DE1027897B

DE1027897B - Method and device for needle-tone recording

Info

Publication number: DE1027897B
Application number: DET7235A
Authority: DE
Inventors: Horst Redlich
Original assignee: TELDEC Telefunken Decca Schallplatten GmbH
Current assignee: TELDEC Telefunken Decca Schallplatten GmbH
Priority date: 1953-01-09
Filing date: 1953-01-09
Publication date: 1958-04-10

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft die Auf zeichnung von Schall· ereignissen nach dem Nadeltonverfahren mit Seitenschrift. Diese erfolgt bei den bekannten und üblichen Schneideinrichtungen mit Hilfe eines Schneidstichels, unter dem der Aufzeichnungsträger, vorzugsweise eine sich drehende Platte, mit gleichförmiger Geschwindigkeit vorbeibewegt wird. Der Schreibstichel wird entsprechend dem jeweils aufzuzeichnenden Schalldruck, gegebenenfalls unter Berücksichtigung von frequenz- oder amplitudenabhängigen Korrekturen, seitlich abgelenkt und schneidet eine im wesentlichen wellenllnienförmige Schallrille in den Aufzeichnungsträger.The invention relates to the recording of sound events using the needle-tone method with page writing. This is done with the known and customary cutting devices with the help of a cutting stylus, below which the record carrier, preferably a rotating disk, at a uniform speed is moved past. The stylus is set according to the sound pressure to be recorded, if necessary, taking into account frequency or amplitude-dependent corrections, deflected laterally and intersects a substantially wavy line Sound groove in the recording medium.

Der Schneidstichel hat in seiner üblichen Form als Querschnitt ein stumpfwinkliges gleichseitiges Dreieck, dessen Höhe in die Bewegungsrichtung des Schallaufzeichnungsträgers weist. Infolgedessen hängt die Breite der von ihm geschnittenen Schallrille von der jeweiligen Schnelle der seitlich gerichteten Schneidstichelbewegung ab; sie ist um so geringer, je größer die Schnelle ist, und am größten, wenn die Schnelle den Wert Null hat, der Schneidstichel also ruht oder sich im Umkehrpunkt einer hin- und hergehenden Bewegung befindet.The cutting stylus in its usual shape has an obtuse-angled equilateral triangle as a cross-section, whose height points in the direction of movement of the sound recording medium. As a result, hangs the width of the sound groove cut by it from the respective speed of the laterally directed Cutting stylus movement from; the greater the speed, the less it is, and greatest when the Fast has the value zero, i.e. the cutting stylus is at rest or at the point of reversal of a reciprocating Movement is located.

Da man zum Abtasten der Schallaufzeichnung für die Wiedergabe derselben eine Nadel mit kreisrundem Querschnitt und kugelförmig abgerundeter Spitze verwendet, ergeben sich aus der ungleichmäßigen Breite der Schallrillen Schwierigkeiten und Nachteile. Die Abtastnadel, welche von den Seitenwänden der Schallrille geführt wird, erfährt dort, wo die Schallrille schmaler wird, eine Auslenkung nach oben, die bei den meisten Tonabnehmern eine zusätzliche elektrische Spannung hervorruft, welche die Wiedergabe verzerrt. Außerdem wird die Schallplatte an dieser Stelle stärker abgenutzt und der Antriebsmotor stärker gebremst. Die Wahl einer dünneren Nadel, die auch die schmälste Stelle der Schallrille ohne Anhebung zu passieren vermag, hätte zur Folge, daß diese an den breiteren Stellen nicht mehr sicher von den Seitenflächen der Schallrille geführt würde, was ebenfalls Verzerrungen der Wiedergabe zur Folge hat. Der Beseitigung oder Verringerung dieser Abtastverzerrungen muß ein um so größeres Gewicht beigemessen werden, als man bestrebt ist, Verzerrungen bei der Schallaufnahme auf ein Mindestmaß zu beschränken; diese Bemühungen werden vereitelt, wenn durch Vorgänge bei der Abtastung eine noch so sauber aufgenommene Schallaufzeichnung verzerrt wiedergegeben wird.Since you have to scan the sound recording for playback of the same a needle with a circular Cross-section and spherical rounded tip used, result from the uneven width the sound grooves difficulties and disadvantages. The stylus, which protrudes from the side walls of the sound groove is guided, experiences an upward deflection where the sound groove becomes narrower, which at most pickups cause an additional electrical voltage, which distorts the reproduction. In addition, the record is worn out more at this point and the drive motor is braked more strongly. Choosing a thinner needle that also covers the narrowest part of the sound groove without raising it can happen, would have the consequence that this is no longer safe from the side surfaces in the wider areas the sound groove would be guided, which also causes distortion of the reproduction. The elimination or reduction of these scan distortions must be given all the greater weight when trying to keep distortion in sound pickup to a minimum; These efforts are thwarted if processes during the scanning process, however cleanly recorded, are Sound recording is played back distorted.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, an Stelle des üblichen Schneidstichels eine senkrecht stehende geheizte Nadel zu benutzen, deren Schneidspitze rotationssymmetrisch ausgebildet ist und dem Rillenprofil entspricht. Gemäß einer Weiterbildung dieses Vor-Verfahren und Einrichtung
zur NadeltonaufzeichnungIt has already been proposed to use a vertical, heated needle instead of the usual cutting stylus, the cutting tip of which is designed to be rotationally symmetrical and corresponds to the groove profile. According to a further development of this preliminary method and device
for needle tone recording

Anmelder:Applicant:

Teldec Telefunken Decca SchallplattenTeldec Telefunken Decca records

G.m.b.H.,
Hamburg 19, Heussweg 25GmbH,
Hamburg 19, Heussweg 25

Horst Redlich, Berlin-Steglitz,
ist als Erfinder genannt wordenHorst Redlich, Berlin-Steglitz,
has been named as the inventor

Schlages werden die Schallplatten wie bisher mit einemAs before, the records will be hit with a

so Schneidstichel geschnitten und mit der beheizten Nadel nachträglich bearbeitet, so daß eine Schallrille von gleichbleibender Breite entsteht. Um bei der Verwendung des spanabhebenden Schneidstichels in der bisherigen Form bleiben zu können und trotzdem ohne nachträgliche Bearbeitung eine Schallrille von gleichbleibender Breite zu erhalten, ist das im folgenden beschriebene neue Verfahren erfunden worden.so cutting stylus cut and heated with the Needle processed afterwards, so that a sound groove of constant width is created. To when using of the cutting stylus to be able to stay in the previous form and still without Subsequent processing to obtain a sound groove of constant width is what follows new procedures described have been invented.

Gemäß der Erfindung wird der Bewegung des zur Herstellung einer Schallaufzeichnung mit Seitenschrift dienenden Schneidstichels eine seitliche Auslenkung mit Überhörfrequenz überlagert, deren Amplitude proi^ortional zur Beschleunigung (Schnelle) der dem Schall entsprechenden Auslenkung des Schneidstichels und so groß bemessen und deren Frequenz so hoch ist, daß eine wenigstens annähernd gleichmäßig breite Schallrille geschnitten wird, die lediglich dem aufzuzeichnenden Schall entspricht.According to the invention, the movement of the to produce a sound recording with page writing serving cutting stylus superimposed a lateral deflection with overhearing frequency, the amplitude of which proi ^ ortional to the acceleration (speed) of the deflection of the cutting stylus corresponding to the sound and dimensioned so large and the frequency of which is so high that one is at least approximately uniformly wide Sound groove is cut, which corresponds only to the sound to be recorded.

Für andere Zwecke ist es bereits bekannt, daß bei der Tonaufzeichnung auf Schallplatten der Schneidstichel zusätzliche überhörfrequente Schwingungen ausführt. Bei dem einen bekannten Verfahren dieser Art modulieren die Schallschwingungen die überhörfrequenten Schwingungen, damit das Rauschen beseitigt ist (deutsche Patentschrift 483 542). Bei dem anderen Verfahren werden die überhörfrequenten Schwingungen den Schallschwingungen überlagert (USA.-Patentschrift 2 337 958). Aus diesen überhörfrequenten Schwingungen wird bei der Wiedergabe eine Regelspannung gewonnen, die die bei einer Übersteuerung auftretenden Verzerrungen ausgleichen, soll. Bei beiden Verfahren muß bei der Wiedergabe der Schallplatte die Abtastnadel den eingeschnittenen überhörfrequenten Schwingungen folgen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren trifft dies jedoch nicht zu,For other purposes it is already known to use the cutting stylus when recording sound on records carries out additional overhearing-frequency vibrations. In the one known method this Art modulate the sound vibrations the overhearing-frequency vibrations so that the noise is eliminated is (German Patent 483 542). In the other method, the overhearing frequencies are Vibrations superimposed on the sound vibrations (US Pat. No. 2,337,958). From these overhearing frequencies When playing back vibrations, a control voltage is obtained, which is the case with overdriving to compensate for occurring distortions. With both methods, the Record the stylus to follow the incised, overhearing-frequency vibrations. When the invention However, this does not apply to the procedure

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weil die Frequenz der überhörfrequenten Schwingungen so hoch bemessen ist, daß lediglich eine Verbreiterung der dem Schall entsprechenden Rille an den erforderlichen Stellen auftritt.because the frequency of the overhearing-frequency vibrations is so high that only a broadening the groove corresponding to the sound occurs in the required places.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in welcher dieTo further explain the invention, reference is made to the drawing, in which the

Abb. 1 und 2 das Aussehen einer Schallrille vor und nach Anwendung der Erfindung und dieFig. 1 and 2 the appearance of a sound groove before and after application of the invention and the

Abb. 3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung nach der Erfindung zeigen.Fig. 3 shows a schematic representation of a device according to the invention.

In Abb. 1 bedeutet 1 die Draufsicht auf eine Schallrille, die mittels eines Schneidstichels 2 in üblicher Weise geschnitten worden ist; der Schneidstichel 2 ist in verschiedenen Lagen zur Schallrille eingezeichnet. Die Schallrille ist dort am breitesten, wo dem Schneidstichel die Beschleunigung Null erteilt wird, also an den Umkehrstellen des wellenförmigen Aufzeichnungsweges oder in der Ruhelage des Schneidstichels. Man sieht ferner, daß der Verlauf der rechten Kante der Schall rille an und in der Nähe der Umkehrstelle von der gestrichelt eingezeichneten Sinuskurve 3 abweicht, was zu einer verzerrten Wiedergabe Anlaß gibt. Mit α und b sind Querschnitte durch die Schallrille an den daneben befindlichen Stellen bezeichnet, welche ebenfalls die Unterschiede der Schallrillenbreite erkennen lassen. In Fig. 1, 1 denotes the plan view of a sound groove which has been cut by means of a cutting stylus 2 in the usual manner; the cutting stylus 2 is shown in different positions relative to the sound groove. The sound groove is widest where the cutting stylus is given zero acceleration, i.e. at the reversal points of the wave-shaped recording path or in the rest position of the cutting stylus. It can also be seen that the course of the right edge of the sound groove at and near the reversal point deviates from the sine curve 3 shown in dashed lines, which gives rise to a distorted reproduction. Cross-sections through the sound groove at the adjacent points are designated with α and b, which also reveal the differences in the sound groove width.

Bei der Abtastung einer Nadeltonaufzeichnung mittels einer Abtastnadel ist es erforderlich, daß die Nadel von den beiden Flanken der Schallrille geführt wird, weil sonst Verzerrungen bzw. Rauschstörungen entstehen. In Abb. 1 sind mit 4, 4', 4" die Durchmesser angedeutet, die eine Abtastnadel haben müßte, um an der betreffenden Stelle dieser Forderung zu genügen. Wie man sieht, müßte dieser Durchmesser an jeder Stelle ein anderer sein, was natürlich praktisch undurchführbar ist. Wählt man den Durchmesser wie 1>ei 4 oder 4", so sieht man ohne weiteres, daß die Abtastnadel an der mit c bezeichneten engsten Stelle der Schallrille sich verklemmt bzw. nach oben gedrückt wird, was die obenerwähnten Nachteile mit sich bringt. Würde man hingegen den Durchmesser gleich 4' wählen, so daß die Abtastnadel auch durch die engste Stelle der Schallrille hmdurchschlupfen kann, so würde sie an den Stellen größerer Breite nur mangelhaft geführt werden bzw. auf dem unsauberen Grunde der Schallrille laufen und störende Nebengeräusche hervorbringen.When scanning a needle-tone recording by means of a scanning needle, it is necessary that the needle is guided by the two flanks of the sound groove, because otherwise distortions or noise disturbances arise. In Fig. 1, 4, 4 ', 4 "indicate the diameters that a stylus would have to have in order to meet this requirement at the relevant point. As you can see, this diameter would have to be different at each point, which is of course practical If the diameter is chosen as 1> ei 4 or 4 ", one can see without further ado that the stylus is jammed or pushed upwards at the narrowest point of the sound groove marked c , which has the disadvantages mentioned above . If, on the other hand, one were to choose a diameter equal to 4 ', so that the stylus can slip through the narrowest point of the sound groove, it would be poorly guided at the points of greater width or run on the unclean bottom of the sound groove and cause annoying background noises.

Gemäß der Erfindung wird der Schneidstichelbewegung, wie in Abb. 2 angedeutet, eine Zitterbewegung 5, z. B. in seitlicher Richtung, überlagert. Die Frequenz dieser Bewegung muß im Überhörbereich liegen und wird vorzugsweise zwischen 30 und 100 kHz gewählt. Es ist zweckmäßig, diese Frequenz wenigstens angenähert gleich einer im Überhörfrequenzbereich liegenden Eigenresonanzfrequenz des Schneidkopfes zu machen, weil sich dann die gewünschte zusätzliche Auslenkung mit dem geringsten Kraftaufwand bewerkstelligen läßt. Die Amplitude der überlagerten Zitterbewegung muß an jeder Stelle der dem Schneidstichel dort vom aufzuzeichnenden Schallereignis erteilten Beschleunigung oder Schnelle verhältnisgleich sein und so gewählt werden, daß sie wenigstens angenähert gleich dem Unterschied zwischen der ohne Zitterbewegung entstehenden Schallrillenbreite und der Schallrillenbreite bei der Beschleunigung· Null ist. Die Amplitude der Zitterbewegung wird also bei der Schnelle Null ebenfalls den Wert Null oder einen kleinen endlichen Wert haben und dort ihren größten Wert erreichen, wo auch die Beschleunigung am größten ist.According to the invention, the cutting stylus movement, as indicated in Fig. 2, is a trembling movement 5, e.g. B. in the lateral direction, superimposed. The frequency of this movement must be in the overhearing range and is preferably selected between 30 and 100 kHz. It is convenient to use this frequency at least approximately equal to a natural resonance frequency des lying in the overhearing frequency range To make the cutting head, because then the desired additional deflection with the slightest Can manage effort. The amplitude of the superimposed trembling movement must be at each point the acceleration or speed given to the stylus there by the sound event to be recorded be proportionate and chosen so that they are at least approximately equal to the difference between the width of the sound groove created without trembling movement and the sound groove width at acceleration is · zero. The amplitude of the trembling motion so at the speed zero also the value zero or a small finite value and achieve their greatest value there, wherever the acceleration is greatest.

In Abb. 3 ist in Form eines Blockschaltbildes eine zur Durchführung dieses Aufzeichnungsverfahrens geeignete Einrichtung dargestellt. Die von dem aufzuzeichnenden Schallereignis herrührende, beispielsweise von einem Mikrophon oder einem Magnettongerät gelieferte Niederfrequenzspannung wird in einem Niederfrequenzverstärker 6 verstärkt und der Antriebsspule 7 des Schneidkopfes 8 mit dem Schneidstichel 9 zugeführt. Um Verzerrungen zu verringernFig. 3 shows, in the form of a block diagram, a suitable method for carrying out this recording method Facility shown. The one resulting from the sound event to be recorded, for example Low-frequency voltage supplied by a microphone or a magnetic recorder is converted into a Low frequency amplifier 6 amplified and the drive coil 7 of the cutting head 8 with the cutting stylus 9 supplied. To reduce distortion

ίο oder die Bewegung des Schneidstichels zu dämpfen, ist der Schneidkopf in an sich bekannter Weise mit einer Gegenkopplungsspule 10 ausgestattet, in, der eine der jeweiligen Auslenkung verhältnisgleiche Spannung induziert wird, welche dem Eingang des Verstärkers 6 vorzugsweise über einen besonderen Verstärker 17 im Sinne einer Gegenkopplung zugeführt wird. Diese bisher bekannte Einrichtung wird nun zur Verwirklichung der Erfindung in der im folgenden beschriebenen Weise ergänzt. Die in der Gegenkopplungsspule erzeugte Spannung, die der Geschwindigkeitsamplitude des Schneidstichels verhältnisgleich ist, wird auf einem Nebenweg auch einer Modulationseinrichtung 11 zugeführt und steuert dort die Amplitude der von einem Generator 12 erzeugten Wechselspannung von der gewünschten Zitterfrequenz, z. B. 8OkHz. In der Modulationseinrichtung kann jede an sich bekannte Schaltung verwendet werden, die es gestattet, die Amplitude einer Wechselspannung mit einer anderen Spannung zu modulieren. Wegen seiner Einfachheit ist eine an sich bekannte Ringmodulatoranordnung mit vier in einem geschlossenen Viereck geschalteten Gleichrichtern 13 besonders zweckmäßig, denen die beiden Eingangsspannungen durch Übertrager 14.15 an den beiden Diagonalen des Vierecks zugeführt werden, während die modulierte Spannung von den Mittelpunkten der Übertrager abgegriffen wird. Diese modulierte Wechselspannung wird nun ebenfalls der Antriebsspule 7 zugeführt und veranlaßt dadurch die gewünschte Zitterbewegung des Schneidsticheis. Letztere induziert eine entsprechende Wechselspannung auch in der Gegenkopplungsspule 10. Um zu verhindern, daß diese in den Eingang des Verstärkers 6 und in das Modulationsgerät 11 gelangt, wird in die Gegenkopplungsleitung ein Sperrglied für die Zitterfrequenz eingeschaltet, das zweckmäßig als Tiefpaß 16 ausgebildet wird, der nur die Frequenzen des aufzuzeichnenden Schallereignisses durchläßt, für Schwingungen höherer Frequenz jedoch undurchlässig ist.ίο or to dampen the movement of the cutting stylus, the cutting head is equipped in a known manner with a negative feedback coil 10, in which one the respective deflection voltage is induced, which is the input of the amplifier 6 is preferably supplied via a special amplifier 17 in the sense of a negative feedback will. This previously known device is now described in the following to implement the invention Way added. The voltage generated in the negative feedback coil, that of the velocity amplitude of the cutting stylus is proportionate, is also fed to a modulation device 11 on a bypass path and controls the amplitude there the alternating voltage generated by a generator 12 of the desired dither frequency, e.g. B. 8OkHz. Any circuit known per se which allows the amplitude of an alternating voltage to be used can be used in the modulation device to modulate another voltage. Because of its simplicity, it is a known ring modulator arrangement with four rectifiers 13 connected in a closed square, particularly useful, which the two input voltages through transformer 14.15 on the two diagonals of the square while the modulated voltage is tapped from the centers of the transformers will. This modulated alternating voltage is now also fed to the drive coil 7 and initiated thereby the desired trembling movement of the cutting stitch. The latter induces a corresponding one AC voltage also in the negative feedback coil 10. To prevent this from being fed into the input of the Amplifier 6 and reaches the modulation device 11, a blocking element for is in the negative feedback line switched on the dither frequency, which is expediently designed as a low-pass filter 16, which only the frequencies of the sound event to be recorded lets through, but impermeable to vibrations of higher frequencies is.

In diesem Ausführungsbeispiel wird der in der Amplitude modulierte Wechselstrom, der die Zitterbewegung des Schneidstiftes hervorbringt, der Einfachheit halber der Antriebsspule 7 des Schneidkopfes zugeführt. Es ist aber auch möglich, für diesen Zweck eine besondere zusätzliche Antriebsspule vorzusehen. Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung der Zitterbewegung besteht in der Übertragung dieser Bewegung von einem mechanischen Vibrator, z. B. einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Schwinger auf den Schneidstichel, wobei die Schwingungsamplitude nach den vorhin erläuterten Gesichtspunkten mit der tonfrequenten Bewegung des Schneidsticbels in Einklang gebracht werden muß.In this exemplary embodiment, the alternating current, which is modulated in amplitude, is responsible for the trembling movement of the cutting pin, for the sake of simplicity the drive coil 7 of the cutting head fed. But it is also possible to provide a special additional drive coil for this purpose. Another possibility for generating the trembling movement consists in the transmission of this movement by a mechanical vibrator, e.g. B. a piezoelectric or magnetostrictive oscillator the cutting stylus, the oscillation amplitude according to the points of view explained above with the sound-frequency movement of the cutting stab must be reconciled.

Claims

Patent claims:

1. Method for needle-tone recording with sapphire writing using a cutting head with a cutting stylus, the cross-section of which deviates from the circular shape and one Overhearing-freqtiente trembling movement in addition ζπτ

Moves according to the sound to be recorded, characterized in that the Amplitude of the trembling motion proportional to the acceleration of the one corresponding to the sound Deflection of the cutting stylus and dimensioned so large and the frequency of the trembling movement so is high that an at least approximately uniformly wide sound groove is cut, which only corresponds to the sound to be recorded.

2. The method according to claim 1, characterized in that that to generate the trembling movement of a drive coil of the cutting head, an overhearing frequency AC current of appropriate frequency and amplitude is supplied.

3. The method according to claim 2, characterized in that the generation of a laterally directed Trembling movement specific overhearing frequency alternating voltage of the to be recorded The corresponding auditory frequency alternating voltage is superimposed on the sound event.

4. The method according to claim 1, characterized in that the frequency of the overhearing frequencies Tremble movement in the range between 30 and 100 kHz is selected.

5. The method according to claim 4, characterized in that the frequency of the overhearing frequencies Trembling movement at least approximately equal to a mechanical natural frequency of the cutting stylus is chosen.

6. The method according to claim 2, characterized in that the overhearing-frequency alternating current supplied by a generator (12) and in a modulation device (11) according to the acceleration of the cutting stylus is modulated in amplitude.

7. Device for performing the method according to claim 1 and the following using a cutting head with a drive coil and a counter-coupling coil, characterized in that that the overhearing frequency voltage supplied by a generator (12) in a modulation device (11) with that of the Negative feedback coil (10) generated voltage is modulated in amplitude and the modulated overhearing frequency Voltage is supplied to the drive coil (7).

8. Device according to claim 7, characterized in that the voltage generated by the negative feedback coil (10) via e'in blocking member for the overhearing frequency, in particular via a low-pass filter (16), is removed.

9. Device according to claim 7, characterized in that the modulation device (11) is constructed as a ring modulator.

10. Device for carrying out a method according to claim 1, characterized in that that the trembling motion on the cutting stylus from a mechanical vibrator, especially one piezoelectric or magnetostrictive transducer.

Considered publications:
German Patent No. 483 542;
U.S. Patent Nos. 2,400,953, 2,337,958.

1 sheet of drawings