Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10456
.pdf
Дата подачи заявления: 10 марта 1930 года. № 7809/30.
77 7 мая 1930 г. № 14,042/30.
Один полный левый: Январь. 12, 1931.
Окончательная версия принята к публикации: 10 июня 1931 года.
-в"..
Tm IvtTOTnT(NT AT Q'P-P.CITET(faTTON.
ИСПРАВЛЕНИЕ.
СПЕЦИФИКАЦИЯ № 350,998 [Второе издание. ] Страница 8, строка 66, вместо "must" читать "1just"1
Патентное ведомство, 24 апреля 1933 г.
вышеуказанного типа, который получает свое 15) демпфирование от подключенной к нему электрической
цепи, причем такое демпфирование достаточно для того, чтобы уменьшить резонансный пик характеристики
отклика до очень плавного подъема с вершиной, который затем может быть легко скорректирован либо с
помощью цепей, введенных между усилителем и регистратором, либо путем изменения характеристики
усилителя, либо и тем, и другим.
Изобретение представляет собой электромагнитный звукозаписывающий прибор с подвижной катушкой, в
котором катушка состоит из одного витка материала с низким сопротивлением и низкой плотностью
(например, алюминия), имеющего части, расположенные в магнитном воздушном зазоре, изогнутые вокруг
оси вращения катушки, и имеющие такую форму, что ширина и толщина катушки увеличиваются по
направлению к оси вращения. Предпочтительно, чтобы детали в воздушном зазоре были сделаны как можно
тоньше и легче 3,5, чтобы свести зазор к минимуму и уменьшить момент инерции катушки.
Еще одна особенность изобретения заключается во введении параллельно регистратору шунта (содержащего
индуктивность или подходящую комбинацию сопротивлений, индуктивностей и конденсаторов) такого
значения, что его импеданс на частоте механического резонанса регистратора (которая обычно выбирается
на низкой частоте) мал по сравнению с импедансом самого регистратора, так что шунт будет сглаживать пик
резонанса; в то время как на высоких частотах r7-- -' Минимальная длина i1 образует цилиндрическую
выпуклую часть. Рядом с этой выпуклой частью и по обеим ее сторонам намотаны первичные обмотки
трансформатора, через которые проходят электрические токи различной звуковой частоты, зависящие от
характеристик записываемого звука.
Жесткая катушка, состоящая из одного витка материала, например алюминия, обладающего малым
электрическим сопротивлением и низкой плотностью, установлена и вращается вокруг оси, проходящей через
ось выпуклой части и охватывающей ее. Для достижения необходимой жесткости такую катушку можно
вырезать из цельного блока материала. Катушка может иметь практически прямоугольную форму, в этом
случае две стороны, параллельные осям вращения, вырезаются максимально тонкими и узкими (с учетом
требуемой прочности), в то время как две другие стороны имеют увеличенную ширину и толщину по мере
приближения к оси вращения. Таким образом, электрическое сопротивление уменьшается без существенного
увеличения момента инерции катушки. Для обеспечения возможности вращения катушки могут быть
предусмотрены, интегрированные с ней, валы, выступающие за пределы катушки вдоль заданной оси.
В качестве альтернативы, отдельный вал может проходить через соответствующие отверстия в утолщенной
части катушки и через отверстие в выпуклой части сердечника трансформатора. Теперь станет ясно, что
вариации в аудио — стр. 350,998) [Второе издание. ] СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА Дата подачи заявки: 10
марта 1930 г. № 7809/30. 354 2 7 мая 1930 г. № 14,042/30.
Один полный левый: Январь. 12, 1931.
Окончательная версия принята к публикации: 10 июня 1931 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 7809, 1930 г. н.э.
Усовершенствования в устройствах для записи звука на восковые или другие подобные диски или заготовки.
Мы, Алан Доуэр Блюмлейн, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Эрлс-Корт-сквер, 57,
Лондон, юго-запад 5, и Герберт Эдвард Холмиан, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Чейз,
Клэпхэм-Коммон, 64A, Лондон, юго-запад, настоящим заявляем, что сущность данного изобретения
заключается в следующем:
Данное изобретение относится к устройствам для записи звука на восковые или другие подобные диски или
заготовки, в частности, к электромагнитным магнитофонам с подвижной катушкой.
Целью настоящего изобретения является разработка усовершенствованной формы регистратора указанного
выше типа, демпфирование которого обеспечивается подключенной к нему электрической цепью, причем
такое демпфирование достаточно для того, чтобы уменьшить резонансный пик характеристики отклика до
очень плавного подъема с вершиной, который затем может быть легко скорректирован либо с помощью
цепей, введенных...
между усилителем и записывающим устройством, или путем изменения характеристик усилителя, или и тем, и
другим способом.
Данное изобретение представляет собой электромагнитный звукозаписывающий прибор с подвижной
катушкой, в котором катушка состоит из одного витка материала с низким сопротивлением и низкой
плотностью (например, алюминия), имеющего части, расположенные в магнитном воздушном зазоре,
изогнутые вокруг оси вращения катушки и имеющие такую форму, что ширина и толщина катушки
увеличиваются по направлению к оси вращения. Предпочтительно, чтобы детали в воздушном зазоре были
сделаны как можно тоньше и легче 33, чтобы свести зазор к минимуму и уменьшить момент инерции катушки.
Еще одна особенность изобретения заключается во введении параллельно с регистратором шунта
(содержащего индуктивность или подходящую комбинацию сопротивлений, индуктивностей и конденсаторов)
такого значения, что его импеданс на частоте механического резонанса регистратора (которая обычно
выбирается на низкой частоте) мал по сравнению с импедансом самого регистратора, так что шунт
сглаживает пик резонанса; в то время как на высоких частотах импеданс шунта имеет тот же порядок
величины, что и импеданс регистратора, что, следовательно, эффективно соответствует этому диапазону.
Дальнейшие особенности изобретения станут очевидны из следующего описания.
При реализации одного из вариантов изобретения сердечник электрического трансформатора,
предпочтительно соединенный торцами для образования замкнутой цепи для проникающего магнитного
потока и предпочтительно ламинированный для минимизации магнитного сопротивления, утолщается в одной
точке по всей длине, образуя цилиндрическую выпуклую часть. Рядом с этой выпуклой частью и по обеим ее
сторонам намотаны первичные обмотки трансформатора, через которые проходят изменяющиеся
электрические токи звуковой частоты в зависимости от характеристик записываемого звука.
Жесткая катушка, состоящая из одного витка материала, например алюминия, обладающего малым
электрическим сопротивлением и низкой плотностью, установлена и вращается вокруг оси, проходящей через
ось выпуклой части и охватывающей ее. Для достижения необходимой жесткости такую катушку можно
вырезать из цельного блока материала. Катушка может иметь практически прямоугольную форму, в этом
случае две стороны, параллельные осям вращения, вырезаются максимально тонкими и узкими (с учетом
требуемой прочности), в то время как две другие стороны имеют увеличенную ширину и толщину по мере
приближения к оси вращения. Таким образом, электрическое сопротивление уменьшается без существенного
увеличения момента инерции катушки. Для обеспечения возможности вращения катушки могут быть
предусмотрены, интегрированные с ней, валы, выступающие за пределы катушки вдоль заданной оси.
В качестве альтернативы, отдельный вал может проходить через соответствующие отверстия в утолщенной
части катушки и через отверстие в выпуклой части сердечника трансформатора. Теперь станет ясно, что
изменения токов звуковой частоты, проходящих через первичные обмотки трансформера, будут индуцировать
соответствующие токи в этой вращающейся катушке, которая включает в себя тот же сердечник.
С магнитными осями, перпендикулярными оси сердечника трансформатора и оси вращения катушки, по обе
стороны от катушки установлены полюса постоянного электромагнита. Эти полюса имеют вогнутую
цилиндрическую форму, соответствующую выпуклым цилиндрическим поверхностям выпуклой части
сердечника трансформатора, и установлены как можно ближе к ним, чтобы свести воздушный зазор к
минимуму, необходимому для обеспечения зазора между катушкой и обмоткой, изогнутые стороны которой
могут перемещаться в этом изогнутом воздушном зазоре. Выпуклая часть сердечника трансформатора также
образует сердечник между магнитными полюсами, обеспечивая тем самым сильное и однородное магнитное
поле.
Будет видно, что суперпозиция этого магнитного поля на катушке, в которой индуцируются токи звуковой
частоты, заставит её колебаться вокруг оси вращения. Для обеспечения того, чтобы при вращении катушка не
соприкасалась с сердечником или магнитом, поворотные валы фиксируются подшипниками, режущими
кромками или упругими соединениями. Подшипники и опоры катушки должны быть тщательно изолированы
или расположены надлежащим образом, чтобы исключить короткое замыкание витка с низким
сопротивлением вокруг пути переменного магнитного потока звуковой частоты. Среднее или нейтральное
положение катушки может быть зафиксировано с помощью пружин, которые могут быть регулируемыми и
служить для настройки периода механического резонанса на любую желаемую частоту.
Движения, возникающие в катушке, используются при соответствующем соединении с записывающей иглой
для вырезания воскового диска или другой заготовки. В одном из таких устройств, использующем катушку с
интегрированными поворотными валами, короткий рычаг крепится к одному из валов под прямым углом к его
оси, а на другом конце несет щуп, параллельный оси вала.
В данном случае ось вала установлена перпендикулярно поверхности воска; однако следует понимать, что
возможны и многие другие ориентации, и изобретение не ограничивается этим расположением.
Если не будет введено какое-либо механическое или электрическое демпфирование, механическое
сопротивление этого устройства будет очень малым на частотах, близких к резонансу; кроме того, на этих
частотах отклик будет очень большим. Для контроля отклика и обеспечения достаточно высокого
механического импеданса, чтобы магнитофон не подвергался чрезмерному воздействию неровностей и т. д. в
воске, необходимо обеспечить демпфирование, эффективное на частотах, близких к резонансной частоте
подвижных частей, и пружинное управление. Поэтому в этом регистраторе для управления устройством в
резонансе используется электрическое демпфирование, что позволяет избежать трудностей, связанных с
получением эффективного механического демпфирования.
Для обеспечения этого электрического демпфирования в соответствии с одним из вариантов изобретения №
75 шунт подключается параллельно регистратору. Затем регулируется собственная резонансная частота
регистратора (с помощью пружин, как описано выше), а импеданс шунта выбирается таким образом, чтобы на
этой частоте импеданс шунта был мал по сравнению с импедансом регистратора, так что пик резонанса
регистратора уменьшается до нормального значения. Импеданс шунта 85 выбран таким образом, что на
других частотах (особенно на очень высоких частотах) он будет иметь значение, сопоставимое со значением
регистратора, что, следовательно, позволит ему работать более эффективно. В качестве альтернативы,
путем соответствующей регулировки толщины и массы элементов подвижной системы можно ввести
дополнительные резонансы для изменения характеристик отклика. Таким образом, например, можно
отрегулировать податливость поворотных валов или инерцию рычага стилуса для достижения
высокочастотного резонанса, который затем будет служить для модификации высокочастотной части кривой
отклика.
Из приведенного выше описания становится ясно, что возможно множество модификаций устройства, не
выходящих за рамки изобретения, и следует понимать, что описание приведено.
Это лишь указывает на характер изобретения и не должно рассматриваться как имеющее какое-либо
ограничивающее значение.
Дата: 10 марта 1930 года.
МАРКС И КЛЕРК.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 14042, 1930 г. н.э.
Усовершенствования в электромеханических устройствах с подвижной катушкой.
Мы, Алан Айдоуэр Блюмлейн, британский гражданин Лондона, юго-западный 5, и Герберт Эдвард,
проживающий по адресу: Эрлс-Корт-сквер, 57, Холман, британский гражданин, проживающий по адресу: 64A,
359 998, вызываем ток, протекающий через подвижную катушку, который стремится создать силы,
противодействующие движению этой катушки. Таким образом, видно, что для достижения хорошего
демпфирования необходимо, чтобы подвижная катушка была замкнута электрической цепью, импеданс
которой таков, что импеданс цепи подвижной катушки минимален, и поскольку этот последний импеданс
обычно приближается к чистому сопротивлению 75 Ом, оптимальным импедансом для внешней цепи,
обеспечивающим максимальное демпфирование, становится очень низкое сопротивление по сравнению с
подвижной катушкой. Однако, если внешняя цепь выполнена с подходящим низким импедансом (80) для
обеспечения хорошего электромагнитного демпфирования, то энергетическая эффективность устройства
снижается из-за дисбаланса между импедансами подвижной катушки и внешней цепи (85).
В одной из конструкций, соответствующих изобретению, эти трудности преодолеваются путем шунтирования
подвижной катушки импедансом или сетью импедансов, импеданс которых на частотах, близких к резонансу,
мал, но велик на частотах, значительно удаленных от резонанса; так, например, в случае микрофона с
подвижной катушкой, имеющего одну резонансную частоту, удобно настроенную на некоторую подходящую
частоту на уровне или ниже 500 циклов в секунду, мы замыкаем цепь подвижной катушки шунтирующим
импедансом, состоящим, например, из индуктивности, конденсатора и сопротивления, соединенных
последовательно, таким образом, чтобы индуктивность и конденсатор резонировали на основной
резонансной частоте микрофона. Значение сопротивления следует выбрать равным 1,05, чтобы оно было
низким по сравнению с сопротивлением подвижной катушки, и при такой конфигурации было бы достигнуто
достаточное демпфирование на частотах, близких к резонансу, в то время как на очень низких частотах 110 и
очень высоких частотах цепь, шунтирующая подвижную катушку, имела бы очень высокое сопротивление и,
следовательно, не снижала бы эффективность устройства, а при соответствующем выборе значения 115
конденсатора и индуктивности характеристику микрофона можно было бы частично или полностью
выровнять.
В случаях, когда импеданс подвижной катушки не приближается к чистому сопротивлению 120 Ом, может
быть целесообразно ввести остаточные реактивные сопротивления в импеданс цепи, шунтирующей
подвижную катушку, причем реактивное сопротивление должно быть выбрано таким образом, чтобы
нейтрализовать реактивное сопротивление подвижной катушки 125 Ом, а также уменьшить импеданс цепи
подвижной катушки на частотах, близких к механическому резонансу.
Для получения механической системы с единственным резонансом мы формируем диагональ 13G. Чейз,
Клэпхэм Коммон, Лондон, Юго-Запад, настоящим заявляет, что природа данного изобретения заключается в
следующем:
Данное изобретение относится к электромеханическим устройствам с подвижной катушкой, таким как
звукозаписывающие устройства, микрофоны, громкоговорители и тому подобное, и имеет своей общей целью
разработку усовершенствований в их конструкции.
а также расположение таких устройств, которое повысит их эффективность и чувствительность в работе.
В частности, изобретение направлено на управление резонансом механической вибрационной системы, и это
достигается путем введения в систему электромагнитного демпфирования.
Изобретение также включает в себя механическую вибрационную систему, в которой электромагнитное
демпфирование вводится в систему посредством той же электромеханической связи, которая используется
либо для привода механической системы, либо для получения от нее электрической энергии.
Изобретение также включает в себя делетро-механическое устройство с подвижной катушкой, в котором
механический резонанс контролируется электромагнитным демпфированием, достигаемым путем такого
расположения электрической цепи подвижной катушки, при котором импеданс ее цепи очень мал на частотах,
близких к резонансной частоте или частотам механической системы.
Изобретение также включает в себя микрофон с подвижной катушкой, имеющий одну резонансную частоту,
регулируемую электромагнитным демпфированием.
Изобретение также включает в себя другие детали и решения, описанные или указанные ниже.
Для реализации изобретения удобным способом мы создаем нашу механическую вибрационную систему
Moigcoil любой подходящей или обычной формы, а для управления резонансом такой системы мы вводим в
нее электромагнитное демпфирование посредством той же электромеханической связи, которая используется
либо для привода механической системы, либо для получения от нее электрической энергии.
Для этого необходимо, чтобы электрическая цепь подвижной катушки была подключена таким образом, чтобы
импеданс подвижной катушки и подключенной к ней внешней электрической цепи был малым на тех частотах,
на которых требуется демпфирование, а для того, чтобы демпфирование было максимально эффективным,
необходимо, чтобы магнитное поле, в котором колеблется подвижная катушка, было как можно выше. Таким
образом, любое небольшое движение подвижной катушки вызовет в цепи, включающей подвижную катушку и
подключенную к ней внешнюю электрическую цепь, ЭДС, которая сделает диафрагму достаточно жесткой и
легкой, чтобы эффективно работать как поршень. Например, диафрагма может быть изготовлена из бальзы
или другой древесины, что позволит создать очень жесткую и легкую диафрагму, или диафрагма может быть
изготовлена из плоской диафрагмы из алюминия или другого легкого сплава с конусами из аналогичного
материала, прикрепленными к задней части для придания диафрагме жесткости. В любом случае диафрагма
может поддерживаться легким упругим соединением по краям и может регулироваться путем изменения
воздушного зазора за ней.
К задней части диафрагмы крепится подвижная катушка из алюминиевой проволоки, либо самонесущая, либо
намотанная на очень тонкий алюминиевый каркас, при этом подвижная катушка располагается таким
образом, чтобы перемещаться в воздушном зазоре небольшого магнита, а индуктивность подвижной катушки
предпочтительно сводится к минимуму за счет использования сплошных полюсных наконечников и, возможно,
медных колец, расположенных близко к полюсным наконечникам и образующих эффективные
короткозамкнутые витки, тесно связанные с подвижной катушкой.
Как показано выше, подвижная катушка зашунтирована цепью, которая в простейшем виде состоит из
индуктивности, конденсатора и сопротивления, соединенных последовательно, хотя следует понимать, что на
практике цепь может быть более сложной, при условии, что она позволяет уменьшить импеданс цепи
подвижной катушки на частотах, близких к механическому резонансу микрофона. Удобно, что микрофон
может иметь более или менее бутылкообразную форму с максимальным диаметром, скажем, 1,25 дюйма, при
этом диафрагма расположена на дне бутылки, а провода выведены на сужающемся конце, где обычно
располагается пробка бутылки, и, если необходимо или желательно, микрофон может быть закреплен
каким-либо способом, который обеспечит его изоляцию от механических ударов.
Для поддержания высокой эффективности и малых размеров необходимо обеспечить максимально
возможную плотность магнитного потока в зазоре, и по этой причине предпочтительно использование
специального магнитного сплава с высокой плотностью насыщения.
Изобретение, разумеется, не ограничивается применением к диафрагме, поскольку принцип
электромагнитного демпфирования может быть применен к различным электромагнитным устройствам, таким
как магнитофоны для записи боковых полос или для записи холмов и долин, звукосниматели и тому подобное,
а также к устройствам с подвижной катушкой, где подвижная катушка не соединена напрямую с внешней
электрической цепью, а использует трансформаторное устройство в электромеханическом аппарате для
подключения к внешней цепи.
Кроме того, детали конструкции, материалов и размеров приведены исключительно в иллюстративных целях
и не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.
Дата: 7 мая 1930 года.
МАРКС И КЛЕРК.
65. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в электромеханических устройствах с вращающейся катушкой.
Мы, Алан Доуэр Блюмлейн, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Эрлс-Корт-сквер, 57,
Лондон, юго-запад 5, и Герберт Эдвард Холман, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Чейз,
64A, Клэпхэм-Коммон, Лондон, юго-запад 4, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении.
Данное изобретение относится к электромеханическим устройствам с подвижной катушкой, в частности к тем,
которые используются в звукозаписи или звуковоспроизводстве. Изобретение относится, в частности, к
электромагнитному магнитофону с подвижной катушкой для записи звукозаписей на восковых или других
подобных дисках или заготовках; однако в целом оно применимо ко многим другим устройствам с подвижной
катушкой, таким как микрофоны, которые могут использоваться, например, в системе звукозаписи,
включающей магнитофон с подвижной катушкой или любой другой формы. Аналогичным образом
изобретение может быть применено в звуковоспроизводящих устройствах, например, к звукоснимателям или
динамикам с подвижной катушкой, или же может быть использовано для оптических записывающих устройств.
Если вращающееся в магнитном поле устройство с подвижной катушкой подключено к внешней цепи и
приводится в вибрацию механическим способом, то, как известно, в катушке будет генерироваться ЭДС,
которая вызовет протекание тока через нее и внешнюю цепь. Этот ток 105 будет создавать механическую
силу, которая будет стремиться изменить движение, и если импеданс всей чисто электрической цепи
является резистивным, эта сила будет оказывать чисто демпфирующее воздействие. В настоящем
изобретении 110 этот принцип используется для создания демпфирования в вибрационном устройстве, и для
того, чтобы эффект был таким, как 350,998 501, и чтобы движение подвижной катушки хорошо
демпфировалось на частотах, близких к резонансу, необходимо, чтобы импеданс, подключенный к подвижной
катушке, был низким. Таким образом, основой изобретения 70 является подключение подвижной катушки к
рабочей цепи, импеданс которой сопоставим с электрическим импедансом подвижной катушки на частотах,
где требуется эффективная передача мощности, и введение шунтирующей сети импедансов параллельно
подвижной катушке, которая будет иметь низкий импеданс на частотах, близких к резонансу, так что
подвижная катушка будет хорошо демпфирована, но, следовательно, будет иметь высокий импеданс на
частотах, где требуется эффективная передача мощности, чтобы существенно не снизить эту эффективность.
По причинам, перечисленным ранее, электрическое сопротивление подвижной катушки может значительно
превышать ее на высоких частотах, которые обычно являются частотами, на которых наиболее необходима
эффективная передача энергии, поскольку инерция системы подвижной катушки приводит к тому, что
устройства этого типа становятся по своей природе неэффективными на высоких частотах. Следовательно,
для обеспечения эффективной передачи мощности на высоких частотах необходимо сделать импеданс
рабочей цепи в несколько раз больше сопротивления подвижной катушки: затем к катушке подключается
шунтирующая цепь, так что катушка замыкается импедансом, сопоставимым с ее импедансом 100 или
меньшим его импеданса 100 на частотах, близких к резонансу, и шунтирующая цепь устроена таким образом,
что ее импеданс возрастает на высоких частотах таким образом, чтобы обеспечить эффективную передачу
мощности между подвижной катушкой 105 и рабочей цепью. Еще одной особенностью изобретения является
то, что шунтирующая цепь может быть сформирована таким образом, что ее импеданс становится емкостным
на высоких частотах и, следовательно, служит для настройки индуктивности подвижной катушки и любых
связанных с ней трансформаторов, что позволяет обеспечить еще более эффективную передачу мощности
между рабочей цепью и подвижной катушкой.
Последний эффект может быть достигнут с помощью конденсаторов, соединенных в цепи в точках, отличных
от той, где соединена основная шунтирующая цепь, при этом принцип действия будет аналогичным.
Изобретение представляет собой электромеханический вибрационный аппарат с подвижной катушкой,
включающий подвижную катушку, движущуюся в магнитном поле и подключенную к рабочей цепи, имеющей
импеданс выше сопротивления катушки, при этом подвижная катушка электромагнитно демпфируется путем
шунтирования ее сети импедансов, выбранных таким образом, чтобы импеданс этой сети был низким на
частотах вблизи резонанса 130 1, как можно более. Для этого необходимы три условия: во-первых, импеданс
цепи подвижной катушки для данной конфигурации и числа витков должен быть как можно меньше; во-вторых,
этот чисто электрический импеданс должен быть как можно более чисто резистивным; и, наконец, плотность
магнитного потока, в котором находится подвижная катушка, должна быть как можно выше.
Одной из целей изобретения является улучшение характеристик отклика такого аппарата, особенно на
резонансных частотах, чтобы полученная кривая отклика была плоской в широком диапазоне или, по крайней
мере, имела такие малые и плавные изменения в рабочем диапазоне, которые можно было бы легко
корректировать путем внесения изменений в электрические цепи; и для достижения этой цели вибрационные
части аппарата приспособлены для получения демпфирования от подключенной к ним электрической цепи.
Обычно в качестве первого приближения принимают импеданс подвижной катушки за сопротивление
подвижной катушки, то есть сопротивление постоянному току подвижной катушки, измеренное между ее
клеммами, или, если между подвижной катушкой и работающим с ней устройством установлен
трансформатор, за сопротивление постоянному току, умноженное на квадрат коэффициента трансформации
трансформатора. Измеренное электрическое сопротивление подвижной катушки отклоняется от этого
значения по ряду причин, а именно: увеличение кажущегося электрического сопротивления из-за движения
подвижной катушки, влияние индуктивности подвижной катушки, влияние вихревых токов, индуцированных в
соседних металлических частях токами в подвижной катушке, и модифицирующее воздействие на импеданс
любого трансформатора, установленного между подвижной катушкой и точкой измерения.
На частотах, удаленных от резонанса, приращение импеданса, обусловленное движением катушки (импеданс
движения), мало по сравнению с чисто электрическим импедансом, хотя в очень эффективных конфигурациях
подвижной катушки диапазон частот может быть большим, в котором импеданс движения значительно
изменяет измеренный импеданс. В целом, на высоких частотах электрическое сопротивление подвижной
катушки значительно возрастает из-за индуктивности самой подвижной катушки, вихревых токов и
индуктивности рассеяния любых согласующих трансформаторов.
Для обеспечения эффективной передачи энергии между подвижной катушкой и цепью, с которой она работает
(рабочей цепью), необходимо, чтобы импеданс рабочей цепи был того же порядка, что и электрический
импеданс подвижной катушки, к которой она подключена. Но 350 998 механических систем и высокие
значения на частотах, удаленных от резонанса.
Изобретение также заключается в электромеханическом звукозаписывающем устройстве с подвижной
катушкой, снабженном электромагнитным демпфированием, характерном для описанных в предыдущих
параграфах.
Изобретение также включает в себя микрофон с подвижной катушкой, снабженный электромагнитным
демпфированием указанного выше характера.
Дополнительные особенности изобретения станут очевидны из приведенного ниже описания нескольких его
модификаций, которые, однако, приведены исключительно в качестве примера и должны пониматься как
никоим образом не ограничивающие изобретение. Данное описание будет легче понять, обратившись к
прилагаемым чертежам, на которых на рисунках 1 и 2 в обычных обозначениях изображены электрические
цепи демпфирования и выравнивания в соответствии с изобретением, пригодные для использования с
микрофоном с подвижной катушкой; на рисунках 3 и 4 изображены аналогичные схемы, адаптированные для
использования с звукозаписывающим устройством с подвижной катушкой; на рисунках 5, 6 и 7 в разрезе
представлены, соответственно, боковой вид, передний вид и план звукозаписывающего устройства в
соответствии с изобретением, при этом полевой магнит не показан;
На рисунке 8 в разрезе представлен микрофон, разработанный в соответствии с изобретением.
Для реализации изобретения удобным способом может быть изготовлена электромеханическая
вибрационная система с подвижной катушкой любой подходящей или обычной формы, а для управления
резонансом такой системы в систему может быть введено электромагнитное демпфирование посредством
той же электромеханической связи, что и в исходной.
используется для привода механической системы или для получения от нее электрической энергии, в
зависимости от функции рассматриваемого аппарата. Для этого необходимо согласовать электрическую цепь
подвижной катушки таким образом, чтобы импеданс подвижной катушки и подключенной к ней внешней
электрической цепи был малым на тех частотах, на которых требуется демпфирование, а для того, чтобы
демпфирование было максимально эффективным, необходимо, чтобы магнитное поле, в котором колеблется
подвижная катушка, было как можно выше. Таким образом, любое небольшое движение подвижной катушки
00O вызовет в цепи, включающей подвижную катушку и подключенную к ней внешнюю электрическую цепь,
ЭДС, которая приведет к протеканию токов через подвижную катушку, стремящихся создать силы,
противодействующие движению этой катушки. Таким образом, видно, что для достижения хорошего
демпфирования необходимо, чтобы подвижная катушка была замкнута электрической цепью, импеданс
которой таков, что импеданс цепи подвижной катушки 70 минимален, и поскольку этот последний импеданс
обычно приближается к чистому сопротивлению, оптимальным импедансом для внешней цепи,
обеспечивающим максимальное демпфирование, становится очень низкий импеданс 75 по сравнению с
подвижной катушкой.
Однако, если внешняя цепь выполнена с достаточно низким импедансом для обеспечения хорошего
электромагнитного демпфирования, то энергетическая эффективность устройства снижается из-за нарушения
баланса между импедансами подвижной катушки и внешней цепи.
В одном из вариантов, соответствующих изобретению, эти трудности преодолеваются путем шунтирования
подвижной катушки с помощью импеданса или сети импедансов, импеданс которых на частотах, близких к
резонансу, мал, но велик на частотах, значительно удаленных от резонанса. Подобные шунтирующие сети
могут быть любого подходящего типа; и поскольку их форма, очевидно, будет зависеть от различных
механических и упругих характеристик аппарата, для которого они предназначены, они, вероятно, будут
различаться от одного устройства к другому. В одной простой схеме, показанной на рисунке 1, подходящей,
например, для использования с микрофоном с подвижной катушкой, имеющим одну резонансную частоту,
удобно отрегулированную на подходящее значение 100 на уровне 500 циклов в секунду или ниже, может быть
предусмотрено замыкание цепи подвижной катушки 1 шунтирующим импедансом, состоящим, например, из
индуктивности, сопротивления и конденсатора, соединенных последовательно (как показано), таким образом,
чтобы индуктивность и конденсатор резонировали на основной резонансной частоте микрофона.
Величины этих элементов предпочтительно выбираются в том же соотношении, что и величины эффективной
массы, демпфирования и податливости механической системы вблизи резонанса, когда подвижная катушка
замкнута этой цепью; а импеданс шунта предпочтительно невелик, например, менее одной трети
сопротивления подвижной катушки, на частотах, близких к резонансу. Сгенерированные импульсы подаются
для усиления на термоэлектронный клапан 120, схематически изображенный обычным способом. Значение
сопротивления может быть выбрано таким образом, чтобы оно было низким по сравнению с сопротивлением
подвижной катушки; и при такой конфигурации может быть достигнуто достаточное демпфирование на
частотах, близких к резонансу, в то время как на очень низких и очень высоких частотах цепь, шунтирующая
подвижную катушку, будет иметь...
очень высокое сопротивление, поэтому не будет 130 350 998, и могут быть использованы выравнивающие
цепи, включающие, например, добавление последовательных элементов в соединения, но следует отметить,
что описанное выравнивание эффективно контролирует не только амплитуду колебаний, но и фазовые
соотношения.
В другой простой схеме, показанной на рисунке 3, подходящей для электромагнитного звукозаписывающего
устройства с подвижной катушкой 75 (более подробно описанного ниже), шунт может состоять из
конденсатора, соединенного параллельно с последовательно включенными индуктивностью и
сопротивлением. Значения этих элементов снова выбираются таким образом, чтобы полное сопротивление
шунта было очень малым на частоте резонанса подвижной катушки, но высоким на высоких частотах.
В случае с записывающим устройством нежелательно иметь равномерную частотную характеристику на всех
8,5 частотах, поскольку целесообразно уменьшить амплитуду на низких частотах, чтобы избежать чрезмерной
амплитуды на записи.
Следовательно, в данном случае не предпринимается попыток использовать шунт для подавления импеданса
90°, который возрастает ниже резонанса, и, соответственно, допускается его стремление к постоянному
предельному значению по мере снижения частоты.
Конденсатор, показанный параллельно, имеет эффект настройки регистратора с его индуктивным шунтом на
резонанс на высокой частоте, скажем, около 5000 циклов в секунду, так что в этой точке импеданс согласуется
с импедансом выхода усилителя, обеспечивая оптимальную передачу энергии.
На практике выяснилось, что, хотя такая простая схема достаточно эффективна, в характеристике 105 все же
остаются ошибки, которые требуют дополнительных корректирующих элементов, что делает схему несколько
сложнее. Следует понимать, что в зависимости от требований конкретного используемого аппарата может
быть использована любая подходящая схема; например, для использования с упомянутым магнитофоном с
подвижной катушкой она может иметь форму, показанную на рисунке 4. В этой сети конденсатор 5,
индуктивность 6 115 и сопротивление 7, соединенные параллельно, могут составлять часть одного из
входных выводов подвижной катушки, который может быть зашунтирован двумя линиями, одна из которых
состоит из индуктивности 8 и емкости 9, соединенных последовательно; а другая 120 — из индуктивности 10,
соединенной последовательно с двумя параллельными ответвлениями, включающими соответственно
последовательную емкость 11 и сопротивление 12 и последовательную индуктивность 13 и сопротивление 14.
Схема мониторинга может быть 125 подключена к точкам на входном проводе через сопротивление 15
(которое может, например, иметь значение 12 мкФ), зашунтированное конденсатором 16 (который может
иметь емкость 6 МФ).
В таком случае эффективность устройства снижается на 130 градусов; в то же время, путем
соответствующего выбора значений конденсатора и индуктивности характеристики микрофона могут быть
частично или полностью выровнены.
Рабочая цепь, к которой подключен микрофон, имеет подходящее высокое сопротивление, которое
существенно превышает сопротивление подвижной катушки, что обеспечивает эффективную передачу
мощности на высоких частотах.
В случаях, когда импеданс подвижной катушки не приближается к чистому сопротивлению, может быть
целесообразно ввести остаточные реактивные сопротивления в импеданс цепи, шунтирующей подвижную
катушку, причем реактивное сопротивление должно быть выбрано таким образом, чтобы нейтрализовать
реактивное сопротивление подвижной катушки, а также уменьшить импеданс цепи подвижной катушки на
частотах, близких к механическому резонансу.
На практике выяснилось, что из-за конструктивных трудностей импеданс обмоток микрофона не может быть
высоким, и поэтому демпфирующий шунт, показанный на рисунке 1, оказывается неудовлетворительным,
поскольку возникает необходимость в использовании очень большой емкости; кроме того, поскольку первая
лампа усилителя, на которую подаются генерируемые импульсы, работает неэффективно в этой системе.
Таким образом, вместо показанного на рисунке 1 может быть использована модифицированная форма шунта;
предпочтительная форма представлена на рисунке 2, в которой импульсы от подвижной катушки 1
передаются на трансформатор 2, имеющий повышающий коэффициент, благодаря которому импеданс цепи
подвижной катушки увеличивается (например, с 15 Ом до 1000 Ом), а от этого трансформатора — на второй
трансформатор 3, который повышает импульсы от резонансного контура к сетке первой усилительной лампы.
Для контроля резонанса в цепи, образованной мощностью вентиля и вторичной обмоткой трансформатора 3,
эту обмотку можно зашунтировать соответствующим резистором 4.
Между выводами трансформаторов вставлен шунт, показанный на рисунке 1 (последовательно включающий
индуктивность, сопротивление и емкость), имеющий импеданс, значение которого на самых низких частотах
сопоставимо со значением импеданса подвижной катушки, для поддержания эффективности.
Однако на высоких частотах импеданс подвижной катушки увеличивается, и, следовательно, ток,
протекающий при заданной ЭДС, уменьшается. Для компенсации этого параллельно с шунтирующей
индуктивностью может быть последовательно подключено сопротивление и емкость, как показано на рисунке,
предназначенные для поддержания резонанса на высоких частотах.
Следует понимать, что многие модификации вышеупомянутого обременительного случая 350,998 S 350,998, в
случае с другими элементами, могут иметь следующие значения:
Конденсатор 5 Индуктивность 6 Сопротивление 7 Индуктивность 8 Емкость 9 Индуктивность 10 Емкость 11
Сопротивление 12 Индуктивность 13 Сопротивление 14 - 1,3 МФ - 40,0 мГн - 100. OQ - 2,5 MH - 0. 145 MF - 6,75
MH - 40,0 M.F.
- 4.0 f2 - 5.0 MH - 11 Q, но следует понимать, что изобретение не ограничивается такими значениями, которые
могут изменяться любым желаемым или необходимым образом и в любой степени.
Было установлено, что описанный выше эквалайзер эффективен при работе с магнитофоном с подвижной
катушкой, в котором подвижная катушка состоит из одного витка, образующего вторичную обмотку
трансформатора, встроенного в устройство. Сопротивление подвижной катушки, передаваемое на клеммы
первичной обмотки, составляло 40 Ом. На высоких частотах импеданс подвижной катушки, наблюдаемый
через трансформатор, значительно выше, например, при 5000 Гц этот импеданс может составлять 85 + j 190
Q2 (где j представляет собой квадратный корень из -1 и обозначает положительное сопротивление). Если его
настроить параллельно включенным конденсатором так, чтобы полученная комбинация была эквивалентна
чистому сопротивлению, то значение этого сопротивления составит примерно 510 Ом. Следовательно, этот
магнитофон, настроенный на частоту 5000 Гц, будет наиболее эффективен на этой частоте при работе от
усилителя с импедансом приблизительно 500 Ом. На практике, если этот магнитофон работает от усилителя с
импедансом (резистивным сопротивлением) 500 Ом, то настройка магнитофона конденсатором на частоте
5000 Гц приводит к слишком резкому резонансу на этой частоте, поэтому предпочтительнее использовать
усилитель с выходным импедансом 300 Ом, который повышает эффективность на частотах чуть ниже 5000 Гц
и одновременно не существенно снижает эффективность на этой частоте.
Таким образом, эквалайзер, показанный на рисунке 4, подключен между регистратором с сопротивлением 40
Ом·м и рабочей цепью сопротивлением 300 Ом·м. Следует отметить, что импеданс этой рабочей цепи более
чем в семь раз превышает сопротивление регистратора. Подобную схему работы транзистора 300 Q2 можно
получить, изменив сопротивление анода усилительной лампы, которая подает сигнал на регистратор через
трансформатор.
Соседние файлы в папке патенты