NO132565B

NO132565B -

Info

Publication number: NO132565B
Application number: NO91771A
Authority: NO
Inventors: G Dickopp; H-J Klemp; H Redlich; E Schueller
Original assignee: Ted Bildplatten
Priority date: 1968-02-13
Filing date: 1971-03-11
Publication date: 1975-08-18
Also published as: NO132565C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en av/søker for gjengivelse av signaler som er registrert på en registreringsbærer i form av mekanisk deformerbare overflatedeler, fortrinnsvis bredtbånd-signaler som når inn i MHz-frekvensområdet eller som omfatter dette område, omfattende en mekanisk-elektrisk svinger eller omformer. Registreringene er foretatt ifølge et system som beskrevet i norsk patentsøknad 550/69. Særlig gjelder oppfinnelsen en avsøker for gjengivelse av signaler som er dannet av en bredtbånds frekvens-blanding, f.eks. fjernsynsbilledsignaler. The present invention relates to a scanner for reproducing signals recorded on a recording medium in the form of mechanically deformable surface parts, preferably broadband signals which reach into the MHz frequency range or which comprise this range, comprising a mechanical-electric transducer or converter. The registrations are made according to a system as described in Norwegian patent application 550/69. In particular, the invention relates to a scanner for reproducing signals which are formed from a broadband frequency mixture, e.g. television picture signals.

Ved de hittil anvendte fremgangsmåter ved gjengivelse av signaler som er registrert eller lagret i form av relieffstruktur på et bærerlegemes overflate, f.eks. i en rille i dette legeme i form av en dybde- eller sideregistrering, velges massen av den del av avsøkeren som er i det vesentlige svingestivt forbundet med av- In the methods used so far when reproducing signals that are recorded or stored in the form of a relief structure on the surface of a carrier body, e.g. in a groove in this body in the form of a depth or side registration, the mass of the part of the scanner which is essentially rigidly connected to the scanner is selected

søker,sp,i-ss.en, i forbindelse med en iminst mulig, men tilstrekkelig applicant, sp,i-ss.en, in connection with a minimum possible, but sufficient

„•: :a c -■' p „•: :a c -■' p

elråstisk" tilbakeføringskraft, så liten at egenresonansen for denne bevegelige dels masse med de krefter som angriper avsøkerspissen og utgår fra den sammentrykte rillevegg,,ligger over det utnyttede electrical" restoring force, so small that the self-resonance for the mass of this moving part with the forces that attack the probe tip and emanate from the compressed groove wall, is above the utilized

signalfrekvensbmrådé. ''" Vanligvis befinner der seg "umiddelbart meir.. lom1 den'méd'" åvsøkéfspissén'i det vesentlige svinges tivt f or bundne del, altså 'i alminnelighet avsøkerstiften med sin holder, og den. mekanisk-eiektfiské'om-formér eller svinger, f .eks. en, piezoelek- ... trisk krystall; én f jaer som bestemmer tilbakestillingskraften hen-, holdsvis dennes'resiproke verdi samt ettergivenheten. signal frequency range. ''" Usually there is "immediately more.. lom1 the'méd'" the probe tip is essentially swung tively for bound part, i.e. 'generally the probe pin with its holder, and the. mechanical-property fish' about-former transducers, eg a piezoelectric crystal, a factor that determines the reset force, i.e. its reciprocal value and the compliance.

, , ., I henhold;,til. kjente.Log .uten- begrensning: anvendte "prin-- ' sipper legges der vekt på ;far3ci;ngels^.n'ray^:uts.ylngnlngsamplifeudéri under hensyntagen til..de.-rYa&-J-' r' l Vle3--ipi,ens j Qnepi og. avsøkerspis-sens ayrundingsradius,.forblir liten, sammenlignet med den forhån-denværende tredimens jonale,...(romlige). registrer.ingsampiitude-.;: Hvis-dette ikke var tilfelle,, ville der oppstå: en .nedsettelse av signal-nivået og en forvrengning av,-gjengivelsen..r; s-tr = , , ., According to. known.Log .without- limitation: applied "prin-- ' sippers where emphasis is placed on ;far3ci;ngels^.n'ray^:uts.ylngnlngsamplifeudéri taking into account..de.-rYa&--' r' l Vle3 --ipi,ens j Qnepi and.scanner tip's ayrunding radius,.remains small, compared to the existing three-dimensional,...(spatial).recording.amplitude-.;: If-this was not the case,, there occur: a reduction in the signal level and a distortion of the reproduction..r; s-tr =

Disse relasjoner fører til den erkjennelse at de elastiske og blivende formforandringer som bærermaterialet utsettes for under avsøkerspissens trykk, betinger en øvre grensefrekvens for den mulige mekaniske avsøkning av tredimensjonale rilleregistrer-inger, hvilken grensefrekvens er bestemt av dimensjonene av de samarbeidende overflater av avsøkerspissen og bæreren, bærermaterialets elastisitetsmodul og flytegrense'og den relative hastighet mellom avsøkeren og rilleoverflaten, samt den kraft, med hvilken avsøkerspissen hviler mot overflaten, idet denne grensefrekvens ved de vanlige verdier som gjelder for grammofonplate-gjengivelsestek-nikken under hensyntagen til de innerst liggende riller, ikke ligger alt for langt over det signalfrekvensområde som skal gjengis. These relationships lead to the realization that the elastic and permanent shape changes that the carrier material is exposed to under the pressure of the scanner tip, condition an upper limit frequency for the possible mechanical scanning of three-dimensional groove registrations, which limit frequency is determined by the dimensions of the cooperating surfaces of the scanner tip and the carrier, the carrier material's modulus of elasticity and yield strength' and the relative speed between the scanner and the groove surface, as well as the force with which the scanner tip rests against the surface, as this limit frequency does not lie at the usual values that apply to the gramophone record reproduction technique, taking into account the innermost grooves far too far above the signal frequency range to be reproduced.

Publikasjonen "Factors Affecting the Stylus/Groove Relationship in Phonograph Playback Systems" av G.R. Bastiaans i Journal of the Audio Engineering Society, oktober 1967, Volume 15, Nr. 4, side 389 - 399, inneholder en utførlig omtale av teorien om de innbyrdes forhold. Forfatteren av denne artikkel kommer ut fra de for tiden alminnelig brukte grammofonplatetyper frem til verdien av grensefrekvensene som ikke må overskrides. Målresultater bekref-ter også de erkjennelser som er vunnet ved teorien. Som en nesten selvfølgelig, men ikke til resultat førende utvei med sikte på en nedsettelse av den forstyrrende virkning som materialets ettergiv-enhet har, foreslås i artikkelen at der anvendes et bærermateriale som har større elastisitetsmodul, altså et hardere materiale enn man hittil har anvendt. Forfatteren innrømmer imidlertid at flate-pressingene ved. et sådant materiale ville føre til blivende formforandringer som følge av den reduserte opplågerflate (for eksempel ved nikkel som bærer), således at resultatet ville være en hurtig slitasje. Med sikte på en økning av den utnyttbare frekvensbånd-bredde, særlig en utvidelse av denne mot de høyere frekvenser, har man ifølge den nevnte publikasjon bare det tilbake å anvende et meget mindre opplagertrykk for avsøkerstiftens vedkommende, hvilket imidlertid bare ville være mulig ved en samtidig vesentlig reduk-sjon av den bevegede masse. Dessuten ville det deretter utgjøre en meget viktig oppgave å finne et bærermateriale som er meget hårdt og oppviser en høy flytegrense for derved å holde deforma-sjonen av rilleveggene på et lavt mål og innenfor det elastiske område. The publication "Factors Affecting the Stylus/Groove Relationship in Phonograph Playback Systems" by G.R. Bastiaans in Journal of the Audio Engineering Society, October 1967, Volume 15, No. 4, pages 389 - 399, contains a detailed discussion of the theory of the mutual relationship. The author of this article arrives at the value of the limit frequencies that must not be exceeded from the currently commonly used gramophone record types. Target results also confirm the findings gained from the theory. As an almost obvious, but not productive way out with a view to reducing the disruptive effect of the material's yielding unit, it is proposed in the article that a carrier material is used that has a greater modulus of elasticity, i.e. a harder material than has been used so far. The author admits, however, that the flat pressings at. such a material would lead to permanent changes in shape as a result of the reduced bearing surface (for example with nickel as a carrier), so that the result would be rapid wear. With a view to an increase in the usable frequency bandwidth, in particular an expansion of this towards the higher frequencies, according to the aforementioned publication, the only thing left to do is to use a much smaller bearing pressure for the scanner pin, which would, however, only be possible with a simultaneous substantial reduction of the moved mass. Furthermore, it would then constitute a very important task to find a carrier material which is very hard and exhibits a high yield strength in order to thereby keep the deformation of the groove walls at a low level and within the elastic range.

Dette utsyn over utviklingsmulighetene beror helt og hol-dent på den ide at de lakttatte mangler ved den mekaniske avsøkning, som ved en grensefrekvens som ikke ligger særlig meget over det for tiden utnyttede frekvensområde, fører til en hullstilling når det gjelder det uttatte signals størrelse, bare kan reduseres ved at "forstyrrelsen", dvs. formforandringen av bærermaterialet, holdes lavest mulig. Det er innlysende at dette er en vei som har mindre utsikt til å føre frem og som dessuten bare kan bringe gra-der av forbedringer som må bli temmelig små målt på bakgrunn av oppbydelsen. Det som konstateres i denne publikasjon som ikke inneholder annet enn det fagfolk allerede har vært oppmerksomme på, betyr ikke noe annet enn at der for den mekaniske avsøkning er satt en øvre frekyensgrense som - betinget av bærerens uunngåelige materialettergivenhet - bare kan forskyves, men ikke overvinnes. This view of the development possibilities is entirely based on the idea that the perceived shortcomings of the mechanical scanning, which at a cut-off frequency that is not very much above the currently used frequency range, lead to a gap in terms of the size of the extracted signal, can only be reduced by keeping the "disturbance", i.e. the shape change of the carrier material, as low as possible. It is obvious that this is a path that has less prospects for progress and that, moreover, can only bring degrees of improvement which must be rather small measured against the background of the invitation. What is established in this publication, which contains nothing other than what professionals have already been aware of, does not mean anything other than that an upper frequency limit has been set for the mechanical scanning which - conditioned by the carrier's inevitable material yield - can only be shifted, but not overcome .

Til grunn for det i ovennevnte norske søknad 550/69 beskrevne system ligger den erkjennelse at det til forskjell fra fagverdenens konvensjonelle syn, også over det nullsted for den signalstørrelse som opptrer i svingerutgangen, som er betinget av bærerens elastiske f ormf.orandring, er mulig å realisere et bredt, sammenhengende frekvensområde ved mekanisk avsøkning. The basis for the system described in the above-mentioned Norwegian application 550/69 is the recognition that, in contrast to the conventional view of the professional world, it is also possible above the zero point for the signal magnitude that appears in the transducer output, which is conditioned by the carrier's elastic change in shape to realize a broad, continuous frequency range by mechanical scanning.

Gjenstanden for nevnte publikasjon er et system ,ved hvilket signalene registreres på bæreren i form av mekanisk deformerbare overflatedeler, og at avsøkerens avsøkerflate under avsøk-ningen forblir i det minste stillingsstiv i retning av den av dis- The object of said publication is a system whereby the signals are recorded on the carrier in the form of mechanically deformable surface parts, and that the scanner's scanning surface during the scan remains at least positionally rigid in the direction of the dis-

se overflatedeler utøvede reaksjonskraft, mens de deformerte overflatedeler som til enhver tid befinner seg under avsøkerflaten, som følge av sin deformering utøver en trykkraft på avsøkerflaten, hvis forandring svingeren omsetter i en elektrisk størrelse under de deformerte overflatedelers passasje under avsøkerf laten. see surface parts exerted a reaction force, while the deformed surface parts that are at all times under the scanning surface, as a result of their deformation, exert a pressure force on the scanning surface, the change of which the transducer converts into an electrical quantity during the passage of the deformed surface parts under the scanning surface.

Derved- oppnås en virksom avsøkning også ved frekvenser over det nullsted som er betinget av. de elastiske formforandringer av bæ-relrm-aterialet ved de konvensjonelle avsøkere. Foretatte-forsøk har bevist.teoriens riktighet, og forklaringen kan være følgende. Thereby, an effective scan is achieved even at frequencies above the zero point which is conditioned by. the elastic shape changes of the carrier material in the case of conventional scanners. Undertaken experiments have proven the correctness of the theory, and the explanation may be the following.

Ved de hittil vanligvis brukte avsøkere utfører avsøker-spissen ved det nevnte nullsted eller over dette ingen utnyttbare bevegelser henholdsvis sådanne som står i en entydig sammenheng med deformeringene, da bærermaterialet er for bløtt til å kunne utøve en trykkraft på spissen som er tilstrekkelig til masseakse-lerasjon. Da-.de vanligvis brukte avsøkere bare avgir en utgangs-størrelse når bevegelsésamplituden har en vesentlig verdi, er det ved disse ikke mulig å oppnå en avsøkning.ved denne og over den nevnte grensef rekvens.' With the scanners usually used until now, the scanner tip does not perform any usable movements at or above the mentioned zero point, or movements that are in a clear connection with the deformations, as the carrier material is too soft to be able to exert a compressive force on the tip that is sufficient for mass axis- leration. Since the commonly used scanners only emit an output value when the movement amplitude has a significant value, it is not possible with these to achieve a scan at this and above the mentioned limit frequency.

Til tross for dette består der imidlertid også i dette områdé som ikke kan utnyttes ved den vanlige avsøkerteknikk, en-bestemt innvirkning av rilleveggen på avsøkerspissen, selv om der ikke oppnås noen vesentlig bevegelsesamplitude. Dette er den trykkraft som entydig henger sammen med overflatedeformeringene og hvis omdannelse, til en' elektrisk utgangsstørrelse den vanligvis brukte avsøker ikke er egnet til, og hvis amplituder som følge av den myke fjæring av avsøkerens bevegelige deler også forblir forholdsvis små i de av avsøkeren utnyttede frekvensområder. Despite this, however, there is also in this area which cannot be utilized by the usual scanner technique, a certain influence of the groove wall on the scanner tip, even if no significant movement amplitude is achieved. This is the pressure force which is clearly connected with the surface deformations and whose transformation, into an electrical output size the usually used scanner is not suitable for, and whose amplitudes due to the soft suspension of the scanner's moving parts also remain relatively small in those utilized by the scanner frequency ranges.

Denne trykkraft som utøves av bærerens overflatedeler på en fast anliggende avsøkerflate og som er modulert med signalet på veien over disse deformeringene, danner den utgangsstørrelse som anvendes ved avsøkeren i henhold til oppfinnelsen. Den leveres av bæreroverflaten som av en mekanisk generator som har stor indre motstand og bare kan avgi små bevegelser (liten strøm), men forholdsvis store krefter ( høy spenning). ben mekaniske ytelse opptas i overensstemmelse med dette av en avsøker som har stor inn-gangsmotstand og som tjener som en trykkmottager som energiseres i overensstemmelse med trykkraftens tidsforløp og har form av et i trykkraftens retning komprimert svinger- eller omformerlegeme. This pressure force which is exerted by the surface parts of the carrier on a firmly attached scanner surface and which is modulated with the signal on the way over these deformations, forms the output size used by the scanner according to the invention. It is delivered by the carrier surface as by a mechanical generator which has a large internal resistance and can only emit small movements (small current), but relatively large forces (high voltage). leg mechanical performance is recorded in accordance with this by a scanner which has a large input resistance and which serves as a pressure receiver which is energized in accordance with the time course of the pressure force and has the form of a transducer or converter body compressed in the direction of the pressure force.

— — —' " w KJ— — —' " w KJ

Sådanne trykkmottagere er kjent f.eks. i form av piezoelektriske eller piezomagnetiske svingere eller som trykkfølsomme halvleder-elementer, hvorfor en nærmere beskrivelse av denne skulle være unødvendig (se tysk patent 1 250 913 og U.S. patent 3 348 077). Such pressure receivers are known e.g. in the form of piezoelectric or piezoelectric transducers or as pressure-sensitive semiconductor elements, why a detailed description of this would be unnecessary (see German patent 1 250 913 and U.S. patent 3 348 077).

Den vesentligste forskjell mellom den nye virkning sett The most significant difference between the new effect set

i forhold til det tidligere kjente består i at trykkmottagerens avsøkende overflate (eller overflaten av det med trykkmottageren formstivt forbundne koblingsstykke) som påvirker den mekanisk-elektriske svinger, ikke lenger utfører noen bevegelse av vesentlig størrelse, da avsøkerens fjæringsharhet, sammenlignet med de kjente avsøkere, er vesentlig større enn for bærermaterialet. in relation to the previously known consists in that the scanning surface of the pressure receiver (or the surface of the coupling piece rigidly connected to the pressure receiver) which affects the mechanical-electrical transducer, no longer performs any movement of significant magnitude, as the springing stiffness of the scanner, compared to the known scanners, is significantly larger than for the carrier material.

For å kunne avgi en elektrisk utgangsspenning med tilstrekkelig amplitude, er det ved den slags mekanisk harde trykkmottagere allerede tilstrekkelig med sammentrykninger som _er vesentlig mindre enn dybden av fordypningene i bæreroverflatens relieff struktur. In order to be able to emit an electrical output voltage with sufficient amplitude, with this kind of mechanically hard pressure receivers, compressions which are significantly smaller than the depth of the recesses in the relief structure of the carrier surface are already sufficient.

Mens bærermaterialet ved den idealiserte betraktning ved den kjente avsøkning ønskes formstivt .og avsøkerens spiss ønskes uendelig ettergivende, således at den fjæring som trenges for sam-virket mellom overflatene, ligger på avsøkerflatens side, er forholdene ved avsøkeren i henhold til oppfinnelsen delvis motsatt: avsøkerlegemet skal, bortsett fra minimale, elastiske formforandringer som er nødvendige for omforming til elektriske verdier, være tilnærmet formstivt og avstanden fra dets berøringsflate til den som udeformert tenkte bærerflate være i det minste tilnærmet konstant, idet fjæringen i overveiende grad er lokalisert til bæreroverflatens relieffstruktur. Heri ligger den vesentligste forskjell mellom avsøkeren ifølge oppfinnelsen og det kjente avsøk-ningssystem for mekanisk-tredimensjonale registreringer. While the carrier material in the idealized view of the known scanner is desired to be dimensionally rigid and the tip of the scanner is desired to be infinitely flexible, so that the springing needed for the interaction between the surfaces is on the side of the scanner surface, the conditions in the scanner according to the invention are partly the opposite: the scanner body must, apart from minimal, elastic shape changes that are necessary for transformation into electrical values, be approximately dimensionally rigid and the distance from its contact surface to the support surface assumed to be undeformed be at least approximately constant, as the springing is predominantly localized to the relief structure of the support surface. Herein lies the most significant difference between the scanner according to the invention and the known scanning system for mechanical three-dimensional registrations.

Under avsøkningen beveges den med relieffstruktur for-synte bæreroverflate forbi avsøkerens berøringsflate som er å an-se som tilnærmet stillingsstiv og som utøver en trykkraft mot bæreroverflaten. Når deler av relieffstrukturen kommer inn under avsøkeren og som er representert ved forhøyninger på den udefor-merte overflate, blir disse o v/e r f latedeler henholdsvis forhøyninger trykket sammen. Derved fåes en økning av den på avsøkerflaten virkende reaksjonskraft. I motsetning hertil oppstår en nedsettelse av denne reaksjonskraft når ikke forhøyninger, men fordypninger i bæreoverflaten når under avsøker flat en . Det er ved innstillingen av hvile-trykkraften mulig på enkel måte å løse den oppgave også i sistnevnte tilfelle å holde avsøkerflaten i berøring med bæreroverflaten på en sådan måte at reaksjonskraften ikke synker til null. During the scan, the carrier surface provided with a relief structure is moved past the scanner's contact surface, which is to be regarded as approximately rigid in position and which exerts a compressive force against the carrier surface. When parts of the relief structure come under the scanner and are represented by elevations on the undeformed surface, these surface parts or elevations are pressed together. This results in an increase in the reaction force acting on the scanning surface. In contrast to this, a reduction in this reaction force occurs not when elevations are reached, but depressions in the bearing surface when below the scanner is flat. By setting the rest pressure force, it is possible in a simple way to solve the task, also in the latter case, of keeping the scanning surface in contact with the carrier surface in such a way that the reaction force does not drop to zero.

Bærermaterialets formforandringer gjøres således utnyttbare for modulasjonen av en trykkraft som virker på avsøkeren. Disse formforandringer representerer derfor ikke lenger noe pro-blem som skader den gode virkning, som forholdet er ved de kjente avsøkningsmstoder. Følgelig er også de ved disse iakttatte fre-kvensgrenser overvunnet og en virksom avsøkning blitt mulig i et bredt sammenhengendé frekvensområde som ligger inntil noen MHz over den tidligere grensefrekvens. Det skal i denne forbindelse nevnes at egenresonansen av det i trykkraftens retning komprimerte omformerlegeme ved de utførelser som for tiden står til disposi-sjon og som med sikkerhet ennå ikke har nådd optimale verdier, ved utførelse av korte kontraksjohssvingere kan komme tilstrekkelig høyt, fortrinnsvis i nærheten åv den ønskede, øvre frekvens-grense. Da dempingen er stor som følge av generatorens, altså bærermaterials, store indre motstand, utgjør omformerlegemets egenresonans ingen .stor hevning av utgangsstørrelsen. The shape changes of the carrier material are thus made usable for the modulation of a pressure force acting on the scanner. These shape changes therefore no longer represent a problem that damages the good effect, as is the case with the known scanning methods. Consequently, the observed frequency limits have also been overcome and effective scanning has become possible in a wide continuous frequency range that is up to a few MHz above the previous limit frequency. In this connection, it should be mentioned that the self-resonance of the converter body compressed in the direction of the compressive force in the designs that are currently available and which have certainly not yet reached optimal values, in the design of short contractile transducers can be sufficiently high, preferably close to of the desired upper frequency limit. As the damping is large as a result of the large internal resistance of the generator, i.e. the carrier material, the self-resonance of the converter body does not constitute a large increase in the output size.

Det er således blitt mulig å anvende grammofonplatelig-hende bærere til registrering eller lagring av bredtbånds signaler, særlig fjernsynbilled- og lydsignaler. Bærermaterialet og •dettes struktur velges hensiktsmessig således at den déformering av de deformerbare overf latedeler som avsøkningen bevirker, er større enn den korresponderende stillingsforandring av avsøkerens avsøkerf late, som beror på de deformerte o verflatedelers reaksjonskraft. It has thus become possible to use gramophone record-like carriers for recording or storing broadband signals, in particular television image and sound signals. The carrier material and its structure are chosen appropriately so that the deformation of the deformable surface parts caused by the scanning is greater than the corresponding change in position of the scanner's scanning surface, which depends on the reaction force of the deformed surface parts.

De formforandringer som bærermaterialet utsettes for under avsøkningen, skal fortrinnsvis i det vesentlige ligge i materialets elastiske område, fordi det da er mulig å oppnå en tilnærmet slitasjefri avsøkning. Bærermaterialet og dets struktur velges derfor hensiktsmessig således at deformeringen av bæreroverflaten ved den forutsatte avsøkningshastighet i det vesentlige holder seg innenfor bærermaterialets elastiske område. Avsøknings-hastigheten er i denne forbindelse av betydning, fordi et antall stoffer, særlig syntetisk fremstilte kunststoffer på basis av sam-polymerisater av vinylklorider og -acetater, som kjent oppviser en flytegrense som er avhengig av belastningstiden, nærmere bestemt i. den retning at kortvarige belastninger som mange ganger over-skrider de elastisk opptagbare belastninger ved statisk virkning, opptas i det elastiske område. The changes in shape to which the carrier material is subjected during the scan should preferably lie essentially in the material's elastic range, because it is then possible to achieve an almost wear-free scan. The carrier material and its structure are therefore appropriately chosen so that the deformation of the carrier surface at the assumed scanning speed essentially stays within the carrier material's elastic range. The scanning speed is important in this connection, because a number of substances, in particular synthetically produced plastics based on copolymers of vinyl chlorides and -acetates, which are known to exhibit a yield strength which is dependent on the load time, more specifically in the direction that short-term loads that many times exceed the elastically absorbable loads by static action are absorbed in the elastic area.

Da det for fagmannen ut fra kjente prinsipper er en selv-følgelig bestrebelse å holde slitasjen lavest mulig, velges avsøk-erens trykkraft for gjengivelse av registreringene■på en sådan bærer- således at den ved den forutsatte relativhastighet mellom de flater som berører hinannen, ikke fører til en blivende deforma-sjon av den dei av bæreroverflaten som er uten registreringer. Den regel som gjelder for bærermaterialet og relieffstrukturen, til-sier følgelig at sistnevnte med hensyn til bærermaterialets fast-hetsegenskaper i form av "protuberanser." av den ellers glatte overflate, dimensjoneres således med hensyn til høyde og tverrsnitt at de kan oppta avsøkeroverflatens opplagerkråft ved i det vesentlige elastiske -formforandringer, idet de kan trykkes sammen inntil utjevning av den berørte overflate for å unngå forvreng-ninger. Since for the person skilled in the art, based on known principles, it is a self-evident endeavor to keep the wear as low as possible, the scanner's pressure force is chosen for reproducing the registrations on such a carrier such that, at the assumed relative speed between the surfaces that touch each other, it does not leads to a permanent deformation of that part of the carrier surface which is without registrations. The rule that applies to the carrier material and the relief structure consequently states that the latter with regard to the carrier material's firmness properties in the form of "protrusions." of the otherwise smooth surface, are dimensioned in such a way with respect to height and cross-section that they can take up the bearing force of the scanner surface by essentially elastic shape changes, as they can be pressed together until the affected surface is leveled to avoid distortions.

A-v det "mekaniske samvirke mellom bæreroverf latens over-flatedeleT og iden avsøkerflate som berører disse deler, fremgår det at kraf trnodul as jonens amplitude ved en som forutbestemt antatt, konstant elastisitetsmodul for bærermaterialet, ikke bare bestem-mes av høyden av overflatedelene i kreftretningen, men også av flaten av de deformerte deler av defbærende tverrsnitt. Relasjon-en ved utnyttelsen av de elastiske formforandringer til en modula-sjon av trykkraften åpner ved den -relieffstruktur som inneholder signalregistreringen, den muli-gbet enten å forandre høyden av overflatedelene eller disses bærende tverrsnitt eller begge samtidig i overensstemmelse med forløpet av signalstørrelsen langs avsøkningsveien. From the "mechanical interaction between the surface parts of the carrier surface and the scanner surface that touches these parts, it appears that the amplitude of the force modulation at a assumed predetermined, constant modulus of elasticity for the carrier material is not only determined by the height of the surface parts in the direction of force, but also of the surface of the deformed parts of load-bearing cross-sections. The relationship of the utilization of the elastic shape changes to a modulation of the compressive force opens with the -relief structure containing the signal registration, the possibility of either changing the height of the surface parts or their load-bearing cross-section or both at the same time in accordance with the progress of the signal magnitude along the scanning path.

En bærer som er særlig egnet ved et slikt system, A carrier that is particularly suitable for such a system,

velges således at strukturen består av forhøyninger og is chosen so that the structure consists of elevations and

fordypninger på bæreroverflaten, som er innbyrdes adskilt ved mellomrom og hvis høyde målt i trykkraftens retning eller lengde målt i sporets retning eller bredde langs sporet målt på tvers av denne retning, forandrer seg i overensstemmelse med det registrerte signal. depressions on the carrier surface, which are mutually separated by spaces and whose height measured in the direction of the pressure force or length measured in the direction of the track or width along the track measured across this direction, change in accordance with the recorded signal.

En ytterligere foretrukket utførelsesmåte hvor man ar-beider med en tverrsnittsforandring, fåes når strukturen består av en langs sporet i overensstemmelse med det registrerte signal for-andret bredde av et steg som forløper gjennomgående i sporets retning. Steget kan befinne seg mellom to vindinger av en i bæreroverflaten innskåret spiralformet rille, hvis ene flanke bærer relieffstrukturen eller de deformerbare overflatedeler, således at bredden av steget'mellom to riaboriller henger entydig sammen med det registrerte signal. Når stegets dekkflate trykkes ned av avsøkerflaten, oppstår en av stegbredden avhengig motkraft som virker på avsøkerf1 aten. A further preferred embodiment where one works with a change in cross-section, is obtained when the structure consists of a width of a step that is changed along the track in accordance with the recorded signal and runs throughout in the direction of the track. The step can be located between two windings of a spiral groove cut into the carrier surface, one flank of which carries the relief structure or the deformable surface parts, so that the width of the step between two rib grooves is uniquely linked to the recorded signal. When the cover surface of the step is pressed down by the scanning surface, a counter force depending on the step width occurs which acts on the scanning surface.

Registreringsmåten med.variabel lengde av de deformerbare overflatedeler eller strukturelementer,langs sporet anvendes fortrinnsvis i forbindelse med en signalstørrelse som inneholder det signal som skal registreres, i form av en med signalet modulert bæresvingning. Den frekvens som oppstår under avsøkningen av de enkelte overflatedeler som er anordnet tredimensjonalt i avsøk-ningsveiens retning ved konstant avstand mellom deres midtpunkter eller deres frontflanker, skal være lik bærefrekvensen. Som ved en pulslengdemodulasjon gjengis signalet av vedkommende bæresvingning ved den variable lengde av overflatedelene og omdannes ved trykkavsøkning direkte til en amplitudemodulasjon av trykkraften. The registration method with variable length of the deformable surface parts or structural elements along the track is preferably used in connection with a signal quantity that contains the signal to be registered, in the form of a carrier oscillation modulated with the signal. The frequency that occurs during the scanning of the individual surface parts that are arranged three-dimensionally in the direction of the scanning path at a constant distance between their midpoints or their front flanks must be equal to the carrier frequency. As with a pulse length modulation, the signal of the relevant carrier oscillation is reproduced by the variable length of the surface parts and is converted by pressure scanning directly into an amplitude modulation of the pressure force.

For avsøkning av sådanne relieffstrukturer tjener ifølge oppfinnelsen en avsøker, hvis avsøkerflate er utformet på et av slitefast materiale fremstilt avsøkerelement som i området for de opptredende, mekaniske påkjenninger forårsaket av de av avsøkeren deformerte overflatedeler, er å anse som i det vesentlige formstivt og som i retning av reaksjonskraften fra de deformerte overflatedeler er i det vesentlige stillingsstivt, og at avsøkerele-mentet er forbundet med den mekanisk-elektriske svinger. According to the invention, a scanner is used for scanning such relief structures, whose scanner surface is designed on a scanner element made of wear-resistant material which, in the area of the occurring mechanical stresses caused by the surface parts deformed by the scanner, is to be regarded as essentially dimensionally rigid and as in direction of the reaction force from the deformed surface parts is essentially rigid in position, and that the scanning element is connected to the mechanical-electrical transducer.

Ved-en foretrukket utførelse, er. avsøkerflaten således,utformet at den hviler mot bæreren i sporets retning over en.strekning som er større enn den største avstand mellom likeartede overflatedeler, og at den i et plant snitt i. denne retning og loddrett på bæreroverflaten har en begrensningskurve som forløper med forskjellig steilhet på den oppløpende og avløpende flanke. Den trykkraft som virker på avsøkerflaten er da lik summen av de enkelte overflatedelers krefter, hvilken sum tiltar når en overflatedel når under avsøkerflatens oppløpende flanke og avtar når en overflatedel trer ut av avsøkerf1atens område ved den avløpende flanke. Som følge av den oppløpende flankes lille steilhet for-løper denne forandring for et betraktet element ved denne flanke vesentlig langsommere (tilnærmet "snikende") enn ved den avløp-ende flanke som har den større steilhet. Som følge av dette vil i sumverdiens kurveforløp virkningen av sådanne overflatedelers In a preferred embodiment, is. the scanning surface is thus designed so that it rests against the carrier in the direction of the track over a stretch that is greater than the largest distance between similar surface parts, and that in a planar section in this direction and perpendicular to the carrier surface it has a limiting curve that proceeds with different steepness on the leading and trailing flanks. The pressure force acting on the scanning surface is then equal to the sum of the forces of the individual surface parts, which sum increases when a surface part reaches under the rising flank of the scanning surface and decreases when a surface part steps out of the region of the scanning surface at the trailing flank. As a result of the rising flank's small steepness, this change proceeds for a considered element at this flank significantly more slowly (almost "creepingly") than at the trailing flank, which has the greater steepness. As a result of this, the effect of such surface dividers in the sum value curve

krefter som forsvinner ved den avløpende flanke gjøre seg gjeldende som nedadrettede, steile partier av kurveforløpet, méns den tilsvarende økning av sumverdien når en overflatedel trer inn ved den oppløpende flanke, vil ha vesentlig mindre steilhet. Ved hjelp av en sådan avsøker oppstår der altså tilnærmet en signalverdi etter amplitude og steilhet, som tilsvarer den registrerte signalverdi ved kanten av den avløpende flanke,.fordi forløpet av avlastningen på denne flanke gjengir signalets vekselandel, mens denne vekselandel i det vesentlige ikke kommer til virkning som følge av den oppløpende flankes store krumning, ba avsøkerflaten ligger an mot et større antall overflatedelers topper, nedset-tes ennvidere slitasjen. forces that disappear at the trailing flank manifest themselves as downward, steep parts of the curve, while the corresponding increase in the total value when a surface part enters at the rising flank will have significantly less steepness. With the help of such a scanner, a signal value is thus created approximately according to amplitude and steepness, which corresponds to the recorded signal value at the edge of the trailing flank, because the course of the relief on this flank reproduces the alternating part of the signal, while this alternating part essentially does not occur effect as a result of the large curvature of the rising flank, if the scanning surface rests against a larger number of tops of surface parts, the wear is further reduced.

Under den nevnte forutsetning at avsøkeren, sett i rille-retningen, er i berøring med bæreroverflaten over en strekning som er større enn den største avstand mellom likeartede overflatedeler, Under the aforementioned assumption that the scanner, seen in the groove direction, is in contact with the carrier surface over a distance that is greater than the largest distance between similar surface parts,

fremgår det av det som er sagt ovenfor at den resulterende vekselkraft ér desto større jo større avsøkerflankens usymmetri er. Den resulterende kraft når en maksimalverdi når flankesteilheten it appears from what has been said above that the greater the asymmetry of the scanner flank, the greater the resulting alternating force. The resulting force reaches a maximum value at the flank steepness

på den avløpende side gjøirés uendelig stor. Flanken bør altså så-vidt mulig danne en vinkel på 90° med bæreroverflaten. Vinkler som er større 'enn 90°, fører til det samme resultat. on the downstream side is made infinitely large. The flank should therefore, as far as possible, form an angle of 90° with the carrier surface. Angles greater than 90° lead to the same result.

Det er allerede blitt nevnt at de for tiden brukte av-søkere er å betrakte som hastighetsmottagere i den mening at de leverer en elektrisk utgangsstørrelse, hvis momentanverdi er proporsjonal med avsøkerspissens bevegelseshastighet, altså med dif-ferensialkvdtienten av avsøkerspissens bevegelsesfbrløp. Dermed gjengis svingninger med høyere frekvens sterkere proporsjonalt med frekvensen, da der som følge av de kortere bølgelengder ved samme amplitude foreligger større kurvesteilhet. Dette er alminnelig kjent og er grunnen til at der for en frekvensuavhengig gjengivelse av konstante sighalamplituder må foretas en amplitudeforvreng-ning på en sådan måte at amplituden av den tredimensjonale registrering på bæreren ér omvent proporsjonal med frekvensen. Lave frekvenser betinger som kjent tilsvarende uønsket store registrer-ingsamplituder. It has already been mentioned that the currently used scanners are to be regarded as velocity receivers in the sense that they deliver an electrical output quantity, the instantaneous value of which is proportional to the scanner tip's movement speed, i.e. to the differential quotient of the scanner tip's movement flow. Thus, oscillations with a higher frequency are reproduced more strongly proportionally to the frequency, as there is a greater steepness of the curve due to the shorter wavelengths at the same amplitude. This is generally known and is the reason why, for a frequency-independent rendering of constant sigh amplitudes, an amplitude distortion must be carried out in such a way that the amplitude of the three-dimensional recording on the carrier is inversely proportional to the frequency. As is well known, low frequencies condition correspondingly undesirably large recording amplitudes.

Avsøkeren ifølge oppfinnelsen er også fri for denne ulempe, fordi den elektriske utgangsstørrelses momentanverdi ved denne står i direkte lineær relasjon til signalregistreringen, dvs. relieffstrukturen med bestemte størrelser. Trykkforløpets amplitude påvirkes av relieffstrukturens henholdsvis overflate-delenes høyde og sammentrykte tverrsnittsflate. I begge tilfelle tiltar trykkraften i samme retning som en økning av høyden og en økning av flaten. Hvis registreringen bevirkes ved en direkte gjengivelse av signalkurven i relieffstrukturen, er den til virkning bragte tverrsnittsflate åpenbart desto større jo større bøl-gelengden i relieffstrukturen er. Derved oppstår der ved konstant høyde en med registreringsbølgelengden tiltagende trykkraft, eller med andre ord en omvendt proporsjonalitet mellom den gjengitte amplitude og frekvensen. Den synkning mot dypere frekvenser som er tilstede ved de kjente lydregistreringssystemer, er altså her ikke tilstede. Følgelig kan man ved avsøkeren i henhold til oppfinnelsen renonsere på den ellers vanlige rilleutvidelse ved registrering av de dypere frekvenser. The scanner according to the invention is also free from this disadvantage, because the instantaneous value of the electrical output quantity is in direct linear relation to the signal registration, i.e. the relief structure with specific sizes. The amplitude of the pressure course is affected by the height of the relief structure and the surface parts and compressed cross-sectional area. In both cases, the pressure increases in the same direction as an increase in height and an increase in area. If the recording is effected by a direct reproduction of the signal curve in the relief structure, the effected cross-sectional area is obviously the larger the longer the wave length in the relief structure. Thereby, at a constant height, a pressure force increases with the recording wavelength, or in other words, an inverse proportionality between the reproduced amplitude and the frequency. The dip towards deeper frequencies that is present in the known sound recording systems is therefore not present here. Consequently, with the scanner according to the invention, the otherwise usual groove expansion can be dispensed with when registering the deeper frequencies.

Avhengigheten mellom den resulterende kraft og bølge-lengden gjør det til og med -mulig å registrere de dypere frekvenser med en mindre amplitude eller mindre rillebredde, o_g følgelig mindre rilleavstand. Derved muliggjøres en regis.treringsmetode, ved hvilken amplituden av bæreroverflatens. overflatedeler i overføringsområdet. ved konstant signalamplitude holdes omtrent proporsjonal med frekvensen. Dermed foreligger også den mulighet å kunne fremstille en .bærer, ved hvilken rillebredden og rilleav-standen holdes proporsjonale med den registrerte frekvens. The dependence between the resulting force and the wavelength even makes it possible to record the deeper frequencies with a smaller amplitude or smaller groove width, and consequently smaller groove spacing. Thereby, a registration method is made possible, in which the amplitude of the carrier surface. surface parts in the transfer area. at constant signal amplitude is kept approximately proportional to the frequency. Thus, there is also the possibility of being able to produce a carrier in which the groove width and groove spacing are kept proportional to the recorded frequency.

Den registreringsmåte som oppnås ved relieffstrukturen The registration method achieved by the relief structure

i bæreroverflaten, kan inneholde retninger av den på avsøkeren virkende trykkraft, som er loddrett på eller parallell med eller skrå i forhold til overflaten av den uregistrerte bærer, således at overflatedelene kan ha forskjellig utforming. Den enkleste registreringsmåte i forbindelse med avsøkeren ifølge oppfinnelsen har vist seg å være en rille-dybderegistrering. in the carrier surface, may contain directions of the pressure force acting on the scanner, which is perpendicular to or parallel to or oblique to the surface of the unregistered carrier, so that the surface parts may have different designs. The simplest registration method in connection with the scanner according to the invention has proven to be a groove depth registration.

Under avsøkningen vil den direkte av bæreroverflaten ut-øvede virkning være en med tiden variabel forandring av den på av-søkeren virkende trykkraft i overensstemmelse med relieffstrukturen på overflaten. Hvis signalet er registrert dirékte i relieffstrukturen, vil altså det signal som skal registreres og den registrerte signalstørrelse bli uttrykt ved den samme matematiske funksjon i avhengighet av tiden henholdsvis den lokale koordinat langs rillen, og forutsetter man at avsøkerflaten er vesentlig kortere i relatiuhastighetens retning enn den minste bølgelengde som skal gjengis, er denne endring au trykkraften i det ideelle tilfelle au manglende forurengninger en sann og direkte oppnådd gjengiuelse au signalet. During the scan, the effect exerted directly by the carrier surface will be a time-variable change in the pressure force acting on the scanner in accordance with the relief structure on the surface. If the signal is recorded directly in the relief structure, the signal to be recorded and the recorded signal magnitude will therefore be expressed by the same mathematical function in dependence on time and the local coordinate along the groove, and it is assumed that the scanning surface is significantly shorter in the direction of the relative velocity than the minimum wavelength to be reproduced, this change in the pressure force in the ideal case and in the absence of contamination is a true and directly achieved reproduction of the signal.

Huis en bæresuingning amplitudemoduleres med signalet og resultatet registreres i form au en signalstørrelse, gir avsøknin-gen med en ausøkerflate som rekker ouer mange bølgelengder au bæresuingningen, men er kortere enn den korteste signalbølge, uten uidere et forløp au trykkraften som inneholder signalet ouerlagret bæresuingningen som kan utfiltreres. Where a carrier wave is amplitude modulated with the signal and the result is recorded in the form of a signal size, the scan provides a surface area that reaches over many wavelengths in the carrier wave, but is shorter than the shortest signal wave, without further a course of the pressure force containing the signal stored in the carrier wave that can be filtered out.

Huis bæresuingningen frekuensmoduleres med signalet, er trykkraften likeledes en frekuensmodulert bæresuingning. Den elektriske utgangsstørrelse må følgelig for gjenuinning au signalet utsettes for en i og for seg kjent frekuensmodulas jon. If the carrier wave is frequency-modulated with the signal, the pressure force is likewise a frequency-modulated carrier wave. The electrical output value must therefore be subjected to a known per se frequency modulation to recover the signal.

Tegningens fig. 1 uiser et prinsippskjerna for en ausøker ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 til 4 uiser deler au en dertil, egnet bærer med forskjellig utformning au relieffstrukturen i bæreouerflaten. The drawing's fig. 1 shows a principle core for a searcher according to the invention, and fig. 2 to 4 uiser parts and an additional, suitable carrier with different design and relief structure in the carrier surface.

På. fig. 1 er ;de samarbeidende, deler, au ausøkeren 1 og bæreren.2 uist sterkt forstørret. Ouerflatedelene . 3 har .form au enkelte ued mellomrom innbyrdes adskilte forhøyninger som ued den ovenfor beskrevne.direkte registrering kan. anvendes over en modula-sjon av en bæresvingning. Avsøkerens oppløpsflanke er avrundet med stor krumningsradius, mens den .avløpende flanke står loddrett på bæreouerflaten og oppviser en forholdsvis .skarp kant henholdsvis en avrunding med vesentlig mindre krumningsradius. Pilen viser bærerens bevegelsesretning i forhold til avsøkeren. On. fig. 1 is ;the cooperating, parts, au the searcher 1 and the carrier.2 uist greatly enlarged. The outer surface parts. 3 has .form au individual uned spaces mutually separated elevations that ued the above described.direct registration can. is used over a modulation of a carrier oscillation. The scanner's leading flank is rounded with a large radius of curvature, while the trailing flank is vertical to the bearing surface and exhibits a relatively sharp edge or a rounding with a significantly smaller radius of curvature. The arrow shows the direction of movement of the carrier in relation to the scanner.

Av den skjematiske -fremstilling fremgår det at overflatedelene 3 som når inn under avsøkerens overflate, trykkes sammen innenfor formforandringens elastiske område. Også de nærliggende deler av bærerens overflatelag, som befinner seg mellom de opp-adragende overflatedeler, utsettes for en viss sammentrykning. Materialets elastisitet er antydet ued fjærer 4 på venstre del From the schematic representation, it appears that the surface parts 3 that reach under the surface of the scanner are pressed together within the elastic area of the shape change. Also the adjacent parts of the carrier's surface layer, which are located between the upward-pulling surface parts, are subjected to a certain amount of compression. The elasticity of the material is indicated by springs 4 on the left part

av figuren, hvilke fjærer her befinner seg i ikke-spent tilstand, mens fjærene5 som befinner seg under avsøkerens dypeste sted, er. sammentrykt. Som følge av dette utøver de tilsvarende deler av bæreren en forstørret trykkraft på avsøkeren på disae steder. of the figure, which springs are here in a non-tensioned state, while the springs 5 which are located below the scanner's deepest point are. compressed. As a result, the corresponding parts of the carrier exert an increased compressive force on the scanner at different locations.

Fig. 2 viser et utsnitt av en bærer 2, hvis overflate er utformet med riller som på begge sine flanker 6 og 7 oppviser overflatedeler 3 i form av bølger som er registrert i rillen som ved en i og for seg kjent dybderegistrering. De av rillens overflater som er forsynt med dobbeltskrafering, viser et lag 8 som deltar i formforandringen under avsøkningen. Pilene 9 viser hvor avsøkeroverflaten ligger an mot de to rilleflanker. Fig. 3 viser på tilsvarende måte som fig. 2 en del av en bærer 2, i hvis riller bare den ene flanke 10 oppviser overflatedeler 3 i form av et bølgetog, mens flanken 11 er udeformert. Det lag 18 som befinner seg på det sted av rilleflanken 10, hvor formforandringene skjer under avsøkningen, er angitt ved en dob-beltskraf ert snittflate. Pilen 12 angir den overflate som avsøk-eren samarbeider med og fra hvilken avsøkeren mottar den modulerte trykkraft. Utførelsen -ifølge fig. 3 kan betegnes som en flanke-registrering. Fig. 4 viser en lignende registrering, hvor ikke høyden av overflatedelene men bredden av et steg 14 som bærer overflatedelene, er et uttrykk for signalstørrelsen. Det er bare flanken 15 som har overflatedeler, mens flanken 16 er glatt. Fig. 2 shows a section of a carrier 2, the surface of which is designed with grooves which on both of its flanks 6 and 7 exhibit surface parts 3 in the form of waves which are registered in the groove as in a per se known depth registration. Those of the grooves' surfaces which are provided with double hatching show a layer 8 which participates in the shape change during scanning. The arrows 9 show where the scanner surface abuts the two groove flanks. Fig. 3 shows in a similar way as fig. 2 a part of a carrier 2, in whose grooves only one flank 10 exhibits surface parts 3 in the form of a wave train, while the flank 11 is undeformed. The layer 18 which is located at the place of the groove flank 10, where the shape changes occur during the scan, is indicated by a double-scratched sectional surface. The arrow 12 indicates the surface with which the scanner cooperates and from which the scanner receives the modulated pressure force. The design - according to fig. 3 can be described as a flank registration. Fig. 4 shows a similar registration, where the height is not of the surface parts but the width of a step 14 which carries the surface parts is an expression of the signal size. It is only the flank 15 having surface parts, while the flank 16 is smooth.

Avsøkningen skjer på stegets 14 øvre dekkflate, som antydet ved piler 13, Hvis avsøkeren utøver et trykk på steget i disse pilers retning, opptrer der formforandringer i de ved dobbeltskra-fur fremhevede materialområder 28 og 29. På det bredeste sted av steget trenges i området 28 en større trykkraft for den elastiske formforandring, enn på det smaleste sted ved området 29. Den på avsøkeren tilbakevirkende trykkraft er altså modulert i overensstemmelse med stegbredden. Denne utførelse kan derfor betegnes som bredregistrering. The scanning takes place on the upper surface of the step 14, as indicated by arrows 13. If the scanner exerts pressure on the step in the direction of these arrows, changes in shape occur in the material areas 28 and 29 highlighted by the double scratch. At the widest point of the step, the area is penetrated 28 a greater compressive force for the elastic shape change, than at the narrowest place in the area 29. The compressive force acting back on the scanner is thus modulated in accordance with the step width. This design can therefore be described as broad registration.

Claims

1. Scanner for reproduction of signals recorded on a recording medium in the form of mechanically deformable surface parts, preferably broadband signals reaching into the MHz frequency range or comprising this range, comprising a mechanical-electric transducer or converter, characterized in that its scanner surface is designed on a scanner element made of wear-resistant material which, in the area of the occurring mechanical stresses caused by the surface parts deformed by the scanner, is to be considered essentially rigid in form and which, in the direction of the reaction force from the deformed surface parts, is essentially rigid in position , and that the scanner element is connected to the mechanical-electric transducer.

2. Scanner according to claim 1, characterized in that its scanning surface is designed in such a way that it rests against the carrier in the direction of the track over a distance that is greater than the largest distance between similar surface parts, and that in a plane section in this direction and perpendicular to the bearing surface has a limiting curve which runs with different steepness on the leading and trailing flanks.

3. Scanner according to claim 2, characterized in that the limiting curve on the leading edge is steeper than on the trailing edge.

4. Scanner according to claim 3, characterized in that the rising flank forms an external angle with the scanner surface of at least 90°C.