Transducteur électromécanique La présente invention a pour objet un transduc teur électromécanique destiné à être utilisé pour con vertir un mouvement omnidirectionnel d'un ensemble d'une armature et d'une aiguille sous l'influence de parois dissemblables d'un sillon de disque de phono graphe stéréophonique en deux signaux électriques séparés qui correspondent respectivement à l'infor mation de la voie de gauche et de la voie de droite, comprenant une paire de pièces polaires ayant une face d'extrémité disposée au voisinage d'une des extrémités de l'armature, l'armature étant montée en un point espacé de ladite extrémité de manière à permettre un mouvement omnidirectionnel de cette extrémité par rapport aux faces polaires adjacentes,
un aimant permanent agencé pour fournir un circuit magnétique à travers l'armature et l'une des pièces polaires et pour fournir un circuit magnétique à tra vers l'armature et l'autre pièce polaire, et une bobine associée à chaque pièce polaire de façon que les variations du flux circulant dans les pièces polaires et dues au mouvement de l'armature engendrent un signal dans les bobines associées.
Une restitution stéréophonique ou binauriculaire d'un son consiste à utiliser au moins deux haut- parleurs espacés l'un de l'autre de façon que lors de l'excitation des haut-parleurs, l'auditeur reçoive l'im pression que le son est émis à partir de deux endroits différents. Lorsqu'un disque de phonographe est utilisé comme élément d'emmagasinage d'informa tion, il doit être spécialement gravé pour un tel sys tème stéréophonique étant donné que le système est en réalité un système à deux voies et que l'information provenant d'un seul sillon de disque est envoyée à deux haut-parleurs individuels, le système déterminant la partie de l'information qui est envoyée à chacun des haut-parleurs.
Un système stéréophonique utilisé actuellement présente l'information sur le disque sous forme d'un sillon en V comme représenté sur la fig. 1 qui montre une vue schématique d'un sillon en V. Des coordon nées rectangulaires ayant des axes indiqués par A et B sont superposées au sillon de la fig. 1, et chacun de ces axes forme un angle de 450 avec la ver ticale et est perpendiculaire à un côté du sillon et parallèle à l'autre côté du sillon.
Dans ce système, le son destiné à un haut-parleur est déterminé par le changement de position d'un côté du sillon le long de l'axe qui lui est perpendiculaire et le son destiné au second haut-parleur est déterminé par le changement de position de l'autre côté du sillon le long de l'axe qui lui est perpendiculaire. Ainsi, sur la fig. 1, le côté A' est représenté au point - 2 sur l'axe A, et le côté B' est représenté au point - 2 sur l'axe B.
Par conséquent, le point (- 2, - 2) désigne la position instantanée d'une aiguille dans ce sillon. Sur la fig. 2, le côté A' est représenté en - 1 sur l'axe A, et le côté B' est représenté en - 2 sur l'axe B. Ainsi, le point (- 1, - 2) désigne une seconde position instanta née d'une aiguille dans le sillon.
Dans le sillon de la fig. 2, la position de l'aiguille est interprétée par le dispositif de reproduction de son, habituellement par un moyen mécanique situé dans la tête de pick-up pour actionner l'un des haut- parleurs suivant la composante du mouvement de l'aiguille le long de l'axe A vers ou depuis le côté A', et l'autre haut-parleur suivant la composante du mou vement de l'aiguille le long de l'axe B.
Un second système utilisé actuellement pour reproduire des sors stéréophoniques et appelé sys tème latéral-vertical >> utilise un disque sur lequel est tracé un sillon sensiblement en forme de V, l'informa tion étant incluse sur les axes comme les axes A et B décrits ci-dessus. Toutefois, dans ce second système, l'axe A est perpendiculaire à la verticale, et l'axe B est perpendiculaire à l'horizontale. En d'autres ter mes, dans ce système, les axes sont décalés de 45 autour du point zéro. Dans ce système, l'information enregistrée sur le disque est explorée de la même façon que pour le premier système susmentionné, excepté que les mouvements de l'aiguille qui sont détectés sont verticaux et horizontaux.
Le transducteur électromagnétique selon l'inven tion est caractérisé en ce qu'il comprend un compen sateur susceptible de maintenir la circulation du flux à travers l'une des pièces polaires sensiblement cons tante lors d'un changement du flux dans l'armature provoqué par le mouvement de l'armature vers ou depuis l'autre pièce polaire et par le changement résultant de la réluctance du circuit magnétique à tra vers l'armature et l'autre pièce polaire.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution du transducteur objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique d'un sillon de disque de phonographe auquel sont superposées des coordonnées rectangulaires et indiquant une position d'une aiguille de phonographe dans le sillon ; la fig. 2 est une vue schématique d'un sillon de disque de phonographe auquel sont superposées des coordonnées rectangulaires et indiquant une seconde position d'une aiguille de phonographe dans le sillon ; la fig. 3 est une vue en perspective simplifiée en partie schématique, de la première forme d'exécution et montrant la structure polaire, l'armature et son montage ;
la fig. 4 est une vue en perspective de l'armature et du style utilisé dans la forme d'exécution représen tée sur la fig. 3, des parties de la monture étant en arrachement pour montrer la façon dont l'armature est supportée par la monture ; la fig. 5 est une vue en perspective partielle renversée simplifiée d'une autre forme d'exécution, montrant la structure polaire et son montage de l'armature ; la fi g. 6 est une vue de côté de la structure repré sentée sur la fig. 5, des parties étant en arrachement pour montrer plus clairement le montage de l'armature ;
la fig. 7 est une coupe partielle de l'armature et de sa monture utilisées dans la forme d'exécution repré sentée sur la fig. 5 ; la fig. 8 est une vue en perspective partielle d'une variante du montage de l'armature destinée à être utilisée dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 5 ; la fig. 9 est une vue en bout partielle de la variante de montage de l'armature représentée sur la fig. 8 ; la fig. 10 est une vue en bout partielle d'une autre forme d'exécution qui utilise un autre moyen de compensation ;
la fig. 11 est une vue de côté partielle de la structure représentée sur la fig. 10 ; la fi-. 12 est une vue de côté d'un pick-up stéréo phonique monté sur un bras de pick-up de phono graphe ; la fig. 13 est une vue en perspective éclatée d'un pick-up stéréophonique et destinée à montrer le côté opposé ; la fi-. 14 est une vue en perspective partielle sim plifiée d'un pick-up stéréophonique qui est modifié pour être utilisé avec des disques de phonographes utilisant des sillons tracés suivant le système latéral- vertical ;
la fig. 15 est une vue éclatée en perspective d'une cartouche de pick-up, le bloc d'aiguille amovible étant enlevé ; la fig. 16 est une vue en perspective schématique simplifiée de la structure polaire et du bloc d'aiguille de la cartouche de pick-up représentée sur la fi,-. 15 ; la fig. 17 est une vue en plan par-dessous de la cartouche de pick-up représentée sur la fig. 15, mon trant les blocs fixe et amovible assemblés ; la fig. 18 est une vue de côté de la cartouche de pick-up représentée sur la fig. 17 ;
la fig. 19 est une vue de face de la cartouche de pick-up représentée sur la fig. 17 ; la fig. 20 est une vue en perspective éclatée et inversée des parties du bloc d'aiguille du pick-up représenté sur la fig. 17 ; la fig. 21 est une vue en perspective éclatée ren versée des parties du bloc d'aiguille représenté sur la fig. 20 montrant en détail l'élément d'accouplement magnétique et l'élément de montage; la fig. 22 est une coupe longitudinale à plus grande échelle suivant la ligne 22-22 de la fig. 17 ;
la fig. 23 est une coupe transversale à plus grande échelle suivant la ligne 23-23 de la fig. 17 ; la fig. 24 est une vue en plan par-dessous d'une variante du bloc d'aiguille amovible destiné à être uti lisé avec la cartouche de pick-up représentée sur la fig. 15 ; la fig. 25 est une coupe longitudinale suivant la ligne 25-25 de la fig. 24 ;
la fig. 26 est une vue en perspective par-dessus d'un élément polaire utilisé dans le bloc d'aiguille représenté sur la fig. 24 ; et La fig. 27 est une vue en perspective par-dessous d'un élément polaire utilisé dans le bloc d'aiguille représenté sur la fig. 24.
La structure polaire du pick-up de phonographe stéréophonique représenté sur la fi-. 3 qui est une vue en partie schématique, et qui est désignée d'une façon générale par l'indice de référence 30, consiste en une plaque principale sensiblement carrée 31 ayant une face inférieure 31a à laquelle les extrémités supérieures des noyaux 32, 33, 34 et 35 sont fixées. Les noyaux sont fixés à la surface inférieure de la plaque principale de façon que chacun des quatre angles de la plaque principale présente un noyau s'étendant vers le bas à partir d'elle.
La plaque principale et les noyaux sont en une matière pré sentant une grande perméabilité magnétique, comme le fer doux ou un alliage de nickel et de fer, ou toute autre matière magnétique appropriée, et chacun des noyaux, qui est massif et cylindrique, forme le noyau d'une bobine électrique qui l'entoure. Les bobines électriques 36, 37, 38 et 39 sont représentées comme entourant les noyaux 32, 33, 34 et 35 respectivement.
L'extrémité inférieure de chacun des noyaux présente une face polaire qui est inclinée suivant un angle de 450 par rapport à l'horizontale. Ainsi, les noyaux 32, 33, 34 et 35 présentent à leurs extré mités inférieures des faces polaires 32a,<I>33a, 34a,</I> 35a, respectivement qui sont inclinées de façon que les plans des faces 32a et 33a se croisent à angle droit au-dessus des faces comme le font les plans des faces polaires 34a et 35a.
La relation géométrique des faces polaires et sa raison ressortiront plus loin.
Un aimant permanent 40 de forme cylindrique massive est disposé de façon que son extrémité supérieure soit au voisinage de la surface inférieure 31a de la plaque principale, et s'étend vers le bas de manière que son extrémité inférieure soit sensi blement à la même distance de la surface inférieure 31a que les extrémités inférieures des bobines.
Un élément de montage 41 dont la surface supé rieure est au voisinage de l'extrémité inférieure de l'aimant permanent 40, présente une ouverture cylin drique 41a dans sa partie médiane, de façon qu'une armature 42 qui s'étend à travers elle soit disposée dans le champ de l'aimant permanent et entre les faces polaires opposées. L'extrémité 42a de l'arma ture à partir de laquelle une aiguille 43 s'étend est disposée entre les faces 34a et<I>35a</I> tandis que l'extrémité 42b de l'armature est disposée entre les faces 32a et 33a.
L'élément de montage 41 est formé en une matière non magnétique rigide, et un diaphragme 44 qui est en une matière pliable molle, comme du caoutchouc, est fixée aux parois latérales de l'ouver ture cylindrique et entoure une partie de l'armature pour la supporter et l'empêcher de buter contre l'élément de montage. L'armature peut se déplacer librement dans l'ouverture 41a sans toucher l'élément de montage, et le diaphragme empêche des oscilla tions individuelles de l'armature en fournissant un amortissement.
L'armature 42, qui est un élément cylindrique creux, est montée de façon que ses extrémités 42a et 42b s'étendent sur des distances égales à partir du diaphragme. L'armature est faite en un fer magné- tique qui présente une grande perméabilité et une faible réluctance, de façon qu'il se produise la chute magnétique la plus faible possible dans l'armature de son centre à l'une ou l'autre extrémité. L'aiguille peut être un rubis ou tout autre matière appropriée qui est utilisée dans ce but.
L'élément de montage 41 et le diaphragme 44 maintiennent normalement l'armature 42 en posi tion neutre lorsqu'aucune force n'est appliquée à l'aiguille 43. En position neutre, l'extrémité 42a de l'armature est à égale distance des faces 34b et 35b et l'extrémité 42b de l'armature est à égale distance des faces 32b et 33b.
Cet ensemble présente quatre trajets magnétiques distincts. Le premier trajet magnétique comprend l'extrémité supérieure de l'aimant permanent 40, la plaque principale 31, le noyau 35 de bobine, la face polaire<I>35a,</I> l'extrémité 42a d'armature, et l'extré mité inférieure de l'aimant permanent.
Le second trajet magnétique comprend l'extré mité supérieure de l'aimant permanent 40, la plaque principale 31, le noyau 32 de bobine, la face polaire 32a, l'extrémité 42b d'armature, et l'extrémité infé rieure de l'aimant permanent.
Le troisième trajet magnétique comprend l'extré mité supérieure de l'aimant permanent, la plaque principale 31, le noyau 34 de bobine, la face polaire 34a, l'extrémité 42a d'armature et l'extrémité infé rieure de l'aimant permanent.
Le quatrième trajet magnétique comprend l'extré mité supérieure de l'aimant permanent, la plaque principale 31, le noyau 33, la face polaire 33a, l'extrémité 42b d'armature, et l'extrémité inférieure de l'aimant permanent.
Sur chacun de ces trajets magnétiques circule un flux qui est engendré par l'aimant permanent et chaque trajet comporte un entrefer entre l'armature et la face polaire respective. Etant donné qu'un entrefer présente une très grande réluctance à la circulation du flux magnétique, tout changement de l'entrefer de l'un ou l'autre de ces trajets magnétiques se traduit par un changement important de la quan tité de flux circulant sur ce trajet.
En considérant le premier trajet magnétique décrit ci-dessus, lorsque l'extrémité 42a d'armature est immobile, des lignes constantes de flux circulent sur ce trajet. Toutefois, si l'extrémité 42a d'armature est déplacée perpendiculairement vers la face polaire 35a, l'entrefer compris entre l'extrémité 42a d'arma ture et la face polaire<I>35a</I> est diminué, en diminuant ainsi la réluctance du trajet magnétique qui y est appliqué, et en augmentant la quantité du flux en circulation. Ce mouvement de l'extrémité 42a d'arma ture provoque un mouvement de l'extrémité 42b d'armature à l'écart de la face polaire 32a, en aug mentant ainsi l'entrefer du second trajet magnétique, et en assurant une diminution du flux circulant sur ce trajet.
La diminution du flux sur le second trajet qui en résulte est sensiblement égale à l'augmenta tion du flux circulant sur le premier trajet. Un mouvement de l'armature 42 perpendiculai rement aux faces polaires 35a et 32a ne peut pas affecter les troisième et quatrième trajets magnéti ques étant donné que ce mouvement se fait parallè lement aux faces polaires<I>33a</I> et 34a, et ne peut pas modifier les entrefers de ces trajets. Egalement, un mouvement de l'armature 42 perpendiculairement aux faces polaires 33a et 34a ne peut pas affecter le flux circulant sur les premier et second trajets magné tiques.
Un changement du flux magnétique circulant dans le noyau de la bobine 36, 37, 38 ou 39 engendre une tension dans cette bobine. Lors du mouvement de l'extrémité 42a de l'armature vers le pôle 35a et de l'extrémité 42b de l'armature à l'écart de la face polaire 32a, des signaux de polarité opposée sont engendrés dans les bobines 36 et 39, qui ont une amplitude sensiblement égale si les bobines ont un nombre de spires identique. Les bobines 36 et 39 sont connectées électriquement de façon à ajouter les tensions engendrées dans ces bobines par le mou vement de l'armature, ce qui donne un seul signal ayant une amplitude double de celle de l'un ou l'autre des signaux engendrés.
Ainsi, les bobines 36 et 39 agissent par paires pour détecter un mouve ment de l'armature 42 vers ou depuis les faces polai res 35a et 32a et les bobines 37 et 38 agissent de la même façon comme une paire de bobines pour détecter le mouvement de l'armature 42 vers ou depuis les faces polaires 33a, 34a.
Sur la fia. 3, l'indice de référence 45 désigne schématiquement le signal engendré dans la bobine 39 qui est envoyé à un amplificateur 46, et l'indice de référence 47 indique schématiquement le signal engendré dans la bobine 36 qui est envoyé à l'ampli ficateur 46. Les signaux engendrés dans les bobines peuvent être combinés dans la tête du pick-up à l'amplificateur ou à un endroit commode quelcon que de façon que le signal envoyé de l'amplificateur 46 au haut-parleur 48 corresponde à la somme des amplitudes des signaux engendrés par les bobines 39 et 36. D'une façon analogue, les signaux engen drés dans les bobines 38 et 37 respectivement peu vent être combinés en un point commode quelcon que.
Sur la fia. 3, les signaux engendrés dans ces bobines sont indiqués schématiquement par les indi ces de référence 49 et 50 et sont envoyés à un amplificateur 51 de façon que la somme de leurs amplitudes puisse être appliquée au haut-parleur 52.
Tout changement de position du côté B' sur les fia. 1 et 2 le long de l'axe B se traduit par un mou vement de l'aiguille 43 et de l'armature 42 vers ou depuis les faces polaires<I>35a</I> et 32a, qui est détecté par les bobines 39 et 36 et donne un signal à basse fréquence appliqué au haut-parleur 48, et tout chan gement de position du côté A' sur les fia. 1 et 2 le long de l'axe A se traduit par un mouvement de l'aiguille 43 et de l'armature 42 vers et depuis les faces polaires 34a et 33a, et est détecté par les bobines 39 et 36 et donne un signal à basse fré- quence appliqué au haut-parleur 52. Ainsi, la détec tion du son binauriculaire à partir d'un sillon en V est effectuée par le pick-up décrit.
On notera également que ce dispositif présente une caractéristique anti-ronflement. Les bobines 39 et 36 sont connectées électriquement de façon à ajouter des amplitudes de signaux de polarité oppo sée engendrés par le mouvement de l'armature. Les signaux de ronflement engendrés dans les bobines 39 et 36 par des champs extérieurs ont la même polarité de sorte qu'ils s'annulent. On obtient le même effet dans les bobines 37 et 38, de sorte que les signaux induits dans ces bobines par des champs extérieurs s'annulent également. Ainsi, les bobines sont enroulées de façon à être en série additive pour les signaux engendrés voulus, et en série antagoniste pour les signaux de ronflement défavorables résul tant de parasites extérieurs.
Les fia. 5, 6 et 7 montrent une autre forme d'exé cution et pour plus de clarté, le montage de la struc ture polaire et de l'armature est représenté inversé. La structure polaire est désignée de façon générale par l'indice de référence 53, et comprend quatre noyaux de section droite sensiblement carrée ou rectangulaire. Chacun des noyaux est en une matière magnétique ayant une grande perméabilité, par exemple en fer doux, et est entouré par une bobine pour laquelle il forme le noyau magnétique. Les noyaux sont désignés par les indices de référence 54, 55, 56 et 57, et leurs bobines enveloppantes sont désignées par les indices de référence 58, 59, 60 et 61 respectivement.
Chacun des noyaux est incliné à son extrémité de façon à former une face polaire qui fait un angle de 451) avec l'horizontale. Ainsi, les pôles 54a, 55a, <I>56a</I> et 57a des noyaux 54, 55, 56 et 57 respective ment sont inclinés chacun suivant un angle de 450 par rapport à l'horizontale. Les plans des faces 54a et<I>57a</I> se croisent à angle droit au-dessous des faces polaires, comme représenté sur la fia. 5, et il en est de même des plans des faces polaires 55a et 56a.
Sur la fia. 3, le pick-up 30 présente une plaque principale 31 pour fermer les trajets magnétiques. Une telle plaque peut être prévue dans le pick-up 53 si on le désire ; toutefois, la titulaire préfère la suppri mer. Dans le pick-up 53, chacun des trajets magnéti ques est complété par l'air vers l'aimant permanent 62 qui est un élément cylindrique massif dont l'extrémité qui est la plus rapprochée de l'armature 63 présente une entaille en V. Un côté du V forme un angle de 450 avec l'horizontale, et l'autre côté du V fait un angle de 450 avec l'horizontale de sorte que les côtés du V sont perpendiculaires l'un à l'autre.
L'élément de montage 64 est une auge en laiton ayant une section droite en forme de V, les côtés du V étant perpendiculaires l'un à l'autre et à 451, de l'horizontale. L'auge en V, qui peut être en une matière non magnétique quelconque, est disposée dans l'entaille en V de l'aimant permanent de façon que chacun de ses côtés soit au voisinage d'un côté de l'entaille en V de l'aimant et que l'auge s'étende longitudinalement pour recouvrir complètement les faces polaires.
Ainsi, un côté de l'élément de mon tage 63 se trouve au voisinage d'un côté de l'entaille V de l'aimant permanent, et se trouve également au voisinage des faces polaires 54a et<I>55a,</I> tandis que l'autre côté de l'élément de montage se trouve au voisinage du côté restant de l'entaille en V de l'aimant permanent et des faces polaires 56a et 57a.
L'élément de montage 64 supporte un coupleur magnétique 65 qui a également une section droite en forme de V dont les côtés sont perpendiculaires l'un à l'autre et forment des angles de 45o avec l'horizontale. Le coupleur 65 est en fer magnétique quia une grande perméabilité et une faible réluctance de sorte qu'il existe une chute magnétique minimum dans le coupleur et qu'il est disposé longitudinale ment dans l'élément de montage 64. Les extrémités du coupleur magnétique se terminent à peu de dis tances des noyaux de sorte qu'aucune partie du coupleur magnétique ne se trouve au-dessus des faces polaires.
Une extrémité d'un fil métallique de montage 66 est fixée par brasage ou d'une autre façon à l'élé ment de montage 64 en un point où ses côtés se croisent et s'étend de bas en haut à travers un orifice ménagé dans le coupleur magnétique pour supporter l'armature cylindrique creuse, qui est en une matière magnétique ayant une grande perméa bilité et une faible réluctance, et empêche qu'elle vienne au contact du coupleur 65. Le fil métallique de montage est brasé à son extrémité supérieure à l'armature en 66a. Le fil métallique 66 constitue une monture élastique mécanique qui permet à l'arma ture de se déplacer dans tous les sens en réponse aux forces appliquées à l'aiguille 67.
Le coupleur magnétique 65 permet d'utiliser une armature extrêmement légère ayant une faible masse étant donné qu'il fournit un trajet par lequel le flux peut circuler dans l'armature sur une surface étendue et le long de l'armature. Ceci diminue la chute magnétique dans l'armature et réduit la diaphonie au minimum, comme on le verra plus en détail ci-après.
Il existe quatre trajets de flux associés à la structure représentée sur la fig. 5. Le premier de ces trajets comprend l'extrémité supérieure de l'aimant permanent 62, l'élément de couplage magnétique 65, l'armature 63, la face polaire 54a, le noyau 54 et l'extrémité inférieure de l'aimant permanent 62.
Le second trajet magnétique comprend l'extré mité supérieure de l'aimant permanent, l'élément de couplage, l'armature 63, la face polaire 57a, le noyau 57, et l'extrémité inférieure de l'aimant.
Le troisième trajet magnétique comprend l'extré mité supérieure de l'aimant permanent, l'élément de couplage, l'armature 63, la face polaire 57a, le noyau 57, et l'extrémité inférieure de l'aimant.
Le quatrième trajet magnétique comprend l'extré mité supérieure de l'aimant 62, l'élément de cou plage 65, l'armature 63, la face polaire 56a (non représentée), le noyau 56 et l'extrémité inférieure de l'aimant 62.
Les bobines du pick-up 53 sont connectées de la même façon que les bobines du pick-up 30. Les bobines 58 et 59 forment une paire de bobines et sont connectées pour ajouter les tensions engendrées dans les bobines par le mouvement de l'armature. Le mouvement de l'armature 63 vers ou depuis les faces polaires 54 et 55a engendre dans les bobines 58 et 59 des signaux de polarité opposée dont les amplitudes s'ajoutent et sont envoyées par l'intermé- diaire d'un amplificateur à un haut-parleur. Les bobi nes 60 et 61 forment également une paire de bobines et sont connectées de la même façon.
Un mouve ment de l'armature 63 vers ou depuis les faces polaires 56a et 57a engendre dans les bobines 60 et 61 des signaux de polarité opposée dont les ampli tudes s'ajoutent et sont envoyées par l'intermédiaire d'un amplificateur à un haut-parleur.
La caractéristique antironflement précédemment décrite pour la forme d'exécution de la fig. 3 est aussi prévue dans cette forme d'exécution étant donné que les bobines 58 et 59 sont connectées de façon que les signaux engendrés par les parasites extérieurs dans les bobines 58 et 59, qui sont de même polarité, s'annulent. D'une façon analogue, les signaux para sites engendrés dans les bobines 60 et 61 s'annulent.
Les fig. 8 et 9 montrent une variante du mon tage de l'armature du pick-up 53. Dans cette variante, le fil métallique de montage 66 est brasé par une extrémité à l'élément de montage 64 et s'étend à travers un orifice ménagé dans le coupleur magné tique 65 et l'extrémité supérieure du fil métallique est brasé à l'armature 63 comme ci-dessus.
Dans cette variante, on utilise des éléments d'amortissement visqueux semi-circulaires 68 et 69 ayant une section droite rectangulaire ou carrée. Le bord ou la surface externe de chacun de ces éléments d'amortissement se trouve au voisinage de la surface supérieure du coupleur magnétique 65, et les cir conférences internes des éléments d'amortissement semi-circulaires se trouvent au voisinage d'une partie de la surface externe de l'armature 63. Les éléments 68 et 69 sont disposés aussi près que possible l'un de l'autre de chaque côté du fil métallique de mon tage 66, et sont en fait coincés entre l'armature et le coupleur magnétique.
En outre, pour amortir l'arma ture, les éléments semi-circulaires garantissent que l'armature 63 ne touche pas l'élément de couplage magnétique 65 et aident le fil métallique de mon tage 66 à empêcher la rotation de l'armature 63 autour de son propre axe.
Comme susmentionné, le coupleur magnétique 65 réduit au minimum la diaphonie en réduisant la chute magnétique dans l'armature. La diaphonie est le phénomène qui se produit lorsqu'un signal destiné à une voie du système à deux voies engendre un signal dans l'autre voie, tout en engendrant le signal voulu dans la voie voulue. Le coupleur magnétique dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 5 réduit la diaphonie dans une mesure considérable. Lorsque l'armature pivote vers l'une des faces polaires en réponse au mouvement de l'aiguille, la réluctance de ce trajet est réduite et une plus grande quantité de flux peut circuler.
Lorsqu'une plus grande quantité de flux circule dans l'armature, la chute magnétique dans l'armature est augmentée, et les autres trajets magnétiques pour lesquels l'armature est commune présentent une diminution du flux en circulation, même si l'entrefer de ces trajets parti culiers reste constant. Le coupleur magnétique, qui conduit le signal magnétique de l'aimant permanent à l'armature aussi prés que possible des faces polaires sans les toucher directement, compense cet hysté- résis. Lorsque l'armature pivote vers la face polaire, elle pivote également vers le coupleur qui est en fait la source du flux magnétique.
L'armature étant plus rapprochée de la source du flux subit une aug mentation d'aimantation qui surmonte et compense la plus grande chute magnétique, en éliminant ainsi sen siblement la diaphonie du pick-up.
Un autre moyen de compensation qui peut être utilisé avec ou sans le moyen de couplage magnétique en forme de V précédemment décrit est représenté sur les fig. 10 et 11, dans lequel des noyaux 70 et 71 constituent deux noyaux d'un système à quatre noyaux comme décrit ci-dessus. Des bobines 74 et 75 entourent les noyaux 70 et 71 respectivement, tandis que les bobines 76 et 77 qui ne sont pas représentées, entourent des noyaux 72 et 73 qui ne sont également pas représentés sur les figures.
Un aimant permanent 78, qui est disposé de façon que son extrémité supérieure soit rapprochée de l'armature 79, supporte une aiguille 80 est est monté d'une façon appropriée quelconque. Cette armature est de construction identique à celles précé demment décrites.
On obtient une compensation dans cette forme d'exécution en donnant aux noyaux des faces polaires dont les plans se croisent en formant des angles de plus de 90 . Sur la fig. 10, la face polaire 70a du noyau 70 et la face polaire 71a du noyau 71 sont représentées comme se croisant en formant un angle A qui est légèrement supérieur à 90,) de façon qu'à mesure que l'armature 79 se rapproche de la face 71a en diminuant l'entrefer de ce trajet, elle se déplace également pour se rapprocher légèrement de la face 70a, en surmontant et compensant ainsi l'effet sur le trajet magnétique de la face 70a de la plus grande chute magnétique dans l'armature 79,
résultant de l'augmentation du flux circulant sur le trajet magnétique de la diaphonie de ce pick-up.
Le pick-up décrit peut être fabriqué sous forme de cartouche pour être fixé à un bras de pick-up. Sur la fig. 12, un bras de pick-up de phonographe est désigné par l'indice de référence 81, et une car touche de pick-up 82 y est fixée pour montrer la proportion entre le bras de pick-up et le pick-up.
On peut utiliser les principes donnés ci-dessus pour détecter une information dans des sillons de disques stéréophoniques qui sont tracés dans un sys tème différent du système à 45,@. Pour les appliquer au système latéral-vertical, le pick-up présente une structure polaire du type représenté sur la fig. 14. La structure polaire du pick-up 87 comprend un aimant permanent 88 et des noyaux 89, 90, 91 et 92. Les noyaux sont entourés par des bobines 93, 94, 95 et 96 respectivement.
L'armature 97 est construite de la même façon que les armatures précédemment décrites, et une aiguille 98 y est fixée. L'armature est supportée d'une façon appropriée quelconque de manière qu'elle pré sente une position neutre à égale distance de la face polaire 89a du noyau 89 et de la face polaire 90a du noyau 90. Dans la position neutre, l'armature est aussi à égale distance de la face polaire 91a du noyau 91 et de la face polaire 92a du noyau 92. Les plans des faces polaires<I>89a</I> et 90a sont parallèles l'un à l'autre et perpendiculaires à l'horizontale, tandis que les faces polaires 91a et 92a se trouvent dans le même plan horizontal qui est perpendiculaire aux plans des faces polaires 89a et 90a.
On obtient quatre trajets magnétiques. Le premier comprend la partie supérieure de l'aimant 88, le noyau 89, la face 89a, l'armature 97 et la partie inférieure de l'aimant 88. Le second comprend la partie supérieure de l'élément 88, le noyau 90, la face 90a, l'armature 97 et la partie inférieure de l'aimant 88. Le troisième trajet comprend la partie supérieure de l'aimant 88, le noyau 91, la face polaire 91a, l'armature 97 et la partie inférieure de l'aimant 88. Le quatrième trajet comprend la partie supérieure de l'aimant 88, le noyau 92, la face polaire 92a, l'armature 97 et la partie inférieure de l'aimant 88.
Dans cette forme d'exécution, les bobines 93 et 94 forment une paire de bobines associées aux noyaux 89 et 90 pour détecter un mouvement latéral de l'aiguille 98, et les bobines 95 et 96 forment une paire de bobines associées aux noyaux 91 et 92 pour détecter un mouvement vertical de l'aiguille.
Par exemple, un mouvement de l'aiguille 98 per pendiculairement en direction de la face polaire 89a diminue la réluctance du premier trajet magnétique, modifie la quantité de flux circulant sur ce trajet, et engendre un signal. dans la bobine 93. En même temps, ce mouvement augmente la réluctance du second trajet magnétique et engendre un signal dans la bobine 94. Les signaux engendrés dans les bobines 93 et 94 ont des amplitudes égales et des polarités opposées.
La bobine 93 et la bobine 94 sont connec tées de façon à ajouter les tensions engendrées dans ces bobines par le mouvement de l'armature qui donne un seul signal ayant une amplitude double de celle de l'un ou l'autre des signaux engendrés, qui peut être envoyé à un haut-parleur par l'intermé diaire d'un amplificateur approprié pour fournir un son suivant les changements latéraux du sillon du disque. Ce mouvement de l'armature 97, qui est parallèle aux faces polaires 91a, 92a n'affecte pas les troisième et quatrième trajets magnétiques. Les changements verticaux des sillons sont détectés par les troisième et quatrième trajets magnétiques associés aux noyaux 91. et 92.
Par exemple, un mouvement de l'aiguille 98 perpendiculairement en direction de la face polaire 91a provoque une augmentation des lignes de flux circulant sur le troisième trajet magnétique et une diminution du flux circulant sur le quatrième trajet magnétique, en engendrant ainsi des signaux d'ampli tudes égales et de polarités opposées dans les bobines 95 et 96 dont les amplitudes sont ajoutées électri quement pour fournir un seul signal qui est envoyé à un haut-parleur pour fournir un son suivant les changements verticaux du sillon du disque.
La caractéristique antironflement existe égale ment dans cette forme d'exécution, étant donné que les parasites engendrent dans les bobines des signaux de même polarité et sensiblement d'amplitudes égales, de façon que ces signaux s'annulent et n'atteignent pas le haut-parleur.
Les éléments mobiles d'un pick-up comme l'en semble de l'armature et de l'aiguille sont sujets à l'usure et s'usent après un usage prolongé ; tandis que les éléments fixes comme la structure polaire sont sujets à une très faible usure et peuvent servir d'une façon satisfaisante pendant une période de temps prolongée. Les fig. 15 à 23 montrent une forme d'exécution dans laquelle les éléments mobiles du pick-up sont contenus dans un bloc d'aiguille amovible séparé qui peut être introduit dans le corps de la cartouche du pick-up ou enlevé de cette dernière par un simple coulissement de façon à pouvoir faci lement remplacer le bloc d'aiguille lorsqu'il est usé ou endommagé, sans qu'il soit nécessaire de retour ner la cartouche à la fabrique ou au magasin de vente.
En se référant à la fig. 15, la cartouche de pick-up 99 est représentée avec un bloc d'aiguille remplaçable 100 qui en est séparé. Le support de la cartouche est moulé en une matière plastique diélec trique appropriée ou en une résine de moulage comme les résines phénoliques, les urées, la résine de polyamide connue et vendue sous le nom de nylon, et le polystyrène. Le support est moulé de façon à entourer et supporter commodément les diverses pièces fixes du pick-up et de façon à présenter un aspect externe agréable.
Ainsi, dans le support 99 sont noyés les noyaux cylindriques massifs 102, 103, 104, et 105 (fig. 16) et leurs bobines associées 106, 107, 108 et 109 respectivement, disposées verticale ment avec les axes parallèles disposés sous forme d'un carré, chaque noyau se trouvant à un angle de ce dernier. Les bobines sont connectées par des con ducteurs appropriés à des fiches de contact désignées de façon générale par l'indice de référence 101 sur la fig. 15, qui font saillie à partir d'une extrémité de la cartouche de façon à pouvoir connecter le pick-up à un système amplificateur de la façon habituelle.
Un aimant permanent 110, qui a également une forme cylindrique massive, est noyé dans le support 99 au centre des quatre noyaux, son axe étant paral lèle aux axes des noyaux. Les quatre noyaux ont une longueur sensiblement égale à la longueur de l'aimant permanent et sont en une matière ayant une grande perméabilité magnétique, comme le fer doux ou un alliage de nickel et de fer, ou toute autre matière magnétique appropriée.
Chacun des noyaux 102, 103 et 104 et 105 se termine par une surface inférieure plane 102a, 103a, 104a et 105a respectivement, et l'aimant permanent 110 se termine également à son extrémité inférieure par une surface horizontale plane 110a. Les bobines sont connectées dans la cartouche de façon que les bobines 108 et 109 forment une paire de bobines et les bobines 106 et 107 une autre paire de bobines. Les bobines de chacune de ces paires sont connec tées- électriquement pour ajouter les amplitudes des signaux de polarité opposée qui y sont engendrées.
Le corps du bloc d'aiguille remplaçable 100 est aussi moulé, de préférence en la même matière que celle utilisée pour mouler la partie fixe de la car touche et contient les éléments restants de l'ensem ble du système. Le profil du bloc d'aiguille amovible a une forme telle qu'il peut être facilement introduit dans une vente 111 ménagée dans la surface infé rieure de la cartouche 99 et y rester avec un ajustage serré.
Lorsque le pick-up est entièrement monté, la surface 110'a du prolongement 110' de l'aimant per manent qui est moulé à demeure dans le bloc d'aiguille remplaçable 100 se trouve au voisinage de la surface 110a de l'aimant permanent<B>110.</B> Le pro longement<B>110'</B> de l'aimant permanent est un cou pleur magnétique qui forme un prolongement de l'aimant permanent 110 et consiste en la même matière que l'aimant permanent et est représenté en position renversée sur la fig. 20. Le corps du prolongement<B>110'</B> est cylindrique et a le même diamètre que l'aimant permanent<B>110</B> de façon que la surface 110'a et la surface 110a soient tout à fait voisines lorsque le bloc d'aiguille remplaçable est introduit dans la fente<B>111.</B>
Une rainure en V est ménagée dans l'autre extré mité du prolongement 110' et chaque côté de la rai nure en V se termine par un rebord horizontal allongé de façon à être en forme de T, le rebord formant la partie supérieure ou horizontale du T. Les surfaces en regard des côtés de la rainure en V forment des angles droits l'une avec l'autre, et des angles de 45o avec l'horizontale, de façon que la surface en regard du rebord 110'b forme un angle de 450 avec l'horizontale et un angle droit avec la surface en regard du rebord 110'c qui forme égale ment un angle de 45c,
avec l'horizontale. L'élément de montage 112 qui est en une matière non magné tique appropriée quelconque, comme le laiton, a une section droite en forme de V, ses côtés qui sont perpendiculaires l'un à l'autre formant des angles de 451, avec l'horizontale et est disposé dans la rainure en V de l'aimant permanent. Lorsqu'il y est disposé, une partie de la surface externe d'un côté de l'élé ment de montage se trouve au voisinage de la sur face interne du rebord 110'b et une partie de la surface externe du côté restant de l'élément de mon tage se trouve au voisinage de la surface interne du rebord 110'c.
Une fente rectangulaire <B>1</B>12' est for mée dans l'élément de montage directement au-dessus de l'aimant permanent de façon que le coupleur magnétique 113 qui est introduit dans la fente 112' soit au voisinage des côtés internes de la rainure en V de l'aimant permanent.
Le coupleur magnétique 113 a également une section droite en forme de V dont les côtés sont per pendiculaires l'un à l'autre et forment des angles de 45,) avec l'horizontale. Le coupleur 113, qui est en fer magnétique ayant une grande perméabilité et une faible réluctance de façon qu'il se produise une chute magnétique minimum dans le coupleur, est conformé de manière que l'un de ses côtés soit au voisinage du rebord 110'b de l'aimant permanent, et que son autre côté soit au voisinage du rebord 110'c de l'aimant permanent.
Une armature cylindrique creuse 114, qui est également en fer magnétique et a une grande per méabilité et une faible réluctance afin qu'il existe une chute magnétique minimum dans l'armature présente une aiguille<B>1<I>1</I>5</B> qui s'étend à partir de l'une de ses extrémités et est maintenue dans l'élément 112 au moyen d'un bloc de montage 215. Ce dernier sup porte l'armature par sa partie centrale et un ressort de montage 116 dont une extrémité est fixée au bloc 215 et dont l'autre extrémité est fixée rigidement à l'élément de montage 112 en 117 supporte le bloc de montage.
Le bloc de montage 215, qui est un bloc en une matière d'amortissement appropriée quelconque, comme du < Viscoloïde , entoure complètement l'armature à sa partie centrale, une partie de sa péri phérie étant au voisinage de la surface interne du coupleur magnétique 113 de façon que l'armature ne puisse pas toucher le coupleur magnétique ou l'élé ment de montage en laiton.
Le fil métallique de montage 116 est un fil métallique à ressort approprié quelconque qui peut supporter le bloc en Viscoloïde , et l'armature et l'aiguille en porte à faux.
Dans le bloc d'aiguille remplaçable 100 sont également moulés des éléments polaires 102', 103', 104' et 105' qui forment des pôles d'extrémité des noyaux 102, 103, 104 et 105 respectivement. Cha cun de ces éléments polaires est formé en la même matière que les noyaux et forme un coupleur magné tique ayant une section droite rectangulaire et une surface supérieure au voisinage de la surface infé rieure de son noyau correspondant lorsque le bloc d'aiguille remplaçable est disposé dans la fente 111 3e la cartouche, et présente une seconde surface for- mant un angle de 45- avec l'horizontale qui est parallèle à un côté de l'élément de montage 112.
Ainsi, sur le dessin, la surface 102'n du pôle 102' se trouve au voisinage de la surface 102a du noyau 102 lorsque la cartouche est entièrement montée, et la face polaire 102'b de l'élément polaire 102' est parallèle à un côté de l'élément de montage. La face polaire<I>105'b</I> de l'élément polaire 105' est parallèle à un côté de l'élément de montage et est au voisinage de la surface adjacente 105u du noyau 105.
D'une façon analogue, les faces polaires 103'b et 104'b des éléments polaires<B>103'</B> et 104' respective ment sont parallèles aux côtés de l'élément de mon tage. La surface 103'a de l'élément polaire 103' est au voisinage de la surface 103a du noyau 103, et la surface 104'a de l'élément 104' est au voisinage de la surface 104a du noyau 104 lorsque la cartouche est entièrement montée.
La cartouche entièrement montée présente qua tre trajets de flux. En se référant à la fig. 16, le premier de ces trajets de flux comprend le prolonge ment 110' de l'aimant permanent, l'élément de cou plage magnétique 113, l'armature 114, l'élément polaire 105', le noyau<B>105,</B> et l'aimant perma nent 110.
Le second trajet magnétique comprend le pro longement 110' de l'aimant permanent, l'élément de couplage 113, l'armature 114, l'élément polaire 104', le noyau 104, et l'aimant permanent 110.
Le troisième trajet magnétique est constitué par le prolongement 110' de l'aimant permanent, l'élé ment de couplage 113, l'armature 114, l'élément polaire 102', le noyau 102 et l'aimant perma nent 110.
Le quatrième trajet magnétique comprend le pro longement 110' de l'aimant permanent, l'élément de couplage 113, l'armature 114, l'élément polaire 103', le noyau 103 et l'aimant permanent 110.
Le fonctionnement du pick-up représenté sur la fig. 16 est sensiblement le même que celui des pick- up représentés dans les formes d'exécution précé demment décrites. Le mouvement de l'armature 114 vers ou depuis les faces polaires 105'b et 104'b engendre dans les bobines 109 et 108 des signaux de polarité opposée dont les amplitudes s'ajoutent et qui sont envoyés à un haut-parleur par l'intermé diaire d'un amplificateur approprié. Egalement, un mouvement de l'armature 114 vers ou depuis les faces polaires 102'b et 103'b engendre dans les bobi nes 106 et<B>107</B> des signaux de polarité opposée dont les amplitudes s'ajoutent et qui sont envoyés par l'intermédiaire d'un amplificateur approprié à un haut-parleur.
Ainsi, on obtient la détection d'un son stéréophonique à partir d'un sillon en V d'un disque de phonographe.
La caractéristique antironflement précédemment décrite est aussi prévue dans ce dispositif attendu que les bobines 109 et<B>108</B> sont connectées de façon que les signaux engendrés par les champs parasites dans les bobines qui sont de même polarité s'annu- lent. On obtient le même effet dans les bobines 106 et 107 et les signaux qui y sont engendrés par les champs parasites s'annulent.
Une autre forme de bloc d'aiguille détachable ou amovible destinée à être utilisée avec la cartouche de pick-up 99 est représentée sur les fig. 24 à 27 dans lesquelles le bloc d'aiguille amovible est désigné d'une façon générale par l'indice de référence 120.
Le corps du bloc d'aiguille remplaçable 120 est aussi moulé, de préférence en la même matière que celle utilisée pour mouler la partie fixe de la cartouche, et contient les éléments restants de l'ensemble du pick- up. Le profil du bloc d'aiguille amovible a une forme telle que le bloc peut être facilement intro duit dans la fente 111 ménagée dans la surface inférieure de la cartouche 99 et y reste avec un ajustage serré et est représenté sur le dessin comme étant de même profil que le bloc d'aiguille amo vible 100.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 24, un prolongement 121 d'aimant permanent qui est le coupleur magnétique formant un prolonge ment de l'aimant permanent 110 de la cartouche 99 présente une face sensiblement plane 121' avec une fente rectangulaire 122 ménagée latéralement. Un élément de montage 123 et un tampon amortisseur 124 sont disposés dans la fente 122 et sont collés au corps 120 et au coupleur magnétique 121, des parties dudit élément s'étendant sous le coupleur magnétique.
L'élément de montage<B>123</B> est en nitro cellulose et le tampon amortisseur 124 est en Visco- loïde , mais naturellement, on peut remplacer ces matières par d'autres matières appropriées. L'élé ment de montage 123 et le tampon amortisseur 124 qui y est fixé supportent et maintiennent l'armature 124 en position qui les traversent sous la face du coupleur magnétique.
L'armature 125 est en une matière magnétique et supporte une aiguille 126 à une extrémité de la façon précédemment décrite.
L'armature est en outre supportée en vue d'un mouvement oscillant par un fil métallique élastique 127 auquel elle est fixée et qui présente une extré mité en forme de crochet 128 collée au corps 120.
L'élément de couplage 129 formé en matière magnétique est représenté en détail sur les fig. 26 et 27. L'élément 129 couple magnétiquement les noyaux 103 et 104 à l'armature 125 d'une façon assez analogue à celle dont les éléments 103' et 104 couplent l'armature 114 à ces noyaux de la forme d'exécution précédente. L'élément d'accouple ment 130 est identique à l'élément 129 et couple les noyaux 102 et 105 à l'armature 125. Etant donné que les éléments d'accouplement 129 et 130 sont identiques, on n'en décrira qu'un seul (l'élé ment 129) en détail en se référant aux fig. 26 et 27.
L'élément d'accouplement 129 présente deux pièces polaires opposées 131 et 132 et chacune pré sente une surface qui forme un angle droit avec la surface de l'autre. Ainsi, sur le dessin, la surface 131b de la pièce 131 est représentée comme for mant sensiblement un angle droit avec la surface 132b de la pièce 132. La partie supérieure de la pièce polaire<B>131</B> présente une surface plane 131a qui se trouve au voisinage de la surface 103a du noyau 103 lorsque l'élément 120 est introduit dans la fente 111 et la partie supérieure de la pièce polaire 132 présente une surface plane 132a qui se trouve au voisinage de la surface 104a du noyau 104 lorsque la cartouche est entièrement montée.
Les surfaces 131a et 132a correspondent respecti vement aux surfaces 103'a et 104'a représentées sur la fig. 15.
Dans la forme d'exécution représentée sur les fig. 24 à 27, les pièces polaires sont réunies par un élément de réaction solidaire 133 qui permet au trajet magnétique dans lequel la pièce polaire 131 se trouve, d'être couplé au trajet magnétique dans lequel la pièce polaire 132 se trouve.
Les parties supérieures des pièces polaires sont découpées pour former un évidement arqué 133a de façon que lorsque l'élément 129 est mis en posi tion sur le bloc d'aiguille, il ne gêne pas les mou vements de l'armature 125.
Les éléments d'accouplement 129 et 130 sont en fer magnétique ayant une grande perméabilité et une faible réluctance de façon qu'il existe une chute magnétique minimum dans les coupleurs. Les sur faces planes des éléments de couplage 130 sont désignées par les indices de référence 134a et 135a, et correspondent aux surfaces 131a et 132a de l'élément d'accouplement 129 respectivement.
Ainsi, lorsque la cartouche est entièrement mon tée, la surface 131a de l'élément polaire 129 est au voisinage de la surface 103a du noyau 103, et la surface 133a de l'élément polaire 129 est au voisinage de la surface 104a du noyau 104. D'une façon analogue, la surface 135a du noyau 130 est au voisinage de la surface 102a du noyau 102, et la surface 134a du noyau 130 est au voisinage de la surface 105a du noyau 105.
La cartouche entièrement montée présente qua tre trajets de flux. Le premier de ces trajets de flux comprend le coupleur magnétique 121 dont la surface supérieure est au voisinage de la surface 110a de l'aimant permanent, l'armature 125, la surface 131a, le noyau 103 et l'aimant per manent 110.
Le second trajet magnétique comprend le cou pleur magnétique 121, l'armature 125, la surface 132a, le noyau 104, et l'aimant permanent 110.
Le troisième trajet magnétique comprend le coupleur magnétique 121, l'armature 125, la sur face 135a, le noyau 102 et l'aimant permanent 110.
Le quatrième trajet magnétique comprend le coupleur magnétique 121, l'armature 125, la sur face 134a du noyau, le noyau 102, et l'aimant permanent 110.
Le fonctionnement du pick-up lorsque le bloc d'aiguille amovible représenté sur les fig. 24 à 27 est utilisé est sensiblement identique à celui du pick-up représenté dans les formes d'exécution pré cédemment décrites, excepté que la compensation pour éviter la diaphonie est obtenue d'une façon différente qui sera décrite ci-après.
Le mouvement de l'armature 125 vers ou depuis les faces polaires 131a et 135a engendre dans les bobines 107 et<B>106</B> des signaux de polarité opposée dont les amplitudes s'ajoutent et qui sont envoyés par l'intermédiaire d'un amplificateur approprié à un haut-parleur. Egalement, un mouvement de l'armature 125 vers ou depuis les faces 132a et 134a engendre dans les bobines 108 et 109 des signaux de polarité opposée dont les amplitudes s'ajoutent et qui sont envoyés par l'intermédiaire d'un amplificateur approprié à un haut-parleur. Ainsi, on obtient une détection d'un son stéréopho nique à partir d'un sillon en V d'un disque de phonographe.
Dans cette forme d'exécution, on obtient une compensation au moyen du coupleur de compensa tion 133 qui réunit les faces polaires opposées. L'élément de réaction compensateur<B>133</B> agit de façon à shunter une partie de l'augmentation du flux à travers un noyau résultant d'un mouvement dé l'armature 125 dans le noyau associé à la face en regard par rapport à laquelle l'armature se déplace parallèlement mais qui subit une diminu tion de la circulation du flux en raison de l'aug mentation de la chute magnétique dans l'armature. Le trajet associé à la face vers laquelle l'armature se déplace perpendiculairement est désigné comme étant le trajet de signal ou voie, et le trajet associé à la face opposée est désigné comme étant la voie silencieuse.
Le phénomène est instantané.
Par exemple, lorsque l'armature 125 se rappro che de la face 131b qui est alors la voie de signal, l'entrefer de ce trajet diminue de sorte qu'il se pro duit une augmentation de la circulation du flux dans le noyau 103 et l'armature 125, et une diminution correspondante de la circulation du flux dans le noyau 104, qui est la voie silencieuse, même si l'armature s'est déplacée parallèlement à la face 132b. L'élément de réaction 133 dirige une partie du flux de la face 131b au noyau 104 pour com penser la perte dans la voie silencieuse due à une plus grande chute magnétique dans l'armature.
D'une façon analogue, si l'armature 125 se déplace perpendiculairement à l'écart de la face 131b, l'entrefer de son trajet augmente de sorte qu'il se produit une diminution de la circulation du flux dans le noyau 103, qui est dans ce cas le noyau de la voie de signal. Par suite, il se produit une diminution du flux circulant dans l'armature 125, et par conséquent une diminution de la chute magnétique dans l'armature, ce qui assure une aug mentation de la circulation du flux dans la face 132b qui dans ce cas se trouve sur le trajet associé à la voie silencieuse, même si l'armature s'est déplacée parallèlement à la face 132b.
Dans ce cas, le flux provient de la face 132b, par l'intermédiaire de l'élément compensateur 133 pour compenser le gain dans la voie silencieuse dû à une diminution de la chute magnétique dans l'armature. Ainsi, l'élément compensateur<B>133</B> a pour effet de stabiliser le système et d'éliminer les effets d'un manque de linéarité magnétique dû à des changements de la chute magnétique dans l'armature.
La caractéristique antironflement précédemment décrite est aussi prévue dans le dispositif de cette forme d'exécution étant donné que les bobines 109, 108, 106 et 107 qui fournissent la caractéristique antironflement se trouvent dans la cartouche prin cipale 99 et fonctionnent de façon que les signaux engendrés dans les bobines 109 et 108 par les champs parasites et que les signaux engendrés dans les bobines 106 et 107 par les champs parasites s'annulent.
Les pick-up décrits peuvent supporter deux aiguilles dos à dos. Sur la fig. 13, un corps de pick-up moulé 140 contient un aimant permanent 141 et quatre bobines 142, 143, 144 et 145, les noyaux associés étant agencés de la façon repré sentée, qui est identique à l'agencement représenté sur la fig. 16. Le corps 140 présente des fentes identiques 146, 147 qui ne sont pas représentées sur la fig. 13, pour recevoir des blocs d'aiguille remplaçables 148 et 149 respectivement. Chacun de ces blocs d'aiguille amovibles est identique au bloc 120 représenté sur les fig. 24 et 25.
Lorsque le pick-up représenté sur la fig. 13 est utilisé, on choisit l'un ou l'autre bloc d'aiguille 148, 149 que l'on introduit dans le sillon d'un disque pendant que l'aiguille du bloc restant n'est pas uti lisée. Le pick-up restitue alors l'information du sil lon du disque de la même façon que le pick-up représenté sur les fig. 15 à 27.
Electromechanical transducer The present invention relates to an electromechanical transducer intended to be used to convert an omnidirectional movement of an assembly of an armature and a needle under the influence of dissimilar walls of a phono record groove. stereophonic graph in two separate electrical signals which correspond respectively to the information of the left channel and of the right channel, comprising a pair of pole pieces having an end face disposed in the vicinity of one of the ends of the reinforcement, the reinforcement being mounted at a point spaced from said end so as to allow omnidirectional movement of this end with respect to the adjacent pole faces,
a permanent magnet arranged to provide a magnetic circuit through the armature and one of the pole pieces and to provide a magnetic circuit through the armature and the other pole piece, and a coil associated with each pole piece so that the variations of the flux circulating in the pole pieces and due to the movement of the armature generate a signal in the associated coils.
A stereophonic or binauricular reproduction of a sound consists in using at least two speakers spaced apart from each other so that when the speakers are excited, the listener receives the impression that the sound is issued from two different places. When a phonograph record is used as an information storage item, it must be specially recorded for such a stereophonic system since the system is in reality a two-way system and the information coming from a single record groove is sent to two individual speakers, the system determining what part of the information is sent to each of the speakers.
A stereophonic system currently in use presents the information on the disc in the form of a V-shaped groove as shown in FIG. 1 which shows a schematic view of a V-shaped groove. Rectangular coordinates having axes indicated by A and B are superimposed on the groove of FIG. 1, and each of these axes forms an angle of 450 with the vertical and is perpendicular to one side of the groove and parallel to the other side of the groove.
In this system, the sound intended for one speaker is determined by the change in position of one side of the groove along the axis perpendicular to it and the sound intended for the second speaker is determined by the change in position on the other side of the furrow along the axis perpendicular to it. Thus, in FIG. 1, side A 'is shown at point - 2 on axis A, and side B' is shown at point - 2 on axis B.
Consequently, the point (- 2, - 2) designates the instantaneous position of a needle in this groove. In fig. 2, side A 'is represented as - 1 on axis A, and side B' is represented as - 2 on axis B. Thus, the point (- 1, - 2) denotes a second instantaneous position of a needle in the groove.
In the groove of fig. 2, the position of the needle is interpreted by the sound reproduction device, usually by mechanical means located in the pick-up head to actuate one of the speakers according to the component of the movement of the needle. along axis A to or from side A ', and the other speaker following the component of needle movement along axis B.
A second system currently used to reproduce stereophonic outputs and called the lateral-vertical system >> uses a disc on which is traced a substantially V-shaped groove, the information being included on the axes like the A and B axes described. above. However, in this second system, the axis A is perpendicular to the vertical, and the axis B is perpendicular to the horizontal. In other words, in this system the axes are offset by 45 around the zero point. In this system, the information recorded on the disc is scanned in the same way as for the above-mentioned first system, except that the needle movements which are detected are vertical and horizontal.
The electromagnetic transducer according to the invention is characterized in that it comprises a compensator capable of maintaining the circulation of the flux through one of the pole pieces which is substantially constant during a change in the flux in the armature caused by the movement of the armature to or from the other pole piece and by the resulting change in reluctance of the magnetic circuit through to the armature and the other pole piece.
The appended drawing represents, by way of example, some embodiments of the transducer which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a schematic view of a phonograph record groove with rectangular coordinates superimposed on it and indicating a position of a phonograph needle in the groove; fig. 2 is a schematic view of a phonograph record groove with superimposed rectangular coordinates indicating a second position of a phonograph needle in the groove; fig. 3 is a partially schematic simplified perspective view of the first embodiment and showing the pole structure, the frame and its assembly;
fig. 4 is a perspective view of the frame and of the style used in the embodiment shown in FIG. 3, parts of the frame being cut away to show how the frame is supported by the frame; fig. 5 is a simplified, reverse partial perspective view of another embodiment, showing the pole structure and its mounting of the frame; fi g. 6 is a side view of the structure shown in FIG. 5, parts being cut away to show more clearly the assembly of the frame;
fig. 7 is a partial section of the frame and of its frame used in the embodiment shown in FIG. 5; fig. 8 is a partial perspective view of a variant of the assembly of the frame intended to be used in the embodiment shown in FIG. 5; fig. 9 is a partial end view of the variant of the assembly of the frame shown in FIG. 8; fig. 10 is a partial end view of another embodiment which uses another means of compensation;
fig. 11 is a partial side view of the structure shown in FIG. 10; the fi-. 12 is a side view of a stereo phonic pick-up mounted on a phonograph pick-up arm; fig. 13 is an exploded perspective view of a stereophonic pick-up and intended to show the opposite side; the fi-. 14 is a simplified partial perspective view of a stereophonic pick-up which is modified for use with phonograph records using grooves drawn in the lateral-vertical system;
fig. 15 is an exploded perspective view of a pick-up cartridge with the removable needle block removed; fig. 16 is a simplified schematic perspective view of the pole structure and needle block of the pick-up cartridge shown in FIG. 15; fig. 17 is a plan view from below of the pick-up cartridge shown in FIG. 15, showing the assembled fixed and removable blocks; fig. 18 is a side view of the pick-up cartridge shown in FIG. 17;
fig. 19 is a front view of the pick-up cartridge shown in FIG. 17; fig. 20 is an exploded and inverted perspective view of the parts of the needle block of the pick-up shown in FIG. 17; fig. 21 is an exploded perspective view, turned upside down, of the parts of the needle block shown in FIG. 20 showing in detail the magnetic coupling element and the mounting element; fig. 22 is a longitudinal section on a larger scale taken on line 22-22 of FIG. 17;
fig. 23 is a cross-section on an enlarged scale taken along line 23-23 of FIG. 17; fig. 24 is a plan view from below of a variation of the removable needle block for use with the pick-up cartridge shown in FIG. 15; fig. 25 is a longitudinal section taken on line 25-25 of FIG. 24;
fig. 26 is a perspective view from above of a pole element used in the needle block shown in FIG. 24; and FIG. 27 is a perspective view from below of a pole element used in the needle block shown in FIG. 24.
The polar structure of the stereophonic phonograph pick-up shown in fi-. 3 which is a partly schematic view, and which is generally designated by the reference numeral 30, consists of a substantially square main plate 31 having a lower face 31a at which the upper ends of the cores 32, 33, 34 and 35 are fixed. The cores are attached to the bottom surface of the main plate so that each of the four corners of the main plate has a core extending downward from it.
The main plate and the cores are made of a material having high magnetic permeability, such as soft iron or an alloy of nickel and iron, or any other suitable magnetic material, and each of the cores, which is solid and cylindrical, forms the core of an electric coil that surrounds it. Electric coils 36, 37, 38 and 39 are shown as surrounding cores 32, 33, 34 and 35 respectively.
The lower end of each of the cores has a pole face which is inclined at an angle of 450 with respect to the horizontal. Thus, the cores 32, 33, 34 and 35 have at their lower ends pole faces 32a, <I> 33a, 34a, </I> 35a, respectively which are inclined so that the planes of the faces 32a and 33a are intersect at right angles above the faces as do the planes of pole faces 34a and 35a.
The geometric relation of the polar faces and its reason will emerge later.
A permanent magnet 40 of massive cylindrical shape is arranged so that its upper end is in the vicinity of the lower surface 31a of the main plate, and extends downwardly so that its lower end is substantially the same distance from the lower surface 31a as the lower ends of the coils.
A mounting element 41, the upper surface of which is in the vicinity of the lower end of the permanent magnet 40, has a cylindrical opening 41a in its middle part, so that a frame 42 which extends therethrough. or disposed in the field of the permanent magnet and between the opposite pole faces. The end 42a of the frame from which a needle 43 extends is disposed between the faces 34a and <I> 35a </I> while the end 42b of the frame is disposed between the faces 32a and 33a.
The mounting member 41 is formed of a rigid non-magnetic material, and a diaphragm 44 which is of a soft pliable material, such as rubber, is attached to the side walls of the cylindrical opening and surrounds a portion of the frame. to support it and prevent it from bumping against the mounting element. The frame can move freely in the opening 41a without touching the mounting member, and the diaphragm prevents individual oscillations of the frame by providing cushioning.
The frame 42, which is a hollow cylindrical member, is mounted so that its ends 42a and 42b extend equal distances from the diaphragm. The armature is made of a magnetic iron which has high permeability and low reluctance, so that the smallest possible magnetic drop occurs in the armature from its center to either. end. The needle can be a ruby or any other suitable material which is used for this purpose.
The mounting element 41 and the diaphragm 44 normally maintain the frame 42 in a neutral position when no force is applied to the needle 43. In the neutral position, the end 42a of the frame is equidistant. faces 34b and 35b and the end 42b of the frame is equidistant from faces 32b and 33b.
This set has four distinct magnetic paths. The first magnetic path includes the upper end of the permanent magnet 40, the main plate 31, the coil core 35, the pole face <I> 35a, </I> the armature end 42a, and the armature end 42a. lower end of the permanent magnet.
The second magnetic path comprises the upper end of the permanent magnet 40, the main plate 31, the coil core 32, the pole face 32a, the armature end 42b, and the lower end of the armature. permanent magnet.
The third magnetic path comprises the upper end of the permanent magnet, the main plate 31, the coil core 34, the pole face 34a, the armature end 42a and the lower end of the permanent magnet. .
The fourth magnetic path includes the upper end of the permanent magnet, the main plate 31, the core 33, the pole face 33a, the armature end 42b, and the lower end of the permanent magnet.
On each of these magnetic paths circulates a flux which is generated by the permanent magnet and each path has an air gap between the armature and the respective pole face. Since an air gap has a very high reluctance to the circulation of magnetic flux, any change in the air gap of either of these magnetic paths results in a significant change in the quantity of flux circulating on this ride.
Considering the first magnetic path described above, when the armature end 42a is stationary, constant lines of flux circulate on this path. However, if the armature end 42a is moved perpendicularly to the pole face 35a, the air gap between the armature end 42a and the pole face <I> 35a </I> is reduced, thereby reducing reluctance of the magnetic path applied to it, and increasing the amount of flux circulating. This movement of the armature end 42a causes a movement of the armature end 42b away from the pole face 32a, thereby increasing the air gap of the second magnetic path, and ensuring a decrease in the air gap. flow circulating on this path.
The resulting decrease in flow on the second path is substantially equal to the increase in flow circulating on the first path. A movement of the armature 42 perpendicularly to the pole faces 35a and 32a cannot affect the third and fourth magnetic paths since this movement is made parallel to the pole faces <I> 33a </I> and 34a, and cannot modify the air gaps of these paths. Also, a movement of the armature 42 perpendicular to the pole faces 33a and 34a cannot affect the flux circulating on the first and second magnetic paths.
A change in the magnetic flux circulating in the core of the coil 36, 37, 38 or 39 generates a voltage in this coil. During movement of the end 42a of the armature towards the pole 35a and of the end 42b of the armature away from the pole face 32a, signals of opposite polarity are generated in the coils 36 and 39, which have a substantially equal amplitude if the coils have an identical number of turns. The coils 36 and 39 are electrically connected so as to add the voltages generated in these coils by the movement of the armature, which gives a single signal having an amplitude double that of either of the signals generated. .
Thus, coils 36 and 39 act in pairs to detect movement of armature 42 to or from pole faces 35a and 32a and coils 37 and 38 similarly act as a pair of coils to detect movement. from the frame 42 to or from the pole faces 33a, 34a.
On the fia. 3, the reference index 45 schematically denotes the signal generated in the coil 39 which is sent to an amplifier 46, and the reference index 47 schematically indicates the signal generated in the coil 36 which is sent to the amplifier 46. The signals generated in the coils can be combined in the pickup head at the amplifier or at any convenient location so that the signal sent from amplifier 46 to speaker 48 corresponds to the sum of the amplitudes. signals generated by coils 39 and 36. Similarly, signals generated in coils 38 and 37, respectively, can be combined at any convenient point.
On the fia. 3, the signals generated in these coils are indicated schematically by the reference indices 49 and 50 and are sent to an amplifier 51 so that the sum of their amplitudes can be applied to the loudspeaker 52.
Any change in position of side B 'on the fia. 1 and 2 along axis B results in movement of needle 43 and armature 42 to or from pole faces <I> 35a </I> and 32a, which is detected by the coils 39 and 36 and gives a low frequency signal applied to loudspeaker 48, and any change in position of side A 'on the fia. 1 and 2 along axis A results in movement of needle 43 and armature 42 to and from pole faces 34a and 33a, and is detected by coils 39 and 36 and gives a signal to low frequency applied to the loudspeaker 52. Thus, the detection of binaural sound from a V-shaped groove is effected by the pick-up described.
It will also be noted that this device has an anti-snoring characteristic. Coils 39 and 36 are electrically connected so as to add signal amplitudes of opposite polarity generated by the movement of the armature. The hum signals generated in coils 39 and 36 by external fields have the same polarity so that they cancel each other out. The same effect is obtained in coils 37 and 38, so that the signals induced in these coils by external fields are also canceled out. Thus, the coils are wound so as to be in additive series for the desired generated signals, and in antagonistic series for the unfavorable hum signals resulting from external interference.
The fia. 5, 6 and 7 show another embodiment and for clarity the mounting of the pole structure and the frame is shown reversed. The polar structure is generally designated by the reference index 53, and comprises four cores of substantially square or rectangular cross section. Each of the cores is made of a magnetic material having high permeability, for example soft iron, and is surrounded by a coil for which it forms the magnetic core. The cores are designated by reference indices 54, 55, 56 and 57, and their enveloping coils are designated by reference indices 58, 59, 60 and 61 respectively.
Each of the cores is inclined at its end so as to form a polar face which forms an angle of 451) with the horizontal. Thus, the poles 54a, 55a, <I> 56a </I> and 57a of the cores 54, 55, 56 and 57, respectively, are each inclined at an angle of 450 with respect to the horizontal. The planes of faces 54a and <I> 57a </I> intersect at right angles below the pole faces, as shown in fia. 5, and the same is true of the planes of the pole faces 55a and 56a.
On the fia. 3, the pick-up 30 has a main plate 31 for closing the magnetic paths. Such a plate can be provided in the pick-up 53 if desired; however, the holder prefers to suppress it. In the pick-up 53, each of the magnetic paths is completed by air towards the permanent magnet 62 which is a massive cylindrical element whose end is closest to the The frame 63 has a V-notch. One side of the V is at an angle of 450 with the horizontal, and the other side of the V at an angle of 450 with the horizontal so that the sides of the V are perpendicular to the horizontal. to one another.
The mounting member 64 is a brass trough having a V-shaped cross section, the sides of the V being perpendicular to each other and 451 from the horizontal. The V-trough, which may be of any non-magnetic material, is arranged in the V-notch of the permanent magnet so that each of its sides is in the vicinity of one side of the V-notch of magnet and that the trough extends longitudinally to completely cover the pole faces.
Thus, one side of the mounting element 63 is in the vicinity of one side of the notch V of the permanent magnet, and is also in the vicinity of the pole faces 54a and <I> 55a, </ I > while the other side of the mounting element is in the vicinity of the remaining side of the permanent magnet V-notch and pole faces 56a and 57a.
The mounting member 64 supports a magnetic coupler 65 which also has a V-shaped cross section whose sides are perpendicular to each other and form angles of 45o with the horizontal. The coupler 65 is made of magnetic iron which has high permeability and low reluctance so that there is a minimum magnetic drop in the coupler and is disposed longitudinally in the mounting member 64. The ends of the magnetic coupler overlap. close to the cores so that no part of the magnetic coupler is above the pole faces.
One end of a mounting wire 66 is secured by soldering or otherwise to mounting member 64 at a point where its sides intersect and extend from bottom to top through a hole in the the magnetic coupler for supporting the hollow cylindrical armature, which is made of a magnetic material having high permeability and low reluctance, and prevents it coming into contact with the coupler 65. The mounting wire is brazed at its upper end to the reinforcement in 66a. The wire 66 provides a mechanical elastic mount which allows the armor to move in all directions in response to the forces applied to the needle 67.
Magnetic coupler 65 permits the use of an extremely light armature having a low mass since it provides a path through which flux can flow through the armature over an extended area and along the armature. This decreases the magnetic drop in the armature and minimizes crosstalk, as will be discussed in more detail below.
There are four flow paths associated with the structure shown in FIG. 5. The first of these paths includes the upper end of the permanent magnet 62, the magnetic coupling element 65, the armature 63, the pole face 54a, the core 54 and the lower end of the permanent magnet. 62.
The second magnetic path includes the upper end of the permanent magnet, the coupling element, the armature 63, the pole face 57a, the core 57, and the lower end of the magnet.
The third magnetic path includes the upper end of the permanent magnet, the coupling element, the armature 63, the pole face 57a, the core 57, and the lower end of the magnet.
The fourth magnetic path includes the upper end of the magnet 62, the neck member 65, the armature 63, the pole face 56a (not shown), the core 56 and the lower end of the magnet. 62.
The coils of pickup 53 are connected in the same way as the coils of pickup 30. Coils 58 and 59 form a pair of coils and are connected to add the voltages generated in the coils by movement of the armature. . The movement of the armature 63 to or from the pole faces 54 and 55a generates in the coils 58 and 59 signals of opposite polarity, the amplitudes of which add up and are sent via an amplifier to a high. -speaker. Coils 60 and 61 also form a pair of coils and are connected in the same way.
A movement of the armature 63 towards or from the pole faces 56a and 57a generates in the coils 60 and 61 signals of opposite polarity the amplitudes of which are added and are sent via an amplifier to a high -speaker.
The anti-snoring characteristic described above for the embodiment of FIG. 3 is also provided in this embodiment since the coils 58 and 59 are connected so that the signals generated by the external parasites in the coils 58 and 59, which are of the same polarity, cancel each other out. In a similar fashion, the parasitic signals generated in the coils 60 and 61 cancel each other out.
Figs. 8 and 9 show a variant of the mounting of the frame of the pick-up 53. In this variant, the mounting metal wire 66 is brazed at one end to the mounting element 64 and extends through a hole provided. in the magnetic coupler 65 and the upper end of the wire is brazed to the frame 63 as above.
In this variant, semi-circular viscous damping elements 68 and 69 having a rectangular or square cross section are used. The edge or the outer surface of each of these damping elements lies in the vicinity of the upper surface of the magnetic coupler 65, and the internal circles of the semi-circular damping elements lie in the vicinity of a portion of the outer surface of the frame 63. The elements 68 and 69 are arranged as close to each other as possible on either side of the wire assembly 66, and are in fact wedged between the frame and the magnetic coupler. .
Further, to cushion the armor, the semi-circular members ensure that the armature 63 does not touch the magnetic coupling member 65 and help the mounting wire 66 to prevent the armature 63 from rotating around. of its own axis.
As mentioned above, the magnetic coupler 65 minimizes crosstalk by reducing the magnetic drop in the armature. Crosstalk is the phenomenon that occurs when a signal destined for one channel of the two-channel system generates a signal in the other channel, while generating the desired signal in the desired channel. The magnetic coupler in the embodiment shown in FIG. 5 reduces crosstalk to a considerable extent. When the armature pivots towards one of the pole faces in response to the movement of the needle, the reluctance of that path is reduced and more flux can flow.
When more flux is flowing through the armature, the magnetic drop in the armature is increased, and other magnetic paths for which the armature is common exhibit a decrease in the circulating flux, even though the air gap of these particular routes remain constant. The magnetic coupler, which conducts the magnetic signal from the permanent magnet to the armature as close as possible to the pole faces without touching them directly, compensates for this hysteresis. When the armature pivots towards the pole face, it also pivots towards the coupler which is in fact the source of the magnetic flux.
The armature, being closer to the source of the flux, undergoes an increase in magnetization which overcomes and compensates for the greater magnetic drop, thus substantially eliminating the crosstalk of the pick-up.
Another compensation means which can be used with or without the previously described V-shaped magnetic coupling means is shown in Figs. 10 and 11, wherein cores 70 and 71 constitute two cores of a four core system as described above. Coils 74 and 75 surround cores 70 and 71 respectively, while coils 76 and 77 which are not shown surround cores 72 and 73 which are also not shown in the figures.
A permanent magnet 78, which is arranged so that its upper end is close to the frame 79, supporting a needle 80 is mounted in any suitable manner. This frame is of identical construction to those previously described.
Compensation is obtained in this embodiment by giving the cores polar faces whose planes intersect, forming angles of more than 90. In fig. 10, the pole face 70a of the core 70 and the pole face 71a of the core 71 are shown as intersecting at an angle A which is slightly greater than 90,) so that as the frame 79 approaches the face 71a by reducing the air gap of this path, it also moves to approach slightly the face 70a, thus overcoming and compensating for the effect on the magnetic path of the face 70a of the greatest magnetic drop in the armature 79,
resulting from the increased flux flowing on the magnetic path of the crosstalk of this pick-up.
The described pick-up can be manufactured in the form of a cartridge to be attached to a pick-up arm. In fig. 12, a phonograph pickup arm is designated by the reference numeral 81, and a car pickup key 82 is attached to it to show the ratio between the pickup arm and the pickup.
The principles given above can be used to detect information in stereophonic disc grooves which are drawn in a system different from the 45.system. To apply them to the lateral-vertical system, the pick-up has a polar structure of the type shown in fig. 14. The pole structure of pick-up 87 includes a permanent magnet 88 and cores 89, 90, 91 and 92. The cores are surrounded by coils 93, 94, 95 and 96 respectively.
The frame 97 is constructed in the same way as the frames previously described, and a needle 98 is attached to it. The frame is supported in any suitable fashion so that it has a neutral position equidistant from the pole face 89a of the core 89 and the pole face 90a of the core 90. In the neutral position, the frame is also equidistant from the pole face 91a of the core 91 and the pole face 92a of the core 92. The planes of the pole faces <I> 89a </I> and 90a are parallel to each other and perpendicular to each other. the horizontal, while the pole faces 91a and 92a lie in the same horizontal plane which is perpendicular to the planes of the pole faces 89a and 90a.
We obtain four magnetic paths. The first comprises the upper part of the magnet 88, the core 89, the face 89a, the armature 97 and the lower part of the magnet 88. The second comprises the upper part of the element 88, the core 90, the face 90a, the armature 97 and the lower part of the magnet 88. The third path includes the upper part of the magnet 88, the core 91, the pole face 91a, the armature 97 and the lower part of the magnet 88. The fourth path includes the top of magnet 88, core 92, pole face 92a, armature 97, and bottom of magnet 88.
In this embodiment, coils 93 and 94 form a pair of coils associated with cores 89 and 90 to detect lateral movement of needle 98, and coils 95 and 96 form a pair of coils associated with cores 91 and 92 to detect vertical movement of the needle.
For example, a movement of the needle 98 perpendicularly in the direction of the pole face 89a decreases the reluctance of the first magnetic path, modifies the quantity of flux flowing on this path, and generates a signal. in coil 93. At the same time, this movement increases the reluctance of the second magnetic path and generates a signal in coil 94. The signals generated in coils 93 and 94 have equal amplitudes and opposite polarities.
The coil 93 and the coil 94 are connected so as to add the voltages generated in these coils by the movement of the armature which gives a single signal having an amplitude double that of one or the other of the signals generated, which can be sent to a speaker through an appropriate amplifier to provide sound following lateral changes in the record groove. This movement of the frame 97, which is parallel to the pole faces 91a, 92a does not affect the third and fourth magnetic paths. The vertical changes of the grooves are detected by the third and fourth magnetic paths associated with the cores 91. and 92.
For example, a movement of the needle 98 perpendicularly towards the pole face 91a causes an increase in the lines of flux flowing on the third magnetic path and a decrease in the flux flowing on the fourth magnetic path, thereby generating signals of. equal amplitudes and of opposite polarities in coils 95 and 96 whose amplitudes are added electrically to provide a single signal which is sent to a speaker to provide sound following the vertical changes in the groove of the disc.
The anti-snoring characteristic also exists in this embodiment, since the parasites generate in the coils signals of the same polarity and of substantially equal amplitudes, so that these signals cancel each other out and do not reach the high- speaker.
The moving parts of a pick-up, like the whole frame and needle, are subject to wear and wear after prolonged use; while fixed elements such as the pole structure are subject to very little wear and can serve satisfactorily for an extended period of time. Figs. 15 to 23 show an embodiment in which the movable elements of the pick-up are contained in a separate removable needle block which can be inserted into the body of the cartridge of the pick-up or removed from the latter by a simple sliding so that the needle block can be easily replaced when worn or damaged, without the need to return the cartridge to the factory or sales store.
Referring to fig. 15, the pickup cartridge 99 is shown with a replaceable needle block 100 separate from it. The cartridge holder is molded from a suitable dielectric plastic or molding resin such as phenolic resins, ureas, polyamide resin known and sold as nylon, and polystyrene. The carrier is molded to conveniently surround and support the various fixed parts of the pickup and to present a pleasing external appearance.
Thus, in the support 99 are embedded the solid cylindrical cores 102, 103, 104, and 105 (fig. 16) and their associated coils 106, 107, 108 and 109 respectively, arranged vertically with the parallel axes arranged in the form of a square, each core being at an angle to the latter. The coils are connected by suitable conductors to contact plugs generally designated by the reference numeral 101 in FIG. 15, which protrude from one end of the cartridge so that the pick-up can be connected to an amplifier system in the usual way.
A permanent magnet 110, which also has a massive cylindrical shape, is embedded in the support 99 at the center of the four cores, its axis being parallel to the axes of the cores. The four cores have a length substantially equal to the length of the permanent magnet and are made of a material having high magnetic permeability, such as soft iron or an alloy of nickel and iron, or any other suitable magnetic material.
Each of the cores 102, 103 and 104 and 105 ends in a flat lower surface 102a, 103a, 104a and 105a respectively, and the permanent magnet 110 also ends at its lower end with a flat horizontal surface 110a. The coils are connected in the cartridge such that the coils 108 and 109 form a pair of coils and the coils 106 and 107 another pair of coils. The coils of each of these pairs are electrically connected to add the amplitudes of the signals of opposite polarity generated therein.
The replaceable needle block body 100 is also molded, preferably of the same material as that used to mold the stationary portion of the cartridge and contains the remaining elements of the entire system. The profile of the removable needle block is shaped such that it can be easily inserted into a socket 111 in the lower surface of the cartridge 99 and remain there with an interference fit.
When the pickup is fully assembled, the surface 110'a of the extension 110 'of the permanent magnet which is permanently molded into the replaceable needle block 100 is adjacent to the surface 110a of the permanent magnet. <B> 110. </B> The extension <B> 110 '</B> of the permanent magnet is a magnetic neck which forms an extension of the permanent magnet 110 and consists of the same material as the permanent magnet and is shown in the inverted position in fig. 20. The body of the extension <B> 110 '</B> is cylindrical and has the same diameter as the permanent magnet <B> 110 </B> so that the surface 110'a and the surface 110a are exactly next to each other when the replaceable needle block is inserted into the slot <B> 111. </B>
A V-groove is formed in the other end of the extension 110 'and each side of the V-groove ends with an elongated horizontal rim so as to be T-shaped, the rim forming the upper or horizontal part of the T. The facing surfaces of the sides of the V-groove form right angles to each other, and 45o angles to the horizontal, so that the facing surface of the flange 110'b forms an angle of 450 with the horizontal and a right angle with the surface facing the ledge 110'c which also forms an angle of 45c,
with the horizontal. The mounting member 112 which is of any suitable non-magnetic material, such as brass, has a V-shaped cross section, its sides which are perpendicular to each other forming angles of 451, with 'horizontal and is arranged in the V-groove of the permanent magnet. When disposed therein, part of the outer surface of one side of the mounting member is in the vicinity of the inner face of the flange 110'b and part of the outer surface of the remaining side of the flange. The mounting element is located in the vicinity of the internal surface of the flange 110'c.
A rectangular slot <B> 1 </B> 12 'is formed in the mounting member directly above the permanent magnet so that the magnetic coupler 113 which is inserted into the slot 112' is in the vicinity of the internal sides of the V-groove of the permanent magnet.
The magnetic coupler 113 also has a V-shaped cross section, the sides of which are perpendicular to each other and form angles of 45 i with the horizontal. The coupler 113, which is of magnetic iron having high permeability and low reluctance so that a minimum magnetic drop occurs in the coupler, is shaped so that one of its sides is in the vicinity of the rim 110 '. b of the permanent magnet, and that its other side is in the vicinity of the rim 110'c of the permanent magnet.
A hollow cylindrical armature 114, which is also made of magnetic iron and has high permeability and low reluctance so that there is a minimum magnetic drop in the armature has a needle <B> 1 <I> 1 </I> 5 </B> which extends from one of its ends and is held in the element 112 by means of a mounting block 215. The latter support carries the frame by its central part and a spring mounting bracket 116, one end of which is attached to block 215 and the other end of which is rigidly attached to mounting member 112 at 117 supporting the mounting block.
The mounting block 215, which is a block of some suitable damping material, such as Viscoloid, completely surrounds the frame at its central portion, part of its periphery being in the vicinity of the internal surface of the magnetic coupler. 113 so that the armature cannot touch the magnetic coupler or the brass mounting element.
The mounting wire 116 is any suitable spring wire which can support the Viscoloid block, and the armature and cantilever needle.
In the replaceable needle block 100 are also molded pole elements 102 ', 103', 104 'and 105' which form end poles of the cores 102, 103, 104 and 105 respectively. Each of these pole elements is formed of the same material as the cores and forms a magnetic coupler having a rectangular cross section and an upper surface in the vicinity of the lower surface of its corresponding core when the replaceable needle block is disposed. the cartridge, and has a second surface forming a 45- angle with the horizontal which is parallel to one side of the mounting member 112.
Thus, in the drawing, the surface 102'n of the pole 102 'is in the vicinity of the surface 102a of the core 102 when the cartridge is fully mounted, and the pole face 102'b of the pole member 102' is parallel to one side of the mounting element. The pole face <I> 105'b </I> of the pole member 105 'is parallel to one side of the mounting member and is in the vicinity of the adjacent surface 105u of the core 105.
Similarly, the pole faces 103'b and 104'b of the pole elements <B> 103 '</B> and 104' respectively are parallel to the sides of the mounting element. The surface 103'a of the pole element 103 'is in the vicinity of the surface 103a of the core 103, and the surface 104'a of the element 104' is in the vicinity of the surface 104a of the core 104 when the cartridge is fully. climb.
The fully assembled cartridge has four flow paths. Referring to fig. 16, the first of these flux paths comprises the extension 110 'of the permanent magnet, the magnetic pad neck element 113, the armature 114, the pole element 105', the core <B> 105, < / B> and the permanent magnet 110.
The second magnetic path includes the extension 110 'of the permanent magnet, the coupling element 113, the armature 114, the pole element 104', the core 104, and the permanent magnet 110.
The third magnetic path consists of the extension 110 'of the permanent magnet, the coupling element 113, the armature 114, the pole element 102', the core 102 and the permanent magnet 110.
The fourth magnetic path includes the extension 110 'of the permanent magnet, the coupling element 113, the armature 114, the pole element 103', the core 103 and the permanent magnet 110.
The operation of the pick-up shown in fig. 16 is substantially the same as that of the pick-ups shown in the embodiments previously described. The movement of the armature 114 to or from the pole faces 105'b and 104'b generates in the coils 109 and 108 signals of opposite polarity, the amplitudes of which add up and which are sent to a loudspeaker by the intermediary of a suitable amplifier. Also, a movement of the armature 114 towards or from the pole faces 102'b and 103'b generates in the coils 106 and <B> 107 </B> signals of opposite polarity whose amplitudes are added and which are sent through a suitable amplifier to a loudspeaker.
Thus, the detection of a stereophonic sound is obtained from a V groove of a phonograph record.
The anti-snoring characteristic described above is also provided in this device, since the coils 109 and <B> 108 </B> are connected so that the signals generated by the parasitic fields in the coils which have the same polarity cancel each other out. . The same effect is obtained in the coils 106 and 107 and the signals which are generated there by the parasitic fields cancel each other out.
Another form of detachable or removable needle block for use with pick-up cartridge 99 is shown in Figs. 24 to 27 in which the removable needle block is generally designated by the reference numeral 120.
The replaceable needle block body 120 is also molded, preferably of the same material as that used to mold the stationary portion of the cartridge, and contains the remaining parts of the pickup assembly. The profile of the removable needle block has a shape such that the block can be easily inserted into the slot 111 in the lower surface of the cartridge 99 and remain there with an interference fit and is shown in the drawing as being the same. profile than the removable needle block 100.
In the embodiment shown in FIG. 24, an extension 121 of a permanent magnet which is the magnetic coupler forming an extension of the permanent magnet 110 of the cartridge 99 has a substantially planar face 121 'with a rectangular slot 122 provided laterally. A mounting member 123 and a damper pad 124 are disposed in the slot 122 and are bonded to the body 120 and the magnetic coupler 121, parts of said member extending below the magnetic coupler.
The mounting element <B> 123 </B> is of nitrocellulose and the damper pad 124 is of viscoid, but of course these materials can be replaced by other suitable materials. The mounting element 123 and the damper pad 124 attached thereto support and hold the frame 124 in position passing through them under the face of the magnetic coupler.
The frame 125 is of a magnetic material and supports a needle 126 at one end in the manner previously described.
The frame is further supported for oscillating movement by an elastic metal wire 127 to which it is attached and which has a hook-shaped end 128 glued to the body 120.
The coupling member 129 formed of magnetic material is shown in detail in Figs. 26 and 27. The element 129 magnetically couples the cores 103 and 104 to the frame 125 in a manner quite similar to that in which the elements 103 'and 104 couple the frame 114 to these cores of the previous embodiment. . The coupling element 130 is identical to the element 129 and couples the cores 102 and 105 to the frame 125. Since the coupling elements 129 and 130 are identical, only one will be described. only (item 129) in detail with reference to fig. 26 and 27.
The coupling member 129 has two opposing pole pieces 131 and 132 and each has a surface which forms a right angle with the surface of the other. Thus, in the drawing, the surface 131b of the part 131 is shown as forming substantially a right angle with the surface 132b of the part 132. The upper part of the pole piece <B> 131 </B> has a flat surface. 131a which is in the vicinity of the surface 103a of the core 103 when the element 120 is introduced into the slot 111 and the upper part of the pole piece 132 has a planar surface 132a which is in the vicinity of the surface 104a of the core 104 when the cartridge is fully assembled.
The surfaces 131a and 132a correspond respectively to the surfaces 103'a and 104'a shown in FIG. 15.
In the embodiment shown in FIGS. 24-27, the pole pieces are joined by an integral reaction element 133 which allows the magnetic path in which the pole piece 131 is located, to be coupled to the magnetic path in which the pole piece 132 is located.
The upper parts of the pole pieces are cut to form an arcuate recess 133a so that when the element 129 is placed on the needle block it does not interfere with the movements of the frame 125.
The coupling elements 129 and 130 are of magnetic iron having high permeability and low reluctance so that there is a minimum magnetic drop in the couplers. The planar surfaces of the coupling elements 130 are designated by the reference indexes 134a and 135a, and correspond to the surfaces 131a and 132a of the coupling element 129 respectively.
Thus, when the cartridge is fully assembled, the surface 131a of the pole element 129 is in the vicinity of the surface 103a of the core 103, and the surface 133a of the pole element 129 is in the vicinity of the surface 104a of the core 104. Similarly, the surface 135a of the core 130 is in the vicinity of the surface 102a of the core 102, and the surface 134a of the core 130 is in the vicinity of the surface 105a of the core 105.
The fully assembled cartridge has four flow paths. The first of these flux paths comprises the magnetic coupler 121 whose upper surface is in the vicinity of the surface 110a of the permanent magnet, the armature 125, the surface 131a, the core 103 and the permanent magnet 110.
The second magnetic path includes magnetic neck 121, frame 125, surface 132a, core 104, and permanent magnet 110.
The third magnetic path includes the magnetic coupler 121, the armature 125, the surface 135a, the core 102 and the permanent magnet 110.
The fourth magnetic path includes the magnetic coupler 121, the armature 125, the surface 134a of the core, the core 102, and the permanent magnet 110.
The operation of the pick-up when the removable needle block shown in fig. 24 to 27 is used is substantially identical to that of the pick-up shown in the embodiments previously described, except that the compensation to avoid crosstalk is obtained in a different way which will be described below.
The movement of the armature 125 towards or from the pole faces 131a and 135a generates in the coils 107 and <B> 106 </B> signals of opposite polarity whose amplitudes are added and which are sent through the intermediary of 'an amplifier suitable for a loudspeaker. Also, a movement of the armature 125 towards or from the faces 132a and 134a generates in the coils 108 and 109 signals of opposite polarity whose amplitudes are added and which are sent via an appropriate amplifier to a device. loud speaker. Thus, a detection of a stereophonic sound is obtained from a V-shaped groove of a phonograph disc.
In this embodiment, compensation is obtained by means of the compensation coupler 133 which brings together the opposite pole faces. The compensating reaction element <B> 133 </B> acts to shunt part of the increase in flux through a core resulting from movement of the reinforcement 125 in the core associated with the facing face relative to which the armature moves parallel but which undergoes a decrease in flux circulation due to the increase in the magnetic drop in the armature. The path associated with the face to which the armature moves perpendicularly is referred to as the signal path or path, and the path associated with the opposite face is referred to as the silent path.
The phenomenon is instantaneous.
For example, when the armature 125 approaches the face 131b which is then the signal path, the air gap of this path decreases so that there is an increase in the flow of flow in the core 103 and the frame 125, and a corresponding decrease in the flow of flow in the core 104, which is the silent path, even though the frame has moved parallel to the face 132b. Feedback element 133 directs some of the flux from face 131b to core 104 to compensate for the loss in the silent path due to greater magnetic drop in the armature.
Similarly, if the armature 125 moves perpendicularly away from the face 131b, the air gap of its path increases so that there is a decrease in the flow of flow in the core 103, which is in this case the core of the signal path. As a result, there is a decrease in the flux circulating in the armature 125, and consequently a reduction in the magnetic drop in the armature, which ensures an increase in the circulation of the flux in the face 132b which in this case is on the path associated with the silent path, even though the armature has moved parallel to face 132b.
In this case, the flux comes from the face 132b, via the compensating element 133 to compensate for the gain in the silent path due to a reduction in the magnetic drop in the armature. Thus, the compensating element <B> 133 </B> has the effect of stabilizing the system and eliminating the effects of a lack of magnetic linearity due to changes in the magnetic drop in the armature.
The anti-snoring feature described above is also provided in the device of this embodiment since the coils 109, 108, 106 and 107 which provide the anti-snoring feature are located in the main cartridge 99 and operate in such a way that the signals generated in the coils 109 and 108 by the stray fields and that the signals generated in the coils 106 and 107 by the stray fields cancel each other out.
The pick-ups described can support two needles back to back. In fig. 13, a molded pickup body 140 contains a permanent magnet 141 and four coils 142, 143, 144 and 145, the associated cores being arranged in the manner shown, which is identical to the arrangement shown in FIG. 16. The body 140 has identical slots 146, 147 which are not shown in FIG. 13, to receive replaceable needle blocks 148 and 149 respectively. Each of these removable needle blocks is identical to the block 120 shown in Figs. 24 and 25.
When the pick-up shown in fig. 13 is used, one or the other needle block 148, 149 is chosen which is inserted into the groove of a disc while the needle of the remaining block is not in use. The pick-up then restores the information on the size of the disc in the same way as the pick-up shown in fig. 15 to 27.