DE2414517A1 - Anordnung zum abfuehlen von plattenaufzeichnungen - Google Patents

Description

ROA 67000

Brit. Ser. No: 14395/73

Filed: March 26, 1973

RGA Corporation
New York, N. Y., V. St.v.A.

Anordnung zum Anfühlen von Plattenaufzeichnungen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Wiedergabesysteme für Plattenaufzeichnungen und betrifft speziell eine neue Vorrichtung und Schaltungsanordnung zum Abfühlen der auf einer Platte aufgezeichneten Information. Die Erfindung soll insbesondere bei Bildplattenspielern Verwendung finden, wo zur Wiedergewinnung der aufgezeichneten Information Kapazitätsschwankungen zwischen der Abtastnadel und der Platte gefühlt werden.

In der USA-Patentschrift-3 711 641 ist ein Wiedergabegerät für Bildplatten beschrieben, bei dessen Betrieb sich der '//ert einer Kapazität gemäß der auf einer Bildplatte aufgezeichneten Information ändert. Diese Kapazitätsschwankungen ändern das Ansprechverhalten eines (diese Kapazität enthaltenden) Resonanzkreises gegenüber einem HF-cignal fester Frequenz. "3in Spitzendetektor erfaßt die resultierenden Amplitudenänderungen des HF-Signals, um die aufgezeichnete Information wiederzugewinnen. In einem Fall, der in der USA-Patentanmeldung 126,772 vom 22. März 1971 beschrieben ist, handelt es sich bei der ver-

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än&erlichen PCapazität um die Kapazität zwischen einer leitenden Slektrodenfläche an einer Abtastnadel und einer (mit Dielektrikum beschichteten) leitenden Oberfläche der Plattenrille. Jie Kapazitätsänderung erfolgt in Übereinstimmung mit Geometrieänderungen im "öden der Plattenrille, die für die aufgezeichnete Information charakteristisch sind.

In einer anderen, am 10. Oktober 1972 eingereichten USA-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 295»854- sind vorteilhafte Maßnahmen beschrieben, wie man die Abtastnadel haltert und wie man den zugeordneten HF-Resonanzkreis realisiert. Hierzu ist ein Abtastarm aus leitendem Material vorgesehen, der an einem seiner Enden die Abtastnadel trägt. Das gegenüberliegende Ende des Abtastarms ist gelenkig mittels einer Anordnung gehalten, die sich innerhalb eines Abtastarm-Gehäuses befindet. Das Gehäuse, welches ebenf8.11s aus leitendem Material besteht, umgibt den Abtastarm über den größten Teil seiner Länge, enthält jedoch am Boden eine öffnung, durch welche das die Nadel tragende Ende des Abtastarms während des Abspielvorgangs herausragt. Die Nadel ist mit dem Ende des Abtastarms so gekoppelt, daß einerseits eine mechanische Aufhängung für die Eadel und andererseits ein elektrischer Kontakt der Nadelelektrode mit dem leitenden Arm gebildet wird. Der Arm selbst bildet mit dem umgebenden leitenden Gehäuse eine Hochfrequenzleitung.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das von der Abtastnadel entfernte Ende des Abtastarms durch Draht mit dem Gehäuse verbunden, und die Armlänge.ist so gewählt, daß sie etwas kleiner als eine 7iertelwellenlänge einer UHF-Schwingung vom Ausgang einer entsprechendenQuelle ist. Die Hochfrequenzleitung bildet mit der veränderlichen Kapazität zwischen Nadel und Platte einen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz sich über einen Bereich von UHP- Frequenzen ändert, der in unmittelbarer Nähe der Frequenz der besagten Quelle liegt. Zum Schließen der Anschlüsse des Schwingkreises ist die an der Aufzeichnung liegende Seite der veränderlichen Kapazität mit dem Gehäuse

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gekoßpelt, und zwar über die Kapazität, die zwischen der Bodenfläche des Gehäuses (welche die Aufzeichnungsplatte während des Abspielens überschattet) und der leitenden Schicht der Platte entäbeht. Durch geeignete Dimensionierung der Gehäusefläche kann die letztgenannte Kapazität wesentlich größer als die Kapazität zwischen der Nadel und der Aufzeichnung gemacht werden, so daß die sieh ändernde Kapazität zu Schwankungen der Resonanzfrequenz über einen angemessen breiten Bereich führt. Durch die Schwankungen der Resonanzfrequenz ändert sich das Ansprechverhalten des Schwingkreises gegenüber Erregerschwingungen, die von der besagten Quelle induktiv auf den Schwingkreis gekoppelt werden. Hierdurch wird die Amplitude der UHP-Schwingungen entsprechend den Kapazitätsschwankungen zwischen Nadel und Platte moduliert. Ein mit dem Schwingkreis induktiv gekoppelter AM-Demodulator dient dann zur Wiedergewinnung der aufgezeichneten Information.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und Anordnung der vorstehend beschriebenen allgemeinen Art so auszugestalten, daß die Probleme hinsichtlich der Strahlungsabschirmung im Plattenspieler vereinfacht werden, daß ferner die kritischen Abmessungstoleranzen bei der Herstellung der Abführvorrichtung gelockert werden können, und daß sich ein struktureller Aufbau schaffen läßt, der zur Wartung bequem zusammengesetzt und auseinandergenommen werden kann.

Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung wird eine UHF-Schwingungsquelle verwendet, deren Betriebsfrequenz innerhalb der Grenzen eines sogenannten "Garbage-Bandes" bleibt, d.h. innerhalb eines Teils des elektromagnetischen Strahlungsspektrums', welches nicht für Nachrichtenzwecke reserviert ist sondern für den Betrieb verschiedener industrieller, wissenschaftlicher und medizinischer Anlagen, beispielsweise der Diathermie und der industriellen Wärmetechnik, zur Verfügung gestellt ist· Der Betrieb von "Anlagen innerhalb eines solchen Frequenzbandes un-

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terliegt weniger strengen Begrenzungsvorschriften hinsichtlich der Abstrahlung als der -'etiieb von Anlagen, die in einem anderen, der Nachrichtentechnik zugewiesenen Bereich des Spektrums arbeiten. Für die besagte Signalabnahme von einer Bildplatte ist innerhalb der Grenzei der USA beispielsweise eine spezielle Schwingfrequenz von 915 MHz zweckmässig, denn diese Frequenz liegt in der Mitte eines Bandes (890 bis 94-0 IiHz )_} welches gemäß den Radio Regulations of the International Telecommunication Union (innerhalb eines Teils der 'Erde einschließlich der i'SA) für die oben genannten industriellen, wissenschaftlichen und medizinischen Zwecke (d.h. für sogenannte ISM-Anlagen) offensteht.

C-emäß einem v/eiteren Merkmal der Erfindung wird von dem oben genannten Viertelwellenlängen-Betrieb der !Frequenzleitung zur Bildung des Resonanzkreises abgegangen, um die Notwendigkeit eines Kurzschlusses oder niederohmigen Abschlusses an dem der Nadel entfernten onde des Abtastarms zu vermeiden, so daß es beispielsweise nicht mehr notwendig ist, an diesem Ende eine Drahtverbindung zum Gehäuse vorzusehen. Statt der kurzgeschlossenen ^riertelwellenlängenleitung ( λ/4-Leitung) kann man zwar eine am 3nde offene λ./2-Leitung verwenden, jedoch ist eine halbe Wellenlänge, selbst wenn sie am oberen Ende des UHF-Bandes in der Nähe der als Beispiel genannten Schwingfrequenz von 915 MHz liegt, so lang (z.3. etwa 15 cm), daß der Abtastarm und das ihn einschließende Gehäuse zwangsläufig eine unhandliche Länge erhalten muß. Der Effekt einer am Ende offenen λ/2-Leitung kann jedoch mit einer kürzeren Leitung (deren Länge zwischen λ/4 und λ/2 liegt) simuliert werden, indem man das der Nadel abgewandte Ende des Arms mit einer kapazitiven Belastung geeigneter Größe versieht. Srfindungsgemäß wird daher die durch den leitenden Abtastarm und das umschließende Gehäuse gebildete Hochfrequenzleitung an ihrem der !Tadel abgewandten Ende mit einer so großen kapazitiven Abschlußlast ver-

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sehen, daß man zu einer annehmbaren Längenabmessung des Abtastarms und des Gehäuses kommt.

Wenn man gemäß dem vorgenannten Merkmal der Erfindung einen kapazitiven Abschluß an der durch den Arm und das Gehäuse gebildeten Hochfrequenzleitung vorsieht, dann ergibt sich eine besonders praktische Möglichkeit zur spannungsgesteuerten Abstimmung des mit der Liochfrequenzleitung gebildeten 'iesonanzkreises. Dies erleichtert die Verwendung einer Schaltungsanordnung zur automatischen .Frequenzregelung (AI¹R) zur Einhaltung des richtigen Abstandes zwischen der Frequenz des UHF-Oszillators und der Mitte des Äbstimmbereichs des Resonanzkreises, indem man die erforderlichen Abstimmvorgänge nicht am Oszillator sondern am Resonanzkreis vornimmt, ^iese Art der Einhaltung des Frequenzabstandes ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen ersten Merkmal der Erfindung, d.h. bei Verlegung der Oszillatorfrequenz in ein ISM-Band, weil ein Hinüberziehen der Oszillatorfrequenz an die Grenzen des ISM-Bandes zum Zwecke der automatischen Frequenzregelung vermieden wird. So kann gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung mit der kapazitiven Last an dem von der Nadel entfernten Ende des Abtastarms ein dirch Spannung veränderbarer Kondensator vorgesehen sein, der einer geeigneten Steuerspannung unterworfen wird, um den richtigen Abstand zwischen dem Abstimmbereich des Resonanzkreises und der UHl'-Oszillatorfrequenz zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Mit der Sinfügung eines durch Spannung veränderbaren Kondensators in die Abschlußlast und mit Schaffung einer Steuermöglichkeit für diesen Kondensator werden die Anforderungen an die Genauigkeit der elektrischen Länge des Abtastarms gelockert, so daß der Abtastarm bzw. dessen Teile leichter auswechselbar sind.

Gemäß einem v/eiteren Merkmal der Erfindung enthält die an dem von der Nadel entfernten Ende des Abtastarms vorgesehene Abschlußimpedanz, z.3. die oben erwähnte kapazitive Kombination

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der Abschlußbelastung, einen Kondensator mit Luftdielektrikum, der einerseits mit dem Abtastarm verbundene Platten und andererseits vom G_ehäuse getragene Platten aufweist. Hierdurch läßt sich der notwendige Abschluß der HochfrequenzIeitung erhalten, ohne daß man zwischen dem Arm und dem Gehäuse eine Drahtverbindung vorsehen muß. DerArm läßt sich somit leicht und schnell aus dem Gehäuse entfernen, insbesondere wenn für den Arm gleichzeitig eine schnell zu lösende Gelenkverbindung vorgesehen ist (wie sie beispielsweise in der USA-Patentanmeldung 393» 695 vom 31. August 1973 beschrieben ist).

Nachdem der Arm durch die beschriebenen Maßnahmen mechanisch leicht lösbar und ohne Schwierigkeiten in elektrischer Hinsicht austauschbar ist, können der Abtastarm und die Abtastnadel eine auswechselbare Einheit bilden. Diese Einheit hat eine handliche Größe, und v/enn die Nadel infolge Abnützung erneuert v/erden muß, kann der Benutzer des Plattenspieles diese handliche Einheit Ment herausnehmen und ersetzen, ohne daß er dazu besondere mechanische Kenntnisse oder handwerkliche Fertigkeiten besitzen muß. Zum Austausch der Einheit brauchen keine elektrischen Orahtverbindungen gelöst oder angeschlossen zu werden. Für die richtige Ausrichtung der adel in ihrer Abspielposition kann leicht beim Zusammensetzen des Arms mit der Nadel gesorgt werden, sie bleibt nicht der Geschicklichkeit und Tenntnis des Benutzers während des Auswechselns der Nadel überlassen.

Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand vonZeichnungen ausführlich erläutert.

Figur 1 zeigt, teilx^eise in S_ohnittansicht und teilweise aufgebrochen, ein Abtastgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung:

Figur 2 zeigt in der Draufsicht einen Teil eines Plattenspielers mit dem in Figur 1 dargestellten Abtastgerät;

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Figur 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines kapazitiven Elements für das in Figur gezeigte Abtastgerät;

Figur 4 zeigt schematisch einen Leitungsresonanzkreis, der durch Teile des in den Figuren Λ und 2 dargestellten Geräts gebildet ist;

Figur 5 zeigt in "'lockform eine mit dem Resonanzkreis nach Fig. zusammenwirkende elektrische Anordnung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung;

Figur 6 zeigt mit einem Schaltbild, wie die in Figur 5 dargestellte Anordnung gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung realisiert werden kann.

Gemäß Figur 1 wird eine Abtastnadel 10 an einem (im vorliegenden Fall flachgemachten) Ende eines Abtastarms 20 aus leitendem Material gehalten. Der Abtastarm 20 bestehe beispielsweise aus einem hohlen, versilberten Aluminiumrohr. Die Abtastnadel, die beispielsweise gemäss der vorgenannten USA-Patentanmeldung 126,7?2ausgebildet sein kann, enthält eine Elektrode, die mt dem ihr benachbarten Ende des Abtastarms 20 leitend verbunden ist. In der dargestellten Abspielposition ragt der Abtastarm 20 durch eine Öffnung 31 im Boden eines kastenähnlichen Gehäuses 30 (beäbehend aus leitendem Material z.B. Aluminium^ so daß die Spitze der Nadel in die Rille einer sich urier dem Gehäuse 30 drehenden Bildplatte greifen kann.

Wie mit dem Pfeil L in Figur 2 angedeutet iäb, bewegt sich das Gehäuse 30 in seitlicher Richtung bezüglich einer Grundplatte 35» wenn die Bildplatte 36 durch einen Plattenteller 37 "bewegt wird, der gegenüber der Grundplatte 35 eine Drehbewegung (R) vollführt. Die seitliche Bewegung des Gehäuses 30 erfolgt in bestimmter Synchronisierung mit der Plattentellerdrehung und zwar durch ein geeignetes Laufwerk, welches urterhalb der Grund-'

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platte 35 angeordnet ist und mit dem Gehäuse 30 über ein Halteglied 38 verbunden ist, welches nach oben durch einen Schlitz 34- in der Grundplatte 35 greift. Die Gehäusebewegung dient dazu, die Nadel 10 während des Abspielvorgangs längs einem Radius der Bildplatte zur Plattenmitte hin zu führen. Ein geeignetes ^aufwerk zur Bewegung des Gehäuses in der angegebenen V/eise ist in der USA-Patentanmeldung 35·Ί-,6ΟΟ vom 16. April 1973 beschrieben. Wie es mit den gestrichelten Linien in Figur 2 angedeutet ist, enthält das Gehäuse 30 eine Anordnung aus inneren Wänden, die eine geöffnete mittlere Kammer (in welcher der Abtastarm 20 verläuft) von Seitenkammern 32 und 33 trennt, welche die zugehörigen und später noch beschriebenen Schaltungsanordnungen enthalten.

Wie in Figur 1 zu erkennen ist, ist das der Nadel 10 abgewandte Ende des Abtastarms 20 in einen Armhalter 40 eingelegt, der aus Isoliermaterial besteht und schwenkbar angeordnet ist, um eine Vertikalbewegung des Abtastarms 20 zu gestatten, damit die Ladel 1.0 in die und aus der Abspielposition gebracht v/erden kann (und damit während des Abspielvorgangs eine Vertikalbewegung der . adel zur Anpassung an eventuelle Wölbungen der Platte stattfinden kann). Die Aufhängung des Armhalters 4-0 ist außerdem so ausgelegt, daß sie eine seitliche Bewegung des Abtastarms 20 gestattet, damit die Nadel 10 auch dann der Rille folgen kann, wenn die Rillen unerwünschterweise exzentrisch bezüglich des Drehmittelpunktes der Platte verlaufen. Zur -ereinfachung der Zeichnung ist der Mechanismus zur Bewegung der Nadel in die und aus der Abspielposition in FigurInicht dargestellt; dieser Mechanismus kann beispielsweise so ausgebildet sein,wie es in der letztgenannten USA-Istentanmeldung beschrieben ist.

Die gewünschte Gelenkigkeit der Aufhängung für den Arm 20 wird mittels eines sich verjüngenden Drehzapfens 50 hergestellt,

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der -vom Halter 40 aus nach unten vorsteht und in ein mit einer Öffnung versehenes Zapfenlager 60 greift. Das Lager 60 erfährt eine translatorisehe Bewegung, wodurch über die Elemente 50, 40 und 20 auf die Nadel 10 eine Bewegung in Längsrichtung der Plattenrille übertragen wird. Diese Bewegung dient zur Karektur von Fehlern in der Relativgeschwindigkeit zwischen der Nadel und der Plattenrille (wie es im einzelnen in der genannten USA-Patentschrift 3 711 641 beschrieben ist. Der Mechanismus zur Mitteilung der erforderlichen "Armstreckbewegung" auf das Lager 60 ist in Figur 1 nicht dargestellt, er kann beispielsweise gemäß der genannten USA-Patentschrift ausgebildet sein. Die dargestellte Form der >)rehzapfenlagerung mit dem äßh verjüngenden Lagerzapfen 50 ist Gegenstand der weiter oben genanntenUSA-Patentanmeldung Rr. 393»695»

Der leitende Abtastarm 20, der elektrisch mit der Elektrodenfläche der Nadel 10 verbunden ist, bildet mit dem leitenden Gehäuse 30 eine Hochfrequenzleitung, bei welcher der Arm 20 als Innenleiter und das umschließende Gehäuse 30 als (wirksam geerdeter) Außenleiter fungiert.

Die Hochfrequenzleitung (in j.-'igur 4 mit TL bezeichnet) ist an beiden Enden kapazitiv belastet. Die kapazitive Belastung am nadelseitigen Enäe besteht aus einer variablen Kapazität entsprechend der Serienschaltung aus der sich ändernden Kapazität zwischen der Nadelelelrodenflache und der leitenden Fläche der Aufzeichnungsplatte im Bereich sich ändernder Geometrie des Hillenbodensund aus der größeren Kapazität zwischen dem Boden des leitenden Gehäuses und demjenigen Bereich der leitenden Oberfläche der" Aufzeichnungsplatte, der vom Gehäuse überschattet wird« Der kapazitive Abschluß am halterseitigen Ende besteht aus der Serienschaltung eines Kondensators 70 mit luftdielektrikum, eines dnch Spannung veränderbaren Kondensators

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0apazitätsdiode) und eines ocheibenkondensators 90.

de allgemeine physikalische Anordnung der Kondensatoren 70, 80, 90 ist in Figur 1 gezeigt, in welcher jedoch, nur ein T^iI des Luftdielektrikumr^ondensators 70 zu sehen ist. nieser Teil enthält eine bewegliche Kondensatorplatte 7OA die vom beweglichen Attastarm 20 gehalten wird, und eine fest angeordnete "iondensatorplatte 7OP, die auf einem Isolierpfosten 72 sitzt, der am loden des leitenden Gehäuses 30 befestigt ist. Der Kondensator 70 enthält vorzugsweise eine Vielzahl fester Platten und beweglicher Platten, die in einer solchen Weise ineinandergreifen, daß sich der Kapazitätswert des Kondensators möglichst wenig ändert, wenn der AbtaEtarm 20 die erforderlichen Bewegungen vollführt. Die Figur 3 zeigt in auseinandergezogener perspektivischer Darstellung ein festes Element 71 und ein bewegliches Element 73₁ die den Kondensator 70 mit dem gewünschten Grad an Unabhängigkeit seines Kapazitätswerts von Bewegungen des Abtastarms bilden können. Das feste Element 71 ist im allgemeinen E-förmig, es enthält drei beabstandete parallele Platten 7OP, 70P¹ und 7OP" die alle an einer Kante durch eine Querplatte 7OP"' miteinander verbunden sind. Das bewegliche Element ist im allgemeinen U-förmig, es besteht auszwei beabstandeten parallelen Platten 7OA und 70A¹, die an einer ihrer Kanten durch einen Quersteg 7OA" miteinander verbunden sind* In der Anordnung nach Figur 1 sitzt die Querplatte 70P¹'' auf dem oberen Ende einer Isolisrstütze 72, die vom Boden des Gehäuses 30 aus vertikal nach oben ragt, während der Quersteg 7OA" am Boden des Abtastarms 20 nahe dem halterseitigen Ende befestigt ist, so daß die beweglichen Platten 7OA und 70A¹ rittlings über der mittleren festen Platte 7OP¹ sitzen.

Die Figur 4- zeigt schematise]! den Leitungsresonanzkreis, der von dem Abtastarm 20, dem Gehäuse 30 und den zugeordneten Kapa-

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zitäten gebildet wird. Wie vorstehend erwähnt, ist die Hochfrequenzleitung TL an einem Ende durch eine sich mit der aufgezeichneten Information ändernde Kapazität (11^v; abgeschlossen, und am gegenüberliegenden Ende durch die Reihenschaltung aus dem Kondensator 70» der Kapazitätsdiode 80 und dem Kondensator 90. Ein vierter Kondensator 75 (gestrichelt gezeigt "'steilt die Kapazität zwischen der Querplatte 7OP¹'' und dem Boden des leitenden Gehäuses 30 dar. Diese relativ kleine Kapazität erscheint im Nebenschluß zu der Reihenschaltung der Kapazitäten 80 und 90.

Die Figur 5 zeigt das Blockschaltbild einer elektrischen Anordnung, wie sie vorzugsweise mit dem Leitungsresonanzkreis nach den Figuren 1 und 3 zusammenwirken soll. Die mit feaser Frequenz erfolgende HF-Speisung des Leitungsresonanzkreises 100 erfolgt durch einen UHF-Oszillator 110. Das sich ändernde Ansprechverhalten des Resonanzkreises 100 (infolge des Einflusses ■von Änderungen der Kapazität 11 auf die Kreisresonanz) wird von einem Detektor 120gefühlt, der auf die Amplitude der am Leitungsresonanzkreis 100 auftretenden TJHP-richwingungen anspricht und ein der aufgezeichneten Information entsprechenden Signal liefert. Ein dem Ausgang des Detektors 120 nachgeschalteter Verstärker I50 gibt die aufgezeichnete Information in verstärker Form auf eine Ausgangsklemme 0, wo sie zur Verarbeitung und Weiterverwendung im Bildplattenspieler abgenemmen werden kann. Der Ausgang des Detektors 120 beaufschlagt außerdem eine Abstimmschaltung'330, die daraufhin eine Steuerspannung zur Einstellung der Abstimmung des Leitungsresonanzkreises 100 liefert, um den richtigen Abstand zwischen der festen Frequenz des Oszillators 110 und der Mitte des Abstimmbereichs des Resonanzkreises 100 einzuhalten. Die Abstimmsteuerspannung wird einem spannungsabhängigen Abstimmelement des Resonanzkreises 100, beispielsweise der in den Figuren 1 und 3 gezeigten Kapazitätsdiode 80 zugeführt. Eine Suchschaltung 140 spricht auf einen

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Extremwert d~s von der Abstimmschaltung 13Ogelieferten Lteuersignals an, um ein Durchstimmsignal (z.B. an die Kapazitätsdiode So) zu liefern, welches die Abstimmung des Resonanzkreises 1 ;:0 noti^endigenfalls in den Fangbereich bringt (eine ausführliche Betrachtung der miteinander im Zusammenhang stehenden Abstimm- und Suehvorgänge, die sich im vorliegenden Fall abspielen sollen, befindet sich in den unterlagen der UiäA-Päbentanmeldung Nr. 258,645 vom 1. Juni 1972.)

Die verschiedenen Schaltungen, die mit dem Leitungsresonanzkreis 100 in der Anordnung nach Figur 5 zusammenwirken, sind vorzugsweise innerhalb des Gehäuses 3""-■ (Figur 3) untergebracht, um Strahlungen abzuschirmen. Beispielsweise befinde sich der detektor 12 in der mittleren Kammer des Gehäuses 30 in nächster Nähe zu den "lementen des ;.esnnanzkreises 100. Eine der Seitenkammern (a^B.die Kammer 32) des Gehäuses enthalte die Schaltung für den Oszillator 110, während die andere Seitenkammer (33) die Schaltung für den Ausgangsverstärker 150 sowie die zugehörigen Abstimm- und Suchschaltungen 130 und 140 enthält. Die zur bildung der Kammern dienenden inneren Wände des Gehäuses 30 sind mit geeigneten öffnungen versehen, um die erforderlichen /erbindungen zwischen den Schaltungen in den verschiedenen Kammern herstellen zu können.

Das Schaltbild nach Figur 6 zeigt als vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, wie die Anordnung nach "igur 5 im einzelnen beschaffen und in den Kammern des Gehäuses 30 nach Figur 3 untergebracht sein kann. Die Figur 6 zeigt nicht lediglich das elektrische Schaltschema sondern teilweise auch körperlichphysikalische Besonderheiten, wie es oft bei UHF-Schaltbildern der Fall ist. So zeigt die Figur 6 beispielsweise, daß die Masseleiter in ihrem räumlichen Verlauf im !allgemeinen den Wänden der Gehäusekammern entsprechen, die "Diirchführungskondensfetoren"

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sind in Verbindung mit Durchbrüchen in den die Wände darstellenden Masseleitern gezeigt, und verschiedene induktive Elemente sind durchgerade oder gewundene schienenähnliche Elemente dargestellt, entsprechend ihrer äußeren Gestalt und Lage innerhalb der Kammern.

Im mittleren Teil des in Figur 6 gezeigten Schaltbildes (entspricht der mittleren Kammer des Gehäuses 30) sind die bereits behandelten Elemente 20, 7-'» 8'^:>» 90 und 75 für den Leitungsresonanzkreis 100 in ihrer vorstehend beschriebenen Schaltungsrelation zur sich ändernden Kapazität 11 dargestellt. Kin gebogener Leiter 101 dient als induktives Element zur induktiven Kopplung der UHF-Schwingungen auf den Resonanzkreis 100.

Der Leiter 101 ist mit einem gebogenen Leiter 111 (in der Oszillatorkammer 32) leitend verbunden, und der letztgenannte Leiter ist induktiv mit der Induktivität 114 eines R_esonanzkräses gekoppelt. Der Resonanzkreis enthält ferner feste Kondensatoren 115 und 116 und einen verstellbaren Trimmkondensator 116A (bestehend aus einem biegsamen leitenden Element mit einstellbarem Abstand zur Induktivität 114). Das aktive Element des Oszillators 110 ist ein NPN-Transistor 112, dessen Kdlektor über einen Kondensator 113 mit einer Anzapfung der Induktivität 114- verbunden ist. Die Rückkopplung auf den Emitter kreis des Transistors 112 erfolgt durch eine Kopplung von der Induktivität 114- auf einen Leiter 117 * der imAbstand parallel zum induktiven Element 114 verläuft und über einen Emitterwiderstand 118 mit der Gehäusemasse verbunden ist. Eine Versorgungsklemme B1, die eine geglättete Gleichspannung liefert, versorgt über eine Spule 121 den KoHsktor des Transistors 112 und über einen Widerstand 119 die 3asis des Transistors mit Vorspannung. Die Transistorbasisist über einen Basiswiderstand 108, dem der Durchführungskondensator 109 parallel liegt, mit der Gehäusemasse verbunden.

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Im dargestellten "eispiel sind die Schaltungsparameter für den Oszillator 110 so gewählt, daß der Nennwert seiner Betriebsfrequenz 915 MHz beträgt, d.h. in der Mitte des weiter oben genannten IS₁ .'-Bandes von 890 bis 94-0 MHz liegt. Mit seiner dargestellten Anordnung ist der Oszillator ausreichend frequenzstabil, damit die Oszillatorausgangsfrequenz innerhalb der Grenzen des L.]!"-Bandes liegt.Unter solchen Betriebsbedingungen sind die Anforderungen hinsichtlich der Strahlungsabschirmung bei dem Videoplattenspieler wesentlich kleiner als bei Betriebsarten, bei welchen die Oszillatorausgangsfrequenz in andere Frequenzbänder fällt. Das Hauptproblem der Abschirmung verlagert sich in der Tat von der Begrenzung der Abstrahlung des Plattenspielers auf den Schutz der Plattenspielerschaltung vor äußeren Strahlungsquellen, welche die interessierenden Frequenzen aussenden. :as Gehäuse 30 mit den darin enthaltenen Sehaltungsanordnungen trägt zu einem solchen erforderlichen Schutz wesentlich bei.

Es stehen auch andere ISM-Bänder zur Verfügung, (z.B.4-0,68 IjHz + 0,05 ?>; 4-33,92 MHz + 0,2 % in Teilen Europas; 24-50 + 50 MHz; und 5800 + 75 MHz). Da einige dieser Bänder jedoch sehr schmal sind, muß man zur Sicherstellung eines Betriebs innerhalb der Bandgrenzen zusätzliche Hilfsmittel wie z.B. eine Kristallsteuerung vorsehen. Außerdem führt die Größe der Wellenlänge bei manchen dieser Bänder zu unhandlichen Abtastarmen.

Das Eingangssignal für den (in der mittleren Kammer enthaltenen) Detektor 120 wird vom Resonanzkreis 100 mittels einer induktiven Kopplung über das durch den Leiter 102 gebildäs kapazitive Element abgeleitet. Der Detektor 120 besteht aus zwei Dioden 104- und 105, die mit zwei Kondensatoren 103 und 106 einen Spannungsverdoppler bilden. Der Kondensator 103 und die Diode 105 sind jeweils zwischen ein Ende des induktiven Elemente 102 und die an Masse liegende Gehäusewand geschaltet, wobei die Anode der Diode 105 an Masse liegt. Die Diode 104- liegt mit ihrer Anode

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an dem gleichen linde des induktiven Clements 102 wie die Kathode der Diode 105. Der Lastkondensator 106 am Ausgang des Oetektors erscheint als Durchführungskondensator,der die Kathodenzuleitung der Diode 104 umgibt (diese V.athodenzuleitung stellt eine durch eine Innenwand des Gehäuses 30 gehende Verbindung mit der in Reihe dazu liegenden Glättnngsspule 122 in der Seitenkammer 30 her). Oer Detektor 12^;' demöduliert die Amplitudenmodulation, die dem Ausgangssignal des Oszillators 110 durch die der Aufzeichnung entsprechenden Änderungen der Kapazität 11 aufgegeben worden ist.

Der Ausgang des Detektors 12ü ist wechselstrommässig über einen in Reihe zur Glättungsspule 122 liegenden lloppelkondensator I5I mit der 3asis eines NPK-Transistors 152 verbünden, der eine Vorverstärkerstufe für den Verstärker I50 bildet. Der Kollektor des Transistors 152 ist direkt mit der Basis eines PNP-Transistors 153 verbnnden, der als gleichstromgekoppelte Treiberstufe für eine komplementärsymmetrische Ausgangsstufe dient, die einen HPN-Transistor 154 und einen PKP-Transistor enthält. Sine Rückkopplungsstabilisierung für den verstärker wird über einen Gegenkopplungswiderstand I56 erreicht, der den Emitter des Ausgangstransistors 155 mit dem Emitter des Eingangstransistors 152 verbindet. Ein Koppelkondensator 157 koppelt das am Emitter des Transistors 155 erscheinende Verstärkerausgangssignal zur Verstärkerausgangsklemme 0.

Durch den Ejjiaihil.uß des Verstärkers I50 in die oeitenkammer 33 des Gehäuses 30 kann man die vom Detektor 120 gelieferten schwachen Signale in einer abgeschirmten, von äußeren Störungen im wesentlichen freien Umgebung mit hohem Verstärkungsfaktor verstärken. Die wiedergewonnene Aufzeichnnngsinformation verläßt das abgeschirmte Gehäuse 30 (an der Ausgangsklemme 0) mit einer hohen Signaläärke, so daß sie auf Signalverarbeitungsschaltungen gegeben v/erden kann, die sich in einem vom Abtastgerät weit

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entfernt liegenden Bereich des Plattenspielers befinden.

.er Ausgang des Detektors 120 ist über einen veränderbaren spannungsteiler (gebildet aus dem widerstand 131 und einem in Reihe zur Glättungsspule 122 liegenden Potentiometer 132) mit der Basis eines IiPiJ-Tr ans ist or s 133 in der Äbstimmschaltung 130 verbunden. Der Emitter des Transistors 133 ist über einen Widerstand 134 mit der Gehäusemasse verbunden. Zwischen dem Kollektor des Transistors 133 und einer eine geglättete Gleichspannung liefernden Versorgungsklemme B2 liegt ein Lastwiderstand 135· Parallel zum Lastwiderstand 135 liegt ein Kondensator 136, der zwischen den Kollektor des Transistors 133 und eine G_ehäusewand geschaltet ist. oieser .Kondensator 136 stellt für die Signalfrequenzen der aufgezeichneten Information einen Nebenschiß zum Lastwiderstand 135 dar. Die am Kollektor des Transistors 133 erscheinende Gleichspannung wird (über eine Drosselspule 137) als Abstimmsteuerspannung auf die Anode einer Kapazitätsdiode gegeben, die den durch Spannung veränderbaren Kondensator 80 des Resonanzkreises 100 bildet. Eine diei'itte des Steuerbereichs bildende Vorspannung für die Kathode der Kapazitätsdiode wird am ?Iondensator 90 des Resonanzkreises erzeugt, und zwar dadurch, daß der Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren 80 und 90 über zv/ei Reihenwiderstände 138 und 139 mit der Eingangsklemme B+ der Gleichspannungsversorgnng verbunden wird.

Die Abstimmschaltung I30 trägt dazu bei, daß ein relativ fester frequenzabstand zwischen derQszillatoratisgangsfrequenz und der Mitte des Abstimmbereichs des Resonanzkreises 100 während der Wiedergabe der Aufzeichnung eingehalten wird. Der gewünschte Frequenzabäand sei beispielsweise so, daß die Mittenfrequenz des Abstimmbereichs für den Resonanzkreis 100 einen Nennwert von etwa 92ο- MHz hat. ';ei normalen Änderungen des Resonanzpunkts

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der Schaltung 100 während des Abspielens der Aufzeichnung erschänt die Oszillatorausgangsfrequenz in einem begrenzten Pereich auf der unteren Seite der Resonanzkurve des Kreises (sie bewegt sich beispielsweise um einenPunkt auf der iesonanzkurve, der dem Ansprechwert 0,7 entspricht). Ungewollte niederfrequente Schwankungen in der Abstimmung des ,esonanzkreises 100, die beispielsweise von Bewegungen des Abtastarms 20 infolge seiner regelnden "Armstreckung" oder infolge von Plattenwölbungen oder Exzentrizitäten der Aufzeichnungsrille herrühren-.·., werden durch die Wirkung der Abstimmsteuerschaltung 130 kompensiert. Im Falle einer Frequenzauswanderung des Oszillators bextfirkt die Abstimmsteuerschaltung 130 eine kompensierende Verstellung der Abstimmung des Resonanzkreises 100. Ähnlich kann auch eine geringe Abweichung der Länge des Arms von der beabsichtigten Soll-Länge toleriert werden, weil die Abstimmsteuerschaltung 130 eine kompensierende Verstellung des Werts der Kapazität 80 beitfirkt. Ein Austausch des Aicms im Rahmen der Wartung des Plattenspielers wird dadurch leichter, weil man hierzu nicht auf schwer einzuhakende Toleranzen beim Ersatzarm achten muß und/oder v/eil Nachtustierungen der elektrischen Schaltung nicht erforderlich sind.

Da die Abstimmsteuerung allein auf den Resonanzkreis 100 wirkt, kann der Oszillator 110 außerdem für einen Betrieb bei im wesentlichen fester Frequenz ausgelegt sein.Hierdurch wird das Halten der Oszillatorausgangsfrequenz ' .

innerhalb der Grenzen eines ISM-Bandes leichter (gegenüber dem Fall, daß die Aufrechterhaltung des gexiränschten Frequenzabstandes durch Verschiebung der Oszillatorfrequenz erfolgt).

Um sicherzustellen, daß eine extreme Änderung des Frequenzabstandes,welche die Oszillatorfrequenz auf die falsche (höhere) Seite der Resonanzkurve des Kreises 100 bringen kann, nicht zu

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einem /erlust der Abstimmungsregelung führt, ist in der Kammer 33 eine Suchschaltung 140 vorgesehen. Diese Buchse haltung enthält einen Unijunction-Transistor 141 in einer Schaltungsanordnung, wie ,sie im einzelnen in der oben erwähnten USA-Patentanmeldung Nr. 253,645 beschrieben ist. 0er Eingangskreis des Unijunction-Transistors wird während des Hormalbetriebs durch die am Laswiderstand 135 abfallende Spannung unter die Äuslöseschwelle vorgespannt, ϊ/enn ,jedoch der Frequenz ab st and (zwischen der Oszillatorausgangsfrequenz und der resonanzfrequenz des Kreises 1 Ό) dem /:ert 0 nahe kommt, dann wird der vom -i.'ransistor 133 durch den Iastwiderstand135 gezogene Strom einen solchen Betrag erhalten (was zum Beispiel durch geeignete Anstellung des .Schleifers des Potentiometers 132 erreicht werden kann), daß der Unijunction-Transistor 141 in den leitenden Zustand geschaltet wird, was ein schnelles Entladen des Kondensators 136 durch die i-ipule 142 und eine abrupte Aufwärtsverschiebung der Resonanzfrequenz des Kreises 100 zur Folge hat. Nach dem Aufhören der Leitfähigkeit des Unijunction-Transistors wird der Kondensator 136 über den ' iderstand 135 mit einer langsameren Geschwindigkeit wieder aufgeladen, wodurch die Resonanzfrequenz eine Wobbelung nach unten erfährt, d.h. mit endlicher Geschwindigkeit in Richtung auf einen niedrigeren Frequenzwert geht. '.-Jährend dieses Wobbel-oder Durchstimmvorgangs kann der·, die Abstimmsteuerschaltung 130 enthaltende 'egelkreis die Frequenz wieder einfangen.

Auch die v/obbelnde oder durchstimmende V/irkung der Suchschaltung 140 beschränkt sich auf Änderungen der Resonanzfrequenz des Kreises 100. 3er Schutz gegen einen Verlust der Abstimmungsregelung bringt also nicht die Gefahr mit sich, daß die Oszillatorausgangsfrequenz die Grenzen des gewünschten ISM-Bandes verläßt.

Uie vorstehend beschriebene Vorrichtung und Schaltungsanordnung zur Ableitung des Informationssignals ist zwar besonders

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vorteilhaft in /erbindung mit der Wahl einer Oszillatorfrequenz, die innerhalb eines ISM-Bandes liegt, jedoch bringt eine solche Vorrichtung und Schaltungsanordnung auch dann Torteile, wenn eine andere Oszillatorfrequenz gewählt wird und dementsprechende Schutzmaßnahmen gegen Strahlung getroffen werden.

Nachstehend werden als Beispiel ^;erte bzw. Typenbezeichnungen von Elementen angegeben, die in der Anordnung nach Figur 6 Verwendung finden können:

Kondensator

Spulen

70	3	pH1	Widerstand 108	9,8282 cm C= 3,83 Zoll)	, 10 kß
75	0.	,2 pP	118	270 -ß
90	68	pP	119	5600 a
103	24	pi	131	8200 -Q.
106	20	ρ Ρ	132	15 a
109	1000	ρϊ1	134-	39 A
115	3,	,8 pj?	135	5600 n
116	10.	,5 ρΓ	138,139	10 kÄ
136	0.		156	5600 Λ.
151	91'		Transistor 112	:cpsH 27
1ST	ο,	Ο1 (UF
121,137	1,	\ 85αΗ	133,152,154-	2N5O89
122,142	56		141	2N2647
		£	153,155	2N5087
	Armlänge:

Fat ent ansprüche:

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Claims (10)

1. 24H517

   Patentansprüche

   Abspielgerät für Plattenaufzeichnungen mit einer Abtastnadel, die eine leitende Elektrode aufweist, welche mit der Aufzeichnungsplatte während des AbspieIvorgangs eine veränderliche Kapazität bildet, gekennzeichnet durch

   einen Abtastarm (20) aus leitendem Material, der an ' einem inde die Abtastnadel (10) trägt;

   ein leitendes Gehäuse '3O) für den Abtastarm (20), welches eine Öffnung (31) aufweist, durch welche dieses eine Ende des Abtastarms während des Abspielvorgangs hindurchgreift;

   eine gelenkige Lagerung '50, 60) des anderen Endes des Abtastarms (20) innerhalb des Gehäuses (30);

   eine mit diesem anderen Ende des Abtastarms (20) elektrisch gekoppelte Anordnung (7^!>) zum kapazitiven Abschluß der durch den Abtastarm (20) und das Gehäuse (30) gebildeten T-Iochfrequenzleitung (TL) ;

   eine solche Dimensionierung des durch die Hochfrequenzleitung (TL), den kapazitiven Abschluß (70) und die veränderliche Kapazität (11) gebildeteten Resonanzkreises (100), daß dessen Resonanzfrequenz sich bei Änderungen der zwischen Abtastnadel (10) und Aufzeichnungsplatte gebildeten Kapazität (11) über einen gegebenen Frequenzbereich ändert;

   einen Oszillator-(110) für eine Schwingfrequenz, die in unmittelbarer Nähe des gegebenen Frequenzbereichs liegt;

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   _ 24U517 Zn

   eine Anordnung zur Beaufschlagung des Resonanzkreises (100) mit den Oszillatorsohwingungen;

   einen mit dem Resonanzkreis (100) gekoppelten Amplitudendetektor (120) zur Gewinnung von Signalen, die für die aufgezeichnete Information charakteristisch sind;

   und eine Länge des leitenden Abtastarms (20), die größer als eine Viertelwellenlänge und kleiner als eine halbe Wellenlänge der Oszillatorschwingungen und von Schwingungen innerhalb des gegebenen Frequenzbereichs ist.
2. 2. Abspielgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum kapazitiven Abschluß einen Kondensator (70; mit Luftdielektrikum enthält, der eine erste Gruppe von durch den Äbtastarm (20) gehaltenen Platten (7OA, 7OA¹) und eine zweite Gruppe von durch das Gehäuse (30) gehaltenen Platten (7OP, 70P¹, 70P") aufweist.
3. 3. Abspielgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum kapazitiven Abschluß eine Kapazitätsdiode (80) enthält.
4. 4-, Abspielgerät nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstimmschaltung (130) vorgesehen ist, die aus dem Ausgangssignal des Amplitudendetektors (120) ein Steuersignal gewinnt, welches unerwünschte Schwankungen in der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises (100) anzeigt, und daß dieses Steuersignal der Kapazitätsdiode (80) in einem den unerwünschten Schwankungen entgegenwirkenden Sinne auführbar ist.
5. 5. Abspielgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenz der Oszillatorschwingungen innerhalb der Grenzen eines Frequenzbandes "gehalten ist, welches für nicht-nachrichtentechnische Z\tfecke reserviert ist (ISM-Band).

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   .». 24H517
6. 6. Abspielgerät nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum kapazitiven Abschluß eine Reihenschaltung aus einem Kondensator (70) mit mftdielektrikum und einer Kapazitätsdiode (80) auf v/eist.
7. 7. Abspielgerät nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdielektrikum-Fondensator (70) vom Abtastarm (20'■ gehaltene bewegliche Platten und vom Gehäuse (3^;-0 gehaltene feste Flatten aufweist.
8. 8. Abspielgerät nach Anspruch 7? gekennzeichnet durch eine Abstimmschaltung (130), welche an den -'"erbindungspunkt zwischen dem Luftdielektrikum-Kondensator (70) und der Kapazitätsdiode (80) eine veränderbare Spannung zur Steuerung der Abstimmung legt.
9. 9.Abspielgerät nach Anspruch 8„ dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum kapazitiven Abschluß ferner einen mit der Reihenschaltung (70, 80) in Serie geschalteten dritten Kondensator (90) enthält, und daß dieser dritte Kondensator zwischen die Kapazitätsdiode (80) und das Gehäuse (30) geschaltet ist, und daß die an diesem dritten Kondensator abgreifbare Spannung als Vosspannung zur Zentrierung des Abstimmsteuerbereichs herangezogen ist
10. 10. Abspielgerät nach Anspruch 9₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur kapazitiven ·elastung, der Oszillator, die Ans&nung zur Beaufschlagung des Resonanzkreises mit den Oszillatorschwingungen, der Amplitudendetektor, die Abstimmschaltung und die Anordnung zur Gewinnung der den Abstimmsteuerbereich zentrierenden Vorspannung sämtlich innerhalb des leitenden Gehäuses (30) untergebracht sind.

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