Стереофоническая пьезокерамическая головка звукоснимателя Советский патент 1991 года по МПК G11B3/02 

/ J

Изобретение относится к приборостроению. Цель изобретения -уменьшение габаритов, улучшение частотной характеристики головки и разделения стереоканалов. Стереофоническая пьезокерамическая головка звукоснимателя содержит корпус 1, два пьезоэлемента 2, закрепленных в глушителе 3, и иглодержатель 4 с иглой 5, конец которого закреплен шарнирно. На средней части иглодержателя установлен глушитель, воздействующий непосредственно на пьезоэлементы, при этом длина части пьезоэлемента Р, выступающей из глушителя, выбирается такой, при которой частота собственных колебаний пьезоэлемента больше или равна частоте высокочастотного резонанса иглодержателя и определяется по формуле С(5.7 Eiiim2/mi)1/3(1-o2)2/GrE22 1, где EI - модуль Юнга для пьезокерамики; h -момент инерции сечения пьезоэлемента вдоль оси, перпендикулярной направлению изгиба; mi - приведенная масса выступающей из глушителя части пьезоэлемента; т2 -приведенная масса иглодержателя; о- коэффициент Пуассона; Еа - модуль Юнга для материала пластинки; G - прижимная сила; г - радиус иглы. 2 ил. Ј

X WvWVXX V

Фиг.

о о ел

со

XI

VI

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении пьезокерамических головок звукоснимателя.

Цель изобретения - повышение линейности частотной характеристики и улучшение разделения стереоканалов.

На фиг.1 показано устройство пьезоголовки, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди.

В корпусе 1 два пьезоэлемента 2 закреплены в глушителе 3, а иглодержатель 4 с иглой 5 закреплен в шарнире 6. На средней части иглодержателя 4 установлен глу- : шитель 7 иглодержателя.

Головка работает следующим образом.

При движении иглы 5, перемещающейся по пластинке, глушитель 7 иглодержателя передает колебания иглодержателя 4 от иг- лы 5 на пьезоэлементы 2. За счет правильно- выбранной длины выступающей части пьезоэлемента частота собственных колебаний пьезоэлемента больше или равна частоте высокочастотного резонанса иглодержате- ля и выходит за пределы звукового диапазона.

Ниже приведен расчет формулы, определяющей длину I выступающей части пьезоэлемента, при которой выполняется указанное выше условие.

Упрощенно работу пьезоголовки можно представить в виде, вынужденных колебаний пьезоэлемента, консольно закрепленного в глушителе под воздействием ; колебаний иглодержателя, который закреп ;лен в шарнире и глушителем передает колебания пьезоэлементу,

В известной головке высокочастотные резонансы стараются подавить с помощью дополнительных глушителей, которые устанавливаются на наконечники, надеваемые на пьезозлементы, и на поводок, надевае- мый на наконечники. Все эти дополнитель- ные детали увеличивают приведенную массу пьезоэлементов и понижают частоту их собственных колебаний, которые, будучи связаны между собой глушителем и поводком, образуют сложные колебательные системы с большим набором дополнительных резонансов, что хорошо замечается на результирующей частотной характеристике.

Известно, что частота собственных ко- лебаний пьезоэлемента может быть рассчитана по формуле 1

fo

2ТГ 4 1 -..

с

ГП1

(1)

где с - жесткость пьезоэлемента;

mi - приведенная масса консоли пьезоэлемента (т.е. той части, которая выступает из глушителя).

Жесткость пьезоэлемента рассчитывается по формуле

, (2)

где EI - модуль Юнга дл пьезокерамики; It - момент инерции сечения пьеэоэле- мента вдоль оси, перпендикулярной направлению изгиба;

(J- длина консоли пьезоэлемента, Момент инерции 11 для трубчатой пьезо- керамики определяется по формуле

jr()

64

(3)

где d - наружный диаметр пьезоэлемента;

dt - внутренний диаметр пьезоэлемента.

Момент инерции Pi для плоского пьезоэлемента определяется по формуле

П-

(4)

где b - ширина пьезоэлемента вдоль линии, перпендикулярной направлению изгиба;

а - толщина пьезоэлемента.

Частота высокочастотного резонанса иглодержателя определяется по формуле

1/6

, 0.202

То;

G Г Е2

(1-02)2

(5)

где гл2 - приведенная масса иглодержателя;

G - прижимная сила звукоснимателя;

г-радиус иглы;

Еа - модуль Юнга Т для материала

сг-коэффициент Пуассона j пластинки.

Подставляя в формулу (1) значение с из формулы (2), получим

fo W

9EiH

mi

f

(6)

В этом случае условие fo S fp можно записать в виде.

0,202

GrE2

Oro

1/6

(7)

Из формулы (7) после несложных преобразований можно определить размер выступающей части пьезоэлемента:

f 5,7Ei И m2 mi

1/3

О-о2)2

GrEz1

1/9

.(8)

где Ei - модуль Юнга для пьезокерамики;

И - момент инерции сечения пьезоэле- мента вдоль оси, перпендикулярной направлению изгиба;

mi - приведенная масса выступающей из глушителя части пьезоэлемента;

Го2 - приведенная.масса иглодержателя;

о- коэффициент Пуассона для материала

Е2 - модуль Юнгаj пластинки;

G--прижимная сила;

г - радиус иглы.

При соблюдении неравенства достигается такой эффект, при котором частота собственных колебаний пьезоэлемента больше или равна частоте высокочастотного резо- нанса иглодержателя и выходит за пределы звукового диапазона, что в свою очередь направлено на улучшение частотной характеристики головки и разделение между стереоканалами.

Формула изобретения

Стереофоническая пьезокерамическая головка звукоснимателя, содержащая корпус, два пьезоэлемента, закрепленных в глушителе, установленном в корпусе, иглодержатель с иглой на одном конце, другой конец которого закреплен шарнирно и срязан с пьезоэлементами дополнительным глушителем, отличающаяся тем, что, с целью повышения линейности частотной характеристики и улучшения разделения стереоканалов, дополнительный глушитель установлен на средней части иглодержателя с возможностью непосредственного воздействия на пьезоэлементы, при этом длина Участи пьезоэлемента, выступающей из глушителя, определяется по формуле

и5,7 EI И гп2

mi

1/3

М-о2)2

GrE4

1/9

где Ei - модуль Юнга для пьезокерамики;

li - момент инерции сечения пьезоэлемента вдоль оси, перпендикулярной направлению изгиба;

mi - приведенная масса выступающей из глушителя части пьезоэлемента;

ГП2 - приведенная массй иглодержателя;

а- коэффициент Пуассона;

Е2 - модуль Юнга для материала пластинки;

G - прижимная сила;

г - радиус иглы.

Фиг.. 2