Brevet FR2126218A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne une tête de lecture destinée à la reproduction stéréophonique à partir d'un enre-. gistrement sur disque. La tête de lecture conventionnelle du type mettant en 5 ,jeu un aimant cylindrique allongé tel qu'on le voit dans la figure 1 des dessins annexés est amplement utilisée à l'heure actuelle. Cette tête de lecture comprend une tige 2 montée en porte-à-faux et portant une- pointe de lecture 1 fixée à l'une de ses extrémités, un aimant permanent ô de forme cylindrique ■ 10 allongée et magnétisé simplement de façon à présenter des pôles K et S dans 1'axe longitudinal de la tige, un dispositif amortisseur 4 supportant élastiquement la partie centrale de l'aimant 5 et, enfin, une culasse 5- Lorsque la pointe de lecture 1 se met à vibrer, des flux magnétiques sont créés dans la cu-15 lasse en réponse au mouvement de ladite pointe de lecture 1, engendrant ainsi, une tension de sortie dans la "bobine 6 enroulée sur la culasse 5. Dans une telle tête de lecture, du fait que l'aimant cylindrique 3 agit en tant qu-'armature, le moment d' inertie de l'équipage mobile est inévitablement important en 20 raison de la disposition même des organes. Pour, cette raison, la masse effective de l'équipage mobile qui détermine les caractéristiques fondamentales de la tête de lecture est considérable ment grande. Ceci n'impose pas seulement une limite à l'aptitude de la tête à reproduire les hautes fréquences, mais augmen-25 te également l'impédance mécanique qui, à son tour, limite le degré auquel la pression de la pointe ou force d'appui peut être réduite. Ce problème peu.t être résolu en réduisant les dimensions de l'aimant cylindrique 3, mais une telle tentative se traduit automatiquement par l'abaissement de la .tension de $0 sortie, ce qui représente manifestement un inconvénient. En conséquence, la présente invention a pour but de prévoir une tête de lecture destinée à être utilisée avec un disque stéréophonique, tête qui fonctionne suivant le principe de la génération d'une tension efficace pour une alternance 25 parfaite du flux magnétique et qui est caractérisée par une armature consistant en un aimant plat ayant une force ou champ coercitif important et un moment d'inertie faible, ainsi que. par une carcasse en forme d'étrier de construction simple, présentant ainsi un rendement élevé, une aptitude à reproduire 4-0 sur une gamme de fréquences très élendue, une faible impédance mécanique et un rapport signal/bruit élevé. 72 05209 2 2126218 l'objet ci-dessus et d'autres encore, ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de l'invention deviendront plus apparents à la lecture de la description détaillée qui • suit et qui fait référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels 5 La figure 1 est une vue schématique montrant la dis position relative des parties essentielles d'une tête de lecture conventionnelle. La figure 2a est un schéma montrant la disposition relative des parties essentielles d'une tête de lecture conforme '10 à la présente invention. La figure 2b montre la disposition relative des pièces essentielles d'une tête de lecture stéréophonique du type ^50-zf-5°, selon l'invention. Les figures 5a, 5b et 3c sont des schémas explicatifs 15 du fonctionnement du dispositif selon l'invention. Les figures 4-a et 4b sont respectivement des vues de face et de côté d'une armature conforme à la présente invention. La figure 5- est un schéma montrant' la disposition relative des pièces essentielles d'une autre réalisation de la présente invention. La figure 6 est une vue perspective éclatée des pièces essentielles de la tête de lecture, vue montrant la construction réelle de la tête selon la figure La figure 7a est un schéma montrant la disposition ?5 relative des pièces essentielles d'une tête de lecture selon une autre réalisation de la présente invention. La figure 7b est une vue perspective de la tête de lecture de la figure 7a. Les figures 8a et 8b sont respectivement un schéma et po une vue perspective des pièces essentielles de la tête de lecture stéréophonique du type selon une autre réalisation delà présente invention. Un exemple de construction de la tête de lecture selon la présente invention est montré sur la figure 2a. Lans cette 55 figure, la tête de lecture est telle qu'un axe magnétique est établi dans la direction transversale d'une plaque plane, aimantée ayant un faible rapport longueur/diamètre. L'armature 7 constituée par un aimant permanent qui est magnétisé d'une manière telle que des pôles nord (ou bien des pôles sud) sont créés sur ses deux faces alors qu'un pôle sud (ou bien un pôle 72 05209 3 2126218 nord) est formé dans sapartie centrale, est raccordée à une tige en porte-à-faux 26 portant une pointe de lecture montée à son extrémité. Un organe de support 11 ayant une partie entaillée ou amincie 10 est monté dans le prolongement axial de la tige 26 de telle sorte que l'armature 7 se meuve ou pivote en prenant sa partie centrale comme point d'appui. La culasse 15 qui est réalisée dans un alliage possédant une perméabilité magnétique élevée, comporte à ses extrémités des pièces polaires 16 et 17 qui enjambent l'armature ?, Une bobine 18 est 10 enroulée autour de la culasse 15- . . " ' Le principe de fonctionnement de la tête de lecture ci-dessus décrite va maintenant être expliqué en faisant référence aux figures 5a à 5c. Dans le cas où.le disque d'enregistrement 24 dans la figure 5a comporte des sillons non-modulés, 15 1'armature 7 est placée dans une position neutre entre les pièces polaires io et 17, comme le montre la figure 5a, auquel cas le flux magnétique s'écoulent principalement des pôles nord vers le pôle sud le long des trajets matérialisés par les flèches A, alox's qu'un très petit flux magnétique parcourt la 2q culasse 15* Ceci est probablement dû à une résistance magnétique élevée des entrefers, et les flux magnétiques, si toutefois il y en a,, s'écoulent dans des sens opposés au travers de la culasse, s'annulant ainsi l'un l'autre. D'un autre côté lorsque la pointe de lecture 25 se trouve dans une position inférieure 25 due aux sillons modulés du disque d'enregistrement, comme le montre la figure 5b, le pôle G de l'armature 7 se rapproche de la pièce polaire 16 de la culasse 15 alors que l'autre pôle magnétique V de l'armature 7 s'éloigne de la pièce polaire 17 de la culasse 15* Dans ces conditions, un flux magnétique s'écoule dans la culasse 15 suivant le sens matérialisé par la • . flèche B, pour induire une force électrcmotrice e de sens correspondant à la flèche B', dans la.bobine 18. De même, dans le cas cù la peinte de .lecture 25 est relevée et vient dans une position telle que celle représentée sur la figure 5ç 25 en raison des sillons modulés du disque 24, le pôle magnétique 9 de 1*armature 7 se rapproche de la pièce polaire 17, alors que~ l'autre pôle magnétique 8 s'éloigne de la pièce polaire 16. 11 en résulte qu'un flux magnétique s'écoule dans-la culasse 15, flux ayant le sens opposé à celui du cas de la figure 5b 40 comme le montre la flèche G, induisant ainsi une force électrcmotrice de sens matérialisé par la flècne 0'. De cette manière, 72 05209 4 2126218 au voisinage immédiat du centre de gravité de l'armature. Ceci conduit à une nasse effective de 1'équipage .mobile plus faible, ramenée à la pointe de lecture, et contribue, de. ce fait, d'une manière notable, à 11 amélioration des performances de la tête. 5 de lecture. . • De même, afin de permettre un • mouvement approprié de l'armature 7 dans le voisinage du point de .pivotement 14, il est recommandé que la partie entaillée ou.amincie 10 soit. constituée par un fil fin, résistant et élastique, en métal,par exemple en 10 bronze phosphoreux, ou en matière plastique, de manière que les parties d'extrémité de l'armature 7 qui font fa-e aux pièces polaires de la culasse vibrent fidèlement en réponse aux mouvements de la pointe de lecture dans un sens-donné. En. outre, un amortisseur 23 constitué par un matériau élastique tel qu'un 15 caoutchouc butyl est.interposé entre l'armature 7 et le support 11 (fig.6), de sorte que l'espace entre le support 11 et l'armature 7 est réglé pour obtenir une souplesse latérale et un amortissement appropriés de la pointe de lecture.. Une tête de lecture stéréophonique du type 45°-45° 20 conforme à la présente invention est montrée sur la figure 2b. Les culasses 153. et 15L montrées dans cette figure sont, en gros en forme de U renversé, sont constituées par un alliage ayant une perméabilité magnétique élevée, tel que le permalloy, et sont disposées à proximité l'une de l'autre cl 'une-manière telle 25 eue leurs pièces polaires respectives 163 et 173» 1&L et 17L enjambent l'armature en forme de disque 7, en faisant un angle de 45° par rapport au plan qui contient l'axe de la pointe de' lecture et l'axe principal de la tige 26 et qui est perpendiculaire au plan du disque d'enregistrement 24, lesdites culasses' 50 faisant entre elles un angle.de %° et se trouvant dans les plans 3, L contenant tous les deux le point d'appui ou de pivo-- tement 14. Dans cette constructioii de la t^te de lecture stéréophonique, les bords des pièces polaires 1S3, 173, 16L et 17L 55 viennent le plus près possible de l'armature 7 lorsque ces pièces polaires sont positionnées l'une par rapport à l'autre de la manière ci-dessus mentionnée. Cependant, dans ce cas, la forme des-parties des culasses, autres eue les berds d:;--ces culasses, peut être différente. D'un autre côté, les pièces polaires 163, 40 173, l6Let 17L sont formées, à leurs extrémités, de telle maniè- bad original. copy 72 05209 5 2126218 re que la résistance magnétique soit la plus faible lorsqu'elles se trouvent à 4-5°, comme cela a été mentionné ci-dossus. L'e me m o, ou bien l'armature 7 peut être interrosée entre les pièce;; polaires 16 et 17, ou bien ces pièces polaires 16 et 17 5 peuvent être situées er"cre les plans définis par 'les faces latérales de l'armature 7» Dans ce cas, la tete de lecture fonctionne comme on va le décrire ci-dessous. En se référant à la figure 2b lorsque la pointe de lecture 25 se déplace dans le sens de la friche J IL- (vers la gauche à 45°), "1a bobine 16L enroulée autour as la culasse 15L située à la droite de ladite pointe de lecture 25, produit une tension de soi'tie suivant le me ne principe que celui qui a été décrit plus haut en référence aux fir;ures 3a à tb, lors de déplacements verticau:-: de la pointe-de lecture. 15 Cependant, aucune tension de sortie n'est engendrée dans la bobine *1cic enroulée auteur de la eulasss gauche 15R puisque 1 'armature 7 pivote seule-ner.t autour de l'axe R. Il en résulte que les signau:-: de:--. deux canaux sont séparés. Par contre, lorsque la pointe de lecture est déplacée vers la droite, à 45e, 2u une tension de sortie est produite pur la bobine, 183, alors qu'aucune torsion n'est engendrée dans la bobine 181. Lorsque la pointe de lecture vibre ans une quelconque au.re direction, des tensions de sortie proi*ortionnelles au.n ccrvposantes vectorielles suivant les axes des pièces polaires sc.t engendrées d? dans les bobines, rendart ainsi possible la reproduction stéréophonique du son à psrtir du disque stéréo. bno autre réalisation de l'invention est illustrée par la fi:ure 5« ^es- .cette tête de lecture, les bobines 16 sent enroulées sur les ceux uai.ibes de la culasse 15 et sont connecte tôen ci: série ce sorte que leurs torsions de sortie sont combinées ensemble. Cet :-;;eBoonert permet à la -tension de sortie e d'être deux fois plus élevée que- dans la réalisation précédente, de sorte qu'il est; possible d'affaiblir les tensions ce bruit dues a;-:: flux n^nétiques parasites er::;e::drés par le i.:o-ub teur et le - transformateur, améliorant eu cela, d'une manière, remarquable, lo rapport signal/bruit. la figure b montre un. exemple de réalisation d'une téte de lecture; stéréophonique oovenue à partir de. l'exemple montré sur la fi,;,ure 5» Dans la figure 6, les culasses 151 ou bad original copy 72 05209 6 2126218 15R comportant les pièces polaires 16L, 1?L, 16R et 17& sont moulées par injection ce qui permet à la fois de les positionner d'une manière précisé et de simplifier leur assemblage. L'ensemble culasse-bobine est logé dans un boîtier formant 5 écran 19, constitué par un alliage à haute perméabilité magnétique, tel que le permalloy, de manière à protéger cet ensemble des champs magnétiques extérieurs. L'écran 19 est fixé clans le boîtier 20, les extrémités des bobines 18L et 18R étant connectées respectivement aux bornes 21. Les pièces composant l'équi-10 page mobile ou système vibrant, sont montées sur un support de pointe de lecture 22 qui peut être adapté de manière amovible dans le boîtier 20 de façon à maintenir lesdites pièces en place par rapport aux pièces polaires 16L, 17L, 16E et 17^ tout en facilitant, en mène temps, le remplacement de la pointe 1p de lecture 2>. L'amortisseur 23 q:-i est interposé entre l'armature 7 et le support 11 contrôle l'équipage mobile ou système vibrant que composent la pointe de lectuz^e 25, la tige 2g et l'armature '/• L'équipage mobile est fixé à la tête de lecture au-dessous des étriers 15R- et' 15L, eu qui rend possible un 20 angle vertical petit et précis, tout en minimisant les distorsions dues à l'angle vertical. L'armature 7 est déplacée vers la pièce polaire 17, d'une quantité qui dépend de la souplesse latérale statique de la partie 10 du support 11, par la force de réaction créée par la pression d'aiguille ou force d'appui 25 verticale de la pointe sur le disque. Four empêcher ce .déplacement indésirable de 1 ' arsiature 7, il est recommandé que l'amortisseur 2j soit déformé dans le sens de la force antagoniste ou bien que tout autre disposition soit prise pour- corriger à l'avance ce déplacement indésirable. De même, les tensions de 30 sortie engendrées dans les bobines 18Ii et 18L enroulées sur les culasses 15-ï et 15L sont proportions -lies à la vitesse de vibration de l'armature 7 par rapïjort eux pièces polaires 16 et 17 ou bien au mouvement vibratoire de l'armature 7 sous la même fréquence. C'est pourquoi, afin d'obtenir un;, tension de sortie ■25 élevée, l'armature 7 peut être agrandie dans le-sens perpendiculaire à son épaisseur, c'est-à-dire que son diamètre peut être augmenté. Ce faisant, les flux magnétiques court-circuités indiqués p. .r la flc-c e â dans la figuru ^a, sont réduits et, de ce fait, le rendement magnétique est amélioré. 40 Une tête de lecture selon une autre réalisation de BA£> original 72 05209 7 2126218 l'invention est montrée dans les figures 7a et 7b qui illustrent la disposition relative des pièces essentielles de ladite tête, respectivement dans un schéma et dans une- vue en perspective. Dans les figures 7a et 7b cette tête de lecture est type monophonique et les culasses 15a et 15b sont disposées de part et d'autre de l'armature 7, parallèlement à la surface du disque d'enregistrement 24, les bobines 18a et 18b étant enroulées respectivement sur Iss culasses 15a et 15b. Lorsque la pointe de lecture 25 change de position, comme le montre la figure Ta, los flux magnétiques créés dans les culasses 15a et 15b s'écoulent en direction des flèches x) et 25' , respectivemeiit et les bobines enroulées sur ces culasses '-'ont connectées en série de soi'te que les tensions de sortie e,j et e~ induites dans les bobines 18a et /18b s'ajoutent. Il est évidemment possible que ces bobines 18a et 18b soient respectivement enroulées pâr paire sur les culasses 15a et 15b pour annuler le flux magnétique intérieur de fuite. Cet agencement des culasses 15a et 15b des deux cotés de l'armature permet d'obtenir une tensiçn de sortie deux à quatre fois plus élevée que celles obtenues dans les précédentes réalisatio: s, tout en donnant Un excellent rapport signal/bruit. . Une autre réalisation de 11 invention, sous forme d'une tête de lecture stéréophonique du type'45°-45° est montrée dans les figures Sa et 8b. liç. se référant à la figure .8a, deux culasses 15L sont disposées de part et d'autre de l'armature 7, le long de l'axe L, et des bobines 18L sont enroulées autour de ces deux culasses et sont connectées en série pour produire une tension ce sortie eL. D'une façon similaire, deux culasses-153 sont disposées sur cLes côtés opposés de l'armature 7 interposée entre éllos, sur l'axe * perpendiculaire à l'axe L, et des bobines 18ïï sont enroulées autour de ces deux culasses 15ii et sont connectées en série de sorte que les tensions de sortie ell engendrées dans les deux bobines s'ajouter.:;, L titre de variante chaque culasse peut supporter une paire de bobines dont le nombre total atteindra, par conséquent, huit. Dans une tête de lecture présentant une telle construction, le système vibrant comprenant la pointe de lecture 25, la tige 28 et l'armature 7 doit être, de préférence, inséré dans l'intervalle séparant les culasses oppesées 15-i et 15L- Il est bii-n entendu, de car ce qui précède, que la tête bad original 72 05209 8 2126218 de lecture selon la présente invention comprend une armature constituée par un aimant permanent se présentant sous la forme d'une plaque plane, magnétisée de telle façon q-ue des pôles de môme nom soient établis sur les deux faces perpendiculaires au sens de l'épaisseur de l'aimant, tandis qu'un pôle de nom opposé est formé dans la partie centrale dudit aimant, ainsi qu'une tige en porte-à-faux portant, à une de ses extrémités, une pointe de lecture, le système vibrant de cette tête de lecture étant conçu de manière qué l'axe longitudinal de la tige passe par le centre de gravité de l'armature, est articulé au voisinage dudit centre de gravité et s'étend dans la direction de l'axe magnétique de ladite armature, de manière à faire vibrer les parties périphériques de l'armature en réponse à la vibration de la pointe de lecture, conformément au profil du sillon du disque. En outre, les deux pièces polaires situées aux extrémités des culasses en forme d'U inversé, constituées par un matériau magnétique, sont placées à proximité de 1'armature , les jambes de ces culasses portant chacune au moins une bobine, créant, de ce fait, au moins un circuit magnétique. Selon cette disposition, une tension de sortie est induite par alternance des flux magnétiques dans les étriers en forme d'U renversé, en combinaison avec l'armature en forme de plaque plane, qui est magnétisée dans le sens transversal de la plaque plane de manière à établir des pôles magnétiques de même nom sur ses deux faces, donnant ainsi, non seulement un rendement de transduction élevé, mais er.-core, une tension de sortie importante ainsi qu'un taux de distorsion réduit. En outre, du fait que la tige portant la pointe de lecture pivote en un point d'ap pui situé au centre de gravité de l'armature ou tout au moins dans son voisinage immédiat, à la fois "le momenr d'inertie et la masse effective du système vibrant sont notablement réduits. Ceci se traduit par une gamme de fréquences ayant une limite supérieure plus élevée, ainsi que par une impédance mécanique plus faible, de sorte qu'il est possible d'obtenir une tête de lecture d'une qualité telle que les vibrations transmises à partir du sillcn du disque par une pointe de lecture permettent d'obtenir, même en cas d'une faible force d•appui une tension de sortie. De plus, l'avantage de pouvoir enrouler ceux bobines sur un seul ctrier permet l'annulation du champ magnétique de fuite extérieur, tout en augmentant en même temps la tension de 72 05209 2126218 sortie et tout en réduisant les tensions de bruit-, ce qui se traduit par un rapport signal/bruit élevé. En outre, 1'-agencement suivant l'invention permet aù système vibrant ou ensemble porte-pointe de lecture d'être monté au-dessous de l'ensemble des culasses, ce qui rend possible l'obtention d'un angle vertical plus faible, aussi bien qu'une valeur approprié de cet angle, minimisant ainsi les distorsions dues à l'angle vertical et facilitant, par ailleurs, le remplacement de la pointe de lecture. Enfin, le circuit magnétique selon l'invention est si si simple que la tête c.e lecture peut être construite et assemblée avec une précision élevée et pour un faible prix de revient. 72 05209 10 2126218 HEVJSKLICÀTMH 1 - Tête de lecture, caractérisée en ce qu'elle comprend une armature constituée par un aimant permanent ayant la forme d'une plaque plane magnétisée de façon à présenter la même polarité sur ses deux faces extérieures, et une 5 polarité opposée dans sa partie centrale, une tige en porte-à-faux accouplée à ladite armature, une pointe de lecture montée à l'extrémité de ladite tige, une culasse en forme d'U inversé et une bobine enroulée autour de ladite culasse, ladite armature étant supportée en son centre de gravité ou tout au moins 10 dans son voisinage immédiat, ladite tige étant mobile dans tou-" tes les directions angulaires et ladite culasse ayant une paire de pièces polaires disposées à proximité de ladite armature. 2 - Tête de lecture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite armature en forme de plaque 15 plane consiste en un seul matériau magnétique d'un seul tenant. 3 - Tête dé lecture selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite armature en forme de plaque plane consiste en deux plaques planes aimantées qui sont magnétisées dans le sens de leur épaisseur et liées entre elles de manière 20 que les parties des plaques aimantées ayant une même polarité soient mises en contact l'une avec l'autre. 4 - Tête de lecture monophonique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une paire de culasses en forme d'U inversé, disposées à proximité de la péri- "25 phérie de ladite armature, et sur lesquelles sont enroulées des bobines connectées en série l'une avec l'autre. 5 - Tête de lecture stéréophonique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une paire de culasses en forme d'U inversé, disposées à angle droit l'une 20 pax» rapport à l'autre au voisinage de la périphérie de ladite armature. 6 - Tête de lecture stéréophonique caractérisée en ce qu'elle comprend une armature constituée par un aimant en forme de disque plat, magnétisé de manière que des pôles 55 magnétiques de même polarité sont établis des deux côtes du disque, tandis que des pôles magnétiques de polarité opposée sont formés dans la partie centrale du disque, une tige en porte-à-faux accouplée à ladite ai'mature, une pointe de lecture montée à l'extrémité de ladite tige, un organe de support ayant 40 une partie entaillée ou amincie 72 05209 2126218 pour supporter ladite armature en son centre de gravité ou tout au inoins dans son voisinage, un organe amortisseur en un matériau élastique, interposé entre ladite armature et ledit organe de support pour permettre à ladite tige et à ladite armature de 5 vibrer autour .dudit centre de gravité ou autour d'un point voisin de ce centre, une paire de culasses en forme d'U inversé, disposées à angle droit l'une par rapport à l'autre pour per-mettx-e une reproduction stéréophonique à partir d'un disque d'enregistrement stéréophonique, et des bobines enroulées autour 10 desdites culasses, ces dernières étant pourvues à leurs extrémités de pièces polaires disposées à proximité de la périphérie de ladite armature. 7 - ïête de lecture selon- la revendication 1 ou 6, caractérisée en ce que ladite armature a une section en forme de demi-cercle, de V ou de croix. 8 - ïête de lecture selon la revendication 1 ou 7, caractérisée en ce que ladite armature est magnétisée seulement en partie. " • - 9 - î'êtede lecture stéréophonique selon la reven-20 dication 6, caractérisée en ce qu'elle "comprend•quatre culasses en forme d'U inversé, placées à angle droit les unes par rapport aux autres à proximité de la périphérie de ladite armature et en ce que les bobines qui sont enroulées autour des culasses de chaque paire de culasses disposées à 180° l'une par rapport 25 à l'autre sont connectées en série.