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MONTAGES SELECTEURS DE TRAINS D'IMPULSIONS
La présente invention est relative à des montages sélec- teurs de trains d'impulsions suivant leur fréquence de récurrence et, en particulier, aux oscillateurs appartenant auxdits montages.
L'un des objets de l'invention est l'obtention d'un mon- tage perfectionné laissant passer de l'énergie à des intervalles réguliers et empêchant le passage de l'énergie entre lesdits inter- valles.
Un autre objet de l'invention est d'établir un montage perfectionné conditionné à des intervalles réguliers de façon à permettre le passage de l'énergie qui lui est transmise et condi- tionné à d'autres intervalles de manière à empêcher le passage d'une telle énergie.
L'invention envisage également l'obtention d'un système perfectionné pour la sélection de trains d'impulsions, d'une
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fréquence de récurrence donnée et le rejet des trains dont les im- pulsions ont une fréquence de récurrence différente.
Un autre objet de l'invention est l'obtention d'un système perfectionné pour la sélection de trains d'impulsions sur la base de la fréquence de récurrence, y compris un oscillateur perfectionné pour un tel système.
L'invention est également relative à, l'obtention d'un os- cillateur perfectionné caractérisé par une stabilité de fréquence relativement élevée, une amplitude pratiquement constante de l'éner- gie de sortie et une construction relativement simple.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint qui re- présente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre de ladite invention.
La figure unique du dessin joint représente le montage schématique d'un système réalisant certaines caractéristiques de l'invention.
D'après la figure, l'énergie, qui peut être sous la forme d'un train d'impulsions à sélectionner dans le système représenté, est appliquée aux bornes d'entrée 1 et transmise, sur une ligne de transmission 2 à retour par la terre, aux bornes de sortie 3, les- quelles peuvent être reliées à un appareil d'utilisation convenable 4 .
Normalement, c'est-à-dire la plupart du temps, toute éner- gie transmise suivant la ligne de transmission 2, est affaiblie de façon pratiquement totale par un affaiblisseur comportant une ré- sistance 5 dans ladite ligne, une diode 6 dont l'anode est connec- tée à ladite ligne et la cathode mise à la terre à travers une résistance 7 . Tant que la diode 6 est conductrice, toute énergie ou impulsion transmise sur la ligne 2 est affaiblie de façon pra- tiquement totale ou court-circuitée à la terre à travers ladite
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diode 6 .
La diode 6 est bloquée ou rendue non conductrice périodi- quement de manière à permettre le passage d'impulsions ou d'éner- gie sur la ligne 2 jusqu'aux bornes de sortie 3 et à l'appareil d'utilisation 4, étant bien entendu que ledit appareil d'utilisation 4 présente une impédance nettement supérieure à celle du circuit d'affaiblissement de sorte qu'une quantité négligeable d'énergie seulement est transmise à l'appareil d'utilisation lorsque la diode 6 est conductrice. Ladite diode 6 est rendue périodiquement non conductrice à l'aide d'organes comprenant un dispositif potentio- métrique composé des résistances 8 et 9 en série avec la résistance 7 et connectées à la borne positive d'une source de tension 10 dont la borne négative est mise à la terre.
Un courant provenant de la- dite source 10 et traversant le potentiomètre produit une tension aux bornes de la résistance 7, tension qui rend non conductrice la diode 6 ce qui permet le passage d'énergie, qui peut être sous la forme d'impulsions, à travers la ligne de transmission 2 jusqu'aux bornes de sortie.
L'anode d'une triode 11 est reliée à la résistance 8 et la ' cathode de ladite triode est mise à la terre. Lorsque la triode 11 est conductrice, elle court-circuite les résistances 9 et 7 ce qui empêche l'établissement de la tension d'arrêt aux bornes de la ré- sistance 7 et permet à la diode 6 d'être conductrice. On voit ainsi que, lorsque la triode 11 est conductrice, la diode 6 l'est égale- ment et affaiblit l'énergie dans la ligne de transmission 2 . Lors- que la triode 11 n'est pas conductrice ou est bloquée, ladite éner- gie n'est pas affaiblie et est transmise jusqu'aux bornes de sortie et à l'appareil d'utilisation 4 .
La triode 11 est périodiquement bloquée par l'application pendant un intervalle déterminé de tensions à ladite triode, lesdites tensions étant développées aux armatures d'un condensateur 12 .
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Lorsque ledit condensateur 12 est chargé au-dessus d'un niveau donné, la triode 11 est bloquée. Le condensateur 12 est chargé périodique- ment à une cadence rapide par des impulsions d'énergie, comme décrit ultérieurement. Ladite charge peut ensuite s'écouler à travers une résistance 13 montée en dérivation aux arma,tures du condensateur 12 et la constante de temps de la décharge détermine la durée du temps de conductibilité c'est-à-dire la longueur de l'intervalle pendant lequel les impulsions passent de l'entrée à la sortie de l'appareil sans affaiblissement.
Pour charger rapidement le condensateur 12 au-dessus du niveau auquel il bloque la triode 11, on utilise un autre condensa- teur 14 chargé, à travers les résistances respectives 15 et 16, à, partir d'une source de tension 17 . Lorsque le condensateur 14 dont la capacité est plusieurs fois multiple de celle du condensateur 12, est déchargé, la tension apparaissant aux bornes de la résistance 16 en raison du courant qui la traverse, est appliquée pour charger rapidement le condensateur 12, à travers une diode 18 dont la catho- de est reliée à la résistance 16 et l'anode à l'armature supérieure du condensateur 12 . La, diode 18 est non conductrice lorsque le condensateur 14 est en charge. Ladite diode est conductrice lorsque ledit condensateur se décharge.
Le condensateur 14 est déchargé à tra,vers un appareil à gaz à décharge électronique 19 qui peut avoir la forme d'une tétrode dont l'anode est reliée entre le condensateur 14 et la résistance 15, dont la seconde grille est mise à la terre, et dont la cathode est également mise à la terre à travers une résistance 20 . Ladite ré- sistance 20 est shuntée par un condensateur 21 et sert à polariser la tétrode 19 . L'allumage de ladite tétrode 19 est commandé par les tensions appliquées à sa première grille et provenant d'un os- cillateur désigné par la référence générale 22; la tétrode 19 est allumée une fois par période de l'oscillateur 22 .
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L'oscillateur 22 commande la fréquence de récurrence de la période de conductibilité c'est-à-dire la fréquence à laquelle la- dite conductibilité a lieu. Comme il a déjà été souligné ci-dessus, la durée d'une telle période de conductibilité est déterminée par la constante de temps du circuit de décharge du condensateur 12. Pour que ladite période de conductibilité puisse se répéter à des inter- valles constamment réguliers, la tétrode 19 doit être allumée régu- lièrement pour que la décharge du condensateur 14 et la charge du condensateur 12 soient également régulières. Ce qui précède exige que l'oscillateur 22, qui commande l'allumage de la tétrode 19, pré- sente une stabilité élevée à haute fréquence et délivre une énergie de sortie d'amplitude pratiquement constante. L'oscillateur 22 satis- fait à ces, exigences.
L'oscillateur 22 comporte un appareil à décharge électro- nique 23 qui peut être sous la forme d'une triode dont la grille 24 est reliée à une bobine de self-induction 25, shuntée par un conden- sateur 26 et formant un circuit accordé déterminant la fréquence de l'oscillateur 22 . Pour qu'on puisse faire varier ladite fréquence, l'un de plusieurs autres condensateurs 27 est adapté de manière à pouvoir être également mis en dérivation aux armatures du condensa- teur 26 pour assurer le choix de la fréquence désirée.
Le circuit accordé composé de la self-inductance 25 shuntée par le condensateur 26 et, pour certaines fréquences, de l'un des autres condensateurs 27, circuit désigné ci-après par la référence générale 28, est susceptible de recevoir une énergie de réaction pro- venant de l'anode. Toutefois, étant donné que l'introduction dans le circuit accordé des variations d'impédance et de réactance du cir- cuit d'anode pourrait affecter la stabilité de fréquence du circuit accordé 28, des organes sont prévus pour isoler fortement le circuit accordé du circuit d'anode et n'appliquer en réaction qu'une petite partie de l'énergie du circuit d'anode.
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A cet effet, l'anode est connectée, à travers l'enroulement primaire d'un transformateur 29 et une résistance 30, à la. borne po- sitive d'une source de tension 31 . Ni l'enroulement secondaire du transformateur 29, ni son enroulement primaire, ne sont accordés, l'une des bornes dudit enroulement secondaire étant mise à la terre et son autre borne étant reliée, à travers une résistance relativement élevée 32, au circuit accordé 28 et à la, grille 24 de la triode 23, ladite autre borne étant également couplée avec la première grille de la tétrode 19 . La valeur de la résistance 32 est, de préférence, très élevée, par exemple de l'ordre de plusieurs mégohms.
La cathode de la triode 23 est mise à la terre à travers une résistance 33, la- quelle n'est shuntée par aucun condensateur et, par conséquent, in- troduit une certaine proportion de réaction négative, ce qui augmente la stabilité de l'oscillateur.
L'oscillateur 22 est accordé à une fréquence légèrement su- périeure à la fréquence de récurrence des impulsions à sélectionner, lesdites impulsions à sélectionner étant appliquées de manière à syn- chroniser la fréquence de l'oscillateur suivant leur fréquence de ré- currence. A cet effet, la ligne de transmission 2 est reliée, en un point situé au-delà de la résistance 5, à travers un condensateur de couplage 34, à la prise médiane d'un potentiomètre composé des résis- tances 35 et 36, l'extrémité libre de la résistance 35 étant reliée à la grille de la triode 23 et l'extrémité libre de la résistance 36 étant mise à la terre.
Le fonctionnement du système décrit ci-dessus est le sui- vant :
En l'absence de signal arrivant, l'oscillateur 22 fonctionne à une fréquence prédéterminée et applique périodiquement une tension positive à la première grille de la tétrode à, gaz 19 . Vers le maxi- mum de l'élongation positive de ladite tension, la va,leur positive de ladite tension appliquée à ladite grille est suffisante pour
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surmonter la polarisation introduite par la résistance 20 et le condensateur 21, et la tétrode 19 s'allume. Le condensateur 14 qui a été chargé assez rapidement en une très petite fraction d'une période de l'une des oscillations de l'oscillateur 22 est ensuite déchargé rapidement à travers la tétrode 19 et un courant traverse la résistance 16 .
Le passage du courant dans la résistance 16 applique une tension aux armatures du condensateur 12, à travers la diode 18 . La constante de temps du circuit de charge du conden- sateur 12 est relativement faible, ce qui résulte du fait que la seule impédance introduite entre la résistance 16, aux bornes de laquelle est développée la tension de charge et le condensateur 12 est presque uniquement celle due à la chute de tension dans la diode 18 . En conséquence, on peut constater que, sensiblement à l'instant auquel la tétrode 19 s'allume et auquel le condensateur 14 commence à se décharger, une charge s'établit très rapidement aux armatures du condensateur 12 . Ladite charge s'élève rapidement au-dessus du niveau de coupure de la triode 11, celle-ci s'éteint et provoque l'application d'une tension de blocage à la diode 6 .
En conséquence, ladite diode 6 ne provoque plus l'affaiblissement de l'énergie pas- sant sur la ligne de transmission 2 et, par suite, ladite ligne de transmission est conditionnée dé manière à laisser passer l'énergie jusqu'aux bornes de sortie. Cette période de transmission de l'éner- gie continue jusqu'à ce que la tension aux armatures du condensateur 12 qui se décharge à travers la résistance 13, tombe au-dessous du point de coupure de la triode 11, sur quoi ladite triode devient à nouveau conductrice, la diode 6 étant alors débloquée et affaiblis- sant à nouveau l'énergie sur la ligne 2 .
La durée de la période de passage de l'énergie est déter- minée par la constante de temps du circuit de décharge du condensa- teur 12 ainsi que par la tension à laquelle ledit condensateur a été chargé. La constante de temps est aisément établie et n'est sujette
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à aucune variation importante si l'on choisit des éléments convenables.;' La charge appliquée au condensateur 12 est constante étant donné que la tension dont ladite charge est dérivée, à savoir la tension aux armatures du condensateur 14 est également constante. Le condensa- teur 14 est chargé à sa, tension maximum dans une très petite fraction d'une période de l'oscillateur 22 et ne peut être déchargé dans le système décrit ci-dessus, que lorsque l'énergie de sortie périodique de l'oscillateur 22 approche de son maximum positif.
Ainsi, chaque fois que le condensateur 14 est déchargé, il est à sa tension maximum ou de pointe et ladite tension est constante, en supposant que la source de charge soit une source de tension relativement constante.
De cette manière, lorsque le condensateur 14 se décharge, le passage du courant à tra,vers la résistance 16 est également pratiquement con- stant et il en est de même de la tension aux armatures du condensa- teur 12 .
D'après ce qui précède, il apparait que la période de con- ductibilité a une durée constante et, étant donné que l'oscillateur 22 présente une stabilité de fréquence élevée et une amplitude pra- tiquement constante, ladite période de conductibilité se répète avec une régularité également constante.
En l'absence d'énergie arrivante, la ligne transmission 2 est adaptée pour transmettre de l'énergie à ses bornes de sortie sans affaiblissement, pendant des intervalles prédéterminés à récurrence périodique. Toute énergie arrivant à des instants non compris dans lesdites périodes de conductibilité est affaiblie. Ainsi, même si un train d'impulsions ayant la fréquence de récurrence sélectionnée arrive à l'entrée 1 du système, lesdites impulsions sont affaiblies ta,nt qu'elles se produisent au cours des intervalles sépa,rant les périodes de conductibilité successives et non au cours de l'une des- dites périodes.
En raison du fait que la cadence de récurrence des impulsions arrivantes est légèrement plus lente que la fréquence de
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récurrence des périodes de conductibilité, pendant un temps relati- vement court, l'une desdites impulsions arrivantes se produit au même instant qu'une période de conductibilité'. Lorsque l'une des impulsions arrivantes et une période de conductibilité coïncident, ladite impulsion n'est pas affaiblie mais elle est appliquée à la grille de l'oscillateur 22, laquelle est à ce moment positive et ladite grille est rendue plus positive ce qui augmente le temps né- cessaire à l'oscillation suivante.
L'oscillateur 22 est ainsi ralen- ti par ladite impulsion arrivante et synchronisé par ladite impulsion et par les impulsions arrivantes ultérieures de sorte que la fréquen- ce de l'oscillateur 22 est alors égale à la fréquence de récurrence des impulsions arrivantes. Etant donné que l'oscillateur,22 commande la cadence de récurrence des périodes de conductibilité, lesdites pé- riodes se trouvent également synchronisées avec lesdites impulsions arrivantes .-et, de cette manière, le train d'impulsions sélectionné n'est pas affaibli, mais il est transmis jusqu'à la borne de sortie 3 et, de là, à l'appareil d'utilisation 4 .
Dans une réalisation spécifique, on a utilisé les valeurs suivantes pour les éléments du système décrit ci-dessus. L'oscilla- teur 22 fonctionnait entre 750 et 1300 périodes par seconde, dans la partie inférieure de la bande des fréquences acoustiques ; le con- densateur 14 avait une capacité de 0,03 microfarads ; larésistance 15 était de 50.000 ohms ; la résistance 16, de 150 ohms ; conden- sateur 12, de 0,001 microfarads, la résistance 13, de 75.000 ohms et la résistance 32 de l'oscillateur 22, de 4 mégohms.
Ledit système a été utilisé pour la réception d'impulsions- d'une durée variant entre une et cinq microsecondes et, pour assurer ladite réception et établir des tolérances convenables pour le dé- calage dans le temps de la cadence de récurrence desdites impulsions, une période de conductibilité d'environ 50 microsecondes était pré- vue.
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Lorsque l'appareil d'utilisation 4 n'a pas une impédance suffisante pour que le dispositif affaiblisseur assure un affaiblis- sement pratiquement total de l'énergie dans la, ligne de transmission 2, lorsque ledit dispositif affaiblisseur fonctionne, on peut insé- rer une autre résistance dans la ligne de transmission. On peut en- core utiliser un autre affaiblisseur comportant des éléments ana- logues à la diode 6 et aux résistances 9 et 7, et relié d'une manière identique à, la résistance 8, pour produire un a,ffaiblissement plus important. On peut utiliser autant qu'on le désire d'affaiblisseurs en dérivation le long de la ligne de transmission 2, lesdits affaiblis- seurs étant séparés par des résistances en série le long de la ligne de transmission 2 .
Bien entendu, l'invention est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans s'écarter de l'esprit de l'invention.