NO131146B - - Google Patents

Description

Stereofonisk grammofonsystem.

Foreliggende oppfinnelse angår gram-mofonsystemer, og særlig grammofonsyste-

mer for gjengivelse av grammofonplater av den art som har to stereofoniske sammen-hørende opptak i samme platespor.

Det er tidligere blitt foreslått grammofonplater som har to stereofonisk sammen-hørende innspillinger i samme platespor. Som eksempel kan nevnes at de to opptak

kan skjæres i rett vinkel på hverandre i samme platespor med hver skjæring i en vinkel på 45° i forhold til platens overflate. Slike plater vil i det følgende bli betegnet

som 45-45 plater. Med en plate av denne type er bølgene i sporet av en kompleks na-

tur, idet hvert av de to opptak har både tversgående bølgekomponenter og vertikale bølgekomponenter.

Et problem man støter på ved gram-mofonsystemer i alminnelighet er at den lavfrekvente støy som betegnes som «rummel», overlagres på de lavfrekvente signa-

ler man får fra grammofonplaten. Rummel bevirkes av vertikale vibrasjoner som skyl-

des lagrene for platetallerkenen, motoren for platetallerkenen, drivanordningen og liknende. Ved vanlige grammofonplater som er skåret på tvers og som bare har et enkelt opptak i platesporet, kan rummel reduseres ved riktig konstruksjon av plate-spilleren og ved å utføre de mekaniske ele-menter i grammofonpickupen slik at disse vil være ufølsomme overfor vertikale vibrasjoner. Når det gjelder stereofoniske gram-mofonsystemer av den art som er nevnt

ovenfor må imidlertid pickupen være føl-

som overfor både vertikale og tversgående bølger i platesporet, og fordi begge opptak inkluderer vertikale bølgekomponenter vil virkningen av den såkalte rummel økes.

Et annet problem er at ved opptak av signaler ved vertikale bølger i et platespor vil forvrengningsproduktene øke med frekvens såvel som med amplitude. Da begge opptak innbefatter vertikale bølgekompo-nenter, kan høyfrekvensforvrengningspro-duktene fra disse komponenter nedsette gjengivelseskvaliteten av systemet.

I henhold til oppfinnelsen forbedres gjengivelseskvaliteten og den nevnte rum-

mel dempes ved en hensiktsmessig demp-

ning av de uønskede frekvenser.

Oppfinnelsen angår således et stereofonisk grammofonsystem til bruk sammen med plater av den art som har to stereofoniske sammenhørende opptak skåret i rett vinkel på hverandre i samme platespor og med begge opptak i en vinkel på omtrent 45° i forhold til grammofonplatens overflate, omfattende en stereofonisk grammofonpickup med to mekanisk-elektriske transduktorer for avgivelse av to elektriske signaler som svarer til de nevnte to stereofoniske sammenhørende opptak,

og en forsterkerkrets omfattende to forsterkeranordninger som påtrykkes hvert sitt utgangssignal fra de to transduktorer,

idet hvert av de nevnte elektriske signaler innbefatter «vertikale og tversgående signalkomponenter», som skyldes «vertikale

og tversgående stiftbevegelser» i platesporet, idet enten de «vertikale signalkomponenter» har samme fase og de «tversgående signalkomponenter» har motsatt fase eller omvendt, og oppfinnelsen er i det vesentlige kjennetegnet ved at forsterkerkretsen innbefatter en frekvensfølsom impedans i form av en negativ tilbakekoplingskrets som er felles for inngangskretsene i begge de to forsterkeranordninger for frekvensselektiv dempning av lavfrekvente «vertikale signalkomponenter» uten å påvirke de «tversgående signalkomponenter».

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet under henvisning til tegningene der: Fig. 1, i perspektiv, viser en grammofonpickup for avspilling av en 45-45 stereofonisk grammofonplate,

fig. 2 viser skjematisk eksempler på frekvensfølsomme impedansanordninger som kan innskytes i forsterkerkretser,

fig. 3 viser et koplingsskjema for et forsterkertrinn for et stereofonisk grammofonsystem ifølge oppfinnelsen og

fig. 4 viser et koplingsskjema for et stereofonisk opptagerapparat for 45-45 plater som kan koples sammen med forsterkerkretsen på fig. 3.

På de forskjellige figurer betegner like henvisningstall like komponenter i den ut-strekning det er mulig. Fig. 1 på tegningen viser de virksomme deler av en stereofonisk grammofonpickup for gjengivelse av to ooptak på en 45-45 plate. Som vanlig er pickupen normalt montert nær den frie ende av en svingbar tonearm for tversgående bevegelse over overflaten av en grammofonplate. De virksomme deler av den stereofoniske Dickup omfatter et par langstrakte piezoelektriske transduktorelementer 10 og 12 med rektangulært tverr-snitt. Disse transduktorelementer er un-derstøttet av et par dempeblokker 14 og 16 av ettergivende materiale og i avstand fra hverandre, og disse blokker har utskårete åpninger eller åpninger som er formet for 1 onptagelse og nøyaktig innstilling av transduktorelementene 10 og 12 i forhold til hverandre.

Åpningene i dempeblokkene 14 og 16 er skåret slik at de største flater på transduktorelementene 10 og 12 ligger i perpendikulære plan med hvert plan i en vinkel på 45° på et plan som strekker seg vertikalt gjennom pickupens lengdeakse. De frie ender av transduktorelementene 10 og 12 som er anordnet og polarisert slik at de frembringer en spenning som resultat av en bøyningspåkjenning, drives av en åkdel 18 som er formet av et enkelt trådstykke,

og dette trådstykke har et par sprikende ben på et innbøyet midtparti. Åkdelen 18 kunne like godt være laget av et plastma-teriale med hovedsakelig samme form. Benene på åkdelen er konstruert slik at de er forholdsvis stive aksialt, men fleksible i alle retninger som er perpendikulære på aksen. Som vist på tegningene ligger åkdelen i et plan perpendikulært på lengdeak-sen for transduktorelementene 10 og 12, med hvert av de sprikende ben i åket perpendikulært på det tilhørende transduktorelement hvert ben er festet til.

Elektriske forbindelser er anordnet til transduktorelementene 10 og 12 ved hjelp av ledere 20, 22, 24 og 26 som er koplet mellom endepunkter 28, 30 og 32 og elektroder på motstående sider av de to transduktorelementer 10 og 12. Endepunktet 30 tjener som et felles endepunkt for begge transduktorelementer. Elektriske signaler som svarer til et av de separate opptak på en 45-45 plate kan således avtappes fra endepunktene 28 og 30 og elektriske signaler som svarer til det annet opptak kan tappes fra endepunktene 30 og 32.

Selve stiftsatsen for pickupen omfatter en stiftarm 34 hvis ene ende er innleiret i en blokk av ettergivende materiale 36 som søker å føre stiftarmen 34 i anlegg mot det ombøyde parti på åkdelen 18. En stift 38 som er innrettet til å følge et platespor sit-ter i den frie ende av stiftarmen 34.

På en 45-45 plate er et av opptakene skåret i en retning som antydet med pilene A-A og det annet opptak i en retning som er antydet med pilene B-B. Disse opptak står vanligvis i rett vinkel på hverandre når hvert opptak i en vinkel på 45° i forhold til platens overflate. Stiften 38 vil når den følger bølgene i et spor med opptak bare i kanalen A-A bevege seg frem og tilbake langs en linje som hovedsakelig faller sammen med aksen for benet 18a som er festet til transduktorelementet 12. Da benet 18a er stivt aksialt, vil disse vibrasjoner bli rettet gjennom stiftarmen 34 og benet 18a til transduktorelementet 12 slik at et elektrisk signal genereres av dette element. Samtidig er denne bevegelse hovedsakelig i et plan perpendikulært på aksen for benet 18b på åkdelen 18, hvilket ben er festet til transduktorelementet 10. Da benet 18b er fleksibelt i alle retninger perpendikulært på dets akse, som nevnt nedenfor, vil benet 18b svinge frem og tilbake sammen med bevegelsen av stiften 34 og vil omtrent ikke itøve noen bøyningspåkjenning på trans-iuktorelementet 28, og vil derfor heller kke frembringe noe elektrisk signal fra lette transduktorelement.

Den samme virkning får man ved opptak som er skåret i den vinkel som er antydet med pilene B-B bortsett fra at vibra-sjonene da overføres til transduktorelementet 10, slik at man her får elektriske signaler som et resultat av denne bevegelse og med bare ubetydelig virkning på transduktorelementet 12. Med opptak i begge kanaler vil naturligvis bevegelsen av stiftarmen 34 være kompleks og med bevegelse som har komponenter for frembringelse av bøyning i begge transduktorelementer 10 og 12. Hvis f. eks. like signaler som er i fase samtidig opptas i kanalene A og B vil det endelige resultat være at stiftarmen 34 beveger seg opp og ned i et vertikalplan. Dette frembringer like aksiale komponenter som rettes langs benene 18a og 18b og åkdelen 18, slik at man får lik bøyning av transduktorelementene 10 og 12 og derfor også tilsvarende signaler som er i fase og som er av samme størrelse, hvilke signaler avtappes fra de øvre og nedre elektroder for de to transduktorelementer.

Hvis de to signaler som er opptatt i kanalene A-A og B-B er opptatt 180° ute av fase med hverandre vil det endelige resultat være at stiftarmen 34 beveges på tvers. Dette frembringer like og motsatte rettede komponenter i benene 18a og 18b slik at det ene transduktorelement bøyes opp og det annet bøyes ned. På denne måte får man like signaler som er 180° ute av fase med hverandre fra elektrodene for de to transduktorelementer.

Når det gjelder piezoelektriske krystal-ler som f. eks. keramiske bariumtitanatele-menter er transduktorene hovedsakelig ka-pasitive og er ekvivalente med en kondensator i serie med en signalgenerator. Ekvi-valentkretsen for et transduktorelement 10 eller 12 omfatter således en kondensator og en signalgenerator i serie og da fortrinsvis med en elektrode for hvert av transduktorelementene 10 og 12 koplet til et felles endepunkt 30, mens den annen elektrode for hver transduktor er koplet til endepunktene 28 resp. 32. Forbindelsene er vist på fig. 1 og de er slik at tversgående bevegelse av pickupstiften 38 frembringer push-pull elektriske signaler (180° ute av fase med hverandre) ved endepunktene 28 og 32. Når endepunktet 32 er positivt vil med andre ord endepunktet 28 være nega-tivt og omvendt. Hvis man ser på den stereofoniske pickupkonstruksjon på fig. 1 vil det fremgå at under disse forhold vil vertikal bevegelse av pickup-stiften 38 føre til at begge endepunkter 28 og 32 vil være enten positive eller negative samtidig.

Endepunktet 32 skal koples til inn-gangselektroden i en forsterkeranordning mens endepunktet 28 koples til en annen forsterkeranordning. Et par impedansele-menter er seriekoplet mellom de nevnte endepunkter, og koplingspunktet 30 koples til katodene i de to forsterkeranordninger. En impedansanordning kan være koplet etter punktet 30 for frekvensselektiv dempning av lave toner, og virkemåten for denne impedansanordning vil man se rent prinsipielt av fig. 2. Omfatter her impedansanordningen en kondensator som vist på fig. 2a, vil de lavfrekvente vertikale signalkomponenter bli dempet. Denne kondensator kan velges etter vanlige konstruk-sjonsprinsipper for å gi den ønskede demp-ningsgrad nær den nedre ende av det hør-bare frekvensområde. På denne måte kan lavfrekvent «rummel» som skyldes vertikale vibrasjoner på grunn av grammofo-nens drivinnretning, tallerkenopphengning etc. reduseres uten at dette påvirker de lavfrekvente signaler som skyldes de tversgående bølgekomponenter i platen.

Om det ønskes kan impedansanordningen omfatte en induktans som vist på fig. 2b. Som man kjenner til vil en induktans gi en større impedans overfor høye frekvenser enn lavere frekvenser. Induktansen vil således dempe de høyfrekvente vertikale signalkomponenter som frembringes av transduktorelementene 10 og 12 for å redusere forvrengningsproduktene som fremkommer ved opptak av de vertikale signaler.

Videre kan impedansanordningen omfatte som vist på fig. 2c, en seriekonden-densator 57 og en induktans 58 for dempning både av høyfrekvente og lavfrekvente vertikale signaler, samtidig med at gjen-givelsen ved midten av frekvensområdet blir forholdsvis upåvirket. Om det ønskes kan kondensatoren 57 og induktansen 58 være dempet av en ikke vist motstand for modifisering av impedansen i forhold til frekvenskarakteristikken for kretsen.

Fig. 3 viser et eksempel på det stereofoniske grammofonsystem ifølge oppfinnelsen, men her er det ikke anvendt noen impedansanordning av den art som er vist på fig. 2 i direkte tilknytning til punktet 30. I stedet har man en direkte forbindelse og forsterkerrørene 42 og 46 er forsynt med en felles katodemotstand 59 som er delvis for-bikoplet for signalfrekvenser ved hjelp av en kondensator 60. De forsterkede tversgående signalkomponenter fra forsterker-ne 42 og 46 fremkommer over en par be-lastningsmotstander 52 og 54, mens de vertikale signalkomponenter fremkommer over motstander 52 og 54 sammen me motstandene 61.

Det skal påpekes at når det gjelde tversgående signalkomponenter vil elek troden 40 flyttes potensialt i en positiv ret ning når imigangselektroden 44 flyttes po tensialt i en negativ retning. Dette fører t: at røret 42 trekker mer strøm samtidig me' at røret 46 trekker mindre strøm. Diss virkninger utbalanseres og frembringe forholdsvis liten endring i strømmen gjen nom katodemotstandene 59. De vertikal signalkomponenter fra de to transduktore vil imidlertid flytte seg i samme polaritets retning samtidig og føre til at rørene 4: og 46 trekker mer eller mindre strøm samtidig. Den eneste endring i strømmen gjennom katodemotstanden 59 skyldes sålede: de vertikale signaler som frembringes ai transduktorelementene 10 og 12.

Det skulle av dette fremgå at den lavfrekvente følsomhet for det stereofoniske grammofonsystem og for vertikale signalkomponenter innbefattende uønsket «rummel» kan reduseres ved å anordne kondensatoren 60 parallelt med motstanden 59. Impedansen for kondensatoren velges slik at den gir tilstrekkelig impedans overfor signaler med en frekvens som svarer til «rummel» frekvensen eller annen lavfre - kvent støy for å hindre vesentlig forbikop-ling av disse signaler og allikevel gi en me-get lavere impedans overfor signaler med høyere frekvens. Under disse forhold vil motstanden 59 omtrent ikke være forbi-koplet for lavfrekvente signaler, og man får en betydelig negativ tilbakekopling slik at man derved begrenser den lavfrekvente forsterkning gjennom forsterkerrørene 42 og 46 og derved demper de lavfrekvente vertikale signalkomponenter i forhold til de vertikale signalkomponenter som har høy-ere frekvens.

Strømmene gjennom belastningsmotstandene 52 og 54 føres gjennom en felles motstand 61 til B+ tilførselen og koplingspunktet for belastningsmotstandene 52 og 54 er delvis avkoplet til jord med en kondensator 62. Da strømmen øker i et av rø-rene og avtar i det annet rør for tversgående signalkomponenter vil den endelige endring av strømmen gjennom motstanden 61 i det vesentlige være null. En endring av strømmen gjennom motstanden 61 finner imidlertid sted på grunn av de vertikale signalkomponenter. Høyfrekvensfølsom-heten for disse vertikale signalkomponenter blir således dempet av kondensatoren 62 for derved å redusere forvrengningen som fremkommer på grunn av de høyfrekvente vertikale signalkomponenter.

d Om det ønskes kan en induktans er-statte kondensatoren 60 i den felles ka-;r todekrets for å gi dempning av de høyfre-:- kvente vertikale signaler, eller alterna-;- tivt kan en induktans innsettes i serie med kondensatoren 60 som vist ved fig. 2c på il tegningen, for å sørge for dempning av d både høyfrekvente og lavfrekvente verti-e kale signalkomponenter i forhold til kom-r ponentene i frekvensområdets midtparti.

e Det har hittil i denne beskrivelse kun r vært tatt i betraktning avspilling av ste-_ reofoniske grammofonplater, men prinsip-2 pet kan med like stor fordel anvendes ved

innspilling av slike plater, og fig. 4 viser skjematisk og forenklet et koplingsskjema for et innspillingsapparat for 45-45 stereo-j foniske plater. Det skal påpekes at de de-taljer som er beskrevet ovenfor også kan anvendes ved innspilling, og de adskilte, men stereofonisk sammenhørende signaler mates da til koplingspunktene 98, 99 og 99, . 100. Disse signaler føres videre til spolene 102 resp. 104 for drift av skjæreorganet 106.

Når like signaler som er i fase mates til

spolene 102 og 104 beveger skjæreorganet 106 seg vertikalt mens skjæreorganet vil bevege seg på tvers når signaler med samme amplitude og motsatt fase påtrykkes spolene. Ved å redusere amplituden for de lavfrekvente og høyfrekvente vertikale signalkomponenter som mates til skjæreorganet vil de lavfrekvente og høyfrekvente vertikale bølger i sporet på den endelige plate være redusert slik at man reduserer vanskelighetene for stiften med å følge sporet og også redusere høyfrekvente forvreng-ningsproblemer som følger med innspil-lingsoperasjonen. Por dette formål kan spolene drives fra kretser som er bygget opp i overensstemmelse ,med de prinsipper som ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse og som er beskrevet under henvisning til fig. 3. For eksempel kan transduktorelementene 10 og 12 på fig. 3 omfatte mikrofoner for gjengivelse av de to stereofonisk sammenhørende signaler som skal spilles inn og koplingspunktene 98 og 100 for innspillingsapparatet kan koples til anodene for rørene 42 og 46, mens koplingspunktet 99 koples gjennom jord til koplingspunktet mellom motstandene 52 og 54.1 praksis kan det være ønskelig å innbe-fatte kretser av den type som er beskrevet på fig. 3 i ett trinn av en flertrinnet for-sterker for opptagerapparatet.

Det skal påpekes at med foreliggende oppfinnelse som grunnlag kan også fre-kvensfølsomheten for tversgående signalkomponenter dempes i forhold til de vertikale signalkomponenter om dette av en eller annen årsak skulle være nødvendig.

Claims (2)

1. Stereofonisk grammofonsystem til

bruk sammen med plater av den art som har to stereofoniske sammenhørende opptak skåret i rett vinkel på hverandre i samme platespor og med begge opptak i en vinkel på omtrent 45° i forhold til grammofonplatens overflate, omfattende en stereofonisk grammofonpickup med to mekanisk-elektriske transduktorer for avgivelse av to stereofoniske sammenhørende opptak, og en forsterkerkrets omfattende to forsterkeranordninger som påtrykkes hvert sitt utgangssignal fra de to transduktorer, idet hvert av de nevnte elektriske signaler innbefatter «vertikale og tversgående signalkomponenter» som skyldes «vertikale og tversgående stiftbevegelser» i platesporet, idet enten de «vertikale signalkomponenter» har samme fase og de «tversgående sig- nalkomponenter» har motsatt fase eller omvendt, karakterisert ved at forsterkerkretsen innbefatter en frekvensføl-som impedans i form av en negativ tilbakekoplingskrets som er felles for inngangskretsene i begge de to forsterkeranordninger, for frekvensselektiv dempning av lavfrekvente «vertikale signalkomponenter» uten å påvirke de «tversgående signalkomponenter».

2. Stereofonisk grammofonsystem som angitt i påstand 1, karakterisert v e d at det avviker ved at formålet er innspilling av stereofoniske sammenhørende signaler fra to mikrofoner, ved å påtrykke de to signaler på forsterkerkretsen hvis ut-gang er tilkoplet et stereofonisk innspil-lings- og skjærehode.