NO126413B

NO126413B -

Info

Publication number: NO126413B
Application number: NO475/70A
Authority: NO
Inventors: Vilhelm Anneberg; Ellen Clemmensen; Robert Gudmandsen; Axel Scheibel
Original assignee: Fonofilm Ind A S
Priority date: 1969-03-25
Filing date: 1970-02-10
Publication date: 1973-01-29
Also published as: US3700829A; DE2007469B2; HK64276A; DE2007469A1; JPS4927441B1; NL7003987A; DK124049B; GB1293636A; CH522996A; SE341968B; FR2033011A5

Description

Magnetisk pickup. Magnetic pickup.

De senere års utvikling innen musikkreproduksjonstek-nikken er karakterisert ved stigende bruk av stereofoni og stadig økende krav til gjengivelseskvalitet. Denne utvikling har bl.a. medført voksende krav til magnetiske pickup'er både med hensyn til gjengivelse av signaler med meget høy frekvens, forvrengningsfrihet og lav vekt. Developments in music reproduction technology in recent years have been characterized by increasing use of stereophony and ever-increasing demands for reproduction quality. This development has, among other things, resulting in growing demands for magnetic pickups both with regard to reproduction of very high frequency signals, freedom from distortion and low weight.

En magnetisk pickup har et med nålen forbundet anker som er bevegelig anbragt i et luftrom som inngår i en magnetkrets. Bevegelser av ankeret medfører reluktansvariasjoner og dermed fluksendringer i magnetkretsen. Disse fluksendringer induserer signalspenninger i en spole. For frembringelse av en fluks i den magnetiske krets anvendes en permanent-magnet som enten kan inngå som en stasjonær del av kretsen eller kan utgjøre ankeret. A magnetic pickup has an armature connected to the needle which is movably placed in an air space which forms part of a magnetic circuit. Movements of the armature cause reluctance variations and thus flux changes in the magnetic circuit. These flux changes induce signal voltages in a coil. To produce a flux in the magnetic circuit, a permanent magnet is used which can either be included as a stationary part of the circuit or can form the armature.

De nevnte tilstrebte egenskaper-gjør det ønskelig å redusere den effektive nålmasse, i hvilken inngår ankermassen, The aforementioned desired characteristics make it desirable to reduce the effective needle mass, which includes the anchor mass,

til det minst mulige for at det skal bli oppnådd god gjengivelse av høyfrekvente signaler. Dette hensyn taler imot an-vendelse av et permanentmagnetisk anker som nødvendigvis blir forholdsvis tungt. For at pickup'en skal bli forvrengningsfri er det nødvendig at magnetkretsen arbeider i betryggende avstand fra magnetiseringskurvens metningspunkter, og arbeidspunktet bør fortrinnsvis begrenses til det rettlinjede området omkring nullpunktet. Dette er det vanskelig å oppnå ved de kjente pickup-konstruksjoner med fast permanentmagnet, hvor denne er innskutt i serie i magnetkretsen, som således kommer til å bære en betydelig hvilefluks. For under disse omstendig-heter å holde arbeidspunktet på den rettlinjede del av karak-teristikken er det nødvendig å anvende et forholdsvis stort tverrsnittsareal i magnetkretsen, hvilket ikke alene gjør pick-upen tung, men også bevirker at spoletråden blir lang, slik at spolen får stor motstand og kapasitet. to the minimum possible so that good reproduction of high-frequency signals is achieved. This consideration militates against the use of a permanent magnetic armature, which necessarily becomes relatively heavy. In order for the pickup to become distortion-free, it is necessary that the magnetic circuit works at a safe distance from the saturation points of the magnetization curve, and the working point should preferably be limited to the rectilinear area around the zero point. This is difficult to achieve with the known pickup designs with a fixed permanent magnet, where this is inserted in series in the magnetic circuit, which will thus carry a significant quiescent flux. In order, under these circumstances, to keep the operating point on the rectilinear part of the characteristic, it is necessary to use a relatively large cross-sectional area in the magnetic circuit, which not only makes the pick-up heavy, but also causes the coil wire to become long, so that the coil gets great resistance and capacity.

Denne oppfinnelse angår en magnetisk pickup av den i hovedkravets innledning angitte art og har til formål å tilveie-bringe en slik pickup som gjør det mulig å kombinere anvendelsen av et lett anker med en magnetkrets som hele tiden arbeider i nærheten av magnetiseringskurvens nullpunkt. This invention relates to a magnetic pickup of the kind indicated in the introduction of the main claim and aims to provide such a pickup which makes it possible to combine the use of a light armature with a magnetic circuit which constantly works near the zero point of the magnetization curve.

Dette formål blir oppnådd ved at pickup'en er utformet som angitt i hovedkravets karakteristikk, idet det ved denne konstruksjon ikke går noen fluks gjennom den magnetiske leder når ankeret er i hvilestilling, fordi endene av den magnetiske leder har samme magnetiske potensial. Når ankeret som danner en magnetisk belastning av permanentmagnetdelene, nærmer seg den ene av disse' deler, økes dennes belastningsfluks med det resultat at det magnetiske potensial ved den tilstøtende ende av den magnetiske leder faller. Da ankeret samtidig fjerner seg fra den motsatte permanentmagnetdel, forminskes dennes be-lastningsf luks, slik at det magnetiske potensial ved den annen ende av den magnetiske leder stiger. Den således etablerte magnetiske potensialforskjell mellom endene av den magnetiske leder frembringer i denne en fluks, som representerer det til nålutsvinget svarende lydsignal. Den oppgave å påføre permanentmagnetdelene en varierende belastning kan løses av et lite og lett anker. This purpose is achieved by the pickup being designed as stated in the characteristic of the main claim, as with this construction no flux passes through the magnetic conductor when the armature is in rest position, because the ends of the magnetic conductor have the same magnetic potential. When the armature which forms a magnetic load of the permanent magnet parts approaches one of these parts, its load flux is increased with the result that the magnetic potential at the adjacent end of the magnetic conductor falls. As the armature simultaneously moves away from the opposite permanent magnet part, its load flux is reduced, so that the magnetic potential at the other end of the magnetic conductor rises. The thus established magnetic potential difference between the ends of the magnetic conductor produces a flux in this, which represents the sound signal corresponding to the needle deflection. The task of applying a varying load to the permanent magnet parts can be solved by a small and light armature.

En i konstruktiv henseende enkel utførelse av pickup'en ifølge oppfinnelsen er angitt i krav 2 og en bekvem anbringelse av permanentmagnetdelene i krav 3. A structurally simple design of the pickup according to the invention is stated in claim 2 and a convenient placement of the permanent magnet parts in claim 3.

I produksjonsteknisk henseende er det imidlertid mer fordelaktig å utforme .pickup'en som angitt i krav 4, særlig når den skal utføres som en stereo-pickup med to adskilte magnetiske systemer som er felles om ankeret. Den ringformede magnet har en forholdsvis stor permeabilitet i akseretningen, men en meget liten permeabilitet i retning vinkelrett på denne og vil derfor i forhold til de magnetisk ledende ben virke som en separat magnet på hvert ben. In terms of production technology, however, it is more advantageous to design the pickup as stated in claim 4, especially when it is to be made as a stereo pickup with two separate magnetic systems that are common to the armature. The ring-shaped magnet has a relatively large permeability in the axial direction, but a very small permeability in a direction perpendicular to this and will therefore act as a separate magnet on each leg in relation to the magnetically conducting legs.

Da hvilefluksen i den magnetiske leder som nevnt er null, og det magnetiske arbeidspunkt beveger seg omkring magnetiseringskurvens nullpunkt, kan benene være utformet som angitt i krav 5 uten risiko for at arbeidspunktet kommer utenfor den rettlinjede del av den meget steile magnetiseringskurve. Dermed oppnås for-uten lav vekt at viklingene får små dimensjoner og forholdsvis liten trådlengde med derav følgende liten motstand og lav kapasitet. As the quiescent flux in the magnetic conductor is zero as mentioned, and the magnetic operating point moves around the zero point of the magnetization curve, the legs can be designed as stated in claim 5 without risk of the operating point coming outside the rectilinear part of the very steep magnetization curve. In this way, it is achieved, without light weight, that the windings have small dimensions and a relatively short wire length, with the consequent low resistance and low capacity.

En særlig enkel og billig konstruksjon kan oppnås ved den A particularly simple and cheap construction can be achieved with it

i krav 6 angitte utforming av benene. Denne konstruksjon beteg-ner et brudd med den tekniske tradisjon som har foreskrevet an-vendelse av planparallelle polflater eller polflater som er konforme med ankeret. design of the legs specified in claim 6. This construction represents a break with the technical tradition that has prescribed the use of plane-parallel pole faces or pole faces that conform to the armature.

Det magnetiske aggregat i pickup'en ifølge oppfinnelsen innbyr til en geometrisk konstruksjon som er symmetrisk om ankerets akse og er velegnet til å utføres som en stereoenhet. En hensiktsmessig stereoutførelse av pickup'en er angitt i krav 7. The magnetic assembly in the pickup according to the invention invites a geometrical construction which is symmetrical about the armature's axis and is suitable for use as a stereo unit. An appropriate stereo version of the pickup is specified in claim 7.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, where

fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en utførelsesform fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment

for pickup'en ifølge oppfinnelsen, for the pickup according to the invention,

fig. 2 viser et snitt efter linjen II-II på fig. 1, fig. 2 shows a section along the line II-II in fig. 1,

fig. 3 viser i perspektiv den forreste del av det magnetiske system og det i dette anbragte nålaggregat og fig. 3 shows in perspective the front part of the magnetic system and the needle assembly arranged in it and

fig. 4 viser skjematisk den ene halvdel av det magnetiske system med ankeret i nøytral stilling. fig. 4 schematically shows one half of the magnetic system with the armature in neutral position.

Den på fig. 1-3 viste pickup har et hus 1 som er støpt av et passende plastmateriale. I den ene ende av huset har dette en utsparing 7 i hvilken det er anbragt et kontaktstykke 2 med fire pinner 3, av hvilke bare to sees på fig. 1. i den annen ende av huset er det plassert et utskiftbart nålaggregat som har et støpt plastbærelegeme 4 som med en fremstikkende, The one in fig. 1-3 shown pickup has a housing 1 which is molded from a suitable plastic material. At one end of the housing, this has a recess 7 in which is placed a contact piece 2 with four pins 3, of which only two are seen in fig. 1. at the other end of the housing there is a replaceable needle assembly which has a molded plastic support body 4 which with a protruding,

hul styretapp 5 med ikke-sirkulært tverrsnitt griper inn i en med samme tverrsnitt utformet utsparing 6 i huset 1. hollow guide pin 5 with a non-circular cross-section engages in a recess 6 in the housing 1 designed with the same cross-section.

Mellom bunnen av utsparingen 7 og husets 1 forside strekker det seg en gjennomgående utsparing som har en bakre del 8 Between the bottom of the recess 7 and the front of the housing 1, a continuous recess extends which has a rear part 8

med hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt og en fremre del 9 hvis tverrsnitt som vist på fig. 2, har form av en midtsirkel og fire langs dennes omkrets jevnt fordelte randsirkler som tangerer midt-sirkelen. with a mainly square cross-section and a front part 9 whose cross-section as shown in fig. 2, has the form of a central circle and four edge circles evenly distributed along its circumference that are tangent to the central circle.

Denne gjennomgående utsparing 8, 9 tjener til opptagelse av det magnetiske system som består av fire sylindriske ben av permalloy, hvis fremre deler er plassert i hver sin utsparings 9 sylindriske randdeler, og som strekker seg bakover gjennom utsparingen 8. Den bakerste del av benene 10 er festet til og magnetisk forbundet med hverandre gjennom et tverrstykke 11 som likeledes består av permalloy. På hvert ben 10 er det plassert en spole 12, som ligger i utsparingen 8, og hvert par diametralt overfor hverandre beliggende spoler er forbundet med hverandre og med to av pinnene 3 gjennom ledninger 13. På den forreste ende av benene 10 og i disses forlengelse er det anbragt en ringformet permanentmagnet 14 som er magnetisert i akseretningen og består av et keramisk, magnetisk anisotropt materiale. Magneten 14 ligger i en utvidelse av utsparingen 9 ved husets 1 forside. This continuous recess 8, 9 serves to accommodate the magnetic system which consists of four cylindrical legs of permalloy, the front parts of which are placed in the cylindrical edge parts of each recess 9, and which extend backwards through the recess 8. The rear part of the legs 10 are attached to and magnetically connected to each other through a crosspiece 11 which likewise consists of permalloy. On each leg 10 is placed a coil 12, which lies in the recess 8, and each pair of diametrically opposite coils is connected to each other and to two of the pins 3 through wires 13. At the front end of the legs 10 and in their extension an annular permanent magnet 14 is placed which is magnetized in the axial direction and consists of a ceramic, magnetically anisotropic material. The magnet 14 is located in an extension of the recess 9 at the front of the housing 1.

I den nederste del av nålaggregatets bærelegeme 4 er det utformet en skråttliggende, sylindrisk, gjennomgående kanal 15, som munner ut på legemets underside og danner en forlengelse av utsparingen 9 i huset 1. I denne kanal 15 er festet et av umag-netisk materiale, f.eks. aluminium, bestående rør 16, som rager frem fra bærelegemet 4 og ved nålaggregatets påsetting på huset 1 går inn i den sylindriske midtdel av utsparingen 9. In the lowermost part of the needle unit's support body 4, an inclined, cylindrical, continuous channel 15 is formed, which opens onto the underside of the body and forms an extension of the recess 9 in the housing 1. In this channel 15 is fixed a non-magnetic material, e.g. aluminium, consisting of tube 16, which protrudes from the support body 4 and, when the needle unit is attached to the housing 1, enters the cylindrical middle part of the recess 9.

I røret 16 er et rørformet anker 17, bestående av bløtt jern, slik opplagret ved hjelp av en ringformet, elastisk pute 18 av f.eks. gummi eller neopren, at det kan svinge fritt i alle retninger om et i eller i nærheten av putens midtparti beliggende punkt. Ankeret 17 er noe lengere enn ringmagneten 14 og ligger koaksialt med og symmetrisk i forhold til denne. Til ankeret er festet den ene ende av en rørformet, tynnvegget nålarm 19 In the pipe 16 is a tubular anchor 17, consisting of soft iron, as supported by means of a ring-shaped, elastic cushion 18 of e.g. rubber or neoprene, that it can swing freely in all directions about a point located in or near the center of the cushion. The armature 17 is somewhat longer than the ring magnet 14 and lies coaxially with and symmetrically in relation to this. One end of a tubular, thin-walled needle arm 19 is attached to the anchor

av aluminium, som går gjennom kanalen 15. Den frie ende av nålarmen 19 som ligger utenfor bærelegemet 4, er flattrykt og bærer en nål 20. of aluminium, which passes through the channel 15. The free end of the needle arm 19, which lies outside the support body 4, is flattened and carries a needle 20.

På undersiden av huset 1 er det plassert en magnetisk skjerm 21 som strekker seg opp over husets forside mellom huset og nålaggregatets bærelegeme 4. On the underside of the housing 1, a magnetic screen 21 is placed which extends up over the front of the housing between the housing and the needle unit's support body 4.

For å illustrere pickup'ens virkemåte er det på fig. 4 skjematisk vist den ene halvdel av det elektromagnetiske system som svarer til den ene lydkanal i en stereoinnspilling. Ankerets svingepunkt er her betegnet med 22. Da den anisotrope, keramiske ringmagnet 14 oppviser stor magnetisk motstand i alle retninger vinkelrett på akseretningen, er den i magnetisk henseende ekvivalent med to permanente stangmagneter som er anbragt på enden av og i forlengelse av hvert sitt ben 10 som vist på fig. 4, hvor det er antatt at disse magneter vender sin nordpol mot benene. Da de to magneter forutsettes å være like sterke, vil den magnetiske leder som utgjøres av benene 10 og tverr-stykket 11, i den viste nøytralstilling av ankeret 17 ha samme magnetiske potensial på sine to endeflater, og det vil derfor ikke gå noen fluks gjennom denne leder. Det vil derimot gå en forholdsvis stor fluks fra hver magnets nordpol gjennom ankeret til magnetens sydpol, som antydet med strekede linjer, og da ankeret har langt mindre magnetisk motstand enn de keramiske magneter, og de inngående luftgap i praksis er meget små, kan denne fluks med en viss rett betegnes som en kortslutningsfluks. To illustrate the pickup's operation, fig. 4 schematically shows one half of the electromagnetic system which corresponds to the one sound channel in a stereo recording. The pivot point of the armature is denoted here by 22. As the anisotropic, ceramic ring magnet 14 exhibits great magnetic resistance in all directions perpendicular to the axial direction, it is magnetically equivalent to two permanent bar magnets which are placed at the end of and in extension of each leg 10 as shown in fig. 4, where it is assumed that these magnets face their north pole towards the legs. As the two magnets are assumed to be of equal strength, the magnetic conductor formed by the legs 10 and the cross-piece 11, in the shown neutral position of the armature 17, will have the same magnetic potential on its two end faces, and therefore no flux will pass through this manager. On the other hand, there will be a relatively large flux from each magnet's north pole through the armature to the magnet's south pole, as indicated by dashed lines, and as the armature has far less magnetic resistance than the ceramic magnets, and the entering air gaps are in practice very small, this flux can with some right is termed as a short-circuit flux.

Hvis nå ankeret som følge av nålens bevegelse svinger f.eks. oppover i papirets plan om punktet 22, vil det nærme seg den øvre magnet og derved redusere motstanden i dennes kort-slutningsf luksbane og samtidig fjerne seg fra den nedre magnet hvis kortslutningsfluks således møter økt motstand. Med andre ord vil den øvre kortslutningsfluks økes og den nedre minskes. På grunn av den relativt store indre motstand i magnetene vil dette medføre at det magnetiske potensial på den øvre magnets nordpol vil falle, mens det magnetiske potensial på den nedre magnets nordpol vil stige. Det oppstår således en av ankerbe-vegelsen avhengig magnetisk potensialforskjell mellom de to ender av den magnetiske leder 10, 11, 10, og det vil derfor i denne leder frembringes en fluks, som i viklingene 12 induserer elektriske spenninger som adderes og representerer det avtast- If now the anchor swings as a result of the movement of the needle, e.g. upwards in the plane of the paper about point 22, it will approach the upper magnet and thereby reduce the resistance in its short-circuit flux path and at the same time move away from the lower magnet whose short-circuit flux thus encounters increased resistance. In other words, the upper short-circuit flux will increase and the lower one will decrease. Due to the relatively large internal resistance in the magnets, this will mean that the magnetic potential on the upper magnet's north pole will fall, while the magnetic potential on the lower magnet's north pole will rise. A magnetic potential difference, depending on the armature movement, thus arises between the two ends of the magnetic conductor 10, 11, 10, and a flux will therefore be produced in this conductor, which in the windings 12 induces electrical voltages which are added and represent the scanning

ede lydsignal. sound signal.

Ankersvingninger som skyldes den annen lydkanal, finner Anchor oscillations caused by the other sound channel, find

sted i det plan som er vinkelrett på papiret og omsettes på place in the plane that is perpendicular to the paper and is traded on

samme måte til elektriske spenninger i den i dette plan belig- the same way to electrical voltages in the

gende annen halvdel av det elektromagnetiske system. forming the other half of the electromagnetic system.

Da den magnetiske leder 10, 11, 10 bare skal føre den Then the magnetic conductor 10, 11, 10 should only lead it

nyttige signalfluks, som skifter retning med ankerutsvingene, useful signal flux, which changes direction with the armature oscillations,

kan benene 10 gjøres meget tynne uten at det magnetiske arbeids- can the legs 10 be made very thin without the magnetic working

punkt kommer utenfor den rettlinjede del av magnetiseringskurven. point comes outside the rectilinear part of the magnetization curve.

De konstruksjonsmessige detaljer ved den viste og be- The constructional details of the shown and be-

skrevne pickup kan endres på mange måter innenfor oppfinnel- written pickups can be changed in many ways within the inventive

sens ramme. Således kan f.eks. benene 10 ha kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt istedenfor det viste sirkulære tverr- sense frame. Thus, e.g. the legs 10 have a square or rectangular cross-section instead of the circular cross-section shown

snitt, og på samme måte kan også ankeret ha andre tverrsnitts- section, and in the same way the anchor can also have other cross-sections

former og eventuelt bestå eller inneholde en permanentmagnet som er orientert motsatt av de omliggende, faste permanent- forms and possibly consist of or contain a permanent magnet which is oriented opposite to the surrounding, fixed permanent

magnetdeler og således har sin nordpol beliggende utenfor disses sydpol og omvendt. magnetic parts and thus have their north pole located outside their south pole and vice versa.

Claims

1. Magnetic pickup with one or more permanent permanent

magnets for producing a flux in an air space in which an armature is movably arranged, and with at least one magnetic conductor which is enclosed by at least one winding, characterized in that the magnetic conductor is designed to establish a magnetic connection between similarly named poles on permanent magnet parts which, in the armature's resting position, are preferably symmetrically located in relation to the armature, so that this forms a magnetic shunt for these magnetic parts.

2. Magnetic pickup according to claim 1 in which the magnetic conductor is formed by two legs essentially parallel to the axis of the armature which are connected to each other at the end furthest from the armature, characterized in that a permanent magnet part is placed on the free end and in extension of each leg, and that these magnet parts have the same magnetization direction.

3. Magnetic pickup according to claim 2, characterized in that each permanent magnet part is formed by a bar magnet.

4. Magnetic pickup according to claim 2, characterized in that it has a ring-shaped magnet of ceramic, magnetically anisotropic material which is magnetized in the axial direction.

5. Magnetic pickup according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the legs are formed by thin rods of a highly permeable material, e.g. permalloy.

6. Magnetic pickup according to one of claims 2-5, characterized in that the legs are cylindrical.

7. Magnetic pickup according to one of the claims 2 - 5 and with two magnetic conductors, characterized in that the two planes in which the legs of one and the other magnetic conductor are situated are essentially perpendicular to each other, and that the armature is suspended in such a way that it can swing in all directions about a point which is at some distance from the point of intersection of the armature axis with the plane of symmetry of the magnetic poles.

8. Magnetic pickup according to one of the preceding claims, characterized in that the armature consists of or contains a permanent magnet which is oriented opposite to the surrounding fixed magnetic parts.