DE2159573C2

DE2159573C2 - Elektromagnetischer Stereo-Tonabnehmer

Info

Publication number: DE2159573C2
Application number: DE2159573A
Authority: DE
Inventors: Walter Oliver Laurel Hollow N.Y. Stanton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-07
Filing date: 1971-12-01
Publication date: 1982-04-29
Also published as: NL171317C; FR2116374A1; BE773904A; JPS5322841B1; DE2159573A1; NL7113232A; DK130670C; CA929865A; FR2116374B1; US3646279A; DK130670B; IT938613B; CH559404A5; NL171317B; GB1367651A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetijehen Stereo-Tonabnehmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem bekannten Stereo-Tonabnehmer (DE-OS 19 21927) sh.d neben den ersten und zweiten Polschuhen dritte und vierte Polschuhe vorgesehen, die jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Polschuh in einem Magnetkreis liegen. Bei einem etwas anders aufgebauten Stereo-Tonabnehmer (US-PS 28 64 897). ist neben den ersten und zweiten Polschuhen ein dritter gemeinsamer Polschuh vorgesehen, der von einem Schenkel eines dreischenkeligen Elements gebildet wird, während sich die beiden anderen Schenkel durch die Spulen erstrecken, deren Kerne bilden und in den ersten und zweiten Polschuhen enden. Dabei ist der die Schenkel verbindende Steg mit einem Pol des Dauermagneten verbunden, dessen anderer Pol mit dem einen Ende des Ankers in Verbindung steht Diese Ausführung hat u. a. den Nachteil eines verhältnis mäßig großen Bauvolumens. Die Zusammenfassung des dritten und des vierten P'olschuhes zu einem einzigen (dritten) Polschuh bei der erstgenannten Ausführung würde den Bauaufwand verringern und die Herstellungs- und Montagekosten senken, ohne die Nachteile der 7weitgenannten Ausführung in Kauf nehmen /u müssen Die dadurch ermöglichte sehr gedrängte Ausbildung erschwert jedoch eine einwandfreie Tren nung der Kanäle, erhöht also die Gefahr des Übersprechen«.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stereo Tonabnehmer der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art die Übefsprechneigung zwischen den Kanälen zu Verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Einschaltung eines Kondensators, der eine Kapazität von 13Ö bis 17OpF haben kann, ein Übersprechen insbesondere am Hochfrequenzende des Hörspektrums auf ein Mindestmaß verringert werden kann. Im übrigen Bereich des Hörspektrums kann ein Übersprechen dadurch verringert werden, daß die Schenke! der ersten und zweiten Polschuhe in bekannter Weise von einer einzelnen kurzgeschlossenen Windung aus einem elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Material umgeben wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Stereo-Tonabnehmers, wobei das auswechselbare Abtastsystem außerhalb des Gehäuses dargestellt ist,

F i g. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der is beiden Kunststoffteile, welche das Gehäuse des in ¹Mg-I gezeigten Tonabnehmers bilden,

F i g. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Einzelteile des Tonabnehmers,

Fig.4 einen Längsschnitt durch den Tonabnehmer entlang Linie 4-4 in Fig. 1, jedoch mit eingesetztem Abtastsystem.

F ι g. 5 einen Querschnitt entlang Linie 5-5 in Fig. 4.

F ig. 6 einen Querschnitt entlang Linie 6-6 in Fig. 4, Fig. 7 einen Querschnitt entlang Linie 7-7 in Fig.4. Fig. 8 einen Querschnitt entlang Linie 8-8 in Fig. 4,

Fig. 9 einen Querschnitt entlang Linie 9-9 in Fig. 4 und

Fig. 10 eine schv matische Darstellung der Über-

sprech-Kompensationsschaltung für den Tonabnehmer.

Der Tonabnehmer weist zwei magnetische Kreise auf, von denen jeder eine stromerzeugende Spule enthält, wobei Flußänderungen in den magnetischen Kreisen eine Spannung in der zugehörigen Spule

induzieren. Diese Änderungen des magnetischen Flusses rühren von der Bewegung des Abtastsystems her.

die dieses entsprechend den Konturen einer Schallplattenrille ausführt.

Es sei nun aul F i g. 1 Bezug genommen, in welcher der Tonabnehmer gezeigt ist. der ein allgemein mit 10 be/.'i.hnctes Gehäuse sowie eir auswechselbares Abiasts>stem 12 aufweist. Das Gehäuse 10 enthält das Wandlersystem mit den magnetischen Kreisen, welche elektrisch und magnetisch auf die Bewegung des Abtastsystems ansprechen, um einen stereophonischen Ausgang von zwei Kanälen /u erzeugen, die an Anschlußstiften am rückwärtigen Ende des Gehäuses abgenommen werden. Die magnetischen Kreise 15 und 15a sind schematisch in F ι g. 10 dargestellt und werden später im einzelnen beschrieben. Das Abtastsystem weist eine Nadel 14 auf. die mechanisch entsprechend dem Verlauf einer Schallplattenrille ausgelenkt wird, sowie einen Anker, der entsprechend der Bewegung der Abtastnadel 14 bewegt wird. Das Gehäuse ist von einem Mantel 13 umschlossen, der ars einem Material mit hoher Permeabilität besteht und entsprechende Öffnungen für den Durchtritt des Abtastsystems und der Anschlulislifle aufweist Der Mantel 13 schüt/t die magnetischen Kreise von Stretifeldern. welche sonst die Empfindlichkeit der Ausgange des Tonabnehmers ungünstig beeinflussen würden. Der Tonabnehmer wird durch einen nicht gezeigten Bügel am Tonarm eines Plattenspielers befestigt.

In Figi3 ist der Tonabnehmer mil dem Waridlersy* stern dargestellt. Der Tonabnehmer hat einen einfachen Aufbau mit einer möglichst geringen Anzahl von Teilen, die ohne Schwierigkeit zusammengebaut werden können. Daher besteht das Gehäuse des Tonabnehmers aus zwei Teilen, einem Unterteil 16 und einem Oberteil

Tonabnehmers werden die Kernschenkel 26 und 28 des Magnetkreiselements 22 von der Rückseite der Grundplatte 54 und 56 her in die Kanäle 58 und 60 20. Zwei Zwischenteile 18 und 19 dienen als Spulenkörper für die spannungserzeugenden Spulen des Wandlersystems und sie dienen ferner dazu, die verschiedenen anderen Einzelteile des Wandlersystems in ihrer richtigen Lage zueinander zu halten. Die Teile 16,18,19 und 20 des Gehäuses bestehen aus nichtmagnetischem Kunststoff, z. B. einem mittel- uder hochschlagfesten Polystyrol, und sind mit miteinander zusammenwirkenden, angegossenen Einrastelementen versehen, um den Zusanmenbau zu erleichtern.

Der Tonabnehmer enthält ferner ein Magnetkreiselement 22, das einen Steg 24 aufweist, von dem sich drei Schenkel 26, 28 und 30 im wesentlichen senkrecht erstrecken. Die beiden Schenkel 26 und 28 dienen als Kerne für die Spulen. Der dritte Schenkel 30 dient als Rückkeiirpfad für den Magnetfluß der beiden Magnetkreise.

Die Einzelheiten des Tonabnehmers werden später im einzelnen erläutert. Im Moment sei erwähnt, daß das Wandlersystem auch zwei Polglieder 32 und 34 enthält, die mit den Schenkeln 26 und 28 zusammenwirken. Jedes der Polglieder weist einen Schenkel 36 bzw. 38 auf und endet in einem Polschuh 40 bzw. 42. Die Polschuhe 40 und 42 erstrecken sich im wesentlichen quer zu der Ebene der zugehörigen Schenkel 36 bzw. 38. Das Magnetkreiselement 22 und die Polglieder 32 und 34 sind aus hochpermeablem Material wie Μμ-Metall.

Zusätzlich zu dem Magnetkreiselement 22 und den Polgliedern 32 und 34 enthält das Wandlersystem einen Dauermagneten 44, der als Kraftflußquelle für die magnetischen Kreise dient, sowie zwei Spulen 46 und 48. die in Fig. 3 vormontiert und bereits um die Spulenkörper der Zwischenteile 18 und 19 gewickelt dargestellt sind. Die Spulen 46 und 48 erzeugen die Ausgangssignale für den ersten und zweiten Kanal in Form von Spannungen, die in den Spulen aufgrund von Flußänderungen der zugehörigen Magnetkreise induziert werden. Anschlußstifte 50 erstrecken sich vom hinteren Ende jedes Zwischenteils nach hinten. Die Stifte 50a und 506 sind elektrisch mit den Enden der Spule 46 und die Stifte 50c und 50c/(nicht sichtbar) sind mit den Enden der Spule 48 verbunden. Die Stifte bilden den äußeren elektrischen Anschluß zur Abnahme der Ausgangsiignale. Ein Stift jedes Paa« es. im vorliegenden Fall die Stifte 50a und 50d ist geerdet, während der andere Stift jedes Paares das aktive Signal weiterleite;. Die geerdeten Stifte sind miteinander durch einen Erdungsleiter verbünde·', der auch mit dem Mantel 13 verbunden ist. und die aktiven Ausgangsstifte 50ö und SOc sind durch einen Kondensator 52 miteinander gekoppelt. Eine einzige, geschlossene Windung 53 aus elektrisch leitendem, nichtmagnetischem Material, wie z. B. Kupfer, ist unmittelbar vor den Spulen um die Polglieder 32 und 34 herum angeordnet. Die Windung 53 berührt die Schenkel 36. 38 beider Polgheder 32. 34 und erstreckt sich so weit nach außen, da" sie den Mantel 13 berührt, wodurch die Polglieder uher den Mantel 13 geerdet sind.

Wie weiter in Fig.3 gezeigt, weist jedes der Zwischenteile 18 und 19 eine Grundplatte54 bzw.56 auf, von welcher sich die Anschlußstifte 50 nach rückwärts und die Spulenkörper nach vorwärts erstrecken. Die Zwischenfeile 18 und 19 sind außerdem mit Längskanälen 58 bzw, 60 versehen, die sich durch die Spulenkörper hindurcherstrecken. Wirrend des Zusammenbaus des eingeschoben, die so dimensioniert sind, daß sie auch die Schenkel 36 und 38 der Polglieder 32 und 34 aufnehmen können, die von vorne her in die Kanäle 58 und 60 eingeführt werden. Die Abmessungen und die Querschnittsform der Kanäle 58 und 60 sind derart, daß die Schenkel 36 und 38 der Polglieder 32 und 34 mit magnetischer Kopplung an den Kernschenkeln 26 bzw. 28 anliegen.

Der zusammengebaute Tonabnehmer ist in F i g. 4 bis 8 dargestellt In Fig. 4 ist das auswechselbare Abtastsystem in der Betriebsstellung innerhalb des Tonabnehmers gezeigt. Die bogenförmigen Polschuhe 40 und 42 erstrecken sich über das vordere Ende der zugehörigen Zwischenteile 18 und 19 und sie werden in dieser Stellung durch Schultern 62 und 64 an den Zwischenteilen 18 und 19 unterstützt Die unteren Flächen der Zwischenteile 18 und 19 sind so ausgebildet, daß sie den Schenkel 30 des Magnetkreiselements 22 aufnehmen und halten können. Die Oberseite des Unterteils 16 weist eine Aussparung 66 auf. die den im Querschnitt bogenförmigen Schenkel 30 aufnehmen kann. In dem zusammengebauten "Gehäuse ist somit jeder Polteil vollständig von einem Kunststoffteil umgeben und von diesem festgehalten, ausgenommen natürlich in dem gemeinsamen Raum zwischen den Polschuhen. In gleicher Weise sind auch die Kernschenkel von Kunststoffteilen umgeben, wodurch jede Relativbewegung der Teile des Wandlersystems vermieden wird. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Länge des Flußpfadschenkels 30 etwas größer ist als diejenige der Kernschenkel 26 und 28. so daß. wenn die Kernschenkel 26 und 28 und die Polschenkel 32 und 34 in die Kanäle 58 und 60 eingeführt sind, die Polschuhe 40 und 42 mit dem Polschuh 68 am vorderen Ende des Schenkels 30 eine Öffnung begrenzen (siehe Fig. ?). welche mit der zur Einführung des Abtastsystems dienenden Öffnung im Gehäuse fluchtet.

Das Unterteil 16 des Gehäuses weist zwei Nuten 70 auf. die sich von der Vorderseite nach rückwärts erstrecken (siehe F ι g. 3). Auf jeder Seite des Oberteils 20 ist eine entsprechende Zunge 72 angeordnet, die in di" zugehörige Nut 70 einrasten kann, wie dies in F ι g. h gezeigt ist. In entsprechender Weise ist ein mit einer Nut versehener Schlitz 74 am rückwärtigen Ende des Oberteils 20 vorgesehen, in den eine Zunge 76 am rückwärtigen Ende des Unterteils 16 einrasten kann. Schließlich ist das Unterteil 16 mit einer in Längsrichtung verlaufenden Aussparung 78 versehen, die von der Vorderseite ausgeht.

An der Unterkante am vorderen Ende des Oberteils 20 ist cm Ausschnitt 80 vorgesehen, der mit der Aussparung 78 im Unterteil 16 einen Kanal begren/i. durch welchen das Abtastsystem eingeschoben werden kann Der Kanal fluchtet selbstverständlich auch mit der uurcn die Polschuhe begrenzten Öffnung, wenn das Wandlersystem in das Gehäuse eingebaut ist Die beiden Zwischenteile 18 und 19. das Oberteil 20 und das Unterteil 16 sind mit Anschlag und Anlageflächen 84 versehen, welche die richtige Lage des Wandlersystem; bei zusammenge' autem Tonabnehmer gewährleisten und ein Finrasien der Zwischenteile in das Ober und Unterteil ermöglichen. Eine Trennwand 86, die sich von der rückwärtigen Wand des Unterteil '6 nach innen erstreckt, dient ebenfalls dazu, die richtige Lage der Einzelteile des Tonabnehmers zu gewährleisten.

Wie insbesondere aus Fig.4 ersichtlich ist, weist das Oberteil 20 des Gehäuses an seinem vorderen Ende einen senkrecht nach unten sich erstreckenden Block 88

auf. Dieser Block 88 enthält einen rechteckigen Einschnitt 90 zur Aufnahme des Dauermagneten 44. Der Einschnitt 90 geht vom unteren Ende des Blocks 88 aus. Am unteren Ende 93 des Dauermagneten 44 ist ein rechteckiger Ausschnitt 92 (Fig.3) angebracht, durch welchen das Abtastsystem hindurchgeschoben werden kann.

Beim Zusammenbau wird zunächst der Dauermagnet 44 in den Ausschnitt 90 des Gehäuseoberteils 20 eingesetzt. Dann werden die Schenkel 26 und 28 des Magnetkreiselements 22 von hinten in die Kanäle 58 und 60 der Spulenkörper der Zwischenteile 18 und 19 eingeschoben, wobei der Flußpfadschenkel 30 des Elementes 22 unter den Zwischenteilen 18 und 19 zu liegen kommt. Und nun werden die Schenkel 36 und 38 der Polelemente 32 und 34 von vorne in die Kanäle 58 Und 60 geschoben, bis ihre Polschuhe 40 und 42 mit dem Polschuh 68 des Schenkels 30 in einer Ebene liegen. Wie vorher erwähnt, ist die Form der Kanäle 58 und 60 derart, daß eine magnetische Kopplung jedes Kernschenkels des magnetischen Elementes 22 mit den zugehörigen Polschenkeln gewährleistet ist.

Diese vormontierte Einheit, bestehend aus den Zwischenteilen 18 und 19 und den damit verbundenen Teilen des Wandlersystems, wird dann am Unterteil 16 befestigt, wobei die Anschlußstifte 50. die vorher mit den Enden der um die Spulenkerne gewickelten Spulen 46 und 48 verbunden wurden, sich durch entsprechende öffnungen 94 in der rückwärtigen Wand des Unterteils 16 erstrecken. Das Oberteil 20 wird dann aufgesetzt und mit dem Unterteil durch Einrasten der Zungen 72 und 76 in die Nuten 70 bzw. 74 verbunden. Damit ist das untere Ende 93 des Permanentmagneten 44 vor den Polschuhen 40, 42, 68 festgelegt, wobei die öffn-jng 92 mit dem von den Polschuhen begrenzten Raum fluchtet. Der Kondensator 52 wird dann mit den aktiven Ausgangsstiften der beiden Kanäle verbunden und der Mantel 13 wird über die Gehäuseteile gestülpt. Zu diesem Zweck ist die Oberseite des Mantels 13 offen, wie in F i g. 6 bis 9 gezeigt, und es ist ein Deckel 95 (F i g. 3) vorgesehen, um die Abschirmung der Magnetkreise zu vervollständigen. Der Deckel 95 besteht aus einem flachen Blech, das in zwei Rillen 97 und 99 auf gegenüberliegenden Seiten der Oberfläche des Oberteils 20 eingeschoben werden kann.

Wie vorher erwähnt, enthält das in dem Gehäuse angeordnete Wandlersystem drei im Dreieck angeordnete Polschuhe. Der Polschuh 40. der Polschenkel 36. der Kernschenkel 26. der Steg 24. der Flußpfadschenkel 30 und der Polschuh 68 bilden einen Magnetkreis und der Polschuh 42. der Polschenkel 38. der Kernschenkel 28. der Steg 24. der Flußpfadschenkel 30 und der Polschuh 68 bilden den zweiten Magnetkreis. Es ist ersichtlich, daß der Polschuh 68. der Flußpfadschenkel 30 und der Steg 24 beiden Magnetkreisen gemeinsam sind. Änderungen im Kraftfluß des ersten Magnetkreises bewirken, daß in der Spule 46 ein Strom induziert wird und Änderungen im Kraftfluß des anderen Magnetkreises bewirken einen Induktionsstrom in der Spule 48. Da sich die Kraftlinien der beiden Magnetkreise über den gemeinsamen Zwischenraum zwischen den Polschuhen erstrecken, wird der Kraftfluß in jedem Magnetkreis abhängig sein von der Lage eines Ankers aus magnetischem Material, der sich innerhalb des gemeinsamen Raumes zu den Poischuhen hin und von diesen wegbewegt.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, nimmt das Gehäuse das Abtastsystem mit dem Anker % auf. Der Anker 96 besteht aus einem Rohr aus magfietischem Material mil hoher Permeabilität und ist in einem Rohr 98 aus nichlmagnetischem Material gelagert, das in den gemeinsamen Raum zwischen den Polschuhen eingeschoben werden kann, Die Abtastnadel 14 ist durch einen Nadelträger 102 mit dem Anker 96 verbunden. Der Eisenanker 96 ist an seinem der Abtastnadel 14 zugewandten Ende 106 miilels eines Gummiringes 104

to in dem Rohr 98 gelagert, so daß das gesamte Abtastsystem, bestehend aus der Abtastnadel 14, dem Nadelträger 102 und dem Eisenanker 96, entsprechend den Modulationen der Wände der Schallplatlenrille schwingen kann, wobei der Ring 104 einen Drehpunkt am Ende 106 des Ankers % bildet. Da dieses Ende 106 am Drehpunkl liegt, bleibt es im wesentlichen stationär, auch wenn die Abtastnadel 14 in Schwingungen versetzt wird. Das andere Ende 108 des Ankers 96 erstreckt sich durch den von den Polschuhen 40,42 und 68 umgrenzten

μ Raum und dient dazu, die Magnetkreise zu komplettieren, von denen diese Polschuhe ein Teil bilden.

Die magnetomotorische Kraft für die Magnetkreise wird von dem Dauermagneten 44 geliefert, dessen unteres Ende 93 magnetisch mit dem Ende 106 des Ankers 96 derart gekoppelt ist, daß keine nennenswerte Relativbewegung zwischen dem Ankerende 106 und dem Dauermagneten 44 erfolgt. Der Grad der magnetischen Sättigung des Ankers ist daher unabhängig vor der Lage des Ankers relativ zu den Poischuhen.

Das andere Ende 108 des Ankers bewegt sich jedoch zu den Polschuhen 40, 42 hin oder von diesen weg. entsprechend den Wellen der Schallplattenrille, wodurch der Kraftfluß durch die magnetischen Kreise, denen diese Polschuhe angehören, verstärkt oder verringert wird, was zu einer Veränderung der in den Spulen 46 und 48 induzierten Spannung führt, welche den Wellen der Schallplattenrille entspricht.

Wie vorher erwähnt, bewirkt die Relativbewegung des Ankers zu einem der Polschuhe, daß in der zugehörigen Spule ein Signal induziert wird. Da jedoch beide Spulen sehr eng nebeneinander angeordnet sind, so ist eine magnetische Induktionskopplung zwischen diesen beiden unvermeidlich, mit dem Ergebnis, daß. wenn ein Verbraucher, z. B. ein Vorverstärker, an einen der Kanäle angeschlossen ist, die Veränderung des Signals in diesem Kanal ein Ausgangssignal im anderen Kanal erzeugt, was als Übersprechen bezeichnet wird. Um dieses Übersprechen zu kompensieren, ist der Kondensator 52 zwischen den Spulen angeordnet, und außerdem ist eine Induktivität zur elektromagnetischen Kopplung der Magnetkreise vorgesehen. In der Praxis hat sich ein Kondensator mit einer Kapazität zv-^:schen 130 und 170 pF als ausreichend erwiesen, um ein Übersprechen insbesondere am Hochfrequenzende des Hörspektrums auf ein Mindestmaß zu verringern.

Die Induktivität wird von der Windung 53 gebildet, weiche die Polschuhe erdet und elektromagnetisch zwischen den Magnetkreisen gekoppelt ist Zusätzlich wird durch die Windung 53 das Übersprechen im übrigen Bereich des Hörspektrums kompensiert, wobei die Windung 53 in dem stillen Kanal eine magnetomotorische Gegenkraft zu der magnetomotorischen Kraft induziert, die in diesem Kanal durch den Strom in dem aktiven Kanal induziert wurde. Die optimalen Abmessungen der Windung53 werden empirisch festgestellL

Hierai 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Elektromagnetischer Stereo-Tonabnehmer mit zwei Magnetkreisen, zwei Spulen, ersten und zweiten, jeweils einem Magnetkreis zugehörigen Polschuhen und einem beiden Magnetkreisen gemeinsamen dritten Polschuh, der von einem Schenkel eines dre'ischenkeligen Elements gebildet ist, dessen beide anderen Schenkel sich in die Spulen erstrecken und mit entsprechenden Schenkeln der ersten und zweiten Polschuhe die Spulenkerne bilden, einem länglichen, aus permeablem Material bestehenden und einen Teil eines Abtastsystems bildenden Anker, dessen eines Ende in dem von den drei Polschuhen eingeschlossenen Raum liegt und dessen anderes Ende mit einem Pol eines stationären Dauermagneten zur Erzeugung eines Kraftflusses in den Magnetkreisen magnetisch gekoppelt und in oder nahe der Koppelstelle schwingend gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende jeder Spult (46, 48) geerdet ist und die beiden anderen Enden durch einen Kondensator (52) miteinander verbunden sind, und daß die Schenkel (36,38) der ersten und: zweiten Polschuhe (40,42) in bekannter Weise von einer einzelnen kurzgeschlossenen Windung (53) aus einem elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Material umgeben sind.