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Montage pour la commande automatique de volume dans un récepteur super-hétérodyne.
La présente invention concerne un montage pour la comman- de automatique de volume dans un récepteur super-hétérodyne compre- nant un étage haute fréquence, un étage moyenne fréquence et un éta- ge de tension d'alimentation ainsi qu'un détecteur servant à créer une tension négative pour le réglage automatique du gain à partir du signal moyenne fréquence, cette tension négative étant appliquée, par l'intermédiaire des éléments de filtrage nécessaires, à la gril- le de commande d'au moins un tube à pente variable appartenant à l'étage moyenne fréquence et, par l'intermédiaire d'un circuit à re- tard,
à la grille de commande d'au moins un tube à pente variable appartenant à l'étage haute fréquence et/ou à l'étage mélangeur.
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Dans les montages connus de ce genre, afin d'obtenir un rapport signal-bruit aussi favorable que possible pour l'amplifica- teur moyenne fréquence du récepteur, il est courant de faire inter- venir la commande de volume aussi tard que possible dans l'étage haute fréquence da ce récepteur. Cela signifie que, comme cela sera encore décrit plus en détail ci-après, on laisse augmenter l'intensité du signal dans les tubes amplificateurs à moyenne fré- quence jusqu'au moment où on craint d'atteindre une modulation croi- sée trop importante dans le tube mélangeur du récepteur et de ne faire intervenir qu'alors la tension négative pour la commande auto- matique de gain de la partie haute fréquence.
Ceci implique cepen- dant qu'une foie que la commande de gain de l'étage haute fréquence intervient, cette commande doit varier beaucoup plus rapidement que dans l'étage moyenne fréquence. Il va de soi qu'après le début de la commande de gain de l'étage haute fréquence, l'intensité de signal n'augmente plus notablement dans l'étage moyenne fréquence parce que sinon une modulation croisée exagérée pourrait se pro- duire dans le tube mélangeur. Pour cela, il est nécessaire que la tension produite pour la commande automatique de gain ou de volume et appliquée à l'étage haute fréquence augmente fortement.
Simul- tanément cependant, la tension négative de commande automatique de gain appliquée à l'étage moyenne fréquence ne peut plus trop augmen- ter parce que sinon,le courant anodique des tubes moyenne fréquence commandés serait interrompu et, par conséquent, le signal de sortie moyenne fréquence ne serait plus transmis. La condition posée ci- avant, à savoir une forte augmentation de la tension négative ser- vant à la commande automatique du gain de l'étage haute fréquence avec une faible augmentation seulement de la tension négative ser- vant à la commande automatique du gain de l'étage moyenne fréquent , est remplie dans les appareils connus en amplifiant la tension de commande de gain automatique destinée à l'étage haute fréquence séparément.
Cette solution est cependant coûteuse et critique, parce qu'il s'agit ici d'amplification en courant continu.
L'invention a pour but de garder les avantages du montas connu sans devoir recourir à une amplification supplémentaire de li
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A cet effet, le montage selon la présente invention est caractérisé en ce que le circuit de sortie d'un tube haute fréquence et/ou mélangeur contient une résistance ohmique,la tension apparais- sant aux bornes de cette résistance étant appliquée à une électrode du tube moyenne fréquence commandé consistant en un tube à grille- écran, et celà à une électrode telle qu'après mise en service du circuit à retard, la tension entre grille-écran et cathode du dit tube moyenne fréquence augmente lorsque l'intensité du signal d'en- trée appliquée à l'étage haute fréquence augmente.
Une forme d'exécution possible d'un montage selon l'in- vention est décrite ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 représente une forme d'exécution d'un montage suivant l'invention, et
La figure 2 donne des caractéristiques courant anodique- tension de grille d'un tube moyenne fréquence, le paramètre choisi étant la tension de grille-écran.
Sur la figure 1, les deux triodes 1 et 2 montées en cas- code constituent l'étage haute fréquence d'un récepteur de télévi- sion. Le signal capté par l'antenne 3 est appliqué, par l'interné- diaire du transformateur 4, à la grille de commande de la triode 1.
Le montage cascode représenté ici est couramment utilisé dans l'éta- ge haute fréquence des récepteurs de télévision; cependant, il va de soi que le principe exposé ci-après de la présenta invention n'est pas limité aux récepteurs de télévision mais qu'il s'applique aussi bien aux récepteurs radio-électriques ou à d'autres appareils récepteurs du type super-hétérodyne dans lesquels la commande auto- matique de gain destinée à l'être haute fréquence est différée par rapport à celle de l'étage moyenne fréquence.
Le signal à haute fréquence appliqué par l'intermédiaire du transformateur 4 est envoyé, par l'intermédiaire du transforma- teur 5 dont l'enroulement secondaire est accordé sur la fréquence voulue à l'aide de la capacité parasite 6, dans l'étage mélangeur 7 ou le signal à haute fréquence est converti en un signal moyenne fréquence que l'on applique à l'étage moyenne fréquence du récepteur.
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Cet étage moyenne fréquence se compose de plusieurs amplificateurs moyenne fréquence dont deux seulement sont représentés à la figure 1, à savoir l'amplificateur 8 qui est représenté schématiquement et l'amplificateur 9 qui est représenté plus en détail.
Le signal de sortie prélevé sur le conducteur 10 peut être amplifié dans un ou plusieurs amplificateurs moyenne fréquence sui- vants et ensuite détecté pour être traité par après de la manière habituelle. Ce traitement habituel comporte, entre autres, la créa- tion d'une tension négative de commande automatique de gain qui est directement proportionnelle à l'intensité du signal à haute fréquen- ce capté par l'antenne 3. Cette tension négative de commande auto- matioue ' de gain -V a.s.r. est appliquée au conducteur 11 et est fil- trée à l'aide d'un circuit de filtrage se composant d'une résistan- ce 12 et d'un condensateur 13.
La tension de commande automatique de gain filtrée est appliquée, par l'Intermédiaire d'une résistance de fuite 14, à la première grille de commande du tube amplificateur moyenne fréquence 9. Si on le désire, cette tension automatique de gain peut aussi, comme la fleure 1 le montre, être appliquée à l'amplificateur moyenne fréquence 8 par l'intermédiaire de la résis- tance 15, si on juge nécessaire de commander le gain de plus d'un tube moyenne fréquence. La commande automatique de gain peut d'aile leurs aussi être appliquée à un amplificateur moyenne fréquence qui suit le tube amplificateur 9.
Comme la figure 2 le montre, le tube amplificateur 9 a une caractéristique connue telle que la pente S du tube 9 varie en fonction de la tension de grille Vgl sur la première grille de com- mande de ce tube. Lorsque l'intensité du signal augmente, la ten- sion négative de commande automatique de gain produite -Va.s.r.et la tension négative de grille -Vgl augmentent, de sorte que la pente 8 du tube 9 diminue avec , courue résultat, une réduction de l'amplifi- cation du signal moyenne fréguence. On obtient ainsi que le signal moyenne fréquence arrivant au détecteur du récepteur reste raisonna- blement constant Indépendamment de l'intensité du signal capté par l'antenne 3.
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Si on suppose que la tension de grille-écran Vg2 du tube 9 de la figure 1 est réglée à la valeur de Vg21, la caractéristique courant anodique-tension de grille ia-Vgl correspond à la courbe 16 de la figure 2. Si on suppose aussi que, pour une intensité de si- gnal maximum, ce qui a pour effet de faire uugmenter le signal mo- yenne fréquence avant la mise en service de la commande de l'otage haute fréquence, la commande automatique de gain produit une tension de grille négative de valeur -Vg11,comme représenté par la ligne en traits interrompue 17, le signal moyenne fréquence, qui varie autour de la valeur moyenne -Vg11, commandera correctement le cou. rant anodique 1, dU tube 9 de façon qu'il n'y ait pas de distorsion du signal moyenne fréquence.
Si la tension de grille monte mainte- nant jusqu'à la valeur -Vg12 donnée par la ligne en traits inter- rompus 29 de la figure 2, la limite définie par le point 18 sera dépassée pendant une grande partie de la présence du signal moyenne fréquence. Dans ce cas, lorsque le point limite est dépassé, le courant anodique ia est écrêté et ce courant n'est plus une repro- duction fidèle du signal de commande moyenne fréquence.
Comme la figure 1 le montre, la tension négative de com- mande automatique de gain, qui est présente aux bornée du conden- sateur 13, est appliquée, par l'intermédiaire de la résistance 19, à l'anode de la diode à retard 20.
L'anode de la diode à retard 20 est reliée, par l'intermédiaire d'une autre résistance 21, à la tension positive de retard +Vu' La valeur de la tension positi- ve de retard Vu et le rapport entre les valeurs des résistances 19 et 21 définissent pour quelle valeur de la tension négative appli- quée au condensateur 13 la diode 20 n'est plus conductrice. Si la diode 20 n'est plus conductrice, son anode n'est plus en substance au potentiel de terre et il en est donc de même de la tension de grille-écran de la triode 1 et, dès ce moment, la commande automa- tique du gain de l'étage haute fréquence est mise en service.
Com- me la figure 1 le montre, la tension négative de la grille de com- mande de la triode à haute fréquence 1 augmente dans la même propor- tion que la tension de grille négative du tube moyenne fréquence 9 dès que la diode 20 n'est plus conductrice.
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Comme cola a été démontré dans le préambule, on désire laisser agir seule la commande de gain de l'étage moyenne fréquence afin de laisser arriver sur la première grille de commande du tube 9 un signal ayant une intensité maximum possible- C'est dans ce cas que le rapport signal-bruit est le plus favorable, En outre, il est important d'avoir à cet endroit un signal puissance puisque l'étage mélangeur 7 peut ointroduire lui.-même un certain bruit.
En outre, la tension de grille -Vgl doit être aussi grande que possible, puisque le signal moyenne fréquence doit être traité dans le tube avec une intensité maximum et une pente 8 minimum.
Cependant, tout ceci ne peut pas être maintenu jusqu'au point où la tension d'entrée de l'étage mélangeur 7 devienne tellement cran- de qu'il y a ait une modulation croiser exagérée à cet endroit. Ce- pendant, si on s'arrange pour aller en substance jusqu'à la limite permise pour la modulation croisée (par exemple une modulation croi- sée de 1%) la tension .d'entre de l'étage mélangeur, comme cela a été dit dans le préambule, ne peut quasiment plus augmenter dès la mise en service de la commande automatique de gain de l'otage haute fréquence.
Cela signifie aussi que la tension de sortit de l'é- taie mélangeur sugmentera à peine, alors que ces petites augmenta- tions doivent provoquer unu augmentation de la tension négative en vue de la commande automatique de gain. Comme, dans le montage lui- vant l'invention, il n'y a pas d'amplificateur en courant continu entre le condensateur 13 et le circuit à retard pour la commande de l'étage haute fréquence, il faut veiller d'une autre manière à ce qu'au moment où la commande de l'étage haute fréquence est mise en service il se produise une augmentation suffisante de la tension de commande automatique du gain de l'étage haute fréquence sans que la tension d'entrée de l'étage mélangeur augmente notablement,
alors qu'il faut veiller aussi à ce que l'augmentation de la tension néga- tive de grille -Vgl sur la grille de commande du tube moyenne fré- quence 9 ne provoquepas l'interruption du courant anodique du tube ou tout au moins une diminution de ce courant telle que le signal moyenne fréquence soit déformé. Ce dernier phénomène peut s'expli- quer de la façon suivante.
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Pour obtenir alors que, dans ce cas, une augmentation de l'intensité du signal d'antenne n'entraîne en substance pas d'augmen- tation du signal à l'entrée de l'étage mélangeur 7, on place, selon le principe de la présente invention, une résistance 22 en série avec l'enroulement primaire du transformateur 5. Le point de jonc- tion de cet enroulement primaire et de la résistance 22 est relié à la grille-écran 25 du tube amplificateur moyenne'fréquence 9 par l'intermédiaire du conducteur 23 de la résistance 24. En outren, le conducteur 23 est mis à la terre par un gros condensateur 26 afin que le signal à haute fréquence apparaissant aux bornes de la résis- tance 22 ne puisse atteindre la grille-écran 25 où il perturberait le signal moyenne fréquence.
La grille-écran 25 est encore mise à la terre par un autre condensateur 27 pour le découplage du signal moyenne fréquence apparaissant aux bornes de la résistance 24.
Le dispositif de la présente invention fonctionne de la manière suivante. Une fois que la diode 20 n'est plus conductrice, la tension négative de la grille de commande du tube 9 et celle du tube 1 augmentent lorsque le signal incident à haute fréquence aug- mente. Les tubes 1 et 2 sont aussi à pente variable, de sorte que la pente S du montge en cascode diminue et il en est de même de l'amplification du signal à haute fréquence entrant. D'autre part, le courant anodique ia du montage cascode et la chute de tension aux bornes de lu résistance 22 diminuent. Ceci a pour effet que la tension du point de jonction de la résistance 22 et de l'enroule- ment primaire du transformateur5 augmente et il en est de même de la tension Vg2 de la grille-écran 25.
Si la grille-écran 25 avait une tension de valeur Vg21 volts immédiatement avant l'état non conducteur de la diode 2u, cette tension montera à une valeur Vg22 volts (Vg22>Vg21) lorsque la commande de l'étage haute fréquence est mise en service, du fait que l'intensité du signal à haute fré- quence entrant a augmenté. Du fait que la tension de grille-écran atteint la valeur Vg22, la caractéristique courant anodique- tension de grille de commande du tube 9 se déplace aussi et se confond alors avec la courbe 28 de la figure 2.
Ceci est nécessaire parce que,
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comme il n'y a pas d'augmentation séparée de la tension de commande automatique du gain de l'étage haute fréquence, le signal moyenne fréquence augmente aussi légèrement d'intensité et, par conséquent, il en est de même de la tension négative appliquée à la grille de commande du tube 9. Ceci est représenté d'une façon un peu exagérée à la figure 2 où il est admis que la tension négative de grille est passée de la valeur -Vg11 correspondant à la courbe 16 à une valeur -Vg12 représentée par la ligne en traits interrompus 29 et corres- pondant 4 la courbe 28.
La courbe 28 doit alors être telle que le signal moyenne fréquence, qui varie autour de la nouvelle tension de grille -Vg12, travaille avec une pente un peu plus forte que dans le cas de la courbe 16, alors qu'il ne faut pas craindre de déformation de courant anodique ia puisque le point de coupure est passé du point 18 au point 30.
Comme là pente S que suit le signal moyenne fréquence qui varie autour de la courbe 29 est un peu plus forte, le signal moyenne fréquence est plus fortement amplifié que lorsqu'il varie autour de la courbe 17. Bien que le signala d'entrée de l'étage mélangeur 7 et, par conséquent, aussi celui du tube moyenne fréquen- ce 9 aient augmenté après la mise en service de la commande de l'étage haute fréquence, le signal de sortie du tube 9 augmente encore bien suffisamment pour faire passer, après amplification supplémentaire et redressement, la tension de grille de-Vgll à -Vg12,
Il est clair qu'au fur et à mesure que l'intensité de signal entrant continue à augmenter,
la tension négative de la com- mande automatique de gain augmente aussi et qu'il en est de même de la tension de grille-écran du tube 9 qui atteint la valeur Vg23 tandis que la tension de sa grille de commande passe à une valeur -Vg13,ces valeurs correspondant respectivement à une courbe 31 et une ligne en traits interrompus 32. On peut constater, en se remdmo. rant l'exposé précédente que la courbe 31 permet d'obtenir à nou- veau un signal moyenne fréquence de sortie plus grand alors que le signal à l'entrée de l'étage mélangeur 7 augmente à peine.
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Il est vrai cependant qu'en appliquant le principe de la présente invention, le signal moyenne fréquence finalement appliqué au détecteur du récepteur ne peut être maintenu aussi constant que dans le cas où la tension de commande automatique de gain appliquée à l'étage haute fréquence est amplifiée mais, d'autre part, la modulation croisée peut être maintenue avec certitude au-dessous de 1% même si on va jusqu'à la limite de possibilité d'attaque de l'étage mélangeur 7 avant de mettre en service la commande de la haute fréquence.
Cette certitude est beaucoup plus difficile à obtenir dans le eus d'une augmentation supplémentaire de la tension de commande automatique de gain de l'étage haute fréquence n'ayant pas recours aux principes de la présente invention, puisque ceci implique une amplification particulièrement poussée. Comme il s'agit ici d'une amplification en courant continu, il est en pratique dif- ficile de satisfaire à cette condition.
En conséquence le dispositif de l'invention permet non seulementde faire une économie de matière tout en obtenant un bon rapport signal-bruit dans l'étage mangeur mais aussi de t'opposer avec certitude à une Modulation croisée indésirable.
Si, dans ce qui précède, le dispositif suivant l'invention a été décrit uniquement dans son application au tube amplificateur moyenne fréquence 9, ce remède peut être appliqué de la même façon au tube amplificateur moyenne fréquence 8 qui peut être réalisé exactement de la mime manière que l'amplificateur moyenne fréquence 9. Dans ce cas, la grille-écran du tube amplificateur moyenne fré- quence de l'étage 8 est reliée, par l'intermédiaire de la résistance 33, tandis qu'un condensateur 34 sert à filtrer la tension de grille-écran de ce tube.
Dans ce cas, l'amplification supplémentaire est encore plus grande après la mise en service de la commande de l'étage haute fréquence, de sort* qu'on peut encore maintenir avec plus de certitude la tension d'entrée de l'étage mélangeur 7 au- dessous de la valeur provoquant une modulation croisée exagérée, alors qu'on pousse 4 la limite pour la mise en service de cette com- mande de l'étage à haute fréquence. Il va de soi que le remède de la présente invention peut aussi être appliqué à un tube amplifies-
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moyenne fréquence 9.
Il n'est pas indispensable que les tubes amplificateurs moyenne fréquence soient des pentodes. On peut aussi utiliser des tubes à deux ou à plus de trois grilles. Il suffit d'utiliser un tube à grille-écran qui reçoit sa tension continue du point de jonction de la résistance 22 et du primaire du transformateur 5 .
Il va de soi aussi que le remède de la présente invention peut être appliqué à l'étage mélangeur 7. Dansée cas, on applique à la grille de commande du tube de l'étage mélangeur 7 une tension négative de commande provenant de l'anode de la diode à retard 20.
Dans ce cas, la résistance 22 peut se trouver non seulement en série avec l'impédance de sortie du tube 2 mais aussi en série avec l'im- pédance de sortie du tube mélangeur. Le découplage au moyen du con- densateur 26 veille alors à ce qu'il n'y ait ni signal haute fré- quence ni signal moyenne fréquence qui puissent atteindre la grille- écran 25. Il va de soi qu'il est aussi possible de commander le tube mélangeur en mettant la résistance 22 uniquement en série avec l'im- pédance de sortie de ce tube mélangeur.
Il est aussi possible de réunir les cathode. des tubes 1 et 9 ou, si on juge qu'il est souhaitable de donner une faible con- tre-réaction au tube 9, de relier l'extrémité de la résistance 35 aise à la terre à la cathode du tube 1. Dans ce case au moment de la mise en service de la commande de l'étage haute fréquence la tension de la cathode du tube 1 diminue et il en est de même de la tension de la cathode du tube 9. Comme la tension de grille-écran Vg2 de ce tuba augmente, la tension entre grille-écran 25 et cathode du tube 9 augmente encore plus, de sorte que la courbe ia-Vg1 se décale encore plus.
Si on le désire, la commande par l'intermédiaire de la résis. tance 22 peut être omise et la résistance 24 peut être directement reliée à la tension d'alimentation +Vb; dans ce cas, il est évident que la tension de cathode du tube 1 doit entraîner la tension de cathode du tube 9 au moment de la mise en service de la commande de l'étage haute fréquence.
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Enfin, on remarquera qu'un montage cascode n'est pas stric- tement indispensable. Le principe de la présente invention peut aussi être appliqué à un seul tube amplificateur haute fréquence dont le circuit anodique contient en série l'Impédance de sortie à haute fréquence et une résistance ohmique.
La valeur de la résistance 22 doit être calculée de la façon suivante. Si la résistance 24 a uno valeur R24 ohms et ai la résistance interne de grille-écran du tube 9 est égale à Rig2 ohms, dans le cas d'une variation dVa de la tension du point de jonction de la résistance 22 et du primaire du transformateur 5, la variation de tension de grille-écran dVg2 de la grille-écran 25 est donnée part
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où Vb est la tension d'alimentation et ia est le courant anodique de l'étage cascade, R22 est la valeur de la résistance 22,8 est la pente de l'otage cascode (étant supposé que les pentes des tubes 1 et 2 sont égales) et Vg1 est la tension de grille de commande du tube 1.
Pour une variation de la tension de grille dVg1 du tube 1 provoquée par une variation de la tension négative de 'commande auto- matique de gain, la variation de la tension d'anode devient. dVa = - S R22dVg1
En remplaçant dV par sa valeur dans l'équation (1), on trouve$
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Puisque, une fois que la commande de l'étage haute fréquen- ce est mise en service, la variation de tension de grille dVg1 du tube 1 est la même que celle du tube 9, l'équation (3) donne aus- si la variation de la tension de grille-écran du tube 9 pour une va- riation dVg1.
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On trouve ainsi que: dVg2/dVg1 = g1g2 où g1g2 est le facteur d'amplification entre la première grille de commande et la grille-écran du tube 9. En utilisant cette der- nière équation, 1 équation (3) devient!
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Comme /Uglg2 et Rig2 sont en substance des constantes dé- terminées parles propriétés du tube 9, on tire la valeur de la ré- sistance 22 de l'équation (4) après avoir choisi les valeurs voulues pour la pente S et la résistance R24.
La seule grandeur variable de l'équation (4) est la pente 8 de l'étage cascode qui varie évidemment lorsque la tension de commande Vg1 varie. Le meilleur choix pour la pente S est la valeur moyenne se situant environ à mi-chemin entre la pente maximum et la pente minimum de l'étage cascade déterminées par le réglage découlant de la commande automatique de gain de l'étage haute fré- quence.