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PICK - UP.
L'invention concerne un pick-up dont le lecteur de forme plate est supporté par un bras allongé qui le relie à un socle pouvant tourner autour d'un axe perpendiculaire au disque phonographique.. Par "pick-up" il y a lieu d'entendre ici la combinaison du lecteur et du bras, car, pour les considé- rations ultérieures, le socle ne joue pas de rôle essentiel. L'axe précité sera appelé par la suite T'axe de rotation".
L'invention concerne en particulier un pick-up dans lequel le plan par rapport auquel 1'aiguille vibre symétriquement dans la direction transver- sale, et qui est perpendiculaire au plan du disque phonographique, forme avec le plan passant par l'axe de rotation et la pointe de l'aiguille, un angle in- férieur à 30 , par exemple de 20 . Cet agencement offre l'avantage suivant-. dans une position quelconque de l'aiguille, pendant l'exploration des sillons la tangente au sillon est approximativement dans 'le plan de symétrie précité.
Actuellement on n'utilise pratiquement plus que de tels pick-up, car ils ré- duisent au minimum l'usure des disques et la distorsion. Tout en conservant la longueur usuelle du bras;, le résultat désiré peut être obtenu par une dis- position judicieusement choisie du système de conversion mécanique-électri- que par rapport à la direction longitudinale du bras et/ou par la forme même de ce dernier, par exemple par l'utilisation d'un. bras incurvée
Les formes de réalisation usuelles de pick-up du genre mentionné présentent un inconvénients pour éviter les mouvements du bras dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (mouvements latéraux) provoqués par les vibrations -de l'aiguille, leur construction est si lourde,
en particulier en ce qui concerne le bras que,, pour obtenir une pression d'aiguille aussi fav rable que possible, il faut utiliser des ressorts ou des contre-poids. Ceci'' implique une sollicitation du palier de l'axe de rotation telle qu'on est fro- cé d'utiliser des paliers assez coûteux.9 à faible jeu, par exemple des paliers à billes.
Ces pick-up présentent un autre inconvénients dans la zone des bas-
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ses fréquences,la caractéristique des fréquences a une forme telle qu'une amélioration s'impose.
Le pick-up conforme à l'invention est caractérisé-par le fait que sa masse est essentiellement concentrée dans le lecteur, que son poids est inférieur à 35 g environ et que la répartition des masses est telle que, des deux côtés du plan passant par l'axe de rotation et la pointe de l'aiguille, les masses sont au moins pratiquement égales et que la résistance qu'offre le bras à la torsion provoquée par le mouvement de l'aiguille, est telle que la fréquence de résonance mécanique du pick-up, provoquée par cette torsion (et qui sera appelée par la suite fréquence de résonance de torsion),est infé- rieure à 200 c/s.
L'utilisation d'un poids total inférieur à 35 g implique l'emploi d'un système convertisseur mécanique électrique plus léger. L'utili- sation de tels systèmes est actuellement rendue possible, entre autres par l'emploi d'éléments piézo-électriques ou de circuits magnétiques comportant des aimants permanents à BH max supérieur à 3 x 106.
La combinaison des particularités précitées fournit un pick-up exempt des inconvénients mentionnés des pick-up connus et qui offre en outre un certain nombre d'avantages qui assurent, outre une construction très sim- ple et très économique, une excellente caractéristique de fréquence.
La masse du pick-up étant essentiellement concentrée dans le lec- teur, on obtient un moment d'inertie aussi grand que possible par rapport à l'axe de rotation. La masse du socle étant concentrée symétriquement autour de l'axe de rotation, elle ne joue pas de rôle essentiel sur l'influence du moment d'inertie. Pour la même raison, cette masse n'influence pas la gran- deur de la pression de l'aiguille. La répartition mentionnée de la masse du lecteur et du bras fait en sorte que, malgré le poids total inférieur à 35 g, les mouvements latéraux du bras peuvent néanmoins être suffisamment limités.
En outre, ce résultat peut s'obtenir sans l'intervention de ressorts et/ou de contrepoids, ce qui permet l'emploi d'un palier assez simple et bon marché, par exemple un palier à douille, pour l'axe de rotation, car le poids du pick- up ne doit dépasser que très peu la pression d'aiguille minimum (soit environ 25.g) désirable pour réduire au minimum l'usure du disque.
La répartition de la masse, de part et d'autre du plan passant par l'axe de rotation et la pointe de l'aiguille, fait en sorte que l'axe autour duquel le pick-up est tordu par suite du mouvement latéral de l'aiguille (axe de torsion) coïncide au moins pratiquement avec l'axe qui sert de support à la partie mobile du système convertisseur mécanique électrique du pick-up (axe du système). Dans ce cas, ce dernier axe constitue, du moins approxima- tivement, l'axe autour duquel la pointe de l'aiguille oscille réellement.
On se rapproche ainsi au mieux des conditions dans lesquelles le mouvement de l'aiguille est transmis aussi efficacement que possible au système de transformation. Ceci se traduit, dans la zone des basses fréquences comprises entre environ 500 et 50 c/s de la caractéristique de fréquences, par'le fait que la tension fournie dans cette zone est notablement plus élevée que sans la répartition précitée de la masse. La différence est au maximum d'environ 5 db et en moyenne, d'environ 3 db.
Aux fréquences plus élevées, l'influence de la répartition de la masse n'est pratiquement pas perceptible, car la mas- se du pick-up est si grande que, par suite des assez faibles amplitudes d'ai- guille obtenues à ces fréquences, l'influence d'une position incorrecte de l'axe de torsion sur la transmission du mouvement de l'aiguille à l'axe du système, est pratiquement négligeable.
Il y a lieu de noter que l'influence avantageuse précitée de la répartition de la masse ne peut s'obtenir que par un choix judicieux de la sistance à la torsion du bras du pick-up, car cette résistance contribue aussi à déterminer la position de l'axe de torsion. La Demanderesse a consta- téque, pour se rapprocher des conditions idéales visées, la raideur du bras doit être si faible que la fréquence de résonance de torsion soit inférieure a 200 c s.
Gomme on le sait, la fréquence de résonance du pick-up est déter-
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minée tant par la raideur que par la masse des parties composantes à savoir essentiellement celle du bras et du lecteur. Comme c'est la masse du lecteur qui est imposée pour un poids total assez faible du lecteur et du bras,, il faut donc., pour obtenir une faible fréquence de résonance de torsion, que la résistance du système à la torsion soit faible.
Comme la résistance de tor- sion du lecteur a, par suite de la présence du système convertisseur mécani- que-électrique, une valeur telle qu'elle ne permet pas d'obtenir la faible résistance à la torsion désirée du pick-up., le tout se ramène au fait que la faible résistance à la torsion nécessaire doit être fournie par le bras. Un choix judicieux de la matière et des dimensions ainsi que de la forme du bras qui ne pèse que quelques .grammes, permet de satisfaire à ces conditions.
Il y a lieu de noter que, pour d'autres sollicitations, par exemple la flexion provoquée par la masse du lecteur, la raideur du bras ne doit pas être. si faible qu'il ne serait pas à même de supporter le lecteur.
Le bras peut être, par exemple, en résine synthétique thermo-durcis- sante ou thermo-plastique connuee
La fréquence de résonance de torsion du pick-up étant, conformément à l'invention, inférieure à 200 c s, on obtient, outre l'avantage inhérent à une combinaison dont la-masse est judicieusement répartie, l'avantage que., dans la zone de résonance, l'énergie accumulée dans le bras du pick-up est as- sez faible, ce qui amène la pointe de l'aiguille à suivre de la manière dési- rée les sillons tracés dans le disque. S'il n'en est pas toujours ainsi, la distorsion qui en résulte dans la reproduction est en tout cas négligeable, car le temps d'évanouissement de la vibration du pick-up est., lui aussi., as- sez petit.
On peut encore améliorer ce fait en faisant en sorte que le moment de torsion exercé sur le pick-up lors d'un déplacement de l'aiguille soit mi- nimum. Le moment de torsion étant déterminé par la distance de la pointe de l'aiguille à l'axe de torsion et par la force exercée sur la pointe de l'ai- guille qui., pour un pick-up de type déterminé, est fixée pour une pression d'aiguille donnée,le moment ne peut donc être réduit que par un raccourcis- sement de cette distance. Il est donc avantageux que l'axe par lequel la par- tie mobile du système convertisseur est supportée (axe de système) se trouve, tout comme dans la forme de construction connue,, aussi près que possible de la pointe de l'aiguille.
Il est recommandable de répartir en outre la masse du lecteur de manière que le pick-up soit au moins pratiquement équilibrée dans le plan passant par l'axe de rotation et la pointe de 1'aiguille.\! par rapport à cette dernière. Cet agencement offre l'avantage que, pour tenir compte du jeu du palier résultant de l'usure, il n'est pas nécessaire d'imposer des conditions sévères au palier de l'axe de rotation et à celui de l'axe autour duquel peut se déplacer le pick-up dans un plan passant par l'axe de rotation. L'équili- brage précité peut être utilisé sans le poindre inconvénient, car la pression de 1-'aiguille ne peut jamais dépasser le poids du pick-up, c'est-à-dire en- viron 35 g.
Par suite du choix d'une pression d'aiguille d'environ 25 g. au maximum, il va de soi que, dans de nombreux cas dans lesquels le poids total du pick-up dépasse 25 g, il faut choisir un compromis entre le désir de la répartition de la masse et celui d'un palier aussi bon marché que possible.
Il va de soi que l'équilibrage ne supprime pas la condition imposée de la répartition de la masse pour obtenir la position la plus favorable de l'axe de torsion. Par suite de leur forme plate et généralement rectangulaire, les systèmes convertisseurs mécaniques-électriques comportant un élément piézo- électrique conviennent particulièrement bien à un pick-up conforme à l'inven- tion.
Comme il est d'usage de loger Isolément dans le lecteur de façon que les plus grandes surfaces soient parallèles au disque phonographique, il n'est pas difficile de dispoer aussi près que possible de la pointe de l'ai- guille l'axe par !-*intermédiaire duquel le mouvement de l'aiguille est trans- mis à l'élément (axe du système),qui se trouve en général dans le prolonge- ment de 1-'élément. Comme c'est essentiellement la masse de l'élément qui dé- termine celle du lecteur et qu'elle est répartie pratiquement symétriquement
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dans un plan passant par l'axe du système et parallèle au disque phonogra- phique, l'axe de torsion se trouvera au moins pratiquement dans ce plan.
C'est alors uniquement de la répartition de la masse dans le lecteur, de part et d'autre du plan passant par l'axe de rotation et par la pointe de l'aiguille, et de la raideur du bras du pick-up, que dépendra le degré de coïncidence de l'axe de torsion dans le premier plan mentionné et de l'axe du système, donc le degré dont on se rapproche de l'état idéal pour la transmission du mouvement de l'aiguille. Il va de soi que les mêmes circon- stances se présentent dais les systèmes convertisseurs mécaniques-électriques plats d'un autre type.
Dans une forme de réalisation préférentielle du pick-up conforme à l'invention, pesantmoins de 15 g, par exemple environ 8 g, on utilise un élément piézo-électrique qui est logé dans un lecteur oblong, de façon que les deux axes longitudinaux coïncident pratiquement tandis que la tête est fixée à un bras rectiligne de façon que l'axe longitudinal de l'élément for- me un angle d'environ 20 avec la plan passant par l'axe de rotation et la pointe de l'aiguille. L'axe du système fait alors un angle d'environ 30 avec le bras du pick-up.
L'équilibrage de la masse du pick-up nécessaire, confor- mément à l'invention, de part et d' autre du plan passant par l'axe de rota- tion et la pointe de l'aiguille, masse qui dans ce cas se trouve essentiel- lement d'un côté dudit plan, s'obtient en prévoyant dans le lecteur un petit contrepoids de l'autre côté de ce plan, de préférence en un endroit aussi écarté que possible de l'axe de rotation, car ceci favorise en même temps l'équilibrage dans ce plan par rapport à la pointe de l'aiguille.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui.ressortent tant du texte que du des- sin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 montre en plan une réalisation du pick-up conforme à l'invention, d'un poids d'environ 8 g.
La fige 2 est une vue en élévation du pick-up conforme à l'inven- tion, dans laquelle le lecteur est montré en coupe par le plan B-B perpen- diculaire au plan du dessin.
La fige 2a est une section transversale du bras du pick-up mon- tré sur les fig. 1 et 2.
La fig. 3 montre la différence entre la caractéristique de fré- quence d'un pick-up tel que représenté sur les fig. 1 et 2 et celle d'un' pick-up dans lequel on n'a pas appliqué la répartition de masse conforme à l'invention.
Les fig. 4 et 5 montrent une autre forme de réalisation du pick-up conforme à l'invention
Les fig. 6 et 7 montrent un pick-up conforme à l'invention dans lequel le bras qui relie le socle au lecteur est incurvé.
Sur les figs. 1 et Z., le lecteur plat-1 du pick-up est supporté par un bras allongé 2 qui relie le lecteur à un socle 3 qui peut tourner au- tour d'un axe 4 perpendiculaire au disque phonographique 5. Par 4a'on a in- diqué l'axe autour duquel le pick-up peut tourner, comme d'usage, dans un ' plan perpendiculaire au disque 5. Dans le lecteur se trouve un système con- vertisseur mécanique-électrique, constitué par un élément piézo-électrique 6 et un contrepoids d'équilibrage 7.
Le poids du pick-up (lecteur et bras) est de 8,3 g et dépasse donc légèrement la pression de l'aiguille qui est de 6 g. Etant donné que l'élément piézo-électrique pèse 1,6 g, le contrepoids d'équilibrage, 2 g et le boîtier de la tête, 2,7 g, la masse du pick-up, à savoir 6,3 g, se trouve essentiel- lement concentrée dans le lecteur.
De ce fait, le moment d'inertie par rap- port à l'axe de rotation 4 est assez grand et, malgré la faible masse du pick-up, on peut limiter suffisamment les mouvements latéraux du pick-up dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation 4, mouvements qui sont produits par
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l' exploration, tandis que la pression dans le palier de l'arbre 4 est si fai- ble que l'on peut utiliser un palier à douille 8 très économique et qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un ressort d'équilibrage ou un contrepoids pour obtenir la pression d'aiguille désirée. Pour la même raison, on peut utiliser pour l'axe 4a, un palier très simple.
Par suite du contrepoids 7, la répartition de la masse est telle que.. de part et d'autre du plan A-A passant par l'axe de rotation 4 et la pointe de l'aiguille 9, les masses sont pratiquement égalesoLe contrepoids
7 est en outre prévu en un endroit qui est aussi écarté que possible de l'axe de rotation, et ce de manière que la masse du pick-up soit pratique- ment équilibrée, dans le plan passant par l'axe de rotation et la pointe de l'aiguille, par rapport à cette pointe elle-même. En tout cas,, la masse est, répartie de manière qu'il en résulte une très faible pression de l'axe de rotation sur le palier correspondant.
Le plan B-B par rapport auquel l'aiguille oscille symétriquement par suite de son mouvement d'exploration et qui est perpendiculaire au dis- que 5 fait un angle d'environ 20 avec le plan A-A précité,, de sorte que, tout en conservant la longueur de bras usuelle, lors de l'exploration, l'ai- guille se déplace à peu près radialement sur le disque.
L'élément piézo-électrique 6 est logé dans la tête d'une façon telle que la direction de l'élément dans lequel est monté le porte-aiguille
10 (autrement dit l'axe 11 du système) coïncide avec le plan B-B., Le porte- aiguille est en outre fixé au cristal 12 qui est encastré en 13.Grâce à la répartition précitée de la masse et à la réalisation plus ou moins symétri- que de l'élément piézo-électrique par rapport au prolongement de l'axe 11, l'axe autour duquel le pick-up est tordu par suite du mouvement latéral de l'aiguille, l'axe de torsion 14, se trouve pratiquement dans un plan passant par l'axe de système 11 et parallèle au disque 5.
Comme en outre, par un choix judicieux de la matière et de la section en forme de U, (fig.2a).la résistance à la torsion du bras 2 est rendue si faible que la fréquence de résonance de torsion,déterminée par cette résistance et par la masse du pick- up concentré dans le lecteur,, est inférieure à 200 c s, l'axe de torsion précité 14 coïncide, du moins pratiquement, avec l'axe 11 du système. Comme le dernier axe mentionné constitue,, du moins approximativement, 1-'axe au- tour duquel la pointe d'aiguille oscille réellement, on se rapproche de l'état dans lequel le mouvement de l'aiguille est transmis aussi efficace- ment que possible au système convertisseur.
Tout comme dans les dispositifs connuspour réduire le bras du moment de torsion, l'axe 11 se trouve aussi près que possible de la pointe de l'aiguilleo
La fige 3 montre la différence entre la caractéristique de fré- quence schématique (a) d'un pick-up conforme à l'invention et celle (b) d'un pick-up correspondant, dans lequel on n'a pas utilisé la répartition de masse précitée par le fait que le contrepoids 7 est enlevé. On constate que,, dans le premier cas, dans la zone de fréquence de 500 à 50 c.s la tension est plus élevée et que les résonances gênantes sont pratiquement disparues.
Les fig. 4 et 5 montrent un pick-up conforme à l'invention dont le poids (bras et lecteur) est d'environ 35 g et dont la pression d'aiguille est d'environ 25 g. Comme le poids du lecteur plat, constitué par le poids de l'élément piézo-électrique (11 g). le contre-poids d'équilibrage 15 (6 g) et le poids du boîtier du lecteur (13 g) est de 30 g, la masse du pick-up est essentiellement concentrée dans le lecteur.
La droite A-A représente le plan perpendiculaire au disque 18 passant par la pointe de l'aiguille 16 du pick-up et l'axe de rotation 17. L'élément piézo-électrique 19 est de nouveau logé dans le lecteur 20 de manière que l'axe du système 21 coïncide avec le plan B-B par rapport auquel l'aiguille oscille d'une manière symé- trique. Par suite de la configuration du pick-up. l'axe de torsion 22 se trouvera approximativement à l'endroit indiqué sur le dessin.
Les fig. 6 et 7 montrnet un pick-up conformeà l'invention, dans lequel le bras 23, qui relie le lecteur 24 et le socle 25, est incurvé. La
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