DE2451650B2

DE2451650B2 - Tonabnehmereinsatz zur Wiedergabe von Mehrkanalsignalen

Info

Publication number: DE2451650B2
Application number: DE2451650A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Machida Tokio Nemoto (Japan)
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 1973-11-27
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1979-10-04
Also published as: CA1014860A; DE2451650C3; JPS5122362B2; JPS50101001A; FR2252721A1; FR2252721B1; GB1486809A; NL7415358A; US3983335A; DE2451650A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tonabnehmereinsatz zur Wiedergäbe Von mehi'käimisignäien durch Abtastung der modulierten Wände einer Schallrille, mit einem Auslegerarm, der an seinem einen Ende eine Nadel aufweist und am anderen Ende an einem Träger befestigt ist, der als Anker einen stabförmigen, in Längsrichtung magnetisierten Dauermagneten trägt, und mit Induktionsspulen, die auf einem hochpermeablen Kern aufgebracht sind, der zusammen mit dem Anker einen Magnetkreis bildet, wobei der Träger mit dem Auslegerarm um einen auf der Achse des Auslegerarms liegenden Drehpunkt O schwingt und der Träger sich über einen elastischen Dämpfer am Halter des Tonabnehmereinsatzes abstützt.

Bei einem bekannten Tonabnehmereinsatz der eingangs genannten Art (US-PS 3 761647) weist das den Auslegerarm mit Nadel, den Anker und den Träger umfassende Schwingungssystem einen Resonanzpunkt nahe der oberen Wiedergabegrenze für die von der Schallrille abgetasteten Frequenzen auf, was bedeutet, daß der Frequenzgang des Schwingungssystems sowie auch seine mechanische Impedanz einen Spitzenwert erreicht. Das hat den Nachteil, daß es bei Abtastung eines auf den modulierten Wänden der Schallrille aufgezeichneten hochfrequenten Signals zu einer sprungartigen Bewegung der Nadel kommen kann, was Störungen oder eine Unterdrückung der Wiedergabe hoher Frequenzen zur Folge hat. Zwar ist bei dem bekannten Tonabnehmereinsatz schon der Versuch vorhanden, den Resonanzpunkt durch Ver-

minderung der Äquivalentmasse des Schwingungssystems zu möglichst hohen Frequenzen zu verlegen und gleichzeitig auch eine Dämpfung der Resonanzspitzen durch den elastischen Dämpfer zu erreichen. Doch werden diese beim bekannten Tonabneh-

H mersystem vorhandenen Maßnahmen nicht als ausreichend erachtet, weil einerseits einer Verringerung der Äquivalentmasse des Schwingungssystems durch die Forderung nach mechanischer Stabilität und Vermeidung sekundärer Resonanzen eine Grenze gesetzt ist und andererseits durch Dämpfung notwendigerweise auch eine Erhöhung der mechanischen Impedanz, d. h. des Verhältnisses von der angreifenden schwingungserzeugenden Kraft zur hervorgerufenen komplexen Amplitudenänderungsgeschwindigkeit des Schwingungssystems, im Bereich mittlerer Frequenzen hervorgerufen wird, was die Wiedergabequalität in diesem Frequenzbereich verschlechtert.

Ein weiterer bekannter Tonabnehmereinsatz (US-PS 3720796) bedient sich zur Verschiebung des

ν» unerwünschten Resonanzpunktes zu höheren Frequenzen ebenfalls einer Verminderung der Äquivalentmasse des Schwingungssystems, was über eine Verminderung des Gesamtträgheitsmoments des Schwingungssystems erreicht wird. Jedoch wird auch die dabei erreichte Verlegung des Resonanzpunktes nicht für ausreichend erachtet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tonabnehmereinsatz der eingangs genannten Art unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile

bo derart auszubilden, daß die Resonanzspitzen im oberen Frequenzbereich der Wiedergabefrequenzen des Schwingungssystems wirkungsvoller unterdrückt sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

b5 a) die Steifigkeit des Trägers von der des Auslegerarms verschieden ist, daß
b) der Anker senkrecht zu und symmetrisch zu der

ebene V. und in der zu V₁ senkrechten und durch den Drehpunkt O gehenden Vertikalebene V₂ liegt und zwar oberhalb des Durcbstoßpunktes der Auslegerarmachse durch V₂ und daß c) die von den Enden des Ankers durch den Drehpunkt O gehenden zwei gedachten Linien mit jeweils einer der Modulationsrichtungen der Wände der Schallrille zusammenfallen. Beim erfindungsgemäßen Tonabnehmersystem wird durch die besondere Anordnung des Ankers auf dem eine von der Steifigkeit des Auslegerarms verschiedene Steifigkeit aufweisenden Träger ein Doppelresonanzschwingungssystem geschaffen, in dem sich die Steifigkeit des Trägers zwischen der Spitze der Nadel und dem Anker gesondert von dem den Anker tragenden Träger auswirkt. Die Steifigkeit des Trägers dient zur Unterdrückung der Resonanzspitzen im hochfrequenten Bereich. Da diese Unterdrückung ohne Zuhilfenahme eines durch einen elastischen Dämpfer vermittelten Dämpfungswiderstandes zuwege gebracht wird, wird ein flacher Verlauf des Frequenzgangs im hochfrequenten Bereich erzielt, ohne daß die mechanische Impedanz im mittleren Frequenzbereich erhöht wird. Außerdem ist durch die Anordnung des Ankers senkrecht zur Auslegerarmachse und in der durch den Drehpunkt gehenden vertikalen Ebene die Äquivalentmasse sehr stark verringert sowie der Zusammenbau und die Überprüfung der Ausrichtung im Herstellungsvorgang erleichtert. Ferner wird durch die Anordnung des Ankers auf dem Träger dem Auftreten eines Klirranteils beim Wiedergabevorgang vorgebeugt, wie er sonst durch eine Verschiebung des Ankers hervorgerufen werden kann.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert ist. Es zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht eines Tonabnehmereinsatzes,

Fig. 2 eine Ansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Anordnung eines in F ig. 1 gezeigten Ankers, und

Fig. S eine Darstellung eines Magnetkreises des Tonabnehmereinsatzes.

Der zeichnerischen Darstellung ist zu entnehmen, daß eine Nadelspitze 10 an dem einen Ende eines Auslegerarms 11 angeordnet ist, während an dessen anderem Ende ein Träger 12 vorgesehen ist. Der Träger 12 kann beispielsweise aus einem Kunstharz wie etwa Polyhexamethylenadipinsäureamid ausgeformt sein und weist daher im Vergleich zu dem Auslegerarm 11, der für gewöhnlich in Form eines Röhrchenkörpers aus Beryllium, einer Titanlegierung oder Aluminium ausgebildet ist, eine geringere Steifigkeit auf. Es sei hervorgehoben, daß der Träger 12 auch aus einem beliebigen anderen nichtmagnetischen Material bestehen kann, dessen Steifigkeit geringer ist als die des Auslegerarms 11. Zur Anbringung des Trägers 12 am hinteren Ende des Auslegerarms 11 kann ein Vorsprung 13 in einstückiger Ausbildung mit dem Träger 12 in der Weise vorgesehen sein, daß er sich von diesem nach vorn erstreckt und in den röhrchenförmigen Auslegerarm 11 eingeführt werden kann. Doch können auch beliebig andere Vorkehrungen getroffen sein, um den Träger 12 an dem Auslegerarm

11 zu befestigen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, das hintere Ende des Auslegerarms 11 in den Träger 12 aufzunehmen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Träger 12 rechtwinklig und mit einem halbrunden Teilbereich ausgebildet und trägt in einer an seiner oberen Fläche ausgeformten Rille 14 einen hohlen oder massiven, zylindrischen Anker .15. Wie im folgenden noch näher ausgeführt werden soll, ist der Anker 15 auf dem Träger 12 an einer bestimmten Stelle so angeordnet, daß die Schwingungen der Nadelspitze 10 einwandfrei auf den Anker übertragen werden können. Der Träger 12 ist mit einer Bohrung 16 versehen, die sich von seiner hinteren Endfläche entlang der Achse des Auslegerarms 11 erstreckt, damit der Auslegerarm 11 wie auch der Träger

12 nach Art eines Auslegers wirken können, wobei sich vom Fuß der Bohrung Ii ein Aufhängungsdraht 17 nach hinten erstreckt. Ein Befestigungsstab 19, der ein hohles Verbindungsglied 11 einbegreift, ist im wesentlichen einstückig mit dem Träger 12 vorgesehen, wobei das Verbindungsglied It den Aufhängungsdraht 17 mit Ausnahme von dessen Fuß umspannt. Für praktische Zwecke und im Hinblick auf die technischen Fertigungsmöglichkeiten kann man den Träger 12, den Aufhängungsdraht 17, das Verbindungsglied 18 und den Befestigungsstab 19 in einem Zuge aus dem gleichen Material gießen. Falls diese Teile jedoch gesondert hergestellt werden, ist es lediglich erforderlich, den Aufhängungsdraht 17 in der gezeigten Weise in eine Achsbohrung in dem Verbindungsglied 18 einzupressen. Bei dem Aufhängungsdraht 17 kann es sich um einen Metalldraht handeln, beispielsweise um Klavierdraht, doch kommt es darauf an, daß der Aufhängungsdraht 17 freie Schwingungsbewegungen des Auslegerarms 11 zuläßt. Es wird bevorzugt, die Dehnung des Drahtes in der Längsrichtung möglichst gering zu halten. Es ist ferner erwünscht, daß das Verbindungsglied 18 eine geringere Elastizität hat als der Aufhängungsdraht 17.

Der dargestellte Tonabnehmereinsatz ist in bekannter Weise auf einem Halter 20 gelagert und es braucht daher nicht näher hierauf eingegangen zu werden. Es sei nur in Kürze gesagt, daß der Halter 20 einen FuU 21 aufweist, in dem eine Bohrung 22 vorgesehen ist, in die der Befestigungsstab 19 aufgenommen ist.

Eine Bohrung 23 erstreckt sich rechtwinklig zur Längsrichtung der Bohrung 22 und mündet in diese ein, so daß die Bohrung 23 einen Spannbolzen 24 aufnehmen kann, der an dem Befestigungsstab 19 angreift, wodurch dieser in seiner Stellung festgehalten wird. Zwischen dem Träger 12 und der vorderen Endfläche 25 des Halters ist ein aus einem elastischen Material bestehender Dämpfer 26 angeordnet, der eine Achsbohrung 27 aufweist, durch die sich das Verbindungsglied 18 hindurcherstreckt. Wenngleich dies der Darstellung im einzelnen nicht zu entnehmen ist, wird der Dämpfer 26 entgegen seinem Rückstellungsbestreben durch den Träger 12 in der Achsrichtung geringf ügig zusammengedrückt. Erreicht wird dies durch eine solche Anordnung des Befestigungsstabes 19 in der Bohrung 22, daß der Träger 12 durch den Aufhän^ungsdraht 17 kraftschlüssig nach hinten gezogen wird, worauf Befestigungsstab 19 durch den Spannbolzen 24 in seiner Stellung festgespannt wird. Somit wirkt die Rückstellkraft des elastischen Dämpfers 26 zwischen dem Träger 12 und dem Fuß 21 des Halters,

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Schwingungen der Nadelspitze 10 hervorgerufene Bewegung des Auslegerarms 11 einschließlich des Trägers 12 in einer beliebigen Richtung um jenen Drehpunkt ermöglicht wird, der durch einen Punkt auf dem Aufhängungsdraht 17 gebildet wird, wobei der Auslegerarm 11 frei in seine Ruhestellung zurückkehren kann. Ein Stopfen 28 kann in einen (nicht dargestellten) Einsatzkörper eingeführt werden, um den Halter 20 in diesem zu befestigen.

Der Anker 15 kann in der in dem Träger 12 vorgesehenen Rille 14 festgeklebt oder in den Träger 12 eingebettet sein. Zur Erläuterung der Anordnung der Ankers 15 sei auf Fig. 3 und 4 Bezug genommen. In diesen Figuren ist mit dem Bezugssymbol O der Drehpunkt für die Schwingur.gsbewegup.gen des Auslegerarms bezeichnet, mit dem Bezugssymbol V₁ eine die Achse des Auslegerarms 11 einbegreifende gedachte erste Vertikalebene, mit dem Bezugssymbol V₂ eine gedachte zweite Vertikalebene senkrecht zur ersten Vertikalebene V₁, die den Drehpunkt O einbegreift, mit dem Bezugssymbol H₁ eine gedachte erste Horizontalebene, welche die den Drehpunkt O und den Mittelpunkt der Nadelspitze 10 miteinander verbindende Gerade oder die effektive Achse des Auslegerarms 11 einbegreift, und mit dem Bezugssymbol H₂ eine gedachte zweite Horizontalebene parallel zur gedachten ersten Horizontalebene H₁. Die Bezugszeichen A'-A'und Y-Ybezeichnen die gedachten Modulationsachsen, welche die Projektion der modulierten Wände einer Schallrille darstellen. Hieraus ergibt sich, daß der Anker 15 in der zweiten Vertikalebene V₁ und in der zweiten Horizontalebene H₂ angeordnet ist und daß seine beiden Enden 15a und 15b auf den Modulationsachsen X-X bzw. Y-Y liegen. Bei einer Platte vom System 45°-45° bilden die Modulationsachsen X-X und Y-Y gegen die gedachte erste Horizontalebene H_x einen Winkel von 45°, während sie miteinander einen Winkel von 90° bilden, so daß also die beiden Enden 15a und 15 b des Ankers 15 mit dem Drehpunkt O ein gleichschenkliges rechtwinkliges Dreieck bilden. Es sei nun angenommen, daß sich die Nadelspitze 10 in einer Schallrille befindet und durch die eine der modulierten Wände in Richtung der Modulationsachse X-X bewegt wird. Der Anker 15 wird dann um die andere Modulationsachse Y-Y verschwenkt, so daß das eine Ende 15 a des Ankers 15 um die Modulationsachse Y- Y schwingt, während das andere Ende ISb keine Schwenkbewegung ausführt. Wird die Nadelspitze 10 durch die andere modulierte Wand hingegen in Richtung der Modulationsachse Y-Y bewegt, so wird das Ende 15b des Ankers 15 um die andere Modulationsachse X-X verschwenkt, die sich rechtwinklig zu der Modulationsachse Y- Y erstreckt. In der Praxis wird die Nadelspitze 10 allerdings gleichzeitig durch die beiden modulierten Wände bewegt, so daß die Schwenkbewegungen der beiden Enden 15a und 15 b des Ankers 15 komplex sind, doch entsprechen die Bewegungen der beiden Enden 15a and 15b genau der Amplitudengeschwindigkeit jewefls der betreffenden modulierten Wand. Wie bereits erwähnt wurde, muß der Anker 15 in der gedachten zweiten Vertikalebene V₂ angeordnet sein, die durch den Drehpunkt O verläuft, damit eine einwandfreie Schwingungsübertragung von der Nadelspitze 10 auf den Anker 15 möglich ist, und

dieses wird dadurch erreicht, daß man den Anker 15 in einer Ebene anordnet, die im wesentlichen durch den Mittelpunkt der effektiven Länge des Aufhängungsdrahts 17 verläuft, da an einer Stelle dieses Drahts der Drehpunkt gebildet wird.

Es sei nun auf Fig. 5 Bezug genommen, in welcher ein Magnetkreis des Tonabnehmereinsatzes lediglich schematisch dargestellt ist. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, umfaßt ein hochpermeabler Kern zwei Einzelkerne 31 und 32, im folgenden kurz Kerne genannt, die durch ein gemeinsames Joch 30 miteinander magnetisch leitend verbunden sind. Der Kern 31 weist an entgegengesetzten Stellen zwei Polstücke 33 und 34 auf, während der Kern 32 dementsprechend zwei Polstücke 35 und 36 aufweist. Auf den Kern 31 sind zwei hineinandergeschaltete Induktionsspulen 37 und 38 aufgewickelt und der Kern 32 trägt in ähnlicher Weise zwei hintereinandergeschaltete Induktionsspulen 39 und 40. Die Polstücke 33 und 34 bzw. 35 und

36 bestimmen jeweils für sich einen Spalt, wobei die beiden Enden 15a bzw. 15b der Ankers 15 in dem betreffenden Spalt angeordnet sind. In der Bezeichnungsweise der anhand der Fig. 3 und 4 erläuterten geometrischen Anordnung liegen diese Spalte auf entgegengesetzten Seiten der gedachten ersten Vertikalebene V₁ und in der gedachten zweiten Vertikalebene V₂, die rechtwinklig zur ersten Vertikalebene V₁ durch den Drehpunkt verläuft. Die Polstücke 33 und 34 bzw. 35 und 36 sind also jeweils in Gegenüberstellung zu dem betreffenden der Enden 15a und 15b des Ankers 15 vor und hinter diesem vorgesehen. Das eine Ende 15a des Ankers 15 wirkt folglich mit den beiden Polstücken 33 und 34 zusammen, während das andere Ende 15 b mit den beiden Polstücken 35 und 35 zusammenwirkt. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Anker 15 aus einem Dauermagneten, der in der Achsrichtung magnetisiert ist, so daß an den Enden 15a und 15b des Ankers 15 der Nordpol bzw. der Südpol gebildet wird.

Wird also der Anker 15 bei dem beschriebenen Tonabnehmereinsatz in der Weise /erschwenkt, daß sich das eine Ende 15 a um die Modulationsachse Y-Y bewegt, die sich durch das andere Ende 15 b erstreckt, so tritt im Magnetfluß durch den Kern 31 mit den beiden dem einen Ende 15a zugeordneten Polstücken 33 und 34 eine Änderung ein, wodurch ein Stromfluß durch die darauf angeordneten Induktionsspulen 37 und 38 induziert wird. Durch eine solche Bewegung des Ankers 15 wird jedoch keine Schwingungsbewegung des anderen Endes 15 b hervorgerufen, so daß in den Indikationsspulen 39 und 40, die dem anderen Ende 15 b zugeordnet sind, kein Strom induziert wird. Wird demgegenüber das andere Ende 15 b des Ankers 15 um die Modulationsachse X-X verschwenkt, so wird ein Stromfluß durch die auf den Kern 32 aufgewickelten Induktionsspulen 39 und 40 induziert, durch den der Magnetfluß des Ankers 15 verläuft, wohingegen kein Strom in den übrigen Induktionsspulen

37 und 38 induziert wird.

Es sei bemerkt, daß in der Praxis in den beiden Paaren der Induktionsspulen Ströme induziert werden, deren Betrag jeweils der Schwenkbewegung des betreffenden der Enden 15a und 15b des Ankers 15 entspricht, die auf ihre gleichzeitige Bewegung zurückzuführen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tonabnehmereinsatz zur Wiedergabe von Mehrkanalsignalen durch Abtastung der modulierten Wände einer Schallrille, mit einem Auslegerarm, der an seinem einen Ende eine Nadel aufweist und am anderen Ende an einem Träger befestigt ist, der als Anker einen stabförmigen, in Längsrichtung magnetisierten Dauermagneten trägt, und mit Induktionsspulen, die auf einem hochpermeablen Kern aufgebracht sind, der zusammen mit dem Anker einen Magnetkreis bildet, wobei der Träger mit dem Auslegerarm um einen auf der Achse des Auslegerarms liegenden Drehpunkt O schwingt und der Träger sich über einen elastischen Dämpfer am Halter des Tonabnehmereinsatzes abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Steifigkeit des Trägers (12) von der des Auslegerarms (11) verschieden ist, daß

b) der Anker (15) senkrecht zu und symmetrisch zu der die Auslegerarmachse enthaltenden Vertikalebene V₁ und in der zu V₁ senkrechten und durch den Drehpunkt O gehenden Vertikalebene V₂ liegt, und zwar oberhalb des Druckstoßpunktes der Auslegerarmachse durch V₁ und daß

c) die von den Enden (15a, 156) des Ankers (15) durch den Drehpunkt O gehenden zwei gedachten Linien mit jeweils einer der Modulationsrichtungen (X-X; Y-Y) der Wände und der Schallrille zusammenfallen.

2. Tonabnehmereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) in eine Rille (14) des Trägers (12) eingebettet ist.

3. Tonabnehmereinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) aus Kunstharz besteht.

4. Tonabnehmereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der hochpermeable Kern aus zwei im wesentlichen U-förmigen Einzelkernen (31; 32) mit je zwei Polstücken (33, 34; 35, 36) besteht, daß

b) die U-förmigen Einzelkerne (31; 32) über ein Joch (30) miteinander magnetisch leitend verbunden sind und daß

c) jedem Ankerende (15a; 156) ein U-förmiger Einzelkern (31", 32) zugeordnet ist und zwar so, daß die zwei Polstücke (33, 34; 35, 36) des jeweiligen Einzelkerns (31; 32) das zugeordnete Ankerende (15 a; 156) umfangen und symmetrisch zur Ebene V₂ liegen.

5. Tonabnehmereinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten zwischen den zwei Polstücken (33, 34; 35, 36) jedes der U-förmigen Einzelkerr.e (31; 32) oberhalb der senkrecht zu V₁ und V₂ orientierten und durch die Ankerachse gehenden Ebene H₂ liegen.