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Amplificateur haute fréquence sans distorsion.
Cette invention se rapporte à des amplificateurs à haute fréquence et en particulier à des connexions de circuits destinas à des amplificateurs à haute fréquence utilisant des lampes à point d'annulation éloigné.
Dans les amplificateurs à haute fréquence employant des lampes à point d'annulation éloigné, dans des conditions norma- les de fonctionnement, on a constaté que la réponse est non-li- néaire quand on porte la courbe du gain pour l'entrée de la porteuse en fonction de la sortie de la porteuse. Ceci provo- que une distorsion considérable de l'enveloppe de modulation de l'onde porteuse, qui est particulièrement perceptible pour des taux élevés de modulation et pour des niveaux élevés de l'entrée de la. porteuse. La distorsion est due à la propriété inhérente aux caractéristiques de fonctionnement des lampes et non au cal-
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cul défectueux de composantes du circuit.
En choisissant le point de fonctionnement à une valeur appropriée du courant anodi- que, la sortie résultante devient complètement asymétrique qu?nt à l'enveloppe de modulation. Afin de corriger ce désavanta- ge inhérent, il est proposé, suivant cette invention, d'introduire un couplage en retour inverse de caractère tel qu'il maintienne le courant anodique moyen de la lampe substantiellement constant dans le cycle basse fréquence, en d'autres mots, d'empêcher la. variation du courant anodique au rythme acoustioue de la modula- tion. Si on tolère le variation du courant anodinue, la distor- sion résultante est équivalente à une détection partielle dans les étages à haute fréquence.
Dans les amplificateurs à haute fréquence, une des exigences primordiales pour l'amplification fidèle est qu'il n'y ait pas de détection ou de redressement de la composante de modulation du signal.
Un but de l'invention est d'empêcher la distorsion de l'enveloppe de modulation de l'onde porteuse, qu'on rencontre autrement lors de l'emploi de lampes à point d'annulation Aloi- gné dans des amplificateurs haute fréquence.
Un autre but de l'invention est d'empêcher la distorsion de l'enveloppe de modulation de l'onde porteuse par des amplifica- teurs haute fréquence utilisant des lampes à point d'annulation éloigné quand ils fonctionnent à des taux de modulation élevas.
Un but encore de l'invention est d'empêcher la distor- sion de l'enveloppe de modulation de l'onde porteuse par des am- plificateurs haute fréquence utilisant des lampes à point d'annu- lation éloigne quand ils fonctionnent à des niveaux élevés de la tension d'entrée de la porteuse.
Un autre but de l'invention est d'empêcher pratinuement une détection même partielle du signal de modulation quand il passe dans un amplificateur à haute fréquence utilisant des lam- pes fonctionnant avec un point d'annulation éloigné.
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D'autres buts de l'invention ressortiront de la descrip- tion suivante faite avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig.1 est un schéma général et la fig.2 un schéma détaillé d'un système de transmission par fil d'un courant por- teur, qui renferme un amplificateur baute fréquence appliquant les principes de l'invention; la fig.3 est un ensemble de courbes utiles à l'explica- tion de certaines particularités de l'invention.
Le système que montrent les fig.l et 2 et qui sert d'exemple d'exécution de l'invention, est un système de communi- cation à fréquence porteuse qui utilise seulement un seul canal pour le fonctionnement "simplex".
Les systèmes du type ci-dessus peuvent comporter divers centres ou stations de communication nui sont équipés chacun d'un Metteur et d'un récepteur. Cornue une seule voie de commu- nication est dispoinble, l'émetteur aussi bien que le récenteur doivent fonctionner sur la même fréquence porteuse. Ceci prsen- te un problème difficile pour éviter l'interaction entre l'émet- teur et le récepteur qui sont situés à la même station et qui doivent chacun être au même moment rapidement disponibles pour le fonctionnement à une cadence rapide lorsque la communication est établie entre deux stations situées à distance.
En d'autres mots, quand à la. station A, l'opérateur parle à la station B, l'émetteur de A doit fonctionner tandis que le récepteur de A doit être inopérant. D'autre part, à la station B le récepteur doit fonctionner et l'émetteur doit être inopérant. Au moment suivant, lorsque l'opérateur de B désire répondre à A, l'ordre doit être inversé et le récepteur de A doit entrer en service tandis que l'émetteur doit être silencieux, non seulement quant à la modulation comprenant la parole de l'opérateur de la sta- tion A mais également quant à la fréquence porteuse, étant donné qu'il ne peut pas y avoir deux porteuses au même moment.
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Le fonctionnement d'un système de ce type présente di- verses autres ratifications qui seront exposées en détail ci-après.
Il suffit de dire qu'autrefois de tels systèmes requéraient des réalisations étudiées de commutation afin que la communication puisse avoir lieu.sans beaucoup de perte de temps, de la même façon que, per exemple, par une simple ligne télénhonique, Ces systèmes de commutation utilisaient un nombre considérable de relais et d'autres commutateurs récanisues de trensfert afin de faire permuter les circuits de réception et de transmission et d'effectuer l'alimentation des différents élémente (les circuits.
De:; relais présentent le désavantage inhérent de possé- der de l'inertie mécanique. En outre, des difficultés résultent des contacts mobiles par les crachements et cliouetis qui, dans le^ systèmes considérés ici, contrecarrent sérieuse' ent un fonc- tionnevent régulier.
Dans les systèmes antérieurs, la commutation principale nécessitait l'emploi de commutateurs de passage qui devaient être actionnés manuellement pour passer du fonctionnement d'émission à celui de réception et vice et versa. Dans de tels systèmes, les deux circuits d'entrée et de sortie de l'émetteur et du récepteur se terminaient à des contacts du commutateur. La, nécessité d'avoir ces circuits alternativement connectas ov interrompus constitue un. sérieux désavantage.
Ce fonctionnement était sueleue peu amé- lieré en terminant les circuits à des enroulements hétérogènes qui nécessitaient un équilibrage soigneux et difficile des ré- seaux d'entrée et de sortie.
Le système actuel a pour objet principal le fonctionnement automatioue en "simplex" sans aucun des désavantages susmention- nés, en fournissant des dispositifs électroniques pour condi- tionner automatiquement les divers circuits pour leur fonction opérante ou inopérante, comme le demande l'emploi normal du système.
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Une caractéristicue particulière de ce système est ou'il supprime la nécessité d'employer des systèmes de commutation mé- canioue de n'importe quelle forme.
Un autre avantage offert par le système de communication suivant cette invention est que les enroulements hétérogènes ter- minant le circuit sont montés avec celui-ci et nue les circuits termines auparavant de la sorte peuvent être connectas directement ensemble.
Une caractéristique additionnelle d'importance primordiale du système réside dans le taux accru d'échange de communication par une voie unique, grâce à la fourniture de circuits électro- niques de commande présentant des constantes de temps de fonc- tionnement inférieures au temps syllabique de la parole humaine.
Le système trouve une utilité particulière dans le com- muni cation par courant porteur qui utilise des lignes d'énetgie comme moyen de conduction du courant à fréquence porteuse d'un centre de communication à l'autre. Dans de tels systèmes, le fonctionnenient à fréquence unioue est particulièrement avantageux parce qu'il simplifie l'équipement et fait un emploi complet' des facilités limitées qu'offre une ligne d'énergie pour la conduc- tion de courant à fréquence porteuse.
C'est pour cette raison que le système est intitulé et décrit comme un système à courant porteur bien que cela n'implique aucune limitation et qu'il n'y ait aucune différence de l'arrangement général de base des cir- cuits, oue l'énergie haute fréquence transmise soit transportée par des fils ou soit émise dans l'éther.
La ligne d'énergie est indiquée par les conducteurs 1, 2, et a et peut être une ligne à courant continu ou une ligne à courant alternatif biphasé ou triphasé. La. fréquence porteuse est imprimée en supplément à une paire de lignes représentéesici par ?, et ?;, au moyen d'un système de couplage utilisant des condensa- teurs 4, 5, 6 et 4', 5', 6' en série afin de réduire à un mini- mum l'arrêt inopiné de la haute tension de la ligne d'énergie.
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Ces condensateurs présentent une impédance plèvre vis-à- vis de la fréquence de l'énergie et une impédance comparativement faible vis-à-vis de la fréquence porteuse. Une réactance haute frécuence 7 se trouve en série avec les condensateurs 4, 5, 6 et se termine à la masse; de même, une réactance h?ute fréquence 7' se trouve en série avec les condensateurs 4', 5' et 6'. Ces réac- tances ont pour but d'obtenir une impédance relativement élevée vis-à-vis de la fréquence porteuse à transmettre. Une unité d'accord de ligne est insérée entre le circuit de couplage et l'émetteur et est représentée ici sous forme schématique, afin d'adapter l'impédance de la ligne au circuit de sortie de l'émetteur.
L'émetteur et le récepteur sont représentés par un seul croquis puisoue l'invention permet l'interconnexion perma- nente de ces unités ainsi qu'on le verre plus loin et tous les deux sont liés de façon permanente à l'unité d'accord de ligne.
Les blocs T et T' indiquent les appareils téléphoniques reliés à l'émetteur et au récepteur. Les autres unités de la fig.l, représentant chacune un centre de communication, sont identi- ques à celle qui vient d'être décrite. Leurs composantes si- milaires sont repérées par des références identiques.
En se référant à la fig.2, les éléments essentiels du circuit d'un émetteur-récepteur complet y sont représentés sous une forme simplifiée. On peut appliquer les nouveaux circuits électroniques de commande à tout type de récepteur et d'émetteur.
Afin de simplifier, les composantes du circuit de 1' metteur comprennent tous les éléments essentiels pour une unité complète de fonctionnement. De même, on a choisi dans le récepteur un circuit simple à haute fréquence accordée. On n'a 'cas désir apporter une limitation en représentant ces circuits qui peuvent être modifiés suivant les circonstances afin d'avoir plus de sélectivité en incluant d'autres circuits accordés ou en em- ployant un récepteur du type superhétérodyne. Semblablement, dans l'émetteur on peut employer d'autres types d'oscillateurs ou \
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de modulateurs bien connus en technique, afin de maintenir n'im- porte quelle caractéristique souhaitée de transmission.
Des dispositions sont prises pour que le système fonctionne comme suit:
1) quand des signaux doivent être transmis, pour rendre le récepteur inopérant pour la tension de sortie complète de l'émetteur, avant et pendant la transmission de la porteuse
2) pour libérer le bloc récepteur après que la transmis- sion de la porteuse a cessé, encore assez tôt pour recevoir le début de la partie suivante de la conversation qui arrive.
3) pour rendre l'émetteur inopérant au moyen du signal reçu avant l'arrivée de celui-ci à l'appareil récepteur et durant l'intervalle de réception.
4) pour supprimer le blocage de l'émetteur après que la réception est terminée, assez tôt pour empêcher la perte d'une partie de la conversation suivante.
D'autres particularités du fonctionnement grâce auxquelles les exigences ci-dessus peuvent être satisfaites sont la carac- téristique de succession de temps du système de commande et une succession de niveaux fournissant une réduction complémentaire de la constante de temps du fonctionnement. Cela sera complète- ment décrit en rapport avec le circuit que représente la fig.2.
Les composantes enfermées par un rectangle en ligne pointillée représentent l'appareil récepteur, celles qui sont dans un autre carré, le circuit de transmission de la fréquence du signal ainsi nu'une partie du circuit de commande de l'émet- teur, tandis que celles qui se trouvent dans un troisième carré représentent les composantes principales de l'émetteur. Un micro- téléphone manuel unique 8 est prévu pour la transmission et la réception de signaux et est relié, par une ligne téléphonique com- prenant des conducteurs 9 et 10 en série avec la source de ten- sion microphonique habituelle représentée par la batterie 11, au circuit d'entrée de l'émetteur et au circuit de sortie du récep- teur. Ces deux circuits sont donc reliés de façon permanente l'un
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à l'autre par les lignes téléphoniques 9 et 10.
De même, le cir- cuit d'entrée du récepteur et le circuit de sortie de l'émetteur sont reliés de façon permanente l'un à l'autre par des conducteurs 11 et 12 qui aboutissent finalement à l'unité d'accord de ligne représentée sur la fig.l. Avant de discuter le circuit, on peut mentionner ici ou'une interconnexion permanente de ce genre n'aurait pu être effectuée auparavant par suite de l'interaction qu'un ;metteur aurait eue avec un récepteur et vice-versa, provo- quant une oscillation importante du système entier dite "chant" dans la pratique téléphonique. De nombreux relais et commutateurs devaient être utilisés pour transférer les lignes téléphoniques 9 et 10 ainsi que les conducteurs d'entrée et de sortie 11, 12 aux circuits en fonctionnement.
Le récepteur comporte, dans un arrangement normal de circuit, les lampes à vide 13, 14 et 15 où la lampe à vide 13 remplit la fonction d'une amplificatrice de la fréquence por- teuse ayant son circuit d'entrée, entre la grille 16 et la ca- thode 17, connecté aux conducteurs 11 et 12 par un système de couplage convenable.
La présente invention d'amplificateur à haute fréquence sans distorsion est appliquée à la lampe 13 et comprend la com- binaison d'éléments de découplage résistants capacitifs et inductifs 25, 26 et 27 dans le circuit cathodique de la lampe 13. La lampe 13 reçoit une entrée à porteuse modulée d'un trans- formateur 18 qui est accordé par le condensateur 19 et d'un circuit accordé en série comprenant l'enroulement primaire 20 du transformateur 18, un condensateur série 21 et un enroulement secondaire 22 du transformateur d'entrée 23. L'enroulement pri- maire 24 de ce dernier est relié directement aux conducteurs 11 et 12.
On a représenté la lampe à vide 13 comme étant une ampli- fica.trice de tension par pentode prenant des tensions d.e fonc- tionnement à une source figurée ici par la. batterie 28. En se réfé. rant au réseau susmentionné dans le conducteur cathodique, l'in-
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ductance 27 est une réactance qui présente une impédance rela- tivement élevée pour les fréquences de modulation tandis que sa résistance ohmique est de valeur telle qu'elle fournira une chute de tension convenable pour la polarisation de grille. Il est souhaitable que l'inductance 27 soit du type à noyau magné- tique afin de fournir aisément l'inductance élevée que requiert la plupart des services.
En d'autres mots, la polarisation de grille est obtenue par la résistance ohmiaue inhérente à la bobine d'arrêt 27. Si la bobine d'arrêt ne présente pas une ré- sistance ohmique de valeur suffisamment élevée, on peut insérer une résistance en série avec elle. D'autre part, si la valeur chmique de l'inductance 27 est trop élevée, ce qui provoque une polarisation excessive de la grille de la lampe, on peut insérer une batterie compensatrice entre la ruasse et le retour de grille avec une polarité telle qu'elle fournisse une polari- sation convenable afin de contrecarrer la polarisation négative produite par la résistance ohmique élevée.
Supposons oue nous ayons l'inductance convenable 27 pourvue de la résistance ohmique de valeur nécessaire pour qu'aucune batterie de polarisation auxiliaire ne soit nécessaire. En parallèle avec l'inductance 27, nous avons la résistance 25 qu'on choisit d'une valeur légèrement inférieure à la réactance de l'inductance pour la fréquence mi- nimum de modulation. Le condensateur 26 se trouve en parallèle avec les éléments décrits ci-dessus et a une valeur telle au'il laisse passer effectivement la fréquence porteuse mais présente une impédance plus élevée que la résistance 25 vis-à-vis de la fréouence de modulation.
Il est important que ces valeurs soient choisies soigneusement afin d'obtenir le fonctionnement amélioré de l'amplificateur. On peut obtenir les résultats les meilleurs quand le réseau comprenant la résistance 25, l'inductance 27 et le condensateur 26 est fortement résistant dans la gamme de
EMI9.1
fr4cjvencefacovstiaves.
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En décrivant le fonctionnement d'un amplificateur, il fa.ut s'en référer à la fig.3 qui représente au moyen de courbes la sortie de la porteuse par rapport à la tension de la porteuse d'entrée ainsi que la varia.tion du courant anodique dans un am- plificateur normal. Des recherches ont montré oue si on maintient le courant anodioue pratiquement constant, la courbe de réponse de la porteuse de sortie perd son incurvation indésirable et approche de très près de la linéarité dans une large gamme de tensions de la porteuse d'entrée. Le problème consiste par con- séquent à trouver des dispositifs grâce auxquels le courant anodi- que peut être maintenu effectivement constant dans le cycle basse fréquence.
En d'autres mots, on devrait maintenir invaria- ble le courant anodique moyen durant le rythme de modulation de variation de la tension de la porteuse. En se référant de nouveau à la fig.2, ceci est réalisé par le circuit de couplage inverse en retour dans la cathode de la lampe amplificatrice, de la façon suivante:
La résistance 25, étant un élément non réactif, détermine la tension de grille négative instantanée et tout changement de courant anodique est contre-carré par la polarisa.tion résultant de la chute de tension aux bornes de la résistance 25, par suite du courant anodique.
La fonction de l'inductance 27, comme indiqué plus haut, est de présenter une réactance élevée ux fréquences acoustiaues tout en servant en même temps de shunt par rapport à la résistance continue effective. D'autre pa.rt, le condensateur 26 n'influencera pas la valeur de la résistance continue de la. combina.ison mais fonctionnera corme un shunt à basse impédance pour le? fréquence porteuse.
On comprendra mieux si nous rappelons de nouveau que le but est de dériver une tension dégénérative de couplage en retour uniquement de la composante à fréquence de modulation du signa l. En conséquen- ce, il faut installer dans le circuit cathodique une impédance élevée pour la fréquence de modulation et une impédance faible
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pour la fréquence porteuse. La valeur élevée de la résistance 25 pour toute fréquence fournit la tension nécessaire de couplage en retour, tandis que le condensateur crée l'impédance faible pour la fréquence porteuse.
La fonction de l'impédance 27 est de constituer un découplage continu convenable pour le circuit normal dans lequel le point de fonctionnement est déterminé uniquement par la chute de tension dans le circuit cathodique.
En l'absence de l'inductance 27, la valeur élevée requise pour la résistance affecterait désavantageusement les tensions de fonc- tionnement. Dans ce cas, une tension de polarisation initiale positive sera nécessaire pour le circuit de grille. En plaçant l'inductance 27 en parallèle avec la résistance 25, la valeur oblique de cette inductance constitue le facteur urincipal de détermination de la tension de polarisation de travail. D'autre part, aux fréquences de modulation, l'impédance élevée du shunt 27 n'affectera pas la résistance résultante du circuit cathodi- que quant à la création de la tension dégénérative requise de couplage en retour.
Revenant à la description détaillée du système de'commu- nication à courant porteur des fig.l et 2, on a choisi des bat- teries pour indiquer les diverses sources de tension auxquelles on prend les tensions statiques de fonctionnement pour les diffé- rentes loupes. De cette façon, on peut fortement simplifier les plans ainsi eue l'explication du fonctionnement du système. Il doit être naturellement bien entendu ou'aucune limitation n'est prévue par ce fait et que toutes ces sources peuvent être rempla- cées dans la pratioue actuelle par des systèmes d'alimentation 3 courant alternatif redressé convenables.
Pour la même raison, on a omis le circuit de filament des lampes car il est bien connu nue ces lampes requièrent des courants de chauffage qui peuvent être pris à toute source appropriée.
La batterie 28 a son extrémité négative reliée aux cô- tés de la cathode 17 qui se termine à la masse; à un point in-
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termédiaire, on prend une tension convenable pour l'électrode de grille-écran 29. L'anode 30 est relire à l'extré@lt positive de la batterie 28, en série avec l'enroulement primaire 31 du transformateur à fréquence porteuse 22 qui est accordé par le condensateur 33. Ceci constitue le circuit de sortie de la lam- pe 13.
L'enroulement secondaire @@ du transformeteur 22 est con- necté à un démodulateur compranent la lampe duo-dicde 14 ayant des anodes 35 et 36 qui sont relises ensemble à une extrémité de 1'enroulement secondaire 34. Ce dernier est également accor- dé par le condensateur 37, La cathode 38 de cette Lampe est re- liée au point de jonction des résistances 39 et 394. La première est la résistance de charge d'une section de la diode, son autre extrémité étant connectée au côte à faible potentiel de l'en- roulement secondaire 34 du transformateur 22 par le conducteur 40 ainsi qu'à la grille de commande 41 de la. lampe à vide 15, par l'intermédiaire du conducteur 42.
Un condensateur 43, insé- ré entre les conducteurs 40 et 39', sert, avec la résistance 39', de filtre de la fréquence de modulation pour le circuit d'entrée de la lampe 15, comme on le décrira à propos du fonctionnement du système. La lampe à vide 15 constitue essentiellement un am- plificateur à courant continu et joue le rôle de la lampe de commande automatique du volume, habituelle dans les circuits récepteurs. Sa cathode 44 est reliée à l'extrémité commune des batteries 45 et 46. La dernière fournit une source de tension de fonctionnement alimentant la grille-écran 47 et l'anode 48 qui a une résistance de charge 49 découplée par un condensateur 50, tandis que la première fournit la tension de polarisation qui est insérée en fait entre la grille 41 et la cathode 44.
L'anode 48 est connectée aussi par le conducteur 51 à la cathode 52 de le., lampe de commande 53. Ceci sera complètement décrit en même temps que le circuit de commande. L'autre partie de la lampe duo-diode 14, y compris la cathode 54, peut être désignée sous le non: de diode du signal ou de détecteur du système alimentant
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la lampe 55 de l'amplificateur de sortie. La connexion de sortie inclut, entre la cathode 54 et le conducteur 40, les résistances de charge 57 et 58, en série.
Leur point de jonction est relié à la grille 56 de la lampe 55 par l'intermédiaire d'un dispo- sitif de couplage comprenant la résistance 59, le condensateur de couplage 60 et le condensateur de filtrage 61 inséré entre le conducteur 40 et le point de jonction de la résistance 59 et du condensateur 60.
Entre la cathode 62 et l'anode 63, de la lampe 55 de l'am- plificateur de sortie se trouve le circuit de sortie comprenant l'enroulement primaire 64 du transformateur de sortie, dont l'en- roulement secondaire 65 est relie à des conducteurs 9 et 10, ainsi qu'à la source de tension anodi@ue sous forme d'une bat- terie 66.
La tension de commande de polarisation du circuit d'entrée de la lampe 55 est obtenue par la batterie 67, par l'intermédiaire de la résistance de charge 68 de la lampe de commande, qui est découplée pour les fréquences du signal par le condensateur 69 et par la résistance de grille 70, le point' de liaison des 2 résistances mentionnées en dernier lieu étant relié à l'an@de 71 de la lampe de commande 72.
Le circuit de commande comprend les lampes à vide 53 et 72, mentionnées plus haut, et la. lampe à vide 73. Le circuit anodique de la lampe à vide 72 a été décrit en partie comme comprenant l'anode 71 et la résistance de charge 68. La. ten- sion de fonctionnement est donc l'autre moitié de le batterie 66, dont l'extrémité négative est reliée à la, cathode 74 oui se trouve également au potentiel de la masse. L'entrée de la lampe de commande comprend la grille de commande 75, la résistance 76 et la batterie de polarisation 77, retournant à la cathode 74.
La grille 75 est égalèrent couplée directement au circuit de sortie de la lampe 73. Ce@lui-ci comprend la résistance 78 et l'anode 79 de la lampe 73 en série avec la résistance 76 et la ' batterie de la source d'alimentation 80 qui retourne à la. cathode
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81. Les résistances 76 et 78 sont de ce fait en série et sont découplées par le condensateur 82. Une prise à tension couven@- hle faite sur la batterie 80 alimente l'lectrode de la grille- écran 83 de la. lampe 73.
Le circuit d'entrée de la lampe de com- mande 7@ inclut le. grille 84, le conducteur 85 et en outre l'en- roulement secondaire :?4 du transformateur haute fréquence 32, retournant par le conducteur 40 et par le conducteur 86 à la batterie 87 de la source de polarisation et à la cathode 81.
L'anode 79 constitue également un point de raccordement entre émetteur et récepteur, le conducteur 88 qui y est connecté se terminant à l'extrémité positive de la batterie 90 de polarisa- tion de l'amplificateur de la fréquence de modulation de l'émet- teu-r.
Une autre interconnexion est installée entre le récepteur et 1'émetteur grâce au conducteur 91 cui relie la cathode 92 de la lampe 53 à l'anode de l'une des lampes decommande de l' met- teur qui sera décrit plus loin. @a lampe de commande 53 est un redresseur duo-diode fournissant, grâce à son cournt d'espace, un chemin vers le circuit d'entrée de la. lampe 13 pour la com- mande automatique du volume dérivée de la lampe 15 et tour la. commande dérivée de l'émetteur par l'intermédiaire du conduc- teur 91.
Les anodes 93 et 92' du redresseur sont reliées en- semble et aboutissent au point de jonction du circuit de retour de grille de la lampe 13, de la résistance 95, du condensateur de découplage 94 et de la batterie de polarisation 96 oui four- nissait la polorisation minimum de commande de la grille 16 de la lampe 13.
Le circuit d'émission comprend les composantes habituel- les suivantes : premier étage amplifiant la fréquence du si- gnal et comprenant la lampe à vide 100, suivi d'un étage de mo- dulation ayant une lampe à vide 101, le générateur d'oscilla- tions comprenant la lampe à vide 102 et l'étage amplificateur final de sortie comprenant la lampe à vide 103. Les autres lampes
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représentent le circuit de commande et seront décrites plus loin.
Le transformateur de couplage 104 alimente l'amplificateur d'entrée et a. son enroulement primaire 105 connecta aux conduc- tours 9 et 10. L'enroulement secondaire 106 constitue le circuit d'entrée 'de la lampe 100 entre la. grille107 et la. cathode 108, en série a.vec la. batterie 109 de la, source de polarisation. Les ten- sions d'anode et de grille-écran sont prises sur la. batterie 110.
L'électrode de grille-écran 111 est découplée par le condensateur 112. Le circuit anodique comprend le transformateur de couplage 113, dont l'enroulement primaire 114 est inséré entre le, borne positive de la batterie et l'anode 115 de la, lampe 100. L'enroule- ment secondaire 116 constitue le circuit d'entrée de la lampe amplificatrice 101, étant connecté à une extrémité à la grille 117 de cette lampe tandis que l'extrémité de retour est reliée, par l'inter@@diaire de la batterie 90 de la, source de polarisa- tion, au conducteur 88 qui aboutit à l'anode 79 de la lampe de commande 73. Le circuit de sortie de la lampe 101 du modulateur comprend l'anode 118, l'enroulement primaire 119 du transforma- teur de couplage 120, la. batterie 121 de tension anodique et la. cathode 122.
L'enroulement secondaire 335 du transformateur 120 alimente l'enroulement primaire 124 du transformateur de modu- lation 125. L'enroulement secondaire 126 de celui-ci se trouve dans le circuit d'entrée de la lampe amplificatrice finale 103 comprenant en série la grille 127, la. résistance 128, l'enroule- ment secondaire 126 et la batterie de polarisation de la¯ grille 129. L'extrémité positive de celle-ci est connectée à la masse, complétant ainsi le circuit allant à. la cathode 130 de la, lampe 103 qui est également reliée à la masse. Le circuit de sortie de la lampe amplificatrice 103 comprend, en série entre la cathode 130 et l'anode 171, la batterie 132 de la. source d.e tension ano- dique et l'enroulement primaire 133 du transformateur de sortie 134,.
Une prise convenable de la batterie 132 est reliée à l'élec- trode de grille-écran 135 qui est découplée par le condensateur
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136. L'enroulement secondaire 137 du transformateur de sortie 134 est relié aux conducteurs 11 et 12.
L'étage oscillateur comprend une lampe à vide 102 du type à grille-écran montée avec un couplage en retour normal.
Sa cathode 138 est reliée à la masse et le circuit de grille renferme l'électrode de grille 139 et la résistance de charge de grille 140 aboutissant à la masse. Le circuit anodirue renferme la batterie d'alimentation 141, la bobine d'arrêt haute fréquen- ce 142 et 1-'anode 143 de la lampe 102. Le couplage entre l'anode et le circuit de grille est réalisé par l'inductance variable 144 dont une extrémité est connectée à la grille 139 et dont l'autre extrémité est connectée à l'anode 143, en série avec le condensateur 145.
Le circuit de 1-'oscillateur contient éga- lement le condensateur 146 en série entre la grille 139 et la masse a.insi que des condensateurs 147 et 148 de répartition de la tension qui sont en série entre la masse et l'extrémité à potentiel élevé de l'inductance variable 144. Le point de jonc- tion des condensateurs 147 et 148 est utilisé pour'coupler l'énergie à fréquence porteuse à la grille 127 de la lampe ampli- ficatrice finale 103 par l'intermédiaire du condensateur de cou- plage et du conducteur 150.
Le circuit de commande comporte 2 branches principales, fonctionnant chacune avec la composante redressée de l'énergie à la fréquence du signal qui est dérivée des 2 rdresseuses-diode 151 et 152 qui sont alimentées par la lampe amplificatrice 153. Une des lampes de commande fonctionne au moyen de 2 sources d'nergie dont l'une est la sortie de la. diode 151 et l'autre est la sortie de l'oscillateur 102, tandis que l'autre lampe de commande 155 fonctionne au moyen de la sortie de la diode 152.
En suivant le circuit, la lampe amplificatrice 153 est alimentée, en même temps que la lampe amplificatrice 101, par l'enroulement secondaire 116 du transformateur de couplage 113, étant donné que son électrode de grille 156 est connectée à la grille 117 de la lampe 101 et la cathode 157 à la cathode 122.
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La source 121 sert également pour la. tension anodioue par le truchement de l'enroulement primaire 158 du transformateur 159 se connectant à l'anode 160. Le transformateur 159 a 2 enroule- ments secondaires 161 et 162. Le premier, dans une réalisation de redressement des 2 alternances, est connecté aux 2 extrémités aux anodes 163 et 163' de la diode 151 tandis que le point mé- dian de cet enroulement retourne à la cathode 164 par l'intermé- diaire de la résistance potentiométrique de charge 165.
La sortie à tension unidirectionnelle est prise au potentiomètre entre la borne de cathode et le balai 166. Cette sortie est fournie à. la grille 167 de la lampe de commande 154 en série avec la bobine d'arrêt haute fréquence 168 et avec la résistance 169, la ca- thode 170 étant reliée au point médian du potentiomètre 165 par l'intermédiaire de la batterie de polarisation 171. La tension anodique pour la lampe de commande 154 est prise à la batterie 172 dont l'extrémité positive est mise à la masse et dont l'ex- trémité négative est connectée à la cathode 170. On obtient la tension de grille-écran par une prise convenable allant à l'é- lectrode de grille-écran 173 et étant découplée par le condensa- teur 174. L'anode 175 se raccorde au conducteur 91 mentionné précédemment lors de la description du récepteur.
Le circuit anodique de la lampe de commande 154 peut être tracé par le conducteur 91, le chemin du courant d'espace de la. diode 53, la résistance 95, la batterie 96 et la masse qui constitue également l'extrémité positive de la batterie 172.
De façon semblable, la seconde diode 152 est alimentée par le transformateur 159 dont l'enroulement secondaire 162 est inséré entre les anodes 176 et 176'. Le point médian en série avec la résistance potentiométrique 177 'est connecté à la cathode 178. La résistance de charge 177 est shuntée par le condensateur 179. Le balai 180 du potentiomètre est connecté à la grille de commande 181 de la lampe de commande 155, retournant à la cathode 182 de celle-ci en série avec la batterie de polarisation de
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grille 183. On prend la tension anodique de la lampe 155 à la batterie 184 dont l'extrémité négative est reliée à la cathode 182 tandis que l'extrémité positive est en série avec la résis- tance de charge 185 et l'anode 186.
La tension de grille-écran est obtenue par une prise appropriée qui se connecte à l'électrode de grille-écran 187. Une partie de la tension de la batterie sert en outre à fournir la tension de travail à une électrode de grille-écran 98 de la lampe 102 de l'oscillateur. Ceci est rén- lisé en réunissant à la masse un point approprié de la batterie 184 et en reliant l'électrode de grille-écran 98 à l'anode 186 par l'intermédiaire d'un conducteur 188. Ceci termine la descrip- tion du circuit. Les diverses phases du fonctionnement du ré- cepteur et de l'émetteur en tant qu'unité complète vont mainte- nant être décrites.
Chaque centre de communication du système renferme un assemblage complet de récepteur, émetteur et circuit de comman- de comme le montre la fig.2, constituant de la sorte une unité de travail dans la chaîne alimentée par la voie de communication.
Supposons qu'on désire envoyer un message de cette station et que le microphone du combiné 8 reçoive des fréquences vocales.
L'énergie à basse fréquence est fournie par le transformateur 104 et est amplifiée par la lampe à vide 100, puis est amplifiée éga- lement par la lampe à vide 101 dont la sortie est fournie au transformateur 125. Cette énergie module alors la fréquence porteuse qui est appliquée à la grille 127 de la lampe 103 par l'intermédiaire du condensateur 149. Cette énergie est ensuite délivrée par des conducteurs 11 et 12 qui, comme le montre la fig.l, sont reliés à l'unité d'accord de ligne par laquelle l'é- nergie est transmise aux lignes de puissance 2 et 3.
En plus de ce rôle, l'énergie à basse fréquence est éga- lement fournie par le transformateur 113 à la grille 156 de la lampe 153 de l'amplificateur de commande. La sortie de celui-ci @ est délivrée au transformateur 159, redressée par les deux diodes
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151 et 152. La tension de sortie de la diode 151 apparaît aux bornes du potentiomètre 165 et est appliquée à la grille 167 de la lampe 154. Cette dernière est normalement polarisée par la batterie 171 au point d'annulation du courant anodique. En même temps, la tension de sortie de la diode 152 apparaît aux bornes du potentiomètre 177 et est appliquée à la grille 181 de la lampe de commande 155.
Cette dernière est polarisée par la. batterie 183 pour un courant de plaque normal en l'absence de signal. La tension entre la cathode 182 et la masse est réglée de telle sorte qu'elle est plus élevée que la chute de tension de la lampe 155 dans la résistance de charge 185 ; de ce fait, est appliquée à la grille-écran 98 de l'oscillateur 102 une tension légèrement négative par rapport à la cathode 138, ce qui empê- che la lampe de l'oscillateur d'engendrer de l'énergie à fré- quence porteuse. Toutefois dès que le signal atteint le trans- formateur 159, la tension apparaissant en 177 deviendra plus négative et annulera le courant anodique de la lampe 155.
De là, la tension entre l'anode 186 et la masse devient positive et la grille-écran 98 sera alimentée normalement, permettant à la lampe 102 d'osciller et par conséquent de produire de l'énergie à fréquence porteuse.
Avant de discuter la fonction de l'autre lampe de com- mande 154 et en examinant le fonctionnement de la lampe de com- mande 155, on voit que la lampe 102 de l'oscillateur a une ten- sion négative appliquée à l'électrode d'écran et est donc em- pêchée d'osciller. D'autre part, les lampes de l'amplificateur du signal se trouvent dans un état d'attente et, dès que la fré- quence du signal apparaît dans le circuit de modulation, la polarisation négative est supprimée à l'électrode d'écran et l'oscillateur devient instantanément opérant. Dès qu'il n'y a plus de fréquence du signal, l'oscillateur redevient inopérant.
La succession des temps du fonctionnement est régie par les cons-¯ tantes du circuit de commande, et il est important aue ces cons-
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tantes aient une caractéristique prédéterminée. Ceci sera ex- plique plus amplement en développant le fonctionnement du circuit.
En même temps que l'alimentation de l'oscillateur pour un état opératoire, la lampe de commande 154 recevra une tension de polarisation à sa grille 167, provenant de la sortie de la diode 151. Cette lampe est polarisée normalement à l'annulation du courant de plaque, par la batterie 171. La tension de com- mande produite par la diode 151 s'opposera à la tension de la batterie 171, permettant le passage du courant anodinue de la. lampe 154 qui circulera depuis la masse à travers la batterie 96, la résistance 95, la diode 53 et l'pnode 175, retournant au côté négatif de la batterie 172.
La tension produite aux bornes de la résistance 95 par le passage du courant applique à la grille de commande 16 de la lampe 13 une polarisation négative suffisant pour rendre l'étage de l'amplificateur d'entrée ino- pérant pour la tension totale de la sortie de 11, ,metteur, la- quelle apparaîtra aux bornes de l'enroulement primaire 24 parce qu'il est connecté également aux bornes des conducteurs 11 et 12.
Le temps nécessaire au blocage du récepteur pour le rendre inopérant est une fonction des valeurs de la résistance 95, du condensateur 94 et de la résistance de plaque de la lampe 154. Le temps nécessaire pour mettre en action la porteuse à la lampe 103 est une fonction des valeurs de la capacité 179, de la résistance 177, de la capacité 99 et de la résistance entre la grille-écran 98 et la cathode 138. Ces valeurs des composantes susmentionnées sont proportionnées de telle sorte que le récep- teur est bloqué dans l'état inopérant avant le commencement de la création d'énergie à haute frécuence par la lampe 102.
En récapitulant sommairement le fonctionnement, dès que le microphone reçoit de l'énergie, des courants à la. fréquence du signal apparaîtront dans l'étage de l'amplificateur du modu- lateur et prod.uiront également, par l'intermédiaire des diodes 151, 152 et de la lampe de commande 153, deux ensembles de ten-
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sions de commande. L'un sert à enclencher la lampe de l'oscilla- teur en service, cette lampe étant normalement dans un état de non fonctionnement, et l'autre tension sert à annuler le courant du premier étage amplificateur du récepteur, qui se trouve normalement dans un état opératoire.
Les fonctions réceptrices d'accomplissent comme suit.
Lors de l'application de la tension à fréquence porteuse aux bornes d'entrée de l'enroulement primaire 24 du transformateur 23, le signal est amplifié par le premier étage comprenant la lampe amplificatrice 13 et est transmis à la lampe 14 du démodu- lateur ainsi qu'à la grille.84 de la lampe de commande 73, par l'intermédiaire du conducteur 85. Le signal émanant du démodula- teur est appliqué à la grille 56 de la lampe amplificatrice 55 grâce à la capacité des résistances de charge 57 et 58 de la section de diode comprenant l'anode 35 et la cathode 54. L'autre diode comprenant l'anode 36 et la cathode 38 produit une ten- sion unidirectionnelle qui est appliquée, par l'intermédiaire de la résistance 39' découplée par le condensateur 43, à la grille 41 de la lampe 15 de la commande automatique du volume.
Le fonctionnement de cette lampe est normal en ce sens qu'une tension accrue de signal produit une augmentation de tension positive à la grille 41, créant un courant anodioue qui a une direction telle qu'une tension négative est appliquée à la ca- thode 52 et que de ce fait la polarisation de la grille de commande 16 de la première lampe 13 de l'amplificateur est réglée. Cornue établi précédemment, le fréquence porteuse est éga- lement appliquée à la grille 84 de la lampa 72. Cette dernière est normalement polarisée au point d'annulation du courant par la batterie 87. Le signal appliqué oblige le courant anodique 80 à traverser les résistances 76 et 78.
L'autre lampe de commande 72 est polarisée par la batterie 77 pour le passage d'un courant de plaque normal qui, tant qu'il est maintenu, a une direction telle dans la résistance 68 qu'il polarise l'otage de sortie du
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récepteur, c'est-à-dire la grille 56 de la lampe 55, au point d'annulation du courant. Lorsnu'une frécuence porteuse aplanît à la grille 84 de la lampe 73, le passage du courant anodique débute; passant dans la résistance 76, ce courant fournira une polarisation négative supplémentaire à la lampe 72, commençant la condition d'annulation du courant, et supprimant par là la polarisation négative de la grille 56 qui résulte du courant anodioue dans la résistance 68.
Ainsi, le récepteur est inopérant quant à son étage de sortie final jusqu'au moment où un signal porteur, soit modulé soit non modulé, est appliqué à la lampe à vide 73. Le déclenchement du courant dans les résistances 76 et 78 a en outre une direction et une grandeur telles nue soit appliquée aux lampes à vide 101 et 153 la polarisation d'annula- ,tion du courant. Le temps nécessaire pour annuler le courant des lampes 101 et 153 est une fonction des valeurs de la capa- cité 82 et de l'impédance anodique de la lampe 73. Le temps re- quis pour libérer la polarisation d'annulation du courent de la lampe à vide 55 dans le circuit de sortie du récepteur, afin de délivrer le signal au récepteur téléphonique 8, est une fonc- tion des valeurs de la résistance 68 et de la capacité 69.
Les valeurs des composantes susmentionnées sont telles que les lam- pes à vide 101 et 153 sont portées à l'état inopérant avant la suppression de la polarisation d'annulation qui maintient la lampe 55 et qui est produite par le passage du courant dans la. résistance 68.
On voit par ce qui précède que le récepteur est bloqué dans un état inopérant avant et pendant la création d'énergie à haute fréquence par l'émetteur. Cette dernière condition est réalisée par le couplage de la grille de l'oscillateur 139 à la grille 167 de la. lampe de commande 154 au moyen de la, capacité 97 qui se connecte au point de jonction de la résistance 169 et de la- bobine d'arrêt 168, ce par quoi une partie de la porteuse est
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fournie à la lampe de commande 154 afin Que le récepteur soit bloque tant que la porteuse est engendrée par l'émetteur.
Lors de la cessation de la fréquence du signal, c'est-à-dire de la fréquence acoustique, la porteuse s'arrête, a.près quoi le récep- teur est ramené à un état de fonctionnement lors de la décharge du condensateur 94 dans la résistance 95. Le récepteur se trouve alors dans un état d'attente et, lors de l'application d'un si- gnal reçu, la création de la porteuse par l'émetteur est empê- chée par le blocage des lampes 101 et 153 avant la fourniture du signal reçu,au téléphone 8 par le récepteur. A la cessation de la porteuse reçue, la. lampe 55 sera bloquée dans un état ino- pérant par la lampe 72 avant ou en même temps ave la restaura- tion de la polarisation normale de fonctionnement aux lampes 101 et 153.
En plus de la succession des temps décrite ci-dessus, on applique également le principe de succession des niveaux, afin d'améliorer les caractéristiques de fonctionnement. Par exemple, le gain à la fréquence du signal entre le téléphone et la grille 167 de la lampe 154 est assez élevé pour bloquer le r4cepteur dans un état inopérant, à un niveau égal ou inférieur à celui requis pour déclencher la porteuse. En outre, les lampes 101 et 153 sont bloquées dans un état inopérant à un niveau du signal égal ou inférieur à celui requis pour actionner l'étage amplificateur final du récepteur, c'est-à-dire la lampe 35.
Si on applique comme décrites ci-dessus les précautions de synchronisation et de succession, il devient possible d'obtenir un fonctionnement automatique commandé complètement par la parole normale, c'est- à-dire en moins due le temps d'une syllable. Une perte de temps entre le début du son d'une parole à l'entrée de l'émetteur et la fourniture de ce son à la sortie du récepteur éloigné peut être rendue inférieure à 10 millisecondes. Expérimentale- ment, on a constaté que cette valeur est absolument négligeable quant à ses effets néfastes sur l'utilité du système. n