SE441634B - Skivspelare - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 H0 7812712-5 r 2 studsa eller svänga relativt skivytan till följd av de vertikala - och i viss mån laterala - krafter som uppkommer som följd av nålens försök att följa den varierande skivnivän. Detta ger ej endast upphov till varierande nåltryck utan kan även förorsaka att nâlmikrofonen träffar skivytan eller att kontakten mellan nål och skivspår helt går förlorad. Dylika variationer från optimalt nåltryck påverkar ofta den återgivna signalen inom det hörbara frekvensområdet. Förutom att större nålavvikelser ger upphov till nål- och armspårningsproblem resulterar de även i geometriskt re- laterad distorsion och i att nâlmikrofonen blir elektro-mekaniskt olinjär. Dessutom kan under det hörbara omrâdet liggande, av skev- het förorsakade signaler ge upphov till överstyrning av förstär- karna i de elektroniska system genom vilka dessa låga frekvenser passerar. Om dessa signaler inmatas i en högtalaranläggning kan de dessutom förorsaka avsevärd lågfrekvent konrörelse med det re- sultatet att det uppkommer såväl främmande störningar som distor- sion av hörbara signaler av högre frekvens, däri innefattande Doppler-distorsion. Dessutom är det geometriska förhållandet mel- lan nål och skívspår sådant, att skivskevhet förorsakar att nål- spetsen svänger fram och tillbaka längs den upptecknade spårinfor- mationen. Detta alstrar en frekvensmodulering (påskyndar och för- dröjer) den återgivna signalen, vilket ger upphov till wow (lång- sam svajning). Wow kan även uppkomma som resultat av att skivans varvtal ändras när nâlens tryck mot skivspåret varierar.

Kravet på tillfredsställande spårning av skeva skivor har i hittills kända anläggningar resulterat i nödvändigheten av nog- grant beaktande av geometrin tonarm-nålmikrofon-nål-skivgeometri och i att söka den bästa kombinationen, vanligen en kompromiss, mellan sådana faktorer som nål- och tonarmsmassa, tonarmsdämpning, nâlfjädring och nåldämpning samt spårningskraft i syfte att uppnå en kontrollerad tonarmsresonans belägen över vanligen uppträdande skevhetsfrekvenser men under frekvensen hos den lägsta inspelade spårinformationen. En tonarmsresonans på 10 Hz har förespråkats av ett flertal konstruktörer: Keisuka Ikegami och Susumu Hoshimo i artikeln "Advance in Turntable and Tone-Arm Design" i "Journal of the Audio Engineering Society", 2H(1976):H, maj, s. 276-280, och Peter Rother i artikeln "The Aspects of Low-Inertia Tone-Arm Design" i "Journal of the Audio Engineering Society", 25(1977):9, sept., s. 550-559.

Trots att lämplig! val av Tonarms- mvh nålmíkrofonsparamfllrar 10 15 20 25 30 35 7812712-3 i princip gör det möjligt att spåra skeva skivor, är anpassningen mellan arm och nålmikrofon i praktiken ofta komplicerad till följd av det stora urvalet av tillgängliga tonarmar och nälmikrofoner.

Redan på konstruktionsstadiet kan dessutom val av optimala ton- arms- och nälmikrofonsparametrar med avseende på spårning av skeva skivor visa sig inte vara optimalt för spårning av spårinformation av högre frekvens. Även då skivan spåras tillfredsställande kvar- står problemet avseende geometri- och motorwow förorsakad av skev- heten.

Olika passiva anordningar för spârning av skeva skivor är kända. Vid dylika anordningar används ofta ett organ som vilar mot skivytan och som är fäst vid eller förbundet med nålmikrofo- nen eller tonarmen i närheten av nålmikrofonen. Dylika anordning- ar innefattar både dämpade organ och odämpade eller fixerade organ.

Exempel på tidigare kända, dämpade organ visas i de amerikanska patentskrifterna 2 572 7I2 (fjäderbelastad kolv) och 2 328 862 (elastiskt monterad hjälpnàl). Fixa organ visas i de amerikanska patentskrifterna 3 228 700 (filtkudde vid tonarmens ände och med nålmikrofonen svängbar i tonarmen) och 3 830 505 (luftlagring in- vid nålmikrofonen). Det är även känt att utnyttja ett anlíggnings- organ eller en borste i närheten av nálmikrofonen för att dämpa svängningar och underlätta spårningen av skeva skivor. Man har även föreslagit inspänning eller belastning av skivan vid dess periferi och/eller centrum i syfte att eliminera skevheten.

En känd aktiv anordning för behandling av skivskevhet be- skrives i den av Kenneth Clunis och Michael J. Kelly författade artikeln "Overcoming Record Warps and Low-Frequency Turntable Rumble in Phonographs" i "Journal of Audio Engineering Society", 23(1975):6, juli/aug., s. H50-H58. Vid denna anordning används nälmikrofonens utsignal för servostyrning av det vertikala ton- armsläget i syfte att underlätta spårning av nande anordningar beskrives i de amerikanska 3 623 73U och 3 830 505. Det är även känt att upprätta en sluten skeva skivor. Lik- patentskrifterna slinga enbart kring tonarmsrörelserna för att förbättra arm/nål- mikrofon-dämpningen. 10 15 20 25 50 7812712-3 Hittills gjorda försök att komma tillrätta med skivskevhet har i huvudsak inriktats på denna skevhets symptom. Sålunda tjänar exempelvis de passiva kontaktanordningarna mellan tonarm och skiv- yta, liksom anläggnigarna med sluten slinga kring tonarmen, i huvudsak till att underlätta för tonarmen och nålmikrofonen att spåra skeva skivor. Dylika lösningar kan således medföra att man underlåter att korrigera andra följder av skevheten och kan dess- 4 utom försämra spårningsförmågan och signalkvaliteten vid frek- venser som ligger utanför skevhetsfrekvenserna.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att reducera in- verkan av skivskevhet och rumble utan att någon försämring upp- träder med avseende på själva signalkanalernas bandbredd eller andra egenskaper. j Uppfinningen baserar sig på observationer företagna med av- seende på de i fig. la och lb visade situationerna. Fig. la utgör ett tvärsnitt genom den övre halvan av en tänkt masterskiva, på vilken tysta spår inspelats. Spårdjupet "a" är konstant och re- presenterar ögonblicksvärdet för den vertikala signalmoduleringen med avseende på en perfekt referensbana eller -yta. Referensytan kan utgöras av masterskivans platta yta, men i enlighet med en i fig. 2 illustrerad aspekt av uppfinningen kan referensytan alternativt definieras under graveringsförfarandet, företrädesvis med hjälp av en flat hjälpgravernål som följer efter huvudgraver~ nålen och som är inrättad att utjämna och dimensionellt definiera ytan mellan spåren. I vissa fall, nämligen inom det frekvensom- råde där en obetydlig vertikalinformation finns inspelad på skivan (t.ex. under 30 Hz), kan spåret självt tjäna som referens- bana. I Fig. lb visar förhållandena efter det att en skiva pressats med hjälp av masterskivan. Det vertikala spårets läge är ej längre konstant utan uppvisar oregelbundenheter. För det fall att skev- het föreligger råder ett samband mellan oregelbundenheterna pä skivans båda sidor (skívtjockleken är i huvudsak konstant), efter- som de härrör enbart från termisk distorsion och distorsion till följd av skivans behandling efter det att skivan avlägsnats från skivpressen. Det vid högre frekvenser uppträdande skivbruset, förorsakat av skivmaterialets kornighet, är dock oberoende av varandra på skivans båda sidor, eftersom olika prossformar an- 10 15 20 25 30 7812712-3 vänds på de båda sidorna. Skivan uppvisar således lokala tjock- leksvariationer. Dylika ofullkomligheter förorsakas av att trycket överför ytojämnheter från pressens baksida till dess framsida under pressförfarandet. Dylika ytojämnheter hos den bakre ytan kan utgöras av från kopieringsprocessen härrörande metallkris- taller, av mönster uppkomna vid den bakre ytans polering, av smuts och damm mellan de båda pressformdelarna och av ytojämn- heter hos den bakre pressformdelen.

Eftersom pressformtjockleken uppgår till ca 0,18-0,25 mm, kommer materialets styvhet att bestämma gränsen för de kortaste våglängder som kan överföras till följd av lokal böjning eller förvrängning hos pressformen. Dessa våglängder kan således uppgå till omkring 0,50 mm. Detta medför att av kornigheten förorsakat skivbrus kommer att ha en högsta frekvens på omkring 1 kHz vid ytterkanten av en 30 om skiva (spårhastighet ca 51 cm/s).

Andra orsaker till lågfrekvens brus på själva skivan kan vara inhomogeniteter i pressmaterialet och geometrisk distorsion förorsakad av olikartad kylning till följd av snabba och ojämna temperaturändringar i pressformens yta. Såsom nämnts tidigare upp- kommer störningar dessutom till följd av återgivningsanläggningen, nämligen skivtallriks- och omgivningsrumble och akustiskt över- förda vibrationer hos skivtallriken och skivan.

I en konventionell återgivníngsanläggning och med tonarms- läget som referens återges således storheten "b". Denna storhet innebär således även icke önskade lågfrekventa störkomponenter.

En närmare undersökning av detta förhållande visar att de lågfrekventa störkomponenterna från samtliga ovan nämnda källor ej är oseparerbart blandade med den ursprungliga signalmodule- ringen, utan att den inspelade signalstorheten "a" förblir intakt och opåverkad av pressningsförfarandet och av mekaniska ofullkom- ligheter i återgivningsanläggningen. Således kan storheten "a" återvinnas om den distorderade referensbanan vid nälkontaktpunkten används som referenspunkt under ätergivningen. Företrädesvis fun- gerar återgivningsanläggningen på sådant sätt, att falska avvikel- ser hos referenspunkten avlägsnas, sä ati skívytan i praktiken (dvs vertikalt stabil) 3 närheten av nålen. Alter- nativt utnyttjas den långsamt varierande referenspunkten för be- åter blir Flat stämning av den korrekta signalstorheten "a". 10 15 20 25 30 7812712-5 Enligt föreliggande uppfinning ästadkommes en för grammo- fonskivor avsedd avspelningsapparat, vilken innefattar en skiv- tallrik, en nålmikrofon jämte avkänningsorgan, som är anordnade att avkänna vertikal avvikelse hos en skiva på skivtallriken.

Dessutom finns ett påverkningsorgan, vilket reagerar för en signal från avkänningsorganen för förflyttning av skivan för att med- verka till eliminering av vertikal avvikelse hos skivan vid nälmikrofonen.

Avkänningsorganen kan avkänna vertikal avvikelse hos skivan nära intill nälmikrofonen och med avseende på en vertikalt fixerad referens.

Uttrycket "nära intill" avser i detta sammanhang inom en liten bråkdel (exempelvis mindre än 1/10) av den kortaste våg- längd som man önskar korrigera. Om skivkornigheten har vågläng- der uppgående till så litet som omkring 0,50 mm, innebär detta avkänning inom ca 0,05 mm - dvs på omedelbart intilliggande flata ytområde. Detta representerar uppfínningens teknologiska gräns.

För brus av lägre frekvens och för skevhet är det givetvis onödigt att avkänning sker i så omedelbar närhet.

Vid en alternativ utföringsform innefattar avkänningsorganen en avkännare, som avkänner vertikal avvikelse hos nålmikrofonen med avseende på skivan, samt organ, som kornbinerar signaler från de två avkännarna i opposition för åstadkommande av en signal, som representerar vertikal avvikelse hos skivan vid nålmikrofonen.

Inom teknologien avseende skivinspelning har uttrycket "vertikal" på konventionellt sätt betydelsen vinkelrätt mot skivytan eller i axiell riktning. Ett mindre önskvärt alternativ för behand- ling av endast skevhet och mycket lägfrekvent rumble innebär att avkänna själva spårets djup.

Företrädesvis alstras referensbaneinformation, som därefter används i ett servosystem med sluten slinga och innefattande ett manövreringsorgan, som åtminstone i närheten av nålen förflyttar skivan i huvudsak vertikalt. Det ideala resultatet är att åtmin- stone all vertikal skivrörelse i närheten av nålen avlägsnas, så att nålen i praktiken kommer att avkännn en skev- och rumblefrí skiva. Denna utföringsform kan benämnas skivkompensator (eller skivtallrikskompensator, eftersom vertikal påverkan av skivan lättast uppnås medelst mekanismer förbundna med skivtallriken). 10 15 20 25 50 7812712-3 _* v För att man skall uppnå optimala mekaniska och akustiska egenskaper är det fördelaktigt att kombinera skívtallriks- eller tonarmskompensatormetoderna med nälmikrofons- och/eller förför- stärkarkompensatormetoderna. Exempelvis kan skevhets- och rumble- effekter kompenseras upp till t.ex. 20 Hz under användning av en skivtallriks- eller tonarmskompensator, under det att frekvenser ovanför denna frekvens behandlas medelst en nålmikrofons~ eller förförstärkarkompensator.

Kompatibilitet är en egenskap som karakteriserar samtliga utföringsformer av uppfinningen. Sålunda kan vanliga skivor spelas på avspelningsanläggningar utförda i enlighet med uppfinningen; omvänt kan skivor försedda med referensytan spelas på konventio- nella avspelningsanläggningar.

Den minskning av brus och spårningsproblem som uppnås med hjälp av uppfinningen kan tillåta användning av lägre modulations- nivå och större spårtäthet, vilket i sin tur medför längre spel- tider och/eller mindre skivdiameter.

Det faktum, att uppfinningen löser de med lågfrekvent brus förknippade problemen medför dessutom den möjligheten, att signa- len kan upptecknas på skivan i kodad form för elektronisk brus- reducering, exempelvis det som "Dolby B" kända systemet. Detta system, vilket endast behandlar signaler över ca 1 kHz, alstrar en komprimerad signal som med tidens gång visat sig vara till- räckligt kompatibel för att tillåta enkel tillverkning, distri- bution och lagerhållning av kassetter. Vid kodade skivor skulle en dylik anslutning från olika tillverkare vara svår, för att inte säga omöjlig att uppnå på kommersiell basis om det vore nöd- vändigt att behandla även lågfrekvenssignalerna. De kodade ski- vorna skall givetvis helst avspelas med användning av en brus- reduceringsavkodare för att minska högfrekvent pressningsbrus och lågnivåiga knäpp.

Föreliggande uppfinning kan således ge ett betydelsefullt bidrag till såväl dagens egenskaper som framtida möjligheter hos konventionella analoga grammofonskiveanläggningar.

Dessa och andra särdrag hos uppfinningen kommer att framga tydligare av nedanstående detaljerade beskrivning av några i ritningen visade utföringsformer. 7812712-3 15 20 25 30 35 8 Fig. 1A visar i sidovy ett tvärsnitt av övre halvan av en tänkt masterskiva, på vilken inspelning skett av tysta spår.

Fig. 1B visar i sidovy ett tvärsnitt genom en skiva pressad med hjälp av den i fig. 1 visade masterskivan.

Fig. 2 visar i sidovy ett partiellt tvärsnitt av en master- skiva under graveringen med användning av en konventionell signal- gravernål och en hjälpgravernål för att i enlighet med en aspekt av uppfinningen åstadkomma referensplan.

Fig. EA illustrerar, delvis i blockschemaform, känning av referensbaneinformation i enlighet med en aspekt av direkt av- uppfinningen.

Fig. EB illustrerar, delvis i blockschemaform, indirekt av- känning av referensbaneinformation i enlighet med en annan aspekt av uppfinningen.

Fig. HA visar i perspektiv och delvis i genomskärning en metod för direkt avkänning av referensbaneinformationen.

Fig. UB visar i perspektiv och delvis i genomskärning en annan metod för direkt avkänning av referensbaneinformationen.

Fig. 5 visar ett blockdiagram för en skivtallríkskompensator- anläggning utförd i enlighet med uppfinningen. _ Fig. 6 - 8 visar i tvärsnitt och sidovy tre olika utförings- former av ett vertikalmanövreringsorgan för användning i skiv- ta1lrikskompensatoranläggningar.

Fig. 9 och 10 visar i tvärsnitt och sidovy två olika ut- föranden av en skivtallrík försedd med ett vertikalmanövrerings- organ. i Fig. 11 och 12 visar i tvärsnitt och sidovy var sitt som tillsats till en konventionell skivtallrik lämpat vertikalman- övreringsorgan.

I samtliga nedan beskrivna utföringsformer kommer endast de för uppfinningen väsentliga särdragen att visas och diskuteras i detalj. Om inget annat nämns, används således förstärkare, dämpsatser, utjämnare, deriverings- och integreringskretsar, äterkopplíngsslingekompensatorer, förntärkningnreglerande organ o.dyl. på inom det elektroniska omrâdet känt sätt. Såvida ej annat nämns, behandlas ej heller det detaljerade utförandet av nålar, i avkänningsorgan och manövreringsorgan ingående omvand- lare samt de mekaniska och elektromekaniska aspekterna avseende 10 15 20 25 50 55 f 7812712~3 9 skivor, nålmikrofoner, tonarmar, drivmotorer, etc.

Vid de olika utföringsformerna sker avkänning av vertikal- läget av en omodulerad del (referensbanan) på skivan vid eller i omedelbar närhet av signalavkänningsorganet, vanligen en nål.

En viktig faktor vid uppfinningen är insikten, att avkänning med hög upplösning och i omedelbar närhet av nålen är till nytta för reducering av brus förorsakat av skivmaterialets kornighet. Det är dock givet, att referensbanan mäste vara så felfri som möjligt; exempelvis bör den vara fri från repor. Vidare bör man vid ski- vans tillverkning avlägsna de skivmaterialåsar som bildas utefter spårkanterna och som sträcker sig in över de flata ytorna mellan spåren. g Ett sätt att avlägsna dylika skivmaterialåsar består i pole- ring av den av metall bestående pressformen. Ett annat sätt illust- reras i fig. 2, som visar en efter spårgravernälen 6 följande referensbanegravernål H. Den i huvudsak flata bottenkanten nos referensbanegravernâlen avlägsnar ej endast nämnda åsar men skär även bort resterande rumblemodulation hos masterskivan 2 samt kompenserar av inspelningstallriken infört vertikalt rumble.

Härigenom åstadkommes således en perfekt, helt tyst referensyta.

Avkänning av referensbaneinformationen (dvs av den distor- derade, långsamt varierande referensbanan) intar en nyckelställ- ning vid de olika utföringsformerna. Avkänning av referensbanan återges i generaliserad form i fig. BA och 3B. Fig. BB beskrives nedan. I Såsom visas i fig. BA kan referensbaneinformationen utvin- nas direkt med hjälp av ett avkänningsorgan som följer signal- nålen i sidled men som kan röra sig självständigt i vertikalled.

Avkänningsorganet 8 är fäst vid ett referensplan. Vid en konven- tionellt utformad skivtallrik sker infästningen typiskt vid ton- armens fästyta. Teoretiskt kan fästytan utgöras av en godtycklig referensyta, däri innefattande en stabil yta skild från själva skivtallriken. Ett rörligt organ 11, som utgör en del av avkän- ningsorganet 8, följer skivytans långsamma svängningar. I prak- tiken kan man använda såväl avkänningsorgan som kontaktar skiv- ytan som avkänningsorgan av icke-kontaktande typ, vilket beskri- ves nedan i samband med fig. HA och Uh. 10 15 20 25 30 35 7812712-3 10 I den i fig. NA visade versionen kan armens avkänningsparti vara vertikalt fixerat, under det att den vertikalförskjutning avkännande omvandlaren kan utgöras av något icke-mekaniskt organ för avkänning av skivytan. Exempelvis kan detta organ arbeta med ultraljud eller kapacitivt eller utnyttja en ljusstråle och en detektor (exempelvis en lysdiod och en fotodiod). En ljusstråle, företrädesvis riktad mot nålens anliggningsyta men med sådan diameter att åtminstone ett plant område mellan spåren faller inom strålen, kan vara riktad i vinkel mot ytan. Vertikala varia- tioner kommer härvid att yttra sig som sidovariationer, vilka avkännes av en eller flera fotodetektorer. Denna metod har den fördelen att den ger en relativt bredbandig felsignal utan vid- hängande mekaniska resonanser. Kompensering kan därför ske av skivskevhet, rumble och av kornighet förorsakat skivbrus upp till åtminstone flera 100 Hz.

Vid det i fig. UA visade exemplet har den vertikalt fixerade men i sidled fritt rörliga tonarmen 10 en U-formad ände 12, vid vilken en nålmikrofon lä är svängbart anordnad på ett tvärgående stift 16. Avkänningssignalen alstras av en ljuskälla 18 och de- texturer 20, 22.

En annan, mekanisk variant av referensbaneavkänning, visad i fig. ÄB, utnyttjar en separat nål, som år lateralt kopplad till nålmikrofonen men vertikalt oberoende av denna. En arm 2H, som endast kan svänga lateralt (horisontellt), år försedd med ett första sidostödorgan 26, vid vilket ett nålmikrofonen lü uppbä- rande tonarmsparti 28 är svängbart anordnat vid 30. Ett andra sidostöds- och svängupphängningsorgan, som är beläget inom ett hölje 32, är försett med en skänkel 54,_som uppbär en andra nål 36. En vid svångupphångningen inom höljet 52 belägen omvandlare tjänar som avkänningsorgan för denna nåls 38 vertíkalrörelser.

Denna andra nål 36 (nedan oftast benämnd "sekundårnål" eller "referensnål") är inrättad att höjas från skivan samtidigt med signalnålen. Företrädesvis är nålen 36 utformad för kontaktande av skivans oinspelade områden omedelbart intill signalnålen 38.

Dylika sekundärnålar kan tillverkas av något godtyckligt slitstarkt material lämpat för skivytor och motständskraftigt med avseende på verkningar förorsakade av de graverade spåren. 10 15 20 25 7812712-3 11 Exempel på dylika material är safir och diamant. De som avkännare fungerande omvandlarna kan vara av godtycklig, känd typ. De kan exempelvis vara av elektromagnetisk, fotoelektrisk, kapacitiv, induktiv eller induktansdiodtyp eller arbeta enligt Hall-effekt- principen eller medelst variabel resistans. Även andra kända typer kan användas. Omvandlarens icke bearbetade utsignal kan representera läge, hastighet, acceleration eller kraft (så- som vid en tryckkänslig omvandlare).

De mekaniska egenskaperna hos den referensbanan avkännande konstruktionen kan optimeras enbart med avseende på den verti- kala avkänningsfunktionen. Frekvensen för vertikal resonans (avkännarens massa och böjning) bör placeras ovanför den högsta skevningsfrekvensen - i själva verket inom det hörbara omrâdet - för att den högsta frekvens vid vilken korrigering sker skall ligga så högt som möjligt i syfte att möjliggöra reducering av hörbart rumble och av det av kornigheten förorsakade skivbruset.

Referensnålen måste vara belägen mycket nära primärnålen; exem- pelvis inom 1 mm för korrigeringar upp till omkring 50 Hz. Ännu mindre avstånd mellan nålarna, ca 0,1 mm, för korrigering upp till omkring 500 Hz är att föredraga för minskning av i mellan- registret beläget skivbrus.

Referensnålen eller -avkännaren kan placeras något före primärnålen (signalnålen) för alstring av en anteciperande fel- signal. Detta är till nytta för att lindra förstärknings~ och fas- fordringarna på de elektromekaniska servoslingorna eller för att tillförsäkra optimal feleliminering vid förekomst av mekaniska eller elektriska fasförskjutningar, såsom exempelvis är fallet vid lågpassfiltrering av referensbaneinformationen. 7812712-5 10 15 20 25 12 Information från referensbaneavkännaren användes för att eliminera motsvarande vertikal information från signalnålen. Sig- nalerna kan användas internt och även utmatas för användning i den roterbara kompensatorn, varvid sålunda lågfrekvenskompo- nenterna kan utmatas för att behandla skevhet medelst påverkan av skivtallriken. _ 7 Såsom diskuterats ovan, kan noggrann avkänning av referens- baneinformationen ske direkt med hjälp av ett vertikalt fixerat avkänningsorgan. Vid ett med approximation arbetande förfarande kan på känt sätt tonarmens vertikala läge utnyttjas. En omvand- lare av det slag som tidigare nämnts i samband med fig. HB mon- teras mellan armen och en vertikal upphängningspunkt i syfte att alstra en utsignal som är relaterad till tonarmens och nål- mikrofonens vertíkalläge eller vinkel. Denna metod kan användas för alstring av referensbaneinformation under resonansfrekvensen för tonarm och nålmikrofon (exempelvis under 10 Hz). Det är möj- ligt att använda en tämligen stelt upphängd sekundärnål för att åstadkomma en höjning av tonarmens resonansfrekvens. De banalarm- referensavkännare som beskrivits ovan i samband med fig. 5-9 är i huvudsak användbara ovanför resonansfrekvensen. Vid eller i närheten av resonansfrekvensen kommer båda dessa metoder att medföra att fas- och amplitudfel införes i referensbaneinforma- tionen. Dessa metoder är därför endast användbara vid skevhets- och rumblefrekvenser som ligger på visst avstånd från resonans- frekvensen för tonarm och nâlmikrofon - dvs normalt under ca 5 Hz och över ca 20 Hz.

Vid en förbättrad metod kan en i huvudsak felfri skevhets- 10 15 20 25 30 140 7812712-3 15 och rumblesignal utvínnas, vilket möjliggör korrigering över hela det intressanta frekvensområdet (exempelvis från 0,5 Hz upp till flera hundra Hz) utan inverkan från arm/nålmikrofon- -resonansen. Vid denna metod används en kombination av de första och andra avkänningsförfarandena beskrivna i föregående stycke (dvs tonarmsavkänning och avkänning av bana/arm-referensen) på ett i fig. 3B schematiskt visat sätt. Denna lösning baserar sig på det faktum, att båda signalerna innehåller samma felsignaler (förorsakade av inverkan från arm och nålmikrofon) men i komple- mentär form, vilket möjliggör att de kan utbalanseras så att en skillnadssignal kvarstår som utgör en noggrann indikering på skevhet och rumble. Den armens vertikalläge angivande signalen x utgör en indikering på avståndet mellan armen 76 och referens- planet, under det att den bana/arm-referensen representerande signalen y utgör en indikering på avståndet mellan nålmikrofo- nen 78 och skivan. Skillnaden mellan dessa båda signaler utgör skevhets- och rumbleamplituden; dvs z = x - y. De i X- och y-sig- nalerna ingående och från arm/nålmikrofonresonansen härrörande felsignalerna - där således signalen x erhålles från tonarms- avkännaren 80 och signalen y från banalarm-referensavkännaren 82 - tar ut varandra i den skillnadsbildande kretsen 84, som så- ledes avger en i huvudsak felfri referensbaneinformationssignal 86. Signalen y kan erhållas på de olika sätt som diskuterats ovan under användning antingen av signalnålen 78A - som i vissa fall ger användbar information upp till ca 30 Hz - eller av se- kundärnålen 78B, med vilken användbar information erhålles upp till flera hundra Hz.

Pig. 5 visar blockschemat för en som skivtallrikskompensa- tor arbetande utföringsform av uppfinningen, varvid avkänning sker av vertikalläget eller -felen i närheten av nålmikrofonom- vandlaren i syfte att reglera vertikalinställningen av skivan i ett servosystem arbetande med sluten slinga. Skivans referens- plan bildas av en förinställningsnivåsignal YO som inmatas till additions/subtraktions-kretsen 90. Referensplanet kan eventuellt göras variabelt med hjälp av ett inställningsorgan 92. Pâ led- ningen 9H erhålles en felsignal genom att den förstärkta refe- rensbaneinformationssignalen på ledningen 96 subtraheras från förinställningssignalen. Felsignalen matas till en förstärkare 98 och därefter till ett manövreringsorgan 100 som styr skivans 78127121-3 1D 15 20 25 30 35 UU -1uj läge med avseende på en riktning som i huvudsak bildar normalen till skivytan, åtminstone i närheten av signalnälen. En signal 102 avseende icke önskade vertikalförskjutningar hos skivan í när- heten av nålmikrofonomvandlaren alstras av referensbaneavkännaren 104 och matas till förstärkaren 106. 7 Z För att reducera inverkan av skivskevhet måste äterkopplings- kretsen vara verksam inom ett frekvensomrâde mellan åtminstone 0,5 Hz till över ca 10 Hz. Kretsen kan vara växelströmskopplad, likströmskopplad eller en kombination härav. För reducering av rumble och av det av skivmaterialkornigheten förorsakade skivbru- set måste bandbredden vara sådan att korrigeringsverkan sträcker sig in i det hörbara området (exempelvis upp till flera hundra Hz).

Korrigeringen kan ske helt på mekanisk väg med hjälp av det verti- kalt verkande manövreringsorganet. Alternativt kan högre rumble- frekvenser (exempelvis över 50 Hz) kompenseras medelst en nålmik- rofonskompensator eller en förförstärkarkompensator. Om så önskas, kan ett delningsfilter användas för lämplig uppdelning av det be- handlade frekvensområdet. Anordningen som helhet kan således bidra verksamt både till att reducera skivskevhet och dess bieffekter och att minska hörbara störningar.

Den behandlade, icke önskade vertikala förskjutningen kan eventuellt*indikeras med hjälp av en indikatoranordning 108. Even- tuellt kan en strömställare 110 vara inrättad för att bryta slingan och upphäva korrigeringsverkan. Blocken 112 och 114 beskrives ne- dan i samband med fig. 6.

Organ erfordras för inställning av skivans läge som gensvar på avkända variationer i skivans vertikalposition i närheten av nålmikrofonomvandlaren. Skivnivån kan antingen varieras likformigt över hela skivans yta eller enbart i närheten av nålmikrofonen.

Erforderliga linjär- eller vinkelrörelser kan ske via skivan, skiv- tallriken, drivmotorn eller hela motordrivkonstruktionen.

Ett representativt utförande av ett vertikalt påverknings- organ, som således åstadkommer en translationsrörelse och som på- minner om en bashögtalare med flat kon, visas i fig. 11. En metall- platta 116 uppbäres via drivaxeln 118 av ett lager 120. Plattan 116 har huvudsakligen till uppgift att ge stor roterande massa i syfte att minska wow och flutter och kan minskas till sin massa eller t.o.m. helt utgå vid vissa konstruktioner. Plattans 116 ovan- yta är konisk för uppbärning av en ringa vikt uppvisande skivtall- rik 122 innefattande centrumstiftet 12H. För att minska vikten kan 10 15 20 25 30 H0 15 7812712-3 skivtallriken delvis vara ihålig och försedd med en täckskiva 126. En eller flera grupper av korrugerat material 128 och 130 är inrättade för skivtallrikens 122 upphängning vid plattan 116.

Detta korrugerade material kan utgöras avett lätt fibermaterial av det slag som vanligen används vid högtalarupphängningar. En tryckstång 132 sträcker sig genom drivaxelns 118 mitt och vilar mot en lagerkula 134. Stången påverkas medelst en rörlig spole 136, som bildar del av en med rörlig spole arbetande motorkon- struktion 138, i detta fall använd som rörelseomvandlare för att påverka stången 132. I konstruktionen 138 ingår en permanentmag- net 140 och en rörformad kärna 142 som sträcker sig från magneten 1H0 och har till uppgift att uppbära spolen 136 på lämpligt sätt relativt magneten. Anslutningsledarna lßb och 1u6 matas av för- stärkaren 98 (fig. 5). Fjädrar eller liknande stödorgan kan vara inrättade att balansera skivtallrikskonstruktionens vikt och ver- tikalt centrera omvandlaren 138.

Skivtallriken 122 är företrädesvis av ett mycket lätt mate- rial, såsom skumplast, för attminimera den massa som måste för- flyttas av omvandlaren 138. Likaså reducerar man friktionen mel- lan drivaxeln och tryckstången så mycket som är praktiskt möjligt genom att använda ett lager av nylon eller annat material med låg friktion. I vissa fall kan detta lager utgå, speciellt om korru- gerat material används även vid stångens 132 underdel. Andra ty- per av mekanisk koppling, exempelvis hydraulisk eller pneumatisk, kan även användas.

Företrädesvis ger motorkonstruktionen 138 en bestämd för- skjutning som utsignal för en given elektrisk insignal; på detta sätt undvikes mekaniska resonanser i systemet. Denna funktion kan exempelvis uppnås genom att motorkonstruktionen ingår i en egen servoslinga, företrädesvis även innefattande ett motorlägesavkän- nande organ såsom 112 i fig. 5 (och i fig. 6 ) och en lämplig förstärkare 11H. Om motorkonstruktionen däremot helt enkelt alst- rar en i huvudsak odämpad kraft, är det nödvändigt att åstadkomma tillräckligt stor passiv dämpning; något som dock kräver stora drivförstärkareffekter. En mer praktisk metod är af! Lillsc at! skivtallrikskonstruktionens massa och fjädring ger en resonans- frekvens som ligger antingen betryggande över eller betryggande under det intressanta frekvensområdet. Exempelvis kan resonans- frekvensen förläggas till ca 50 Hz i syfte att ge en välkontrol- lerad funktion upp till omkring 20 Hz. Passiv mekanisk dämpning 7812712-3 10 15 20 25 30 35 H0 16 med användning av viskösa material kan användas vid behov. Dessa överväganden gäller även de ytterligare skivtallrikskompensato- rer som kommer att beskrivas nedan. Passiva förskjutningsstyrme- toder av detta slag inverkar ej på skivspelaren när kompensatorn är avstängd; något som dock ej är fallet vid nedan beskrivna ton- armskompensatorer, där man föredrar att använda elektroniska ser- voanordningar så att armen kan skötas på manuell väg och kan spå- ra normalt när kompensatorn är avstängd.

Vid ett i fig. 7 visat, alternativt utförande av vertikal- manövreringsorganet är omvandlaren 138 belägen i ett cylindriskt urtag 1U8 i en modifierad platta 116a. Detta innebär således att omvandlaren 138 roterar tillsammans med plattan 116a. Tryckstång- en har således kunnat utgå, vilket innebär att därmed sammanhö- rande massa och friktion eliminerats. För att möjliggöra aktive- ring av omvandlaren (motorkonstruktionen) 138 finns dock ett par släpringar 150 eller andra elektriska överföringsorgan. 7 *Alternativa utföringsformer till de nyss beskrivna vertikal- rörelseöverföringsmekanismerna är inriktade på att reglera skiv- nivån enbart i närheten av nålmikrofonomvandlaren. Härvid kan skivtallriken snedställas eller lutas för attalstra en vertikal rörelse utefter den av nålmikrofonen avsökta linjen.

Vid det i fig. 8 visade exemplet är en snedställbar skiv- tallrik 122a belägen på något avstånd ovanför en metallplatta 116b. Plattan 116b har endast till uppgift att ge stor roterande massa för att reducera wow och flutter och kan i vissa utföranden utgå. Skivtallriken 122a är försedd med ett nedåt vettande, ko- niskt, ringformat parti 152 som är roterbart förbundet med plat- tan 116a men som medger att skivtallriken snedställes eller lu- tas. En av en lämplig motor driven drivaxel 118a för plattan 116b uppbäres av lager 120a. Drivaxeln 118a är försedd med ett ihåligt mittutrymme för en vickstav 132a, vars ena ände är belägen vid skivtallriken 122a och styrstiftet 124. Staven 132a är via en rotationskoppling 154 och en stäng 156 förbunden med en med rör- lig spole arbetande motorkonstruktion av samma typ som beskrivits ovan. Denna motorkonstruktion är belägen så att den kan överföra en sidoriktad rörelse till stavens 132a nedre ände och därigenom snedställa skivtallriken 122a.

Alternativt kan hela skivtallriks- och drivmotorkonstruktio- nen snedställas relativt tonarmen och nålmikrofonen på det i fig. 9 illustrerade sättet. En skivtallrik 158, som via en axel 162 10 15 20 25 30 35 UU 7812712- 1Y 3 drivs av en motor 160, uppbäres av ett basparti lßu, som via tryckffiädrar 166, 168 uppbäres av en sockel 170, vid vilken ton- arms- och nälmikrofonenheten 17? är fäst. En med rörlig spole ut- rustad omvandlare 138 styr baspartiets 164 ena ände i syfte att ge skivtallriken en lutning relativt enheten 172.

Vid en variant av anordningen i fig. 9 är en rörelseomvand- lare belägen så att den vertikalt förflyttar skivtallriken och drivaxeln samt eventuellt även drivmotorn. Av ekonomiska skäl kan denna rörelseomvandlare utföras som en del av drivmotorn. Fig. in visar en anordning där hela drivmotorkonstruktionen och skivtall- riken förflyttas vertikalt. En korrugerad ring 130a - av samma slag som det tidigare nämnda korrugerade materialet 130 - bildar en upphängningsanordning för motorn 160 vid ett ringformat stöd 171 fäst vid baspartiet 164 och har till syfte att möjliggöra vertikalrörelse.

Exempel på lutningsanordningar lämpliga som tillsatser för befintliga skivtallrikskonstruktioner visas i fig. 11 och 12 En konventionell, av en axel 162a driven skivtallrik lßua är för- sedd med en på sin ovanyta vilande konstruktion 17u. Denna kon- struktion innefattar en lutningsbar skivtallriksenhet 176, som till storlek och form i huvudsak överensstämmer med den underlig- gande skivtallriken 16Ua men som har en något större diameter och nedåtriktade kanter vid sin ytterperiferi. Tallriksenheten 176 är försedd med ett nedåt vettande, koniskt ringformat parti, som kontaktar ett konformat organ 177 som är påträtt över den underliggande skivtallrikens 164a styrstift 177 och som medför att det bildas ett mellanrum mellan enheten 176 och den underlig- gande skivtallriken 16Ha så att vickrörelse möjliggöres. För att upprätta en rotationen överförande koppling mellan de båda tall- rikarna 16Ua och 176 är en ring 178, vars vikt och ytfriktion är tillräckliga för att garantera säker koppling till den underlig- gande skivtallrikens 16Ha yta, förbunden med ett nedåt vettande, urholkat parti hos tallriksenheten 176 via organ 180 som är stela med avseende på rotationsrörelse men som tillåter vickningsrörel- som beskrivits ovan i sam- Tallriksenhetens 176 nedåt- en elektromagnet 18H kan dragkraft vid ett ställe av ser. Korrugerat material av det slag band med fig. 11 och 12 är lämpligt. riktade kant 182 är av metall så att reglera lutningen genom att utöva en kanten.

Pig. 12 visar ett alternativt utförlnde av en lutningsmeka- 7812712-3 10 15 20 25 30 35 18 nism 183, som sätts på plats efter det att skivan placerats på skivtallriken. En linjär motor 138 av det slag, som beskrivits i samband med fig. 8 , åstadkommer den erforderliga vickrörelsen via en rotationskoppling 15H.

För att förenkla inmonteringen av dylika skevhetskompense- rande tillsatser, kan skivskevheten avkännas approximativt me- delst en lamp- och fotocellenhet 192 vid skivkanten vid en plats som i huvudsak motsvarar nålmikrofonens läge vid skivan. Denna avkänningsmetod ger noggrannaste resultat vid skivkanterna, där skevheten är störst. Andra, ovan beskrivna avkänningsmetoder kan användas om större noggrannhet önskas.

En fördel med skivåtergivningsanläggningar försedda med en skivtallrikskompensator, speciellt av den vertikalrörelsetyp som visas i fig. 6 , 7 och 10 , är möjligheten att använda en ton- arm, som i stort sett är fixerad i vertikalled och endast är in- rättad att förflytta sig i sidled utmed skivan. Detta underlättar avkänningen av referensbanan, som härvid kan ske direkt, såsom i fig. RA och HB. Om så önskas, kan vertikalmanövreringsorganet styras så att det ävan förorsakar skivans och nålmikrofonens kon- taktande med och avlägsnande från varandra. Härigenom kan således vertikalmanövreringsorganet eliminera behovet av en till tonarmen kopplad automatisk lyftmekanism.

Den väsentliga eliminering av skivskevhet som uppnås med skivtallrikskompensatorförsedda avspelningsanläggningar medför även en åtföljande minskning av de många problem som ovan behand- lats i samband med skivskevhet. Vidare medför existensen av "skevningsfria" skivor att det blir möjligt att dimensionera ton- armar, nålmikrofoner och signalnålar med hänsyn till detta. Exem- pelvis blir det lättare att åstadkomma en optimal dimensionering av en tonarm som endast skall förflytta sig i sidled. Minskning av nålens spärningskraft och maximala utsvängningar medför helt and- ra elektromekaniska parametrar vid dimensioneringen av nålmikro- fonen. I Ytterligare särdrag med avseende på arrangemang av det slag, som avses med föreliggande patentansökan, framgår av följande avdelade patentansökningar: 128 650, 128 651, 128 652, 128 653 och 128 ÖSU.

Claims (8)

19 7812712"3 Patentkrav

1. l. För qrammofonskivor avsedd avspelningsapparat, vilken innefattar en skívtallrik, en nålmikrofon jämte avkänninqsorvan, som är anordnade att avkänna vertikal avvikelse hos en skiva på skivtallriken, k ä n n e t e c k n a d därav, att den dessutom innefattar ett påverkningsorgan, vilket är anordnat att reagera för en signal från avkänningsoraanen för förflyttninq av skivan för att medverka till eliminering av vertikal avvikelse hos skivan vid nâlmikrofonen.

2. Apparat enliat kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att pâverkningsorganet fysiskt förflyttar skivan i vertikal riktning. i '

3. Apparat enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att påverkningsorganet lutar skivans vridninqsaxel för förflyttning av skivan väsentligen vertikalt vid nålmikrofonen.

4. U. Apparat enligt kravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k- n a d därav, att avkänningsorganen är anordnade att avkënna ver- tikal avvikelse hos skivan nära intill nålmikrofonen och med av- seende på en vertikalt fixerad referens. I

5. Apparat enligt kravet l, 2 eller 3, k ä n n e t e C K- n a d därav, att avkänningsorganen innefattar en avkännare, som är anordnad att avkänna vertikal avvikelse hos nålmíkrofonen med avseende på en fix referens, en nålmikrofonavkännare, som är an- ordnad att avkänna vertikal avvikelse hos nålmíkrofonen relativt skivan, samt organ, anordnade att kombinera signaler från de två avkännare i opposition för åstadkommande av en signal, som repre- senterar vertikal avvikelse hos skivan vid nâlmikrofonen.

6. Apparat enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att nâlmikrofonen uppbäres av en tonarm och att avkännaren är en armavkännare, som är anordnad att avkänna vertikal avvikelse hos tonarmen.

7. Apparat enligt något av kraven 1-A, k ä n n e t e c k n a d därav, att nålmikrofonen är vertikalt fixerad vid åternivninn från skivan. "

8. Apparat enlint något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d därav, att avkänninmsorganen innefattar organ, som är anordnade att avkänna vertikal avvikelse hos skivan relativt nålmikrofonen, och att en kompenseringsmekanism eller elektrisk kopnlinn ir anordnad att från den av nålmikrofonen åstadkomna ljudsirnalen avlägsna, 7812712-3 za åtminstone partiellt, effekterna av vertikal avvikelse hos skivan relativt nålmikrofonen vid frekvenser, som är högre än de, vid vilka påverkningsorganet arbetar, för att avsluta eliminering av vertikal avvikelse hos skivan vid nàlmikro- fonen.