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Perfectionnements apportés aux procédés et appareils d'enregis- trement des ondes sonores.
La présente invention concerne dee procédés et des dispositif$ de transmission d'ondes, notamment tels qu'ils sont appliqués à 1'enregistrement et à la reproduction d'ondes sono- res et d'autres ondes sur des pistes d'enregistrement à petite vitesse.
Pour comprimer le maximum d'enregistrement possible sur une longueur donnée de piste d'enregistrement, lorsqu'on enregistre des ondes sonores ou d'autres ondes, il est désirable de faire en sorte que le style ou l'autre dispositif d'enregis- trement suive la piste à une vitesse relativement basse. Par exemple, lorsqu'un disque d'enregistrement sonore tourne à la vitesse commerciale de 33 1/3 tours par minute, on peut loger plus du double de cet enregistrement sur une longueur donnée de
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aillons qu'à la vitesse commerciale de 78 tours par minute.
On rencontre des difficultés, toutefois, lorsque la vitesse linéaire de la piste d'enregistrement est basée. Dans le cas d'un enregistrement sur disque, la vitesse de la piste est proportionnelle au rayon de courbure de la piste, et la vitesse de la piste est tellement plus basse à l'extrémité inté- rieure de la piste qu'à son extrémité extérieure, que l'enregis- trement est excessivement comprimé et qu'il subit une atténua- tion ou perte sérieuse des composantes de fréquence relativement haute dans les ondes reproduites à une vitesse de 33 1/3 tours par minute pour le disque.
Lee longueurs d'onde dee composantes d'une onde complexe enregistrée sur la piste deviennent progres- sivement plus courtes lorsque les fréquences des composantes augmentent, jusqu'à, ce qu'aux fréquences les plus hautes et aux vitesses de piste les plue basses, l'on constate que le style reproducteur est incapable de suivre fidèlement la structure fine des ondes enregistrées représentant les composantes d'une fréquence plus haute, et les ondes reproduites sont déformées d'une façon correspondante.
On rencontre encore d'autres difficultés lorsqu'on cherche à augmenter l'amplification du courant d'enregistrement pour éviter toute perte des composantes de haute fréquence. Dans ce cas les composantes de basse fréquence sont enregistrées et reproduites avec des amplitudes tellement excessivement grandes, tandis que les composantes de haute fréquence sont en général reproduites avec des amplitudes tellement petites aux petites vitesses de la piste, que les amplitudes de haute fréquence sont sérieusement masquées ou complètement effacées par les composan- tes de basse fréquence, qui sont plue puissantes.
Par suite des longueurs d'onde relativement courtes des composantes de haute fréquence dans la piste d'enregistrement
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aux petites vitesses de la piste, les pointes de ces composantes tendent à bloquer le passage du style reproducteur le long du sillon et à repousser ce style hors du sillon lorsque les ampli- tudes des composantes de haute fréquence augmentent. De cette fa- çon le style reproducteur peut être forcé de sauter complètement hors du sillon. Dans certains cas ce bond peut être si violent que le style ne revient pas dans la même spire du sillon.
Cette poussée exercée sur le style reproducteur tend à déformer, à interrompre et à mutiler d'autre façon la reproduction des on- des désirées. on peut rencontrer des difficultés analogues aux dif- férentes petites vitesses de rotation de l'enregistrement du type à disque, ainsi cm avec dtautres types d'enregistrement fonctionnant à des vitesses de piste relativement basses.
L'un des buts de la présente invention consiste à créer des procédés et des dispositifs simples et commodes pour transmettre des ondes de façon que ces ondes puissent être en- registrées et reproduites sous une forme plus intelligible et plus utile, et qu'une ou plusieurs des difficultés mentionnées plus haut puissent être{réduites ou évitées.
Un autre but consiste à enregistrer des ondes, par exemple des ondes sonores, d'une façon compacte, et de telle manière que les ondes pouvant être reproduites avec l'enregis- trement obtenu présentent, comparées aux ondes d'origine, moins de distorsion, de perte d'intensité ou de mutilation ou autres particularités indésirables, que cela serait le cas si l'on employait les procédés usuels d'enregistrement à des vitesses correspondantes de la piste.
Un autre but consiste à appliquer les procédés et dis- positifs mentionnés ci-dessus à des enregistrements du type à disque.
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Un autre but consiste , créer un circuit d'enregistre- ment et un circuit reproducteur pouvant transmettre des ondes sélectivement sans présenter des difficultés d'excitation de choc*
D'autres 'buts consistent à créer des procédés et des dispositifs simples et efficaces pour faire varier automatique- ment les caractéristiques d'enregistrement d'un dispositif en- registreur d'ondes avec le changement de vitesse de la piste, à créer un dispositif amplificateur simple et efficace dans le- quel on.puisse faire varier facilement les caractéristiques de l'amplificateur soit sur l'amplificateur même,soit en un point distant de l'amplificateur, et, en général,
à améliorer la transmission et les autres caractéristiques de dispositifs en- registreurs et reproducteurs d'ondes utilisant des vitesses de piste relativement basses ou utilisant,'sur la piste d'enregistre- ment, des longueurs d'onde qui soient courtes, comparées à la dimension du style reproducteur ou de tout autre organe repro- ducteur, mesurée dans la direction du sillon à l'endroit du passage sur celui-ci*
Suivant l'une des caractéristiques de la présente in- vention on donne aux ondes sonores ou autres ondes à enregistres une compensation ou distorsion préalable d'une façon déterminée d'avance pendant la transmission dans une section du trajet de l'onde entre la source d'ondes et l'enregistreur,
de façon que certaines ondes ou composantes de différentes fréquences soient transmises à l'enregistreur avec des amplitudes relatives diffé- rant de leur rapport d'origine, et que les ondes soient enregis- trées soue une forme se prêtant bien à la reproduction produi- sant des ondes qui soient une copie plue fidèle, plue intelli- gible ou autrement plus utile des ondes originales.
Lorsque l'invention est employée pour enregistrer sur
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des disques, les ondes peuvent être compensées ou déformées dans les parties de la piste ayant des rayons plus petits ou une vi- tesse de piste plus petite, par l'enregistrement des composantes de haute fréquence avec une amplitude plus grande, en proportion de celle des composantes de basses fréquences, que celle qui exis- te dans les ondes provenant de la source originale, tandis que les ondes sont enregistrées, dans les parties de la piste ayant un plue grand rayon ou une vitesse de piste plus grande, soit avec moins de compensation ou sana aucune compensation.
La bande des composantes de haute fréquence qui est enregistrée avec la plus grande amplitude est de préférence augmentée en largeur lorsque la vitesse de piste diminue ou, inversement, la largeur de la bande est diminuée lorsque la vitesse de piste augmente, ce résultat étant obtenu par un changement de la caractéristique de transmission du chemin de l'onde* Pour commander les amplitu- des relatives des composantes des ondes enregistrées et la largeur de la bande dont l'amplitude est augmentée, on peut uti- liser une ou plusieurs cames pour faire varier la caractéristi- que de transmission du chemin dans une relation déterminée d'a- vance par rapport au mécanisme d'enregistrement,
afin d'assurer automatiquement et progressivement le changement de l'amplitude de compensation dans l'onde enregistrée avec le changement de vitesse de la piste, faisant ainsi varier la transmission du courant d'enregistrement avec la fréquence suivant un faisceau de courbes déterminé d'avance* En remplaçant une came par une autre came de contour différent, on peut passer.,une série de courbes à une autre série déterminée d'avance, ce qui permet d'obtenir plusieurs caractéristiques différentes dans les ondes reproduites, sans que cela exige le remplacement des éléments d'impédance.
On peut employer un ensemble semblable de cames pour faire varier les amplitudes relatives des composantes des -
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ondes reproduites avec un enregistrement et avec des changements de la vitesse de la piste.
La bande des composantes d'ondes de haute fréquence qui est enregistrée avec une amplitude augmentée est limitée de préférence à un niveau supérieur ou gain maximum déterminé d'a- vance, ce qui a pour effet de réduire la compression du style reproducteur* Lorsque la vitesse de la piste devient tellement basse que les composantes de haute fréquence compensées et de grande amplitude tendent à produire un enregistrement qui pour- rait comprimer le style reproducteur de la façon mentionnée plus haut, on donne de préférence à la came un contour qui réduise l'amplitude des composantes de haute fréquence, pour la petite vitesse de piste, afin de réduire la compression au minimum,
tout en maintenant l'amplitude assez grande pour assurer une re- production plus intelligible que lorsque les différentes compo- santes de fréquence sont enregistrées avec le même rapport d'am- plitude que dans les ondes originales
Suivant un mode de réalisation pratique de l'invention on emploie un amplificateur à réaction négative avec lequel un circuit sélectifi est combiné de façon que l'amplification résultante en fonction du rapport entre la.
sortie et l'entrée de l'ampflificateur puisse être rendue plus grande pour les com- posantes d'une fréquence que pour celles d'une autre fréquence*
Le circuit à réaction négative comprend un circuit de couplage entre les circuits de sortie et d'entrée. Un circuit sélecteur est combiné avec ce circuit à réaction de façon à réduire sélec- tivement l'effet de réaction négative pour les composantes d'une certaine fréquence ou de certaines fréquences provoquant ainsi une augmentation de l'amplification de celles-ci. Le circuit sélectif sert donc de neutraliseur sélectif pour la cou- plage à réaction négative pour découpler sélectivement la réac- tion et déformer ainsi les ondes transmises par la réaction et l'amplificateur.
En employant une réactance d'un signe seule-
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ment dans le circuit sélectif, on peut éviter les difficultés d'excitation de choc. On évite également la nécessité d'avoir un régulateur d'intensité pour les composantes non compensées et 11 est possible d'obtenir pour l'amplificateur un réglage et un fonctionnement plus souples, plus efficaces et plus prati- ques que lorsqu'on emploie des réseaux sélectifs ordinaires à 1 extérieur de l'amplificateur pour commander la transmission sélective du courant.
On compnemdramieux ces buts et caractéristiques de 1.invention, ainsi que d'autres, en lisant la description dé- taillée suivante, dans laquelle on se réfèrera à titre d'exemple aux dessins ci-jointe.
Dans ces dessins:
La Pige 1 est une vue schématique d'un type de cir- cuit représentant l'invention.
La Fige ? est une vue de courbes représentant des dé- cibels de gain pour un courant reproduit à différentes vitesses de piste à partir; d'un enregistrement sans compensation de la haute fréquence.
, Les Fige* 3 et 4 sont des vues de courbes représentant des décibels de gain pour un courant d'enregistrement compensé avec différents réglages .du circuit de compensation de la Fig. 1 ou 'le
La Fig. 5 est une vue d'un type différent de circuit de compensation remplaçant celui des Fige* l ou 'le
La Fige 6 est une vue des courbes que l'on peut obte- nir avec le circuit de la Fig. 5.
La Fige 7 est un schéma des connexions d'un circuit d'amplificateur à va-et-vient pouvant remplacer celui de la Fige 1.
La Fig. 8 est un schéma d'un circuit de reproduction.
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La Fige 9 représente une courbe indiquant en décibels le gain obtenu dans l'amplificateur amplifié de la Fige 8.
La Fige 10 est une vue schématique d'un circuit de transmission d'ondes pouvant remplacer celui de la Fige l et comprenant une dérivation sélective en travers de la ligne pour compenses' le courant d'enregistrement.
Dans la Fige 1 le microphone ou l'autre source 1 d'on- des à enregistrer est couplé avec l'amplificateur préalable 2 marque A1' couplé de son côté avec l'amplificateur 3, A2 de commande de la transmission, couplé avec l'amplificateur de puis- sance 4, A couplé avec la tête d'enregistrement 5, RH, qui por- te le style enregistreur 6. La tête d'enregistrement représen- tée 5 est du type usuel à induction et à Impédance, maie elle peut être de tout autre type approprié* Un Indicateur 35 est monté en parallèle avec la tête d'enregistrement 5 pour Indiquer l'amplitude des ondee enregistrées.
Le moteur à vitesse constante 7, M, fait tourner la vis d'avancement 8 pour faire avancer la tête d'enregistrement vers le centre du disque d'enregistrement vierge 10, ou en sens inverse en inversantle sens de rotation de la vis d'avancement 8. Le disque 10 est monté sur le plateau tournant usuel il muni d'un arbre moteur à vitesse constante 9 pour faire tourner le disque dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre.
L'amplificateur 3 comprend le couplage de transforma- teur d'entrée ou l'impédance 12 et le couplage de transfor- mateur de sortie ou l'Impédance 13. Le dircuit d'entrée 14 de l'amplificateur, circuit qui part de la cathode 15 et qui abou- tit à l'élément de commande ou à la. grille 16, comprend les or- ganes suivants montés en série dans lordre indiqué: la résis- tance 17, la résistance 18 de couplage de la réaction négative, et la bobine secondaire du transformateur d'entrée 12.
Le air-
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cuit de sortie 19, qui part de la cathode 15 et aboutit à l'ano- de 20, comprend, montées en série dans l'ordre indiqué: la ré- sistance 17, la source de courant 21 pour l'anode de polarisa- tion positive 20 et la bobine primaire du transformateur de sor- tie 13. L'amplitude désirée pour la polarisation négative de la grille 16, polarisation qui est nécessaire pour assurer une am- plification linéaire, est obtenue par le réglage de la résistan- ce 17. La capacité 22, montée en dérivation avec la résistance 17, permet aux composantes de courant alternatif d'éviter et de contourner la résistance 17.
La,résistance variable 23 montée en série avec le con- densateur 24 de faible impédance, est branchée entre le circuit de sortie 19 près de l'anode 20 et le circuit d'entrée 14 près de celle des bornes de la résistance 18 qui est éloignée de la résistance 17. Le circuit compensateur sélectif 25, monté en dé- rivation autour de la résistance de couplage 18, comprend des éléments d'impédance constitués par le condensateur à capacité variable 26 monté en série avec la résistance variable 27.
Une extrémité de la barre à crémaillère 28 est fixée à la tête d'enregistrement 5, l'autre extrémité pouvant coulis- ser longitudinalement à travers le guide fixe 29, pendant que la tête 5 avance sur le disque 10. Les dents 30 taillées sur le bord de la barre ,28 engrènent avec un ou plusieurs pignons 31, 31, etc.. portés par un ou plusieurs arbres 32, 32, etc., pouvant tourner librement dans le bâti fixe 33 qui les supporte. Une ou plusieurs cames 34, 34, etc.. montées amovibles sur les arbres 32, 32, etc. respectivement peuvent être bloquées sur ces ar- bres au moyen de vis à main 36, 36, etc.
Un ou plusieurs plon- geurs 37, 37, etc. coopérant avec ces cames peuvent coulisser longitudinalement tout en étant guidés par le bâti 33, ces plongeurs étant sollicités, dans le sens de leur longueur, de
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façon à venir en contact avec les cames 34, par les ressorts 38 38, etc., qui sont comprimés à une extrémité par lepati 33 et à l'autre extrémité par les collets 39, 39, etc. fixés sur lee plongeurs 37.
Des dents de crémaillères 40 taillées le long du bord de chaque plongeur engrènent avec un pignon 41 fixé sur chaque arbre 42 tour Pilonné dans le bâti 33. La rotation d'un arbre 42 fait varier la capacité du condensateur 26, et la rotation d'un autre arbre 42 fait varier la. résistance 27.
Lorsque la tête d'enregistrement 5 avance vers le centre du disque 10, la barre à crémaillère 28 fait tourner les pignons 31 et les cames 34 dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, de façon à déterminer la position lon- gitudinale des plongeurs 37 qui, de leur côté, déterminent les positions de rotation des pignons 41 et des arbres 42 et les ré- glages correspondants du condensateur 26 et de la résistance 27, de façon que les camée 34 puissent donner automatiquement au circuit de compensation 25 un réglage désiré et déterminé d'avance pour chaque partie de la piste d'enregistrement, afin de correspondre à la vitesse linéaire de la piste,
le réglage du circuit 25 étant synchronisé avec le mouvement de la tête d'enregistrement 5. on peut faire varier le condensateur 26, la résistance 27 ou tout autre élément, lorsqu'il y a encore d'au- tres éléments, comme on le verra plus loin, ou bien on peut les maintenir à une valeur fixe au moyen d'une came 34 ayant un contour circulaire de diamètre approprié.
On peut opérer dans les conditions, usuelles d'enre- gistrement des enregistreurs ordinaires, si les amplificateurs A1' A2' A3 fonctionnent comme des amplificateurs ordinaires sans disposition spéciale assurant la sélectivité de la fré- quence. On peut obtenir ce résultat, avec le circuit de la Fig.1,
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en réglant d'abord la résistance 18 à une valeur très basse ou nulle, tandis qu'on donne à la résistance 23 une valeur assez grande pour agir comme un circuit ouvert, l'amplificateur, A2 fonctionnant comme un amplificateur ordinaire sans réaction, et le mécanisme de commande à cames ne pouvant pur par consé- quent agir en aucune façon sur le courant d'enregistrement.
si l'on suppose que des ondes sonores ou autres, comprises dans la gamme usuelle des fréquences d'enregistrement et produites avec une amplitude constante par la source 1, sont transmises aux amplificateurs A1' A2' A3 et à la tête d'enregistrement 5, la piste d'enregistrement obtenue reproduira, lorsqu'elle sera utilisée de nouveau pour la reproduction, des ondes ayant un gain représenté par les courbes T, V, X, Fig. 2, correspondant respectivement à la zone de rayons maxima de la piste ou à la gamme de vitesses T, à la zone ou gamme Intermédiaire V et à la zone ou gamme minima x, Fig. 1.
Alors que la caractéristique de reproduction idéale pour la plupart des applications pourrait être une ligne hori- zontale dans toute la gamme de fréquences utilisée, on voit que les ondes reproduites effectivement subissent une atténuation sérieuse ou une perte complète des composantes de haute fréquen- ce aux petites vitesses de la piste.
La perte d'ondes représen- tée par la courbe x, Fig. 2, est tellement grave dans le cas d'un enregistrement de la parole, par exemple, qu'il peut en résulter une perte complète d'intelligibilité, ce qui fait qu'il est nécessaire, si l'on désire assurer l'intelligibilité, de li- miter la surface d'enregistrement d'une façon qui n'est pas éco- nomique et de la réduire, lorsqu'on enregistre par,l'ancien procédé, à une surface de disque ayant,un rayon relativement grand.
Pour améliorer la reproduction des ondes de haute
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fréquence suivant la présente Invention, on règle d'abord la résistance 23 de façon à permettre à un courant appréciable de passer du circuit de sortie 19 au circuit d'entrée 14, la résis- tance de couplage 18 étant faite assez grande, par rapport à la résistance 23, pour assurer une action efficace de réaction négative, tandis que la résistance 27 est d'abord faite assez grande pour que le circuit de condensation 25 n'exerce aucun effet appréciable sur la réaction.
Le circuit de compensation 25 peut alors être réglé à toute valeur désirée pour shunter sélectivement le couplage à résistance 18 et donner ainsi à l'amplificateur 3 une caractéristique sélective de fréquence ou en d'autres termes, une caractéristique de distorsion détermi- née d'avance produisant l'effet de compensation désiré. On volt que, grâce à son action de dérivation, le circuit 25 peut neutraliser ou découpler sélectivement le couplage à réaction négative 18, ce qui provoque une augmentation sélective de l'am- plification.
On a constaté que la caractéristique d'impédance du condensateur 26 monté en série avec la résistance 27 pour for- mer un circuit de découplage est particulièrement efficace et pratique pour une grande gamme de réglages du niveau de trans- mission des composantes de différentes fréquences à enregis- trer. Un avantage consiste enrce que l'utilisation d'un circuit sélectif ne comprenant qu'un seul type de réactance permet d'é- viter les effets d'excitation de choc, améliorant ainsi la qualité et l'intelligibilité des ondes reproduites.
Un autre avantage important est qu'on peut faire en sorte que l'impédan- ce du circuit 25 pour un réglage donné quelconque diminue dou- cement lorsque la fréquence augmente, de façon que l'amplifi- cation résultante augmente doucement pour les hautes fréquences à enregistrer.
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Un autre avantage est que les composantes de basse fréquence, qui n'exigent aucune augmentation d'amplification pour les petites vitesses de la piste ne sont pas affectées par le circuit de compensation 25. on évite ainsi la nécessité d'avoir un régulateur d'intensité supplémentaire pour l'ampli- ficateur.
Un autre avantage encore de ce type de circuit est que, sur l'échelle des fréquences, le point où les ondes dont la fréquence augmente commencent à recevoir une augmentation d'amplification peut être réglé facilement et relevé ou abaissé sur l'échelle par un simple réglage de la valeur du condensateur 26 ou de la résistance 27, L'inclinaison de la courbe d'augmentation de l'amplification peut être réglée comme- dément dans de grandes limites par le réglage de la résistance 27, Comme on n'a besoin d'aucune inductance avec ce type de circuit de compensation, on évite le problème posé par les champs magnétiques de dispersion et de protection magnétique par blindage.
Le type d'amplificateur représenté dans la Fig. 1 convient particulièrement bien pour que son circuit de commande de compensation 25 soit monté àquelque distance des autres par- ties du circuit de l'amplificateur pour assurer une commande commode à distance. on donne aux cames 34,34 des contours tels que ces cames règlent progressivement et doucement le condensateur 26 ou la résistance 27, ou les deux, pour assurer l'amplification sélective désirée aux différentes vitesses de la piste.
Dans bien des cas il est préférable de simplifier le circuit 25 et sa commande en réglant la résistance 27 à une pe- tite valeur fixe ou à zéro pendant toute l'opération d'enregis- trement, le réglage de la capacité du condensateur 26 servant alors seul à donner la compensation désirée pour les composantes de haute fréquence de l'onde enregistrée.
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La fig. 2 représente un faisceau typique de courbes indiquant en décibels le gain de l'amplificateur 3, tracé par rapport à la fréquence pour différents réglages du condensateur 26 lorsque la résistance 27 est égale à zéro. La gamme de fré- quences utilisée peut aller par exemple de 50 à 10.000 périodes par seconde, mais elle peut aussi être plus grande ou considé- r ablement plue petite.
La courbe T représente le gain lorsque la valeur du condensateur 26 eet égale à zéro, le circuit de compensation 25 étant ouvert, comme dans la fige 1, de sorte que l'action de réaction négative a sa valeur maxima sensiblement constante dans toute la gamme de fréquences utilisée, ce qui assure une transmission des ondes dans l'amplificateur sensiblement sans distorsion, la valeur de l'amplification étant relativement minime* Les courbes U, V, W, X représentent respectivement le gain obtenu lorsqu'on utilise les quatre valeurs successives de la capacité du condensateur 26, valeurs qui sont obtenues lorsque l'arbre 42, fig.1, tourne dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre pour mettre premièrement un condensateur en circuit,
puis pour en monter deux en parallèle, puis trois, et finalement quatre condensateurs 26 en parallèle, en dériva- tion avec la. résistance de couplage à réaction négative 18. 11 est évident que le condensateur 26 peut être établi de façon que sa valeur change aussidoucement qu'on le désire, ce résul- tat pouvant ê,tre obtenu en faisant les degrés plus petits, ou par tout autre expédient bien connu.
Le réglage du circuit 25 pour donner la caractéristi- que sensiblement plate ou sans distorsion de l'amplificateur peut être obtenu pour des vitesses de piste assez grandes pour donner une reproduction satisfaisante des ondes de haute fré- quence, par exemple pour la gamme des vitesses de piste comprise
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dans la zone extérieure T du disque 10, fige 1.
Lorsque la tête d'enregistrement 5 s'avance vers le centre du disque, la vitesse diminue progressivement dans les zones T, U, V, W, X. la came; 34 ayant une forme telle quelle règle le condensateur 26 progres- sivement et, par suite, la caractéristique de transmission de l'amplificateur 3, de façon que cette caractéristique de trans- mission s'adapte à tout moment à la zone de vitesse particuliè- re dans laquelle les ondes sont enregistrées, comme cela est indiqué par l'emploi des mêmes lettres sur les courbes et dans les zones.
La réactance du condensateur 26 est assez haute, à l'extrémité inférieure de la gamme de fréquences utilisée, pour que le condensateur agisse comme un circuit ouvert et pour qu'il n'ait aucun effet notable sur le niveau de transmission, tandis qu'aux hautes fréquences cette réactance est assez basse pour que le condensateur agisse sensiblement comme un court-circuit aux bornes de la résistance 18. on supposera, à titre d'exem- ple, que la vitesse a tellement baissé dans la zone U qu'il en résulte une perte appréciable des composantes de haute fréquen- ce, si toutes ces composantes étaient enregistrées avec un rap- port d'amplitude normal.
lorsqu'on enregistre dans la zone U, on donne au condensateur 26 une valeur telle qu'au point déter- miné d'avance sur l'échelle des fréquences où les composantes de haute fréquence commencent à subir une atténuation comme cel- le qui est indiquée par la chute des courbes dans la fig. 2, ces composantes reçoivent une amplification supplémentaire ou un gain supplémentaire augmentant avec l'augmentation de la fréquen- ce, donnant ainsi une distorsion déterminée d'avance au courant d'enregistrement, en faisant le rapport entre l'amplitude des ondes de haute fréquence et celle des ondes de basse fréquence plus grand que dans les ondes originales.
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Dans les zones successives V, W, x où la vitesse est plus petite, le point où la compensation commence se déplace successivement vers les basses fréquences,éla rgissant ainsi la gamme ou bande de fréquences dans laquelle le niveau des composantes de haute fréquence est relevé. Le ga,in maximum est déterminé par 11amplification que l'on peut obtenir lorsque le couplage à réaction négative est effectivement court-circuité par la faible impédance ou réactance du circuit de compensation 25. La limite supérieure du gain est fixée de préférence a une valeur déterminée d'avance pour limiter ou empêcher la compres- sion indésirable du style reproducteur par les composantes de haute fréquence, ainsi qu'on l'a dit plus haut.
Cette limite supérieure du gain est représentée par l'extrémité supérieure plate des courbes dans la fige 3. La combinaison de la réaction négative avec l'effet de court-circuit produit dans le circuit 25 empêche le gain de dépasser la valeur désirée, mais elle per- met d'obtenir, pour les ondes de haute fréquence, un gain sur- fisamment au-dessus de la. normale relativement au gain pour les ondes de basse fréquence, pour assurer une amélioration ap- préciable dans la reproduction des ondée.
Les courbes de la fige 4 montrent l'effet de la variation de la résistance dans le circuit 25. La courbe V est la même que dans la fige 3 et elle représente en décibels le gain obtenu lorsque la capacité du condensateur 26 est utilisée seule dans le circuit 25, avec une résistance négligeable ou nulle. La courbe C, R1 montre le gain obtenu lorsque la valeur R1 de la résistance 27 est appréciable, tandis que la capacité C du condensateur 26 est la même que pour la courbe V. La courbe C, R2 montre le gain obtenu lorsque la valeur de la résistance 27 est augmentée de R1 à. R2' la capacité C restant la même que pour la courbe V.
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En augmentant la résistance de cette manière dans le circuit 25, on élargit la partie de l'échelle de fréquences dans laquelle il y a une augmentation du gain, et l'on déplace vers les basses fréquences l'endroit où la courbe du gain com- mence à monter, ce qui règle le gain de façon à compenser con- venablement l'atténuation des composantes de haute fréquence lorsque les vitesses de la piste diminuent.
En augmentant la résistance 2?, on abaisse aussi le gain maximum à l'extrémité supérieure de chatte courbe, ce qui permet de limiter convenaple- ment l'importance de la compression du style* L'effet, repré- senté par la courbe V, de la variation de la résistance 2? montée en série avec une valeur de capacité 26 peut être produit d'une façon analogue lorsqu'on emploie les autres valeurs de ca- pacité correspondant aux autres courbes, fig. 3.
Lorsqu'on désire régler à la main la caractéristique de transmission de l'amplificateur 3, au lieu..d'employer le ré- glage automatique au moyen de la barre à crémaillère 28, on peut enlever ou supprimer cette barre 28, de façon que l'on puisse faire tourner les arbres 32 à la main, ou bien, si on le désire les plongeurs 37 peuvent être supprimés, de façon que l'on puisse faire tourneras arbres 42 à la main pour effectuer indé- pendamment les réglages de l'impédance du circuit de compensa- tion 25.
Le circuit de compensation 25, fig. 5, qui comprend l'inductance variable 46, la condensateur variable 26 et la résistance variable 27 en série, peut remplacer le circuit 25 de la fig. 1 ou 7, et il est particulièrement utile dans les cas qui exigent une attention spéciale pour empêcher la compres- sion ou le blocage du style reproducteur* Les arbres 42, repré- ' sentés en tireté dans la fig. 5, commandent l'impédance du cir- cuit 25, à l'aide-d'un mécanisme du type décrit relativement à
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la fig. l, de façon que le réglage du circuit 25 corresponde à chaque instant à la position de la tête 5 et à la vitesse li- néaire de la piste d'enregistrement, une came distincte 34 étant utilisée pour chaque élément 46, 26, 27.
Le circuit 25 de la fig. 5 est accordé de préférence de façon à avoir une pointe de résonance qui, lorsque la vitesse de la piste, est comprise dans la gamme des vitesses supérieures T, soit très rapprochée de la limite de fréquence supérieure de la gamme de fréquences utilisée ou légèrement supérieure à cette limite.
Le rapport entre l'amplitude des composantes de haute fréquence et celle des composantes de basse fréquence est ainsi rendu supérieur au rapport normale L'amplification des ondes de haute fréquence peut alors être augmentée progressivement lorsque la vitesse de la piste diminue, pour compenser la chute de l'extrémité à haute fréquence des courbes, fige 2, jusqu'a ce que les composantes de haute fréquence tendent à comprimer l'espace disponible pour servir de chemin au style reproducteur, dans la gamme de vites- ses V, par exemple, C'est à ce moment que doit commencer un réglage de la, fréquence de résonance en descendant sur l'échelle des fréquences, sous la commande des cames 34,
poux réduire la compression du style au minimum en réduisant graduellement le gain à l'extrémité supérieure de l'échelle des fréquences lors- que la vitesse de la piste diminue, tandis que l'on donne un gain augmentant graduellement aux composantes occupant un degré un peu plus bas de l'échelle et ayant une tendance à comprimer le style, ou bien leur amplitude est'seulement légèrement chan- gée par les cames 34. Le réglage de la résistance 27 seule relè- ve ou abaisse le niveau de la pointe de résonance.
Les opéra- tions décrites peuvent ainsi produire un rapport supérieur à la normale pour les amplitudes entre les composantes de haute fré- quence et les composantes de basse fréquence entre les limites
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d'une première gamme de vitesses de la piste, elles peuvent aug- menter ce rapport dans une gamme inférieure de vitesses de la piste, puis elles peuvent réduire ce rapport dans une gamme de vitesses encore plus basse, tout en maintenant le rapport au- dessus de la normale relativement aux ondes venant de la source . originale pendant toutes les opérations d'enregistrement, de sorte qu'on obtient encore une certaine compensation pour la chute de courant à l'extrémité supérieure de l'échelle de fré- quences aux vitesses les plus basses de la piste.
La fige 7 représente un amplificateur à va-et-vient
A2 semblable à l'amplificateur à une lampe A2 de la fig. l, les numéros de référence employés pour les éléments semblables étant également semblables. On remarquera que la résistance 17 est commune aux circuits d'entrée 14, 14' et aux circuits de sortie
10, 10t, tandis que les résistances de couplage à réaction né- gative 18, 18', qui sont Individuelles pour les circuits d'en- trée 14, 14', respectivement, partent de la résistance 17 et que leurs bornes éloignées de cette résistance 17 sont reliées par le circuit de compensation 25.
Le circuit 25 est commandé par les arbres 42 comme dans la fig. 1. Le type de circuit à va-et-vient a les avanta- ges usuels du fonctionnement en va-et-vient sur le fonctionne- ment à une seule lampe. Un autre avantage est que les conduc- teurs du circuit de compensation sont symétriques par rapport aux points centraux de l'amplificateur. Le,fonctionnement du circuit de la fige 1 se comprend en raison de la desoription de celui de la fig. l, qui fonctionne d'une façon analogue.
La fig. 8 est une vue d'un circuit reproducteur com- prenant la tête de liseur 48 servant à reproduire les ondes en- registrées sur le disque 10 et à transmettre ces ondes par les amplificateurs Al, A2, A3 au haut-parieur L8. L'amplificateur
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42 est du type à réaction négative, semblable à celui de la fig. 1 ou de la fig. 7, sauf que le circuit de compensation 25 comprend la bobine d'inductance 46 et la résistance 27 et, sous ce rapport, il est semblable à celui de la fige 5.
La fige 9 montre en décibels le gain de l'amplificateur A2, fige 8, dans la gamme de fréquences utilisée. L'impédance ou réactance à induction de la bobine 46 pour les fréquences les plus basses qui sont utilisées est relativement basse ou négligeable, et pour les hautes fréquences elle est tellement grande qu'elle agit comme un circuit ouvert. La réaction négative est ainsi réduite pour les fréquences les plus basses, mais elle n'est pas affectée pour les hautes fréquences.
En conséquence, l'am- plification des ondes de basse fréquence est plus grande que celle des ondes de haute fréquence, ce qui compense lee amplitu- des de basse fréquence réduites dans le courant d'enregistrement, Lorsqu'on ne désire aucune compensation de ce genre pour les courants de basse fréquence, on peut régler la résistance 27 de façon qu'elle soit assez grande pour que le gain soit sensible- ment constant dans toute l'échelle des fréquences utilisées.
La fige 10 représente le microphone ou l'autre source d'ondes 1 qui transmet le courant aux amplificateurs 2 et 4 mon- tés en cascade et couplés avec la tête d'enregistrement 5. Le circuit de commande de compensation 50 monté en dérivation avec la ligne entre les amplificateurs 2 et 4 comprend le circuit à résonance constitué par la bobine d'inductance variable 51 mon- tée en parallèle avec le condensateur variable 52, monté en sé- rie avec la résistance variable 53.
En faisant en sorte que le circuit 51, 52 soit un circuit à résonance à une fréquence de préférence égale ou légèrement supérieure à la fréquence la plus haute de la gamme utilisée, et en réglant la résistance 53 au moyen d'arbres 42 comme dans la fige 1, un maximum de courant
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est emprunté à la ligne, en dérivation, aux basses fréquences, de façon que le courant amplifié transmis à la tête 5 monte vers un maximum aux hautes fréquences. Aux petites vitesses de la piste, on obtient le maximum de dérivation en réduisant la ré- sistance 53 au minimum.
Le courant résultant emprunté à la ligne réduit le miveau de toutes les composantes à un degré tel que le potentiomètre 54 est monté dans la ligne pour rame- ner le niveau du courant à sa valeur voulue, ce potentiomètre étant réglé automatiquement, en même temps que les éléments 51, 52, 53, par les arbres 42 et l'autre mécanisme décrit relative- ment à la fig. 1. La commande de la bobine 51 et du condensa- teur 52 permet de faire varier Jusque un certain point le rap- port entre la réactance à induction et la réactance à capacité et l'inclinaison de la courbe de compensation, sans changer la fréquence de résonance.
Il est ainsi possible, avec le circuit de la fig. 10, d'obtenir partiellement, bien que non complètement, pour le courant d'enregistrement, des caractéristiques semblables aux courbes T, V, X de la fige 2. Lorsqu'il s'agit d'éviter des dit- ticultés dues à une excitation de choc, le circuit représenté dans les fige* 1 et 7 est préférable* On remarquera que le cir- cuit de la fige 10 exige au moins quatre arbres de commande 42 et un mécanisme conjugué correspondant, si chaque élément 51, 52, 53, 54 doit être réglé, tandis qu'il n'y a que deux arbres de commande 42 dans la fige 1.
Alors que l'on a décrit des amplificateurs à lampes à vide pour les circuits décrits, il est bien entendu que l'on peut employer des dispositifs amplificateurs linéaires d'autres types pouvant utiliser des couplages à réaction négative. Il est également bien entendu que les circuits de transmission d'on- des, y compris les amplificateurs et leurs commandes, peuvent être appliqués à des usages autres que l'enregistrement et la
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reproduction d'ondes. Bien que la tête d'enregistrement ait été décrite telle qu'elle enregistre à des vitesses de piste décrois- sant progressivement, elle peut enregistrer à des vitesses de piste allant en croissant, par exemple lorsque cette tête avance radialement vers l'extérieur à partir du centre du disque.
L'invention est applicable non seulement aux enregis- trements sur des disques, mais aussi à des enregistrements d'au- tres types dans lesquels la vitesse de la piste Tarie ou est tellement petite qu'elle gêne l'enregistrement ou la reproduc- tion convenables des hautes fréquences ou de composantes dans quelque autre partie de la gamme de fréquence utilisée. Le mécanisme de commande à cames peut comprendre des cames dont les formes sont conçues pour des applications autres que celles qui ont été-mentionnées spécialement.
Par exemple, lorsqu'il s'agit d'enregistrement ou de reproduction de sons, on peut em- ployer des camée de formes telles ou de contours tels quelles fassent varier la qualité du son enregistré ou reproduit le long de la piste, pour produire des effets sonores spéciaux ou une nouvelle qualité de son. On conçoit que ces applications, ainsi que plusieurs autres, rentrent dans le cadre de la présente in- vention telle qu'elle est décrite ci-dessus et dans le résumé ci-dessous.