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L'invention concerne un amplificateur à transistors à réglage automatique de l'amplification en fonction de la gran- deur de la tension à l'entrée, qui convient spécialement pour l'emploi dans des récepteurs radiophoniques et sera donc exposé plus en détail ci-dessous.
Les récepteurs radiophoniques contiennent habituellement un dispositif de réglage automatique de l'amplification ou de la puissance du son pour rendre l'intensité de reproduction du son indépendante des phénomènes de fading ainsi que des variations d'intensité de réception lors du passage d'un émetteur à un autre Dans les récepteurs avec tubes électroniques, on utilise habitu- ellement une diode pour la production de la tension de réglage en vue du réglage automatique de l'amplification.
Le courant
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transmis à l'aide d'une telle diode est petit; il y a cependant aux bornes d'une grande résistance une tension suffisante pour la commande d'un ou de plusieurs tubes électroniques de l'ampli- ficateur à moyenne fréquence ou de l'amplificateur à haute fré- quence du récepteur où ce réglage a lieu presque sans consomma- tion d'énergie.
Dans ces derniers temps, on a remplacé de plus en plus les tubes électroniques par des transistors. Bien que presque toutes les fonctions des tubes électroniques peuvent être accomplies également par des transistors, la réalisation,.avec des transis- tors, du réglage automatique de l'amplification présente cepen- dant une certaine difficulté, car l'impédance d'entrée des tran- sistors est plus petite que celle des tubes électroniques, de sorte qu'une puissance plus grande doit être fournie aux transis- tors d'amplification destinés au réglage de l'amplification par rapport aux tubes amplificateurs. En outre, le courant circulant dans le circuit d'entrée des transistors d'amplification prend une grandeur dont il faut tenir compte.
Ces raisons ont retardé jusqu'ici l'utilisation générale du réglage automatique usuel de l'amplification dans les récepteurs radiophoniques munis de transistors.
L'invention a pour but la création d'un amplificateur à transistors, simple et bon marché, avec réglage automatique de l'amplification et elle est basée sur l'utilisation, à cet effet d'une propriété caractéristique du transistor. L'amplificateur développé selon l'invention contient un transistor avec un fac- teur d'amplification du courant en relation non linéaire avec le courant de l'émetteur auquel la tension à l'entrée est appliquée par sa base, tandis que le circuit émetteur-base du transister reçoit une tension de polarisation telle que le facteur d'ampli- fication du courant prend approximativement sa valeur maximum pour le courant à l'émetteur correspondant à uns valeur moyenn@
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prédéterminée de la tension à l'entrée,
le courant de l'é@etteu étant variable en fonction de la grandeur de la tension à l'en- trée.
L'invention est expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple d'exécution représenté au dessin. La figure 1 est le schéma de montage d'un récepteur radiophonique avec des transis- tors et du dispositif, développé selon l'invention, pour le ré- glage automatique de l'amplification, tandis que la figure 2 montre la caractéristique d'amplification du courant en fonction du courant à l'émetteur d'un transistor à jonction, à employer de préférence dans le dispositif selon l'invention.
Le récepteur selon la figure 1 comprend un étage à interfé- rence 10, couplé à une antenne 11 du type à barre de ferrite, auquel sont raccordés un amplificateur à moyenne fréquence à deux étages 12,13, un démodulateur 14, un amplificateur à basse fréquence 15 et un haut-parleur 16. L'amplificateur à moyenne fréquence ou l'un de ses deux étages forme avec le démodulateur le dispositif 17, établi selon l'invention, pour le réglage automatique de l'amplification.
Les étages 12 et 13 de l'amplificateur à moyenne fréquence contiennent chacun un transistor 20 et 21 à relation non linéai- re entre le facteur d'amplification du courant et le courant à l'émetteur. Dans ce but, des transistors, à contact conviennent particulièrement et ceux-ci peuvent être du type N-P-N ou du type P-N-P. Dans l'exemple d'exécution de l'invention représenté, les transistors employés sont ceux du type P-N-P. La tension à l'entrée est amenée à l'aide d'un condensateur 22 au transistor 20 par son électrode de base mise à la terre à l'aide d'une résistance 30. Eu égard à la moyenne fréquence, l'électrode émettrice est mise à la terre au moyen du condensateur 23.
Le circuit émetteur-base du transistor 20 reçoit une tension de polarisation telle que le facteur d'amplification [alpha] du courant
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prend approximativement sa valeur maximum avec le courant cor- respondant à une grandeur moyenne prédéterminée de la tension à l'entrée. La grandeur moyenne citée de la tension à l'entrée doit être ici celle à laquelle correspond, pour le récepteur, l'intensité minimum admissible du champ de réception. Le collec- teur du transistor 20 est relié par un circuit résonant 32 accor dé sur la moyenne fréquence et un condensateur 24 à l'électrode de base du transistor 21, lequel est mis à la terre par l'inter- médiaire d'une résistance 31.
Eu égard à la moyenne fréquence, l'émetteur de ce transistor est mis à la terre à l'aide d'un condensateur 25, tandis que son collecteur est relié au démodu- lateur 14 au moyen d'un circuit résonant 33 accordé sur la moyenne fréquence.
Les émetteurs des transistors 20 et 21 sont reliés ensemble à l'aide des résistances 26'et 27 dont le point commun est rac- cordé à travers une résistance 29 à la source de tension +B, qui fournit au circuit base-émetteur des transistors la tension posi- tive de polarisation mentionnée. Selon les bases explicatives ci-dessous, la grandeur de la résistance 26 dépasse utilement celle de la résistance 27.. La grandeur de la résistance 29 est de préférence de deux rangs' de grandeur supérieure à la résistan- ce interne émetteur-base de chacun des transistors 20 et 21.
Les grandeurs des résistances dans les circuits émetteur-base des transistors 20 et 21 sont choisies pour que le potentiel de l'émetteur soit faiblement positif et le potentiel de la base soit voisin de zéro de sorte que le point de fonctionnemen'c des transistors se trouve approximativement au point X de la figure 2, pour les plus petites fréquences avec lesquelles le récepteur doit encore fonctionner. Dans cette figure, l'abscisse représen- te le courant i à l'émetteur et l'ordonnée le facteur d'amplifi@ cation', du courant.
Les collecteurs des transistors 20 et 21 reçoivent, à l'aide des bobines 32 et 33 des circuits résonante,
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une tension de polarisation négative d'une source de tension
Le démodulateur 14 contient un transistor 34 dont le cir- cuit-émetteur-base est relié inductivement par une bobine 35 à la bobine du circuit résonant 33.Ce transistor reçoit une ten- sion de polarisation qui le bloque aussi longtemps qu'aucune ten- sion d'entrée ne lui est transmise à l'aide du circuit oscillant 33. Pour certains buts, il peut cependant être avantageux de fournir à l'émetteur du transistor 34 une petite tension de pola- risation positive, pour déplacer le point de fonctionnement du transistor dans la partie plus aiguë de la partie courbe de sa caractéristique.
Le collecteur du transistor reçoit de la source de tension-B, par l'intermédiaire d'une résistance 36, une ten- sion de polarisation négative. :Eu égard à la moyenne fréquence, le collecteur est mis à la terre à l'aide d'un condensateur 37 et, par son intermédiaire, est raccordé au circuit d'entrée de l'amplificateur à basse fréquence 15. L'électrode de base du transistor 34 est reliée au point commun des résistances 26,27 et 29 par le conducteur 38.
Le facteur d'amplification [alpha] du courant entre l'émetteur et le collecteur des transistors est un peu inférieur à 1. Ce facteur d'amplification du courant, qui correspond au facteur d'amplification d'une triode, est presque constant dans le domaine d'emploi habituel des transistors à contact, qui est à droite de Y sur la figure 2. En appliquant la tension d'entrée à la base du transistor, l'amplification du courant entre la base et le collecteur est donnée par l'expression
EMI5.1
Avec cette façon d'appliquer la tension d'entrée au transistor, il résulte non seulement une augmentation de l'amplification du courant mais aussi une variation substantielle de l'amplification par suite de variations relativement petites du facteur d'ampli-
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fication.\ . .
Usais un transistor à contact t@@ique, à grand fac- teur d'amplification- du courant, ce facteur peut être de 0,97. avec un courant à l'émetteur de 1 milliampère et, avec un cou- rant à l'émetteur d'environ 100 microampères, il peut tomber à 0,900. En appliquant la tension d'entrée à la base, l'amplifica- tion du courant passe de 0,975 = 39 pour 1 milliampère à 1-0,975 0 0,9/1 - 0,9 = 9 pour 100 microampères, ce qui signifie une diminu- tion d'amplification de 13 décibels. De cette façon, on peut obtenir un réglage efficace de l'amplification par une réduction convenable du courant à l'émetteur d'un transistor monté de fa- çon appropriée.
Aussi longtemps que la tension d'entrée du dis- positif 17 reste en dessous de la tension seuil prédéterminée, le point de fonctionnement des transistors 20 et 21 se trouve, par suite de la tension de polarisation leur appliquée, aux en- virons du point X de la figure 2 et le facteur d'amplification du courant des transistors a une grande valeur. Simultanément, le démodulateur 14 est bloqué par la tension de polarisation négative et dans le transistor 34 il ne passe aucun courant con- tinu à l'émetteur. La résistance 29 est parcourue par le courant d'émetteur fourni par les transistors 20 et 21 tandis que le courant de l'émetteur du transistor 20 passe dans la résistance 26 et le courant de l'émetteur du transistor 21 passe dans la résistance 27.
Dès que la tension d'entrée du dispositif 17 dé- passe la valeur seuil, cette tension est amplifiée ,par les étapes d'amplification 12 et 13 et amenée au démodulateur 14 en vertu de quoi il circule alors un courant d'émetteur dans le transis- tor 34. Le circuit émetteur-bans du transistor 34 agit cornue une diode et démodule la tension à moyenne fréquence avec amplifica- tion de ses composantes de modulation Qui parviennent alors à l'amplificateur basse fréquence 15 par le circuit du collecteur du transistor 34.
L'application de la tension à moyenne fréquence au circuit
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émetteur-base du transistor 34 provoque une réduction de l'impé- dance de ce circuit d'une valeur très élevée (par exemple envi- ron 1000 ohms) à une valeur faible (par exemple environ 100 ohms.
Une partie du courant circulant dans la résistance 29, qui auparavant ne se répartissait que sur les résistances 26 et 27, passe maintenant par le circuit de l'émetteur du transistor 34.
Comme la grandeur de la résistance 29 dépasse d'environ deux rangs de grandeur la petite résistance interne émetteur-base des transistors 20 et 21, le courant circulant dans la résistan- ce 29 reste inchangé, de sorte que le courant circulant dans le circuit de l'émetteur du transistor 34 est diminué du courant circulant dans le circuit de l'émetteur des transistors 20 et 21.
Aussi longtemps que la tension à l'entrée du dispositif 17 ne dépasse que faiblement la tension seuil prédéterminée, la diminution citée du courant de l'émetteur des transistors 20 et 21 de la valeur b à la valeur a dans la figure 2 n'a pour consé- quence que le déplacement du point de fonctionnement X au point Y, tandis que le facteur d'amplification du courant ne subit qu'une diminution peu importante. Ceci est analogue à une augmen- tation souhaitée du réglage automatique de l'amplification.
Aussitôt qu'alors la tension à l'entrée du dispositif 17 croit encore, le courant de l'émetteur du détecteur 14 croit également et diminue le courant de l'émetteur des étages amplificateurs à moyenne fréquence 12 et 13 dans une mesure telle que le point de fonctionnement de ces étages vient se placer sur la partie forte- ment descendante de la caractéristique située à gauche du point Y. En outre, le facteur d'amplification du courant des transis- tors 20 et 21 et la grandeur de la tension à moyenne fréquence, appliquée au démodulateur 14, diminuent fortement. De cette fa- çon, on obtient, dans le dispositif 17, un réglage automatique de l'amplification du même genre que dans les récepteurs radio- phoniques avec amplificateurs à tubes.
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Comme déjà signalé ci-dessus, puisque la grandeur de la résistance 26 est plus grande que celle de la résistance 27, le transistor 20 du premier étage d'amplification à moyenne fréquen- ce 12 ..est bloqué plus tôt que le transistor 21 du deuxième étage d'amplification à moyenne fréquence 13.. On évite ainsi que le réglage automatique ne provoque une déformation substantielle de la tension à moyenne fréquence. Le rapport mentionné des gran- deurs des résistances 26 et 27 a cependant encore un autre avan- tage. Il peut également arriver facilement qu'une petite partie de la tension de l'oscillateur provenant de l'étage d'interfé- rence 10 pénètre dans le circuit bas-émetteur de l'amplificateur à moyenne fréquence.
Aussitôt que le transistor 20 est sur le point d'être bloqué, de sorte que son point de fonctionnement se trouve sur la partie fortement courbe de sa caractéristique, cette tension de l'oscillateur est redressée par le transistor et agit comme une petite tension de polarisation positive qui retarde le blocage de l'amplificateur à moyenne fréquence 12.
Comme on peut le voir d'après ce qui précède, dans le dis- positif selon l'invention, le démodulateur 14, constitué par un transistor, produit un réglage automatique de l'amplification de l'amplificateur à moyenne fréquence et a en outre encore l'avan- tage, qu'entre sa base et son émetteur, il procure une grande amplification qui ne peut être obtenue avec une diode.
Les éléments du montage du dispositif selon l'invention peuvent, par exemple, avoir les valeurs suivantes :
Résistance 26 5. 600 ohms
Résistance 27 4. 700 ohms
Résistance 29 10. 000 ohms
Résistance 30 et 31 22.000 ohms
Résistance 36 6.000 ohms
Condensateurs 22 et 24 0,0015 microfarad
Condensateurs 23 et 25 0,02 microfarad
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Condensateur 28 2 microfarads
Condensateur 37 0,01 microfarad
Transistors 20, 21 et 34 Transistors à contact
P-N-P des types TA-153 ou 2N34 +B + 4,5 volts -B- 4,5 volts
Moyenne fréquence environ 100 kiloherz
REVENDICATIONS.
1.- Amplificateur à transistors, à réglage automatique de l'amplification en fonction de la grandeur de la tension à l'en- trée, caractérisé en ce que l'amplificateur renferme un transis- tor dans lequel le facteur d'amplification du courant ne dépend pas linéairement du courant de l'émetteur, auquel la tension à l'entrée est amenée à la base, tandis que le circuit émetteur- base du transistor reçoit une tension de polarisation'telle que le facteur d'amplification du courant prend approximativement sa valeur maximum avec le courant de l'émetteur correspondant à une grandeur moyenne prédéterminée de la tension à l'entrée, le cou- rant de l'émetteur étant variable en fonction de la grandeur de la tension à l'entrée.