Dispositif pour limiter l'énergie électrique transmise à l'appareil récepteur d'une station d'un service de radio-communicatious. Dans les transmissions de signaux dans titi service de radio-cotntntiti ication, des cou rants perturbateurs provenant de faits étran gers à la transmission, et dont les amplitudes sont grandes comparativement à celles des signaux reçus, viennent parfois se mélanger aux ondes de signalisation à la station ré ceptrice.
If est désirable que l'on puisse réduire l'amplitude de ces courants perturba teurs à une valeur n'excédant pas l'amplitude maximum des signaux, afin d'assurer une plus grande compréhension dans la réception de ceux-ci. Il s'ensuit qu'il y a lieu de pré voir des appareils à action rapide arrangés d'une manière convenable pour assigner une limite supérieure définie à la valeur de l'énergie électrique communiquée à un appa reil récepteur, tandis qu'il est désirable que des débits dont la valeur est inférieure à cette limite soient transmis sans obstacles par le dispositif limiteur.
La présente invention se rapporte audit but; son objet est un dispositif pour limiter l'énergie électrique transmise à l'appareil ré- cepteur d'une station d'un service de radio communications.
Ledit dispositif comprend au moins un tube à vide du genre thertno-ionique possé dant une anode, une cathode, et une troisième électrode permettant de faire varier l'impé dance du tube entre l'anode et la cathode, électrode qui fait partie d'un circuit d'arrivée, un circuit de départ comprenant l'anode et la cathode étant alimenté par une source de courant avec, laquelle est combiné un organe empêchant le courant fourni par cette source de dépasser une valeur donnée.
Si les impulsions de signalisation reçues sont relativement faibles, il convient qu'elles soient amplifiées avant d'être transmises au dispositif limiteur proprement dit et par celui-ci l'appareil récepteur, cette amplification étant ordinairement effectuée par des appareils du genre des tubes à vide à trois électrodes; les amplitudes des ondes reçues pouvant être très différentes, il y aura avantage à em ployer des appareils à amplification réglable pour pouvoir travailler toujours près de la limite admise par ledit limiteur. C'est ce qui est prévu dans la forme d'exécution montrée à titre d'exemple dans le dessin ci-joint.
Dans ce dessin le dispositif est supposé appliqué à une station réceptrice pour un service radio-télégraphique dont les messages sont reçus par un conducteur récepteur ou antenne 1. Sur la figure, 2 représente une bobine de syntonisation, 3 un condensateur ajustable, et 4 une résistance ajustable shuntant le condensateur.
Par la bobine 5, le circuit accordé 5, 6 est accouplé à l'antenne. Les bornes du con densateur 6 sont connectées au circuit d'arri vée du tube thermoionique 7 comprenant un filament chauffé 8, une grille 9 et une plaque 10. Une batterie 11, placée dans le circuit d'arrivée, maintient la grille à un potentiel négatif par rapport au filament 8, qui est chauffé par la batterie 12.
Le circuit de départ du tube 7 contient une batterie 15, une bobine de réactance 16 shuntée par un condensateur 14 afin d'offrir un chemin au courant de haute fréquence, des bobines 13 et 17 dont la dernière, qui est reliée magné- tiquement à la bobine 5, est intercalée dans ledit circuit de départ par l'intermédiaire d'un commutateur d'inversion 18. Le but de la bobine 17 est de neutraliser les accouplements qui pourraient se produire entre les circuits d'arrivée et de départ de l'amplificateur 7, et par suite de prévenir les oscillations libres ou sifflement.
La bobine 19, accouplée à la bobine 13, relie le circuit amplificateur ci- dessus, au circuit accordé 19, 20. Les bornes du condensateur 20 sont reliées au circuit d'arrivée d'un dispositif détecteur comprenant le tube thermoionique 21, le condensateur 22, et la haute résistance 23. Le but de cet assemblage du condensateur et de la haute résistance en connexion avec le tube 21 est le suivant: Quand, par le fait du courant à haute fréquence qui passe par le conden sateur 22, une charge positive, par exemple, est appliquée sur la grille du tube 21, des électrons provenant du filament tendent à la neutraliser.
Dans le changement suivant, la charge négative appliquée à la grille par l'onde reçue s'ajoute à celle déjà présente puisque une charge négative ne peut être neutralisée par le courant des électrons. Le condensateur se charge donc progressivement et le courant moyen dans le. circuit de départ diminue jusqu'à une valeur qui correspond à l'amplitude des ondes de haute fréquence. Si la grille n'est pas connectée conductivement au circuit d'arrivée, la charge négative accu mulée se maintenant, une fois qu'elle a atteint sa valeur maximum, le courant moyen susdit ne varie plus.
Pour que le potentiel moyen de grille puisse suivre les variations, dans les deux sens, de l'amplitude des ondes à haute fréquence, un chemin dérivé à haute résistance est shunté autour du condensateur pour permettre une dérivation lente compa rativement à la période des courants à hautes fréquences mais toutefois encore assez rapide pour permettre une perte considérable en un temps comparable à la période des oscilla tions télégraphiques locales.
Le circuit de départ de ce tube thermoionique revoit du courant des batteries 15 et 27, à travers la bobine à réactance 28 et la résistance 25, le condensateur 24 servant comme shunt à haute fréquence et le condensateur 26 limi tant le courant continu au circuit rectifica- teur, tandis qu'il laisse passer des oscillations de la fréquence télégraphique locale. Le tube 31 est un tube amplificateur dont le circuit d'arrivée comprend unie batterie 30 et une résistance 29 alimentée par le circuit de départ du tube 21.
Le circuit de départ du tube 31 comprend une batterie 34, une bobine de réactance 35, nu condensateur 33 monté en dérivation sur ces dernières, et une bobine 32. La bobine 36 accouplée à 32 fournit l'énergie à une haute résistance 37, sur une partie de laquelle est shunte le cir cuit d'arrivée d'un autre amplificateur 38 possédant une batterie 39 dans le circuit de la grille. La présence de cette résistance 37 permet d'obtenir une impédance pratiquement constante dans le circuit de la bobine 36 et de régler l'amplitude des oscillations four nies an tube 38. Le circuit de départ de l'amplificateur 38 reçoit du courant de la batterie 34, et comprend la bobine de réac tance 42, le condensateur 40, et la bobine 41.
Les fonctions des éléments 40 et 42 sont les mêmes que celles des éléments correspondants du précédent amplificateur. Ce circuit de dé part renferme aussi le condensateur 43 et la bobine 44. Les appareils placés à droite de 44 comprennent le dispositif limiteur d'énergie proprement dit et le circuit récepteur.
Ce dispositif est. constitué par une bo bine 45 accouplée iL la bobine 44, unie résis tance 46, des électrodes 48, 49, 53, et 50, 51, 52 de deux appareils du genre thernio- ionique, qui peuvent d'ailleurs être placés dans titi seul tube ort dans deux tubes sépa rés, une batterie 47 commune aux circuits d'arrivée de ces deux appareils,
et une bo bine 54 d'utt transformateur laquelle relie les plaques 53 et 5'2 et possède (rue connexion d'alinierttatiotr montrée ici en sort point mi lieu. L'enroulement secondaire 55 de ce transformateur conduit à un dispositif récep teur 66, de préférence à travers les conden sateurs 59.
Le courant est fourni aux circuits de départ des deux derniers appareils thermo- ioniques par la batterie 65 reliée d'une part par la bobine 57 et la haute résistance va riable 58 ait point milieu de la bobine 54, et d'a(ttre part, au point commun des deux fi laments 48 et 50. La combinaison du con densateur 56 et de la bobine de réactance 57 tend à empêcher les fluctuations de courant qui pourraient se produire dans la source 65 de passer à travers les appareils thermo- ioniques et la bobine 54.
Tout le dispositif récepteur est connecté à la terre aux points 60, 61, 62; 63 et 64.
Le fonctionnement de l'installation de cette station réceptrice est le suivant: L'énergie reçue par l'antenne est transmise. ait circuit 5, 6 et amplifiée par 7. Elle est ensuite succes sivement communiquée ait circuit 19, 20, transformée en un courant à basse fréquence par le détecteur 21, amplifiée par 31 et 38. et enfin transmise à l'appareil récepteur à travers le dispositif limitateur d'énergie pro prement dit.
Les appareils therino-ioniques ont une conductivité unilatérale; l'appareil comprenant les électrodes 48, 49, 53 peut transmettre du courant positif provenant de la batterie 65 seulement dans la direction 53 à 48. De même l'appareil comprenant les électrodes 50, 51, 52 .peut transmettre du courant positif seulement dans la direction 52 à 50. Sur ces deux courants continus provenant de la. batterie, vient se superposer un courant va riable déterminé par les forces électromotrices développées dans la bobine 45.
Les courants continus étant supposés approximativement égaux, l'amplitude du courant variable dans le circuit 48, 53, 54, 52, 50 ne peut dépasser la valeur du courant normal continu passant dans l'un ou l'autre (les appareils, que si une partie de ce courant variable passe à travers le chemin de la batterie 65, commun aux deux appareils thermoioniques. La résis tance 58 s'oppose à ce passage de courant. Les courants variables normaux traver sant l'enroulement 54, et constituant les si gnaux devant être reçus, sont produits de la manière ordinaire à l'aide des grilles 49 et 51 entre lesquelles le voltage de signalisa tion est appliqué.
Il est donc évident qu'un grand voltage, tendant il, produire une grande variation de courant dans le dispositif limi teur d'énergie, ne peut provoquer un courant alternatif ou d'intensité variable dans l'en roulement 54 d'amplitude supérieure à celle du courant continu admis par la résistance 58.
Le courant admis par la résistance 58 pour rait être ajusté de manière que le maximum de sa valeur soit justement plus grand que l'amplitude des signaux devant être reçus niais dans le dispositif représenté interviennent aussi les phénomènes suivants.
Si les changements des potentiels des grilles sont tels qu'ils tendraient à augmenter le courant d'anode de l'un des appareils therrno-ioniques 48, 49, 53 et 50, 51, 52 dans une mesure beaucoup plus grande qu'il ne serait diminué dans l'autre, il se produit une chute importante de voltage dans la résis tance 58, et l'on évite ainsi qu'un défaut d'équilibre sérieux rie se produise entre les courants traversant les deux moitiés de l'en roulement 5-t. Le rôle joué ici par la résis tance .58 est donc très important dans le fonctionnement de l'appareil décrit.
Par- suite du fait que les tubes thermo- ioniques ne peuvent transmettre du courant que dans une seule direction, on ne peut ré duire le courant dans l'un d'eux que jusqu'à la valeur zéro. Le courant dans l'autre tube tend à croître conformément à l'augmenta tion du potentiel sur la grille. La différence de potentiel totale que doit fournir la source de courant est formée de celle produite dans le tube entre l'anode et la cathode et de celle provenant de la résistance 58.
Si main tenant l'rin des courants continue à croître, noir par suite de l'augmentation de la force électromotrice de la batterie ou source<B>65,</B> mais par suite de la variation de la diffé rence de potentiel entre l'anode et la grille, le courant à travers la résistance 58 aug mente. Puisque la source 65 du circuit de départ reste constante, il s'ensuit que la chute de potentiel à travers le tube diminue, tandis qu'elle croît à travers la résistance 58. Le rapport entre la variation de potentiel de la grille, d'une part, et celle du courant d'électrons quittant la cathode, d'autre part diminue de ce fait.
Lorsque le potentiel de la grille devient positif, à mesure qu*il aug mente, la partie dur courant qui est fourni à cette grille et n'arrive pas à l'anode aug mente de plus en plus. Finalement un point est atteint où aucun accroissement mesurable du courant arrivant à l'anode n'a lieu pour une augmentation du potentiel de la grille.
Si la valeur maximum dur courant est rendue approximativement égale au courant néces saire à la traninission des signaux, les cou rants perturbateurs qui se mélangent audit courant et qui proviennent de causes acci- dente_les ire peuvent avoir une plus grande intensité que ceux durs aux signaux transmis.
On voit que la forme d'exécution de l'in- ventiori qui vient d'être décrite est disposée de manière que les impulsions de signalisa- tion peuvent être livrées à une amplitude pratiquement uniforme ait dispositif limiteur d'énergie proprement dit et à l'appareil ré cepteur. Cette uniformité est assuré en shuir- tarit une forte impédance, par exemple de l'ordre de 500.000 ohms, à travers les bornes de l'enroulement secondaire d'un transfor mateur qui transmet les impulsions reçues au circuit d'arrivée d'un tube amplificateur.
L'une des électrodes du circuit d'arrivée d'un tube thermoionique fournissant les oscilla tions au dispositif limiteur proprement dit est connectée à lune des bornes de cette impédance, tandis que l'autre électrode est reliée cri un certain point de cette impédance par un contact ajustable. De cette manière on peut faire varier la chute de potentiel à travers le circuit comprenant les électrodes d'arrivée dur dispositif, et l'amplification me surée entre les bornes du transformateur et le circuit de départ du dispositif peut être réglée.
De plus l'emploi de la forte impé dance dont il a été question tout à l'heure permet d'utiliser des tubes amplificateurs présentant des impédances différentes sans qu'on affecte pratiquement l'impédance du circuit du côté de l'enroulement primaire du transformateur, de manière que le réglage du dispositif de réception n'est pas à refaire complètement lorsque l'on remplace le tube, et l'exactitude voulue est atteinte plus fa cilement.
Device for limiting the electrical energy transmitted to the receiving apparatus of a station of a radio-communicatious service. In the transmissions of signals in this radio-communication service, disturbing currents originating from events outside the transmission, and whose amplitudes are large compared to those of the signals received, sometimes come to mix with the signal waves at the receiving station.
It is desirable that it be possible to reduce the amplitude of these disturbing currents to a value not exceeding the maximum amplitude of the signals, in order to ensure a greater understanding in the reception of the latter. It follows that provision should be made for fast-acting apparatus arranged in a suitable manner to assign a definite upper limit to the value of the electric energy imparted to a receiving apparatus, while it is desirable that flows whose value is lower than this limit are transmitted without obstacles by the limiting device.
The present invention relates to said object; its object is a device for limiting the electric energy transmitted to the receiving apparatus of a station of a radio communications service.
Said device comprises at least one vacuum tube of the thermo-ionic type having an anode, a cathode, and a third electrode making it possible to vary the impedance of the tube between the anode and the cathode, which electrode is part of an incoming circuit, a starting circuit comprising the anode and the cathode being supplied by a current source with which is combined a member preventing the current supplied by this source from exceeding a given value.
If the signal pulses received are relatively weak, they should be amplified before being transmitted to the limiting device itself and by the latter to the receiving apparatus, this amplification being usually carried out by apparatus of the type of tube tubes. three-electrode vacuum; the amplitudes of the waves received being able to be very different, it will be advantageous to employ apparatus with adjustable amplification in order to be able to work always close to the limit admitted by said limiter. This is what is provided in the embodiment shown by way of example in the accompanying drawing.
In this drawing the device is assumed to be applied to a receiving station for a radio-telegraph service whose messages are received by a receiving conductor or antenna 1. In the figure, 2 represents a tuning coil, 3 an adjustable capacitor, and 4 a adjustable resistor bypassing the capacitor.
Through coil 5, the tuned circuit 5, 6 is coupled to the antenna. The terminals of the capacitor 6 are connected to the inlet circuit of the thermionic tube 7 comprising a heated filament 8, a grid 9 and a plate 10. A battery 11, placed in the inlet circuit, maintains the grid at a potential. negative with respect to filament 8, which is heated by battery 12.
The starting circuit of tube 7 contains a battery 15, a reactance coil 16 shunted by a capacitor 14 in order to provide a path for the high frequency current, coils 13 and 17, the last of which is magnetically connected to coil 5 is interposed in said starting circuit by means of a reversing switch 18. The purpose of coil 17 is to neutralize any couplings which could occur between the arrival and departure circuits of the amplifier 7, and therefore prevent free oscillations or hissing.
The coil 19, coupled to the coil 13, connects the above amplifier circuit to the tuned circuit 19, 20. The terminals of the capacitor 20 are connected to the arrival circuit of a detector device comprising the thermionic tube 21, the capacitor 22, and the high resistance 23. The purpose of this assembly of the capacitor and the high resistance in connection with the tube 21 is as follows: When, by the fact of the high frequency current flowing through the capacitor 22, a load positive, for example, is applied to the grid of tube 21, electrons from the filament tend to neutralize it.
In the following change, the negative charge applied to the gate by the received wave is added to that already present since a negative charge cannot be neutralized by the current of the electrons. The capacitor is therefore gradually charged and the average current in the. starting circuit decreases to a value that corresponds to the amplitude of the high frequency waves. If the grid is not conductively connected to the incoming circuit, the accumulated negative charge is maintained, once it has reached its maximum value, the aforesaid average current no longer varies.
In order for the average gate potential to follow the variations, in both directions, of the amplitude of the high frequency waves, a high resistance shunt path is shunted around the capacitor to allow a slow shunt compared to the period of the currents. at high frequencies but still fast enough to permit a considerable loss in a time comparable to the period of local telegraph oscillations.
The starting circuit of this thermionic tube sees the current of the batteries 15 and 27, through the reactance coil 28 and the resistor 25, the capacitor 24 serving as high frequency shunt and the capacitor 26 limiting the direct current to the rectifying circuit. - tor, while it allows oscillations of the local telegraph frequency to pass. Tube 31 is an amplifier tube, the inlet circuit of which comprises a battery 30 and a resistor 29 supplied by the outlet circuit of tube 21.
The starting circuit of the tube 31 comprises a battery 34, a reactance coil 35, a capacitor 33 mounted in shunt on the latter, and a coil 32. The coil 36 coupled to 32 supplies energy to a high resistance 37, on a part of which is bypassed the circuit of arrival of another amplifier 38 having a battery 39 in the circuit of the grid. The presence of this resistor 37 makes it possible to obtain a practically constant impedance in the circuit of the coil 36 and to adjust the amplitude of the oscillations supplied to the tube 38. The starting circuit of the amplifier 38 receives current from the battery. 34, and includes the reactance coil 42, the capacitor 40, and the coil 41.
The functions of elements 40 and 42 are the same as those of corresponding elements of the previous amplifier. This starting circuit also contains the capacitor 43 and the coil 44. The devices placed to the right of 44 include the energy limiting device itself and the receiver circuit.
This device is. consisting of a coil 45 coupled to the coil 44, united resistance 46, electrodes 48, 49, 53, and 50, 51, 52 of two devices of the thernioionic type, which can moreover be placed in titi alone ort tube in two separate tubes, a battery 47 common to the inlet circuits of these two devices,
and a coil 54 of the transformer which connects the plates 53 and 5'2 and has (alinierttatiotr connection street shown here comes out halfway. The secondary winding 55 of this transformer leads to a receiving device 66, preferably through the capacitors 59.
The current is supplied to the starting circuits of the last two thermionic devices by the battery 65 connected on the one hand by the coil 57 and the variable high resistance 58 at the midpoint of the coil 54, and on the one hand. , at the common point of the two filaments 48 and 50. The combination of the capacitor 56 and the reactance coil 57 tends to prevent the current fluctuations which could occur in the source 65 from passing through the thermionic devices and coil 54.
All the receiving device is connected to earth at points 60, 61, 62; 63 and 64.
The operation of the installation of this receiving station is as follows: The energy received by the antenna is transmitted. circuit 5, 6 and amplified by 7. It is then successively communicated to circuit 19, 20, transformed into a low-frequency current by detector 21, amplified by 31 and 38. and finally transmitted to the receiving apparatus through the energy limiting device itself.
Therino-ionic devices have unilateral conductivity; the apparatus comprising the electrodes 48, 49, 53 can transmit positive current from the battery 65 only in the direction 53 to 48. Likewise the apparatus comprising the electrodes 50, 51, 52 can transmit positive current only in the direction. direction 52 to 50. On these two direct currents coming from the. battery, a variable current is superimposed determined by the electromotive forces developed in the coil 45.
The direct currents being assumed to be approximately equal, the amplitude of the variable current in the circuit 48, 53, 54, 52, 50 cannot exceed the value of the normal direct current flowing in one or the other (the devices, only if part of this variable current passes through the path of the battery 65, common to the two thermionic devices. The resistor 58 opposes this flow of current. The normal variable currents passing through the winding 54, and constituting the si gnales to be received are produced in the ordinary manner using the grids 49 and 51 between which the signal voltage is applied.
It is therefore evident that a large voltage, tending to produce a large variation in current in the energy limiting device, cannot cause an alternating current or of varying intensity in the bearing 54 of amplitude greater than that of the direct current admitted by resistor 58.
The current admitted by the resistor 58 could be adjusted so that the maximum of its value is precisely greater than the amplitude of the signals to be received, but in the device shown also the following phenomena occur.
If the changes in the potentials of the gates are such that they would tend to increase the anode current of any of the thermo-ion devices 48, 49, 53 and 50, 51, 52 to a much greater extent than it does would be decreased in the other, there is a significant drop in voltage in resistor 58, and this prevents a serious unbalance between the currents flowing through the two halves of the rolling 5-t. The role played here by the resistor 58 is therefore very important in the operation of the apparatus described.
Due to the fact that thermionic tubes can only transmit current in one direction, the current in one of them can only be reduced to zero. The current in the other tube tends to increase in accordance with the increase in the potential on the grid. The total potential difference to be supplied by the current source is formed by that produced in the tube between the anode and the cathode and that coming from resistor 58.
If holding the rim of the currents continues to increase, black as a result of the increase in the electromotive force of the battery or source <B> 65, </B> but as a result of the variation of the potential difference between the anode and the grid, the current through resistor 58 increases. Since the source 65 of the starting circuit remains constant, it follows that the drop in potential across the tube decreases, while it increases across resistor 58. The ratio of the change in potential of the gate, d ' on the one hand, and that of the current of electrons leaving the cathode, on the other hand, thereby decreases.
When the grid potential becomes positive, as it increases, the hard current which is supplied to this grid and does not reach the anode increases more and more. Eventually a point is reached where no measurable increase in current arriving at the anode takes place for an increase in gate potential.
If the maximum value of the current is made approximately equal to the current necessary for the transmission of the signals, the disturbing currents which mix with said current and which arise from accidental causes may have a greater intensity than those harsh at the signals transmitted. .
It can be seen that the embodiment of the invention which has just been described is arranged so that the signaling pulses can be delivered at a practically uniform amplitude to the energy limiting device itself and to the signaling device. receiver device. This uniformity is ensured by shoring a high impedance, for example of the order of 500,000 ohms, across the terminals of the secondary winding of a transformer which transmits the pulses received to the incoming circuit of a tube. amplifier.
One of the electrodes of the inlet circuit of a thermionic tube supplying the oscillations to the limiting device itself is connected to one of the terminals of this impedance, while the other electrode is connected to a certain point of this impedance by an adjustable contact. In this way, the potential drop across the circuit comprising the input electrodes of the device can be varied, and the amplification measured between the terminals of the transformer and the output circuit of the device can be adjusted.
In addition, the use of the high impedance which was discussed earlier makes it possible to use amplifier tubes having different impedances without practically affecting the impedance of the circuit on the side of the primary winding of the circuit. transformer, so that the adjustment of the receiving device does not have to be completely redone when replacing the tube, and the desired accuracy is achieved more easily.