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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS UTILISES DANS LA CONVERSION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE
EN ENERGIE ACOUSTIQUE ET RECIPROQUEMENT
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux dispositifs utilisés dans la conversion de l'énergie électrique en énergie acoustique.
La présente invention se rapporte notamment à des dispositifs
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permettant d'accroître les contrastes dans la reproduction électrique des sons, par exemple de la musique.
Il est connu que, par suite des limitations d'amplitude imposées dans les transmissions électriques ou mécaniques reliant un mi -crophone initial à un haut-parleur final, les variations très impor -tantes dans le niveau des sons musicaux doivent être considérablement réduites à l'émission par exemple au moyen d'un contrôle potentiométrique, habituellement effectué à la main.
Lors de la reproduction des sons transmis soit d'après une émission directe, soit d'après des enregistrements mécaniques ou autres, il est donc désirable de rétablir ces variations de niveau des sons afin d'obtenir., autant qu'il est possible, une reproduction d' une musicalité satisfaisante. C'est-à-dire qu'il importe de rétablir les contrastes des sons à reproduire en augmentant les contrastes des sons réellement transmis. Un objet de l'invention est, en conséquence, de contrôler automatiquement, d'une manière prédéterminée, les différents niveaux des sons musicaux dans une reproduction d'un enregistrement microphonique transmis par une voie de transmission quelconque, telle que la voie radioélectrique ou par fils.
Dans certains cas, il peut être préférable d'exagérer ou de diminuer les contrastes sonores dans une transmission qui a été "aplanie" à l'émission.
L'invention prévoit, suivant certaines de ses caractéristiques, des moyens pour obtenir et contr6ler automatiquement les effets à obtenir.
Une caractéristique de l'invention est de prévoir des circuits à gain variable permettant de contr6ler les différents niveaux d'une transmission.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans l'utili- sation du changement de phase dans un dispositif en pont associé avec une lampe pour obtenir un contrôle prédéterminé des contrastes sonores
Suivant une des caractéristiques de l'invention,des moyens
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sont prévus pour obtenir des vitesses de fonctionnement différentes des dispositifs d'augmentation des contrastes sonores, suivant que la brusque changement de volume est une augmentation ou une diminution.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention,des variations de résistance de potentiomètres ou résistances chauffées ou résistances non-linéaires, sont également utilisées dans le but envisagé.
Une autre caractéristique encore de l'invention réside dans l'utilisation du champ magnétique,produit par l'enroulement d'excitation, dans l'entrefer d'un haut-parleur électrodynamique.
Enfin, une caractéristique de l'invention réside dans un arrangement d'un potentiomètre à action rapide, entraîné par un moteur et agissant en liaison avec un amplificateur et un détecteur de niveau des signaux envoyés dans une ligne de transmission.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante, basée sur les dessins ci-joints,dans lesquels les différentes figures représentent des circuits amplificateurs de contrastes utilisant des caractéristiques de l'invention.
L'arrangement de la figure 1 utilise les propriétés d'une lam -pe à deux ou plusieurs grilles placée dans un circuit à vitesse de fonctionnement rapide alors que la figure 2 montre un circuit disposé pour obtenir des vitesses de fonctionnement différentes suivant l'augmentation ou la diminution du niveau des signaux reçus;
L'arrangement de la figure 3 utilise les propriétés'd'une lampe à amplification variable;
L'arrangement de là figure 4 utilise la variation de résistance de fils métalliques avec la température;
L'arrangement de la figure 5 utilise le changement de phase dans la diagonale d'un pont de Wheatstone en son point d'équilibre;
Les arrangements des figures 6, 7 et 8 utilisent les varia- tions' de résistances offertes par les dispositifs à oxydes métalli--
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-ques ou analogues;
Les arrangements des figures 9 et 10 utilisent la variation du champ magnétique dans l'entrefer d'un haut-parleur électrodynamique ; et enfin,
L'arrangement de la figure 11 utilise un potentiomètre à action rapide, entrainé par un moteur et agissant en liaison avec un amplificateur et un détecteur de niveau de transmission.
Se référant à la figure 1, qui représente un circuit de lampe à amplification variable, à deux grilles par exemple, le signal à amplifier est appliqué d'une part sur la grille 1 de la lampe à amplifi -cation variable,et, d'autre part, il est également appliqué à un amplificateur auxiliaire non montré, dont les tensions amplifiées sont appliquées sur la plaque d'une lampe diode 2, dont la cathode est reliée à travers une résistance 3 shuntée par un condensateur 4, à un point de potentiel convenable et fixe V1.
Le potentiel de la cathode de la diode suit les variations du niveau du signal, et ce potentiel est appliqué à travers une résistan -ce 5 à la grille 7 de la lampe à amplification variable., cette grille étant d'autre part reliée à la masse par le condensateur 6. La liaison entre la plaque 8 et la lampe suivante se fait de préférence par le moyen bien connu d'un couplage résistance-capacité. La constante de temps du circuit (résistance 5 - capacité 6) doit être suffisante, sans quoi, une brusque augmentation du potentiel de la grille 7 produit une brusque augmentation du courant plaque, donc une chute brusque du potentiel moyen de la plaque 8.
Si cette plaque est reliée directement par un condensateur à la grille de la lampe suivante 17 dont le potentiel moyen est fixé à travers une résistance de grande valeur, la chute de potentiel de la plaque 8 provoque une chute de po -tentiel de la grille 18, qui se trouve portée à des potentiels assez négatifs pour couper complètement le fonctionnement de la lampe 17.La constante de temps du circuit 5-6 ne peut guère être plus petite que 0,2 seconde par exemple.
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Il en résulte que les brusques changements de volume sonore ne sont pas brusquement amplifiés à la valeur où ils devraient l'ê- tre ; d'une façon générale l'amplification des contrastes dépend de leur durée.
Le résultat est une déformation des sons, de la musique par exemple. Afin de réduire considérablement la constante de temps du circuit 5-6, la capacité reliant la plaque 8 à la grille 18 est con- nectée, non pas à la plaque elle-même, mais en un point convenable de la résistance de charge, la dite résistance se trouvant ainsi di- visée en deux parties 9 et 10, la partie 10 étant petite vis à vis de la partie 9. Les variations de potentiel appliquées à la capacité de liaison sont diminuées dans le rapport des valeurs des résistances
18 10, et 9 plus 10. Pour que la grille/ne soit pas soumise à des varia- tions de potentiel moyen sous l'influence des brusques changements de volume, il faut en somme que les fréquences très basses, de l'ordre de 10 périodes par seconde par exemple, ne lui soient pas transmises.
D'autre part, pour que la réponse de l'amplificateur soit bonne,il faut que les fréquences basses, 30 périodes par seconde par exemple lui soient transmisessans un affaiblissement important. La liaison entre la plaque 8 et la grille 18 peut être effectuée par un moyen convenable tel qu'un filtre passe-haut, réalisé économiquement par exemple au moyen des capacités 11,12, 13 et des résistances 14,15 et 16.
Une bonne reproduction des brusqes augmentations de volume, donnant de bonnes attaques, est souvent désirable. Ceci nécessite une faible constante de temps du circuit 5-6, et il en résulte que les di -minutions brusques de volume sont aussi très rapides. Ceci produit m effet analogue à celui produit dans une salle très amortie acoustique- -ment,. et cet effet peut être jugé désagréable.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, il est pré- vu un moyen pour pbtenir des vitesses de fonctionnement différentes selon que le brusque changement de volume est une augmentation ou une diminution.
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Se référant à la figue 2, on voit que la résistance 5 est remplaoée par la diode 19, et les deux résistances 20 et 21.
Quand le volume augmente, le potentiel de la cathode de la diode 2 s'élève, le courant traverse facilement la diode 19 qui ne lui oppose qu'une résistance négligeable, et c'est la résistance 20, relativement faible vis à vis de 21, qui produit le retard faible nécessaire.
Quand le volume diminue, le sens est inversé, la diode 19 s'oppose au passage du courant, qui doit passer à travers la résistan -ce de grande valeur 21, provoquant ainsi un fonctionnement lent du système .
Dans un circuit utilisant les propriétés d'une lampe à amplification variable, le potentielvariable de la grille auxiliaire 7 (figure 3) est obtenu en rectifiant au moyen de la diode 2,le signal appliqué en 22, dosé à volonté par le potentiomètre 23, et amplifié par une lampe 24.
En l'absence de signal, le potentiel V1 de la grille auxiliai -re est obtenu au moyen d'un potentiomètre 25.
Les potentiomètres 23 et 25 sont mécaniquement couplés comme indiqué par la ligne C sur la figure 3.
En manoeuvrant le curseur du potentiomètre 23 de façon à réduire la fraction du signal appliquée à la lampe 24, on diminue l'efficacité du circuit, et on la supprime totalement en mettant le curseur du potentiomètre 23 à la terre,
En manoeuvrant le curseur du potentiomètre 25,de façon à rendre V1 de plus en plus négatif, on règle le seuil de niveau du signal à partir duquel le signal ne passe plus. uand on règle le potentiomètre 23 de façon à obtenir peu ou pas d'augmentation des contrastes, on cherche à ce que tous les signaux, même faibles, soient également amplifiés, on règle donc le potentiel V1 à une valeur relativement faible en valeur absolue, - 10 volts par exemple.
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Quand, au contraire, on règle le potentiomètre 23 de façon à obtenir le plein effet du circuit, il est avantageux de porter V1 à une valeur supérieure en valeur absolue, par exemple - 15 volts,de façon à couper complètement les signaux très faibles tels que les bruits parasites, et à éviter de surcharger l'amplificateur suivant.
Les axes des deux potentiomètres 23 et 25 sont reliés mé'ca- niquement entre eux, de telle façon que les deux variations expli- quées ci-dessus sont obtenues commodément et simultanément par la manoeuvre d'un seul organe de réglage.
Dans le circuit qui est représenté figure 4, le transforma- teur 27 se trouve connecté dans le circuit plaque d'une lampe conve- nable .
L'enroulement secondaire du transformateur est connecté d'une part à un potentiomètre 28, d'autre part à une lampe d'éclairage con- venable 29 et à une résistance fixe 30 Le curseur du potentiomètre est relié à une borne de sortie, le tout comme l'indique la figure 4.
Pour un niveau déterminé du signal, la lampe 29 prend une température et une résistance déterminées, et il est possible d'équi- librer le pont de Wheatstone formé par les résistances 28,29 et 30 et la lampe, de telle façon que le signal transmis aux bornes de sor- tie soit nul.
Pour'des valeurs du niveau du signal différentes de celle qui donne l'équilibre, une tension apparaît entre les bornes du circuit de sortie 31, d'autant plus grande que le niveau du signal s'écarte davantage dù niveau qui donne l'équilibre.
En particulier, si l'on équilibre le pont pour le niveau de signal le plus faible (bruit de fond)', ce bruit de fond sera suppri- mé, et les signaux utiles seront d'autant plus amplifiés qu'ils se- ront plus forts.
On peut également utiliser, pour contrôler les contrastes,le changement de phase qui se produit dans la diagonale d'un pont de Wheatstone au moment ou celui-ci passe par sa condition d'équilibre.
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La figure 5 représente un circuit de ce type.
Le point de jonction des résistances 36 et 37 est relié à une grille 38 d'un amplificateur symétrique, l'autre grille 39 est reliée à l'extrémité de la diagonale 32 non mise à la masse. Quand le pont est en équilibre, ce qui se produit pour un certain niveau de signal qui donne à la lampe 33 une résistance convenable, la grille 39 ne reçoit aucun signal, la grille 38 travaille seule.
Pour des signaux plus faibles, la tension communiquée à la grille 39 est en concordance de phase avec celle qui est communiquée à la grille 38, ce qui fait que les effets dûs aux deux grilles se retranchent dans l'amplificateur final.
Pour des signaux plus forts, la tension appliquée à la grille 39 est en opposition de phase avec cella qui se trouve appliquée à la grille 38, ce qui fait que les effets s'a joutent dans l'amplificateur final.
En ajustant convenablement les valeurs des résistances, on peut obtenir que l'effet total soit nul pour des signaux très faibles et maximum pour des signaux très forts.
Une autre disposition utilisant des caractéristiques de l'in -vention, est représentée figure 6, dans laquelle on utilise les propriés des contacts d'oxydes métalliques pour obtenir une résistance variable. Il est en effet connu que les oxydes métalliques offrent une résistance qui augmente lorsque le courant qui les traverse diminue.
Se référant à la figure 6, 40 et 41 représentent des éléments à oxydes métalliques ou des redresseursecs associés de préférence en série pour diminuer l'effet de capacité, et connectés de telle façon qu'ils présentent entre a et b une résistance dépendant de la valeur du courant mais non pas du sens de celui-ci.
Un potentiomètre 28 et une résistance 30 sont connectés comme il est indiqué sur la figure.
Pour une certaine valeur du niveau du signal, la résistance
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apparente de 40-41 prend une certaine valeur et il est possible d'ajuster le curseur du potentiomètre 28 de telle façon que l'équilibre du pont soit réalisé, ce qui fait qu'aucune tension n'apparaît aux bornes de sortie 31.
Pour des signaux plus faibles ou plus forts,le pont se trouve déséquilibré, et la tension qui apparaît en 31 est d' autant plus grande que le niveau du signal diffère davantage de celui qui donne l'équilibre,
On peut également utiliser des résistances variables à oxydes métalliques ou des redresseurs secs quelconques dans un circuit analogue à celui qui est représenté figure 5, et donnant les mêmes résultats, ²savoir, -fonctionnement des deux lampes d'un amplificateur symé -trique connecté après le circuit, en push-pull pour des signaux forts, en opposition pour des signaux faibles.'Un tel circuit est représenté figure 7, dans lequel 40-41 désigne l'ensemble à oxyde métal -lique, les-autres éléments du circuit portant les mêmes références que sur la figure 5.
Le fonctionnement du circuit de la figure 7 est analogue à celui de la figure 5; la résistance de l'élément 40-41 dépendant alors de l'intensité du courant qui le traverse mais non de sa direction.
Les résistances variables offertes par les oxydes métalliques peuvent aussi être utilisées dans un circuit en pont analogue à celui qui est représenté sur la figure 8.
L'enroulement secondaire du transformateur de sortie d'un amplificateur alimente le haut-parleur 42 à travers des résistances 45 et 46 et des contacts à oxyde métallique 43-44. Ces différents organes sont connectés comme indiqué figure 8.
Les éléments 43 et 44 sont constitués de telle façon que leur résistance soit relativement faible vis-à-vis de l'impédance du hautparleur 42, pour des valeurs de courant correspondant à des volumes sonores élevés.
Au contraire, leur résistance augmente et devient grande vis- à-vis de l'impédance du haut-parleur 42, pour des volumes très faibles
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Les résistances fixes 45 et 46 ont des valeurs relativement grandes, du même ordre de grandeur que les résistances des contacts 43 et 44 pour des signaux très faibles.
Il en résulte que, lorsque les signaux sont faibles, le courant qui traverse le haut-parleur 42 est nul ou très faible. A mesure que les signaux augmentent, les résistances des contacts 43 et 44 diminuent, le pont se trouve de plus en plus déséquilibré, et le haut -parleur 42 est traversé par un courant de plus en plus fort.
Il est clair que, par suite du déséquilibrage du pont,le courant qui traverse le haut-parleur augmente plus vite que la tension fournie par le transformateur, d'ou il résulte une production de l'augmentation des contrastes.
On peut également utiliser, suivant certaines caractéristi -- ques de l'invention, pour augmenter les contrastes sonores, la variation du champ magnétique produit par l'enroulement d'excitation dans l'entrefer du haut-parleur électrodynamique.
Ce résultat est obtenu, soit en alimentant l'enroulement d'ex -citation avec le signal lui-même, convenablement amplifié et redressé, soit en contrôlant le courant d'excitation au moyen des variations dans la niveau du signal.
Le premier dispositif est représenté schématiquement sur la figure 9.Les signaux sont appliqués à la fois à deux amplificateurs différents, un amplificateur à basse fréquence ordinaire, AMP.l,pro- duisant un courant modulé qui est envoyé dans la bobine mobile du haut-parleur H.P., et un amplificateur AMP.2, qui est également un amplificateur à basse fréquence, mais qui se distingue du premier en cè que la distorsion introduite dans le signal n'a, en ce qui le con -cerne, qu'une importance tout à fait secondaire. Le courant modulé produit par l'amplificateur AMP.2, est redressé par un rectificateur R et utilisé dans l'enroulement d'excitation E du haut-parleur H.P.
Le deuxième dispositif est représenté sur la figure 10. Le signal, convenablement amplifié, contrôlé au moyen du potentiomètre
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47, est redressé au moyen d'une diode 48, et le potentiel résultant est appliqué à la grille 50 d'une lampe à trois électrodes 49,dans le circuit plaque de laquelle se trouve intercalée la bobine d'exci- tation 51 du haut-parleur. En l'absence de signal, la grille 50 se trouve portée à un potentiel négatif - B qui réduit le courant à travers 51 et 49 à une valeur très faible. Quand un signal est appliqué à 47, le pôtentiel de 50 s'élève et le courant à travers 51 augmente.
L'invention se rapporte également à un procédé de contrôle automatique du niveau du signal envoyé dans une ligne de transmission le niveau du signal après le contrôle étant lié au niveau du signal avant le contrôle par telle loi que l'on aura arbitrairement choisie.
La figure 11 représente un exemple de réalisation de ce procédé. Un potentiomètre à action rapide P, mû par un moteur, et agissant en liaison avec un amplificateur AMP.2 et un détecteur de niveau DN, coopère aveo les dits organes de telle façon que la position angulaire de l'axe AC du potentiomètre diffère à chaque instant d'une position origine, d'un angle exactement proportionnel au niveau du signal au point A à la sortie du premier amplificateur AMP.l directement connecté au microphone M.
L'orientation de l'axe AC étant une fonction simple du niveau en A, on comprend facilement qu'il suffit d'actionner au moyen de cet axe AC un dispositif de contrôle de volume V.C. connecté entre les deux amplificateurs AMP.l et AMP.3 et établi suivant telle loi que l' on désire, pour que le niveau du signal envoyé dans la ligne de trans -mission, soit telle fonction arbitrairement choisie du niveau du signal en A.
Ce procédé peut servir évidemment à augmenter les contrastes, il peut également fournir un contrôle automatique de la diminution des contrastes, diminution nécessitée par les conditions de transmission des signaux.
Il est évident que, si les contrastes sont comprimés d'une part, à la transmission, selon une loi bien déterminée,par un procédé
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automatique, puis développée d'autre part, à la réception, selon une loi complémentaire de la précédente, par un procédé également automa -tique, les contrastes originaux se trouveront/restitués dans le haut-parleur terminal ou établis de manière à produire les effets sonores désirés.
Il est clair que les dispositifs décrits ne l'ont été qu'à titre d'exemples et que diverses modifications peuvent être faites sans sortir des limites de l'invention.
Il est clair que les arrangements décrits peuvent également être utilisés dans des transmissions de paroles afin de séparer plus nettement les paroles des bruits parasites (bruit de fond,diaphonie, etc...) plutôt que pour rétablir les contrastes mêmes dans la suite de paroles transmises.
Il est égalèment clair que les dispositifs qui ont été décrits comme se rapportant à l'augmentation automatique des contrastes dans des dispositifs de reproduction, peuvent trouver leur application dais la contraction du volume des sons pour l'enregistrement mierophoniqte afin de Remettre le choix de la loi de contraction ou diminution des contrastes qui peuvent ensuite être rétablis à la réception.
REVENDICATIONS.
1 - Dispositif pour la transmission d'ondes électriques servant à comprimer ou à amplifier le volume des signaux, comprenant: un amplificateur renfermant une valve thermoionique; un moyen pour appli -quer les dits signaux reçus sur la dite valve ; un moyen pour rectifier une partie des dits signaux reçus; et un moyen pour utiliser la composante rectifiée de manière à faire varier l'amplification de la dite valve thermoionique.
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IMPROVEMENTS TO THE DEVICES USED IN THE CONVERSION OF ELECTRIC ENERGY
ACOUSTIC ENERGY AND RECIPROCALLY
The present invention relates to improvements to devices used in the conversion of electrical energy into acoustic energy.
The present invention relates in particular to devices
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to increase the contrasts in the electrical reproduction of sounds, for example music.
It is known that, owing to the amplitude limitations imposed in the electrical or mechanical transmissions connecting an initial mi -crophone to a final loudspeaker, the very large variations in the level of musical sounds must be considerably reduced to the limit. emission for example by means of a potentiometric control, usually carried out by hand.
When reproducing sounds transmitted either from direct transmission or from mechanical or other recordings, it is therefore desirable to restore these variations in sound level in order to obtain, as far as possible, a reproduction of satisfactory musicality. That is to say, it is important to restore the contrasts of the sounds to be reproduced by increasing the contrasts of the sounds actually transmitted. An object of the invention is therefore to automatically control, in a predetermined manner, the different levels of musical sounds in a reproduction of a microphone recording transmitted by any transmission channel, such as the radio channel or by radio. son.
In some cases, it may be better to exaggerate or decrease the sound contrasts in a transmission that has been "flattened" on the transmission.
The invention provides, according to some of its characteristics, means for obtaining and automatically controlling the effects to be obtained.
A characteristic of the invention is to provide variable gain circuits making it possible to control the different levels of a transmission.
Another feature of the invention resides in the use of the phase change in a bridge device associated with a lamp to obtain a predetermined control of the sound contrasts.
According to one of the characteristics of the invention, means
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are designed to obtain different operating speeds of the devices for increasing sound contrasts, depending on whether the sudden change in volume is an increase or a decrease.
According to other features of the invention, resistance variations of potentiometers or heated resistors or non-linear resistors, are also used for the intended purpose.
Yet another characteristic of the invention lies in the use of the magnetic field, produced by the excitation winding, in the air gap of an electrodynamic loudspeaker.
Finally, a characteristic of the invention resides in an arrangement of a fast-acting potentiometer, driven by a motor and acting in connection with an amplifier and a level detector of the signals sent in a transmission line.
The invention will be better understood with the aid of the following description, based on the accompanying drawings, in which the various figures represent contrast amplifier circuits using features of the invention.
The arrangement of figure 1 uses the properties of a lampe with two or more grids placed in a circuit with high operating speed while figure 2 shows a circuit arranged to obtain different operating speeds according to the increase. or decreasing the level of received signals;
The arrangement of Figure 3 uses the properties of a variable amplification lamp;
The arrangement of Figure 4 utilizes the variation in resistance of metal wires with temperature;
The arrangement of Figure 5 uses the phase change in the diagonal of a Wheatstone bridge at its equilibrium point;
The arrangements of Figures 6, 7 and 8 make use of the variations in resistance offered by metal oxide devices.
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-ques or the like;
The arrangements of Figures 9 and 10 use the variation of the magnetic field in the air gap of an electrodynamic loudspeaker; and finally,
The arrangement of Fig. 11 uses a fast acting potentiometer driven by a motor and acting in conjunction with an amplifier and a transmit level detector.
Referring to Figure 1, which shows a variable amplification lamp circuit, with two gates for example, the signal to be amplified is applied on the one hand to the gate 1 of the variable-amplification lamp, and, of on the other hand, it is also applied to an auxiliary amplifier not shown, the amplified voltages of which are applied to the plate of a diode lamp 2, the cathode of which is connected through a resistor 3 shunted by a capacitor 4, at a point of suitable and fixed potential V1.
The potential of the cathode of the diode follows the variations in the level of the signal, and this potential is applied through a resistor 5 to the grid 7 of the variable amplification lamp., This grid being on the other hand connected to the ground by capacitor 6. The connection between plate 8 and the next lamp is preferably made by the well known means of resistance-capacitance coupling. The time constant of the circuit (resistance 5 - capacitance 6) must be sufficient, otherwise a sudden increase in the potential of the grid 7 produces a sudden increase in the plate current, therefore a sudden drop in the average potential of the plate 8.
If this plate is connected directly by a capacitor to the grid of the next lamp 17, the average potential of which is fixed across a large resistor, the drop in potential of the plate 8 causes a drop in potential of the grid 18 , which is brought to potentials negative enough to completely cut off the operation of the lamp 17. The time constant of circuit 5-6 can hardly be less than 0.2 seconds, for example.
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As a result, sudden changes in sound volume are not suddenly amplified to the extent they should be; in general, the amplification of the contrasts depends on their duration.
The result is a distortion of sounds, for example music. In order to considerably reduce the time constant of circuit 5-6, the capacitor connecting plate 8 to grid 18 is connected, not to the plate itself, but to a suitable point on the load resistor, the said resistance being thus divided into two parts 9 and 10, part 10 being small compared to part 9. The variations in potential applied to the connection capacitance are reduced in the ratio of the values of the resistors
18 10, and 9 plus 10. So that the gate / is not subjected to variations in average potential under the influence of abrupt changes in volume, it is necessary in short that the very low frequencies, of the order of 10 periods per second for example, are not transmitted to it.
On the other hand, for the response of the amplifier to be good, the low frequencies, 30 periods per second for example, must be transmitted to it without significant attenuation. The connection between the plate 8 and the grid 18 can be effected by suitable means such as a high-pass filter, produced economically for example by means of capacitors 11, 12, 13 and resistors 14, 15 and 16.
Good reproduction of sudden increases in volume, giving good attacks, is often desirable. This requires a low time constant of the circuit 5-6, and the result is that the sudden changes in volume are also very fast. This produces an effect analogous to that produced in a very sound dampened room. and this effect can be considered unpleasant.
According to certain features of the invention, a means is provided for obtaining different operating speeds depending on whether the sudden change in volume is an increase or a decrease.
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Referring to fig 2, we see that the resistor 5 is replaced by the diode 19, and the two resistors 20 and 21.
When the volume increases, the potential of the cathode of the diode 2 rises, the current easily passes through the diode 19 which opposes it only a negligible resistance, and it is the resistance 20, relatively low compared to 21 , which produces the necessary low delay.
When the volume decreases, the direction is reversed, the diode 19 opposes the passage of the current, which must pass through the resistor of great value 21, thus causing a slow operation of the system.
In a circuit using the properties of a variable amplification lamp, the variable potential of the auxiliary gate 7 (figure 3) is obtained by rectifying by means of the diode 2, the signal applied at 22, dosed at will by the potentiometer 23, and amplified by a lamp 24.
In the absence of a signal, the potential V1 of the auxiliary gate is obtained by means of a potentiometer 25.
Potentiometers 23 and 25 are mechanically coupled as indicated by line C in Figure 3.
By operating the slider of potentiometer 23 so as to reduce the fraction of the signal applied to the lamp 24, the efficiency of the circuit is reduced, and it is completely eliminated by putting the slider of potentiometer 23 to the ground,
By operating the cursor of the potentiometer 25, so as to make V1 more and more negative, the level threshold of the signal from which the signal no longer passes is adjusted. When the potentiometer 23 is adjusted so as to obtain little or no increase in the contrasts, it is sought that all the signals, even weak, are also amplified, the potential V1 is therefore adjusted to a relatively low value in absolute value, - 10 volts for example.
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When, on the contrary, the potentiometer 23 is adjusted so as to obtain the full effect of the circuit, it is advantageous to take V1 to a higher value in absolute value, for example - 15 volts, so as to completely cut off very weak signals such as as noise, and to avoid overloading the next amplifier.
The axes of the two potentiometers 23 and 25 are mechanically connected to one another, so that the two variations explained above are obtained conveniently and simultaneously by the operation of a single adjustment member.
In the circuit which is represented in FIG. 4, the transformer 27 is found connected in the plate circuit of a suitable lamp.
The secondary winding of the transformer is connected on the one hand to a potentiometer 28, on the other hand to a suitable lighting lamp 29 and to a fixed resistor 30 The cursor of the potentiometer is connected to an output terminal, the as shown in Figure 4.
For a determined level of the signal, the lamp 29 takes a determined temperature and resistance, and it is possible to balance the Wheatstone bridge formed by the resistors 28, 29 and 30 and the lamp, so that the signal transmitted to the output terminals is zero.
For values of the signal level different from that which gives the equilibrium, a voltage appears between the terminals of the output circuit 31, all the greater as the level of the signal deviates more from the level which gives the equilibrium. .
In particular, if we balance the bridge for the lowest signal level (background noise) ', this background noise will be suppressed, and the useful signals will be amplified the more they are. stronger.
One can also use, to control the contrasts, the change of phase which occurs in the diagonal of a Wheatstone bridge at the moment when this one passes by its condition of equilibrium.
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FIG. 5 represents a circuit of this type.
The junction point of resistors 36 and 37 is connected to a gate 38 of a symmetrical amplifier, the other gate 39 is connected to the end of the diagonal 32 not grounded. When the bridge is in equilibrium, which occurs for a certain signal level which gives the lamp 33 a suitable resistance, the gate 39 receives no signal, the gate 38 works on its own.
For weaker signals, the voltage communicated to gate 39 is phase-matched with that which is communicated to gate 38, so that the effects due to the two gates are cut off in the final amplifier.
For stronger signals, the voltage applied to gate 39 is in phase opposition with cella which is applied to gate 38, so that the effects are added in the final amplifier.
By suitably adjusting the resistance values, it is possible to obtain that the total effect is zero for very weak signals and maximum for very strong signals.
Another arrangement using features of the invention is shown in FIG. 6, in which the properties of the metal oxide contacts are used to obtain a variable resistance. It is in fact known that metal oxides offer a resistance which increases when the current passing through them decreases.
Referring to Figure 6, 40 and 41 show metal oxide elements or dry rectifiers preferably associated in series to decrease the capacitance effect, and connected in such a way that they have a resistance dependent between a and b. value of the current but not of the direction of this one.
A potentiometer 28 and a resistor 30 are connected as shown in the figure.
For a certain value of the signal level, the resistance
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apparent value of 40-41 takes on a certain value and it is possible to adjust the slider of potentiometer 28 so that the balance of the bridge is achieved, so that no voltage appears at the output terminals 31.
For weaker or stronger signals, the bridge is unbalanced, and the voltage which appears at 31 is all the greater as the level of the signal differs more from that which gives the equilibrium,
It is also possible to use variable metal oxide resistors or any dry rectifiers in a circuit analogous to that shown in figure 5, and giving the same results, ²Know, -operation of the two lamps of a symmetrical amplifier connected after the circuit, in push-pull for strong signals, in opposition for weak signals. 'Such a circuit is shown in figure 7, in which 40-41 designates the metal oxide assembly, the other elements of the circuit carrying the same references as in figure 5.
The operation of the circuit of FIG. 7 is analogous to that of FIG. 5; the resistance of element 40-41 then depending on the intensity of the current flowing through it but not on its direction.
The varying resistances offered by metal oxides can also be used in a bridge circuit similar to that shown in Figure 8.
The secondary winding of the output transformer of an amplifier feeds the loudspeaker 42 through resistors 45 and 46 and metal oxide contacts 43-44. These different organs are connected as shown in figure 8.
The elements 43 and 44 are formed in such a way that their resistance is relatively low with respect to the impedance of the loudspeaker 42, for current values corresponding to high sound volumes.
On the contrary, their resistance increases and becomes large with respect to the impedance of the loudspeaker 42, for very low volumes.
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The fixed resistors 45 and 46 have relatively large values, of the same order of magnitude as the resistances of the contacts 43 and 44 for very weak signals.
As a result, when the signals are weak, the current flowing through the loudspeaker 42 is zero or very low. As the signals increase, the resistances of the contacts 43 and 44 decrease, the bridge becomes more and more unbalanced, and the loudspeaker 42 is traversed by an increasingly strong current.
It is clear that, as a result of the unbalance of the bridge, the current flowing through the loudspeaker increases faster than the voltage supplied by the transformer, hence the production of the increase in contrasts.
One can also use, according to certain characteristics of the invention, to increase the sound contrasts, the variation of the magnetic field produced by the excitation winding in the air gap of the electrodynamic loudspeaker.
This is achieved either by supplying the excitation winding with the signal itself, suitably amplified and rectified, or by controlling the excitation current by means of variations in the signal level.
The first device is shown schematically in Figure 9. The signals are applied to two different amplifiers at the same time, an ordinary low frequency amplifier, AMP.l, producing a modulated current which is sent to the voice coil at the top. loudspeaker, and an amplifier AMP.2, which is also a low-frequency amplifier, but which differs from the first in that the distortion introduced into the signal is of only importance as far as it is concerned. quite secondary. The modulated current produced by amplifier AMP.2, is rectified by a rectifier R and used in the excitation winding E of the loudspeaker H.P.
The second device is shown in figure 10. The signal, suitably amplified, controlled by means of the potentiometer
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47, is rectified by means of a diode 48, and the resulting potential is applied to the grid 50 of a lamp with three electrodes 49, in the plate circuit of which the excitation coil 51 from the top is interposed. -speaker. In the absence of a signal, the gate 50 is brought to a negative potential - B which reduces the current through 51 and 49 to a very low value. When a signal is applied to 47, the potential of 50 rises and the current through 51 increases.
The invention also relates to a method of automatic control of the level of the signal sent in a transmission line, the level of the signal after the control being linked to the level of the signal before the control by such law which will be arbitrarily chosen.
FIG. 11 represents an exemplary embodiment of this method. A fast-acting potentiometer P, driven by a motor, and acting in conjunction with an amplifier AMP.2 and a level detector DN, cooperates with said organs in such a way that the angular position of the axis AC of the potentiometer differs from each instant from an origin position, at an angle exactly proportional to the signal level at point A at the output of the first amplifier AMP.l directly connected to the microphone M.
The orientation of the AC axis being a simple function of the level at A, it is easy to understand that it suffices to actuate a volume control device V.C. by means of this AC axis. connected between the two amplifiers AMP.l and AMP.3 and established according to such law as one wishes, so that the level of the signal sent in the transmission line, is such arbitrarily chosen function of the level of the signal in A.
This process can obviously be used to increase the contrasts, it can also provide automatic control of the decrease in contrasts, a decrease required by the signal transmission conditions.
It is obvious that, if the contrasts are compressed on the one hand, in the transmission, according to a well-determined law, by a process
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automatic, then developed on the other hand, on reception, according to a law complementary to the preceding one, by a process also automatic, the original contrasts will be / restored in the terminal loudspeaker or established so as to produce the effects desired sound.
It is clear that the devices described have only been described as examples and that various modifications can be made without departing from the limits of the invention.
It is clear that the arrangements described can also be used in speech transmissions in order to separate speech more clearly from parasitic noises (background noise, crosstalk, etc.) rather than to restore the contrasts themselves in the sequence of speech. transmitted.
It is also clear that the devices which have been described as relating to the automatic increase of contrasts in reproduction devices, can find their application in the contraction of the volume of sounds for mierophoniqte recording in order to reset the choice of sound. law of contraction or reduction of contrasts which can then be reestablished on reception.
CLAIMS.
1 - Device for the transmission of electric waves serving to compress or amplify the volume of signals, comprising: an amplifier containing a thermionic valve; means for applying said received signals to said valve; means for rectifying a part of said received signals; and means for using the rectified component so as to vary the amplification of said thermionic valve.