Brevet FR2112432A1 — publié le 19720616

La présente invention concerne un dispositif pick-up ou tête lectrice de disques du type à condensateur. Dans le pick-up du type à condensateur de lrart antérieur, une armature est prévue entre un bras en porte-à-faux et une élec-5 trode mobile disposée de manière à faire face à une électrode sta-tionnaire, de manière à transmettre la vibration du br^s en porte-à-faux,par 1«intermédiaire de l'armature,à 1'électrode'mobile. Avec un tel dispositif pick-up, lorsqu'une aiguille -suit un sillon d'un disque, les variations de la vibration de l'aiguille telles qu'elles 10 sont transmises, par l'intermédiaire du bras en porte-à-faux et de l'armature, à l'électrode mobile,sont faibles et le signal de sortie créé par conversion électrique, qu'il est possible d'obtenir, n'est pas suffisamment important. De plus, étant donné que la vibration de l'aiguille est transmise indirectement à l'électrode mo-15 bile par l'intermédiaire de la dite armature, elle ne peut être transmise directement et avec fidélité à l'électrode mobile. En outre, l'impédance de la capacité variable constituée par l'électrode stationnaire et l'électrode mobile est extrêmement élevée,de sorte que le dispositif pick-up est susceptible de capter des bruits 20 induits depuis l'extérieur. De plus encore, une tension de polarisation en courant continu élevée doit être appliquée à la capacité et de ce fait une source de courant continu est nécessaire, ce qui complique le circuit. Un but de la présente invention est de réaliser un disposi-25 tif pick-up présentant une sensibilité élevée, un débit élevé et un rapport signal/bruit important, dans lequel un transducteur du type à condensateur est réalisé en fixant une électrode mobile à l'extrémité arrière d'un bras en porte-à-faux et en formant un élec-tret sur une électrode stationnaire. 30 Le dispositif pick-up conforme à l'invention" comporte un- étouffoir et le bras en porte-à-faux est porté de façon mobile par un carter" étanche blindé dans lequel il pénètre en traversant 1* étouffoir. Une pointe d'aiguille est montée sur l'extrémité frontale du bras en porte-à-faux tandis que l'électrode mobile du trans-35 ducteur du type condensateur, est montée à l'extrémité arrière du dit bras en porte-à-faux dont elle est solidaire pour se trouver à l'intérieur du carter. Dans le carter sont fixées les électrodes stationnaires qui sont disposées de manière à faire face à l'électrode mobile et elles comportent des•électrets. Le transducteur 40 est monté de façon amovible sur une partie de socle sur laquelle 71 29955 2 2112432 est réalisé' un circuit actif et il est couplé électriquement avec la borne d'entrée du circuit actif. Etant donné qu'un tel dispositif pick-up comporte des électrets sur les électrodes stationnaires, une source de polarisation continue devient inutile et, de ce fait, 5 la disposition du circuit est simplifiée. Le transducteur comportant un constituant à haute impédance est parfaitement,blindé, ce qui évite l'influence des bruits externes. De plus, étant donné que l'électrode mobile du transducteur est fixée directement sur le bras en porte-à-faux sans aucun élément intermédiaire, le déplace-10 ment de l'aiguille suivant le sillon du disque est transmis directement et avec fidélité à l'électrode mobile, ce qui permet d1 obtenir un transducteur de haute sensibilité et de débit élevé. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée faite ci-après avec référence aux dessins 15 ci-annexés dans lesquels : Fig. 1 est une vue en perspective d'un dispositif pick-up conforme à l'invention; Fig. 2 est une vue en coupe verticale du dispositif pick-up illustré dans la figure 1} 20 Fig. 3 est une vue en perspective du carter externe illus tré dans la figure 2; Fig. 4 est une vue en perspective du support illustré dans la figure 2; Fig. 5 est une vue en perspective par en dessous du carter 25 étanche illustré dans la figure 2; Fig. 6 est une vue en coupe qui illustre à une échelle agrandie la partie dans laquelle est monté le bras en porte-à-faux de la figure 2; Fig. 7 est une vue en perspective de la pièce de départ du 30 bras eh porte-à-faux; Fig. 8 est une vue en perspective du bras en porte-à-faux et de l'électrode mobile qui sont réalisiés en mettant en forme la pièce de départ de la figure 7; Fig. 9 eét une vue par en dessous montrant la disposition 35 relative des électrodes mobiles prévues sur le bras en porte-à-faux et des électrodes stationnaires; Fig. ÎO est une vue en élévation latérale avec arrachement partiel illustrant la disposition des électrodes selon la figure 9 et 40 Fig. 11 est une vue en perspective depuis l'arrière des 71 29955 3 2112432 électrodes selon la disposition des électrodes objet dé la figure 9. Le dispositif représenté dans la figure 1 est un pick-up, c'est-à-dire une cartouche 1 qui est montée à l'extrémité d'un bras de pick-up non représenté. La cartouche est constituée par une 5 embase 2 et un transducteur 4 monté de façon amovible sur l'embase 2 au moyen d'une vis 3. Sur les deux côtés de l'embase,2 font saillie des parties de montage 5 qui permettent de monter la cartouche 1 sur le bras de pick-up tandis que sur la partie arrière de l'embase 2 sont prévues des broches 6 pour la sortie des signaux 10 et pour la connexion à une source d'alimentation. A la partie inférieure du transducteur 4 est monté mobile un bras en porte-à-faux 8 qui passe à travers un étouffoir annulaire 7 en caoutchouc de manière à faire saillie vers l'avant et vers le bras. A l'extrémité frontale du bras en porte-à-faux 8 est tix-ëe «ne point® d5aiguille 15 9 et, afin de protéger la pointe d'a.iguille 9, des protecteurs d' aiguille 10 faisant saillie vers le bas de manière à entourer le bras en porte-à-faux 8 sont prévus dans la partie frontale de la partie inférieure du transducteur 4. Les protecteurs d'aiguille 10 sont réalisés de manière que lorsque l'aiguille suit normalement 20 le sillon d'un disque,leurs extrémités inférieures se trouvent légèrement écartées du disque. Les protecteurs d'aiguille ÎO interviennent dans le cas où, la manipulation d'un disque étant érronée, une force importante s'exerce sur l'aiguille 9, la dite aiguille 9 échappant alors dans l'espace entre les protecteurs d'aiguille ÎO, 25 ce qui évite un endommagement de l'aiguille 9 et du disque. On décrira plus en détail avec référence aux figures 2 à 11 le dispositif pick-up selon ce mode de réalisation. Comme illustré dans la figure 3, l'embase 2 comporte des parties de montage 5 sur ses deux côtés et est constituée par un 30 carter externe 11 qui est ouvert sur sa partie supérieure, sur sa partie inférieure et sur sa partie arrière. Le carter externe 11 est réalisé en une matière plastique moulée et un carter interne conducteur 12 ouvert à sa partie inférieure et à sa partie arrière est adapté dans le carter externe 11 comme illustré dans la figure 35 2. De plus, une plaque de borne 13 sur laquelle sont fixées les bornes 6 est adaptée dans une fente de guidage lia qui est prévue à la partie arrière du carter externe 11. La partie supérieure et la partie frontale du carter externe 11 sont recouvertes par un couvercle supérieur en forme de L 14 réalisé en métal. Dans le 40 carter interne 12 est fixé sensiblement horizontalement un support 71 29955 4 2112432 15 pour supporter les constituants d'un circuit actif. Des saillies 16 et 17 sont prévues respectivement sur les surfaces supérieure et inférieure de la partie frontale du support 15 tandis qu'une vis femelle conductrice 18 est fixée rigidement de manière à traverser 5 la partie arrière du support 15. La tête de la vis femelle 18 est en saillie par rapport au support 15 et une plaquette formant circuit imprimé 19 est montée en étant engagée sur la tête en saillie de la vis 18 et sur la saillie supérieure 16 ci-dessus mentionnée. Sur la plaquette 19 formant circuit imprimé sont montés des élé-10 ments actifs 20 tels que des transistors à effet de champ ou des éléments IC et des éléments passifs 21 tels qu'une résistance et une capacité pour constituer un circuit électrique déterminé. Des parties prédéterminées du circuit électrique de la plaquette imprimée 19 sont connectées respectivement, par l'intermédiaire de la 15 vis femelle 18 et des conducteurs 22,aux broches 16. Celles des parties de la plaquette formant circuit imprimé 19 sur lesquelles sont placées les bornes d'entrée 23 des éléments actifs 20 présentent des ouvertures et, ainsi, les bornes d'entrée 23 sont positionnées dans les orifices de manière à être espacées 20 de la dite plaquette formant circuit imprimé 19. La raison pour laquelle les bornes d'entrée 23 sont montées de la manière décrite ci-dessus est d'éviter une réduction de l'impédance d'entrée sous l'influence de la plaquette'de base qui présente une impédance faible. Dans la partie du support 15 au-dessus de laquelle sont 25 placés les éléments actifs 20, sont prévus des orifices 24 (voir figure 4). Chaque orifice 24 a une forme en gradin. Comme illustré dans la figure 2, une borne de jonction en forme de L, 26, est adaptée dans l'orifice 24, borne qui comporte une partie 25 recour-► bée vers l'extérieur s'engageant derrière la partie en gradin du 30 dit orifice 24. La partie verticale de la borne de jonction 26 est connectée à la borne d'entrée 23 de l'élément actif 20. La partie courbe 25 de la borne de jonction 26 facilite les déplacements verticaux de la partie horizontale de la dite borne de jonction 26. Le transducteur 4 qui est monté de façon amovible sur le 35 corps de base 2 est réalisé comme exposé ci-après. L'embase 27 est munie d'un.trou 28 conçu pour s'adapter sur la saillie 17 du support 15 et un alésage 29 venant en face de la vis femelle 18. Dans la partie inférieure de l'embase 27 est foré obliquement un trou concave 31. Une paire de pôles ou élec-40 trodes stationnaires 32 ayant des plaques constituées par des BAD ORIGINAL 71 29955 5 211243,2 électrets sont collés sur la surface interne du trou concave 31. Comme illustré dans la figure 5, la paire de pôles stationnaires sont collés sur la paroi^ interne du trou concave 31 en formant entre eux un angle qui est sensiblement égal à 90°. Les pôles sta-5 tionnaires respectifs alimentent les canaux droit et gauche pour la reproduction stéréophonique. Les pôles stationnaires 32 sont connectés électriquement chacun à une broche formant bôrne 33 noyée dans l'embase 27, l'extrémité supérieure de la broche formant borne 33 faisant saillie sur la surface supérieure de l'embase pour venir 10 en contact avec la partie horizontale de la borne de jonction 26 correspondante. En conséquence, les pôles stationnaires 32 sont connectés électriquement, par l'intermédiaire des broches de sortie 33 et des broches de jonction 26, aux bornes d'entrée 23 des éléments actifs 20. Dans la partie inférieure de l'embase 27 est prévu 15 un élément 34 de support d'aiguille réalisé en un matériau conducteur lequel a substantiellement la forme d'un boîtier de manière à recouvrir la partie inférieure de l'embase. Un orifice 35 est formé dans le fond du support d'aiguille 34 au droit de la partie concave 31 de l'embase 27. L'étouffoir 7 est fixé dans l'orifice 20 35 de manière à le fermer hermétiquement. Ainsi un espace fermé est délimité dans l'embase 27 par la partie concave 31 et le support 34. Se référant à la figure 6, le bras en porte-à-faux 8 est monté de façon mobile dans l'étouffoir 7 en traversant sensible-25 ment celui-ci en son centre. Le bras en porte-à-faux est constitué par un tube creux en un matériau conducteur et sa partie arrière est bouchée au moyen d'un élément cylindrique conducteur 36. Au centre de 1 'élément cylindrique 36 est fixée une extrémité d'un fil mince conducteur 37 disposé selon l'axe du bras en porte-à-faux ' 30 8 de manière à traverser celui-ci. L'autre extrémité du fil fin 37 est fixée à un support cylindrique 38 qui est monté rigidement sur le dispositif support d'aiguille 34 au moyen d'un matériau de liaison présentant une conductibilité électrique. Le support cylindrique 38 est également réalisé en un matériau conducteur tel qu'un 35 métal pour soudure. Avec la construction telle que décrite ci-dessus, le bras en porte-à-faux 8 est supporté de manière à être mobile dans la direction verticale ét il est maintenu par le fil mince 37 contre tout déplacement dans la direction axiale résultant d'une traction. En conséquence, lorsque l'aiguille 9 suit le sillon du disque 40 aucun déplacenent dans la direction axiale ne peut se produire. La 71 29955 6 2112432 distorsion de la gravure est de ce fait évitée. A la partie arrière du bras en porte-à-faux 8 sont fixés des pôles mobiles ou électrodes 39 qui sont disposés de manière à faire face aux pôles stationnaires 32 avec un espacement prédéter-5 miné. Les pôles mobiles 39 et les pôles stationnaires 32 forment des capacités variables. Les pôles mobiles 39 peuvent Çtre formés en réalisant une découpe 40 dans le bras en porte-à-faux tubulaire 8, sur une longueur prédéterminée à partir de l'extrémité arrière de celui-ci, comme illustré dans la figure 7, en dépliant la partie 10 arrière du bras en porte-à-faux à partir de la découpe 40 et en pliant et mettant en forme la dite partie arrière sous une forme en V formant approximativement en coupe un angle de 90° comme illustré dans la figure 8. Dans le cas où le bras en porte-à-faux 8 est réalisé en une résine synthétique isolante, les pôles mobiles 15 39 peuvent être réalisés en formant des films conducteurs par éva-poration ou en collant des plaques conductrices sur les surfacs des pièces mobiles qui font face aux pôles stationnaires 32. Les deux pôles stationnaires 32 fixés sur la partie concave 31 et les pôles mobiles 39 leur faisant face constituent deux capacités. La dispo-20 sition relative des pôles stationnaires 32 et des pôles mobiles 39 est telle que, comme illustré dans les figures 9, ÎO et 11, l'espacement entre les deux types de pôles 32, 39 est faible en un point voisin du bras en porte-à—faux 8 et est important en un point éloigné de celui-ci, les prolongements des surfaces des deux pôles 25 32 et 39 passant par le point central de vibration du bras en porte-à-faux 8. Lorsque le-bras en porte-à-faux 8 vibre ou oscille le long du sillon du disque, avec la disposition ci-dessus décrite, la modification de la distance entre les pôles mobiles 39 et les v pôles stationnaires 32 est d'un taux sensiblement constant sur la 30 totalité de la surface des électrodes ou pôles. Le transducteur 4 construit comme décrit ci-dessus, est adapté sur la partie de l'embase 2 et est fixé par la vis 3, ce par quoi le support d'aiguille 34 est connecté électriquement, par la vis 3 et la vis femelle 18, au circuit électrique de la plaquet-35 te formant circuit imprimé 19. De plus, le support d'aiguille 34 est connecté électriquement par le support conducteur 38 et le fil mince 36 aux pôles mobiles 39 prévus sur le bras en porte-à-faux 8. Dans l'ensemble, les pôles mobiles 39 sont connectés électriquement au circuit électrique réalisé sur la plaquette formant circuit im-40 primé 19. En conséquence, les capacités constituées par les pôles 71 29955 7 2112432 mobiles 39 et les pôles stationnaires 32 qui sont connectés par L*: s broches terminales 33 et les broches de jonction 26 aux bornes d» entrée 23 des éléments actifs 20, sont incorporées dans le circuit électrique en formant ainsi le circuit de sortie du dispositif picto-5 up. Dans le dispositif pick-up ayant une telle constitution, les capacités assurant la conversion électrostatique sont çonnectées aux éléments actifs 20 assurant la conversion d'impédance selon la distance la plus courte, à l'intérieur du pick-up 1. Il en résulte que le constituant à impédance d'entrée élevée que constitue cha-ÎO cune des capacités est transformé en une impédance faible par le circuit électrique réalisé sur la plaquette formant circuit imprimé 19. Etant donné que les capacités sont connectées par l'intermédiaire des broches 6 à un circuit externe après une telle conversion de la haute impédance en une impédance faible, l'influence 15 du bruit externe résultant de l'accord des dites capacités avec les bruits externes qui comportent des constituants à haute impédance, est suffisamment réduite et la reproduction peut être effectuée avec un bon rapport signal/bruit. Chaque pôle stationnaire 32 est muni d'un électret de sorte 20 qu'il est inutile d'appliquer une polarisation continue élevée sur la capacité pour la conversion électrostatique,comme cela est nécessaire avec le dispositif de pick-up du.type à conversion électrostatique conventionnel selon le système à courant continu et le voltage de polarisation de 1'électret peut agir comme tension de 25 polarisation. En conséquence, le circuit d'alimentation de puissance peut être simplifié et il n'est pas nécessaire d'apporter une grande attention à l'isolation électrique. . De plus, étant donné que la partie formant capacité pour la conversion électrostatique est disposée dans un espace fermé", 30 on évite toute modification indésirable de l'impédance sous l'effet de l'humidité et de la poussière introduites dans l'espace entre électrodes comme cela se produit dans le cas des dispositifs pick-up du type à conversion électrostatique conventionnels selon le" système à courant continu. 35 Habituellement la fréquence limite inférieure des signaux reproduits qui peuvent passer dans le dispositif pick-up du type à conversion électrostatique est déterminée par l'impédance capacitive du circuit d'entrée. Etant donné toutefois que la masse de la partie mobile doit être aussi faible que possible, la surface du 40 pôle mobile ne peut être suffisamment importante et on ne peut 71 29955 8 2112432 atteindre qu'une capacité d'approximativement lpF. Même si des capacités réparties sont incluses, la capacité totale du circuit d» entrée ne peut atteindre approximativement que 2,5pF. Pour pouvoir atteindre une fréquence limite inférieure de la bande passante de 5 par exemple 10 Hz, l'impédance d'entrée nécessite une impédance extrêmement élevée supérieure à approximativement ÎO^^I. laquelle peut être calculée d'après les formules suivantes : X — «m» i — • • ^ « 2-ïTVCZ (2ltf)^C dans lesquelles f représente la fréquence limite inférieure en Hz, 10 C la capacité en farads, et Z l'impédance en Cl . L'impédance d'en- . trée est réglée par les résistances d'isolement du dispositif de maintien 27 et du support 15 qui maintiennent les constituants conducteurs respectifs, c'est-à-dire la broche de sortie 33, la broche de jonction 25, etc. En conséquence, le support 15 et le dispositif 15 de maintien 27 sont réalisés en un matériau présentant une résistance d'isolation extrêmement élevée tel que le tétrapolyfluoréthylène, (101 8-20n -cm ou moins, en ce qui concerne la résistance d'isolement), le polyphényloxyde (1016£l-cm), le polycarbonate (1018.Q.-cm), le polyéthylène (10*8.û.-cm) et le polystyrène (10*^.Q.-cm). Etant donné 20 que la plaquette formant circuit imprimé 19 absorbe 1'humidité,malgré un agent de traitement de surface ou similaire, sa résistance à l'isolation est considérablement faible et peut atteindre 10^ .Q-cm. En conséquence des orifices sont prévus dans la plaquette 19 formant circuit imprimé et les bornes d'entrée 23 des éléments actifs 20 25 sont disposées dans ces orifices de manière à empêcher celles-ci d' être directement au contact avec la plaquette formant circuit imprimé 19, ce qui maintient l'impédance d'entrée à une valeur élevée. ► En fait, dans le dispositif de pick-up achevé,de l'humidité subsiste sur la surface de l'embase. Il en résulte que l'impédance d'entrée 30 devient plus faible mais elle est encore suffisamment élevée et par exemple de ÎO1^ à 10^^X1 et permet de maintenir la limite inférieure de la fréquence du signal dans le circuit actif à 10 Hz ou moins. De plus, les capacités de la partie à haute impédance et la partie conductrice périphérique sont entourées par le support 35 conducteur à la partie inférieure et par le carter interne 12 à la partie supérieure. En conséquence, si les parties de circuit prédéterminées du circuit électrique formé sur la plaquette à circuit imprimé 19 qui sont connectées électriquement au dispositif support 71 29955 9 2112432 34 et au carter interne 12 sont mises au potentiel de la masse, un écran parfait se trouve formé pour les bruits induits depuis 1* extérieur. De plus, l'impédance élevée du transducteur 4 est immédiatement convertie en impédance faible par le circuit actif de la 5 plaquette 19 formant circuit imprimé :lequel est connecté par les broches 6 au circuit extérieur. En conséquence, il est,difficile qu'il apparaisse des bruits engendrés depuis l'extérieur dans la connexion avec le circuit extérieur. Dans ce mode de réalisation, la partie capacité pour effec-10 tuer la conversion électrostatique est réalisée intégralement par mise en forme de la partie arrière du bras en porte-à-faux. En conséquence, on évite l'action du poids excessif de l'armature, comme cela se produisait dans l'art antérieur,sur le bas en porte-â-faux, la partie soumise à une vibration mécanique est légère et 15 les caractéristiques de vibration dans la bande à haute fréquence sont améliorées. Avec un dispositif réel, on a pu reproduire des signaux enregistrés jusqu'à environ 40 kHz. Etant donné que les électrodes mobiles 39 ne sont jamais susceptibles d'être influencées par 1' 20 oscillation naturelle d'un élément interposé tel qu'une armature, la vibration du bras en porte-à-faux 8 est toujours parfaitement transmise aux pôles mobiles 39 de sorte que les signaux enregistrés sont reproduits avec un bon rapport signal/bruit. De plus, les pôles mobiles 39 disposés de manière à faire face aux électrodes 25 stationnaires 32, qui sont elles-mêmes disposées de manière à former entre elles un angle prédéterminé pour la reproduction stéréophonique, forment entre eux un angle substantiellement égal à 1* angle du dièdre-des électrodes stationnaires 32 et les dits pôles mobiles faisant face aux pôles stationnaires respectifs constituent 30 un ensemble solidaire. En conséquence, il est facile de disposer-et de maintenir les pôles stationnaires 32 et les pôles mobiles 39 dans une position angulaire optimale pour la reproduction des signaux stéréophoniques* 71 29955 10 2112432 REVENDICATIONS 1.- Un dispositif pick-up du type électrostatique comprenant un carter, une électrode stationnaire et une électrode mobile qui sont prévues dans le carter de manière à se faire face l'une à l'autre, un bras en porte-à-faux monté sur le dit carter et portant 5 une aiguille à son extrémité et une armature prévue" entre le dit bras en porte-à-faux et l'électrode mobile de manière à transmettre les vibrations du premier à la seconde caractérisé en ce qu'il comporte une partie d'embase munie d'un circuit actif et une partie transducteur qui est montée de façon amovible sur la dite partie d* ÎO embase et qui comporte le bras en porte-à-faux, l'électrode stationnaire et l'électrode mobile, la dite électrode mobile étant solidaire de l'extrémité arrière du dit bras en porte-à-faux. 2.- Un dispositif pick-up selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'électrode stationnaire comporte,sur sa surface 15 faisant face à la dite électrode mobile,une plaque d'électret. 3.- Un dispositif pick-up selon la revendication .1 caractérisé en ce que la partie supérieure de la partie de l'embase et la partie inférieure de la partie transducteur sont recouvertes par un élément conducteur. 20 4.- Un dispositif pick-up selon la revendication 1 caracté risé en ce qu'une paire d'électrodes stationnaires sont disposées de manière à être séparées électriquement l'une de l'autre et à se faire face sous un angle prédéterminé, la dite électrode mobile présentant une configuration en forme de toit dont les surfaces 25 font face aux électrodes respectives de la paire d'électrodes stationnaires en étant parallèles à celles-ci.