NO133588B - - Google Patents

Description

Graramofon-pickup.

Foreliggende oppfinnelse angår en grammofon-pickup og særlig en grammofon-pickup som er i stand til å omsette opptakene i en grammofonplate som har to adskilte opptak i samme platespor.

Det er foreslått grammofonplater som har to stereofoniske sammenhørende signaler opptatt i samme platespor. I slike plater er de to signaler opptatt i rett vin-

kel på hverandre i samme spor med hvert signal i samme vinkel, f. eks. 45° i forhold til platens overflate. Et slikt opptaker-system er slik bygget opp at den resulterende virkning av signaler som har lik amplitude og er i fase samt representerer den informasjon som skal opptas frembringes av tversgående bølger i sporet, mens resultatet av signaler som har lik amplitude og er ute av fase frembringes av vertikale bølger i sporet. En liknende virkning oppnås ved elektrisk sammensetning av de to signaler og opptak av summen av signalene på tvers og opptak av forskjel-len mellom signalene vertikalt. I begge til-feller inneholder de tversgående bølger i sporet det meste av den opptatte signalin-formasjon, slik at den resulterende stereofoniske grammofonplate på en tilfredsstil-lende måte kan benyttes med allerede eksisterende grammofonsystemer som er beregnet for en grammofonplate med bare et enkelt spor som er skåret på tvers.

Et problem man støter på i grammofonsystemer i. alminnelighet er at den lavfrekvente støy som betegnes som «rumling» blir overlagret de lavfrekvente signaler man får fra grammofonplaten. Rumlingen skyldes vertikale vibrasjoner som oppstår i lagrene for platetallerknene, tallerkenmo-toren, overføringen og liknende. Ved en vanlig grammofonplate som er skåret på tvers og som bare har et enkelt opptak i sporet kan rumlingen reduseres ved riktig konstruksjon av platespilleren og ved å bygge opp de mekaniske elementer i grammofon-pickupen slik at de blir omtrent ufølsomme overfor vertikale vibrasjoner.

I stereofoniske grammofonsystemer av den art som her er nevnt må imidlertid pickupen være følsom både overfor vertikale og tversgående bølger i platesporet og syste-mets følsomhet overfor rumling vil derved øke.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en pickup for både stereofoniske og monofoniske grammofonplater der pickupen ved avspilling av de stereofoniske plater har de best mulige om-setningsegenskaper for komponenter med tversgående svingninger som representerer størstedelen av den opptatte signalin-formasjon og har nedsatt følsomhet overfor komponenter med vertikale svingninger, herunder også vertikal rumling, og ved avspilling av de monofoniske plater som kan være 78 RPM plater skåret på tvers på vanlig måte, har omtrent ingen følsom-het overfor komponenter med vertikale svingninger.

Oppfinnelsen angår således en grammofonpickup omfattende et par langstrak-

te piezoeelektriske omformerelementer med rektangulært tverrsnitt, en festeanordning for understøttelse av hvert av omformerelementene ved en ende, slik at deres lengdeakser blir parallelle, en åkdel som for-

binder den frie ende av et av omformer - elementene med den frie ende av det annet omformerelement og en stift som er koplet til åkdelen for til disse elementer å overføre både vertikale og tversgående bevegelseskomponenter fra sporet i en stereofonisk grammofonplate, hvilke omfor - merelementer er slik montert i forhold til åkdelen at det i hvert av elementene genereres signaler som resultat av de vertikale og tversgående bevegelseskomponenter, og den er i det vesentlige kjennetegnet ved at de frie ender av omformerelementene er forbundet med en ytterligere, til en stift koplet åkdel som er slik utformet at den overfører til omformerelementene de tversgående bevegelseskomponenter fra sporet i en monofonisk grammofonplate, men har en vesentlig større motstand mot overfø-ring av vertikale bevegelseskomponenter til omformerelementene enn den første åkdel.

De nye trekk som må betraktes som karakteristiske for oppfinnelsen er gjen-gitt i påstandene. Selve oppfinnelsen vil imidlertid både med hensyn til oppbygging og virkemåte såvel som med hensyn til hensikt og fordeler lettest kunne forstås av den følgende beskrivelse under henvis-ning til tegningene der: Fig. 1 viser en grammofonpickup for stereofoniske plater sett fra undersiden, der pickupen innbefatter oppfinnelsen,

fig. 2 viser et snitt etter linjen 2—2 gjennom grammofon-pickupen som er vist på fig. 1,

fig. 3 viser et snitt etter linjen 3—3 gjennom grammofon-pickupen som er vist på fig. 2 og

fig. 4a, 4b og 4c viser skjematisk bevegelsen av de to omformerelementer hen-holdsvis som resultat av tversgående, vertikale og 45° modulasjonskomponenter.

På tegningene viser like henvisnings-tall på de forskjellige figurer til de samme deler, og på fig. 1—3 er det vist en inn-sats 10 for en pickup, bygget opp i over-ensstemmelse med oppfinnelsen og beregnet på å bli montert på vanlig måte nær ved den fri ende av en svingbar pickup-arm som ikke er vist. Pickupinnsatsen 10 innbefatter et hus som består av et par støpte bakelittdeler 12 og 14 som henholds-vis er topp og bunn og som holdes sammen ved hjelp av nagler 16, 18, 20.

Et par langstrakte poezoelektriske omformerelementer 22 og 24 med rektangulært tverrsnitt er anbrakt i et hulrom som dannes mellom husets topp-og bunndeler 12 og 14. Omformerelementene 22 og 24 kan være krystaller av Rochelle-salt eller keramiske elementer av bariumstrontium-titanat eller liknende. De største flater eller hovedflatene av omformerelementene 22 og 24 ligger i vertikale plan når pickupen står i spillestilling. En ende av hvert av omformerelementene 22 og 24 er innsatt i en ettergivende dempeblokk 26. Som eksempel skal det nevnes at dempeblokken 26 kan være forsynt med et par hensikts-messig formede hull for opptagelse av omformerelementene. Dimensjonene av dempeblokken 26 er slik at når husdelene 12 og 14 klemmes sammen av naglene 16, 18 og 20 får man tilstrekkelig trykk på dempeblokken 26 til at omformerelementene 22 og 24 holdes i stilling. Med en ende av omformerelementene 22 og 24 forankret vil vibrasjoner som meddeles de andre ender frembringe tilsvarende elektriske ut-gangssignaler.

Da dempeblokken 26 er forholdsvis li-ten vil de fysiske egenskaper ikke endre seg særlig fra den ene ende til den annen, og de mekaniske virkninger på de sepa-rate omformerelementer på grunn av trykk, dempning etc, vil derfor være i det vesentlige de samme. For ytterligere dempning kan ytterligere dempere av viskoloid eller annet passende viskøst dempnings-materiale være anordnet i pickuphuset. Som kjent kan den riktige kombinasjon av hardheten av dempeblokken 26 og vis-kositeten av et hvilket som helst viskøst dempemiddel benyttes for regulering av høyfrekvensresonansene såvel som lavfre-kvensfølsomheten og Q, for å regulere fre-kvens og resonansøkning av den mekaniske impedans av pickupen og pickuparmsy-stemet.

Omformerelementene 22 og 24 er anordnet og polarisert for å gi en utgangs-spenning som resultat av en bøyningspå-kjenning som utøves av en åkdel 30, hvilken del stikker ut av pickupinnsatsens hus gjennom en åpning i bunndelen 14. Åket 30 er laget av et enkelt materialstykke, f. eks. av pianotråd som er formet slik at åket 30 får et par sprikende ben og et inn-bøyet midtparti. De sprikende ben på åkdelen 30 er av en slik dimensjon at de er stive aksialt men er fleksible i retninger perpendikulært på aksene av benene. Endene av de sprikende ben på åkdelen 30 er ombøyet og er lagret i eller på annen måte festet til de fri ender av omformerelementene 22 og 24. Vibrasjoner som er parallelle med aksen for et av benene på åket 30 vil på en enkel måte overføres gjennom dette ben til den omformer benet er festet til. Samtidig vil det annet ben bøyes og omtrent ikke overføre noen av disse vibrasjoner til det annet omformerelement.

Det er anordnet elektriske forbindelser for omformerelementene 22 og 24 ved hjelp av ledninger 31, 32, 33 og 34 som er koplet mellom elektrodene på omformerelementene og endeklemmene 35, 36 og 37. En av disse endeklemmer som f. eks. klemmen 36 kan tjene som en felles klemme for begge omformerelementer. Om det ønskes kan det anordnes fire endeklemmer, to for hvert omformerelement. Forbindelser fra endeklemmene 35, 36 og 37 til grammofon-forsterkeren kan tilveiebringes på vanlig måte ved hjelp av ledninger som strekker seg langs pickuparmen. Elektriske signaler som svarer til en av opptakene i platene kan således avtappes endeklemmene 35 og 36, og elektriske signaler som svarer til det annet opptak kan avtappes fra endeklemmene 36 og 37.

Stiftanordningen for pickupinnsatsen innbefatter en stiftarm 38 hvis ene ende er avflatet for å kunne bære stiften 40. Som eksempel kan stiften ha en spiss med radius 0,178 mm til bruk ved vanlige 45 RPM og 33% RPM plater. Den motstående ende av stiftarmen 38 er også flat og er festet til et boss 42 på bunndelen 14 ved hjelp av et par skruer 44. Stiftarmen 38 er fjærforspent i anlegg mot den innbøyde del av åket 30, slik at vibrasjoner som meddeles stiften 40 vil bli overført gjennom åket til omformerelementene. Om det ønskes kan stiftarmen 38 loddes fast til eller på annen måte festes til åket 30.

Hvis pickupinnsatsen skal benyttes for avspilling av 78 RPM plater er det nød-vendig med en ytterligere stiftanordning med en stift på 0,076 mm for samvirkning med de større spor i slike plater. Som vist på fig. 1—3 på tegningene er det truffet foranstaltninger for en slik stift og meka-nisk drivanordning ved å føye til en ytterligere åkdel 46 og stiftarm 48. Som særlig vist på fig. 3 av tegningene er åkdelen 46 av samme form som åkdelen 30, bortsett fra at den er vist betydelig avstivet mot bøyning ved anordningen av en ribbedel 49 for å hindre overføring av vertikale vibrasjoner til omformerelementene 22 og

24. Åkdelen 46 er forsynt med et par ettergivende avkoplingsdeler 56 og 58 f. eks. nær ved omformerelementene 22 og 24. Som det vil bli beskrevet mer i detalj i det føl-gende tjener de ettergivende avkoplingsdeler til å avkople åkdelen 46 fra åkdelen 30. Som vist på fig. 3 er de ettergivende avkoplingsdeler 56 og 58 dannet av utbøy-

ninger i benene på åkdelen 46, men det skal påpekes at disse ettergivende avkoplings-elementer kan ha andre former enn det som er vist.

Stiftarmen 48 er flat ved en ende for å bære en stift 50 med en spissradius på 0,076 mm. Den motstående ende av stiftarmen 48 er også flat og festet til et boss 52 som er i ett stykke med den øvre del 12 av huset og armen er festet med et par skruer 54.

Den pickup som er vist på fig. 1—3 er i første rekke beregnet for stereofoniske grammofonplater av den type som betegnes som vertikal-lateral eller 45—45. I en plate av typen 45—45 er f. eks. et av opptakene (A—A) skåret i den retning som er antydet med pilene A—A (fig. 4c), og det annet opptak (B—B) er skåret i den retning som er antydet med pilene B—B. I en plate med spor hvis sider står i 45° vinkel på platens sideflater vil med andre ord et

opptak bestå av bølger som er skåret i en

vegg av platesporet og det annet opptak har form av bølger som er skåret i den annen vegg av platesporet. Stillingen av pickup-mekanismen og omformerelementene

22 og 24 når det ikke finnes opptak hver-ken som A—A eller som B—B opptak er antydet med heltrukne linjer. Stiften 40 vil når den følger bølgene i et spor som bare har A—A opptak, bevege seg frem og

tilbake hovedsakelig langs en linje som faller sammen med aksen for åkbenet 30a som er festet til den fri ende av omformerelementet 22. Da benet 30 er stivt aksialt vil disse vibrasjoner bli rettet gjennom stiftarmen 38 og benet 30a til den fri ende av omformerelementet 22, slik at denne ende av elementet bøyes frem og tilbake f. eks. som antydet med de stiplede linjer på fig. 4c. Samtidig vil denne bevegelse hovedsakelig foregå i et plan perpendikulært på aksen for benet 30b på åkdelen 30, hvilket ben er festet til den fri ende av omformerelementet 24. Da benet 30b er fleksibelt i retninger perpendikulært på benets akse som nevnt ovenfor, bøyes benet 30b frem og tilbake sammen med bevegelsen av stiftarmen 38 og utøver omtrent ingen bøy-ning av omformerelementet 24.

Den samme virkning får man ved et opptak som er skåret i den vinkel som er antydet med pilene B—B bortsett fra at vibrasjonene overføres til den fri ende av omformerelementet 24 som derved bøyes frem og tilbake med helt ubetydelig bøy-ning av omformerelementet 22.

Med opptak i begge kanaler vil bevegelsen av stiften 40 bli svært komplisert og få bevegelse med komponenter som be-virker bøyning både av omformerelementet 22 og elementet 24. Hvis f. eks. platesporets bølger er vertikale vil resultantvirkningen være at stiften 40 beveges opp og ned i et vertikalplan. Dette frembringer like ak-siale bevegelseskomponenter som rettes langs benene 30a og 30b av åkdelen 30, slik at de fri ender av begge omformerelementer 22 og 24 bøyes likt og tilsvarende signaler som har samme amplitude men er ute av fase med hverandre vil kunne avtappes klemmene 35 og 37 i forhold til klemmen 36. Som antydet på fig. 4b på tegningene vil en slik oppadrettet vertikal bevegelse av stiften 40 bevirke at omformerelementene 22 og 24 beveges fra hverandre som antydet med de stiplede linjer, hvorved benene av åkdelen 30 spri-ker mer fra hverandre. Ved en tilsvarende nedadrettet vertikal bevegelse beveges elementene 22 og 24 samtidig med en tilsvarende reduksjon av vinkelen mellom benene 30a og 30b.

Hvis bølgene i platesporet er tversgående eller laterale som antydet på fig. 4a vil stiften 40 bevege seg på tvers. Dette frembringer like og motsatt rettede kraft-komponenter langs aksene for benene 30a og 30b og fører til at de fri ender av begge omformerelementer 22 og 24 beveger seg i samme retning. Signaler med lik amplitude og i fase med hverandre vil således kunne avtappes klemmene 35 og 37 i forhold til klemmen 36. Ved lateral bevegelse av stiften bibeholdes den samme vinkel mellom benene 30a og 30b på åkdelen 30.

Selv om omformerelementene 22 og 24 er vist og beskrevet som elementer som er følsomme overfor bøyningspåkjenninger for avgivelse av et elektrisk utgangssignal vil fagfolk på dette felt være klar over at andre typer omformere, f. eks. omformere som er følsomme overfor vridning eller liknende kan benyttes uten at man derved går utenfor oppfinnelsens ramme.

Siden de største flater på omformerelementene 22 og 24 ligger i vertikale plan når pickupinnsatsen står i spillestilling vil en viss glidning finne sted mellom omformerelementene og den ettergivende dempeblokk 26. Dette fører til bortledning eller tilintetgjørelse av en del av den vertikale bevegelse som meddeles stiften 40 og re-sulterer i en tilsvarende redusert bevegelse av omformerelementene 22 og 24. Resultantvirkningen av denne glidning eller for-skyvning er å redusere pickupens følsom-het overfor vertikale modulasjonskomponenter innbefattende de som fremkommer på grunn av rumling eller andre uvedkom-mende vertikale vibrasjoner. Omformerelementene bøyes lettest av krefter som er rettet perpendikulært på de største flater, eller med andre ord i samme retning som den minste tverrsnittsdimensjon. Da de største flater ligger i vertikale plan bøyes omformerelementene lettest av på tvers rettede eller laterale krefter, og elementene påvirkes således i størst ut-strekning av slike krefter. Med andre ord vil pickupen ha størst følsomhet overfor tversgående eller laterale bølger i platesporet. Dette gir den størst mulige utgang av pickupen fra laterale modulasjonskomponenter som utgjør størstedelen av sig-nalopptakene i en stereofonisk grammofonplate og utgjør også samtlige signal - opptak i eksisterende plater som bare har et opptak. Med pickup-konstruksjonen som er beskrevet ovenfor vil størstedelen av signalene omformes med optimum virk-ningsgrad mens de komponenter som er resultatet av tilfeldige virkninger dempes tilstrekkelig til at pickupen bare gjengir disse komponenter i mindre grad.

For avspilling av plater med bare ett opptak (monofoniske plater) som f. eks.

78 RPM plater er åkdelen 46 konstruert

slik at den motvirker forandringer i vinkelen mellom de sprikende ben. Det skal påpekes at sprikevinkelen mellom benene på åkdelen 46 er den samme for de forskjellige stillinger av omformerelementene som er vist på fig. 4a, 4b og 4c. Som antydet på fig. 4b er den vertikale modulasjons-utgang avhengig av den økende og min-skende vinkel mellom de sprikende ben på åkdelen for å bevirke at de fri ender av omformerelementene 22 og 24 beveges mer fra hverandre eller tettere sammen. Siden åkdelen 46 er avstivet med ribben 49 for å motstå forandringer i vinkelen mellom benene vil således de vertikale komponenter dempes omtrent fullstendig hva angår deres virkning på omformerelementene 22 og 24.

Pickupinnsatsen som er beskrevet vil normalt være lagret for rotasjon i en ende av pickumarmen slik at den ene eller den annen av stiftene kan settes i en slik stilling at de vender mot den grammofonplate som skal spilles. Åkdelen 46 er av-koplet fra åkdelen 30 med de ettergivende avkoplingsdeler 56 og 58. Hvis disse avkop-lingsdelene i åkdelen 46 ikke var tilstede, ville åkdelen 46 hindre elementene fra å bevege seg uavhengig av hverandre når åkdelen 30 frembrakte de forskjellige be-vegelser som er beskrevet.

Claims (6)

1. Grammofon-pickup omfattende et par langstrakte piezoelektriske omformerelementer med rektangulært tverrsnitt, en festeanordning for understøttelse av hvert av omformerelementene ved en ende, slik at deres lengdeakser blir parallelle, en åkdel som forbinder den frie ende av et av omformerelementene med den frie ende av det annet omformerelement og en stift som er koplet til åkdelen for til disse elementer å overføre både vertikale og tversgående bevegelseskomponenter fra sporet i en stereofonisk grammofonplate, hvilke omformerelementer er slik montert i forhold til åkdelen at det i hvert av elementene genereres signaler som resultat av de vertikale og tversgående bevegelseskomponenter, karakterisert ved at de frie ender av omformerelementene er forbundet med en ytterligere, til en stift koplet åkdel (46) som er slik utformet at den overfører til omformerelementene de tversgående bevegelseskomponenter fra sporet i en monofonisk grammofonplate, men har en vesentlig større motstand mot overføring av vertikale bevegelseskomponenter til omformerelementene enn den første åkdel (30).

2. Grammofon-pickup som angitt i påstand 1, der omformerelementene er un-derstøttet av festeanordningene på en slik måte at deres hovedflater er parallelle og ligger i et vertikalt plan når picupen er i spillestilling, karakterisert ved at festeanordningene er innrettet til å tillate en viss bevegelse av omformerelementene i festeanordningene i retningen for deres største tverrsnittsdimensjon i et tverrsnitt tatt perpendikulært på omformerelemen-tenes lengdeakse.

3. Grammofon-pickup som angitt i påstand 1 eller 2, der den førstnevnte åkdel omfatter en sammenhengende tråd med et par sprikende ben som strekker seg fra dens sentrale parti og der endene av benene er forbundet med hver sin av de frie ender av omformerelementene for overføring av vibrasjoner til disse, karakterisert ved at den annen åkdei (46) også omfatter en sammenhengende tråd med et par sprikende ben som strekker seg fra dens sentrale parti og der endene av benene for det annet åk også er forbundet med hver sin av de frie er.der av omformerelementene, hvilken annen åkdel har en ribbe (49) eller liknende som forbinder de sprikende ben nær ved det sentrale parti for å gjøre det annet åk mer motstandsdyktig mot bøyning enn det første åk (30).

4. Grammofon-pickup som angitt i en hvilken som helst av de foregående på-stander, karakterisert ved at den annen åkdel (46) er festet til omformerelementene slik at dens sentrale parti strekker seg fra omformerelementene i en retning motsatt den retning det sentrale parti på den førstnevnte åkdel (30) strekker seg.

5. Grammofon-pickup som angitt i en hvilken som helst av de foregående på-stander, karakterisert ved at benene på den annen åkdel (46) er forsynt med avkoplingspartier (56, 58) som tillater omformerelementene å bevege seg uavhengig av den annen åkdel når den først-nevnte åkdel (30) er i virksom stilling.

6. Grammofon-pickup som angitt i påstand 5, karakterisert ved at avkoplingspartiet (56, 58) i hvert ben av den annen åkdel omfatter et forholdsvis fleksibelt parti mellom ribben (49) eller liknende og enden av benet som er festet til et omformerelement.