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DISPOSITIF DE MESURE DU DEPHASAGE ENTRE DEUX TENSIONS.
L'invention concerne un dispositif permettant de mesurer le déphasage entre deux tensions et de relever la caractéristique de fréquence, c'est-à-dire la relation entre le déphasage provoqué par un réseau et la fréquence
On a déjà proposé d'insérer un réseau,, dont on désire relever la caractéristique de fréquence, dans un circuit fermé auquel on applique la tension alternative de mesure.
Celle-ci est modulée, dans un modulateur inséré dans le circuit, par une tension alternative auxiliaire de fréquence plus basse, engendrée dans le circuit lui-même, par le fait que la tension alternative de mesure, modulée par la tension alternative auxiliaire, traverse, dans le circuit fermé, le réseau à étudier, et est ensuite détectée, après quoi la tension obtenue,dont la fréquence est de nouveau égale à celle de la tension alternative auxiliaire, est amplifiée et est appliquée au modulateur.
La variation du temps de transit de la tension alternative de mesure dans le réseau lors d'une variation de cette tension, et donc aussi la variation du déphasage aux bornes du réseau, peuvent être déduites de la variation de fréquence de la tension alternative auxiliaire engendrée. Ce procédé est basé sur le fait que, dans un tel circuit fermé, pour entretenir de la façon décrite la tension alternative auxiliaire, le déphasage total doit être nul ou égal à un nombre entier de fois 360 . Donc, lorsqu'on fait varier le déphasage dans l'un des éléments du circuit fermée la fréquence de la tension alternative auxiliaire subira une modification telle que pour la nouvelle fréquence, le déphasage total reprendra sa valeur initiale.
Une variation du temps de transit de la tension alternative de mesure dans le réseau se traduit par une variation du déphasage de la tension alternative auxiliaire aux bornes du réseau. Il suffit donc de déterminer la fréquence de la tension alternative auxiliaire pour une valeur donnée de la fréquence de la tension alternative de mesure pour obtenir la caractéristique de fréquence du réseau.
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Ce procédé permet de déterminer de très faibles variations du déphasage de la tension alternative;de mesure aux bornes du réseau,
Toutefois, l'insertion du réseau à étudier dans un circuit fermé présente certains inconvénients qui sont particulièrement marqués lorsqu'on désire mesurer une "liaison" complète entre deux points. Ils serait donc intéressant que le principe du procédé décrit puisse être appliqué sans qu'il soit nécessaire d'insérer le réseau à mesurer dans un circuit fermé. L'invention apporte une solution à ce problème.
Le dispositif pour mesurer le déphasage entre deux tensions, conforme à l'invention, est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit fermé, dans lequel sont engendrées deux tensions de fréquences autres que la première et qu'il comporte successivement un premier modulateur dans lequel l'une des premières tensions mentionnées est modulée par l'une des tensions d'une fréquence, un filtre qui ne transmet que les tensions de fréquence égale à la somme ou à la différence des fréquences de ces tensions, un second modulateur,dans lequel la tension transmise est modulée par la seconde des tensions dont il faut relever le déphasage, et un second filtre qui transmet une tension de fréquence égale à la différence ou à la somme des deux dernières tensions mentionnées et dont la tension de sortie est de nouveau transmise au premier modulateur,
des moyens étant prévus pour mesurer la fréquence d'au moins l'une des tensions d'une autre fréquence.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La Fig. 1 est un schéma synoptique qui servira à expliquer le principe de l'invention.
La Fig. 2 est un schéma de montage d'une forme de réalisation avantageuse du dispositif conforme à l'invention.
Sur la Fig. 1, deux tensions VI et VII, de même fréquence p mais de phases différentes, sont appliquées aux bornes d'entrée du dispositif.
Dans le modulateur M1 la tension VI est modulée par une tension qui est engendrée dans un circuit fermé et dont la fréquence est supposée être égale à q- 1/2 po Dans le circuit de sortie se produisent deux tensions de fréquences égales l'une à la somme et l'autre à la différence des fréquences mises en jeu et ces tensions sont appliquées au filtre F1.
Ce filtre ne transmet pratiquement que la tension de fréquence égale à la somme des fréquences mises en jeu donc la tension de fréquence égale à q + 1/2po Cette tension,éventuellement amplifiée, est appliquée au modulateur M2, dans lequel elle est modulée par la tension VII 9 - L'énergie de sortie du modulateur M2 est transmise au filtre F2 qui ne transmet pratiquement que la tension de fréquence égale à la différence des fréquences mises en jeu, donc la tension de fréquence ±. - 1/2po Cette tension, éventuellement amplifiée, est appliquée au modulateur M2 qui ferme le circuit. L'ensemble constitue un montage oscillateur qui oscille aux fréquences Q + 1/2p et q - 1/2p.
Lorsqu'on considère le trajet du signal de l'oscillateur dans la partie de gauche du circuit, on voit que le déphasage obtenu dans ce trajet est déterminé d'une-part par les propriétés du filtre F1, et d'autre part, par le déphasage entre les tensions VI et VII. EM effet,lors d'une conversion, les rapports de phase sont transmis sans altération. De cette façon, on introduit dans le circuit oscillateur le déphasage entre les tensions VI et VII.
Lorsque ce déphasage varie, les fréquences engendrées varient aussi et, pour de petits déphasages, elles sont à peu près proportionnelles à la variation de déphasage. Dans le cas de grands déphasages,ladite relation n'est plus linéaire.
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Toutefois, il est également cessible de relever de plus grands déphasages; les filtres F1 et F2 doivent alors être réalisés de façon que pour des déphasages suffisamment grands., les variations de déphasage soient proportionnelles à la fréquence. Ce résultat peut être obtenu en constituant chacun des filtres par un nombre suffisant de circuits, cas dans lequel chaque circuit ne doit provoquer qu'une faible variation de phase. En prin- cipe, on peut alors réaliser des phasemètres à gamme de mesure de plus de 360 . Le déphasage peut alors être indiqué par la tension de sortie d'un montage discriminateur de fréquence et il peut être lu directement sur l'échelle d'un instrument à aiguille.-
Il est avantageux d'utiliser des modulateurs du type push-pull, car dans les circuits de sortie de ceux-ci les fréquences originales ne se produisent plus.
On peut mesurer la fréquence q + 1/2p, ou la fréquence g - 1/2p, car la variation de toutes deux constitue une mesure de la variation du déphasage entre les tensions VI et VII. Toutefois, il est plus avantageux de combiner des tensions de cette fréquence dans un dispositif mélangeur Et. d'en déduire une tension de fréquence égaleà 2p. Ce procédé offre l'avantage qu'une variation accidentelle de la fréquence p n'affecte pas le résultat de mesure.
Dans le schéma de montage représenté sur la Fig. 2, le premier étage mélangeur comporte deux tubes 1, montés en push-pull. La tension VI y est appliquée aux grilles extérieures alors que la tension de fréquence g + 1/2p est appliquée entre les grilles intérieures desdits tubes . Les courants de fréquences égales l'une à la somme et l'autre à la différence des fréquences mises en jeu sont transmis à un filtre qui est constitué par deux circuits 2 et 3 couplés par voie inductive. L'amortissement de ces circuits est augmenté à l'aide de résistances en parallèle. Ce filtre transmet la fréquence q + 1/2p. L'amplification est assurée par un tube 4 dont le circuit de sortie comporte un second filtre constitué par deux circuits 5 et 6 couplés par voie inductive.
Ce filtre, dont les circuits sont également amortis, sert en même temps à la limitation. A cet effet, une partie de la self-induction du circuit 5 peut être shuntée par une résistance à coefficient de température négatif.
Le circuit 6 est inséré entre les premières grilles de deux tubes 7 montés en push-pull qui font partie du second modulateur M2. Entre les secondes grilles interconnectées de ces tubes, d'une part, et la masse, d'autre part, agit une seconde tension VII. Le modulateur M2 est suivi d'un filtre constitué par deux circuits 8 et 9, d'un amplificateur et d'un filtre constitué par deux circuits 11 et 12. Le circuit 12 est de nouveau inséré entre les grilles du modulateur M1, ce qui complète le circuit.
Le filtre avec amplificateur qui suit le modulateur M2 peut être identique au filtre avec amplificateur qui suit le modulateur M1, mais il est accordé sur la fré- quence g - 1/2p Les fréquences g + 1/2po et q- 1/2p sont engendrées spontanément dans le circuit, la grandeur dépendant du déphasage entre les tensions VI et VII. Cette grandeur peut étre mesurée comme fréquence en combinant des tensions de fréquence égale à la première fréquence mentionnée d'une fagon telle qu'on obtienne des tensions de fréquence égale à la somme de ces fréquences. Dans le montage représenté sur le dessin, cette combinaison s'effectue dans un tube changeur de fréquence 13 dont la première grille est reliée à un point du circuit 6 et la secondeà un point du circuit 12.
Dans le dispositif 14 se produisent donc des tensions de fréquence 2q. Le dispositif 14 est connecté à un discriminateur de fréquence 15, dont l'intensité du courant de sortie, qui constitue une mesure pour la fréquence 2q, est mesurée à l'aide de l'instrument 16.
On peut aussi prélever directement de l'un des modulateurs une . tension dont la fréquence est égale à la somme des fréquences des oscillations transmises par les filtres. En effet, dans le circuit de sortie du premier
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modulateur se produisent, du moins lorsque le développement en série du cou- rant de sortie en fonction de la tension d'entrée comporte des termes du troi- sième degré de cette dernière, outre des oscillations de fréquence g + l/2p, des oscillations que l'on peut considérer comme provenant d'oscillations de fréquence 2(g - 1/2p) et d'oscillations de fréquence p. On obtient donc, dans le circuit de sortie du premier modulateur, des oscillations de fréquen- ce égale à la somme des fréquences mises en je@ c'est-à-dire à wg.
De la même manière, dans le circuit de sortie du second modulateur, se produisent des oscillations dont la fréquence est égale à la différence des fréquences 2(@ + 1/2p) et p, c'est-à-dire également de fréquence 2q.
La fréquence à mesurer peut se prélever du circuit de sortie de l'un des modulateurs par l'intermédiaire d'un filtre qui transmet une fréquence égale à la somme des fréquences transmises par les premiers fil- tres mentionnés ou en insérant ledit filtre entre le circuit de sortie de l'un des premiers modulateurs et l'instrument servant à mesurer la fréquence.
La Fige 3 représente schématiquement un tel schéma de montage.
Les tensions dont il faut relever le déphasage, sont de nouveau appliquées en VI et VII au réseau fermé constitué par deux modulateurs M1 et M2, et par les filtres F1 et F2, éventuellement combinés avec des amplificateurs. Dans le circuit fermé, on entretient des oscillations de fréquences q + 1/2p et q - 1/2po
Un troisième filtre F3 transmet la fréquence 2q. Ce filtre est inséré entre le circuit de sortie de l'un des modulateurs et l'instrument de mesure.