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La présente invention concerne un procède relatif à la lecture des disques et à l'enregistrement des sons, ainsi que les appareils mettant en application le dit procédé.
Les progrès réalises dans l'enregistrement des disques exigent un système de reproduction pick-up amplificateur aussi parfait que possible.
Le mode d'enregistrement sur disques universellement
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adopté est l'écriture latérale,:l'outil graveur se déplaçant dans un plan horizontal; si cet outil est soumis à une tension alternative sinusoïdale,la point? du burin se déplace de part et d'autre de la position moyenne ou position derepos.
Les éléments caractéristiques de ce mouvement sont : l'élon- gation ou amplitude des déplacements (L); la vitesse maximum ou vitessede déplacement (V)
A l'aide de divers artifices, il est possible de mainte- nir constant l'un de ces deux éléments ; il existe ainsi deux procédés, appelés respectivement:: enregistrement àvitesse constante, et enregistrement à amplitude constante.
.On appelle caractéristique ; d'enregistrement la courbe représentative de la vitesse: la figure 1 donne la caracté- ristique à amplitude constante !(droite A). et la caractéris- tique à vitesse constante (droite B), l'axe des abscisses se rapportant aux fréquences et l'axe des ordonnées aux vitesses*
Les trois courbes ABC représentées sur la figure 2, à quelque variante près,sont celles- utilisées pour l'enregis- trement des disques du commerce. Il est intéressant de noter, qu'un Congrès International pour la Normalisation des enre- gistrements s'est tenu aux Etats-Unis d'Amérique et les cour- bes A et B auraient été retenues comme devant êtr.e pour l'a- venir les courbes d'enregistrement respectivement pour les disques microsillons (courbe A)
et pour les disques 78 tours (courbe B).
La caractéristique A (figure -2) correspond à un enre- gistrement à amplitude constante; elle a été -proposée par la National Association Brodcasting, comme caractéristique d'en- registrement des disques microsillons.
La caractéristique B (figure 2) dont la partie incli- née correspond à un enregistrement à amplitude constante et dont la partie horizontale correspond à un enregistrement à vitesse constante est la caractéristique adoptée pour les disques 78 tours; elle est appelée courbe standard. Le point
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P sur cette courbe (point de cassure) e si. généralement situé à 500 périodes. La caractéristique C est généralement utili- sée pour les enregistrements microsillon ordinaires.
Le système de reproduction devra obligatoirement, si l'on rechercha la qualité de l'audition, être muni de correc- teurs destinés à égaliser la courbe d'enregistrement de façon que, pour toutes les fréquences, la f.e.m. à l'entrée de l'amplificateur soit constante. C'est une condition in- dispensable en haute fidélité.
La réponse des pick-up avec chacun des deux modes d'en- registrement précédents se produit comme suit : - Pick-up électromagnétique ou électrodynamique.
Il est connu que l'énergie recueillie à la sortie. de ces pick-up est proportionnelle aux variations de flux:
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e = ¯ En conséquence, pour obtenir.une force électromotrice cons- tante, il faut que'la vitesse de variation du flux soit cons- tante; or, les variations.de flux sont'fonction des mouve- ments de la palette; en conséquence l'énergie est constante, . si la vitesse de déplacement de la palette est constante;en fait, c'est de la vitesse maximum, ou vitesse à la position moyenne, qu'il s'agit.
Il apparaît ainsi qu'un'pick-up électromagnétique placé sur un disque de fréquence enregistré à vitesse constante fournira une f.e..m. constante à toutes les fréquences. C'est
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le pick-up convenant particulièrement a. ce genre d'enregis- trement.
Pick-up CRISTAL
Un pick-up cristal fournit une énergie directement pro- portionnelle aux pressions exercées; la f.e.m. est donc pro- portionnelle aux forces agissant sur le cristal,c'est-à-dire aux déplacements de la alette, et s'écrit: e = Kx K étant un coefficient de proportionnalité et x la valeur
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instanlané de la distance de la palette à sa position de repos.
Autrement dit, e est directement proportionnelle à l'amplitude des déplacements de la palette, et, pour que e soit constante, il faut que l'amplitude soit constante; c'est précisément le cas des enregistrements à amplitude constante et le pick-up cristal convient particulièrement pour les disques enregistrés suivant ce procédé,
D'après la figure 2, il apparaît que, quel que soit l'en- registrement, on utilise le procédé à amplitude constante pour la partie basse fréquence du spectre sonore; en consé- quence, pour la reproduction de cette bande de fréquences, il est avantageux d'utiliser un pick-up cristal; par contre pour les fréquences' moyennes et hautes, enregistrées ou non à vitesse constante, le pick-up électromagnétique a un bien meilleur'rendement: ainsi qu'il apparaîtra ci-dessous.
La présente invention concerne un procédé relatif à la lecture des disques, convenant également à l'enregistrement des sons, essentiellement caractérisé par le fait que l'on utilise, pour obtenir la haute fidélité, un pick-up compre- .nant-au moins deux générateurs d'énergie couplés et généra- lement suivis de filtres, et un mélangeur ayant pour rôle . d'additionner les tensions de sortie.
Suivant une forme de réalisation avantageuse du procédé selon l'invention, on utilise deux générateurs d'énergie mé- caniquement couplés, l'un de ces générateurs est un élément électromagnétique et l'autre un élément cristal, l'élément électromagnétique est suivi d'un filtre passe-haut branché à sa sortie et l'élément cristal d'un filtre passe-bas bran- ché également à sa sortie, et le mélangeur est un tube élec- tronique double-triode, un réglage convenable des résis- tances et des capacités des dits filtres permettant, d'une part, de mettre en phase les f.e.m. recueillies et, d'autre part, de.doser convenablement les dites f.e.m.
L'invention concerne également les appareils mettant en application le dit procédé
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D'autres caractéristiques et avantages dâ la présente invention rassortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre d'exemple explicatif et nullement limitatif, une forme de réalisation de l'appareil selon l'invention.
Sur ces dessins, les figures 1 et'2 donnent respecti- vement comme défini plus haut, d'une part une caractéristique à amplitude constante et une caractéristique à vitesse cons- tante, d'autre part trois caractéristiques correspondant à l'enregistrement des disques du commerce.
La figure 3 représente schématiquement un pick-up com- portant un élément électromagnétique et un élément cristal.
La figure 4 donne la courbe de réponse de l'élément é- lectromagnétique, et la figure 5 la courbe de réponse de l'é lément cristal à partir d'un disque de fréquences enregistré à amplitude constante.
Les figures 6a et 6b sont des schémas respectivement d'un filtre passe-bas et d'un filtre passe-haut.
La figure 7 montre la courbe obtenue à la sortie du filtre passe-bas nlacé à la suite de l'élément cristal. En- fin, la figure 8 reproduit sur le même graphique les courbes des figures 4 et 7 ainsi que la courbe somma de ces deux courbes.
Sur la figure .3, une palette -1¯ de pickaup est fixée à un pivot 2; la référence} désigne .les bobines d'un élément électromagnétique et la référence 4 un élément cristal cou- plé en 5 à la palette 1. Enfin, la référence 6 désigne un aimant permanent.
On branche la sortie de l'élément électromagnétique sur un voltmètre à lampe (non représenté) et on relève point par point, c'est-à-dire fréquence par fréquence, la courbe de ré- ponse, à par'-ir d'un disque de fréquence enregistrement à
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amplitude constante par exemple ; lacourbe de réponse N (figure 4 est très voisine de la courbe théorique et peut être considérée comme la reproduction exacte de la courbe d'enregistrement. La force électromotrice maximum est environ
12 milli-volt.
Si l'on branche le voltmètre à lampe aux bornes de l'élé. ment cristal, on obtient la courbe de la figure 5; théorique- ment la courbe devrait être une droite parallèle à l'axe des
X alors que l'on a une courbe de réponse croissant plus ou moins régulièrement avecune pointe très marquée pour 7.000 périodes, suivie d'une chute assez rapide jusqu'à 10.000; ceci fait bien ressortir les imperfections du cristal compare . au pick-up électromagnétique. L'énergie moyenne recueillie est de l'ordre de 50 milli-volt.
Cette énergie est fonction de la position du point 5 sur la palette 1
On fait suivre ensuite l'élément cristal d'un filtre passe-bas approprié constitué par une résistance et une capacité (figure 6a et on relève à nouveau la courbe de réponse ; on obtient le tracé de la figure 7 (courbe M); les fréquences aiguës sont éliminées et l'énergie recueillie à
50 périodes est environ 12 milli=volt
On reporte lës courbes des figures 4 et 7 sur un même graphique (figure 8). En supposant que les différentes fré- quences soient rigoureusement en phase, la somme géométrique des courbes M etN donne une droite S parallèle à l'axe des
X, la force électromotrice est constante à toutes les fré- quences; la condition définie plus haut de la Haute-Fidélité est ainsi réalisée.
Le même résultat peut être obtenu pour un enregistrement en courbe standard ou une quelconque courbe intermédiaire, en faisant varier les valeurs des éléments des filtres.
L'expression de l'énergie fournie par un pick-up élec- tromagnétique 'est :
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e = @/#t c'est l'expression d'un accroissement négatif c'est-à-dire que e augmente d'abord négativement, passe par 0 et croît po- sitivement ; autrement dit, la f.e.m. est décalée de 90 en arrière .du flux.
Pour l'élément cristal la force électromotrice est. égale comme il a été dit, à e = Kx ou KL c'est-à-dire directement proportionnelle à l'élongation L; autrement dit la f.e.m. aux bornes du cristal sera maximum lorsque la palette sera à son point d'écartement maximum donc'en phase avec les mouvements de la palette et par con- séuent avec les varlations de flux dans la bobine de l'élé- ment électromagnétique, ce qui.revient à dire que e sera dé- calé de 90 en arrière de e'.
Si e et e débitent sur un même circuit, il apparaît qu'en inversant les connexions de l'un des deux éléments . cristal ou bobine, le décalage est inversé; dans le système conforme au mode de réalisation exposé ci-dessus le branche- ment choisi est celui qui correspond à f.e.m, bobine, décalée en arrière de 90 sur f.e.m. cristal.
Il a été admis (figure 8) que les f.e.m. des deux élé- ments étaient en phase; il faut donc rattraper ce décalage de 90 . Pour cela, on fait. suivre l'élément électromagnétique d'un filtre "passe haut" comme représenté sur la figure 6b.
Soit (Ue) la f.e.m. à l'entrée du filtre et (Us) la f.e.m. à la sortie du filtre; la tangente de l'angle de dépha- sage est donnée par la formule ## = 1/2 # F rc (Us) étant décalé en avant de (Ue) de l'angle Il est pos sible de choisir la capacité c et la résistance r de telle sorte que ce décalage varie de 90 à 0 entre 50 et 10.000
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périodes ; en fait on choisit; r et c de façon à avoir un dé- calage de 45 pour une certaine fréquence Fx (figure 8).
L'élément cristal du pick-up est,ainsi qu'il a été dit,suivi d'un filtre "passe bas" (f gure 6a); soit Ue la tension à l'entrée du filtre et la tension à la sortie du filtre; la tangente de l'angle de déphasage est donnée par l'expres- sion : ## = 2 # Frc et sera décalé en arrière de (Ue') de l'ahgle # 'si la résistance!. etla capacité c sont choisies de telle sorte que soit égal à 45 c pour la fréquence Fx, (Us) et (Us') à la sortie des filtres "passe haut" et "passe bas" se retrou- vent en phase ; ledécalage initial de 90 est rattr.apé.
Les deux tensions étant ainsi en phase,il faut en fai- re la somme; pour cela (Us) et (Us') sont appliqués sur les grilles d'un tube double triode qui joue le rôle de mélangeur; en supposant que les plaques soient réunies, -on y recueille Us +Us.'. Un potentiomètre sur chacune des grilles permet de doser l'amplification de et Us autrement dit de. doser séparément les notes graves et les notes aiguës:
Il va de soi que la présente invention a été décrite ci- dessus à titre purement explicatif et qu'on pourra y ajou ter'toutes modifications de détail sans sortir de son cadre.
En outre, comme il a été dit'plus haut, le procédé selon l'invention peut s'appliquer également à l'enregistrement des sons.