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transmission radio-électrique bifilaire
Cette invention se rapporte à des systèmes de communi- cation et plus particulièrement à la communication par fréquence porteuse utilisant une voie unique pour le travail en "simplex".
Des systèmes du type ci-dessus peuvent comporter di- vers centres de communication ou stations comportant chacun un émetteur et un récepteur. Etant donné qu'une seule voie de com- munication seulement est disponible, l'émetteur tout comme le récepteur doivent fonctionner sur la même fréquence porteuse. Ceci pose un problème diffioile pour empêcher l'interaction entre l'émetteur et le récepteur situés à la même station et devant chacun être promptement disponible au même moment pour le fonc- tionnement à une cadence rapide quand une communication est en- voyée entre deux stations situées à distance.
En d'autres mots, quand, par exemple, à la station A 1+opérateur parle à la station
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E, l'émetteur de A doit fonctionner tandis que le récepteur de A doit être inopérant* D'autre part, à la station B le récep- teur doit fonctionner et l'émetteur doit être inopérant. A l'ins- tant suivant, quand l'opérateur de B désire répondre à A, l'or- dre doit être inversé et le récepteur de A doit entrer en fonc- tionnement tandis que l'émetteur doit être silencieux non seule- ment quant à la modulation comprenant la parole de 1+opérateur de la station A mais également quant à la fréquence porteuse, étant donné qu'il ne peut y avoir deux porteuses au même moment.
Le fonctionnement d'un système de ce genre présente diverses autres ramifications qui seront examinées en détail plus loin. Il suffit de dire que de tels systèmes exigeaient aupara- vant des dispositifs bien étudiés de commutation afin que la communication prisse être poursuivie sans grande perte de temps de la même façon que, par exemple, sur une ligne téléphonique ordinaire. Ces dispositifs de commutation utilisaient un nombre considérable de relais et d'autres commutateurs mécaniques de transfert afin de faire la substitution des circuits de trans- mission et de réception et d'effectuer l'alimentation de diffé- rents éléments des circuits. Des relais mécaniques offrent le désavantage inhérent de posséder de l'inertie mécanique.
En ou- tre, les contacts mobiles créent des difficultés dues aux crache- mente et aux broutagee qui, dans les systèmes du type examiné ici contrecarrent fortement un fonctionnement régulier.
La commutation principale des systèmes précédents né- cessitait l'emploi de commutateurs de transfert qui devaient sou- vent être actionnée manuellement afin de passer du fonctionnement de l'émetteur à celui de récepteur et vice-versa. Dans de tels systèmes les deux circuits d'entrée et de sortie de 1+émetteur et du récepteur aboutissaient à des contacts de commutation. La nécessité d'avoir ces circuits connectés et interrompus alterna-
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tivement s'est révélée être un désavantage sérieux. Cette situa- tion a été quelque peu améliorée en faisant aboutir les circuits à des bobinages hétérogènes qui nécessitaient un équilibrage soi- gneux et difficile des réseaux d'entrée et de sortie.
La présente invention a pour objet essentiel le fonc- tionnement automatique en "simplex" sans aucun des désavantages susmentionnés, en fournissant des dispositifs électroniques pour placer automatiquement les divers circuits dans leur état actif ou inactif, comme le demande l'emploi normal du système.
Une caractésistique particulière de cette invention est que le système supprime la nécessité d'employer des dispositifs de commutation mécanique sous une forme quelconque.
Un autre avantage offert par le système de communica- tion suivant cette invention est que les enroulements hétérogènes pour la terminaison des circuits sont superflus et que les cir- cuits terminés auparavant de la;sorte peuvent être reliée ensemble directement.
Un but d'importance primordiale du système suivant cette invention réside dans le rythme accru d'échange de conmmuni- cations par une voie unique, par l'apport de circuits de commande électroniques présentant des constantes de temps de fonctionnement inférieures au tempe ejrllabique de la parole humaine.
D'autres bute et avantages ressortiront de la descrip- tion suivante de l'invention faite Avec référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple dans lesquels: la fige l est une vue d'ensemble montrant la disposi- tion de divers centres de communication employant du courant por- teur, dans un circuit de ligne d'énergie, et la fige 2 est un arrangement schématique des circuits d'un système de transmission et de réception qui peut être em- ployé à n'importe laquelle des stations représentées sur la fig. 1.
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L'invention trouve une utilité particulière dans la com- munication par courant porteur qui utilise des lignes d'énergie comme moyen de conduction du courant à fréquence porteuse d'un centre de communication à l'autre. Dans de tels systèmes, le fonctionnement à fréquence unique est particulièrement avanta- geux en ce qu'il simplifie l'équipement et fait un plein emploi des possibilités limitées qu'offre une ligne d'énergie au passage du courant à fréquence porteuse. Pour ce motif, l'invention est énoncée et décrite comme un système à courant porteur bien qu'on ne désire par là apporter aucune limitation et qu'il n'y ait pas de différence dans l'organisation générale de base des circuits, que l'énergie à haute fréquence transmise soit transmise par des fils ou émise dans l'espace.
La ligne d'énergie est indiquée par des conducteurs 1,2 et 3 et peut être une ligne à courant continu ou une ligne à cou- rant alternatif biphasé ou triphasé. La fréquence porteuse est au- perposée à une paire de lignes figurées ici par 2 et 3 au moyen d'un système de couplage utilisant des condensateurs 4,5, 6 et 4', 5', 6' en série afin de réduire à un minimum les coupures de la haute tension de la ligne d'énergie. Ces condensateurs présen- tent une impédance élevée pour la fréquence de l'énergie et une impédance relativement faible pour la fréquence porteuse.
En série avec les condensateurs 4, 5 et 6 et se terminant à la masse se trouve une réactance à haute fréquence 7, de même en série avec les condensateurs 4', 5' et 6' se trouve une réactance haute fré- quence 7', dans le but d'obtenir une impédance relativement éle- vée pour la fréquence porteuse à transmettre. Une unité d'accord de ligne est installée entre le circuit de couplage et l'émetteur et est représentée ici sous forme d'un bloc, afin d'adapter l'im- pédance de la ligne à celle de couplage de l'émetteur. L'émet- teur et le récepteur sont représentés sous forme de blocs, étant
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donné que cette invention permet une interconnexion permanente de ces unités ainsi qu'on le verra plus loin et tous les deux sont liés de façon permanente à l'unité d'accord de ligne.
Les blocs T et 1' indiquent des appareils téléphoniques reliés à l'émetteur et au récepteur. Les autres unités de la tige l, représentant cha- cune un centre de communication, sont identiques à celle qui vient d'être décrite. Leurs éléments semblables sont désignés par des références identiques.
Sur la fig. 2, les éléments essentiels du circuit d'un émetteur-récepteur complet sont figurés sous une forme simplifiée.
L'invention se rapporte au nouveau circuit de commande électroni- que et peut être appliquée à tout type de récepteur et d'émetteur.
Pour simplifier, les composantes du circuit de l'émetteur compren- nent tous les éléments essentiels d'une unité de fonctionnement complètes De même, dans le récepteur on a choisi un circuit simple à haute fréquence accordée. Aucune limitation n'a été désirée en représentant ces circuits qu'on peut modifier comme les circons- tances pourraient le demander pour avoir plus de sélectivité, en ajoutant d'autres circuits accordés ou en employant un récepteur du type superhétérodyne. De même, dans l'émetteur on peut utiliser d'autres types d'oscillateurs ou de modulateurs bien connus en technique, afin d'obtenir toute caractéristique désirée de trans- mission.
Suivant cette invention on s'arrange pour que le système fonctionne comme suit:
1 ) Quand des signaux doivent être transmis, pour rendre le récepteur inactif pour la tension de sortie complète de l'émetteur, avant et pendant la transmission de la por- teuse.
Pour libérer le bloc de réception après que la transmis- sion de la porteuse a cessé, encore assez tôt pour rece-
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voir le début de la partie suivante de la conversation qui arrive.
3 Pour rendre l'émetteur inactif au moyen du signal reçu, avant l'arrivée de celui-ci à l'appareil récepteur et durant le temps de réception.
4 ) Pour libérer l'ensemble d'émission après que la récep- tion eet terminée, encore assez tôt pour empècher la perte d'une partie de la conversation suivante.
D'autres particularités du fonctionnement par lequel les exigences ci-dessus peuvent être satisfaites sont la caractéristi- que de succession de temps du système de commande et une succes- sion de niveaux fournissant une réduction complémentaire de la constante de temps du fonctionnement. Cela sera complètement dé- crit à propos du circuit que représente la tige 2.
Les éléments enfermés par un rectangle en lignes poin- tillées représentent l'appareil récepteur, ceux qui sont dans un autre rectangle le circuit de transmission de la fréquence du si- gnal ainsi qu'une partie du circuit de commande de l'émetteur, tandis que ceux qui se trouvent dans un troisième rectangle re- présentent les éléments principaux de l'émetteur. Un simple micro- téléphone manuel 8 est prévu pour la transmission et la réception des signaux et est relié, par une ligne téléphonique comprenant des conducteurs 9 et 10 en série avec la source de tension micro- phonique habituelle représentée par la batterie 11, au circuit d'en- trée de l'émetteur et au circuit de sortie du récepteur. Ces deux circuits sont donc reliés de façon permanente l'un à l'au- tre par les lignes téléphoniques 9 et 10.
De même, le circuit 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 LL' et 12 qui aboutissent finalement à l'unité d'accord de la ligne
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représentée sur la tige 1. Avant de décrire le circuit, on peut mentionner Ici qu'une Interconnexion permanente de ce type n'au- rait pû être effectuée auparavant par suite de la réaction qu'un émetteur aurait eue sur un récepteur et vice versa, provoquant une oscillation importante du système entier connu dans la prati- que téléphonique sous le nom de "singing" (chant).
De nombreux relais et commutateurs devaient être utilisés pour transférer les lignes téléphoniques 9 et 10 ainsi que les conducteurs d'entrée ot do sortie 11, 12 aux circuits en fonctionnement.
Le récepteur comporte, dans un arrangement normal de circuit, les lampes à vide 13, 14 et 13 où la lampe à vide 13 remplit la fonction d'un amplificateur de la fréquence porteuse dont le circuit d'entrée entre la grille 16 et la cathode 17 est connecté aux conducteurs 11 et 12 par un système de couplage con- venable. Celui-ci comprend le transformateur à fréquence porteuse 18 qui est accordé par le condensateur 19 et un circuit accordé en série comprenant l'enroulement primaire 20 du transformateur 18, un condensateur série 21 et 1+enroulement secondaire 22 du transformateur d'entrée 23. L'enroulement primaire 24 de ce der- nier est relié directement aux conducteurs 11 et 12.
Le circuit cathodique entre la cathode 17 et la masse renferme un réseau dégénératif dépendant de la fréquence et comprenant la résistance 27 shuntée par le condensateur 26 et une inductance 27. La lampe a vide 13 est représentée comme étant une pentode amplificatrice de tension prenant des tensions de fonctionnement à la source figurée ici par la batterie 28.
Dans tout l'arrangement de circuit représenté sur cette figure, on a choisi des batteries pour indiquer les diverses sour- ces de tension auxquelles sont prises des tensions statiques de fonctionnement pour les différentes lampes. Bien entendu il doit être admis qu'on ne désire apporter aucune limitation par ce fait
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et que, dans la pratique actuelle,on peut remplacer toutes ces sources par des sources convenables de courant alternatif redressé.
Pour le même motif, on a omis le circuit des filaments des lam- pes, car il est bien connu que ces lampes exigent des courants de chauffage qui peuvent être prie à toute source convenable.
La batterie 28 a sa borne négative reliée au côté de la cathode 17 allant à la masse; en un point intermédiaire une tension convenable est prise pour l'électrode de grille-écran 29. L'anode 30 est connectés à la borne positive de la batterie 28 en série avec l'enroulement primaire 31 du transformateur a fréquence porteuse 32 qui est accordé par le condensateur 33; Ceci constitue le circuit de sortie de la lampe 13. L'anroule- ment secondaire 34 du transformateur 32 est connecté à un dé- tecteur comprenant une lampe duo-diode 14 ayant des anodes 35 et 3b qui sont reliées ensemble à une extrémité de l'enroulement secondaire 34. Ce dernier est également accordé par le conden- s ateur 37. La cathode 38 de cette lampe est reliée au point de jonction des résistances 39 et 39'.
La première constitue la ré- sistance de charge d'une section de la diode, son autre extré- mité étant reliée au côté à faible potentiel de ltenroulement secondaire 34 du transformateur 32 par le conducteur 40 et en outre à la grille de commande 41 de la lampe à vide 15 par le conducteur 42. Un condensateur 4j inséré entre les conducteurs 40 et 34' sert, de concert avec la résistance 39', de filtre de la fréquence de modulation pour le circuit d'entrée de la lampe 15, comme cela sera décrit a propos du fonotionnement au aysteme.
La lampe à vide 15 constitue essentiellement une amplificatrice à courant continu et réalise ld fonction habituelle de lampe de commande automatique du volume dans le circuit récepteur. La cathode 44 de cette lampe est reliée à la borne commune des batteries 45, 46. cette dernière fournit une source de tension
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de fonctionnement alimentant la grille-écran 47 ainsi que l'ano- de 48 qui a une résistance de charge 49 découplée par un conden- sateur 50, tandis que la première fournit la tension de polari- " atlon qui est insérée en fait entre la grille 41 et la cathode 44. L'anode 48 est connectée également par le truchement du con- ducteur 51 à la cathode 52 de la lampe de commande 53. Ceci sera exposé en détail à propos de la description du circuit de comman- de.
L'autre partie de la lampe duo-diode 14, qui comprend la ca- thode 54, peut être désignée sous le nom de diode du signal ou de détecteur du système alimentant la lampe amplificatrice de sortie 55. La liaison de sortie inclut, entre la cathode 54 et le conducteur 40, les résistances de charge 57 et 58 en série.
Le point de jonction de celles-ci est relié à la grille 56 de la lampe 55 par un réseau de couplage comprenant la résistance 59, le condensateur de couplage bO et le condensateur de filtrage bl inséré entre le conducteur 40 et le point de jonction de la ré- sistance 59 et du condensateur b0.
EMI9.1
Entre la cathode 6t et l'anode de la lampe tuapllfl- Ise trouve le circuit de sortie corI}Qren,-uÜ l'enrouLe'rient primaire 6/, catrioe de sortie 5.51dU transformateur de sortie, dont nrou- lement secondaire 65 est relié aux conducteurs 9 et 10, et la source de tension anodique sous forme de la batterie 66. Une tension de polarisation de départ pour le circuit d'entrée de la lampe 55 est fournie par la batterie 67, en passant par la résistance de charge 68 de la lampe de commande, qui est décou- plée pour les fréquences du signal par le condensateur 69, et par la résistance de grille 70, le point de jonction des deux résis- tances mentionnées en dernier lieu étant relié à l'anode 71 de la lampe de commande 72.
Le circuit de commande inclut les lampes à vide 53 et 72 mentionnées plus haut et la lampe à vide 73. Le circuit anodi- que de la lampe à vide 72 a été décrit en partie comme comprenant
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l'anode 71 et la résistance de charge 68 La tension de fonction- nement pour ce circuit est constituée par l'autre moitié de la batterie 66 dont la borne négative la relie à la cathode 74 qui se trouve également au potentiel de la masse.
L'entrée de la lampe de commande renferme la grille de commande 75, la résis- tance 76 et la batterie de la source de polarisation 77. retour- nant à la cathode 74 La grille 45 est également couplée direc- tement au circuit de sortie de la lampe 73. celui-ci renferme la résistance 78 et l'anode 79 de la lampe 73 en série avec la résistance ?6, et la batterie de la source d'alimentation 80, retournant à la cathode 31. De ce fait, les résistances 76 et 78 se trouvent en série et sont découplées par le condensateur 32.
Une prise à tension convenable de la batterie 80 alimente l'é- lectrode de grille-écran 83 de la lampe 73. Le circuit d'entrée de la lampe de commande 73 renferme la grille 84, le conducteur 85 ainsi que l'enroulement secondaire 34 du transformateur haute fréquence 32, revenant par l'intermédiaire des conducteurs 40 et 8b à la batterie de la source de polarisation 87 et à la cathode 81. L'anode 79 constitue également un point de liaison entre l'é- metteur et le récepteur, le conducteur 88 qui y est connecté aboutissant à l'extrémité positive de la source de polarisation 90 de l'amplificateur de la fréquence de modulation de l'émetteur.
Une autre interconnexion est créée entre le récepteur et l'émetteur par le conducteur 91 qui relie la cathode 92 de la lampe 53 et l'anode de l'une des lampes de commande de l'émetteur qui sera décrit plus loin. La lampe de commande 53 est une redres- seuse duo-diode fournissant par son courant d'espace un passage vers le circuit d'entrée de la lampe 13 pour la commande automati- que du volume dérivée de la lampe 15 et pour lacommande dérivée de l'émetteur par l'intermédiaire du conducteur 91.
Les anodes 93 et 93' de cette redresseuse sont reliées ensemble et aboutissent
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au point de jonction du circuit de retour de grille de la lampe 93, de la résistance 95, du condensateur de découplage 94 et de la batterie de la source de polarisation 96 qui fournit la polarisa- tion de départ minimum à la grille lb de la lampe 13.
Le circuit de l'émetteur comprend les composantes habi- tuelles suivantes: le premier étage d'amplification de la fréquen- ce du signai renfermant la lampe a vide 100, suivi de l'étage mo- dulateur comportant la lampe à vide 101, le générateur d'oscilla- tions renfermant la lampe à vide 102et l'étage amplificateur fi- nal de sortie contenant la lampe à vide 103. Lee autres lampes re- présentent le circuit de commande et seront décrites plus loin.
L'amplificateur d'entrée, est alimenté par le transforma teur de couplage 104 dont l'enroulement primaire 105 est relié aux conducteurs 9 et 10. L'enroulement secondaire 106 constitue le circuit d'entrée de la lampe 100 entre la grille 107 et la cathode 108, en série avec la batterie de la source de polarisation loge Les tensions d'anode et de grille-écran sont prises à la batte- rie 110. L'électrode de grille-écran 111 est découplée par le condensateur 112. Le circuit anodique renferme le transformateur de couplage 113 dont l'enroulement primaire 114 connecte la borne positive de lu batterie 4 l'anode 115 de la lampe 100.
L'enroule- ment secondaire 116 constitue le circuit d'entrée de la lampe amplificatrice 101 et est connecté à la grille il? de cette lampe à une extrémité, tandis que l'extrémité de retour est reliée par l'intermédiaire de la batterie de la source de polarisation 90 au conducteur 88 qui aboutit à l'anode 79 de la lampe de commande 73. Le cirait de sortie de la lampe modulatrice 101 renferme l'a- node 118, l'enroulement primaire 119 du transformateur de coupla- ge 120, la batterie de la source de tension anodique 121 et la aathode 122.
L'enroulement secondaire 123 du transformateur 120 alimente l'enroulement primaire 124 du transformateur de modulation
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125. L'enroulement secondaire 126 de ce dernier se trouve dans le circuit d'entrée de la lampe amplificatrice finale 103 qui comprend en série la grille 127, la résistance 128, l'enroule- ment secondaire 126 et la batterie de polarisation de grille 129. La borne positive de cette batterie est reliée à la masse, terminant 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 renferme, en série entre la catho- de 130 et l'anode 131, la batterie de source de tension anodi- que 132 et 1 enroulement primaire 133 du transformateur de sor- tie 134.
Une prise convenable de la batterie 132 est reliée à l'électrode de grille-écran 135 qui est découplée par le con- densateur 136. I 'enroulement secondaire 137 du transformateur de sortie 134 est connecté aux conducteurs ll et 12.
L'étage oscillateur comprend une lampe à vide du type à grille-écran 102 montée dans un système de couplage en retour normal. La cathode 138 de cette lampe est connectée 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 anodique renferme la batterie de la source d'alimenta- tion 141, la self d'arrêt haute fréquence 142 ainsi que l'anode 143 de la lampe 102. Le couplage entre les circuits dtanode et de grille est réalisé par l'indctance wariable 104 dont une ex- trémité est connectée à la grille 139 et dont l'autre extrémité est reliée, en série avec le condensateur 45, à l'anode 143.
Le circuit de l'oscillateur contient également un condensateur 146 en série entre la grille 139 et la masse ainsi que des condensa- teurs de division de la tension 147 et 148 entre la masse et l'extrémité à haute tension de l'inductance variable 144. Le point de jonotion entre lee condensateurs 147 et 148 sert à coupler l'énergie à fréquence porteuse à la grille 127 de la
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lampe amplificatrice finale 103 par l'intermédiaire du condensa- teur de couplage 149 et du conducteur 150.
Le circuit de commande comporte deux branches princi- pales, fonctionnant chacune avec une composante redressée de l'énergie à la fréquence du signal qui est prise aux deux redres- seuses diodes 151 et 152 qui sont alimentées par la lampe ampli- ficatice 153. L'une des lampes de commande 154 travaille au moyen de deux sources d'alimentation dont l'une est la sortie de la dio- de 151 et l'autre la sortie de l'oscillateur 102, tandis que l'au- tre 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'en- roulement secondaire 116 du transformateur de couplage 113, étant donné que l'électrode de grille 156 de cette lampe est connectée à la grille 117 de la lampe 101 et que la cathode 157 est connectée à la cathode 122. La source 121 sert également pour la tension ano- dique par le truchement de l'enroulement primaire 158 du trans- formateur 159 allant à la cathode 160. Le transformateur 159 com- porte deux enroulements secondaires 161 et 162. Le premier, dans un montage redresseur des deux alternances, est relié à ses deux extrémités aux anodes 163 et 163' de la diode 151 tandis que le point médian de cet enroulement retourne à la cathode 164 par le potentiomètre de charge 165.
La sortie à tension unidirectionnelle est prise au potentiomètre entre le balai 166 et l'extrémité de cathode. Cette sortie est fournie à la grille 167 de la lampe de commande 154 en série avec une self d'arrêt haute fréquence 168 et la résistance 169, la cathode 170 étant reliée à l'extrémité du potentiomètre 165 par l'intermédiaire de la batterie de polarisa- tion 171. On obtient la tension anodique pour la lampe de commande 154 par la batterie 172 dont l'extrémité positive est mise à la
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masse et l'extrémité négative est connectée à la cathode 170. La tension de grille-écran est obtenue par une prise convenable al- lant à l'électrode de grille-écran 173 découplée par le condensa- teur 174.
L'anode 175 est reliée au conducteur 91 mentionné plus haut lors de la description du récepteur. on peut suivre le cir- cuit anodique de la lampe de commande 154 par le conducteur 91, par le trajet du courant d'espace de la diode 53, par la résistance 95, et par la batterie 96, jusqu'à la masse qui constitue également l'extrémité positive de la batterie 172.
La seconde diode 152 est alimentée de même par le trane- formateur 159 dont l'enroulement secondaire 162 est inséré entre les anodes 176 et 176'. En série avec le potentiomètre de charge 177, le point médian est relié à la cathode 178.La résistance de charge 177 est shuntée par le condensateur 179. Le balai 180 du potentiomètre 177 est relié à la grille de commande 181 de la lam- pe de commande 155, retournant à la cathode 182 de celle-ci en série avec la batterie 183 de polarisation de grille. La tension anodique de la lampe 155 est prise à la batterie 184 dont la borne négative est reliée à la cathode 182 tandis que l'extrémité posi- tive se trouve en série avec la résistance de charge 185 et l'anode 186.
La tension de grille-écran est prise à une prise convenable qui va à l'électrode de grille-écran 187 Une partie de la tension de la batterie sert également à fournir la tension de départ à l'électrode de grille-écran 98 de la lampe cesillatrice 102. Ceci est réalisé en mettant à la masse un point convenable de la batte- rie 184 et en reliant l'électrode de grille-écran 98 à l'anode 186 par le conducteur 188. Ceci termine la description du circuit.
On va maintenant décrire les diverses phases du fonctionnement de l'émetteur et du récepteur en tant qu'unité complète.
Chaque centre de communication du système contient un ensemble complet récepteur, émetteur et circuit de commande, comme
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le montre la fig. 2, formant ainsi une unité de fonctionnement dans la chaîne alimentée par la voie de communication. Supposons quton désire envoyer un message de cette station et que le micro- phone du combiné 8 recovie des fréquences vocales. L'énergie bas- se fréquence est fournie au transformateur 104 et est amplifiée par la lampe à vide 100 puis est amplifiée ensuite par la lampe à vide 101 dont la sortie est fournie au transformateur 120.
Cette énergie module alors la fréquence porteuse qui est appli- quée à la grille 127 de la lampe 103 par l'intermédiaire du con- densateur 149. L'énergie est fournie ensuite par des conducteurs 12 et il, qui, comme le montre la fig. 1, sont reliés à l'unité d'accord de ligne par l'intermédiaire de laquelle elle ont trans- mise aux lignes d'énergie 2 et 3.
En plus de cette fonction, l'énergie basse gréquence est également fournie par le transformateur 113 à la grille 156 de la lampe de lamplificateur de commande 153. La sortie de ce- lui-ci est fournie au transformateur 159, redressée par les deux diodes 151 et 15. La tension de sortie de la diode 151 apparaît aux bornes du potentiomètre 105 et est appliquée à la grille 107 de la lampe 154. Cette dernière est polarisée normalement à l'an- nulation du courant anodique par la batterie 171. En même tempe, la tension de sortie de la diode 152 apparaît aux bornes du poten- tiometre 177 et est appliquée à la grille 181 de la lampe de commande 155.
Cette derniere est polarisée par la batterie 183 pour avoir 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 supérieure à la chute de tension de la lampe 155 à travers la résistance de charge 185, appliquant à la grille- écran 98 de l'oscillateur 102 une tension légèrement négative par rapport à sa cathode 138, ce qui empêche la lampe oscillatri- ce d'engendrer de l'énergie à fréquence porteuse.
Mais, dès que @
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le signal atteint le transformateur 159, la tension apparaissant à 177 deviendra plus négative et annulera le courant anodique de la lampe 155. Ainsi, 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 décrire la fonction de l'autre lampe de comman- de 154, en considérant de nouveau le fonctionnement de la lampe de commande 155, on voit que la lampe oecillatrice 102 a normalement une tension négative à son électrode de grille-écran 98 et est empêchée par la d'osciller. D'autre part, les lampée de l'ampli- ficateur de signal sont dans un état d'attente et, des que la fréquence du signal apparaît dans le circuit de modulation, la polarisation négative est supprimée a l'électrode d'écran et l'os- cillateur entre immédiatement en service. Des qu'il n'y a plus de signal à fréquence acoustique, l'oscillateur redevient inactif.
La succession des temps de fonctionnement est régie par les cons- tantes du circuit do commande et il ont important que ces constan- tes aient une caractéristique prédéterminée. Ceci sera expliqué plus loin en développant le fonctionnement du circuit.
En même temps que l'alimentation de l'oscillateur pour le mettre dans un état actif, la lampe de commande 154 reçoit à Sa grille 167 une tension de polarisation venant de la sortie de la diode 151. Normalement, cette lampe est polarisée au point d'annu- lation du courant de plaque par la batterie 171. La tension de commande produite par la diode 151 s'opposera à la tension de la batterie 1?11 permettant le passage du courant anodique de la lampe 154, qui circule depuis la masse à travers la batterie 9b, la résistance 95, la diode 53 et l'anode 1?5, retournant au côté négatif de la b atterie 172.
La tension produite par le passage du courant dans la résistance 195 fournit a làgrille de commande 16
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de la lampe 13 une polarisation négative suffisante pour rendre l'étage d'amplificateur d'entrée du récepteur inactif pour la tension totale de la sortie de l'émetteur qui apparaîtra aux bornes de l'enroulement primaire 24 étant donné,que celui-ci est connecté également aux conducteurs 11 et 12.
Le temps requis pour bloquer le récepteur dans un état inactif est une fonction des valeurs de la résistance 95, du con- densateur 94 et de la résistance interne de la lampe 154. Le temps pour faire agir la porteuse à la lampe 103 est une fonction des valeurs du condensateur 179, de la résistance 177, du condensa- teur 99 et de la résistance entre la grille-écran 98 et la catho- de 138. Les valeurs -des composantes susmentionnées sont propor- tionnées de telle sorte que le récepteur est bloqué dans un état inactif avant le commencement de la création d'énergie haute fréquence par la lampe 102.
En récapitulant brièvement le fonctionnement, dès que le microphone est alimenté, des courants à la fréquence du signal apparaîtront dans l'étage amplificateur du modulateur et produi- ront également gràce à la lampe de commande 153 et aux diodes 151 et 152 deux ensembles de tensions de commande. L'une sert à en- clencher la lampe oscillatrice en service, cette lampe se trou- vant normalement dans un état de non-fonctionnement, et l'autre tension sert à annuler le courant du pre mier étage d'amplifica- teur du récepteur qui est normalement dans un état réceptif.
Les fonctions réceptrices se déroulant 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 am- plificatrice 13 et est fourni à la lampe démodulatrice 14 ainsi qu'à la grille 84 de la lampe de commande 73, par l'intermédiaire du conducteur 85. Le signal venant de la lampe démodulatrice est
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appliqué à la grille 56 de la lampe amplificatrice 55 par l'in- termédiaire de la capacité venant des résistances de charge 57 et 58 de la section de diode comprenant l'anode 35 et la cathode 54.
L'autre section de diode comprenant l'anode 36 et la cathode 38 fournit une tension unidirectionnelle qui est fournie, par l'intermédiaire de la résistance 394 découplée par le condensateur 43, à la grille 41 de la lampe 15 de commande automatique du vo- lume. Le fonctionnement de cette lampe est normal en ce sens qu' une tension accrue de signal produit une augmentation de la ten- sion positive à la grille 41, créant un courant anodique qui a une direction telle qu'une tension négative est appliquée a la cathode 52 et que de ce fait est commandée la polarisation de la grille de commande 16 de la première lampe amplificatrice 13.
Comme indiqué précédemment, la fréquence porteuse est également appliquée à la grille 64 de la lampe 73. cette dernière est polarisée normalement au point d'annulation du courant par la batterie 87. Le signal appliqué oblige le courant de plaque à circuler à partir de la batterie de tension anodique 80 et à travers les résistances 76 et 78. L'autre lampe de commande 72 est polarisée par la batterie 77 pour le passage d'un courant anodique normal qui, tant qu'il est maintenu, a une direction telle dans la résistance 108 qu'il polarise l'étage de sortie cu récepteur, c'est-à-dire la grille 56 de la lampe 55, dans un état d'annulation du courant.
Lorsque la fréquence porteuse appa- rait à la grille 84 de la lampe 73, le passage du courant ano- dique commence et, en circulant dans la résistance 76, fournira une polarisation négative supplémentaire a la lampe 72, faisant débuter l'état d'annulation du courant et supprimant ainsi a la grille 56 la polarisation négative causée par le passage du cou- rant anodique dans la résistance 68. Ainsi, nous obtenons un ré- cepteur inopérant quant à son étage final de sortie jusqu'au mo-
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ment où un signal porteur, soit modulé soit non module, est appli- qué à la lampe à vide 73.
La décharge de courant dans les résis- tances ?o et 78 a également une direction et une grandeur telles que soit appliquée aux lampes à vide 101 et 153 une polarisation d'annulation du courant. La tension nécessaire pour supprimer le courant des lampes 101 et 153 est une fonction des valeurs du condensateur 82 et de l'impédance anodique de la lampe 73. Le temps nécessaire pour libérer la polarisation d'annulation du courant émanant de la lampe à vide 55 dans le circuit de sortie du récepteur, afin de fournir un signal au récepteur téléphonique 8, est une fonction des valeurs de la résistance 68 et du conden- sateur 69.
Les valeurs des composantes susmentionnées sont telles que les lampes a vide 101 et 153 sont arrêtées dans un état de non fonctionnement avant la suppression de la polarisation d'annu- lation de courant maintenant la lampe 55 et produite par le passa- ge du courant dans la résistance 68.
un voit par ce qui précède que le récepteur est bloqué dans un état inopérant avant et pendant la création d'énergie haute fréquence par l'émetteur, cette derniere condition est rem- plie en couplant la grille 139 de l'oscillateur à la grille 167 de la lampe de commande 154 au moyen du condensateur 97 qui est connecté au point de Jonction de la résistance 169 et de la self d'arrêt 168, ce par quoi une partie de la porteuse est fournie à la lampe de commande 154 afin que le récepteur soit bloqué aussi longtemps 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 et ensuite le récepteur est remis dans un état actif par la décharge du con- densateur 94 dans la résistance 95. Le récepteur se trouve alors dans un état d'attente et, lors de l'application d'un signal reçu, la création de porteuse par l'émetteur est empèchée par le bloca-
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ge des lampes 101 et 153, avant la fourniture au téléphone 8 du signal reçu par le récepteur. Lors de la disparition de la porteuse reçue, la lampe 55 sera bloquée dans un état inactif par la lampe 72, avant le rétablissement aux lampes lui et 153 d'une polarisation de fonctionnement normal ou en mème temps que ce rétablissement.
En même temps que cette succession de temps décrite ci- dessus, on applique également le principe de la 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 67 de la lampe 154 est assez élevé pour bloquer le récepteur dans un état inactif à un niveau égal ou inférieur a celui requis pour engendrer la porteuse. En outre, les lampes 101 et 153 sont bloquées dans un état inactif à un niveau de signal égal ou inférieur a celui requis pour actionner l'étage amplifi- cateur final du récepteur, ctest-à-dire la lampe 55.
Si on ap- plique, comme décrit ci-dessus, les précautions de synchronisa- tion et de succession, il devient possible d'obtenir un fonction- nement automatique commandé uniquement par la parole d'une con- versation %ormaie, c'est-à-dire en moins que le temps syllabique., Une perte de temps entre le début d'un son d'une parole a l'entrée de l'émetteur et la fourniture de ce son à la sortie du récepteur à distance peut être rendue Inférieure à 10 milli-secondes. Des expériences ont montré que cette valeur est absolument négligeable quant à ses effets néfastes sur l'utilité du système.
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B V D l 0 A t ION ---------------------------
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two-wire radio transmission
This invention relates to communication systems and more particularly to carrier frequency communication using a single channel for "simplex" work.
Systems of the above type may include various communication centers or stations each comprising a transmitter and a receiver. Since only one communication channel is available, both the transmitter and the receiver must operate on the same carrier frequency. This poses a difficult problem in preventing the interaction between the transmitter and receiver located at the same station and each having to be readily available at the same time for operation at a rapid rate when a communication is sent between two stations. located at a distance.
In other words, when, for example, at station A 1 + operator talks to the station
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E, A's transmitter must work while A's receiver must be inoperative * On the other hand, at station B the receiver must work and the transmitter must be inoperative. At the next instant, when the operator of B wishes to respond to A, the order must be reversed and the receiver of A must come into operation while the transmitter must not only be silent. as regards the modulation comprising the speech of 1 + operator of station A but also as regards the carrier frequency, given that there cannot be two carriers at the same time.
The operation of such a system has various other ramifications which will be discussed in detail later. Suffice it to say that such systems previously required well-designed switching devices so that communication could be continued without much loss of time in the same way as, for example, on an ordinary telephone line. These switching devices used a considerable number of relays and other mechanical transfer switches in order to substitute the transmit and receive circuits and to supply the various elements of the circuits. Mechanical relays have the inherent disadvantage of having mechanical inertia.
In addition, the movable contacts create difficulties due to spitting and chattering which, in systems of the type examined here, strongly hamper smooth operation.
Main switching in previous systems required the use of transfer switches which often had to be manually operated in order to switch from transmitter to receiver operation and vice versa. In such systems both input and output circuits of 1 + transmitter and receiver ended in switching contacts. The need to have these circuits connected and interrupted alterna-
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It turned out to be a serious disadvantage. This situation was improved somewhat by terminating the circuits with heterogeneous coils which required careful and difficult balancing of the input and output networks.
The essential object of the present invention is automatic "simplex" operation without any of the aforementioned disadvantages, by providing electronic devices for automatically placing the various circuits in their active or inactive state, as required by normal use of the system.
A particular feature of this invention is that the system eliminates the need to employ mechanical switching devices in any form.
Another advantage offered by the communication system according to this invention is that heterogeneous windings for terminating circuits are unnecessary and circuits previously terminated in this way can be connected together directly.
An object of paramount importance of the system according to this invention resides in the increased rate of exchange of communications by a single channel, by the provision of electronic control circuits having operating time constants lower than the labical temperature of the circuit. human speech.
Other abutments and advantages will emerge from the following description of the invention made with reference to the accompanying drawings, given by way of example in which: Fig. 1 is an overview showing the arrangement of various centers communication system employing carrier current in a power line circuit, and Fig. 2 is a schematic arrangement of the circuits of a transmit and receive system which can be used at any of the stations shown in fig. 1.
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The invention finds particular utility in powerline communication which utilizes power lines as a means of conduction of carrier frequency current from one communication center to another. In such systems, single frequency operation is particularly advantageous in that it simplifies the equipment and makes full use of the limited possibilities offered by a power line for passing current to the carrier frequency. For this reason, the invention is stated and described as a carrier current system although it is not wished thereby to bring any limitation and that there is no difference in the general basic organization of the circuits, that high frequency energy transmitted either transmitted through wires or emitted into space.
The power line is indicated by conductors 1, 2 and 3 and can be a direct current line or a two-phase or three-phase alternating current line. The carrier frequency is superimposed on a pair of lines shown here as 2 and 3 by means of a coupling system using capacitors 4,5, 6 and 4 ', 5', 6 'in series in order to reduce to a minimum high voltage power line cuts. These capacitors have a high impedance for the frequency of the energy and a relatively low impedance for the carrier frequency.
In series with capacitors 4, 5 and 6 and terminating at ground is a high frequency reactance 7, likewise in series with capacitors 4 ', 5' and 6 'is a high frequency reactance 7' , in order to obtain a relatively high impedance for the carrier frequency to be transmitted. A line tuning unit is installed between the coupling circuit and the transmitter and is shown here as a block, in order to match the impedance of the line to the coupling impedance of the transmitter. The transmitter and the receiver are represented in the form of blocks, being
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since this invention allows a permanent interconnection of these units as will be seen later and both are permanently linked to the line tuning unit.
Blocks T and 1 'indicate telephone sets connected to the transmitter and the receiver. The other units of the rod 1, each representing a communication center, are identical to that which has just been described. Their similar elements are designated by identical references.
In fig. 2, the essential elements of the circuit of a complete transceiver are shown in a simplified form.
The invention relates to the new electronic control circuit and can be applied to any type of receiver and transmitter.
To simplify, the components of the transmitter circuit include all the essential elements of a complete operating unit. Similarly, in the receiver a simple high frequency tuned circuit has been chosen. No limitation has been desired by showing these circuits which can be modified as circumstances might require to have more selectivity, by adding other tuned circuits or by employing a superheterodyne type receiver. Likewise, in the transmitter other types of oscillators or modulators well known in the art can be used in order to obtain any desired transmission characteristic.
According to this invention we arrange for the system to work as follows:
1) When signals are to be transmitted, to make the receiver inactive for the full output voltage of the transmitter, before and during the transmission of the carrier.
To release the receive block after transmission from the carrier has ceased, still early enough to receive
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see the start of the next part of the conversation that comes up.
3 To make the transmitter inactive by means of the received signal, before it arrives at the receiving device and during the reception time.
4) To release the transmission set after reception is complete, still early enough to prevent the loss of part of the next conversation.
Other features of the operation whereby the above requirements can be met are the time sequence characteristic of the control system and the step sequence providing a further reduction in the time constant of operation. This will be fully described in connection with the circuit represented by rod 2.
The elements enclosed by a rectangle in dotted lines represent the receiving apparatus, those which are in another rectangle the circuit for transmitting the frequency of the signal as well as part of the control circuit of the transmitter, while that those which are in a third rectangle represent the principal elements of the transmitter. A simple manual micro-telephone 8 is provided for the transmission and reception of the signals and is connected, by a telephone line comprising conductors 9 and 10 in series with the usual microphone voltage source represented by the battery 11, to the circuit. transmitter input and receiver output circuit. These two circuits are therefore permanently connected to each other by telephone lines 9 and 10.
Likewise, the input circuit of the receiver and the output circuit of the transmitter are permanently connected to each other by conductors LL 'and 12 which ultimately lead to the tuning unit of the receiver. line
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shown on rod 1. Before describing the circuit, it may be mentioned here that a permanent Interconnection of this type could not have been carried out previously due to the reaction that a transmitter would have had on a receiver and vice versa. , causing a large oscillation of the entire system known in telephone practice as "singing".
Many relays and switches were to be used to transfer the telephone lines 9 and 10 as well as the input and output conductors 11, 12 to the circuits in operation.
The receiver comprises, in a normal circuit arrangement, the vacuum lamps 13, 14 and 13 where the vacuum lamp 13 performs the function of an amplifier of the carrier frequency whose input circuit between the gate 16 and the cathode 17 is connected to conductors 11 and 12 by a suitable coupling system. This comprises the carrier frequency transformer 18 which is tuned by the capacitor 19 and a series tuned circuit comprising the primary winding 20 of the transformer 18, a series capacitor 21 and 1 + secondary winding 22 of the input transformer 23. The primary winding 24 of the latter is connected directly to the conductors 11 and 12.
The cathode circuit between the cathode 17 and the ground contains a degenerative network dependent on the frequency and comprising the resistor 27 shunted by the capacitor 26 and an inductor 27. The vacuum lamp 13 is represented as being a voltage amplifying pentode taking voltages of operation at the source shown here by battery 28.
Throughout the circuit arrangement shown in this figure, batteries have been chosen to indicate the various voltage sources from which static operating voltages are taken for the different lamps. Of course it must be admitted that we do not wish to bring any limitation by this fact
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and that, in current practice, all of these sources can be replaced by suitable sources of rectified alternating current.
For the same reason, the lamp filament circuit has been omitted, as it is well known that such lamps require heating currents which can be taken from any suitable source.
Battery 28 has its negative terminal connected to the side of cathode 17 going to ground; at an intermediate point a suitable voltage is taken for the screen grid electrode 29. The anode 30 is connected to the positive terminal of the battery 28 in series with the primary winding 31 of the carrier frequency transformer 32 which is matched. by capacitor 33; This constitutes the output circuit of lamp 13. The secondary winding 34 of transformer 32 is connected to a detector comprising a duo-diode lamp 14 having anodes 35 and 3b which are connected together at one end of the lamp. The secondary winding 34. The latter is also tuned by the capacitor 37. The cathode 38 of this lamp is connected to the junction point of the resistors 39 and 39 '.
The first constitutes the load resistance of a section of the diode, its other end being connected to the low potential side of the secondary winding 34 of the transformer 32 through the conductor 40 and further to the control grid 41 of the transformer. the vacuum lamp 15 through the conductor 42. A capacitor 4j inserted between the conductors 40 and 34 'serves, together with the resistor 39', as a filter of the modulation frequency for the input circuit of the lamp 15, as this will be described in connection with the operation at the aystem.
The vacuum lamp 15 essentially constitutes a direct current amplifier and performs the usual function of an automatic volume control lamp in the receiver circuit. The cathode 44 of this lamp is connected to the common terminal of the batteries 45, 46. the latter provides a voltage source
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operating power supplying the screen grid 47 as well as the anode 48 which has a load resistor 49 decoupled by a capacitor 50, while the former provides the polarization voltage which is actually inserted between the capacitor. grid 41 and cathode 44. Anode 48 is also connected through conductor 51 to cathode 52 of control lamp 53. This will be explained in detail in connection with the description of the control circuit.
The other part of the duo-diode lamp 14, which includes the cathode 54, may be referred to as the signal diode or system detector powering the output amplifier lamp 55. The output link includes, between cathode 54 and conductor 40, load resistors 57 and 58 in series.
The junction point of these is connected to the gate 56 of the lamp 55 by a coupling network comprising the resistor 59, the coupling capacitor bO and the filter capacitor b1 inserted between the conductor 40 and the junction point of resistor 59 and capacitor b0.
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Between the cathode 6t and the anode of the lamp tuapllfl- There is the output circuit corI} Qren, -uÜ the primary winding 6 /, output catrioe 5.51dU output transformer, of which secondary nr 65 is connected to conductors 9 and 10, and the anode voltage source in the form of the battery 66. A starting bias voltage for the input circuit of the lamp 55 is supplied by the battery 67, passing through the load resistor 68 of the control lamp, which is decoupled for the signal frequencies by the capacitor 69, and by the gate resistor 70, the junction point of the two last mentioned resistors being connected to the anode 71 control lamp 72.
The control circuit includes the aforementioned vacuum lamps 53 and 72 and the vacuum lamp 73. The anode circuit of the vacuum lamp 72 has been described in part as comprising
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the anode 71 and the load resistor 68 The operating voltage for this circuit is formed by the other half of the battery 66, the negative terminal of which connects it to the cathode 74 which is also at ground potential.
The input of the control lamp houses the control grid 75, the resistor 76, and the battery of the bias source 77. returning to the cathode 74 The grid 45 is also coupled directly to the output circuit. of the lamp 73. this contains the resistor 78 and the anode 79 of the lamp 73 in series with the resistor 6, and the battery of the power source 80, returning to the cathode 31. Therefore, resistors 76 and 78 are in series and are decoupled by capacitor 32.
A suitable voltage tap from battery 80 supplies power to the screen grid electrode 83 of the lamp 73. The input circuit of the control lamp 73 contains the grid 84, the conductor 85 and the secondary winding. 34 of the high frequency transformer 32, returning via the conductors 40 and 8b to the battery of the bias source 87 and to the cathode 81. The anode 79 also constitutes a point of connection between the emitter and the transmitter. receiver, the conductor 88 connected thereto terminating at the positive end of the bias source 90 of the transmitter modulation frequency amplifier.
Another interconnection is created between the receiver and the emitter by the conductor 91 which connects the cathode 92 of the lamp 53 and the anode of one of the control lamps of the emitter which will be described later. The control lamp 53 is a duo-diode rectifier providing by its space current a passage to the input circuit of the lamp 13 for the automatic volume control derived from the lamp 15 and for the control derived from. the transmitter via the conductor 91.
The anodes 93 and 93 'of this rectifier are connected together and end
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at the junction point of the gate return circuit of the lamp 93, of the resistor 95, of the decoupling capacitor 94 and of the battery of the bias source 96 which supplies the minimum starting bias to the grid lb of the lamp 13.
The transmitter circuit comprises the following customary components: the first signal frequency amplification stage containing the vacuum lamp 100, followed by the modulator stage including the vacuum lamp 101, the an oscillation generator containing the vacuum lamp 102 and the final output amplifier stage containing the vacuum lamp 103. The other lamps represent the control circuit and will be described later.
The input amplifier is supplied by the coupling transformer 104, the primary winding 105 of which is connected to the conductors 9 and 10. The secondary winding 106 constitutes the input circuit of the lamp 100 between the gate 107 and The cathode 108, in series with the bias source battery accommodates the anode and screen grid voltages are taken at battery 110. The screen grid electrode 111 is decoupled by the capacitor 112. The screen grid electrode 111 is decoupled by the capacitor 112. The anode circuit contains the coupling transformer 113 whose primary winding 114 connects the positive terminal of the battery 4 to the anode 115 of the lamp 100.
The secondary winding 116 constitutes the input circuit of the amplifier lamp 101 and is connected to the grid il? of this lamp at one end, while the return end is connected via the battery of the bias source 90 to the conductor 88 which terminates at the anode 79 of the control lamp 73. The output wax of the modulator lamp 101 contains the node 118, the primary winding 119 of the coupling transformer 120, the battery of the anode voltage source 121 and the aathode 122.
The secondary winding 123 of the transformer 120 supplies the primary winding 124 of the modulating transformer
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125. The secondary winding 126 of the latter is in the input circuit of the final amplifying lamp 103 which in series comprises the gate 127, the resistor 128, the secondary winding 126 and the grid bias battery. 129. The positive terminal of this battery is connected to the ground, terminating the circuit going to the cathode 130 of the lamp 103, which is also connected to the ground. The output circuit of the amplifier lamp 103 contains, in series between the cathode 130 and the anode 131, the anode voltage source battery 132 and the primary winding 133 of the output transformer 134.
A suitable tap of the battery 132 is connected to the screen grid electrode 135 which is decoupled by the capacitor 136. The secondary winding 137 of the output transformer 134 is connected to the conductors 11 and 12.
The oscillator stage includes a grid-screen type vacuum lamp 102 mounted in a normal feedback coupling system. The cathode 138 of this lamp is connected to ground and the gate circuit encloses the gate electrode 139 and the gate load resistor 140 leading to ground. The anode circuit contains the battery of the power source 141, the high frequency shutdown choke 142 and the anode 143 of the lamp 102. The coupling between the anode and gate circuits is achieved by the inductance. wariable 104, one end of which is connected to gate 139 and the other end of which is connected, in series with capacitor 45, to anode 143.
The oscillator circuit also contains capacitor 146 in series between gate 139 and ground as well as voltage dividing capacitors 147 and 148 between ground and the high voltage end of variable inductor 144. The junction point between the capacitors 147 and 148 serves to couple the energy at carrier frequency to the grid 127 of the
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final amplifier lamp 103 via coupling capacitor 149 and conductor 150.
The control circuit has two main branches, each operating with a rectified component of the energy at the frequency of the signal which is taken from the two rectifier diodes 151 and 152 which are supplied by the amplifier lamp 153. L One of the control lamps 154 works by means of two power sources, one of which is the output of the diode 151 and the other the output of the oscillator 102, while the other control lamp. Control 155 operates by means of the output of diode 152.
Following the circuit, the amplifier lamp 153 is supplied at the same time as the amplifier lamp 101 by the secondary winding 116 of the coupling transformer 113, since the gate electrode 156 of this lamp is connected to the grid. 117 of the lamp 101 and that the cathode 157 is connected to the cathode 122. The source 121 also serves for the anode voltage through the primary winding 158 of the transformer 159 going to the cathode 160. The transformer 159 has two secondary windings 161 and 162. The first, in a two-wave rectifier assembly, is connected at its two ends to anodes 163 and 163 'of diode 151 while the midpoint of this winding returns to the cathode 164 by the load potentiometer 165.
The unidirectional voltage output is taken at the potentiometer between the brush 166 and the cathode end. This output is supplied to the gate 167 of the control lamp 154 in series with a high frequency stop choke 168 and the resistor 169, the cathode 170 being connected to the end of the potentiometer 165 via the battery of. polarization 171. The anode voltage for the control lamp 154 is obtained by the battery 172, the positive end of which is set to ground.
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ground and the negative end is connected to cathode 170. The screen grid voltage is obtained by a suitable tap going to the screen grid electrode 173 decoupled by the capacitor 174.
The anode 175 is connected to the conductor 91 mentioned above during the description of the receiver. the anode circuit of the control lamp 154 can be followed by the conductor 91, by the space current path of the diode 53, by the resistor 95, and by the battery 96, up to the ground which constitutes also the positive end of battery 172.
The second diode 152 is supplied in the same way by the transformer 159 whose secondary winding 162 is inserted between the anodes 176 and 176 '. In series with the load potentiometer 177, the midpoint is connected to the cathode 178. The load resistor 177 is shunted by the capacitor 179. The brush 180 of the potentiometer 177 is connected to the control grid 181 of the lamp. control 155, returning to cathode 182 thereof in series with gate bias battery 183. The anode voltage of lamp 155 is taken from battery 184 whose negative terminal is connected to cathode 182 while the positive end is in series with load resistor 185 and anode 186.
The screen grid voltage is taken from a suitable socket which goes to the screen grid electrode 187 Part of the battery voltage is also used to supply the starting voltage to the screen grid electrode 98 of the battery. illuminator lamp 102. This is accomplished by grounding a suitable point on battery 184 and connecting screen grid electrode 98 to anode 186 through lead 188. This completes the description of the circuit.
The various phases of the operation of the transmitter and the receiver as a complete unit will now be described.
Each system communication center contains a complete receiver, transmitter and control circuit assembly, such as
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shown in fig. 2, thus forming an operating unit in the chain supplied by the communication channel. Let us suppose that one wishes to send a message from this station and that the microphone of the handset 8 recovers voice frequencies. Low frequency energy is supplied to transformer 104 and is amplified by vacuum lamp 100 and then amplified by vacuum lamp 101, the output of which is supplied to transformer 120.
This energy then modulates the carrier frequency which is applied to the gate 127 of the lamp 103 via the capacitor 149. The energy is then supplied by conductors 12 and II, which, as shown in FIG. . 1, are connected to the line tuning unit through which they transmitted to the energy lines 2 and 3.
In addition to this function, the low frequency energy is also supplied by the transformer 113 to the gate 156 of the control amplifier lamp 153. The output thereof is supplied to the transformer 159, rectified by the two diodes. 151 and 15. The output voltage of the diode 151 appears across the terminals of the potentiometer 105 and is applied to the gate 107 of the lamp 154. The latter is polarized normally when the anode current is canceled by the battery 171. At the same time, the output voltage of diode 152 appears across potentiometer 177 and is applied to gate 181 of control lamp 155.
The latter is biased by battery 183 to have a normal plate current in the absence of a signal.
The voltage between cathode 182 and ground is set so that it is greater than the voltage drop of lamp 155 across load resistor 185, applying a voltage to screen grid 98 of oscillator 102. slightly negative with respect to its cathode 138, which prevents the oscillating lamp from generating carrier frequency energy.
But, as soon as @
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the signal reaches the transformer 159, the voltage appearing at 177 will become more negative and cancel the anode current of the lamp 155. Thus, the voltage between the anode 186 and the ground becomes positive and the screen grid 98 will be energized normally, allowing to the lamp 102 to oscillate and consequently to produce energy at carrier frequency.
Before describing the function of the other control lamp 154, considering again the operation of the control lamp 155, it is seen that the eye-illumination lamp 102 normally has a negative voltage at its screen grid electrode 98 and is prevented by the from oscillating. On the other hand, the signals of the signal amplifier are in a standby state and, as soon as the signal frequency appears in the modulation circuit, the negative bias is removed at the screen electrode and the oscillator goes into service immediately. As soon as there is no longer an acoustic frequency signal, the oscillator becomes inactive again.
The succession of operating times is governed by the constants of the control circuit and it is important that these constants have a predetermined characteristic. This will be explained later by developing the operation of the circuit.
Along with powering the oscillator to put it into an active state, the control lamp 154 receives at Its gate 167 a bias voltage from the output of diode 151. Normally, this lamp is biased at the point. cancellation of the plate current by the battery 171. The control voltage produced by the diode 151 will oppose the voltage of the battery 1? 11 allowing the passage of the anode current of the lamp 154, which flows from the battery. ground through battery 9b, resistor 95, diode 53, and anode 1? 5, returning to the negative side of battery 172.
The voltage produced by the flow of current through resistor 195 supplies the control grid 16
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of the lamp 13 a sufficient negative bias to make the input amplifier stage of the receiver inactive for the total voltage of the output of the transmitter which will appear at the terminals of the primary winding 24 given, that this one is also connected to conductors 11 and 12.
The time required to lock the receiver in an inactive state is a function of the values of resistor 95, capacitor 94, and internal resistance of lamp 154. The time to operate the carrier at lamp 103 is a function of of the values of capacitor 179, resistor 177, capacitor 99, and resistance between screen 98 and cathode 138. The values of the aforementioned components are proportioned so that the receiver is stuck in an inactive state before the initiation of high frequency energy generation by lamp 102.
Briefly recapping the operation, as soon as the microphone is energized, currents at the frequency of the signal will appear in the amplifier stage of the modulator and will also produce thanks to the control lamp 153 and the diodes 151 and 152 two sets of voltages. control. One is to turn on the oscillator lamp in service, this lamp being normally in a non-operating state, and the other voltage is used to cancel the current of the first amplifier stage of the receiver. which is normally in a receptive state.
The receiving functions unfolding as follows. Upon application of the carrier frequency voltage to the input terminals of primary winding 24 of transformer 23, the signal is amplified by the first stage including amplifier lamp 13 and is supplied to demodulator lamp 14 as well. only to the gate 84 of the control lamp 73, via the conductor 85. The signal from the demodulator lamp is
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applied to the grid 56 of the amplifier lamp 55 via the capacitance from the load resistors 57 and 58 of the diode section comprising the anode 35 and the cathode 54.
The other diode section comprising the anode 36 and the cathode 38 supplies a unidirectional voltage which is supplied, through the resistor 394 decoupled by the capacitor 43, to the gate 41 of the automatic control lamp 15 of the vol. - lume. The operation of this lamp is normal in that an increased signal voltage produces an increase in the positive voltage at grid 41, creating an anode current which has a direction such that a negative voltage is applied to the cathode. 52 and that thereby the polarization of the control gate 16 of the first amplifier lamp 13 is controlled.
As previously indicated, the carrier frequency is also applied to the gate 64 of the lamp 73. the latter is polarized normally at the point of cancellation of current by the battery 87. The applied signal causes the plate current to flow from the cell. battery of anode voltage 80 and through resistors 76 and 78. The other control lamp 72 is biased by battery 77 for the passage of a normal anode current which, as long as it is maintained, has such a direction in the resistor 108 that it polarizes the output stage of the receiver, that is to say the gate 56 of the lamp 55, in a state of cancellation of the current.
When the carrier frequency appears at gate 84 of lamp 73, the flow of anodic current begins and, flowing through resistor 76, will provide additional negative bias to lamp 72, initiating the state of. cancellation of the current and thus eliminating at the gate 56 the negative polarization caused by the passage of the anode current in the resistor 68. Thus, we obtain a receiver inoperative as to its final output stage until the mo-
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where a carrier signal, either modulated or non-modulated, is applied to the vacuum lamp 73.
The current discharge in resistors 0 and 78 also has a direction and magnitude such that a canceling bias of the current is applied to the vacuum lamps 101 and 153. The voltage required to remove current from lamps 101 and 153 is a function of the values of capacitor 82 and the anode impedance of lamp 73. The time required to release the canceling bias from the current emanating from the vacuum lamp 55 in the output circuit of the receiver, in order to supply a signal to the telephone receiver 8, is a function of the values of the resistor 68 and of the capacitor 69.
The values of the aforementioned components are such that the vacuum lamps 101 and 153 are turned off in a non-operating state before the removal of the current canceling bias maintaining the lamp 55 and produced by the passage of current through it. resistance 68.
One sees from the above that the receiver is blocked in an inoperative state before and during the creation of high frequency energy by the transmitter, this last condition is fulfilled by coupling the grid 139 of the oscillator to the grid 167 control lamp 154 by means of capacitor 97 which is connected to the junction point of resistor 169 and stop choke 168, whereby part of the carrier is supplied to control lamp 154 so that the receiver is blocked as long as the carrier is generated by the transmitter.
Upon termination of the signal frequency, i.e. the acoustic frequency, the carrier stops and then the receiver is returned to an active state by discharging capacitor 94 in resistor 95 The receiver is then in a waiting state and, during the application of a received signal, the creation of a carrier by the transmitter is prevented by the block.
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ge lamps 101 and 153, before supplying the telephone 8 of the signal received by the receiver. When the received carrier disappears, the lamp 55 will be blocked in an inactive state by the lamp 72, before the lamps he and 153 return to a normal operating polarization or at the same time as this reestablishment.
At the same time as this succession of times described above, the principle of the succession of levels is also applied, in order to improve the operating characteristics.
For example, the gain at the signal frequency between the telephone and the gate 67 of the lamp 154 is high enough to lock the receiver in an idle state at a level equal to or less than that required to generate the carrier. Further, lamps 101 and 153 are stuck in an inactive state at a signal level equal to or less than that required to actuate the final amplifier stage of the receiver, i.e. lamp 55.
If the precautions of synchronization and succession are applied, as described above, it becomes possible to obtain an automatic operation controlled only by the speech of a% ormaie conversation, it is that is, in less than syllabic time., A loss of time between the start of a sound of a speech at the input of the transmitter and the delivery of that sound at the output of the remote receiver can be made Less than 10 milli-seconds. Experiments have shown that this value is absolutely negligible in terms of its adverse effects on the utility of the system.
EMI20.1
B V D l 0 A t ION ---------------------------
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