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MESURE DE LA SCINTILLATION DES GI NI RATEURS H.F. PAR Julien L~B Ing6nieur en Chef des P. T. T. au Laboratoire National de Radio61ectricit6 SOMMAIRE. Lee g~ngrateurs H. F. modulgs en ampli- tude pr~sentent souvent une modulation en [r~quence parasite qu'il [aut mesurer. L'appareil de choix pour cette mesure est le discriminateur de phase, dont la sensibilit~ doit ~tre accrue par tous procddis diminuant l'amortissement des circuits. On dgcrit l'appareil construit au Laboratoire National de Radio~lectricitd et on explique lee avantages que donne I'emploi de l'os- cillographe cathodique pour la lecture directe des d@ha- sages. La stroboscopie permet d'analyser le ph~nom~ne it l'intgrieur du cycle de modulation. On donne lee rgsultats d'une sgrie de mesures e/~ectuges sur un ggng- rateur. On indique enfin lee applications, dane d'autres domaines de la physique, du proc~dg qui permet d'appr~- cier des variations rapides de la [rgquence, pouvant atteindre 1_0 -6 en valeur relative. ~.. INTRODUCTION. La mesure des fr6quences a 6t6 port6e hun tr~s haut degr6 de pr6cision. Toutefois lee m6thodes employ6es ne conviennent qu'h l'6tude de g6n6ra- teurs relativement stables ; elles ne permettent de mesurer que des variations de fr6quence assez lentes pour se prater h la recherche du battement nul entre la fr6quence h 6tudier et une fr6quence-6talon. I1 existe dane la pratique ,un certain nombre de cas qui ne peuvent pas ~tre trait6s par lee m6thodes d'interf6rences : ce sont ceux off la fr6quence h 6tudier varie rapidement. Le scns des mote c~ variation de fr6quence ~ a fait r6cemment l'objet de tr~s nombreux travaux. Parmi ceux qui portent sur la g6n6ralit6 du probl~me nous nous contenterons de citer l'article de Mr BESSON [1], qui contient une abondante bibliographie. Nous aurons h expliquer comment la m6thode que nous employons tient compte de la conception actuelle de la ~< fr6quence variable ,. 2. PROBLf.;MES POS~S PAR LA PRATIQUE. Le casque le Laboratoire National de Radio61ec- tricit6 a eu h traiter est le suivant : lee g6n6rateurs tt.F., dont lee prototypes sont soumis h cet l~ta- blissement, comportent en g6n6ral une modulation en amplitude. Si l'appareil 6tait parfait, cette modu- lation en amplitude n'entra~nerait aucune modula- tion en fr6quence, mais le plus souvent il n'en est pas ain~i~ et ee d6faut peut provoquer des effete g~nants dane l'utilisation du g6n6rateur pour des mesures de pr6eision. Dane le cas off la modulation s'applique directe- merit ~ l'6tage g6n6rateur, il est clair que lee 616- Jean Pt~RILHOU Ing6nieur au Laboratoire National de Radmd.lcctricit6 ments de ce dernier varient sous l'effet de la tension modulatrice. I1 enest de m~me, quoique h un moindre degr6, lorsque la modulation s'applique h un 6rage amplificateur, par suite des variations de la charge appliqu6e h l'6tage pilote. I1 ne faut pas oublier en outre que la modulation peut se r6percuter sur l'6tage pilote par l'interm6diaire des sources de tensions continues. Par ailleurs, il peut exister des modulations en fr6quence ind6pendantes de la modulation en ampli- tude : par exemple, des vibrations m6caniques peuvent provoquer la variation p6riodique des 616- ments de l'6tage pilote. C'est ainsi que nous avons d6cel6 dane un g6n6rateur une forte modulation en fr6quence, h 50 pps, due h la vibration produite par les tbles satur6es du stabilisateur de tension continue. I1 existe h notre connaissance un autre cas dane lequet une modulation en fr6quence, mgme tr~s petite, dolt ~tre d6pist6e : c'est celui d'6metteurs de radiodiffusion fonctionnant sur ondes synchronis6es. Enfin, la partie HF des g6n6rateurs BF interf6- rentiels est elle-m~me modul6e en fr6quence. 3. NATURE D'UN COURANT HF MODULE EN FRI~QUENCE. CARSON [2] analyse le courant I qui prend nais- sance dans un circuit oscillant dont la self L reste constante et la capacit6 C varie sinusoidalement avec le temps : (1) C = Co (1-- 2h sin pt). Si h << 1, et si on suppose l'amortissement nul, l'6quation du circuit est : d21 t (2) di ~ +~(1 + 2hsinpt) I=0. Cette 6quation se ram~ne aux 6quations de Mathieu. On d6montre que~ dans le cas choisi off h << 1, une solution en r6gime permanent s'6crit : (3) 1 =Acos ~0 t---P--cospt = Acos ~, off LCo~o2 = i. Cette formule ne donne pas, h proprement parler, un courant dont la fr6quence varierait sinusoidale- ment, et qui serait de la forme : I = I 0 cos (co0 -4- o~1 cos pt)t. 99 --

Mesure de la scintillation des générateurs H. F

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MESURE DE LA SCINTILLATION DES GI NI RATEURS H.F.

PAR

Julien L ~ B Ing6nieur en Chef des P. T. T.

au Laboratoire National de Radio61ectricit6

SOMMAIRE. - - Lee g~ngrateurs H. F. modulgs en ampli- tude pr~sentent souvent une modulation en [r~quence parasite qu'il [aut mesurer. L'appareil de choix pour cette mesure est le discriminateur de phase, dont la sensibilit~ doit ~tre accrue par tous procddis diminuant l'amortissement des circuits. On dgcrit l'appareil construit au Laboratoire National de Radio~lectricitd et on explique lee avantages que donne I'emploi de l'os- cillographe cathodique pour la lecture directe des d@ha- sages. La stroboscopie permet d'analyser le ph~nom~ne it l'intgrieur du cycle de modulation. On donne lee rgsultats d'une sgrie de mesures e/~ectuges sur un ggng- rateur. On indique enfin lee applications, dane d'autres domaines de la physique, du proc~dg qui permet d'appr~- cier des variations rapides de la [rgquence, pouvant atteindre 1_0 -6 en valeur relative.

~.. INTRODUCTION.

La mesure des fr6quences a 6t6 port6e h u n tr~s haut degr6 de pr6cision. Toutefois lee m6thodes employ6es ne conviennent qu'h l '6tude de g6n6ra- teurs relat ivement stables ; elles ne permet ten t de mesurer que des variations de fr6quence assez lentes pour se prater h la recherche du ba t tement nul entre la fr6quence h 6tudier et une fr6quence-6talon.

I1 existe dane la prat ique ,un certain nombre de cas qui ne peuvent pas ~tre trait6s par lee m6thodes d'interf6rences : ce sont ceux off la fr6quence h 6tudier varie rapidement.

Le scns des mote c~ variat ion de fr6quence ~ a fait r6cemment l 'objet de tr~s nombreux t ravaux. Parmi ceux qui por tent sur la g6n6ralit6 du probl~me nous nous contenterons de citer l 'article de Mr BESSON [1], qui contient une abondante bibliographie.

Nous aurons h expliquer comment la m6thode que nous employons t ient compte de la conception actuelle de la ~< fr6quence variable ,.

2. PROBLf.;MES POS~S PAR LA PRATIQUE.

Le casque le Laboratoire National de Radio61ec- tricit6 a eu h t ra i ter est le suivant : lee g6n6rateurs t t .F. , dont lee prototypes sont soumis h cet l~ta- blissement, comportent en g6n6ral une modulat ion en amplitude. Si l 'appareil 6tait parfait, cette modu- lation en amplitude n'entra~nerait aucune modula- tion en fr6quence, mais le plus souvent il n 'en est pas ain~i~ et ee d6faut peut provoquer des effete g~nants dane l 'utilisation du g6n6rateur pour des mesures de pr6eision.

Dane le cas off la modulation s 'applique directe- merit ~ l'6tage g6n6rateur, il est clair que lee 616-

Jean P t~RILHOU Ing6nieur au Laboratoire Nat ional de Radmd.lcctricit6

ments de ce dernier varient sous l'effet de la tension modulatrice. I1 enes t de m~me, quoique h un moindre degr6, lorsque la modulation s'applique h un 6rage amplificateur, par suite des variations de la charge appliqu6e h l '6tage pilote. I1 ne faut pas oublier en outre que la modulation peut se r6percuter sur l '6tage pilote par l ' interm6diaire des sources de tensions continues.

Par ailleurs, il peut exister des modulations en fr6quence ind6pendantes de la modulation en ampli- tude : par exemple, des vibrations m6caniques peuvent provoquer la variation p6riodique des 616- ments de l'6tage pilote. C'est ainsi que nous avons d6cel6 dane un g6n6rateur une forte modulat ion en fr6quence, h 50 pps, due h la vibrat ion produite par les tbles satur6es du stabilisateur de tension continue.

I1 existe h notre connaissance un autre cas dane lequet une modulation en fr6quence, mgme tr~s petite, dolt ~tre d6pist6e : c'est celui d '6metteurs de radiodiffusion fonctionnant sur ondes synchronis6es.

Enfin, la partie HF des g6n6rateurs BF interf6- rentiels est elle-m~me modul6e en fr6quence.

3. NATURE D'UN COURANT HF MODULE

EN FRI~QUENCE.

CARSON [2] analyse le courant I qui prend nais- sance dans un circuit oscillant dont la self L reste constante et la capacit6 C varie sinusoidalement avec le temps :

(1) C = Co ( 1 - - 2h sin pt).

Si h << 1, et si on suppose l 'amortissement nul, l '6quation du circuit est :

d21 t (2) di ~ + ~ ( 1 + 2hsinpt) I = 0 .

Cette 6quation se ram~ne aux 6quations de Mathieu. On d6montre que~ dans le cas choisi off h << 1, une solution en r6gime permanent s'6crit :

(3) 1 = A c o s ~0 t - - - P - - c o s p t = Acos ~,

off LCo~o2 = i.

Cette formule ne donne pas, h proprement parler, un courant dont la fr6quence varierait sinusoidale- ment, et qui serait de la forme :

I = I 0 cos (co 0 -4- o~1 cos pt)t.

9 9 - -

2/6

I1 faut 6viter de traiter, sans plus approfondir la question, le probl6me par les m6thodes habi- tuelles de mesure des fr6quences. En fait, comme Mr BESSON l'a montr6 [1], la phase 9 varie en

J. L(EB ET J. PI~RILHOU

phase Onde modu/ge "en Frgquence ""

~/4.,. Onde nan / "modu/~e

temps

:FIG. ! . - - Va r ia t i on de |a phase avec ]e temps.

fonction du temps suivant la courbe de la figure 1. On peut cependant consid6rer deux s6ries de

points de la figure I off la d6riv6e de ~ par rappor t au temps passe par une valeur stat ionnaire : la fr6quence instantan6e, d6finie cette lois comme la d6riv6e de 9, est :

d~ (4) r (t) -- dt -- t o ~ hta~ cos pt

dto d--'[ = hpt% sin pt

Sa d6riv6e :

(5)

s 'annule pour

(6) pt = K~ (K entier).

A c e s 6poques, to est stationnaire et l 'on peut 16gitimement, pendant de courtes dur6es encadrant

K= les 6poques T ' consid6rer to comme une constante.

On peut alors lui appliquer des m6thodes classiques de mesure, pourvu que celles-ci ne met ten t pas en jeu des dur6es entra tnant des variations sensibles de d~ d-T" On pourra ainsi 16gitimement mesurer des 61on-

gations de fr6quences ou excursions, m6me dans les cas off les valeurs interm6diaires entre les valeurs extr6mes n 'auraient plus la signification habituelle.

Par ailleurs ]a formule (3), compor tant une modu- lation pure en fr6quence, exempte de modulat ion en amplitude, n 'est valable qu 'en un point d 'une chatne de circuits. En effet dbs qu 'un circuit sibge d 'un courant d6fini par la formule (3) est coupl6 h d 'autres circuits, il apparait obligatoirement une modulat ion en amplitude.

En fait, dans un trbs grand hombre d'articles t ra i tan t de la product ion et de la r6ception d'ondes modul6es en fr6quence, l ' auteur commence par donner la formule (3) et son d6veloppement en s6rie de Fourier, en insistant bien sur le fait qu'il ne s'agit pas d 'une fr6quence var iant sinusoidalement autour d 'une valcur moyenne t%. Puis il d6crit les circuits discriminateurs en !eur appl iquant les formules clas- siques qui sont vraies pour des fr6quences cons- tantes, ou encore approximat ivement vraies pour les 6poques (6).

[ANNALES DES TI~LI~.COMbtUNICATIONS

Les m6thodes de mesure qui seront convenables pour saisir la scintillation vaudront 6galement chaque fois qu'il y aura "h saisir des variations de fr6quence t rop rapides pour ~tre mesur6es par les m6thodes de bat tement . On verra par la suite les applications de cette id6e dans de tr~s larges do- maines de la physique et de l ' industrie.

~. LA DISCRIMINATION DE PHASE. ]~TAT ACTUEL DE

LA QUESTION.

La classe de ph6nom~nes qui nous a paru la plus apte h faire ressortir de rapides variations de fr6- quence, est celle qui met en jeu les relations de phase d6pendant de la fr6quence, qu 'on t rouve entre les

3 t = ~ L p

L ~ C

- j 2--"

R ~

Fro. 2. - - Diseriminateur de phase h circuit oseillant amorti.

tensions existant entre deux paires de bornes d 'un r6seau 61eetrique. Nous eiterons dans ce paragraphe et dans le suivant, h t i tre d 'exemple, quatre cas classiques :

Circuit oscillant (fig. 2)

Soit un circuit RLC de pulsation naturelle too, coupl6 magn6tiquement h une bobine L' (fig. 2) si~ge d 'un courant de pulsation to. La f. e. m. induite est en phase avec la tension entre les bornes I et 2. La diff6rence de potentiel entre les bornes 3 et 4 pr6sente, par rapport h la diff6~ence de potentiel entre les bornes t et 2, une diff6rence de phase telle que

2L (o~ - - t%) (7) tg~ = H

Tout dispositif donnant ins tantan6ment ~ indi- qucra par lh m~me la valeur instantan6e de to - - too, 6tant blen entendu que seules seront donn6es les valeurs extr6mes de to - - too.

Circuit gdndrateur entra~nd

WOODYARD [3] obtient une sensibilit6 beaucoup plus grande en ins6rant le circuit LC de la figure 2 dans un g6n6rateur h lampes. I1 recompose ensuite, comme cela est devenu de prat ique courante, les tensions d6phas6es pour ohtenir aprbs d6tection un courant d 'ampli tude variable. I1 peut ainsi d6eeler des variations relatives de Ir6quence de l 'ordre de

/1 000 000. La th6orie de l 'appareil peut se faire en util isant

les t r avaux de MMrs LE CORBEILLER [4] et SUBnA[5] dont nous nous contentons ici d 'extraire les r6sultats relatifs h la phase.

Soit un circuit oscillant de constantes R, L, C, reli6 h une lampe de coefficient d 'amplification k et de r6sistance interne p.

- - 1 0 0 - -

t. 1, n ~ 5-6, 1964]

L'6quation de la courbe caract6ristique sera sup- pos6e 6tre :

(s) pi = ~ + k ~ - ~ (v + k~)~,

off v est la f. e. In. de la source plaque, u la tension grille.

Soient de plus % l 'amplitude de la tension, l'os- cillateur 6tant libre d'aecrocher sur sa pulsation COo, et a l 'amplitude prise par l 'oscillateur entrain6 sur la pulsation r

Le d6calage angulaire tF entre la f. e. In. entral- nante et la diff6rence de potentiel aux bornes du circuit oscillant est donn6, tous ealculs faits, par ' l '6quation (9):

[L + L + k M (1 ~

(9) tg+ = 2 ( r r

A variations de fr6quences 6gales, les variations de ~b seront d 'au tant plus grandes que le terme entre

crochets + sera plus proche de z6ro.

Il en est de m6me d'ailleurs 'si on maintient M en dessous de la valeur limite d'entretien. Le passage par l'accrochage doit produire une rotation de phase de 90 ~ qa'on observe .cffectivement.

5. A U T R E S MONTAGES POSSIBLES.

Quartz Le quartz 6tant 6quivalent au r6seau de la

figure 3, la diff6rence de phase Z entre le courant I et la tension V aux bornes est donn6e par :

2L ( o ~ - o~0) (10) tg Z = R '

off co 0 est la pulsation de r6sonance du quartz. R

Comme dans un quartz l 'amortissement-2-- est tr~s

petit, les variations de X sont rapides.

F iltres On peut 6galement mettre h profit les rotations

rapldes que subit la phase de la tension dans le

M E S U R E DE L A S C I N T I L L A T I O N D E S G I ~ N I ~ R A T E U R S H . F . 3/6

, C z R L

I c a

Fro. 3. - - R 6 s e a u 6 q u i v a l e n t d ' u n qua r t z .

voisinage de la fr6quence critique de coupure. Cette m6thode a toutefois l ' inconv6nient d ' introduire un affaiblissement qui cesse d'6tre n6gligeable.

Comblnalson ou rdpdtltion de ces procddds. Les quatre:proc6d6s de t raduct ion de l '6cart de

fr6quences par un d6phasage ont ceci de commun qu'ils comportent l'emploi d 'un quadrip61e, h l'entr6e duquel on applique la tension modul6e en fr6quence

h analyser, et h la sortie duquel on recueille une tension h la m~me ]rdquence, d6phas6e, par rapport h la tension h l'entr6e, d 'une quantit6 d6pendant de la fr6quence incidente.

En cons6quence, la tension recueillie h la sortie reste modul6e en fr6quence, et rien n'emp6che de l 'appliquer h un nouveau d6phaseur, et ainsi de suite.

I1 n 'y a ainsi d 'autre limit'e h la sensibilit6 du proc6d6 que celle qui est due h l'instabilit6 des diverses fr6quences raises en jeu. Comme une mesure peut 6tre conduite en un temps tr~s court, on n'a h se pr6occuper que de la d6rive des fr6quences qui se produit en quelques minutes. I1 n'est donc pas vain d'esp6rer d6celer des variations de la fr6quenee inf6- rieures h 10 -8 en valeur relative.

6. DESCRIPTION D U S C I N T I L L O M I ~ T R E E X P E R I M E N T A L

I N S T A L L I ~ A U L A B O R A T O I R E N A T I O N A L D E I ~ A D I O -

I ~ L E C T R I C I T I ~ .

E.t p, 0 "

Le circuit d6phaseur peut 6tre soit un circuit oscillant si6ge d'oscillations entretenues (fig. 4), soit un quartz (fig. 5).

I ! ! I ! I I ! i

m

o

FIG. 4. - - D i s e r i m i n a t e u r de p h a s e ~ c i rcu i t o s e i l l a n t ' e n t r e t e n u et en t ra ln6 .

La figure 6 montre une penthode mant6e en oseil- latrice par couplage grille plaque. La tension inei- dente produisant l 'entralnement est appliqu6e sur

Entree

O

L I m

c_-

---------o

�9 ,,, S0ebm

0

Fic . 5. - - D i s c r i m i n a t e u r de p h a s e h qua r t z .

la grille (( suppressor )), et peut 6tre r6gl6e au raoyen du potentiom~tre P1. L'accrochage est r6gl6 par le potentiom~tre P2 fournissant .la tension d'6cran.

- - 1 0 t - -

4/6 La figure 5 indique le montage du discrlminateur quartz, utilisant les relations de phase entre la

tension aux bornes du quartz et le courant qui y circule. La capacit6 C sert simplement h recueillir une tension ayant avec le courant une relation de phase simple et constante.

Utilisatio~t d'un oscillographe

On peut faire au sujet des m6thod~s d6crites pr6- c6demment, qui recomposent les tensions d6phas6es entre elles d'un angle variable, pour produire une tension H.F. modul6e en amplitude, les observations suivantes : Les relations qui donnent l'6cart de phase en fonction de l'6cart de fr6quence ne sont valables que pour des fr6quences constantes et, nous l'avons vu, applicables que pour les excursions extremes de la fr6quence. Un appareil d6tecteur servant d'indicateur du d6phasage par l'interm6- diaire de la tension modul6e en amplitude, i,~t6grera dans son indication tousles 6tats interm6dlaires du discriminateur, 6tats pour lesquels aucune th6orie n'a encore 6t6 faite a notre connaissance. I1 n'est donc pas certain que ses indications seront exactes.

Bien plus, en g6n6ral, l'application de la modula- tion provoque une d6rive permanente de l'oscilla- teur, due le plus souvent a la chute de tension des sources. I1 faut alors r6ajuster le discriminateur de phases sur la nouvelle fr6quence m6diane, ce qui n'est pas commode.

~ Discriminateur Ent de phase

�9 Y//////#

Fla. 6. - - Montage de l'oscillographe cathodique pour la lecture des d6phasages.

Enfin le tarage du d6tecteur, qui dolt se faire en r6gime permanent non modul6, dolt pr6senter de tr6s grandes difficult6s.

Pour routes ces raisons, c'est ~ l'oscillographe cathodique que nous avons eu recours pour la lec- ture des d6phasages (fig. 6).

Les r6glages sont faits de telle sorte qu'en l'ab- sence de modulation la courbe lue soit une droite. En r6gime de modulation, elle 6volue au rythme de la fr6quence modulatrice, entre deux ellipses extr6mes. Ces deux ellipses correspondant aux excursions extrgmes de la fr6quence, permettent d'appliquer sans erreur les lois connues, puisqu'elles se rapportent ~ une fr6quence incidente stationnaire.

J. L(EB ET j . P E R I L H O U [ANNALI~S DES T~LI~CObI~UNICATIONg

Stroboscopie

Si aucune disposition particuli6re n'est appliqu6e, la figure lue consistera en deux ellipses se d6tachant sur un fond irr6guli&ement 6clair6. Si, au contraire, on stroboscope la figure ~ une fr6quence 16g6rement diff6rente de la fr6quence modulatrice, on verra l'ellipse se d6former lentement, et on pourra la fixer sur ses positions extremes pour tater l'appareil.

Un proc6d6 commode de stroboscopie a consist6 appliquer sur l'61ectrode de Wehnelt de l'oscillo-

graphe une tension d'impulsions ayant une fr6- quence voisine de la fr6quence modulatrice, et r6gl6e de fa~on h n~6clairer l'6cran que pendant une faible pattie du cycle modulateur.

On suit ainsi l'6volution de la fr6quence au cours du cycle de modulation.

Ensemble du scintillom~tre

En fair, l'appareil comprend les 616ments suivants 7):

L'oscillographe cathodique O. Le discriminateur D, h circuit oscillant, h quartz

ou ~ filtre. Le limiteur L, destin6 ~ supprimer la modulation

en amplitude.

Entree ( ~

L . I_ ,, ,_ I, [ D I- I

Fro. 7. - - Ensemble du scintillom6tre.

Le d6phaseur P, permettant d'obtenir la figure voulue (droite en g6n6ral) en l'absence de modula- tion.

Le g6n6rateur d'impulsions I, agissant sur l'61ec- trode de Wehnelt, dont on r6gle la fr6quence pour obtenir l'effet stroboscopique.

Un changeur de fr6quence C, amenant la fr6quence h 6tudier dans la gamme utile de l'appareil.

I~ventuellement, un oscillographe O', dont une seule paire de plaques est utilis6e, servant h rep6rer h quelle 6tape de la modulation en amplitude se rapporte la courbe lue. Son 61ectrode de Wehnelt W' est soumise h la m~me tension d'impulsions que W.

Les circuits de L, D et P sont ajust6s en ce moment sur une moyenne fr6quence de 80 kc/s.

Le changeur de fr6quence est constitu6 par les parties HF et MF d'un r6cepteur AME dont la gamme va de 100 kc/s h i 700 kc/s.

t02 - -

t. 1, n ~ 5-6, 1946] Le d6phaseur P e s t form6 d'un fl tre passe-has,

dont une moiti6 a la fr6quence critique de coupure calcul6e de 160 kc/s et l'autre moiti6 de 1 600 kc/s. Il est terrain6 sur son imp6dance caract6ristique, qui est de 10 000 ohms. I1 permet d'obtenir tousles d6phasages de 0,1 en 0,1 radian.

M E S U R E DE LA S C I N T I L L A T I O N DES GI~NI~RATEURS U . F . 5 / 6 8. [~I~SULTATS OBTENUS A CE JOUR.

7. MODE D'EMPLOI DU SCINTILLOMI~TRE.

LECTURE DES COURBES.

On applique h l'entr6ela tension H.F. non modul6e et on r~gle P jusqu'h ce qu'on lise une droite sur l'oscillographe O. Puis on applique la modulation ; la tension stroboscopique se r~gle jusqu'h obtention d'une ellipse variant lentement entre deux positions extremes.

On observe en mgme temps sur O ~ le segment de droite s allon~eant et se raccourcissant, et on v6rifie que les ellipses stationnaires correspondent aux maxima et minima du segment de droite lu sur O t.

Tarage de l'appareil

Pour d6terminer h quelle fr6quence correspond une ellipse donn6e, on r~gle d'abord les circuits de fa~on h observer une lignc droite, puis on d6r~gle le g6n6rateur d'une quantit6 connue, en rep6rant la forme de l'ellipse. On peut 6galement rep6rer le d6phasage h fournir par P pour que l'ellipse rede- vienne une droite.

Mesure de la dgrive moyenne

Lorsque la fr6quence moyenne du g6n6rateur d6rive sous l'effet de la modulation, l'ellipse 6volue entre deux fgures dyssym6triques. On r~gle les circuits de fa~on h r6tablir la sym6trie, puis on sup- prime la modulation : la figure prend alors la forme d'une ellipse qui indique la d6rive.

Ben/orcement de la senslbilitd.

On peut renforcer h la sortie du discriminateur D l'harmonique 2, de fa~on h obtenir sur l'oscillo- graphe une courbe de Lissajous en forme de 8 (fig. 8). Une tr~s petite variation de la phase sur la fonda- mentale provoque un d6placement appr6ciable de

Fic. 8. - - Aspect de la courbe de Lissajous d6form6e volontairement pour augmenter la sensibilit6 de la lecture.

la rencontre des deux branches du 8. Darts ces con- ditions, on a pu d6celer une variation de la fr6quence tr~s inf6rieure h I cycle par seconde, sur un g6n6- rateur donnant 600 kc/s. La sensibilit6 aurait encore 6t6 bien meilleure si le g6n6rateur, l'h6t6ro- dyne du r6cepteur et le dlscriminateur avaient 6t6 plus stables.

On a mesur6 la scintillation de fr6quence d'un g6n6rateur, pour 3 fr6quences d'une gamme et pour divers taux de modulation (lus sur l'appareil). Le tableau ci-dessous donne, en cycles par seconde, les excursions de fr6quenee (2 mesures par point) cor- respondant h chaque taux de modulation pour les 3 fr6quences de ta gamme. La plus grande excursion a lieu pour le haut de la gamme, correspondant h une valeur minimum de la capacit6 du condensa- teur d'accord. La plus petite excursion a lieu au milieu de la gamme.

TAux DE I M O D U L A T I O N

EN % I0 20 30 40 50 60 70 80 90 t00

Sur ii0 kc/s

200 kc/s

300 kc/s

11 lI~ t8 22 29 31 35 12 16 20 25 28 33 38

1 5 10 14 19 20 25 2 2 9 16 18 23 28

22 26 30. 39 D6croehage 21 27 32 38

D6crochage

3t 63 35 67 II~t0~h~ll

Le circuit discriminateur (circuit oscillant accro- ch6) 6tait r6g16 de telle sorte que, pour un 6cart de fr6quences sup6rieur h 50 cycles, le circuit oscillant accroch6 cessait d'etre entraln6 et revenait sur sa fr6quence propre.

9. CONCLUSION. APPLICATIONS DU PROCI~DI~.

En partant des proc6d6s connus h ce jour, et en les adaptant, nous avons r6alis6 (au Laboratoire National de Radio61ectricit6) la maquette d'un appa- reil permettant de mesurer des excursions rapides de fr6quence. Le d6partement (( R6cepteurs et G6n6- rateurs h tension de sortie 6talonn6e )) pourra donc, d~s que l'industrie aura construit un scintillom~tre de pr6cision, d6terminer les excursions de fr6quence des g6n6rateurs comportant une faible modulation en fr6quence.

I1 pourra ainsi compl6ter les essais concernant les prototypes de g6n6rateurs H.F. modul6s en B.F. et de g6n6rateurs B.F. interf6rentiels.

I1 pourra 6galement mesurer ~ distance la scin- tillation d'6metteurs modul6s en amplitude.

Par ailleurs, cette m6thode pourrait se montrer commode m~me dans les cas off l'on n'a pas besoin d'une grande sensibilit6, par exemple pour l'6tude de g6n~rateurs modul6s h dessein en fr6quence.

Le domaine d'applications du scintillom~tre d6passe de beaucoup le contrble des oscillateurs H. F. Une m6thode de mesure tr~s g6n6rale consiste h traduire par des variations de fr6quence les varia- tions d'une grandeur physique quelconque. C'est ainsi que la temp6rature d'une r6sistance incorpor6e

un g6nSrateur R C agit sur la fr~quence 6mise, que le degr6 hygrom6trique de l'air compris entre les lames d'un condensateur agit sur sa capaeit6, que l'allongement d'un fil parcouru par un courant change sa p6riode de r6sonance, que la pression de

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Fair sur un microphone condensateur, modifiant sa capacit6, modifie la fr6quence d'un g6n6rateur construit avec ce condensateur, etc. Les variations de fr6quence obtenues peuvent atre amplifi6es par l'emploi des harmoniques 61ev6s.

On a ainsi introduit dans la physique un proc6d6 d'amplification qui n'est pas soumis aux mgmes limitations que l'amplification par 6rages successifs d'une tension trgs petite. Aucun 616ment ne joue ici le rSlc de l'accrochage spontan6 d'oscillations dans un amplificateur pouss6. Seule l'instabilit6 de la fr6- quence 6raise, sous l'effet de causes autres que la cause reeherch6e, joue ici le rSle du bruit de fond dans les amplificateurs.

D'ores et d6j~ il n'est pas aventureux de parler de sensibilit6s de l'ordre de ~0 - s e n valeur relative. II existe en physique peu de proc6d6s ayant cette sensibilit6, comparable a celles de la balance et des interf6rom~tres optiques.

De telles variations de fr6quence peuvent certes gtre mises en 6vidence par les moyens classiques, tels que les battements ou les fr6quencem~tres lecture directe. Toutefois l'emploi du discriminateur de phase associ6 h l'oscillographe cathodique, avec ou sans stroboscopic, permet d'appliquer h des

J . PERILHOU [ANNALES DES TI~LI~COMMUNICATIONS

grandeurs rapidement variables les m6thodes com- portant la mesure de fr6quences 61ectriques.

Mais mgme dans les cas oft les variations des grandeurs h mesurer ne sont pas assez rapides pour 61iminer h priori les m6thodes de battement, la m6thode du discriminateur de phase associ6 h l'os- cillographe pourra pr6senter sur ces derni~res un avantage marqu6, dfi h la rapidit6 de la mesure et du tarage. En particulier, la rapidit6 de ces mesures permet de s'accommoder de sources de H.F. plus instables que dans le cas des mesures par battement.

Manuscrit rer le 5 a~rll ]946.

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