CN113382346B - 一种高分辨率拾音器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高分辨率拾音器，包括底板、第一座体、第二座体、旋转驱动机构、径向驱动机构、超声拾音头和信号处理单元；第一座体设有储存有磁流变液的容置圆槽；第二座体设有唱片安装圆槽；唱片安装圆槽与容置圆槽之间同轴；旋转驱动机构用于带动超声拾音头周向转动；径向驱动机构与旋转驱动机构的输出端连接，并用于带动超声拾音头沿径向移动；超声拾音头用于产生竖直向上的磁场，使得磁流变液形成锥形的磁流变液唱针，以及用于发出超声波信号和接收超声波反射信号，并将接收到的超声波反射信号反馈至信号处理单元上；本发明避免了拾音过程中的振动干扰，提高声音信息读取精度，播放音质更好，利于声音得到准确的还原。

Description

一种高分辨率拾音器

技术领域

本发明涉及拾音器领域，具体涉及一种高分辨率拾音器。

背景技术

目前，黑胶唱片通过将声音的振动波型以涡状线声槽的形式刻录于黑胶唱片盘面上，实现对声音的记录；在需要对声音进行复现的时候，通过将与声槽截面形状相适配的唱针卡接于声槽内，声槽的截面形状呈V形，然后以固定的速度旋转黑胶唱片，声槽槽壁面上凹凸不平的平面带动与之接触的唱针振动，利用与唱针连接的磁体或线圈切割唱头内的磁感线而产生随唱针振动变化的感应电流，通过将获得的感应电流进行放大后即得到声音信号。

上述现有的声音复现方式中，唱针与黑胶唱片接触摩擦，随着唱针和唱片的磨损，其声音分辨率和质感会下降，从而导致声音失真；同时唱针和唱片本身的振动噪音进一步加剧了这种失真的幅度，使得声音无法得到准确的还原。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种高分辨率拾音器。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种高分辨率拾音器，适用于黑胶唱片的播放，该黑胶唱片刻录有涡状线声槽，声槽的截面呈U形，声槽的底部设置有记录声音的片纹；该黑胶唱片表面上涂覆有具有疏油性的聚四氟乙烯涂层，该拾音器包括：

底板、固定在底板上方的第一座体、铰接在第一座体上的第二座体、设于底板与第一座体之间的旋转驱动机构、设于底板与第一座体之间的径向驱动机构、设于径向驱动机构输出端上的超声拾音头、设于底板上的信号处理单元；

所述第一座体设有容置圆槽；所述容置圆槽内储存有磁流变液；所述第二座体的一侧设有唱片安装圆槽；其中，在第二座体扣合在第一座体时，所述唱片安装圆槽与容置圆槽之间同轴，所述唱片安装圆槽的直径小于容置圆槽的直径；所述旋转驱动机构用于带动超声拾音头周向转动；所述径向驱动机构与旋转驱动机构的输出端连接，并用于带动超声拾音头沿径向移动；所述超声拾音头用于产生一竖直向上的磁场，使得磁流变液形成一锥形的磁流变液唱针，以及用于发出超声波信号和接收超声波反射信号，并将接收到的超声波反射信号反馈至信号处理单元上。

本发明进一步地，所述超声拾音头包括一用于励磁驱动磁流变液变形的电磁线圈、用于形成竖直向上磁感线和引导超声波信号竖直向上发射的导磁芯、用于产生超声波信号和接收超声波反射信号的压电超声收发器、一磁场屏蔽罩；所述磁场屏蔽罩的一端连接在径向驱动机构上，所述电磁线圈设于磁场屏蔽罩内，所述压电超声收发器设于磁场屏蔽罩的另一端端部，所述压电超声收发器与电磁线圈同轴设置，所述导磁芯的一端贴靠在电磁线圈上，所述导磁芯的另一端沿压电超声收发器的轴线方向穿出。

本发明进一步地，所述径向驱动机构包括一径向导轨、一驱动螺杆、一驱动滑块、一第一伞齿轮和一第二伞齿轮；所述径向导轨的一端转动连接在底板上，并与旋转驱动机构的输出端连接；所述驱动螺杆的两端转动连接在径向导轨上；所述驱动滑块螺纹连接在驱动螺杆上；所述第一伞齿轮固定在底板上；所述第二伞齿轮固定套接在驱动螺杆的一端并与第一伞齿轮啮合；所述超声拾音头固定在驱动滑块上。

本发明进一步地，所述旋转驱动机构包括一驱动电机、一第一齿轮和一第二齿轮；所述驱动电机固定在底板上；所述第一齿轮连接在驱动电机的输出端上；所述第二齿轮固定套接在径向导轨一端的外壁上。

本发明进一步地，所述底板的中心凸设有一安装柱，所述径向导轨的一端设有一套环部，所述径向导轨的套环部转动套接在安装柱的外壁上，所述第二齿轮固定套接在套环部的外壁上，所述第一伞齿轮同轴安装在安装柱上。

本发明进一步地，所述第二座体相对的另一侧设有真空圆槽，所述真空圆槽的槽底均布有与唱片安装圆槽连通的真空吸孔，所述真空圆槽盖合有一真空盖。

本发明进一步地，所述第一座体通过四个支撑柱连接在底板上，所述四个支撑柱分布于底板的四个角位置上。

本发明的有益效果为：

1、本发明利用超声拾音头使得磁流变液产生一磁流变液唱针与黑胶唱片的声槽接触配合进行循迹，同时超声拾音头通过超声波信号在磁流变液唱针的引导下对声槽内的片纹进行信息读取，从而实现黑胶唱片上声音的复现，相比于传统的唱针振动式读取方式，避免了拾音过程中的振动干扰，提高声音信息读取精度，播放音质更好，利于声音得到准确的还原。

2、本发明利用磁流变液唱针对超声波信号进行引导，提高超声波信号的传播速度，减少读取时间，降低读取延迟。

3、本发明利用磁流变液形成的磁流变液唱针与黑胶唱片的声槽进行接触配合，接触压力很小，使得摩擦作用极小，避免了唱针与唱片磨损造成的播放分辨率降低的问题，具有分辨率高的特点，保障收听体验感。

附图说明

图1是本发明在第二座体处于打开时的立体图；

图2是本发明在第二座体扣合在第一座体后的立体图；

图3是本发明在第二座体扣合在第一座体后的结构示意图；

图4是本发明在第二座体扣合在第一座体后的剖面示意图；

图5是图4中I处的局部放大示意图；

图6是本发明的旋转驱动机构、径向驱动机构、超声拾音头配合的示意图；

图7是本发明的磁流变液唱针与黑胶唱片的声槽配合的示意图；

附图标记说明：1、底板；2、第一座体；3、第二座体；4、旋转驱动机构；41、驱动电机；42、第一齿轮；43、第二齿轮；5、径向驱动机构；51、径向导轨；52、驱动螺杆；53、驱动滑块；54、第一伞齿轮；55、第二伞齿轮；6、超声拾音头；61、电磁线圈；62、导磁芯；63、压电超声收发器；64、磁场屏蔽罩；7、信号处理单元；8、真空盖；10、磁流变液；101、磁流变液唱针；200、黑胶唱片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图7所示，本实施例所述的一种高分辨率拾音器，适用于黑胶唱片200的播放，该黑胶唱片200刻录有涡状线声槽，声槽的截面呈U形，声槽的底部设置有记录声音的片纹；该黑胶唱片200表面上涂覆有具有疏油性的聚四氟乙烯涂层，以使得磁流变液10无法附着于黑胶唱片200的声槽表面，该拾音器包括：

底板1、固定在底板1上方的第一座体2、铰接在第一座体2上的第二座体3、设于底板1与第一座体2之间的旋转驱动机构4、设于底板1与第一座体2之间的径向驱动机构5、设于径向驱动机构5输出端上的超声拾音头6、设于底板1上的信号处理单元7；

所述第一座体2设有容置圆槽；所述容置圆槽内储存有磁流变液10；优选地，第一座体2采用超声波易透过的材料制成；所述第二座体3的一侧设有唱片安装圆槽；其中，在第二座体3扣合在第一座体2时，所述唱片安装圆槽与容置圆槽之间同轴，所述唱片安装圆槽的直径小于容置圆槽的直径；所述旋转驱动机构4用于带动超声拾音头6周向转动；所述径向驱动机构5与旋转驱动机构4的输出端连接，并用于带动超声拾音头6沿径向移动；所述超声拾音头6用于产生一竖直向上的磁场，使得磁流变液10形成一锥形的磁流变液唱针101，以及用于发出超声波信号和接收超声波反射信号，并将接收到的超声波反射信号反馈至信号处理单元7上。

本实施例的工作方式是：工作时，将第二座体3相对第一座体2翻转打开，然后将表面涂覆有聚四氟乙烯涂层的黑胶唱片200安装在唱片安装圆槽内，然后将第二座体3扣合在第一座体2上，此时黑胶唱片200与容置圆槽同轴心并位于磁流变液10的上方，接着径向驱动机构5带动超声拾音头6沿径向向外移动至与容置圆槽的外周缘对应；播放时，超声拾音头6产生竖直向上的磁场，使得容置圆槽内的磁流变液10在磁场作用下变形，并形成竖直向上的锥形的磁流变液唱针101，随着旋转驱动机构4和径向驱动机构5同步工作，磁流变液唱针101的尖端部嵌入声槽的初始位置，接着超声拾音头6产生超声波信号，超声波信号透过第一座体2后沿着磁流变液唱针101的引导传递至声槽内，利用磁流变液唱针101避免超声波信号溢出至相邻声槽而对信息读取产生干扰，接着声槽的槽底对超声波信号进行反射形成超声波反射信号，超声波反射信号沿着射出路径返回，被超声拾音头6接收，超声拾音头6将接收到的超声反射信号转化为电信号传递至信号处理单元7上，信号处理单元7对电信号进行放大处理后输出声音信号，实现声音的复现；随着旋转驱动机构4和径向驱动机构5的不断工作，使得磁流变液唱针101不断沿着声槽进行循迹，从而完成整个唱片的播放。

本实施例利用超声拾音头6使得磁流变液10产生一磁流变液唱针101与黑胶唱片200的声槽接触配合进行循迹，同时超声拾音头6通过超声波信号在磁流变液唱针101的引导下对声槽内的片纹进行信息读取，从而实现黑胶唱片200上声音的复现，相比于传统的唱针振动式读取方式，避免了拾音过程中的振动干扰，提高声音信息读取精度，播放音质更好，利于声音得到准确的还原；

本实施例利用磁流变液唱针101对超声波信号进行引导，提高超声波信号的传播速度，减少读取时间，降低读取延迟；

本实施例利用磁流变液10形成的磁流变液唱针101与黑胶唱片200的声槽进行接触配合，接触压力很小，使得摩擦作用极小，避免了唱针与唱片磨损造成的播放分辨率降低的问题，具有分辨率高的特点，保障收听体验感。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述超声拾音头6包括一用于励磁驱动磁流变液10变形的电磁线圈61、用于形成竖直向上磁感线和引导超声波信号竖直向上发射的导磁芯62、用于产生超声波信号和接收超声波反射信号的压电超声收发器63、一磁场屏蔽罩64；所述磁场屏蔽罩64的一端连接在径向驱动机构5上，所述电磁线圈61设于磁场屏蔽罩64内，所述压电超声收发器63设于磁场屏蔽罩64的另一端端部，所述压电超声收发器63与电磁线圈61同轴设置，所述导磁芯62的一端贴靠在电磁线圈61上，所述导磁芯62的另一端沿压电超声收发器63的轴线方向穿出。

实际使用时，电磁线圈61通电产生磁场，由于磁场屏蔽罩64的屏蔽作用，磁感线只能沿着导磁芯62的轴线方向竖直向上发出，驱动磁流变液10变形，从而使得磁流变液10形成有竖直向上且尖端嵌入声槽内的磁流变液唱针101，磁流变液唱针101形成后，压电超声收发器63经由导磁芯62发出竖直向上的的超声波信号，超声波信号穿过第一座体2后沿着磁流变液唱针101传递至声槽的底部，并被声槽的底部反射回形成超声波反射信号，超声波反射信号沿着磁流变液唱针101反射回压电超声收发器63上，压电超声收发器63接收到超声波反射信号，并超声波反射信号转化电信号，电信号经过信号处理单元7进行放大处理后播放出声音。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述径向驱动机构5包括一径向导轨51、一驱动螺杆52、一驱动滑块53、一第一伞齿轮54和一第二伞齿轮55；所述径向导轨51的一端转动连接在底板1上，并与旋转驱动机构4的输出端连接；所述驱动螺杆52的两端转动连接在径向导轨51上；所述驱动滑块53螺纹连接在驱动螺杆52上；所述第一伞齿轮54固定在底板1上；所述第二伞齿轮55固定套接在驱动螺杆52的一端并与第一伞齿轮54啮合；所述超声拾音头6固定在驱动滑块53上。

实际使用时，旋转驱动机构4同时带动径向驱动机构5和超声拾音头6转动，此时，由于第一伞齿轮54位置固定，第二伞齿轮55相对第一伞齿轮54转动，第二伞齿轮55带动驱动螺杆52转动，驱动螺杆52带动驱动滑块53沿着驱动螺杆52移动，驱动滑块53带动超声拾音头6移动，从而实现超声拾音头6沿着径向移动，以完成对整个黑胶唱片200中声音信息的读取。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述旋转驱动机构4包括一驱动电机41、一第一齿轮42和一第二齿轮43；所述驱动电机41固定在底板1上；所述第一齿轮42连接在驱动电机41的输出端上；所述第二齿轮43固定套接在径向导轨51一端的外壁上。

实际使用时，驱动电机41带动第一齿轮42转动，第一齿轮42带动第二齿轮43转动，第二齿轮43带动径向导轨51同步转动，径向导轨51通过驱动螺杆52和驱动滑块53同步带动超声拾音头6转动，从而实现超声拾音头6的周向运动，同时由于径向导轨51的转动，又会带动第二伞齿轮55相对第一伞齿轮54转动，从而在第一伞齿轮54和第二伞齿轮55配合下驱动螺杆52旋转，进而实现超声拾音头6的径向移动，如此通过同一个电机驱动，实现超声拾音头6的周向运动和径向移动同步进行，从而使得超声拾音头6的运行轨迹呈涡状，与声槽的形状相适配，从而实现磁流变液唱针101的精确循迹。

本实施例中，具体地，所述底板1的中心凸设有一安装柱，所述径向导轨51的一端设有一套环部，所述径向导轨51的套环部转动套接在安装柱的外壁上，所述第二齿轮43固定套接在套环部的外壁上，所述第一伞齿轮54同轴安装在安装柱上。如此设置，变液径向驱动机构5与旋转驱动机构4的安装和配合，实现两者的同步联动。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第二座体3相对的另一侧设有真空圆槽，所述真空圆槽的槽底均布有与唱片安装圆槽连通的真空吸孔，所述真空圆槽盖合有一真空盖8。本实施例中，具体地，唱片安装圆槽的槽底中心设有一定位柱，黑胶唱片200通过定位柱安装在唱片安装圆槽内，在真空盖8盖合在真空圆槽后，真空盖8与真空圆槽之间形成真空腔体，从而通过真空吸孔对唱片安装圆槽内的黑胶唱片200进行真空吸附，使得黑胶唱片200的刻录面保证平整，保证磁流变液唱针101与声槽的精确配合。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第一座体2通过四个支撑柱连接在底板1上，所述四个支撑柱分布于底板1的四个角位置上。如此设置，为旋转驱动机构4和径向驱动机构5提供安装空间。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高分辨率拾音器，其特征在于，适用于黑胶唱片(200)的播放，该黑胶唱片(200)刻录有涡状线声槽，声槽的截面呈U形，声槽的底部设置有记录声音的片纹；该黑胶唱片(200)表面上涂覆有具有疏油性的聚四氟乙烯涂层，该拾音器包括：

底板(1)、固定在底板(1)上方的第一座体(2)、铰接在第一座体(2)上的第二座体(3)、设于底板(1)与第一座体(2)之间的旋转驱动机构(4)、设于底板(1)与第一座体(2)之间的径向驱动机构(5)、设于径向驱动机构(5)输出端上的超声拾音头(6)、设于底板(1)上的信号处理单元(7)；

所述第一座体(2)设有容置圆槽；所述容置圆槽内储存有磁流变液(10)；所述第二座体(3)的一侧设有唱片安装圆槽；其中，在第二座体(3)扣合在第一座体(2)时，所述唱片安装圆槽与容置圆槽之间同轴，所述唱片安装圆槽的直径小于容置圆槽的直径；所述旋转驱动机构(4)用于带动超声拾音头(6)周向转动；所述径向驱动机构(5)与旋转驱动机构(4)的输出端连接，并用于带动超声拾音头(6)沿径向移动；所述超声拾音头(6)用于产生一竖直向上的磁场，使得磁流变液(10)形成一锥形的磁流变液唱针(101)，以及用于发出超声波信号和接收超声波反射信号，并将接收到的超声波反射信号反馈至信号处理单元(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种高分辨率拾音器，其特征在于，所述超声拾音头(6)包括一用于励磁驱动磁流变液(10)变形的电磁线圈(61)、用于形成竖直向上磁感线和引导超声波信号竖直向上发射的导磁芯(62)、用于产生超声波信号和接收超声波反射信号的压电超声收发器(63)、一磁场屏蔽罩(64)；所述磁场屏蔽罩(64)的一端连接在径向驱动机构(5)上，所述电磁线圈(61)设于磁场屏蔽罩(64)内，所述压电超声收发器(63)设于磁场屏蔽罩(64)的另一端端部，所述压电超声收发器(63)与电磁线圈(61)同轴设置，所述导磁芯(62)的一端贴靠在电磁线圈(61)上，所述导磁芯(62)的另一端沿压电超声收发器(63)的轴线方向穿出。

3.根据权利要求1所述的一种高分辨率拾音器，其特征在于，所述径向驱动机构(5)包括一径向导轨(51)、一驱动螺杆(52)、一驱动滑块(53)、一第一伞齿轮(54)和一第二伞齿轮(55)；所述径向导轨(51)的一端转动连接在底板(1)上，并与旋转驱动机构(4)的输出端连接；所述驱动螺杆(52)的两端转动连接在径向导轨(51)上；所述驱动滑块(53)螺纹连接在驱动螺杆(52)上；所述第一伞齿轮(54)固定在底板(1)上；所述第二伞齿轮(55)固定套接在驱动螺杆(52)的一端并与第一伞齿轮(54)啮合；所述超声拾音头(6)固定在驱动滑块(53)上。

4.根据权利要求3所述的一种高分辨率拾音器，其特征在于，所述旋转驱动机构(4)包括一驱动电机(41)、一第一齿轮(42)和一第二齿轮(43)；所述驱动电机(41)固定在底板(1)上；所述第一齿轮(42)连接在驱动电机(41)的输出端上；所述第二齿轮(43)固定套接在径向导轨(51)一端的外壁上。

5.根据权利要求4所述的一种高分辨率拾音器，其特征在于，所述底板(1)的中心凸设有一安装柱，所述径向导轨(51)的一端设有一套环部，所述径向导轨(51)的套环部转动套接在安装柱的外壁上，所述第二齿轮(43)固定套接在套环部的外壁上，所述第一伞齿轮(54)同轴安装在安装柱上。

6.根据权利要求1所述的一种高分辨率拾音器，其特征在于，所述第二座体(3)相对的另一侧设有真空圆槽，所述真空圆槽的槽底均布有与唱片安装圆槽连通的真空吸孔，所述真空圆槽盖合有一真空盖(8)。

7.根据权利要求1所述的一种高分辨率拾音器，其特征在于，所述第一座体(2)通过四个支撑柱连接在底板(1)上，所述四个支撑柱分布于底板(1)的四个角位置上。

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