专利名称：光电拾音头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用光电传感的唱机拾音头。
现有的电磁式MM立体声拾音头，由小型高导磁率磁体、线圈、唱针及针杆等部分组成，其基本原理是磁体由针杆带动，当唱针检拾到某一声道信号时，该声道小磁体在线圈内产生运动，切割磁力线，感应出一随音纹信号变化的感应电势，作为信号输出。这类拾音头的特点是，只要小磁体振动(在一定频率范围内)，就有信号输出，且振动速度越快，输出电压也越高。但当振动频率较低时，即使检拾到的信号振幅很大，其输出电压也很低，且电压波形失真很大。当频率足够低时，可认为无输出。随着频率的增高，输出电压增高，但当频率足够高时，又会寄生高次谐波，可见，即使该类拾音头的针杆系统忠实地检拾到了音纹信号，也不可能将所检拾到的频率和振幅如实地反映给前置放大器。为弥补这一缺陷，该类拾音头必须设置频率均衡器，即低频提升，高频压缩，但这样又造成了提升或压缩的频率范围和幅度的相互控制，使本来已失真的信号再次失真。
本实用新型的目的是为克服现有技术所存在的缺点，寻求新的拾音方法，而提出一种新型的拾音头结构。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，将现有技术普遍采用的振动电磁式换能系统，改变为光电换能系统，制成的光电拾音头由外壳、光发射器、光敏接收器、针杆、唱针以及引出线插头等部分所组成，其特征在于在每一声道都设置有至少一个以上的光发射元件和光敏接收元件，光发射元件和光敏接收元件的前面分别设置有光通面积相等的限光孔和受光面，限光孔和受光面中分别采用单面毛玻璃构成光学谐振腔，限光孔和受光面的外壁是光反射层和导管，根据需要，受光面也可省去光学谐振腔，采用聚光镜构成，在光发射元件和光敏接收元件之间设有光阀，当光阀为静止状态时，其遮光端处于遮挡住 1/2 限光孔的位置，两个声道的限光孔和受光面的中心线分别与光阀垂直中心线相交呈45°夹角，光阀的外端是唱针座，唱针座的一端为唱针插口，另一端通过针杆、阻尼橡胶管、垫块与外壳相连。
光发射器和光敏接收器电路可采用不同的光发射元件、光敏接收元件与电阻等元件串、并联连接构成，也可采用电桥电路联接方式，针杆采用金属材料制造，并在其表面均匀涂复有阻尼薄膜层，光阀采用比重小且不透光的硬性材料制造，唱针通过唱针座直接与光阀相连接。
图1是本实用新型的实验装置示意图；图2是实施例之一的A－A剖视图；图3是实施例之一光阀部分的剖视图；图4是实施例之一光电转换部分的局部剖视图；图5是实施例之二光阀部分的剖视图；图6是实施例之一的电原理图；图7是实施例之二的电原理图。
下面依照附图对本实用新型作详细的说明如图1所示，本实用新型是将现有技术的振动电磁式换能系统改为光电换能系统。装置中限光孔1与受光面2面积相等，限光孔上方为光源。接通电源5，当光阀3为静止状态时，光阀处于遮挡住 1/2 限光孔的位置，只让 1/2 的限光孔光通量照在受光面上，使受光面内设置的光敏接收器形成光的甲类偏置，当光阀由机械振源4带动时，光敏接收器就接收到随振动而变化的光通量，并转换成电压信号，通过放大器6，从示波器7中便可看到光敏接收器的输出特性为一组等幅的正弦波。可见，通过光电转换后的输出幅度只与光通量有关，并不随频率的变化而变化，且不会产生振动之外的任何谐波。如果将此光电转换器作为光电拾音头的转换部件，就可以最大限度地降低还音失真。
图2、图3、图4、图6是用上述光电转换原理制作的立体声唱机拾音头的一个实例。图中可见，拾音头由外壳24、光发射器8、光敏接收器9、针杆17、唱针19以及引出线插头14等部分组成，这种拾音头每一声道都有一只光发射元件和光敏接收元件(光发射元件和光敏接收元件可根据需要采用不同的发光元件和受光元件，本例采用的是红外发光管和光敏三极管)。光发射元件和光敏接收元件的前面分别设置有光通面积相等的限光孔1和受光面2，限光孔和受光面分别采用两块单面毛玻璃21，粗糙面相对构成光学谐振腔22，限光孔和受光面的外壁采用光反射层25和导管20双层结构(见图4)，用以改善接收灵敏度，克服点光源。根据需要，也可以去掉光敏接收元件前面的谐振腔，改为聚光镜，直接嵌装在光敏接收元件的前面，可达到同样效果。
限光孔和受光面通过支架10固定在外壳体的内腔，两个声道限光孔和受光面的中心线分别与光阀的垂直中心线相交呈45°夹角(见图3)。壳体内还装置有电路元件12和连接线11，外壳的尾端设有一插头支架13，支架上固定有引出线插头14。光阀3采用比重小且不透光的硬性材料(如金属、塑料等)制造，设在光发射元件和光敏接收元件之间，其上面设有校正孔23，光阀的外端是唱针座，唱针座的一端为唱针插口18，另一端通过针杆17，阻尼橡胶管16，垫块15与外壳24相连，唱针19可卡装在插口18内。当接通电源时，光发射器即发出一均匀衡定的平行光束，被光阀挡住一半后照在光敏接收器上，使光敏接收器形成光的甲类偏置导通，导通电流在电阻R3(或R4)上产生压降(见图6)，即将因光通量产生的光电流转换成电压。当唱针因检拾到音纹信号带动光阀振动改变其光通量时，也就不失真地得到了随音纹信号变化的电压信号。该拾音头因每一声道只有一只光敏接收元件，故输出信号较小，但它结构简单，体积小，重量轻，成本低，针压范围宽(0.5～1.5克)，接口电路简单(采用电容器隔直即可)，能与多种形式的前置放大器配接，可广泛适用于旋转音臂唱机和民用组合音响。
图5、图7为实施例之二的有关附图，由电原理图7可见，这种拾音头每一声道具有A1A2两只光敏接收元件，光发射器可由多只发光管或单只大功率发光管组成，以增大发光面和单位面积的光通量(本例采用四只发光管串联)，光敏接收器用光敏三极管和电阻元件连接成电桥电路，以其中一个声道为例，当光阀静止时，电桥电路中a、b两点间电位为零(静态校零)，流过R1、R2的电流相等，现假设流过该声道(L声道或R声道)光电转换器的总电流I＝20mA，则iR1＝iR2＝10mA，当光阀沿箭头C方向运动时，光敏管A1和A2的光通量将同步等量的增大或减小，而在a、b两点间的接口电路是高阻抗放大器平衡输入端，其输入阻抗达数十兆欧，可以认为a、b点间无电流，所以iR1将增大或减小，iR2将减小或增大也是等量同步的。假设由于光阀位移改变t△后，使iR1＝10.0001mA，iR2＝9、9999mA，由并联电路原理可知，I＝iR1＋iR2＝20mA，可见，当光阀运动时只改变桥路中两支路电流iR1、iR2的大小，并不改变总电流I的大小。另一方面，当光阀静止时，光敏管A1、A2各有 1/2 受光面受光，A1、A2均形成光的甲类偏置导通，导通电流在电阻R1、R2上产生压降，设此时a、b点对地电压均为2V，当光阀因检拾信号位移改变t△，使a点对地电压为2、0001V，b点对地电压为1、9999V，则a－b＝0、0002V，显然，a、b点间有电压输出，且是信号的2倍，然而此电压是因iR1≠iR2所引起的，而iR1≠iR2并不影响I值，因此，当光阀运动时也不会引起桥路总电压的改变，此电路一经静态调定，光发射器和光敏接收器的工作点也就相应确定，即使在动态时也不会改变，具有很好的自稳定性和高灵敏检拾性能。图5示出本例在每一声道具有两只光敏接收元件情况下，光阀的设置情况。本例的其余组成部分与实施例一相同，这里不再详述。
本实用新型还对传统的针杆系统作了如下改进1.减小针杆系统的质量，针杆短而细，既增加了针杆的钢性又减小了针杆的重量，可有效地减小因针杆系统惯性造成的瞬态失真。
2.采用金属材料制作针杆，并在其表面均匀涂复0.05mm～0.1mm厚度的阻尼薄膜层(如氯丁橡胶等)，避免针杆产生非信号振颤。
3.唱针直接与声电转换器－－光阀连接，音纹信号可11地传给光阀，消除了经针杆传递而造成的失真。
权利要求1.一种光电拾音头，由外壳、光发射器、光敏接收器、针杆、唱针及引出线插头组成，其特征在于；a、在每一声道都设置有至少一个以上的光发射元件(8)和光敏接收元件(9)，光发射元件和光敏接收元件的前面分别设置有光通面积相等的限光孔(1)和受光面(2)；b、限光孔和受光面中分别采用单面毛玻璃(21)构成光学谐振腔(22)，限光孔和受光面的外壁是光反射导层(25)和导管(20)；c、在光发射元件和光敏接收元件之间设有光阀(3)，当光阀为静止状态时，其遮光端处于遮挡住 1/2 限光孔(1)的位置；d、光阀的外端是唱针座，唱针座的一端为唱针插口(18)，另一端通过针杆(17)，阻尼橡胶管(16)、垫块(15)与外壳(24)相连。
2.如权利要求1所述的光电拾音头，其特征在于受光面可省去光学谐振腔(22)，采用聚光镜构成。
3.如权利要求1所述的光电拾音头，其特征在于针杆采用金属材料制造，并在其表面均匀涂复有阻尼薄膜层。
专利摘要本实用新型属于一种利用光电传感的唱机拾音头，它由外壳、光发射器、光敏接收器、针杆、唱针及引出线插头等部分组成，特征为在每一声道都设置有至少一个以上的光发射元件和光敏接收元件，光发射元件和光敏接收元件之间设有光阀，当唱针因检拾到音纹信号带动光阀振动改变其光通量时，就不失真地得到了随音纹信号变化的电压信号，这种拾音头结构简单、体积小、针压范围宽、接口电路简单，能与多种形式的前置放大器配接，用途广泛。
文档编号H04R21/04GK2099421SQ9121450
公开日1992年3月18日 申请日期1991年5月10日 优先权日1991年5月10日
发明者胡文全 申请人:胡文全