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La présente invention a pour objet un dispositif assurant une transmission sélective de signaux électriques en fonction de la fréquence f de leur porteuse avec un dé- lai d'enveloppe nul à une fréquence prédéterminée fo, com- prise dans la bande passante des fréquences f. Le "délai d'enveloppe". parfois aussi désigné par "délai de groupe,,, est communément décrit par la pente de la courbe donnant la variation de la phase d'un signal en fonction de la fréquence f de sa porteuse.
Pour un délai d'enveloppe nul, la phase ATELIERS DE CONSTRUCTIONS ELECTRIQUES
DE CHARLEROI (ACEC)
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du signal transmis est donc pratiquement invariable pour les fréquences f voisines de la fréquence prédéterminée fo, Le but de tous les dispositifs de transmission de ce genre est d'obtenir une courbe de phase à tangente parallèle à l'axe des fréquences à l'endroit de la fréquence fo.
L'invention se distingue d'autres dispositifs con- nus par le fait que le dispositif de transmission sélective de sigreux électriques ne comprend pas de mélangeur de fré- quences et ne comprend pas de condensateur ou de bobine dont la capacité ou l'inductivité est modifiée par une tension ou un courant. Rlle permet d'obtenir ce résultat par d'autres moyens extrêmement simples.
Suivant l'invention, le dispositif de transmission sél ive de signaux électriques est constitué par un nombre N (au moins un) de circuits résonantes Indépendants, accordés sur la fréquence déterminée fo,dans lesquels le dépassement de la fréquence prédéterminée fo par celle, f, de la porteuse provoque une augmentation de la phase du signal transmis, (par exemple des circuits résonants série, placés entre les bornes de sortie d'étages d'amplification où apparaît le signal) et par au moins un nombre (N+1) de circuits résonants ;
Indépendants, accordés sur la fréquence prédéterminée fo, dans lesquels le dépassement de la fréquence prédéterminée fo par celle, f, de la porteuse provoque une diminution de la pha- se du signal transmis (par exemple des circuits résonants pa- , rallèles placés entre les bornes de sortie d'étages d'ampli- fication où apparaît le signal) et en ce que les éléments
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des circuits résonats précités et ceux des amplificateurs ou atténuateurs éventuellement adjoints, sont choisie de telle manière que pour un écart faible entre la fréquence de la porteuse f et la fréquence prédéterminée fo, la phase du signal reste constant.
Le nombre N ou (N+1) de circuits résonants indé- pendants n'est pas toujours reconnaissable avec exactitude du premier coup d'oeil dans le schéma. Ainsi, le tait de relier entre les deux bornes où apparaît le signal un cir- cuit résonant parallèle et un circuit résonant série a pour effet, en raison de l'interférence de ces deux circuits ré- sonants, d'agir comme un ensemble constitué de deux circuits résonants parallèles et d'un circuit résonant série, indéj- pendants l'un de l'autre.
De même, le fait de placer un cir- cuit résonant parallèle dans une liaison de contre-réaction d'un étage d'amplification du signal et un circuit résonant parallèle entre les bornes de sortie de cet étage d'ampli- fication a pour effet, en raison de l'interférence de ces deux circuits résonants, d'agir comme un ensemble constitué de deux circuits résonants parallèles et d'un circuit ré- sonant série indépendants l'un de l'autre.
Pour reconnaître les nombres N et (N+1) des cir- cuits résonants Indépendants et pour choisir facilement les éléments des circuits résonants et ceux des amplificateurs ou atténuateurs éventuellement adjoints, il suffit d'écrire l'équation du gain de l'ensemble, ou le rapport entre la grandeur de sortie et la grandeur d'entrée dans la forme
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suivante ;
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(1+j Pl) tl+s p2) (.".) .""...
+ qi + q2 + q ." ......
G étant le rapport entre la grandeur de sortie et la grandeur d'entrée, étant l'unité imaginaire algébrique, p, p2,.... q, q2, q3...étant les facteurs de qualité des circuits ré- sonants Indépendants l'un de l'autre, 6 étant l'écart relatif de la fréquence de la porteuue f par rapport à la fréquence prédéterminée fo, .
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4 r to ".t X étant un facteur indépen. dant de j6.
Pour obtenir un délai d'enveloppe nul, c'est-à- dire une phase % constante pour le voisinage de la fréquence
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fo, il faut que d 0 o. 0:, ai l'on appelie 90 la phase initiale du signal, on a: 91 - o + arctg P16 + arctg p2 b .........
- arctg q1 v arctg q2 a - arctg q -."" de sorte que pour 0,
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- Pis P2 +....-qi - q2 - q3 -". 0.
Cette dernière condition permet de choisir les éléments des circuits résonants et ceux des amplificateurs ou atténuateurs éventuellement adjoints en fonction l'un de l'autre pour obtenir l'effet désiré.
L'invention est expliquée ci-dessous par rapport à plusieurs exemples de formes d'exécution dont les schémas électriques sont représentés aux figures 1 à 6 du dessin an- . nexé et par rapport à une application représentée par le schéma-bloc de la fig.7.
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Le acharna de la figure 1 représente un circuit d'amplification à trois étages 1, 2, 3. Un signal à trans- mettre est appliqué à l'entrée'du premier étage 1. Aux bornes de sortie de l'étage 1, ou ce qui revient au même, aux bornes d'entrée de l'étage 2 est disposé un circuit ré- sonant parallèle 5, constitué par les éléments L5 C5 R5. accordé sur une fréquence prédéterminée fo.
Aux bornes de sortie de l'étage 2, ou ce qui revient au même, aux bornes d'entrée de l'étage 3, est disposé un circuit résonant série 6, constitué par les éléments L6 C6 R6,accordé sur la mme fréquence fo, et aux bornes de sortie 8 de l'étage 3 est disposé un deuxième circuit résonant parallèle 7, constitué par les éléments L7 C7 R7, accordé sur la même fréquence fo, Si l'on désigne par Q6 = 1 (wo = 2 Ò f), le fac- teur de qualité du circuit résonant série 6 et par Q5 - WO C5 R5 et Q7 -WO C7 respectivement les facteurs de 0 5 5 7 -WO C7 R7 le rapport/ qualité des circuits résonants parallèles 5 et 7,
entre la tension de sortie de l'étage 3 apparaissant aux bornes 8 et la tension d'entrée de l'étage 1 apparaissant aux bornes est égal à
G = K 1 + J Q étant l'unité imaginaire lagébrique, étant l'écart rela- tif de la fréquence de la porteuse f par rapport à la fré- quence prédéterminée fo et k étant le gain de l'ensemble à la fréquence fo. Dans ce cas, la phase du signal traversant le circuit d'amplification selon la figure 1 est égale à
6.- + arctg Q6 - arctg Q5 #- arctg Qu #.
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Pour atteindre le but de l'invention, il faut que pour #= O la grandeur d# soit nulle. Cela a lieu si Q6= Q5 + Q7 c'est-à-dire si le faoteur de qualité du cir- cuit résonant série 6 est égal à la somme des facteurs de qualité des circuits réaonanta parallèles 5 et 7.
Le schéma de la figure 2 représente un amplifi- cateur à transistor 9, polarisé par deux sources de tension 10 et 11, L'amplificateur 9 amplifie le signal appliqué à ses bornes d'entrée 12. Un circuit résonant parallèle 13, constitué par les éléments L3 C3R3 est placé entre les bornes de sortie 15 où apparaît le signal amplifié. Ce cir- cuit résonant parallèle 13 possède un facteur de qualité
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Q,.GJO c, R,J il est accordé sur une fréquence prédéter- 7 \ o ' minée W 0 . 2 ')f fo. Un second circuit rsonant. parallèle 14à constitué par les éléments L4 C4 R4' accordé sur la même fréquence fo, est inséré dans une liaison de contre-réacti- on du courant émetteur du transistor 9. Le facteur de qua-
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lité de ce circuit résonant 14 est Q 4o C4 R.
Si l'on désigne par S la valeur de la pente de la variation du cou- rant de collecteur du transistor 9 en fonction de la ten- sion appliquée entre la base et l'émetteur, le gain de ce circuit est égal à
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G -!\1 l+J Q4 Q S ( 1+ Q3? ( 1+ !:J '3 + 'R ) Dans cette expression, le produit SR4 est égal au facteur de contre-réaction à la fréquence fo. Pour obtenir un dis- positif de transmission avec un délai d'enveloppe nul,
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lorsque 0 -0, il faut que Q4 - Q- + 1 Q + SR 4
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soit 8R, .......... eoit QI...4,
Il est donc possible de choisir les éléments des circuits résonants 13 et 14 et de l'amplificateur 9 l'un par rapport à l'autre pour satisfaire la condition que le délai d'enveloppe soit nul à la fréquence fo.
Le schéma de la figure 3 représente un circuit de filtrage dont les bornes d'entrée sont désignées par 16 et les bornes de sortie par 17 Ce circuit comprend un circuit résonant série 18 et un circuit résonant parallèle 19 accor- dés tous les deux sur la fréquence fo. Si l'on désigne par
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La Ça Ra les éléments du cireur résonant 18, et par L Oq R9 les éléments du circuit résonant 19, le rapport entre la tension de sortie et le courant d'entrée de ce circuit de filtrage est égal à;
U/I = Z8 Z9/Z8+Z9
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Za et Z9 étant les impédances des circuits 18 et 19 respec- tivement.
En désignant respectivement par Q8 et par Q9' les
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facteurs de qualité des circuits résonante 18 et 19, on ai ZR Ra (1 + J 6 Qa) 1 et z9 . Rg 1 + a Qg Par conséquent
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L'expression , prend ainsi la même forme que celle obtenue pour le gain des amplificateurs suivant les figures 1 et 2 et la condition nécessaire pour obtenir un délai d'envelop- pe nul devient
8 Q9
R8 R9
Pour trouver la condition à laquelle doivent sa- tisfaire les éléments des circuits résonants, constituant le dispositif de transmission de signaux électriques à dé- lai d'enveloppe nul pour une fréquence prédéterminée fo,
il suffit donc d'établir le gain ou le rapport entre la gran- deur de sortieet la grandeur d'entrée du dispositif et de l'écrire sous la forme générale
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Le fait que la formule ci-dessus contient un nom- bre plus grand de termes au dénominateur, ou concrètement, un nombre plue grand de circuits résonants Indépendants dans lesquels le dépassement de la fréquence prédéterminée fo par la fréquence f de la porteuse provoque une diminu- tion de la phase du signal transmis, exprime la propriété
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du dispositif d'être sélectif.
La condition nécessaire pour obtenir un délai d'enveloppe nul autour'de la valeur # = 0 est alors:
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Pl + p + , .." - ql - 2 ' q3 - 0
Généralement il existe un grand nombre de soluti- ons qui satisfont cette condition.
La manière décrite de trouver la condition que doivent remplir les éléments du dispositif l'un par rapport à l'autre est montrée à titre d'exemple; elle démontre que toutes les solutions données relèvent de la même idée. Il
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est évidemment poss1ble, .n8 sortir du cadre de l'1nve.. tion, de trouver d'autres critères de choix, peut-ttre plus simples pour certains cas particuliers, et qui donneront le même résultat.
L'invention n'est pas limitée non plus aux exemples de réalisation décrits par rapport aux schémas des figures 10 2 et 3, mais englobe tous les circuits dont la grandeur de sortie peut être exprimée en fonction de la grandeur d'entrée par une expression constituée par des pro- duits de la forme (1 + J x) le nombre des facteurs du dé- nominateur étant plus grand que le nombre des facteurs du numérateur, comme montrée ci-dessus. Des exemples de tels circuits sont montrés aux schémas des figures 4, 5. 6.
Un dispositif de transmission sélective de signaux électriques tel que ceux qui viennent d'être décrits peut être incorporé dans divers appareils électriques ou élec- troniques. A titre d'exemple le schéma-bloc de la fig.7 mon- tre un tel dispositif de transmission 31 incorporé dans
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un récepteur de télévision en couleurs. Le dispositif 31 a pour but de transmettre avec un délai d'enveloppe nul un signal contrôlant la fréquence fondamentale d'intercepption ,du faisceau à rayons électroniques par les bandes de re- pérage/de l'écran 28 d'un tube 27.
Le signal de télévision en couleurs capté par l'antenne 20 est appliqué à un récepteur haute-fréquence 21 qui fournit trois signaux démodulée, soit un signal de lu- minanoe 22, un signal de chrominance 23, et un signal de synchronisation 24 actionnant le dispositif de déviation du' faisceau 25. Le signal de luminescence 22 est appliqué & la oathode 26 du tube à rayons cathodiques 27 dont l'écran tri- chrome 28 est muni de bandes de repérage 29. Au moment où le sceau à rayons électroniques est intercepté par une bande de repérage une émission de rayons ultraviolets a lieu.
Les rayons ultraviolets engendrent une impulsion de courant dans une cellule photoélectrique 30, Le courant photoélectrique est appliqué à l'entrée d'un amplificateur
31 dans le but d'en extraire la composante fondamentale et de la transmettre au modulateur 32. Cette transmission doit se faire avec un.délai d'enveloppe nul. Dans le modulateur
32, la fréquence fondamentale du signal de repérage est mo- dulée par le signal de chrominance 23 et le signal modulé apparaissant à la sortie du modulateur 32 est appliqué à la grille 33 de commande de l'intensité du faisceau à rayons cathodiques du tube 27.