne la relation voulue avec la fréquence d'entrée.
C'est donc un objet de la présente invention de produire des circuits divisant la fréquence dans lesquels la fréquence de sortie est en substance indépendante du voltage d'entrée.
Un autre objet est de produire 'un circuit diviseur de fré- quence du caractère exposé dans le paragraphe précedent qui peut être employé soit à fréquence audible soit à fréquence de radio.
Selon cette invention un circuit divisant la fréquence comprend en combinaison un stage amplificateur à tube à vide comportant un:circuit de sortie accordé à un sous multiple de la dite fréquence d' entrée; un circuit de couplage accordé aussi au dit sous multipla de la dite fréquence d'entrée et couplant la sortie du dit premier étage à l'entrée du dit second étage ; et un moyen de couplage du dit second étage au dit premier pour rendre le dit premier étage conducteur seulement durant les co"in- cidences de temps des maxima. positifs de la dite fréquence d'entrée et le dit sous multiple de celle-ci.
De préférence les circuits associés avec les deux dits étages sont choisis de façon telle que le second étage amplifi- cateur fonctionne comme oscillateur. L'invention comprend donc un diviseur de fréquence pour produire une fréquence de sortie par rapport à laquelle une fréquence d'entrée donne un rapport
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égal à un nombre entier et comprenant en combinaison un oscil- lateur à tube à, vide couplé à des cirauits à filtre passe-bande résonnant à la dite fréquence de sorti:;; et un circuit de synchronisation énergisé à la dite fréquence d'entrée et connecté pour obliger le dit oscillateur à osciller en synchronisme égal à un sous multiple de la dite fréquence d'entrée.
La suite constitue une description de deux réalisations de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 est un schéma de câblage montrant un circuit d.iviseur de fréquence projeté particulièrement pour l'usage à des fréquences de radio;
La figure 2 est un schéma de câblage montrant un circuit diviseur de fréquence projeté particulièrement pour l'usage à des fréquences audibles.
Dans la figure 1 les circuits de chauffage de la cathode ont été omis étant donné que ces circuits sont conventionnels et bien connus. De les sources de courant continu à voltage élevé employées pour alimenter la plaque et la grille écran ont été omises et les comédiens à une source convenable de
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tel valtage sont indiquées s:i.ro.pl(:!rnent par une fl-che portant la léG,,;Y'ù3 B+. On doit comprendre que l'on peut ejcployar l'une ou l'autre source convenable de potentiel d'alimentation de la plaque.
Le circuit qui est montré dans la figure 1 comprend un tube d'entrée 1 et un tube oscillateur 2. Ces tubes à vida
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sont r,>i rs;nts par <5-es u'¯>.1::::;s .:n Lcde , quoique l'on puisse utiliser des tétrodes ou des tubes du type à grille écran.
L'entrée de la fréquence de radio dont la fréquence doit être divisée, est connectée aux bornes d'entrée 3 et 4 qui sont
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connectées à un 8rèX'0ul..>lL:;'Y.t ::;ritrd,,:Lr 5 1. )llü -Jst 3"è,;I)rd) 1,
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li fréquence d' :mtréa par un conë:.t::!1sataur 7 connacté sur l' ,.m-' roulement .r.Î.11,ai1'0 5. L-: :':';'YJ.3fonu'UdUJ.' 6 coti'.irend ur enroule- rient secondaire 8 , uri, .tr ;r.:ité .:si 1:, cor.n,)C té 3 l, D..Y' un conducteur 9 à la grille du tube à vide 1. L'autre extrémité du secondaire 8 est reliée à la terre lar une résistance 10
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qui est shuntée a l aI' un condensateur 11.
Lu Edco:nda,ir":3 est accorda à la fréquence d'jntré'J par un condJnsataur 12 connecté sur l'enroulement 8.
La cathode du tube 1 est reliée à la terre ¯,par une rosis- tance 13 de polarisation de la cathode qui est de préférence by-passée par un condensateur 14. La giille d'arrêt du tube l est connectée directement à la cathode par un conducteur 15.
Le voltage de la grille écran du tube 1 ost obtenu par'une source convenable de courant continu à voltage élevé; à la borne positive de la source est connecté un conducteur 16. Le conduc- teur 16 est connecté à la grille écran du tube 1 par les résis- tances 17 et 17a. Le mileu entre les résistances 17 et 17a est connecté à la cathode par une résistance 18.
La plaque du tube 1 est connectée par un conducteur 19 à l'enroulement primaire 20 d'un transformateur de sortie 21.
L'autre extrémité de l'enroulement primaire 20 est connectée à la source de potentiel d'alimentation de la plaque par un conducteur 22. L'enroulement primaire 20 est shunté par un condensateur 23 etune résistance24. La condensateur 23 estem- ployé pour accorder l'enroulement 20 à la fréquence désirée pour la sortie, le signal de sortie apparaissant entre les bornes 25 et 26 connectées à un enroulement secondaire 27 du transfor- mateur 21. La résistance 24 est connectée sur le primaire accordé 20 pour réduire la "Q" du circuit du tube pour que le circuit de sortie soit plutôt accordé d'une façon large.
La fréquence de
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sortie est choisie de manière telle que le rapport entre la fréquence d'entrée et'la, fréquence de sortie soit égal à un certain, nombre entier, tel que par exemple, trois.
Le conducteur 19 qui est connecté à la plaque du tube 1 est aussi relié par un condensateur 28 à la grille de commande du tube 2. La grille du tube 2 est aussi reliée à la terre par une résistance 29. La cathode du tube 2 est aussi reliée à la terre par une résistance 30 de polarisation de la cathode qui est by-passée par un condensateur 31. Un conducteum 32 sert à connecter la grille d'arrêt directement à la cathode. La plaqua du tube 2 est connectée par un conducteur 33 à une axtrémité de la. bobinne d'accord ou inductance 34. L'autre extrémité de la bobinne est connectée au moyen d'un conducteur 35, à la source de potentiel d'alimentation de la plaqua.
Cette source est aussi connectée par un conducteur 36 à la grille écran du tube 2. La bobinne d'accord 34 est accordée à la marne fréquence que la bobinne 20 par un condensateur d'accord 37 et le "Q" du circuit accordé est réduit par une résistance 38 connectée en parallèle avec la bobinne 34. La plaque du tube 2 et le conduc- teur de plaque 33 sont raccordés à la grille écran du tube 1 par un condensateur de couplage 39.
Dans le circuit qui vient d'être décrit, les résistances 13, 17 et 18 sont choisies pour polariser le tube 1 au cut-off ou près du cut-off. La connexion feed-back antre la plaque du tube 2 et la grille écran du tube 1 et entre la plaque et le tube 1 et la grille de commande du tube 2 produit un circuit qui peut être auto-oscillant, L'auto-oscillation n'est pas cependant une nécessité pour un fonctionnement convenable.
Si l'on suppose, par exemple, que la'fréquence d'entrée qui est appliquée aux bornes d'entrée 3 et 4 est de 60 kiloeycles'
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et si l'on désire produire entre les bornes de sortie 25 et 26 une fréquence de 20 kilocycles, le circuit 34-37 sera accordé à une fréquence de 20 kilocycles. Les résistances 13, 17 et 18 sont aussi proportionnées de manière à appliquer à la grille écran du tube 1 un potentiel continu positif qui est moindre que le voltage de sortie développé par le tube oscillateur 2 de sorte que pour chaque demi-cycle positif à la sortie du tube
2, le potentiel de la grille écran du tube 1 sera accru jusqu' à une valeur substantielle, tandis que durant les demi-cycles négatifs à la sortie du tube 2 la grille écran du tube 1 sera négative.
La résistance 17 a possède une valeur ohmique élevée et agit comme filtre de grille pour maintenir la grille écran négative durant le fonctionnement sauf durant les maxima positifs aux sorties du tube 2. Etant donné que le tube 1 fonctionne seu- lement quand on applique à la grille écran un potentiel positf, on voit que le tube 1 devient conducteur seulement une fois pendant chaque cycle à la sortie de l'oscillateur 2 ou, dans l'exemple choisi, à une fréquence de 20 kilocycles.
Etant donné qua l'entrée vers la grille de commande du tube
1, dans l'exemple choisi, est à une fréquence de 60 kilocycles, deux oscillations positives de la grille se produisent pendant que le tube est bloqué et une se produit quand le tube est conduc- teur. Un voltage de 20 kilocycles est donc appliqué à l'enroule- ment primaire 20 du transformateur 21. Le courant qui passe dans le conducteur 22 n'est pas de forme d'onde sinusoïdale mais il est riche en harmoniques. Ceci est avantageux car il permet d'employer des circuits multiplicateurs à exitation de fréquence si cela est exigé pour produire une fréquence terminale différente de la fréquence de sortie comme par exemple 40 kilocycles.
L'emploi dcircuits accordés à faible "Q" pour les circuits
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20, 23 et 34, 37 rend l'accord très large. Etant donné que le tube 2 est excité à sa grille de commande par la sortie du tube 1, le tube 2 est forcé à osciller en synchronisme avec le signal d'entrée qui est appliqué à la grille du tube 1, mais à un sous multiple de la fréquence d'entrée. Ceci est réalisé même si l'accord optimum des circuits accordés 20,23 et 34, 37 n'est pas précisément un tiers de la fréquence d'entrée.
Dans la figure 2, est montré un circuit qui est très semblable à celui montré dans la figure 1 mais qui est particu- lièrement destiné à l'usager fréquence audible. La fréquence qui doit être divisée est appliquée aux bornes d'entrée 50 et 51, la dernière de celle-ci étant reliée à la terre comme par un conducteur 52. La borne 50 est reliée à la grille d'un tinbe à vide 53 par un condensateur de couplage 54. Le tube à vide 53 et un second tube à vide 55 sont représentés dans la figure 2 comme étant des pentodes. Cependant un tube de type tétrode ou à grille écran peut être employé si on le désire.
Les circuits de la cathode, de la grille écran et de la grille d'arrêt du' tube 53 sont identiques à ceux montrés pour le tube 1 dans la' figure 1 et les- valeurs des résistances appliquées sont choisies pour produire le même type de fonctionnement que celui décrit en rapport avec la figura 1.
La plaque du tube 53 est couplée à la grille du tube 55, par un condensateur de couplage 56. Une résistance 57 de travail de la plaque by-passéa par un condensateur by-pass 58 la sert comme travail de/plaque du tube 53 est connectée entre la plaqua at une source convenable de potentiel plaque. La grille du tube 55 est connectée à la terre par la résistance à grille 59.
Les grilles de la cathode et d'arrêt du tuba-55 sont reliées à la terre par une résistance 61 de polarisation de la cathode,
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résistance qui est de préférence by-passée par un condensateur 620 La plaque du tube 55 est couplée par un condensateur de cou- plage 63 à l'une des 'homes d'une paire de bornes de sortie 64 et 65, dont l'autre est reliée à la terre par un conducteur 66.
Le travail de la plaque du tube 55 comprend un circuit accordé comprenant une bobinne d'accord ou inductance 67 shuntée par un condensateur d'accord 68 et une résistance de travail 69.
La grille écran et la plaque du tube 55 dérivent du potentiel fonctionnant par un inducteur 70 connecté à une source de po- tentiel d'alimentation de la plaque. La plaque du tube 55 est couplée dans un circuit feed-back comprenant un condensateur de couplage 71 vers la grille écran du tube 53.
Le fonctionnement du circuit représenté dans la figure 2 est presque identique avec celui qui a été décrit en relation avec la figure 1. Les tubes 53 et 55 constituent un circuit qui peut auto-osciller à-la fréquence de sortie désirée et servant à bloquer le fonctionnement du tube 53 par application de voltages négatifs à la grille écran du tube 53 de la même façon décrite dans la figure 1.
La différence principale entre les deux circuits est,premièrement que le circuit représenté dans la figure 2 a été agencé pour fonctionner à des fréquences inférieures ou audibles, tandis que le circuit de la figure 1 est destiné à fontionner à des fréquences de radio ou relati- vement élevées et, deuxièmement que le réseau de capacités et de résistances 56 - 59 fonctionne comme un filtre passe-bande à "Q" faible qui par la choix convenable des valeurs des capa- cités et résistances, peut être en effet accordé au sous mul- tiple choisi de la fréquence d'entrée.
De ce qui précède on notera que l'on a produit des circuits diviseur de fréquence qui peuvent être employés soit à la
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fréquence de radio soit à la fréquence audible et que ces circuits servent à produire une fréquence de sortie par rapport à laquelle la fréquence de sortie donne un rapport égal à un nombre entier. Ces circuits comprennent une liaison de synchro- nisation qui maintient ce rapport entre les fréquences d'entrée et de sortie égal à un nombre entier.
On notera aussi que des circuits accordés sont employés pour déterminer la fréquence de sortie et que pour cette raison les circuits ne sont pas soumis à l'erreur de fréquence qui caractérise les circuits multivibrateurs dépendant pour la régulation de fréquence de la constante temps des circuits à capacité et résistance. Avec des circuits du type qui vient d'être décrit, des voltages d'entrée peuvent varier de la moitié du potentiel normal de fonctionnement jusqu'au double du potentiel de fonctionnement sans affecter la fréquence de sortie. Ceci représente un avantage particulier sur les circuits multivibrateurs précédemment utilisés dans lesquels la fréquence de sortie était une fonction du voltage d'entrée, exigeant des variations du voltage maintenues en-dessous de dix pourcents.
Des circuits diviseurs de fréquence du type décrit per- metttont le fonctionnement avec un rapport de la fréquence d'entrée à la fréquence de sortie aussi élevé que douze, quoi- qu'un fonctionnement plus satisfaisant soit obtenu avec des rapports inférieùrs.
REVENDICATIONS.
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