FI56909C - Signalkorrektionskoppling foer ett pickup-arrangemang foer en registreringsbaerare med ytdeformationer - Google Patents

Description

ΓΒΐ ««KUULUTU8JULKAISU rfiQnQ Ma lbj utläggnInosskrift bo909 • c (45) Patc-i.Ui ώy :5v.r. · tty 10 :4 1000 LUrJ Fa tent fri^udelat y (51) Kv.lk.'/Int.CI.* G 11 B 3/44 SUOMI — FINLAND (21) ***nttlh*k«wi»-PitwitaMOIcning 1264/71 (22) H»lt*ml*plUvI — An*ekning*d*g 06.05.71 ' (23) Alkupitvl—Glltijhvudag 06.05.71 (11) Tullut lulklMkfi — Bllvlt offMtllg lU. 11.71

Patentti- ia rekisterihallitut «« , , . ,,,. , B i , (44) Nlhtlvlkilpwon ]· kuuL|ullulMin pvm. —

Patent- och registerstyralsan Anrtlum utlaxd och utl.*krtftwi publkered 31.12.79 (32)(33)(31) Pyyda«y «tueikeu»— B«gim priontet 13.05.70

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2024539.0 (71) TED Bildplatten Aktiengesellschaft AEG-Telefunken-Teldec, Hänibiihl 8,

Postfach 126, CH-63OI Zug, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Gerhard Dickopp, Berlin, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (74) Oy Koister Ab (54) Signaalinkorjauskytkentä sellaisen rekisteröintikantimen äänirasia-sovitelmaa varten, jossa on pinnassa olevia muodonmuutoksia - Signal-korrektionskoppling för, ett pick-up-arrangemang för en registrerings-bärare med ytdeformationer Tämän keksinnön kohteena on signaalinkorjauskytkentä sellaisen rekisteröintikantimen äänirasiasovitelmaa varten, jossa on pinnassa olevia muodonmuutoksia, jotka vastaavat videosignaalilla taajuusmoduloitua värähteyä, jonka hetkellinen taajuus on alueella n. 2-4 MHz, joka sovitelma sisältää paineäänirasian, jossa on puristusherkkä mekaanis-sähköinen muunnin ja kulutuskestoisesta aineesta koostuva jalas, joka on muotojäykkä esiintyvien mekaanisten vaikutusten alueella ja kiinteäasentoinen jalaksen vastaanottavan resultoivan reaktiovoiman suunnassa, joka jalas välittömästi tai samoin muotojäykän kytkentäkappaleen välityksellä on yhdistetty muuntimeen painaen rekisteröintikanninta vastaan voimalla, joka ei ole riittävä pintamuodonmuutosten täydelliseen elastiseen tasoittamiseen, kun kännin siirtyy äänirasian ohi vakionopeudella.

On ennestään ehdotettu järjestelmä kantimeen tallennettujen ja varastoitujen signaalien toistamiseksi, jonka kantimen pinnassa on signaalisuureen ajallista kulkua vastaavat muodonmuutokset, jolloin käytetään äänirasiaa eli kuulostinta, joka kosketuspinnallaan kohdistaa puristusvoiman sen ohitse kulkemaan saatetun kantimen pintaan. Kuulostimena käytetään tällöin pietsosähköistä tai magnetostrik-tiivistä puristusvastaanotinta, jona on puristusvoiman suuntaan kokoonpuristuva 2 56909 muut tajakappale, joka saa ohjauksensa kantimessa olevien muodonmuutosten ajallisen kulun mukaan. Kosketus kantimen pinnan kanssa tapahtuu välittömästi tai pääasiallisesti muotojäykän kytkentäkappaleen välityksellä. Tämän yhteydessä on edelleen ehdotettu käytettäväksi kuulostuslaitetta, jonka avulla voidaan moitteettomasti kuulostaa myös sangen suuria taajuuksia, siis sellaisia taajuusalueita, jotka suuresti poikkeavat tavanomaisten äänilevyjen yhteydessä kysymykseen tulevista alueista. Esimerkkinä mainittakoon, että tällaista kuulostuslaitetta voidaan käyttää sellaisten kuvien toistamiseen, jotka on televisionormien mukaan muutettu signaaleiksi ja äänilevytekniikasta tunnetulla tavalla tallennettu ja monistettu levyille. Kuulostimen on tässä tapauksessa kyettävä kuulostamaan levystä muutaman megahertsin taajuuksia.

Tätä varten on pietsosähköinen tai magnetostriktiivinen kuulostin tehty pieneksi suunnikassänpiön, esim. kuution muotoiseksi prismakappaleeksi, joka toimii paksuutensa suunnassa värähtelevänä elimenä. Sillä on tällöin kantimen suunnassa pituus, joka on pienempi kuin puolet välitysalueen ylä-rajataajuudella muuttajakappaleessa tapahtuvan mekaanisen värähtelyn aallonpituudesta.

Värähtelymuuttajan materiaaliksi soveltuvat erikoisen hyvin tunnetut keraamiset materiaalit lyijy-sirkonaatti-titanaatti tai kalium-natrium-niobaatti, koska niiden taajuusvakiot sallivat muuttajan sellaisia mitoituksia, jotka vielä mahdollistavat suhteellisen yksinkertaisen valmistuksen.

Ensikädessä voitaisiin ajatella, että moitteettoman kuulostuksen takia olisi tarpeellista samalla tavoin kuin äänitaajuisessa äänilevytakniikassa muotoilla kuulostimen kärki sellaiseksi, että se painautuu kantimeen vain aallonpituuden erään murto-osan verran. Tallennettuja televisiosignaaleja kuulostettaessa tulee noin 10 μ:n suuruisen uraleveyden yhteydessä noin 3yu:n suuruiset aallon pituudet kysymykseen, joten käytännössä tuskin on mahdollista käyttää kuulostinta, jonka kuulostavalla kärjellä on uran suunnassa (kuten äänitaajuisessa äänilevyssä) koko, joka on pienempi kuin puolet suurimman tallennetun taajuuden aallonpituudesta. Käytettäessä vielä luotettavasti aikaansaatavaa 0,5 p:n suurista painautumisvoimaa tulisi levyn valmistukseen käytetyn materiaalin lujuusraja runsaasti ylitetyksi. Lisäksi tulisi tällainen kuulostin toimimaan vipuna ja terävällä kulmallaan leikkaamaan uramodulaation kohokohdat, koska tämä pakosta terävä kulma tulisi painautumaan kantimeen vain aallonpituuden murto-osan suuruisen välin.

Lisäksi tällainen kuulostin ei enää kykenisi kuulostimen massan hitauden takia seuraamaan pinnan muodonmuutoksia, kun on kuulostettava televisiotallentees-sa esiintyviä sangen suuria taajuuksia. Uramodulaation kohokohtien olisi tällöin joustavasti siirryttäviä kuulostimen tieltä, mikä johtaa kuulostettujen signaalien vääristymiseen.

Tästä syystä on edellä mainituissa järjestelmissä jo aikaisemmin ehdotettu käytettäväksi sellaista kuulostinta, jonka kuulostava kosketuspinta on tehty sellaiseksi, että se kuulostustien suunnassa kokonaan tai osittain painautuu väliin, joka on suurempi kuin suurin tallennettu aallonpituus, ja että se samassa suunnassa 3 56909 kohtisuorasti kantimen pintaa vastaan tehdyssä tasoleikkauksessa muodostaa rajoi-tuskäyrän, joka tulopuolella ja lähtöpuolella on eri jyrkkä. Kuluminen tulee pienenemään, koska kuulostuspinta painautuu eri muodonmuutoselementtien lukuisiin huippuihin. Kuulostettavan pinnan kohdistama puristusvoima on tällöin verrannollinen sen eri muodonmuutoselementtien aiheuttamien voimien kulloinkin esiintyvään summa-arvoon.

Syntyvä vaihtovoima on sitä suurempi, mitä suurempi on kuulostimen reunojen epäsymmetria. Resultoiva voima saavuttaa maksimiarvon, kun reunan jyrkkyys tulee lähtöpuolella äärettömän suureksi. Tämän reunan olisi siis mahdollisuuksien mukaan oltava kohtisuorassa kantimen pintaa vastaan toisin sanoen kuulostimen reunakulma on 90°. Pienemmät reunakulmat johtavat samaan tulokseen.

Painautumisvoiman vaikutuksesta tulee joustavaksi oletetun kantavan kalvon pinta muuttamaan muotoaan suunnilleen sillä tavoin, kuin kuviossa 1 on näytetty; tämä kuvio esittää kuulostinta ja kantavaa kalvoa syvämerkintätallenteella varustetun uran kautta tehtynä pituussuuntaisena leikkauksena.

Kuulostimena on pietsosähköinen keramiikkakappale 1, johon on liima- tai juotesaumalla 2 kiinnitetty safiiria tai timanttia oleva kuulostusantura 3. Kuulostin rekisteröi kuulostimen ja kantavan kalvon 4 välisen suhteellisen liikkeen yhteydessä esiintyvän resultoivan voiman, jonka kalvo 4 kohdistaa kuulostimen alapintaan. Tämä voima vaihtelee tallennettuja aallonpituuksia vastaten ja saadaan ainoastaan painautumisvoiman ajallisena keskiarvona. Kantimen 4 kulkusuunta on kuvioissa 1 ja 3 näytetty nuolella.

Seuraavan selityksen yhteydessä edellytetään, että kuulostimen tehollinen massa on niin suuri, että se käytännöllisesti katsoen ei enää kykene suorittamaan mitään kantimen pintaa vasten kohtisuorassa olevaa liikettä siihen kohdistuvan, aallonpituuksien rytmiä vastaavan värähtelyn vaikutuksesta (joiden värähtelyjen taajuus esim. kuvatallenteessa on useita megahertsejä). Tällä edellytyksellä esiintyy oleellinen, selitetyn kaltaisessa puristuskuulostuksessa esiintyvä ongelma siinä suhteessa, että kuulostimeen kohdistuvan resultoivan voiman muodostamiseen osallistuu samanaikaisesti tilassa suhteellisen laajaksi venytetty uramodulaation alue (kuvio 1), jolloin koko tämä alue sisältää informaatiota, jotka ajallisesti seuraavat peräkkäin.

Kuulostuskappaleen tulopuolen ja lähtöpuolen reunojen eri suuren jyrkkyyden avulla voidaan nyt seuraavassa lähenmin selitetyllä tavalla resultoiva voima ensimmäisenä likimääräisarvona saada vastaamaan kantimeen tallennetun informaation sitä kohtaa, joka kulloinkin sijaitsee kuulostuskappaleen aivan määrätyn kohdan alla. Tällöin on kantiman ja kuulostimen kulumisen kannalta edullista tehdä kuu-lostuskappale sellaiseksi, että sen reunakulma on vähemmän jyrkkä tulopuolella.

4 56909

Kantimena toimivaa kalvoa kuulostettaessa edellä selitettyä tyyppiä olevalla kuulostimella esiintyy kuulostetussa informaatiossa häiriöitä, jotka vaikuttavan toiston laatuun.

Keksinnön tehtävänä on poistaa nämä häiriöt, jotka erikoisesti ovat havaittavissa siten, että kuulostettuihini signaaleihin sisältyy suurtaajuisia signaali-komponentteja, joita ei samassa määrin ole olemassa tallennetuissa informaatioissa.

Tämä tehtävä on keksinnön mukaan ratkaistu siten, että äänirasian antaman moduloidun värähtelyn signaalitiehen on sovitettu taajuudesta riippuvainen suodatin, joka vaimentaa moduloidun värähtelyn ylemmät sivunauhataajuudet sellaisen rajataajuuden yläpuolella, joka on moduloidun värähtelyn alhaisimman hetkellisen taajuuden kaksinkertaisen arvon alapuolella mutta sen lähellä.

Keksinnön mukaisten välineiden toimintatavan ylimalkaiseksi selittämiseksi viitataan ensin ilman lähempiä selityksiä kuvioihin 1-5.

Ihanneolosuhteissa, toisin sanoen siinä tapauksessa, että kantimen pinnassa olevien muodonmuutosten kulku on puhtaasti sinimäinen ja nämä muodonmuutokset saadaan kuulostimen painautumisvoiman vaikutuksesta kiirinoisasti painetuiksi kokonaan samaan tasoon, saadaan kuvion 1 mukaista kuulostinta käytettäessä kuulostusanturaan syntymään suunnilleen kuvion 2 näyttämä puristusjakautuma p(x) pitkin tämän anturan pituusulottuvuutta x, mitattuna kuviossa 1 vasemmalla olevasta ja kuvioissa 2 ja 4 koordinaattiarvolla xq merkitystä reunasta.

Kuten kuvioissa 1 ja 3 on osoitettu, ei kantimen materiaaleina tavallisesti käytettyjen muovien yhteydessä kuitenkaan yleensä saavuteta sellaista tulosta, että kantimen pinnan tallennettua signaalia vastaava muodonmuutos tulisi kuulostimen painautumisvoiman vaikutuksesta painetuksi kimmoisasti kokonaan samaan tasoon. Tästä seuraa, että puristusvoiman jakautuminen pitkin kuulostimen alasivua ei ole puhtaasti sinimäinen vaan sisältää runsaasti yliaaltoja, kuten kuviossa 4 on'esimerkkinä näytetty.

Oletettaessa olosuhteiden vastaavan kuvioissa 1 ja 4 näytettyjä saadaan syntymään kuulostimeen vaikuttavan resultoivan vaihtovoiman P(t) kuviossa 5 esitetty kulku, kun kuulostin ajan t kuluessa, ajankohdasta t alkaen, liikkuu kantimena toimivan kalvon muodonmuutosten ylitse. Kun kuulostimen mekaanis-sähköinen muuttajakappale muuttaa tämän resultoivan vaihtovoiman verrannollisesti sähköjännitteeksi, niin voivat tähän jännitteeseen sisältyvät ylivärähtelyt olla häiritsevällä tavalla havaittavissa toistetussa signaalissa.

5 56909 Tästä syystä tukahdutetaan ylivärähtelyt keksinnön mukaan tehdyn suodattimen avulla. Jotta mahdollisimman pieni osa moduloidun signaalin ylemmän sivu-kaistan taajuuksista tulisi tukahdetuksi, on suodattimen rajataajuuden oltava tallennetun signaalisuureen ajallisen kulun alimman hetkellistaajuuden kaksinkertaisen arvon läheisyydessä tai tämän arvon alapuolella.

Signaalisuureena voi olla kulmamoduloitu, sopivasti taajuusmoduloitu signaa li. Tässä tapauksessa on alipäästö-suodattimen rajataajuuden sijaittava vaihemo-dulaatiossa esiintyvän alimman hetkellistaajuuden kaksinkertaisen arvon läheisyydessä tai tämän arvon alapuolella. Taajuusmodulaatiossa tämä alin hetkellistaajuus vastaa nostoalueen pienintä taajuutta.

Jotta keksinnön mukaisen puristuskuulostimen muut parannukset voitaisiin selittää lähemmin, on ensin käsiteltävä kuulostuksessa esiintyviä tapahtumia.

Tätä varten oletetaan käytettävän taajuusmoduloitua tallennetta, jolla on vakioamplitudi.

Kantimen pinnan se muodonmuutos, joka vastaa signaalin vaihtokomponentin kulkua, esitetään funktiolla y.

Tällöin on: y = Ϋ . sin (k . x) (yhtälö l) Tässä yhteydessä on § - pinnan muodonmuutoksen vaihtokomponentin amplitudi x = hetkellinen uransuuntainen koordinaatti k = tallennetun kantoaallon aaltoluku kosketuskohdassa, jolloin k on taajuusmodulaatiossa paikasta riippuva.

Pitkin kuulostusanturan alasivua saadaan kuvion 1 näyttämissä olosuhteissa paine jakautumaan suunnilleen kuvion 2 näyttämällä tavalla. Tämä paine p(x) voidaan kysymykseen tulevalla alueella esittää matemaattisesti likimain seuraavalla funktiolla: p (x) - . e a (χ *e> (2. + sin kx) kun xQ ^ x ^ ^ (yhtälö 2) Tässä yhtälössä on xQ = kuulostimen reunan sijainti (kuulostimen ja kantimen välisen suhteellisen liikkeen takia on tämä sijainti kantimesta katsottuna vaihteleva, ja vakiokuulostusnopeudella on se aikaan verrannollinen) x B uransuuntainen hetkellinen koordinaatti

Pq = vaihtopaineen amplitudi kuulostusreunan välittömässä läheisyydessä (kuulostimen alin kohta) a = e-funktion jyrkkyyden mitta k = tallennetun kantoaallon aaltoluku

Yhtälö 2, samoin kuin kertolasku suorittamalla saatu yhtälö 2a p (x) =¾ e ' a U * xo> + £0 e · » (x *o> sin lex (yhtätf 2a) 6 56909 kuvaa sitä fysikaalista tosiseikkaa, että molemmat yhteenlaskettavat suureet (keskipuristus ja siihen lisättävä vaihtopaineamplitudi) ovat suurimmillaan reunan läheisyydessä (x = xq) ja että ne vähitellen pienenevät positiiviseen x-suun-taan.

Sinimäiseksi oletetussa modulaatiossa, jossa aaltoluku on k = k + k, . sin mx (yhtälö 3) oi jossa yhtälössä on vakiot kQ, k^ ja m (m on aaltoluku, joka on tunnusomainen kantoaaltoon nähden pientaajuiselle videosignaalille), saadaan kuulostimeen vaikuttavan resultoivan voiman vaihtokomponentti lasketuksi integroimalla yhtälön 2a toinen yhteenlaskettava komponentti painautumispinnan suhteen a (x xo) g£n + ^ s£n χ ^ (yhtälö U) x o 1 on uran tehollinen leveys, ja 1. dx on täten painautumispinnan yksi elementti.

P^/ on xQ:n (kuulostusreunan sijainnin) ja kuulostimen tehollisen pituuden L:n funktio. Kun painautumispituus L on yhtä aallonpituutta suurempi, ei integraalin arvo enää oleellisesti muutu, jos laskennan yksinkertaistamiseksi integraalin ylärajaksi merkitään^ .

Vaikka tämä resultoiva vaihtovoima P^^ei tarkasti vastaa kantimeen tallennettua signaalia y = y* . sin (kQ + k^ sin mx) x (yhtälö 1 ja 3) voidaan esim. taajuusmoduloinnin jälkeen tallennettu videosignaali kuulostaa pu-ristuskuulostimella riittävän hyvälaatuisena siinäkin tapauksessa, että tämä puri stuskuulostin muuntaa siihen vaikuttavan vaihtovoiman verrannollisesti sähkö-signaaliksi .

Toiston laatua voidaan kuitenkin parantaa siinä tapauksessa, että puristus-kuulostin yhdessä sen jälkeen kytkettyjen piirien kanssa kykenee muuttamaan siihen vaikuttaviin resultoivan vaihtovoiman sellaiseksi signaaliksi, joka ainakin sen pientaajuisten komponenttien alueella on likimain verrannollinen vaihtovoiman ensimmäiseen derivaattaan ajan suhteen.

Kuulostimen ulostulosea vaihtovoimasta P'V kehittyvän jännitteen derivoiminen ajan suhteen myötävaikuttaa siihen, että kuulostuksen jälkeen saadaan alkuperäinen signaali jälleen muodostumaan.

Tämä tapahtuma vastaa matemaattisesti yhtälön U derivointia alarajan xq » v . t suhteen, jolloin v on kuulostimen ja kantimen välinen suhteellinen nopeus ja t tarkoittaa aikaa. Tämä derivointi voidaan suorittaa tavalla, joka on merkitty julkaisussa Hiitte I 28 painos, sivu 107, kohta 5.

7 56909 dp~(xo) , * Γ· ,> . V · 1 O - a (χ - χ ) = - 1 P sin (k + k„ sin mx ) x - \ a e o , o o 1 o o \

d xo L

-I X

0 sin (kQ + k^ sin mx) x dx (yhtälö 5) Tähän yhtälöön vielä sisältyvä integraali vastaa vakiokertoimeen a saakka yhtälön ^ integraalia, joten -- = a P-. - P 1 sin (k + k, sin mx ) x (yhtälö 6) dx o oi o o o

Ensimmäinen osa aP~ voidaan jättää huomioonottsanatta toiseen osaan P 1 sin (k + k, sin mx ) x verrattuna, kun a k vast, a k - k., . Tämä osoi-tetaan erikoisen havainnollisen, pientä modulaatiota vastaavan esimerkin avulla, jolloin siis (kQ + kl sin mx^-Ä^k.

Kun k on vakio pätee seuraava yhtälö: P - P 1 P e - a (x - x0) sin kx dx

Λ- 0 J

xo

Julkaisusta Hiitte I, painos 28, sivu 96, kohta 31», saadaan: . /a 1 e - a (χ - xo) Γ P,oj= ° a sin kx + k cos kx 2,2 a + k _ + Φ 1 a sin kx + k cos kx

Prw= o j-___o_oJ_ 2 . ,2 a + k = + ^ 1 ak cos kx - k^ sin kx —;- o o o

^o T.....X - J

a + k kun a ^ k dP~ = - £ 1 sin kx ^ o o dxo

On siis dP^v, = - P 1 sin (k + k, sin mx ) x , _“ o oi o o <*ο toisin sanoen, dP-^ on verrannollinen alkuperäiseen signaalin (yhtälö l). dx o 8 56909

Kuulostimen ja kantimen välisen suhteellisen nopeuden v ollessa vakio tämä tarkoittaa, että on muodostettava vaihtovoiman ensimmäinen derivaatta ajan suhteen, jotta alkuperäinen signaali voitaisiin mahdollisimman luonnollisena jälleen toistaa.

Kun mekaanis-sähköinen muuttajakappale muuttaa kantimen kuulostusanturaan kohdistaman resultoivan vaihtovoiman likimain verrannolliseksi sähkösignaaliksi, voidaan ensimmäinen derivaatta muodostaa jälkeenkytketyn piirin avulla, joka diffe-rentioi kuulostuksessa kehittyvän sähkösignaalin ennen demodulaatiota.

Ulostulosignaalin differentioiva kytkentä aiheuttaa myöskin alempien taa-juuskomponenttien toisista syistä edullisen pienenemisen. Tämä lisävaikutus voidaan myös saavuttaa yji^päästösuodattimen avulla, jonka rajataajuus sijaitsee suurinta moduloivaa taajuutta (esim. videotaajuutta) vastaavan ensimmäisen alapuolisen sivukaistan taajuuden alapuolella tämän läheisyydessä. Näin ollen voidaan käyttää muuttajakappaleen jälkeen kytkettyä yli-päästösuodatinta niiden pientaa-juisten komponenttien vaimentamiseksi, jotka sisältyvät kuulostuksessa kehittyviin sähkösignaaleihin.

Differentioiva kytkentä tai y1± <pääs tö suodat in voidaan halvimmin valmistaa siten, että kuulostimen kapasitanssi on tämän kytkennän vast.ylJ-*.!päästösuodat-timen osana. Kuulostimen muuttajakappaleen vastaavassa sähköisessä kytkentäkaaviossa tämä kapasitanssi on kytketty sarjaan korvausjännitelähteen kanssa muuttaja-kappaleen sisäisenä vastuksena. Tällöin voidaan siis muuttajakappaleen elektro-deihin kytkeä sellainen ohminen vastus, joka on oikeassa suhteessa mainittuun kapasitanssiin. Tämä vastus voi yhdessä kapasitanssin kanssa muodostaa differen-tioivan kytkennän tai yii^päästösuodattimen.

Jos kuulostimen jälkeen kytketään vaihemoduloidun videosignaalin kuulosta-miseksi yji-päästösuodatin, jolla on terävä päästöraja, niin on tämän suodattimen rajataajuus sijoitettava 50 kHz:n yläpuolelle, mutta kulmamoduloidun signaalin alimman hetkellistaajuuden alapuolelle. Taajuusmodulaatiossa alin hetkellistaajuus vastaa taajuusmoduloidun taajuuden muutosalueen alarajaa.

Edellä esitettyjen laskelmien yhteydessä tehty edellytys k tarkoittaa kuvannolliseeti, että keskipuristus ja puristus amplitudi saavat laskea vain vähitellen x:n funktiona, mikä kuvion 2 yhteydessä edellytettiin pätevän kuvion 1 näyttämässä tapauksessa.

Voidaan yleisesti osoittaa, että puristusamplitudien ei tarvitse välttämättä vaimentua eksponentiaalifunktion mukaan, kuten yhtälön 2 yhteydessä oletettiin, vaan voidaan sallia mikä tahansa vähitellen tapahtuva pieneneminen. Näin saadaan tapahtumaan, kun kuulostuskappaleessa on vain yksi ainoa "terävä” reuna.

Sanonnalla "terävä" tarkoitetaan tällöin, että reuna on tehty sellaiseksi, 9 56909 että kantimena toimiva kalvo tulee lähtöpuolella irtaantumaan kosketuksestaan kuuloetuskappaleen kanssa sellaisen välin puitteissa, joka mahdollisuuksien mukaan on puolta aallonpituutta pienempi. Kuulostusanturan toinen puoli, kuvion 1 näyttämässä suoritusesimerkissä tulopuoli, on tehtävä sellaiseksi, että se aiheuttaa vaihtopaineen pehmeän jatkuvan nousun "terävään" takareunaan asti, ja että tämä vaihtopaine sitten tässä kohdassa häviää erittäin nopeasti.

Tällainen kulku voidaan käytännössä saavuttaa joko muotoilemalla kuulostus-antura kuviossa 1 näytetyllä tavalla, tai käyttämällä sellaista kuulostusanturaa, jossa on suora leikkuuviiva, joka on hiukan kalteva kantimen pintaan nähden, kuten kuviossa 3 on näytetty. Tässä kuviossa on jälleen pietsosähköinen keramiikkakap-pale merkitty numerolla 1, juotossauma numerolla 2, safiiria tai timanttia oleva liukuantura numerolla 3, kantava kalvo numerolla U, kuulostusanturan 3 suoraviivainen tulopuoli numerolla 5 ja likimain kohtisuorassa oleva lähtöpuoli numerolla 6. Kuulostusanturan tulopuolen ja kantimen pinnan välisen kulman on oltava rajois-sa noxn 1 ja 20 .

Käytettäessä kaarevaksi muotoiltua kuvion 1 näyttämää kuulostusanturaa on hyviä tuloksia saavutettu tulopuolen suurella kaarevuussäteellä uran suunnassa, kun tämä säde on suurempi kuin viisinkertainen suurin tallennettu aallonpituus, ja lähtöpuolen sangen pienellä pyöristyssäteellä, joka on pienimmän tallennetun aallonpituuden puoliskoa pienempi.

Kuten edellä jo mainittiin, ei kantimen pinnan tallennettua signaalia vastaavien muodonmuutosten tarvitse kuulostimen painautumisvoiman vaikutuksesta puristua kimmoisasti aivan kokonaan samaan tasoon. Kun a·^. k on tässäkin tapauksessa kuuloetimeen vaikuttavan resultoivan voiman ajallinen derivaatta verrannollinen kuulostusreunassa vaikuttavaan paineeseen, vastaten yhtälöä 5: a ^(x)u 1 p(x<)) d x o

Oletettaessa olosuhteiden vastaavan kuvioissa 1 ja U näytettyjä saadaan kuulostettu jännite esiintymään kuvion 5 kaltaisena siten, että yliaaltojen osuus on suuri.

Edellä selitetyissä suoritusesimerkeissä on puristuskuulostin varustettu kulumista kestävää materiaalia olevalla liukuanturalla. Edellä esitetyt yhtälöt pätevät kuitenkin myös ilman liukuanturaa olevan kuulostimen mitoitukselle, jolloin siis keraaminen pietsosähköinen tai magnetostriktiivinen kappale välittömästi kuulostaa kantimen pintaa.

Paineenvaihtelujen muuttamiseksi sähköjännitteiksi käytetään sopivasti 10 56909 pietsosähköistä keramiikkakappaletta, kuten alussa jo mainittiin. Voidaan myös käyttää muita muuttajia, kuten pietsomagneettisia tai magnetostriktiivisiä muuttajia, samoin kuin myös paineelle herkkiä puolijohteita.

Kuvion 3 näyttämän anturan 3 pituus voi olla noin 0,2 mm, kun kuulostinta käytetään taajuusmoduloitujen videosignaalien kuulostamiseksi. Antura on alhaalla tehty kiilamaiseksi. Kiilan reuna on kuitenkin pyöristetty. Tämä pyöristetty reuna muodostaa anturan tulopuolen 5> joka muodostaa sopivasti noin 10° suuruisen kulman kantajan pinnan kanssa. Kantimen pinnassa on kierukkamainen ura. Uran laidoissa on kuvion 3 näyttämiä kimmoisasti sisäänpuristuvia korkokuvioiden kaltaisia muodonmuutoksia, joiden ääriviiva vastaa taajuusmoduloitua värähtelyä. Kiilamaisen anturan pyöristetty reuna liukuu uran molempien laitojen muodonmuutoksien päälle ja tasoittaa tällöin nämä muodonmuutokset kimmoisasti melkein kokonaan samaan tasoon. Keramiikkakappale (muuttajakappale l) kehittää siihen kohdistuvaan vaihto-voimaan verrannollisen sähköjännitteen. Kuvioiden 1 ja 3 esittämän alipäästösuo-dattimen 10 rajataajuus, toisin sanoen se taajuus, jossa vaimennus on alempiin taajuuksiin nähden noussut 3 db:tä, vastaa niukasti kuulostetun signaalin kaksinkertaista alinta hetkeliistaajuutta.

Kuvion 3 näyttämän ylipäästösuodattimen 11 rajataajuus on esim. 500 kHz:ä, joka sijaitsee 50 kHz:n yläpuolella mutta kuulostetun signaalin alimman hetkellis-taajuuden alapuolella.

Yli-päästösuodatin koostuu pietsosähköisen keramiikkakappaleen (muuttaja-kappaleen) kapasitanssista ja poikittaisvastuksesta. Kun differentioiva piiri on kytketty välittömästi keramiikkakappaleen jälkeen, voi tämän keramiikkakappaleen kapasitanssi myös olla osana tässä differentioivassa piirissä.

Claims (4)

11 S6909

1. Signaalinkorjauskytkentä sellaisen rekisteröintikantimen (4) ääni-rasiasovitelmaa varten, jossa on pinnassa olevia muodonmuutoksia, jotka vastaavat videosignaalilla taajuusmoduloitua värähtelyä, jonka hetkellinen taajuus on alueella n. 2 - 4 MHz, joka sovitelma sisältää paineäänirasian, jossa on puristus-herkkä mekaanis-sähköinen muunnin (1) ja kulutuskestoisesta aineesta koostuva jalas (3), joka on muotojäykkä esiintyvien mekaanisten vaikutusten alueella ja kiinteä-asentoinen jalaksen vastaanottavan resultoivan reaktiovoiman suunnassa, joka jalas (3) välittömästi tai samoin muotojäykän kytkentäkappaleen välityksellä on yhdistetty muuntimeen (1) painaen rekisteröintikanninta (4) vastaan voimalla, joka ei ole riittävä pintamuodonmuutosten täydelliseen elastiseen tasoittamiseen, kun kännin (4) siirtyy äänirasian ohi vakionopeudella, tunnettu siitä, että äänirasian antaman moduloidun värähtelyn signaalitiehen on sovitettu taajuudesta riippuvainen suodatin (10), joka vaimentaa moduloidun värähtelyn ylemmät sivunauha-taajuudet sellaisen rajataajuuden yläpuolella, joka on moduloidun värähtelyn alhaisimman hetkellisen taajuuden kaksinkertaisen arvon alapuolella mutta sen lähellä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, jossa muunnin sen kannalta, miten jalakseen vaikuttava voima muunnetaan sähkösignaaliksi, on verrannollinen muunnin, tunnettu siitä, että signaalitiehen on edelleen sovitettu sähköverkko, joka ainakin pientaajuusalueella erottaa moduloidun värähtelyn.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että signaalitiehen on taajuudesta riippuvaisen suodattimen (10) kanssa sarjaan lisäksi sovitettu ylipäästösuodatin (11), jonka rajataajuus on yli 50 kHz, mutta moduloidun värähtelyn alhaisimman hetkellisen taajuuden alapuolella.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen kytkentä, tunnettu siitä että yksi suodattimista (10, 11) sisältää puristusäänirasian kapasitanssin.