Brevet FR2035914A1 — publié le 19701224

La présente invention concerne un circuit pour une commande automatique du niveau d'enregistrement d'un enregistreur sur bande, comprenant -: l'amplificateur de signaux, un circuit pour amplifier une tension continue dérivée du signal, un élément de temps et l'élément de commande final. Tous les systèmes classiques de comnande automatique de niveau d'enregistrement sont essentiellement aménagés de la manière suivante : une tension continue est amplifiée à partir d'une portion plus ou moins grande de la tension du signal ou de la tension de sortie d'un amplificateur du signal de message. Cette tension continue traverse un élément de temporisation et commende l'éld- ment de commande final qui influence le gain de l'amplificateur de signaux dans une régulation à action directe et à action inverse. Dans ce domaine, ils ne diffèrent pas des systèmes classiques de commande de gamme de volume. Les différences résident seulement dans les dimensions de l'élément de temporisation. L'élément de temporisation est constitué habltualle- ment par un réseau RC. A ce réseau RC on applique la tension continue, empllfiée dans le montage redresseur. Le condensateur est chargé rapidement à travers une résistance (la durée de ce fonctionnement doit être inférieure à la limite de porceptibilit, 50 millisecondes étant une valeur habituelle). La tension nappa raissant sur la résistance commande l'élément de commande final.La décharge est effectuée à travers une résistance considérablement plus grande, en parallèle avec le condensateur. Le fonctionnement de décharge détermine la durée de retour à 1 '4tat initial pour le circuit de commande en entier Pendant cette période, des constantes de temps, d'environ 500 millisecondes, sont habituelles pour la commande des gammes de volume ; pour la commande de niveau d'enregistrement, les constantes de temps sont considérablement plus grandes,c'est-à-dire une minute et demie à deux minutes pour les enregistrements de musique, tandis que pour les enregistrements de paroles des constantes de temps de quelques secondes peuvent être suffisantes Toutefois, le temps le plus long ne serait pas un incon vénient dans l'exemple considéré. En ce point, toutefois, une difficulté survivent. Au cours des enregistrements de microphone, à domicile, il se produit fréquemment une tension de bruit (claquement de portes, opération de commutation dans le cas de microphone ayant une commande à distance, etc @) qui excède de beaucoup le niveau du signal et, pour une longue durée, atténuerait le gain d'une manière non souhaitable. Bien, qu'avec la constante de temps plus faible cet effet serait moins g8nant, ltampli- ficateur serait commandé au gain total dans les pauses de conversation, c'est à-dire que le rapport signal sur bruit serait, appare'ent, affaibli.Une att6- nuation non souhaitable de gain peut également se produire quand on met en service 1' amplificateur. Lorsque l'amplificateur a été mis en service la tension à sa sortie augmente à partir du zéro de la valeur de fonctionnement. Etant donné que cette saute de tension est, dans tous les ca, supérieure à la valeur de pointe de la tension de sortie maximale du signal, mais que la chaste d'amplifi cateurs est à ce moment non encore complétement en fonctionnement et que le circuit de-commande automatique ne présente pas d'effet réduisant le gain, le condensateur de l'élément de temporisation,, si-des opérations convenables ne viennent pas pour l'en empêcher, sera chargé à une valeur deMtension qui > par l'intermédiaire de l'élément de temporisation, atténue le gain de l'amplificateu de signaux à une valeur beaucoup trop faible, pendant une longue durée Pour l'élément de commande final, il est nécessaire, dans l'amplificateur de signaux, dans la branche d'amplification ou-d ss la branche de contre-réactio négative, d'avoir un élément de circuit qui présente une caractéristique de conductance mutuelle, contH8lable, ou bien un diviseur de tension dont une partie est constituée par une résistance variable Dans les deux cas, le signal doit trouver une portion suffisamment linéaire de la caractéristique dans le point de fonctionnement du poste Dans des circuits à tubes, on utilise fréquemment la première possibilité parce que dans les étages de sortie, la partie requise constitue seulement une faible portion de la caractéristique totale et, en consé- quence, la courbe est faible dans cette portion Ceci ne s'applique virtuellemen jamais aux circuits à transistors. tes conditions de la seconde possibilité sont satisfaites par des photqrésistances et des résistances NTC (à caractéris- tique de température négative) d'une manière dominante, Toutefois, ils t l'inconvénient de nécessiter une puissance considérable. fies circuits à diodes, plus ou moins ouverts par le courant continu, fonctionnent d'une manière moins satisfaisante.Bien que les courbes des caractéristiques peuvent être suffis" ment compensées pour aller jusqu'à queI:.es millivolts efficaces, en connectant deux circuits de diodes en opposition, en ce qui concerne le courant alternatif, une source de bruit nouvelle, tout à fait considérable, "pénétre" dans le circuit par l'écoulement de courant continu, La résistance différentielle du circuit collecteur/dmetteur d'un transistor peut également être utilisée (juste comme la résistance de plaque d'une lampe triode), mals elle satisfait aux conditions pour un manque suffisant da distorsion de seulement environ un millivolt. La présente invention a pour objet de proposer une commande automatique de niveau d 'enregistrement pour des enregistreurs sur bande, qui soit convenable à la fois pour les tensions de signaux dans lesquels des influences d'interférèn ce provenant de l'extérieur se produisent fréquemment- (par exemple des enregis- trements de microphone), et pour des tensions de signaux dans lesquels ces influences sont absentes - (par exemple enregistrement à partir de la radio et d'un phonographe), et qui possède de bonnes caractéristiques de qualité pour l'investissement le plus faible possible et pour fonctionner d'une manière non compliquée La présente invention est caractérisée en ce que, comme élément de commande final3 deux transistors ayant des propriétés électriques identiques sont connectés d'une manière telle que > afin de compenser les courbes de la caractéristique et les distorsions provoquées par ces courbes. le premier transistorb commandé par une partie de la tension de l'élément de temporisation, après qu'une valeur de seuil ait été dépassée:: commande le second transistor à la base d'un circuit à collecteur à la terre sans que des résistances soient insérées, tandis que la résistance différentielle du trajet collecteur/émetteur du second transis tor fonctionnant sans courant continu3 fait partie d'un diviseur de tension dans l'amplificateur de signaux et influence le gain et le degré d'amplification ou de contre-réaction négative de l'amplificateury d'une manière telle qu'une valeur prsdéterminée, largement constante qui correspond au niveau d'enregistrement pleinement commandé de la bande3 est obtenue pour des amplitudes maximales du signal à la sortie de 1 'amplificateur. L'invention élimine les inconvénients mentionnés ci-dessus En service dans le cas d'influences interférentes fréquentes provenant de l'extérieur (par exemple des enregistrements de microphone), on utilise un élément de temporisation avec des constantes de temps décalées qui sont constituées par deux réseaux RC, connectés d'une manière telle que3 si des impulsions interférentes sont présentes, seulement le réseau avec le temps de décharge le plus court est actionné, tandis que pour un niveau constant élevé (signal de message), la combinaison des deuxréseaux présentant une durée de décharge considérablement plus longue, est actionnée après une période de transition bans le cas de service où il n'y a généralement pas d'influence interférente provenant de 1' extérieur pour les tensions de signaux (à partir de la radio et de phonographes); un conimitateur approprié (par exemple au moyen d'un contact) pour le fonctionnement parallèle des deux réseaux RC présentant une durée de décharge longue et une durée de charge (maintenant) courte, est actionné. Le changement de 1 'élément de temporisation peut être effectué par l'intermédiaire d'un contact au réceptacle du microphone ou du commutateur "Enregistrement microphone/radio" D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 représente, schématiquement, le principe d'une commande de niveau d'enregistrement bien connu sous la forme d'un diagramme La figure 2 représente un circuit selon l'invention.. ,Sur la figure 1 > le rectangle I représente un amplificateur de la tension du signal Une tension continue est amplifiée à l'aide d'un montage 113 à partir de la tension de sortie de l'amplificateur I pour le signal de message ; la ten sion continue traverse un montage d'éléments de temporisation III, et commande un élément de commande final IV, qui influe sur le gain de l'amplificateur de signaux dans la régulation à action directe ou > comne dans ce cas, à action inverse - Selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, l'élément de commande final IV qui est commandé par une partie de la tension au condensateur C1, est réalisé par deux transistors ayant des propriétés électriques.La résistance différentielle du circuit collecteur/émetteur du transistor T2, fonction nant sans courant continuS influe comme une partie d'un diviseur de tension sur le degré d'amplification ou de contre-réaction négative de l'amplification de signal. Selon l'invention; il est précédé directement par un transistor identique T1 dans un circuit à collecteur à la terre. sans que des résistances soient insérées A l'aide de cette mesurez les courbes de la caractéristique des deux transistors sont largement compensées 20 à 30 millivolts peuvent ainsi être traités sur le circuit collecteur/émetteur du transistor T2 > avec une absence suffisante de distorsion. les tensions de coude des deux circuits base/émetteur, montés en série. sont utilisées conte critère pour le seuil de réponse du circuit de commande. L'élément de temporisation est constitué par (dans la position "enregistre- ment radio phonographe"; c' est-à-dire quand la résistance R3 est court-circuitée) la connexion parallèle des condensateurs C1 et C2 > qui sont chargés par l'in- termédiaire de la résistance R1, pendant une courte durée (constante de temps maximale 50 millisecondes), et déchargés par l'intermédiaire de la résistance P2, constituée par les résistances partielles R2a R2b, R2c, et en partie par l'intermédiaire de la résistance d'entrée du transistor T1 avec une constante de temps qui engendre la durée de commande inverseS longue, souhaitée, du circuit de commande.Si la décharge s'effectue à travers la résistance d'entrée de T1 seuliement, le courant de décharge est très élevé, au commencement, mais presque nul quand on approche de la valeur de seuil de l'élément de commande du signal. Par suite de la "composante" de courant à travers P2b et R2c, la décharge est considérablement plus linéaire. Etant donné que la résistance de décharge R2 est réalisée comme un diviseur de tension partiellement contrSlable > il y a une possibilité pratique de réglage du seuil de réponse du circuit de commande. Pour des semiconducteurs au silicium, et un rapport de diviseur de tension pour P2a (P2b + R2c) d'environ 1, une tension sur C1 et C2 d'environ 1,5 volt est obtenue pour le seuil de réponse du circuit de commande Pour la gamme de coninande d'environ 30 db requise pour des enregistreurs sur bande, une augmentation d'environ 2 volts est nor'aalement suffisante.Si la constante de temps de R1 et C1 + C2 a une valeur d'au moins 50 millisecondes pour la différence de tension mentionnée ci-dessus de 0,5 volt les 50 millisecondes sont excessifs, si le maximum de commande est requis immédiatement aù debut du signal parce que, ensuite la saute de tension n'est pas de 0;5 volt mais de 2 volts.Ce problème est résolu par le redresseur D3 à travers lequel les condensateurs Cl + C2 sont chargés c'est-à-dire en-réalisant de manière appropriée le divIseur de tension constitué par les résistances R4 R5, poui- une valeur (sans signal de message) qui est juste inférieure au seuil de reponse du circuit de commande Ensuite la tension à la prise de ce diviseur de tension est parfaitement appropriée pour la tension de collecteur de T1 La contact de commutateur S2 est fermé dans la position "Reproduction", les condensateurs C1 + C2 sont déchargés et les transistors T1 et T2 coupés. la connexion T2, à l'amplificateur I ne doit pas Aetre ouverte Ainsi, le commuta- teur "Enregistrement-reproduction" estest actionné sur un spot "froid", en ce qui concerne le courant continu Pour "Enregistrement microphone" le contact de commutateur S1 est ouvert Le condensateur Cl est rapidement (environ en 10 à 20 millisecondes) chargé par l'intermédiaire de la résistance R1 Une partie de la tension apparaissant sur ce condensateur commande l'élément de commande final, qui est décrit ci-dessus La décharge est effectuée à travers la résistance R3, dans le condensateur C2 d'une capacité considérablement plus grande Les dimensions de C1 et R3 doivent être choisies de telle sortie qu une constante de temps de commande de une à plusieurs secondes est obtenue C2 doit avoir une grande valeur, de telle sorte que des impulsions parasites sur le condensateur n' engen- drent pas seulement une tension qui reste inférieure à la valeur de seuil de l'élément de commande final Contrairement à ceci, le signal de message délivre un courant constant par l'intermédiaire de la résistance R1. Maintenantg le eondensateur C2 est chargé par l'intermédiaire de la résistance R3, selon la constante de temps R3/C2- L'amplification du signal est alors maintenue à une valeur correspondant au signal de message, au cours des pauses de conversation aussi, parce que apres que le condensateur soit chargé, la durée de retour à l'état initial est commandée par la durée de décharge de Cl et C2.- à travers la grande résistance R2 et la résistance d'entrée de l'élément de commande final5 partie lement placé en parallèle.Comme contact S1,il est approprié d'utiliser un contact du commutateur "Radio-phono-microphone" ou bien le commutateur au réceptacle du microphone5 qui est ouvert dans la position "Enree;istrement-magnétoFhone" Le condensateur C3 présente une double fonc-cion Le transistor T1 peut assurer sa fonction de compensation seulement si sa base est connectée au potentiel de terre par rapport au courant alternatif D'autre part, l'effet de filtrage de R2a avec C3 élimine toute tendance possible vers des oscillations.Toutefois, étant donné que la constante de temps R2/C3 est ajoutée à la durée d'attaque, elle doit être maintenue suffisamment inférieure à 50 millisecondes Comme montage II on utilise un doubleur de tension constitué par les redresseurs D1, D2s et le condensateur C4, ainsi que les condensateurs de l'élé- ment de temporisation ; le- rapport entre les condensateurs C4 et C1 doit être choisi de telle sorte que les quelques impulsions de tension se produisant quand l'amplificateur est mis en service ne soient pas suffisantes pour charger. msme dans la position "Enregistrement microphone" les condensateurs Cl et C2 à la valeur du seuil de réponse du circuit de commande Pour C4) un condensateur électrolytique peut être choisi si une tension de polarisation suffisante est prévue ce qui est toujours virtuellement le cas Si C4 est connecté directement à l'étage -de sortie de l'amplificateur I Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier dé réalisat.ion, on comprendra clircment que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention REVENDICATI0NS 10) Circuit pour la commande automatique du niveau d'enregistrement d'un enregistreur sur bande. comprenant un amplificateur de signaux, un circuit pour amplifier une tension continue dérivée du signal, un élément de temporisation, un élément de commande final, caractérisé en ce que l'élément de commande final comporte deux transistors présentant des propriétés électriques identiques, connectés d'une manière telle que, afin de compenser les courbes des caractéristiques et les distorsions des courbes, le premier transistor, commandé par une portion de la tension de l'élément de temporisation, après que la valeur de seuil ait été dépassée, commande la base du second transistor avec un circuit collecteur à la terre, sans que des résistances soient insérées, tandis que la résistance différentielle du circuit collecteur/émetteur du second transistor, fonctionnant sans courant continu fait partie d'un diviseur de tension situé dans 1 'amplificateur de signaux, et influence le gain et le degré d'amplification ou de contre-réaction négative de l'amplificateur d'une manière telle qu'une valeur prédéterminée, largement constante, qui correspond au niveau d'enregistrement pleinement commandé de la bande, soit obtenue pour les amplitudes maximales du signal5 et de la sortie de l'amplificateur. 20) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tensions de coude de base > ajoutées, des premier et second transistors, sont utilisées comme valeur de seuil pour le circuit de commande 30) Circuit selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément de temporisation est constitué par la combinaison des deux réseaux RC, utilisée d'une manière telle que, quand le contact de commutateur "Enregistrement microphone" est ouvert, le premier condensateur est chargé à travers la première résistance, par un courant continu, dérivé de la tension de sortie de l'amplificateur de signaux, de courte durée de préférence,considérablement inférieure à 50 millisecondes, et en ce que,après que la valeur de seuil ait été dépassée, une portion de la tension au condensateur commande 1 'élément de commande final, la charge quittant le condensateur par 1 'intermédiaire d'une résistance qui peut être court-circuitée par le second condensateur pendant une durée qui produise une constante de temps de commande de une à plusieurs secondes de préférence pour le circuit de commande total, auquel cas la valeur du second condensateur doit zetre choisie assez grande pour que les impulsions occasionnelles ne puissent pas changer le condensateur à la valeur de seuil de l'élément de commande final, tandis qu'un niveau de signal constant,élevé,le charge avec la constante de temps correspondant au second condensateur et à la seconde résistance (de telle sorte que l'aaplification des signaux retient une valeur appropriée pour une période de temps prolongée, parce que maintenant la pé-riode déclinante du potentiel de commande est couverte par une décharge des condensateurs à travers la résistance de décharge et la résistance d'entrée de l'élément de commande final), tandis que, quand le contact de commutateur "Enregistrement radio et phono" est fermé, les premier et second condensateurs sont chargés simultanément par l'intermé- diaire de la première résistance, auquel cas la limite supérieure de la constante de temps de la combinaison résistance/capacité doit être égale à 50 millisecondes 40) Circuit selon la revendication 15 caractérisé en ce que, pour shunter la résistance qui peut hêtre court-circuitée5 un contact du commutateur "Radio phono..microphonett ou un contact de commutateur du réceptacle du microphone de l'enregistreur sur bande, est utilisé d'une manière telle que la résistance est active au cours des enregistrements de microphone, et court-circuitée au cours des enregistrements à partir de "Radio et phonographe", 5 ) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance de décharge est composée de résistances partielles, variables partiellement, en ce que la base du premier enregistreur est commandée par la tension à la prise de son diviseur de tension et équilibrée avec le rapport de division au point de départ du circuit de commande. 60) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au circuit base/émetteur du premier transistor, on monte un condensateur (nécessaire pour l'effet de compensation de l'interconnexion des deux transistors), qui permet de court-circuiter la base du premier transistor en courant alternatif et, conjointement avec une résistance partielle de la résistance de décharge, effectue un filtrage approprié pour les résidus de courant alternatif dans la tension de commande, auquel cas la valeur du condensateur doit être choisie de telle sorte que la constante de temps résultant de la résistance partielle, avec le condensateur, demeure au-dessous de 50 millisecondes. 70) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que,dans la position "Reproduction" le contact de commutateur court-circuite le premier condensateur et met hors service les deux transistors 80) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second condensateurs reçoivent une charge provenant d'un diviseur de tension, par l'intermédiaire d'une diode5 auquel cas le diviseur de tension doit être réalisé de telle sorte que,s'il n'y a pas de signal de message, la tension des premier et second condensateurs est réglée à une valeur juste inférieure au seuil de réponse du circuit de commande et la tension de collecteur du transistor est prélevée de la prise du diviseur de tension. 90) Circuit selon la revendication 1, utilisant un doubleur de tension pour amplifier la tension de commande continues caractérisé en ce que le rapport entre le condensateur du doubleur de tension et les condensateurs de l'élément de temporisation est choisi de telle sorte que, quand on met en service l'amplifica teur, l'impulsion de tension unique ou les quelques impulsions de tension, ne soient pas suffisantes dans la position "Enregistrement microphone" pour charger les condensateurs de l'élément de temporisation à la valeur de seuil, en réponse au circuit de commande.