Appareil pour la lecture des disques La présente invention concerne un appareil pour la lecture des disques.
Les progrès réalisés dans l'enregistrement des disques exigent un système de reproduction pick-up amplificateur aussi parfait que possible.
Le mode d'enregistrement sur disques universel lement adopté est l'écriture latérale, l'outil graveur se déplaçant dans un plan horizontal ; si cet outil est soumis à une tension alternative sinusoïdale, la pointe du burin se déplace de part et d'autre de la position moyenne ou position de repos. Les élé ments caractéristiques de ce mouvement sont: l'élon gation ou amplitude des déplacements (L) ; la vitesse maximum ou vitesse de déplacement (V).
A l'aide de divers artifices, il est possible de maintenir constant l'un de ces deux éléments ; il existe ainsi deux procédés, appelés respectivement enregistrement à vitesse constante, et enregistrement à amplitude constante.
On appelle caractéristique d'enregistrement la courbe représentative de la vitesse: la fig. 1 donne la caractéristique à amplitude constante (droite A) et la caractéristique à vitesse constante (droite B), l'axe des abscisses se rapportant aux fréquences et l'axe des ordonnées aux vitesses.
Les trois courbes ABC représentées sur la fig. 2, à quelque variante près, sont celles utilisées pour l'enregistrement des disques du commerce. II est intéressant de noter, qu'un Congrès international pour la normalisation des enregistrements s'est tenu aux Etats-Unis d'Amérique et les courbes A et B auraient été retenues comme devant être pour l'avenir les courbes d'enregistrement respectivement pour les disques microsillons (courbe A) et pour les disques 78 tours (courbe B).
La caractéristique A (fig. 2) correspond à un enregistrement à amplitude constante ; elle a été proposée par la National Association Broadcasting, comme caractéristique d'enregistrement des disques microsillons.
La caractéristique B (fig. 2) dont la partie incli née correspond à un enregistrement à amplitude constante et dont la partie horizontale correspond à un enregistrement à vitesse constante est la carac téristique adoptée pour les disques 78 tours ; elle est appelée courbe standard. Le point P sur cette courbe (point de cassure) est généralement situé à 500 périodes. La caractéristique C est généralement utilisée pour les enregistrements microsillon ordi naires.
Le système de reproduction devra obligatoire ment, si l'on recherche la qualité de l'audition, être muni de correcteurs destinés à égaliser la courbe d'enregistrement de façon que, pour toutes les fré quences, la f. e. m. à l'entrée de l'amplificateur soit constante. C'est une condition indispensable en haute fidélité.
La réponse des pick-up avec chacun des deux modes d'enregistrement précédents se produit comme suit <I>Pick-up électromagnétique</I> <I>ou électrodynamique</I> II est connu que l'énergie recueillie à la sortie de ces pick-up est proportionnelle aux variations de flux
EMI0001.0021
En conséquence, pour obtenir une force électro motrice constante, il faut que la vitesse de variation du flux soit constante; or, les variations de flux sont fonction des mouvements de la palette ; en conséquence l'énergie est constante, si la vitesse de déplacement de la palette est constante ; en fait, c'est de la vitesse maximum, ou vitesse à la position moyenne, qu'il s'agit.
Il apparaît ainsi qu'un pick-up électromagnétique placé sur un disque de fréquence enregistré à vitesse constante fournira une f. e. m. constante à toutes les fréquences. C'est le pick-up convenant particu lièrement à ce genre d'enregistrement.
<I>Pick-up cristal</I> Un pick-up cristal fournit une énergie directe ment proportionnelle aux pressions exercées ; la f. e. m. est donc proportionnelle aux forces agissant sur le cristal, c'est-à-dire aux déplacements de la palette, et s'écrit e=Kx K étant un coefficient de proportionnalité et x la valeur instantanée de la distance de la palette à sa position de repos. Autrement dit, .e est directement proportionnelle à l'amplitude des déplacements de la palette, et, pour que e soit constante, il faut que l'amplitude soit constante ; c'est précisément le cas des enregistrements à amplitude constante et le pick-up cristal convient particulièrement pour les disques enregistrés suivant ce procédé.
D'après la fig. 2, il apparait que, quel que soit l'enregistrement, on utilise le procédé à amplitude constante pour la partie basse fréquence du spectre sonore; en conséquence, pour la reproduction de cette bande de fréquences, il est avantageux d'utiliser un pick-up cristal ; par contre pour les fréquences moyennes et hautes, enregistrées ou non à vitesse constante, le pick-up électromagnétique a un bien meilleur rendement ainsi qu'il apparaîtra ci-dessous.
L'appareil selon la présente invention est carac térisé en ce qu'il comporte, d'une part, un pick-up comprenant au moins deux générateurs d'énergie couplés, suivis de filtres, et, d'autre part, un mélan geur ayant pour rôle d'additionner les tensions de sortie.
Suivant une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention, on utilise de préférence deux générateurs d'énergie mécaniquement couplés, l'un de ces géné rateurs est un élément électromagnétique et l'autre un élément cristal, l'élément électromagnétique est suivi d'un filtre passe-haut branché à sa sortie et l'élément cristal d'un filtre passe-bas branché égale ment à sa sortie, et le mélangeur est un tube électro nique double-triode, un réglage convenable des résis- tances et des capacités desdits filtres permettant, d'une part, de mettre en phase les f. e. m.
recueillies et, d'autre part, de doser convenablement lesdites f. e. m. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de la présente invention: Sur ce dessin, les fig. 1 et 2 donnent respective ment comme défini plus haut, d'une part une carac téristique à amplitude constante et une caractéristique à vitesse constante, d'autre part trois caractéristiques correspondant à l'enregistrement des disques du commerce.
La fig. 3 représente schématiquement un pick-up comportant un élément électromagnétique et un élé ment cristal.
La fig. 4 donne la courbe de réponse de l'élé ment électromagnétique, et la fig. 5 la courbe de réponse de l'élément cristal à partir d'un disque de fréquences enregistré à amplitude constante.
Les fig. 6a et 6b sont des schémas respective ment d'un filtre passe-bas et d'un filtre passe-haut. La fig. 7 montre la courbe obtenue à la sortie du filtre passe-bas placé à la suite de l'élément cris- tal. Enfin, la fig. 8 reproduit sur le même graphique les courbes des fig. 4 et 7, ainsi que la courbe somme de ces deux courbes.
Sur la fig. 3, une palette 1 de pick-up est fixée à un pivot 2 ; la référence 3 désigne les bobines d'un élément électromagnétique et la référence 4 un élément cristal couplé en 5 à la palette 1. Enfin, la référence 6 désigne un aimant permanent.
On branche la sortie de l'élément électromagné tique sur un voltmètre à lampe (non représenté) et on relève point par point, c'est-à-dire fréquence par fréquence, la courbe de réponse, à partir d'un disque de fréquence enregistré à amplitude constante par exemple ; la courbe de réponse N (fig. 4) est très voisine de la courbe théorique et peut être considérée comme la reproduction exacte de la courbe d7enre- gistrement. La force électromotrice maximum est environ 12 millivolts.
Si l'on branche le voltmètre à lampe aux bornes de l'élément cristal, on obtient la courbe de la fig. 5 ; théoriquement la courbe devrait être une droite pa rallèle à l'axe des X alors que l'on a une courbe de réponse croissant plus ou moins régulièrement avec une pointe très marquée pour 7000 périodes, suivie d'une chute assez rapide jusqu'à 10 000 ; ceci fait bien ressortir les imperfections du cristal comparé au pick-up électromagnétique. L'énergie moyenne recueillie est de l'ordre de 50 millivolts. Cette énergie est fonction de la position du point 5 sur la palette 1.
On fait suivre ensuite l'élément cristal d'un filtre passe-bas approprié, constitué par une résistance et une capacité (fig. 6a), et on relève à nouveau la courbe de réponse ; on obtient le tracé de la fig. 7 (courbe M) ; les fréquences aiguës sont éli minées et l'énergie recueillie à 50 périodes est envi ron 12 millivolts. On reporte les courbes des fig. 4 et 7 sur un même graphique (fig. 8).
En supposant que les dif férentes fréquences soient rigoureusement en phase, la somme géométrique des courbes M et N donne sensiblement une droite S parallèle à l'axe des X, la force électromotrice est sensiblement constante à toutes les fréquences ; la condition définie plus haut de la haute fidélité est ainsi réalisée. Le même résul tat peut être obtenu pour un enregistrement en courbe standard ou une quelconque courbe inter médiaire, en faisant varier les valeurs des éléments des filtres.
L'expression de l'énergie fournie par un pick-up électromagnétique est
EMI0003.0005
c'est l'expression d'un accroissement négatif, c'est- à-dire que e augmente d'abord négativement, passe par 0 et croît positivement ; autrement dit, la f. e. m. est décalée de 90,1 en arrière du flux.
Pour l'élément cristal la force électromotrice est égale, comme il a été dit, à <I>é =</I> Kx ou KL c'est-à-dire directement proportionnelle à l'élonga tion L ; autrement dit, la f. e. m. aux bornes du cristal sera maximum lorsque la palette sera à son point d'écartement maximum donc en phase avec les mouvements de la palette et, par conséquent, avec les variations de flux dans la bobine de l'élé ment électromagnétique, ce qui revient à dire que e sera décalé de 90(l en arrière de é .
Si e et e' débitent sur un même circuit, il appa- rait qu'en inversant les connexions de l'un des deux éléments cristal ou bobine, le décalage est inversé; dans la forme d'exécution exposée ci-dessus, le bran chement choisi est celui qui correspond à : f. e. m. bobine, décalée en arrière de 900 sur f. e. m. cristal.
Il a été admis (fig. 8) que les f. e. m. des deux éléments étaient en phase, il faut donc rattraper ce décalage de 900. Pour cela, on fait suivre l'élément électromagnétique d'un filtre passe haut comme représenté sur la fig. 6b.
Soit (Ue) la f. e. m. à l'entrée du filtre et (Us) la f. e. m. à la sortie du filtre ; la tangente de l'angle de déphasage est donnée par la formule
EMI0003.0019
(Us) étant décalé en avant de (Ue) de l'angle cp. Il est possible de choisir la capacité c et la résis tance r de telle sorte que ce décalage varie de 90 à 0 entre 50 et 10 000 périodes ; en fait on choisit r et c de façon à avoir un décalage de 450 pour une certaine fréquence Fx (fig. 8).
L'élément cristal du pick-up est, ainsi qu'il a été dit, suivi d'un filtre passe bas (fig. 6a) ; soit (Ué) la tension à l'en trée du filtre et (Us) la tension à la sortie du filtre ; la tangente de l'angle de déphasage est donnée par l'expression <I>tg</I> cp <I>=</I> 2nFrc et (Us') sera décalé en arrière de (Ue') de l'angle c ;
si la résistance r et la capacité c sont choisies de telle sorte que ce soit égal à 450 pour la fréquence Fx, <I>(Us)</I> et (Us') à la sortie des filtres passe haut et passe bas se retrouvent en phase ; le décalage initial de 90o est rattrapé.
Les deux tensions étant ainsi en phase, il faut en faire la somme ; pour cela (Us) et (Us) sont appliqués sur les grilles d'un tube double triode qui joue le rôle de mélangeur<B>;</B> en supposant que les plaques soient réunies, on y recueille Us -I- Us'. Un potentiomètre sur chacune des grilles permet de doser l'amplification de (Us) et (Us') ; autrement dit de doser séparément les notes graves et les notes aiguës.