DE1073762B - Tonabnehmer nach dem piezoelektrischen Prinzip zur gleichzeitigen Abtastung von Seiten- und Tiefenschrift - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Tonabnehmer nach dem piezoelektrischen Prinzip zur gleichzeitigen Abtastung von Seiten- und Tiefenschrift mittels eines einzigen Abtaststiftes unter Verwendung der Summen- und Differenzschaltung, wobei der Abtaststift über eine Hebelübersetzung mit zwei Kristallsystemen in Verbindung steht.

Es ist bekannt, in einer einzigen Rille Seiten- und Tiefenschrift aufzuzeichnen und beide Schriften gleichzeitig mit einem einzigen Abtaststift abzutasten. Diese Aufzeichnungsart kann bekanntlich zu stereofonischen Übertragungen benutzt werden.

Es ist eine Schaltungsanordnung für die getrennte Wiedergabe von zwei in derselben Rille eines Trägers eingeschnittenen Schallaufzeichnungen bekanntgeworden, bei welcher der in jedem Tonabnehmerkreis fließende Strom mit einem weiteren Stromkreis so gekoppelt ist, daß die in ihm unerwünschte, von der nicht zugehörenden Aufzeichnung herrührende Stromkomponente kompensiert ist. Die Kopplung wird hier über Transformatoren erreicht, was einen ziemlichen Schaltungsaufwand bedeutet.

Bekannt ist auch eine Lösung, die zur gleichzeitigen Abtastung von Seiten- und Tiefenschrift einen Tonabnehmer verwendet, der zwei einen gemeinsamen Anker enthaltende Systeme besitzt, die voneinander magnetisch, elektrisch oder mechanisch entkoppelt sind. Diese Entkopplung kann beispielsweise durch zwei aneinanderstoßende Kristalle erreicht werden, die zueinander eine solche Lage haben und insgesamt derartig gehaltert sind, daß die Biegungsbeanspruchung des einen Kristalls von der einen Tonspur aus und die Biegungsbeanspruchung des anderen Kristalls von der anderen Tonspur aus erfolgt. Es werden in diesem Falle beide Kristalle auf Biegung beansprucht, d. h., die der Tiefenschrift entsprechende Auf- und Abbewegung des Abtaststiftes muß erst in eine Biegebewegung umgeformt werden, wozu ein besonderes Hebelsystem od. dgl. notwendig ist.

Weiterhin ist ein Tonabnehmer zur gleichzeitigen Abtastung von Seiten- und Tiefenschrift mit einem einzigen Abtaststift bekanntgeworden, bei dem zwei Kristallsysteme dadurch mechanisch entkoppelt sind, daß die Nadel mit den beiden Systemen über Körper gekoppelt ist, die in der einen Richtung eine geringe Nachgiebigkeit und senkrecht dazu eine größere Nachgiebigkeit besitzen. Hierbei besteht wenigstens «.Voss des beiden Körper aus nachgiebigem Kunststoff, dessen Abmessungen in den beiden den Schwingungsrichtungen entsprechenden, senkrecht zueinander liegenden Richtungen derart verschieden sind, daß die Nachgiebigkeit in der einen Richtung wesentlich größer ist als in der anderen Richtung. Die Kristallsysteme sind hierbei zwei Biegeschwinger, die derart

Tonabnehmer

nach dem piezoelektrischen Prinzip
zur gleichzeitigen Abtastung
von Seiten- und Tiefenschrift

Anmelder:

Deutsche Grammophon

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Hamburg, Harvestehuder Weg 1-4

Dipl.-Ing. Hermann Mahr

und Dipl.-Phys. Peter Niemann, Hannover,

sind als Erfinder genannt worden

angeordnet sind, daß ihre Schwingungsebenen aufeinander senkrecht stehen. Um eine einwandfreie Entkopplung beider Systeme zu erreichen, müßten die Körper aus nachgiebigem Kunststoff in der einen Richtung überhaupt keine Nachgiebigkeit besitzen und in der anderen Richtung völlig starr sein, was in der Praxis nicht zu erreichen ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung von Kristallsystemen, die es ermöglichen,, eine gleichmäßige Empfindlichkeit bei hoher Ausgangsspannung für beide Kanäle zu erhalten. Gleichzeitig wird ein einfacher und billiger Aufbau und eine gute Entkopplung beider Systeme angestrebt.

Diese wird gemäß der Erfindung bei einem Tonabnehmer der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß zwischen den Kristallen elektrisch unterteilte Beläge vorgesehen sind, die mit auf der Oberfläche der Kristalle angeordneten Belägen derart zusammengeschaltet sind, daß jeweils zwischen einem mittleren Teilbelag und den Außenbelägen die Summe und die Differenz der an den Kristallen abzunehmenden elektrischen Spannungen, die den beiden Schallschriftaufzeichnungen entsprechen, entstehen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Abtaststift in seiner Verlängerung T-förmig mit einem waagerechten Stab verbunden ist, dessen Enden jeweils mit einer Schmalseite je eines an der gegenüberliegenden Seite eingespannten,

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senkrecht zur Hauptachse geschnittenen Kristalls verbunden sind.

Ein besonders robuster Aufbau läßt sich gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in der Weise erreichen, daß vier Kristalle zu einem an einem Ende fest eingespannten Block, beispielsweise durch Kleben, vereinigt sind und am anderen Ende der Abtaststift derart angebracht ist, daß die Tiefenschrift Biegung und die Seltenschrift Torsion des Blockes hervorruft.

Es ist zweckmäßig, die Zusammenschaltung der Metallbeläge derart vorzunehmen, daß alle äußeren Beläge geerdet sind und die Spannungsabnahme an den inneren Belägen erfolgt. Hierdurch werden störende Brummerscheinungen vermieden.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung benutzt Kristalle in Form eines sogenannten Sattelschwingers. Beispielsweise sind bei einem längs einer Diagonalen starr eingespannten Kristall längs dieser Diagonalen unterteilte Beläge vorgesehen, und an den beiden nicht eingespannten Ecken sind die Enden des Querbalkens eines T-Stückes, dessen Fuß den Abtaststift enthält, derart befestigt, daß über dem Querbalken des T-Stückes Raum für die Verbiegung des Kristalls verbleibt.

Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß parallel zur Hauptachse geschnittene Kristalle mit parallelen Polarisatipnsrichtungen vorgesehen sind und der zwischen diesen Kristallen angeordnete leitende Belag in Längsrichtung unterteilt ist, wobei jeder dieser Teilbeläge sowie die äußeren Beläge mit getrennten Anschlußklemmen versehen sind.

Dagegen ist ein Kristallabtaster für Seitenschrift allein häufig folgendermaßen aufgebaut: Man nimmt zwei diagonal zur Hauptachse geschnittene Kristalle gekreuzter Polarisationsrichtungen und klebt sie unter Zwischenlage eines Metallbelages zusammen. Die freien Oberflächen werden ebenfalls mit Metallbelägen versehen. Die äußeren Metallbeläge werden zusammengefügt und geerdet; der innere Belag wird herausgeführt, und an ihm wird gegen Erde die Spannung abgenommen. Eine der beiden Seitenflächen mit kleinstem Flächeninhalt wird fest eingespannt, an der anderen wird über eine Zunge (Hebelübersetzung) der Saphir angebracht.

An Hand der Figuren sind im folgenden Ausführungsbeispiele und weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert.

In Fig. 1 bildet der Abtaststift Z mit einem Querbalken Y ein T-förmiges Stück. Die Enden der Balken des T-Stückes sind mit den Enden einseitig eingespannter Kristalle X verbunden. Die Pfeile L geben die Bewegung des Abtaststiftes bei Seitenschrift (Lateralbeanspruchung), die Pfeile V bei Tiefenschrift (Vertikalbeanspruchung) an. Die Pfeile A zeigen die Richtung der möglichen Hauptachsen der Kristalle. Die beiden orthogonal zur Hauptachse geschnittenen Kristalle X sind senkrecht aufgehängt und oben fest eingespannt. Infolge der Bewegung des Abtaststiftes Z in Richtung der Pfeile L und V werden die Kristalle X gestaucht und gelängt. Auf den zur Zeichenebene parallelen Oberflächen sind Metallbeläge angeordnet. Zwei Beläge werden miteinander verbunden und geerdet, an den beiden anderen werden die Tonfrequenzspaniiungen abgegriffen. Je nachdem, ob die beiden Kristalle parallel oder senkrecht zueinander polarisiert sind und welche Beläge miteinander verbunden werden, entspricht die Summe der an jedem Kristall abzunehmenden Spannungen der Seiten- oder Tiefenschrift, die Differenz der beiden Spannungen entspricht dann jeweils dem anderen Aufzeichnungskanal. Auf die Schaltung der elektrischen Beläge wird weiter unten nochmals eingegangen werden.

Fig. 2 a zeigt einen aus zwei Biegeschwingern bestehenden Abtaster in Vorderansicht, während Fig. 2 b die Draufsicht zeigt. Mit W sind hierbei die elektrischen Beläge bezeichnet. Die übrigen Bezeichnungen entsprechen den bei der Beschreibung von Fig. 1 verwendeten.

ίο Fig. 3 a zeigt die Vorderansicht, Fig. 3 b die Draufsicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Hierbei sind vier Kristalle X durch Kleben zu einem Block miteinander verbunden, der einseitig fest eingespannt ist, während am anderen Ende an einer Schiene die Zunge mit dem Abtaststift Z angeordnet ist. Die strichpunktierten Pfeile^? geben wieder diemöglichen Richtungen der Hauptachsen der Kristalle X an. Es ist zweckmäßig, alle äußeren Beläge zusammenzuführen und zu erden, während die Spannungen an den inneren Belägen abgenommen werden.

Die Zusammenschaltung der Beläge kann nach allen Möglichkeiten der Fig. 8 a bis 8e bzw. 9 a bis 9e vorgenommen werden, wobei die zu wählenden Polarisationsrichtungen der Kristalle von der Wahl der Schaltung abhängen, bzw. umgekehrt.

In Fig. 4 a und 4 b ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei sind nur zwei Kristalle X aufeinander angeordnet. Die elektrischen Beläge W sind in Längsrichtung unterteilt, so daß auf jeder Deckfläche zwei parallele Streifen von elektrischen Belägen angeordnet sind. Die Kristalle sind an einem Ende eingespannt, während am anderen Ende die Zunge mit dem Abtaststift Z angebracht ist. Fig. 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel die Verwendung eines sogenannten Sattelschwingers. Hierbei skid zwei Kristalle X miteinander verklebt und derart geschnitten, daß ihre Hauptachsen diagonal verlaufen. Außer der Einspannung am hinteren Ende ist noch eine Einspannung vorn in der Mitte zwischen den Spitzen 5" vorgesehen. Aus der Draufsicht Fig. 5 b ist der diagonale Verlauf der möglichen Hauptachsen A ersichtlich. Die mögliche Schaltung der Beläge ist weiter unten angegeben.

In Fig. 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines Sattelschwingers angegeben. Hierbei ist längs einer Diagonalen eine starre Einspannung mit Hilfe der Balken P vorgesehen. Längs dieser Diagonalen sind unterteilte Metallbeläge W angeordnet, die beispielsweise gemäß Fig. 8 c und 9 c geschaltet werden können. An den beiden nicht eingespannten Ecken der Kristalle sind die Enden eines T-Stückes derart angebracht, daß zwischen dem waagerechten Teil des T-Stückes und dem darüberliegenden Kristall genügend Raum verbleibt, um eine Verbiegung des Kristalls zu ermöglichen. An der Spitze des T-Stückes Y sitzt in der bereits beschriebenen Weise ein Abtaststift Z.

Im folgenden sind an Hand der Fig. 8 a bis 8f die Spannungsverhältnisse bei den verschiedenen Ausführungsformen der Anordnungen der elektrischen Beläge für Vertikalbeanspruchung dargestellt. Die Fig. 9 a bis 9f zeigen die entsprechenden Verhältnisse bei Lateralbeanspruchung. Die Schraffierung der Kristalle gibt hierbei die Achsrichtung an. Dies ist an Hand von Fig. 7 erläutert.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Tonabnehmer nach dem piezoelektrischen

Prinzip zur gleichzeitigen Abtastung von Seiten- und Tiefenschrift mittels eines einzigen Abtast-

■Stiftes unter Verwendung der Summen- und Differenzschaltung, wobei der Abtaststift über eine Hebelübersetzung mit zwei Kristallsystemen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kristallen elektrisch unterteilte Beläge vorgesehen sind, die mit auf der Oberfläche der Kristalle angeordneten Belägen derart zusammengeschaltet sind, daß jeweils zwischen einem mittleren Teilbelag und den Außenbelägen die Summe und die Differenz der an den Kristallen abzunehmenden elektrischen Spannungen, die den beiden Schallschriftaufzeichnungen entsprechen, entstehen.

2. Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaststift in seiner Verlängerung T-förmig mit einem waagerechten Stab verbunden ist, dessen Enden jeweils mit einer Schmalseite je eines an der gegenüberliegenden Seite eingespannten, senkrecht zur Hauptachse geschnittenen Kristalls verbunden sind.

3. Tonabnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier Kristalle zu einem an einem Ende fest eingespannten Block, beispielsweise durch Kleben, vereinigt sind und am anderen Ende der Abtaststift derart angebracht ist, daß die Tiefenschrift Biegung und die Seitenschrift Torsion des Blockes hervorrufen.

4. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle äußeren Beläge geerdet sind und die Spannungsabnahme an den inneren Belägen erfolgt.

5. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur zwei übereinandergeklebte Kristalle vorgesehen sind, deren Beläge unterteilt sind.

6. Tonabnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptachsen der Kristalle diagonal verlaufen und neben der Einspannung an der hinteren Schmalseite eine weitere Einspannung in der Mitte der vorderen Schmalseite vorgesehen ist und daß der Antrieb durch den Abtaststift nach Art eines sogenannten Sattelschwingers erfolgt.

7. Tonabnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine starre Einspannung längs einer Diagonalen vorgesehen ist, während an den beiden freien Ecken die Enden eines T-Stückes, das mit dem Abtaststift verbunden ist, befestigt sind.

8. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Hauptachse geschnittene Kristalle mit parallelen Polarisationsrichtungen vorgesehen sind und der zwischen diesen Kristallen angeordnete leitende Belag in Längsrichtung unterteilt ist, wobei jeder dieser Teilbeläge sowie die äußeren Beläge mit getrennten Anschlußklemmen versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 675 787, 816 311;
deutsche Auslegeschrift T 11092 VIIId/42 g (bekanntgemacht am 13. 12. 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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