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"INSTALLATION DE TRANSMISSION ET DE RETARD DE SIGNAUX D'ONDES"
L'invention concerne les installations de transmission et de retard des signaux d'ondes qui comportent plusieurs élé- ments de signaux répartis dans une bande de fréquence. Des ex- emples courants du type des signaux considérés sont les pulsa- tions à ondes de forme rectangulaire ou carrée et l'invention est décrite en tant que s'appliquant particulièrement à la transmission de ces signaux.
Il existe des installations connues de transmission de signaux de pulsations en forme d'ondes avec un retard donné.
Dans le cas général, ce retard est obtenu en appliquant la pul- sation aux bornes d'entrée d'un réseau se composant d'inductan- ces en série et de condensateurs en dérivation de façon à imi- ter une ligne de transmission. On sait que le retard de trans- mission provoqué par ce réseau est déterminé par son inductance totale et sa capacitance totale, de sorte qu'en choisissant
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d'une manière appropriée les éléments du réseau, on peut obte- nir à sa sortie une pulsation avec le retard qu'on désire par rapport à la pulsation appliquée. Il est donc évident que ce réseau peut servir dans le cas où il suffit de faire subir un retard à la transmission des signaux.
Dans d'autres applications des installations à retard analogues, un signal de commande est transmis dans le réseau et est recueilli en deux points espacés de prise de courant, en permettant ainsi d'obtenir deux tensions de commande se suc- cédant à des instants choisis. -Une des tensions de commande est transmise à l'électrode de commande d'un tube d'un multi- vibrateur ou d'un circuit dit "flic-flac", de façon à engendrer une pulsation et l'autre tension est transmise à l'autre tube du multi-vibrateur, pour faire cesser la pulsation engendrée.
Dans cette application, l'intervalle de temps entre les deux tensions de commande détermine la durée de la pulsation de sortie du multi-vibrateur en permettant de rendre la durée de la pulsation indépendante du signal de commande appliqué au réseau à retard.
Les installations précitées, ainsi que la plupart des applications des réseaux à retard, fonctionnent d'une ma- nière satisfaisante tant que la durée du retard est relative- ment courte et que la distorsion propre aux réseaux à retard ordinaires est comprise entre des tolérances acceptables de l'ensemble de l'installation. Mais lorsque les retards doivent être excessifs, les pertes et la distorsion provoquées par les réseaux précités peuvent devenir trop grandes. Les pertes sont dues principalement à l'affaiblissement total qui augmente avec la durée du retard du réseau tandis que la distorsion résulte de la caractéristique de décalage de phase-fréquence qui, dans la forme de construction ordinaire, n'est pas linéaire dans la
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bande de fréquence représentée par des pulsations à ondes de forme carrée.
Ces deux causes peuvent dénaturer le signal transmis au point d'empêcher d'obtenir un signal de sortie u- tilisable, surtout lorsque les dimensions physiques du réseau doivent être aussi faibles que possible, ou que la forme de l'on. de du signal retardé doit être exactement semblable à celle de la pulsation appliquée.
Quoiqu'on puisse construire des réseaux à retard dont l'affaiblissement et la distorsion de phase sont minimum, l'a- mélioration à cet égard n'est obtenue qu'au prix de la simpli- cité de la construction. Il peut arriver que la construction d'un réseau ainsi amélioré, pour certaines installations, ne soit pas économiquement possible.
Un des objets de l'invention consiste dans une instal- lation nouvelle et perfectionnée de transmission des signaux à ondes de forme rectangulaire avec de très longs retards, tout en obtenant un signal de sortie retardé à peu près complè- tement identique au signal appliqué.
L'installation suivant l'invention servant à transmettre un signal à ondes de forme déterminée, comprenant plusieurs é- lements de signaux répartis sur une bande de fréquence, et ser- vant à retarder le signal d'un intervalle de temps donné, com- porte un réseau à retard avec caractéristique discontinue de transmission des signaux dans la bande de fréquence précitée et avec un retard total au moins approximativmment égal à l'in- tervalle de temps donné précité. L'installation comporte des dispositifs appliquant le signal au réseau, ainsi que des dispo- sitifs tirant du réseau un signal retardé dont l'onde a une for- me dénaturée due au manque d'uniformité de sa caractéristique de transmission des signaux.
De plus, l'installation comporte un dispositif de reconstitution des signaux permettant d'obte-
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nir un signal de sortie sensiblement identique au signal appli- qué au réseau à retard et un dispositif permettant d'utiliser le signal retardé dénaturé provenant du réseau à la commande du dispositif de reconstitution.
L'invention est facile à comprendre d'après la descrip- tion détaillée qui en est donnée ci-après, avec le dessin ci- joint à l'appui, qui représente schématiquement une installati- on suivant l'invention servant à transmettre et à retarder un signal comportant plusieurs éléments de signaux répartis dans une bande de fréquence, tel qu'une pulsation de forme rectangu- laire ou carrée.
L'installation représentée sur le dessin peut être con- sidérée comme étant une portion d'un groupe décodeur. Cependant, l'invention n'est pas limitée à son application à un groupe dé- codeur, mais peut être appliquée d'une manière générale à tou- tes les installations dans lesquelles on désire transmettre des signaux avec des retards extrêmement longs ou conserver la forme des ondes des signaux retardés. Le dessin représente l'application de l'invention à une installation générale de transmission et de retard des signaux d'ondes.
Ainsi qu'on peut le voir, l'installation comporte un premier réseau à retard 10, se composant d'inductances 11 en série et de condensateurs intermédiaires en dérivation 12.
Physiquement, le réseau peut être construit en enroulant un conducteur approprié sur un noyau conducteur, de façon à former un enroulement allongé ou réparti. Il est souvent avantageux d'intercaler, dans cette forme de construction ordinaire, un manchon en une matière isolante appropriée entre le noyau con- ducteur et l'enroulement. Les inductances 11 du réseau ainsi obtenu sont formées par l'inductance répartie de l'enroulement, tandis que les condensateurs 12 sont formés par la capacitance
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qui s'établit entre l'enroulement et le noyau conducteur. Cet- te forme de construction a l'avantage de donner au réseau des dimensions physiques très faibles.
Le retard total provoqué par ce réseau peut être déterminé en choisissant d'une manière ap- propriée le diamètre du noyau, le nombre de tours par unité de longueur de l'enroulement, l'épaisseur de l'isolement entre l'enroulement et le noyau et d'autres facteurs du même ordre.
Ce réseau est du type non équilibré et le noyau conducteur est connecté à la terre.
Le réseau comporte des bornes d'entrée 13 auxquelles peut être appliqué le signal qu'on désire transmettre avec un certain retard. Il comporte aussi des bornes de sortie 14 ser- vant à tirer du réseau un signal retardé. Une résistance termi- nale 15 est connectée de préférence aux bornes de sorties et sa valeur est choisie par rapport aux circuits accouplés aux bornes de sortie, de façon à former une terminaison non réflé- chissante; c'est-à-dire que la valeur de la résistance 15 est choisie de façon que l'extrémité de sortie du réseau 10 se ter- mine par son impédance caractéristique.
L'installation considérée comporte également un disposi- tif de reconstitution des signaux, ou amplificateur, et disposi- tif de reformation des ondes, 20, qui peut avoir diverses formes.
Il peut consister, par exemple, en un générateur de signaux commandé engendrant un nouveau signal ou comporter plusieurs é- tages d'amplification et de reformatmon faisant prendre à un signal appliqué une forme d'onde choisie d'une manière connue.
Pour simplifier, le dispositif de reconstitution a été représen- té sous forme de générateur indépendant de signaux qui fonction- ne sous l'action d'un signal de commande appliqué, de façon à engendrer un signal de sortie sensiblement identique au signal appliqué aux bornes d'entrée 13 du réseau à retard 10. Ce géné- @
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rateur a la forme d'un oscillateur de blocage qui comporte une portion 21a d'un tube duo-triode.
Les cathodes de ce tube sont connectées à la terre et leurs anodes sont connectées entre el- les par l'intermédiaire d'un premier enroulement .22 d'un trans- formateur de pulsations à une source de courant spatial désignée par +B.L'électrode de commande de la portion de l'oscillateur est connectée par l'intermédiaire d'un second enroulement 23 et d'un réseauretard 24 à une source de tension de polarisation désignée par -Ec. La forme de construction générale du réseau 24 peut être la même que celle du réseau 10. Son extrémité d'en- trée se termine par son impédance caractéristique représentée par la résistance 25 et son extrémité de sortie est effective- ment en circuit ouvert comme l'indique sa terminaison capaciti- ve 26.
Les paramètres du réseau 24 sont choisis de façon que le retard dans un sens entre les extrémités d'entrée et de sortie corresponde à la moitié de la durée du signal qu'on désire faire engendrer par l'oscillateur de blocage.
La portion 21b du tube duo-triode sert de tube répéteur ou déclencheur pour commander le fonctionnement de l'oscilla- teur de blocage par le signal retardé de sortie du réseau 10.
A cet effet, l'électrode de commande de la portion 21b du tube est connectée par l'intermédiaire d'un condensateur 27 et d'une résistance de grille 28 aux bornes 14 du réseau. Un troisième enroulement 29 du transformateur de pulsations accouple le cir- cuit de sortie de l'oscillateur aux électrodes d'entrée d'un tube à sortie de cathode ordinaire consistant en un tube triode à vide 30. Le couplage avec les électrodes d'entrée de ce tube comporte un condensateur 31 et une résistance de grille 32.
L'anode du tube 30 est connectée directement à une source de cou- rant spatial +B, tandis que sa cathode est connectée à la terre par l'intermédiaire d'une impédance de charge 33. Le signal de
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sortie du dispositif de reconstitution 20 décrit ci-dessus est tiré de l'ipédance de cathode 33 et peut être appliqué à un circuit d'utilisation, non représenté, comme l'indique la flè- che 40. Mais si on désire obtenir un retard de la transmission, outre celui qui est provoqué par le réseau 10, on applique le signal de sortie du dispositif de reconstitution 20 à des ré- seaux à retard et à des dispositifs de reconstitution supplé- mentaires.
La forme de réalisation spéciale représentée comporte un second réseau à retard 41 et un second dispositif de recons- titution 42 qui sont respectivement construits de la même ma- nière que les éléments 10 et 20. On peut obtenir un second si- gnal de sortie de l'installation, comme l'indique la flèche 43.
Si on considère le fonctionnement de l'installation re- présentée sur le dessin, on suppose que des pulsations de si- gnalisation de forme carrée sont appliquées avec une polarité positive aux bornes d'entrée 13 du réseau à retard 10 et doivent être obtenues après un retard égal à celui de ce réseau seul.
En d'autres termes, la description initiale du fonctionnenent ne tient pas compte des éléments 41 et 42. Etant donné que les signaux à ondes de forme rectangulaire, peuvent être analysés et considérés comme se composant d'une série considérable d'é- léments de signaux répartis sur une bande de fréquence de lar- geur correspondante, il est évident que ce signal ne peut être transmis sans distorsion de phase, ni dénaturation de sa forme d'ondes que si la caractéristique de décalage de phase du ré- seau à retard 10 est linéaire et que si ce réseau ne comporte pas d'affaiblissement appréciable-.
Tel n'est généralement pas le cas, surtout lorsque le réseau à retard est construit sous la forme habituelle décrite ci-dessus, dans laquelle les spires- de l'enroulement réparti sont très voisines l'une de l'autre pour
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économiser la place. Cette forme de construction du réseau don- ne lieu à une distorsion de phase, car on peut démontrer que la caractéristique de fréquence et de décalage de phase n'est pas linéaire dans la bande de fréquence considérée.
Il compor- te aussi par lui-même un certain degré d'affaiblissement et ces deux facteurs ont pour effet de donner au réseau une caracté- ristique non-uniforme de transmission des signaix. Dans les con- ditions choisies, les valeurs correspondantes de l'inductance totale et de la capacitance totale du réseau 10 sont choisies de façon que le retard qu'il provoque soit au moins approxima- tivement égal au retard de la transmission de signaux qu'on dé- sire obtenir.
La pulsation appliquée aux bornes d'entrée 13 est trans- mise à l'autre extrémité du réseau 10 et apparaît aux bornes de sortie 14 sous forme d'endos de forme dénaturée et avec un re- tard égal au retard dans un sens du réseau. La tension de sor- tie retardée ainsi obtenue rend conductrice la portion de déclen- chement 21b de la duo-triode, qui est normalement maintenue à l'état de coupure du courant anodique par la source -Ec. Le cou- rant passant dans la portion 21b du tube applique une pulsation de commande par l'intermédiaire des enroulements 22 et 23 du transformateur à l'électrode de commande de l'autre portion ?,la et met en train un cycle de fonctionnement de l'oscillateur de blocage.
Lorsque le courent passe dans la portion 21a de l'osc- illateur, un signal de pulsations en forme d'ondes de polarité négative prend naissance dans le circuit de grille et est appli- qué à l'extrémité d'entrée du réseau à retard 24. Ce signal rencontre la terminaison réfléchissante en circuit ouvert repré- sentée par le condensateur 26 et revient à l'extrémité d'entrée du réseau 24 avec la même polarité. Il s'ajoute à la. tension de polarisation appliquée par la source -Ecde façon à bloquer le
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passage du courant dans la duo-triode et à terminer-le cycle de l'oscillatenn. Pendant ce cycle de fonctionnement de l'oscil- lateur de blocage, celui-ci engendre une seule pulsation de sor- tie de forme sensiblement rectangulaire.
Le retard du réseau 24 est choisi de façon à rendre la durée de cette pulsation égale à celle de la pulsation appliquée au début aux bornes d'entrée 13 du réseau 10 et, par suite, le signal de sortie de l'oscilla- teur de blocage est sensiblement identique à la pulsation appli- quée à l'entrée de l'installation. Ce signal de sortie de l'osc- illateur de blocage est transmis par le tube à sortie de cathode 30 et peut être transmis, comme l'indique la flèche 40, à un circuit d'utilisation approprié. Par conséquent, les éléments 10 et 20 de l'installation représentée, fonctionnant dans les conditions supposées, transmettent un signal appliqué aux bornes d'entrée 13 et engendrent à la sortie-du tube à sortie de catho- de 30 un signal qui est sensiblement identique à la pulsation appliquée.
Mais ce signal de sortie du tube à sortie de cathode 30 est retardé par rapport à la pulsation initiale de l'inter- valle de temps voulu, qui correspond approximativement au retard de transmission entre les bornes d'entrée et de sortie du ré- seau 10.
Lorsqu'on désire obtenir des retards particulièrement longs, on emploie aussinles éléments supplémentaires 41 et!2 de l'installation représentée. Lorsqu'on emploie l'installation entière, le retard total provoqué par les divers réseaux à re- tard ensemble 10 et 41 est égal au retard qu'on désire obtenir dans la transmission des signaux.
En peu de mots, le fonctionnement de l'installation en- tière est le suivant. Un signal à ondes de forme carrée appliqué aux bornes d'entrée 13 du réseau 10 apparaît avec un retard don- né aux bornes de sorties 14 et est appliqué sous forme de signal
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de commande au premier dispositif de reconstitution ou généra- teur 20. Le signal de sortie du générateur 20, qui est sensible- ment identique à la pulsation appliquée au réseau 10 est-transmis ensuite aux bornes d'entrée du réseau à retard suivant 41.
Le signal retardé de ce réseau commande le dispositif de reconsti- tution final 42, qui fait passer dans son circuit de sortie le signal de sortie final de l'installation qui est une image du signal appliqué au début a.u réseau 10, mais est retardé par rap- port à lui du temps total qui correspond au retard total des réseaux en cascade.
Certains avantage de l'installation décrite apparaissent immédiatement. En premier lieu, elle permet d'utiliser des ré- seaux à retard de construction ordinaire, mê'ne avec leurs carac- téristiques propres non-uniformes de transmission des signaux, tandis qu'en même temps on obtient un signal retardé de sortie qui peut-être une image du signal initial. Ce qui veut dire que le retard d'un réseau quelconque, tel que 10, peut être assez long pour modifier notablement la forme des ondes de son signal de sortie. Mais tant que la tension de sortie du réseau 10 est suceptible de mettre en train un cycle de fonctionnement du. gé- nérateur 20, la pulsation retardée de sortie de l'installation est reconstituée et a une forme d'onde convenable.
Lorsque la forme des ondes n'a pas une importance spéciale et qu'il s'agit seulement d'obtenir un délai très long, le dispositif final de reconstitution 42 est inutile. Dans ce cas, le dispositif 20, interfalé entre les réseaux 10 et 41, engendre d'une manière ef- ficace le signal transmis par la. première portion du réseau 10, rétablit son intensité et sa forme d'onde et l'applique à la portion suivante 41. Cet étage intermédiaire de reformation et d'amplification permet de rendre très long le retard total pro- voqué par les réseaux 10 et 41, par rapport aux retards qu'on
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peut obtenir d'habitude en se servant des réseaux du type con- sidéré.
Il a été dit au cours de la description de l'installa- tion représentée que les retards des réseaux sont approximative-, ment égaux au retard qu'on désire obtenir dans la transmission des signaux. On constate qu'il peut exister un certain retard dans le démarrage de l'oscillateur de blocage sous l'action de la pulsation appliquée par la portion de réseaunprécédente. Ce retard, s'il existe, peut servir à. calculer le retard total de l'installation.