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PERFECTIONNEMENTS AUX CIRCUITS ELECTRIQUES COMPENSATEURS
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux circuits électriques compensateurs et, plus particulièrement, à ceux de ces circuits qui utilisent des tubes à commande électronique, tels que les cir- cuits à modulation d'impulsions.
Il existe des occasions où l'on ne dispose, pour un appareil électrique tel qu'un radio-émetteur, que d'une source de tension relativement iastable. Ceci résulte d'ordinaire de la nécessité plutôt que du choix, comme dans le cas de l'appareillage destiné à des installations sur des avions ou dans des postes portatifs, où l'addition de régulateur de tension causerait une augmentation de poids indésirable, ou même prohibitive. En conséquence, des fluctuations se produisant au hasard dans l'alimentation disponible dans des cas de ce genre, l'énergie de sortie de l'appareil est susceptible de varier, ce qui produit une distorsion de la parole, ou des autres signaux à transmettre.
Alors que la variation de la tension d'alimentation ci-dessus
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mentionnée est indésirable dans les émetteurs à modulation d'amplitude usuels, un tel état de choses est encore bien plus grave dans des moau- @ateurs d'impulsion du type à modulation de temps. Dans ces derniers, toute variation de la tension d'alimentation a pour résultat une va - riation indésirable de l'espacement, ou de la position des impulsions.
Comme le déplacement maximum des impulsions dans le temps, dans les sys- tèmes de modulation en temps, est d'ordinaire très court par rapport à l'espacement entre impulsions successives, il est clair qu'une varia- tion, même faible de l'amplitude de la source de tension causera un décalage des impulsions dans le temps appréciable par rapport à la modulation du signal et, par suite, indésirable.
L'inventon a donc pour but la constitution de moyens de com- pensation de l'effet des fluctuations de la tension d'alimentation dans les circuits comprenant des dispositifs à décharge électronique.
L'invention a également pour but, dans un circuit oscilla- teur modulateur du type à modulation de temps des impuisions, de faire varier la polarisation de grille du modulateur de manière à compenser les variations de la tension d'alimentation commune desdits circuits.
L'invention sera mieux comprise, avec ses buts et avanta- ges, à la lecture de la description détaillée qui suit et a l'examen des destina joints qui représentent schématiquement, à titre d'exem- ples non limitatifs, deux formes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est le schéma d'une forme de realisation de mo- dulateur de temps conforme au principe de l'invention.
Les figures 2A, 2b et 20 sont des courbes utiles pour l'ex- plication du fonctionnement du circuit de la figure I.
.La figure 3 est le schéma d'une variante de réalisation du circuit de la figure I.
On a représenté à la figure 1 une source de tension non réglée I, comprenant un générateur entraîné par un moteur à vitesse variable, comme dans le cas d'une installation sur avion, ou entraîné par d'autres moyens dont la vitesse de fonctionnaient est difficile à commander. La tension de la source I est appliquée aux bornes d'un
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potentiomètre 2. Un oscillateur 3, de tout type convenable, a sa tension plaque fournie: à partir d'une prise variable 4 sur le potentiomètre 2, à travers un conducteur 5.
Par suite de l'alimentation de l'oscillateur 3 en tension plaque à partir de la source I, le débit de l'oscillateur varie- proportionnellement à la valeur de l'alimentation en tensiun ou, en d'autres termes, il varie de façon linéaire par rapport aux variations de tension de la source I.
Un circuit modulateur, désigné de façon générale par le chif- fre 6, est couplé à l'oscillateur 3 au moyen du transformateur 7, compor- tant une bobine primaire 8 et deux bobines secondaires 9 et 10. La bobine primaire 8 du transformateur 7 fait partie du circuit accordé de plaque de l'oscillateur 3. Les deux bobines secondaires 9 et 10 ont leurs bornes extérieures respectivement reliées aux grilles II et 12 de deux triodes 13 et 14 qui, comme représenté, peuvent être contenues dans une enveloppe commune. La tension de plaque des triodes 13 et 14 est fournie à partir d'une prise variable 15 sur le potentiomètre 2, à travers un conducteur commun 16. Les bornes intérieures de chaque enroulement secondaire et 10 du transformateur 7, sont reliées aux extrémités de l'enroulement primaire d'un transformateur à fréquence audible 17.
Le point milieu de cet enrou- lement primaire est mis à la terre. La tension pour la partie du circuit de conversation du modulateur 6 comprenant le microphone 18 et l'enroulement secondaire du transformateur 17, est obtenue sur le potentiomètre 2 au moyen d'une troisième prise variable 19.
D'après la description ci-dessus, on voit qu'il est prévu une tension d'alimentation commune pour l'oscillateur 3, le circuit de plaque du modulateur 6 et le circuit à fréquence audible contenant le microphene 18.
Comme une variation de la tension de la source I a pour résultat une baissa de la tension aux bornes du potentiomètre 2, on voit que toute variation de la tension d'alimentation produira des variations proportionnelles des ten- sions recueillies au moyen des prises variables 4,15et 19. De la sorte, les tensions dans les trois circuits mentionnés varieront en tout temps simulta- nément et proportionnellement lés unes aux autres.
Toutefois, ces variations correspondantes ne se compensent pas
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mutuellement en ce qui concerne l'énergie débitée par le montage. Un au- tre effet compendateur doit être prévu pour éviter que la variation de tension agisse sur l'énergie débitée. L'invention prévoit dans ce but un cir- cuit de polarisation qui varie à la suite des variations de la source d'a- limentation. Le circuit de po-Larisation comprend une résistance de cathode 20, connectée entre le cathode 21 du tube 14 et la terre, une autre résis- tance 22, connectée entre la borne supérieure de la résistance 20 et le cathode 23 de la triode 13. Deux condensateurs shunt 24 et 25 au type usuel jhuntent les résistances 20 et 22 à la terre.
Le fonctionnement du cir- cuit de la figure I sera aisement compris à l'examen des conrbes des fi- gures 2A, 2B, et 2 C. Chacune des triodes 13,14 est établie de manière à avoir des caractéristiques de fonctionnement pratiquement identiques, telles que représentées par la courbe commune caractéristique de fonc- tionnement 26 de la figure 2A. Il est préférable que les tubes soient établis de manière à présenter un conde de caractéristique net, tel que le point 27.
La courbe de fonctionnement 26 de la figure 2A représente la courbe normale de fonctionnement des tubes 13 et 14 pour un certain potentiel fixe appliqué à leurs anodes, Les résistances 20 et 22 sont choisies telles que la polarisation entre la grille 12 et la cathode 21 de la triode 14, d'une part et la polarisation entre la grille il et la cathode 23 de la triode 13, d'autre part, soient pratiquement égales des côtés opposés du point 27 d'annulation du courant plaque indiqué à la figure 2- A.
L'onde produite par l'oscillateur 3 cst appliquée à tra- vers le transformateur 7 aux deux enroulements secondaires 3 et 10.
Ceci déphase la borne extérieure de l'enroulement @ de 180 par rapport à la borne extérieure de l'enroulement 10. De la sorte, l'onde de l'os- cillateur 3 est appliquée aux grilles il et 12 avec une inversion de phase entre elles.
A cause de la différence en Polarisation absolue existant entre les tubes 13 et 14, ces tubes laisseront passer des parties dif- férentes des ondes d'entrée appliquées aux grilles 11 et 12. Si l'on désigne l'onde d'entrée du tube 13 par 28 et l'onde dtntrée du tube 14
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par 29, on voit que les ondes 28 et 29 se conpen à des points @@egalement espacés 30., 31, 32, 33 le long d'un axe vertical rectiligne 34, qui coupe la courbe caractéristique 26 du poins d'annulation du courant plaque 27.
Bien que les ondes 28 et 29 aient été représentées, à titre d'exemple, come de forme triangulaire, on comprendra, qu'elles ne sont sinusoidales à la sortie de l'oscillateur'3. Si on le désire, les ondes d'entrée peuvent être rendues triangulaires au moyen de circuits conformateurs convenables,
Si l'on projette les deux ondes 28 et 290 sur la courbe carac- téristique 26, l'onde de sortie sera toile que représentée à la figure 2 A.
Il est à noter que l'espacement des sommets 30, 31, 32 et 33 est analogue, dans la courbe de sortie de la figure . à l'espacement des points corres- pondants le long de l'axe 34. Si on le désire, un circuit écréteur et différenciateur convenable peut être prévu a la sortie du modulateur 6, de manière à transformer les sommets aux points 30,31,32 et 33 en un train d'impulsions ayant l'espacement représenté par ces points, lorsque des ondes sinuspoidales d'entrée sont utilisées, les sommets ont la forme d'ergots qui lorsqu'ils sont écrêtés produisent des impulsions effilées.
Le circuit modulateur à fréquence audible, comprenant le mi- crophone 18 et le transformateur 17, est relié comme ci-dessus décrit, aux bornes intérieures de chacune des bobines secondaires 9 et 10 du transfor- mateur 17. Grâce à ce mode de connection, une variation du courant traver- sant le transformateur 17, due à la réception du son par le microphone 18 fera varier le courant dans les enroulements ;, et 10. Ceci décalera les on- des 28 et 29 'de la figure 2A, en fait, par rapport à leur zéro de polarisa- tion respective 34,35, ce qui également modifiera l'espacement relatif entre les points de position d'impulsion 30, 31, 32 et 33.
En résultat de la. direction de passage du courant dans Les enroulements 9 et 10, le décalage des ondes 28 et 29 aura lieu simultanément vers l'axe 34, ou en s'éloignant de cet axe. Ceci provoque un déplacement des points successifs 30,31, 32 33 dans des directions opposées, en " push-pull", pour chaque période du signal audible. Il est ainsi obtenu une modulation de temps des soumets 30 31, 32,33, conformément à la voie, ou autres signaux captés par le micro- phone 18.
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La description de fonctionnement ci-dessus a été faite en Supposant que -La tension de .la source i reste à une valeur fixe. S1 l'on suppose maintenant que pour quelque raison, cette tension subit une flue- tuation au hasard s'élevant à une diminution d'un tiers en valeur abso- lue, la polarisation des triodes 13 et 14 restant telle que ci-dessus, les résultats d'une telle fluctuation sont représentés par la figure 2B. Comme on le voit sur cette figure, la courbe caractéristique des triodes 13 et 14 s'est abaissée de la position 26 à une nouvelle posi- tion 36. L'amplitude de l'onde de sortie de l'oscillateur 3 s'est abais- sée proportionnellement, c'est à dire aux deux tiers de sa valeur pri- mitive.
Avec les polarisations 35 et 34 inchangées, la projection des ondes 28a, 29a, sur la nouvelle courbe de fonctionnement 36 produira
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l'énergie de sortie indiquée. Les pO.1..te p, >1, ,)&., :>:> yrendront de nouvelles positions 30a, 3Ia, 32a, 33a, l'amplitude de l'onde 29a di- minuera considérablement par rapport à sa valeur d'entrée et l'onde 28a ne passera pas du tout. En résultat, le déplacement dans le temps des points 30a, 31a, 32a, 33a, variera considérablement par rapport à l'es- pacement original tel que représenté à la figure 2a. En d'autres termes, l'énergie de sortie du modulateur 6 sera effectuée d'une distorsion con- sidérable jusqu'à réduire la fidélité de transmission.
.Four corriger la distorsion résultant du fonctionnement du circuit de la figure I, comme indiqué à la figure 2B, les résistances 20 et 22, employées en liaison avec les triodes 13 et 14 sont choisies telles qu'une variation de courant de plaque résultant d'une variation de courant de la source I produise, aux bornes de la résistance 20, une chute pro- portionnelle à cette variation de courant pour la triode 14 et une varia- tion proportionnelle de tension aux bornes de l'ensemble de résistances 20, 22, pour la triode 13.
Le résultat de l'utilisation d'une telle combinaison de résis- tances est représenté a la figure 20. La figure 20 conserve la nouvelle courbe de fonctionnement 36 de la figure 2B, mais les polarisations des triodes 13 et 14 sont chacune tombées à un tiers de leur valeur, et ont été décalées à de nouvelles positions 34a, 35a. Il est a remarquer que
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la variation de valeur des polarisations 34a, 35a, est proportionnelle à la fluctuation de la tension de la source 10a, et, par conséquent, à la variation du courant dans les circuits de plaque. La figure 20 représente également l'ef- fet de la projection des ondes à amplitude réduite 28a et 29a disposées symé- triquement sur leurs nouvelles polarisations 34a et 35a, sur la nouvelle courbe de fonctionnement 36.
On voit qu'alors l'amplitude du signal de sortie résultant est réduite, les points d'intersection des ondes,de sortie 28a, 29a, sont identiques à ceux représentés à la figure 2a, c'est à dire que les positions de pulsations 30, 31, 32,33 sont déplacées dans le temps d'une quantité pra- tiquement égale à celle représentée sur la courbe normaie de fonctionnement 2 A.
Ainsi, on voit que, grâce à l'utilisation d'un dispositif compen - sateur ou auto-régulateur comprenant les résistances 20 et 22, il est possible de maintenir pratiquement constant le déplacement dans le temps des positions d'impulsions 30, 31, 32, 33 représentant les points d'intersection des ondes d'entrée 28 et 29, ce qui évite toute distorsion qui pourrait résulter d'un décalage de ces points, comme représenté à la courbe 2B lorsque le moyen de compensation manque. Les condensateurs 24 et 25 doivent être assezgrands pour égaliser les pulsations dans le circuit de cathode aux bornes des résistances 20 et 22.
Comme l'énergie à fréquence audible est fournie à partir de la prise variable 19, la modulation à fréquence audible qui traverse le transfor- mateur 17 varie proportionnellement à l'amplitude de l'onde de base de l'oscil- lateur 3. De la sorte, la modulation relative de ladite onde de base par l'onde à fréquence audible reste constante, indépendamment des variations de tension de la source I.
Bien que la variation de tension de la source ait été représentée, sur les courbes des figures 2A, 2B et 20 comme une chute de tension, il doit être bien compris que ceci n'a été indiqué qu'à titre d'exemple et que la théo- rie du fonctionnement est analogue en tous points pour une augmentation de ten- sion, au lieu d'une diminution.
La figure 3 représente une variante de la figure I comportant l'emploi d'une résistance additionnelle 37,connectée entre le point de jonction
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38, sur le conducteur 16 et la borne du haut de la résistance 22.
Cette résistance additionnelle 37 est de grande valeur et elle agit pour produire la tension de polarisation désirée aux bornes des ré- sistances 20 et 22, indépendamment des conditions de fonctionnement des triodes 13,14. Cette variante de la figure 3 permet le maintien d'une tension continue constante aux bornes des résistances 20,22, indépendamment du courant continu traversant les triodes 13 et 14.
Quand la résistance 37 est utilisée, une résistance de charge sépa- rée 39 est de préférence employée entre la sortie des triodes et le point de connexion 38.
Bien que les principes de l'invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des appareils particuliers, et une varian- te particulière desdits appare¯ls, il doit être bien compris que cet- te description n'a été faite qu'à titre d'exemple et n'est nullement limitative de la portée de l'invention.