P. HÉMARDINQUER

Ingénieur-Electricien

PICK-UP

ET

AMPLIFICATION MUSICALE

LE PICK-UP
TECHNIQUE - PRATIQUE
ADAPTATION - AMPLIFICATEURS
INSTALLATIONS MUSICALES

Etienne CHIRON, Editeur

40, RUE DE SEINE, 40
PARIS

TABLE DES MATIÈRES

Chapitre I. — Les différents modèles de pick-up et leurs principes

Chapitre II. — Les pick-up électro-magnétiques et électro-magnétiques

Chapitre III. — Les pick-up spéciaux

Chapitre IV. — Qualités et perfectionnements des pick-up

Chapitre V. — Etude et choix d'un pick-up

Chapitre VI. — Emploi pratique du pick-up

Chapitre VII. — Adaptation électrique des pick-up

Chapitre VIII. — Le bruit de fond

Chapitre IX. — Adaptateurs phonographiques et radiophoniques

Chapitre X. — L'amplification musicale

INTRODUCTION

L'industrie du phonographe, après une période de prospérité remarquable, traverse actuellement une crise bien plus accentuée encore que celle des industries similaires ; ce fait est dû à des raisons économiques générales, mais également à des motifs particuliers. Avoir un phonographe n'est rien, si l'on n'a pas à sa disposition une discothèque bien garnie. Or, rares sont les auditeurs discophiles qui ont désormais les ressources nécessaires pour renouveler complètement et fréquemment une discothèque.

Rien de semblable avec la radiophonie. Pour entendre des radio-concerts variés, il suffit d'avoir un récepteur dont les frais d'entretien sont très réduits, et de payer une taxe annuelle modique. C'est pourquoi « les français moyens » préfèrent, la plupart du temps, faire l'acquisition d'un radio-récepteur que d'un phonographe mécanique ou même électrique, et les nécessités économiques ont contribué plus ou moins à accroître le nombre des auditeurs de T. S. F. aux dépens de celui des discophiles.

Ces conditions économiques passagères ne doivent pas pourtant faire oublier l'intérêt artistique et musical de phonographe, et surtout du phonographe à reproduction électrique. Le premier est resté un appareil populaire, par excellence, mais pourquoi l'auditeur de T. S. F. devrait-il renoncer désormais à l'agrément d'une audition de beaux disque ; enregistrés par de grands artistes grâce aux procédés perfectionnés d'enregistrement électrique sans cesse améliorés par les techniciens ?

Le phonographe électrique est devenu, en réalité, et bien que ses qualités soient encore trop peu connues, un admirable instrument de musique électrique. Il n'a jamais eu pourtant en France la même vogue qu'à l'étranger, et, en particulier, aux Etats-Unis. Cela tient sans doute à ce que la machine parlante électrique était présentée au début sous une forme encombrante et coûteuse et bien des dispositifs trop peu étudiés ne permettaient pas aux auditeurs de se rendre compte des véritables possibilités de la reproduction électrique. C'étaient « des machines à faire du bruit » et non de véritables appareils de musique.

Il n'en est plus rien maintenant, et il existe désormais de nombreux phonographes électriques combinés bien souvent avec des radio-récepteurs d'excellente qualité musicale malgré leurs dimensions relativement réduites, et leur prix de vente très raisonnable, non seulement si on le compare à ceux des premières machines d'autrefois, mais encore à ceux des radio-récepteurs eux-mêmes.

Mais c'est encore l'ensemble radio-phonographique, soit sous forme de bloc complet, soit en éléments séparés, qui attire désormais, à juste titre, l'intérêt des auditeurs de T. S. F. La reproduction électrique n'est plus alors seulement l'usage essentiel de la machine parlante, elle constitue seulement un attrait supplémentaire de l'appareil radio-électrique. Il n'est plus indispensable d'avoir rapidement à sa disposition une discothèque bien garnie : l'auditeur peut la constituer peu à peu suivant ses moyens du moment.

D'un autre côté, un grand nombre de constructeurs spécialisés ont désormais établi des ensembles adapteurs phonographiques comportant dans un châssis ou dans une ébénisterie étudiée très pratiquement, à tiroir par exemple, un moteur électrique, le plus souvent du type à induction ou synchrone, actionnant un plateau tourne-disques. Un pick-up avec son bras support, un potentiomètre volume-contrôle, souvent un dispositif d'arrêt automatique, complètent cet ensemble de prix généralement réduit qu'on peut relier très rapidement à la plupart des postes-secteur.

L'alliance du phonographe et du récepteur radiophonique paraît ainsi s'imposer, soit sous forme d'éléments séparés, soit combinés, pour une très grande proportion d'installations radiophoniques. Il est encore possible, comme nous l'avons noté plus haut, d'adjoindre à cet ensemble un système d'enregistrement direct permettant l'enregistrement des radio-concerts et même des communications microphoniques obtenues en adaptant aisément un petit microphone à la place du pick-up ordinaire. On peut encore adjoindre à ce système déjà complexe un projecteur pour films de format réduit, soit muet, soit même sonore, en utilisant alors les étages d'amplification musicale du système.

Fig. 1. — Les divers usages de l'amplification musicale.

Toutes ces machines de musique mécanique plus ou moins complexes sont, en principe, destinées uniquement à des usages d'amateurs. Il en est nombre d'autres, analogues par leurs principes essentiels, mais qui en diffèrent par leur réalisations, et sont plus spécialement établies en vue de l'emploi par des professionnels ou semi-professionnels.

Si l'on augmente d'abord la puissance de l'amplificateur en choisissant des haut-parleurs de caractéristiques correspondantes, on obtient des phonographes électriques de puissance suffisante pour une salle de danse ou de spectacle, ou même pour la diffusion en plein air. Telles sont les machines qui servent dans les cafés, les salles de danse, ou les fêtes populaires.

En adaptant à notre amplificateur plus ou moins modifié un microphone, nous pouvons constituer un ensemble de diffusion microphonique, soit de petite puissance pour des usages d'amateurs, ou pour la publicité avec installation fixe ou mobile sur automobile ou sur camion. En augmentant la puissance de l'amplificateur et des haut-parleurs, nous obtenons des installation de « Public Address » pour les grandes salles, les églises, les salles de conférences, les expositions, les services publics, etc.

On obtient ainsi des installations de haut-parleurs pour diffusion microphonique qui jouent désormais un rôle immense bien souvent dans la vie sociale et politique.

A ces amplificateurs, on peut, d'ailleurs, toujours adapter un système de traduction des enregistrements phonographiques qui permet la diffusion à puissance plus ou moins grande des disques de phonographe.

A ces installations, on peut joindre également des dispositifs d'enregistrement direct, de même on peut adjoindre les appareils de cinématographie sonore, comme nous l'avons noté déjà plus haut.

Toute installation de musique électrique de ce genre, quels que soient le but recherché et les caractéristiques particulières de ses différents organes, comporte tout d'abord, en principe, un appareil permettant de produire des oscillations électriques à fréquence musicale. C'est là le rôle du pick-up pour la reproduction des disques, ou des microphones lorsqu'il faut transmettre la parole ou la musique.

Ce premier appareil traducteur est relié à un amplificateur comportant, s'il est peu sensible, des premiers étages amplificateurs de tension, dits de préamplification. Une fois amplifiés, enfin, les oscillations sont transmises à un ou plusieurs haut-parleurs qui reproduisent les sons enregistrés, ou transmis avec une intensité variable à volonté.

Toutes ces installations musicales présentent donc entre elles des analogies, et leur construction pratique n'a pas toujours été mise avec assez de précision à la portée de nombreux usagers, amateurs ou même professionnels, que cette question désormais d'une grande importance peut intéresser à juste titre.

Savoir comment l'on choisit un appareil traducteur, pick-up ou microphone, et comment l'on construit un amplificateur, comment l'on détermine les caractéristiques d'un haut-parleur, et comment on l'utilise ne suffit encore pas. Il est indispensable de déterminer les caractéristiques des différents éléments, non pas séparément, mais en fonction les uns des autres, et d'étudier l'ensemble constitué par leur combinaison. Il faut aussi connaître les caractères essentiels des différents éléments, et savoir comment ou les adapte les uns aux autres.

Une étude sur la question de la construction des différents appareils de musique électrique comprendra donc l'examen particulier des données pratiques d'utilisation des différents éléments qui les composent, et ensuite des données aussi précises que possible sur la manière dont on les adapte les uns aux autres, suivant les buts particulier qu'on veut atteindre.

Nous étudierons tout d'abord les pick-up ou traducteurs de sons, appareils utilisés désormais par milliers, non seulement dans les phonographes électriques et les radio-phonographes d'amateurs, mais encore dans un grand nombre d'appareils professionnels pour la publicité, et la cinématographie sonore par exemple. Le pick-up sert désormais également à des usages de plus en plus divers, et cependant moins connus, tels que la télémécanique.

Ce petit ouvrage, dont il n'existait pas encore de similaire en France, offre sous une forme réduite l'essentiel des connaissances nécessaires à tout usager des pick-up ; il s'adresse donc à un vaste public formé tant d'amateurs que de professionnels ou semi-professionnels.

P. H.

CHAPITRE PREMIER

LES DIFFERENTS MODELES DE PICK-UP ET LEURS PRINCIPES

Le pick-up est un appareil utilisé déjà depuis de nombreuses années par les usagers de la radio-électricité, mais il est certainement de nombreux lecteurs qui utilisent ce mot anglais sans en connaître exactement la signification. D'ailleurs, pourquoi ce terme anglais est-il entré dans le vocabulaire radio-électrique français, alors qu'on aurait pu choisir tout aussi bien la dénomination de traducteur, ou de lecteur de sons ?

Il ne faut pas trop rechercher les raisons, que la raison ne connaît pas, d'une habitude trop courante pour être modifiée, et ce même phénomène s'est, d'ailleurs, produit pour d'autres termes analogues. Il est vain de s'insurger contre des dénominations linguistiques, même si elles sont impropres et illogiques. On ne modifie pas la langue; on accepte celle que la masse du public façonne à sa manière.

Remarquons à ce propos qu'il existe également des systèmes permettant de reproduire les enregistrements effectués photographiquement sur les films sonores, par l'intermédiaire d'un système d'éclairage à fente projetée, et d'une cellule photo-électrique. On donne à ces dispositifs le nom de lecteurs de sons et on n'a pas songé à recourir à un terme anglais ; pourtant le rôle du système est exactement le même !

L'expression anglaise pick-up signifie textuellement : prendre dessus, ramasser, recueillir. Le pick-up est, en effet, un dispositif qui recueille, en quelque sorte, les sons enregistrés sur la surface des disques phonographiques, pour nous les faire finalement entendre.

Avec plus de précision, le pick-up est essentiellement un dispositif qui permet la traduction des enregistrements sonores gravés sur la surface d'un disque phonographique en sillons spiraloïdes à variations transversales et à profondeur constante, ou même à variation de profondeur verticale.

Cette traduction s'opère par la transformation des vibrations mécaniques obtenues par la pointe de l'aiguille reproductrice suivant les sillons du disque, en oscillations électriques à fréquence musicale.

Le disque est animé d'un mouvement de rotation régulier, identique à celui observé lors de l'enregistrement. L'aiguille du système, analogue à l'aiguille d'un diaphragme, entre en vibrations. Ces vibrations mécaniques sont traduites en vibrations électriques à fréquence électrique musicale, généralement amplifiées, et qui permettent d'actionner finalement un ou plusieurs haut-parleurs reproduisant, en principe, les sons enregistrés initialement (fig. 1).

Fig. 1. — Principe initial du pick-up.

Par définition, le pick-up est ainsi un appareil transformateur d'énergie permettant de transformer les vibrations mécaniques dont est animée la pointe de l'aiguille reproductrice en courants électriques à fréquence musicale correspondante.
Il s'agit là, ainsi, d'un organe de l'ensemble traducteur de sons, et il ne faut pas confondre la signification du mot pick-up avec celle du mot phonographe électrique, pas plus qu'il ne faut confondre la signification du terme T. S. F. avec celle du terme récepteur de T. S. F. !

Nous entendons malheureusement souvent des usagers naïfs se plaindre des défauts de « leur T. S. F. ». De même, des musicomanes vantent les qualités de « leur pick-up » et non de leur phonographe électrique. On ne confond pas cependant le mot diaphragme avec le mot phonographe, et il y a pourtant autant de différence entre un diaphragme et un phonographe mécanique qu'entre un pick-up et un phonographe électrique !

Le pick-up joue ainsi un rôle inverse de celui du haut-parleur. Ce dernier transforme les oscillations électriques musicales provenant d'un amplificateur en vibrations mécaniques d'un diffuseur produisant les ondes sonores, alors que le premier transforme des vibrations mécaniques en courants musicaux.

Le rôle du pick-up se rapproche donc plutôt de celui du microphone, qui, sous l'action des ondes sonores venant frapper sa plaque vibrante transforme les vibrations mécaniques ainsi recueillies en oscillations électriques à fréquence musicale.

Il existe ainsi souvent de nombreuses similitudes, tout au moins de principe, entre les microphones et les pick-up, et même les haut-parleurs. On ignore trop souvent que beaucoup de haut-parleurs sont des appareils réversibles pouvant constituer quelquefois des microphones de fortune. De même, certains pick-up pourraient être combinés avec des diffuseurs, pour constituer des haut-parleurs, si on les faisait traverser, d'une manière inverse, par des oscillations électriques déterminant des vibrations mécaniques.

Quoi qu'il en soit, lorsqu'on parle d'un pick-up, on sous-entend implicitement, qu'il s'agit d'un pick-up électrique, et même d'un pick-up phonographique, généralement destiné essentiellement à la reproduction des enregistrements gravés sur les disques de phonographe.

De même, cependant, qu'il y a de nombreux systèmes de microphones et de haut-parleurs, il y a de nombreux systèmes de pick-up. Le type le plus employé est, on le sait, électro-magnétique mais ce n'est pas le seul et nous allons voir plus loin qu'il y en a d'autres dont l'importance n'est nullement négligeable, et même augmente constamment.

LES PICK-UP NON ELECTRIQUES

Si le pick-up électrique est, en principe, le seul connu et le seul employé des amateurs, on peut cependant imaginer des dispositifs fonctionnant suivant un principe plus spécialement mécanique et acoustique, sans intermédiaire électrique. Ces systèmes ont été utilisés avant l'apparition des modèles actuels, mais ils n'ont pas, pour cela, perdu tout intérêt, et leur principe mérite encore d'être indiqué, car il peut être utile aujourd'hui pour l'établissement de systèmes reproducteurs à très grande puissance.

Dans les diaphragmes reproducteurs ordinaires de phonographes mécaniques, les vibrations mécaniques de l'aiguille font vibrer une plaque métallique ou en mica ; cette dernière agit en comprimant ou en dilatant alternativement l'air contenu dans la capsule acoustique ; il y a formations d'ondes sonores qui sont transmises au bras acoustique, puis au pavillon, mais l'intensité des sons ainsi produits est relativement faible.

Dès avant l'apparition de la lampe à vide, et des amplificateurs à basse fréquence, on a tenté, en particulier pour le cinématographe sonore, d'amplifier les sons recueillis par le diaphragme Le principe adopté à ce moment était celui d'une amplification par l'air comprimé. Le principe avait été indiqué antérieurement par Edison pour la réalisation de son Aérophone, appareil servant à amplifier la voix humaine au moyen de l'air comprimé.

Dans ce dispositif curieux, les ondes sonores faisaient vibrer une membrane reliée à une petite soupape par où arrivait un jet d'air produit par un dispositif assez rudimentaire.

Les diaphragmes à air comprimé comportaient une pointe vibrante reliée, de la même manière à une sorte de soupape disposée sur un orifice par où arrivait l'air comprimé, ou encore de la vapeur.

L'air s'échappait alors par saccades correspondant chacune à une vibration de la soupape, et la quantité d'air libérée variait suivant l'amplitude de la vibration. Cette masse d'air s'échappant par pulsations dans le pavillon acoustique produisait des sons, et il suffisait en principe d'augmenter la pression de l'air pour augmenter en même temps l'intensité des sons produits.

C'est ainsi que dans un modèle pratique à saphir réalisé en Angleterre, le porte-saphir agissait sur une membrane en aluminium, et une colonne d'air modulée s'échappait par saccades (fig. 2).

Fig. 2. — Disposition schématique d'un modèle anglais de pick-up à saphir à air comprimé.

De même, dans certains appareils de cinématographie sonore réalisés dans les débuts de cette invention, les traducteurs utilisés étaient destinés à permettre la reproduction des sons enregistrés sur disque à saphir, et avec amplification obtenue sans l'intermédiaire d'appareils à lampes de T.S.F. Le saphir suivait les sillons du disque et commandait une soupape agissant sur un courant d'air comprimé arrivant par la partie supérieure du système et passant dans une chambre de modulation. Le courant d'air modulé s'échappait par des orifices latéraux et par deux pavillons acoustiques correspondants (fig. 3).

Fig. 3. — Traducteur à air comprimé Gaumont pour disque à saphir.

Des appareils remarquables de ce type et d'une précision mécanique absolue furent établis, en particulier aux Établissements Gaumont, sous la direction de M. G. Laudet. L'aiguille était reliée à une armature oscillante reliée à un certain nombre de palettes verticales et parallèles agissant chacune sur le passage d'un courant d'air comprimé (fig. 4).

Fig. 4. — Pick-up à air comprimé type Laudet à palette à lamelles métalliques.

Malgré l'apparition des systèmes d'amplification à lampes, l'intérêt de ces dispositifs n'a pas complètement disparu, comme nous l'avons noté. Ils attirent l'attention, en particulier, sur la réalisation d'un système d'amplification et de traduction par l'air comprimé, qui seul encore, dans les condition de la technique, permet d'obtenir des auditions d’une puissance très grande.

C'est ainsi que, pour établir des haut-parleurs pouvant être entendus sur mer à une très grande distance, de l'ordre de plusieurs kilomètres, il a fallu encore avoir recours, non pas simplement aux systèmes électriques, mais aussi à l'air comprimé. En effet, le diffuseur ordinaire n'a pas une surface et une amplitude de vibration suffisantes pour agir avec assez d'intensité sur les masses d'air environnantes, de manière à déterminer une agitation correspondante des couches d'air.

LES DIFFERENTS PICK-UP ÉLECTRIQUES

Comme nous l'avons rappelé, il y a de très nombreux modèles de pick-up électriques, de même qu'il y a de très nombreux modèles de microphones et de haut-parleurs. En pratique, on utilise surtout les pick-up électro-magnétiques et piézo-électriques ou encore électro-dynamiques pour des usages spéciaux de précision. Il ne faut pourtant pas négliger le principe des appareils électro-statiques ou à contact, qui n'ont peut-être pas, à l'heure actuelle, un emploi très répandu, mais peuvent présenter cependant des avantages non négligeables dans un avenir plus ou moins prochain.

En dehors de ces systèmes, on peut, bien entendu, en imaginer d'autres qui sont aussi nombreux, en principe, que les types de microphones présentés, étant donné l'analogie des deux catégories de systèmes et, en particulier, les dispositifs photo-électriques.

On peut d'ailleurs, comme pour les microphones, établir entre les différents modèles de pick-up une classification très nette, en séparant d'un côté les modèles réversibles et, d'un autre, ceux qui ne le sont pas.

Tout pick-up comporte, en effet, essentiellement un système traducteur qui transforme les vibrations mécaniques en oscillations électriques correspondantes. Dans les systèmes réversibles, en faisant agir sur ce dispositif traducteur des courants électriques à fréquence musicale, on obtient inversement des vibrations mécaniques qui peuvent être ensuite transmises à un diffuseur de sons pour déterminer la production d'ondes sonores. Le système joue alors le rôle d'un moteur de haut-parleur. Parmi les pick-up réversibles, on place les modèles électro-magnétiques, électro-dynamiques piézo-électriques et électro-statiques.

Dans les modèles non réversibles, le fonctionnement du traducteur en moteur n'est pas possible, et dans cette catégorie, on range, par exemple, les systèmes à contact et photo-électriques.

CHAPITRE II

LES PICK-UP ELECTRO-MAGNETIQUES ET ELECTRO-DYNAMIQUES

Les systèmes de pick-up sont très nombreux. Le dispositif le plus employé, en pratique, est cependant le modèle électro-magnétique.

Ce dernier n'a pas été cependant le premier employé pratiquement. Avant le pick-up électro-magnétique, on utilisait déjà des modèles microphoniques, constitués simplement par une capsule à grenaille de charbon dont la membrane vibrante était reliée au saphir ou à l'aiguille suivant les sillons du disque d'un phonographe.

Des modèles de ce genre équipaient en 1922 les premiers phonographes à reproduction électrique réalisés par les Établissements Gaumont ; à ce moment, d'ailleurs, on ne leur donnait pas le nom de pick-up, mais simplement de traducteurs microphoniques. Nous rappellerons, à ce sujet, que vers 1910, M. Gaumont et ses collaborateurs avaient déjà eu l'idée de remplacer l'enregistrement purement mécanique des disques par un dispositif d'enregistrement électrique.

LES PREMIERS PICK-UP ELECTRO-MAGNETIQUES

L'utilisation pratique des premiers pick-up électro-magnétiques semble dater de 1925 environ. A cette époque, la Compagnie américaine General Electric avait réalisé son fameux Panatrope qui peut constituer en quelque sorte de prototype des dispositifs actuels (fig. 5). Nous noterons cependant l'antériorité curieuse de l'ingénieur américain F. L. Capps, qui est souvent rappelée dans les ouvrages américains.

Fig. 5 et 6 — Le Panatrope. Prototype des pick-up électromagnétiques réalisé en 1925 par la General Electric Cy.

Cet ingénieur aurait présenté le 25 novembre 1890 le brevet d'un appareil dans lequel les Américains voient quelques dispositifs initiaux du pick-up électro-magnétique moderne (fig. 6).

Cet appareil est un simple récepteur téléphonique avec, il est vrai, un système de palette pivotante amortie par du caoutchouc et se déplaçant à l'intérieur d'un bobinage d'électro-aimant. La liaison de la palette avec le diaphragme de l'écouteur est obtenue à l'aide d'un levier.

Il y a peut-être ainsi là la disposition initiale électromécanique du pick-up, mais il ne paraît pas prouvé que l'inventeur ait songé à modifier son appareil à ce moment pour la traduction électrique des sons enregistrés sur la surface des disques phonographiques, en reliant la palette vibrante à une aiguille, ou plutôt à un saphir reproducteur.

M. Dussaud, de Genève, qui a effectué de nombreux travaux sur les pick-up, prétend les avoir employé pratiquement dès avant leur utilisation dans les phonographes électriques Gaumont. C'est là une question d'antériorité qui n'a plus, d'ailleurs, qu'un intérêt restreint.

LE PRINCIPE DU PICK-UP ELECTRO-MAGNETIQUE

Un pick-up électro-magnétique est en principe constitué par un moteur de haut-parleur électro-magnétique qu'on utilise à l'envers, et son fonctionnement est basé sur le principe de la réversibilité des écouteurs téléphoniques indiqué par Graham Bell.

Dans un écouteur téléphonique, ou dans un moteur de haut-parleur électro-magnétique, les courants électriques à fréquence musicale proviennent d'un amplificateur à lampes à vide ou d'un microphone, et mettent en vibration la plaque vibrante du diaphragme de l'écouteur ou la palette du moteur ; on transforme ainsi l'énergie électrique en énergie mécanique.

Par une deuxième transformation de l'énergie mécanique en énergie sonore, le diaphragme de l'écouteur ou le diffuseur du haut-parleur solidaire du moteur provoque la formation d'ondes sonores qui sont perçues par l'auditeur.

Dans le pick-up électro-magnétique, le processus inverse se produit. L'aiguille ou le saphir qui suit les sillons des disques phonographiques transmet ces vibrations mécaniques à une palette vibrante se déplaçant en face des pièces polaires d'un électro-aimant, et provoque ainsi la formation de courants musicaux dans un bobinage, courants amplifiés ensuite par un appareil à lampes à vide (fig. 7).

Fig. 7. — Disposition très schématique du pick-up électro-magnétique sous sa forme initiale.

D'après son principe même, le pick-up électro-magnétique est également un appareil réversible. En appliquant sur sa palette en fer doux des vibrations mécaniques, on détermine, comme nous l'avons montré, la production de courants musicaux qu'on recueille aux bornes de la bobine induite.

Inversement, en appliquant des courants électriques à fréquence musicale sur le bobinage d'un pick-up, on détermine des vibrations mécaniques de la palette et de l'aiguille qui lui est solidaire.

En principe, tout pick-up peut ainsi servir à reproduire les sons enregistrés sur un disque ou un cylindre, mais, de même, à enregistrer sur un disque les sons qui lui sont transmis, après traduction quelconque, sous forme de courants électriques musicaux.

Tout pick-up peut être à la fois, en principe, reproducteur et enregistreur, en remplaçant l'aiguille reproductrice par un burin convenable. En pratique, il y a pourtant évidemment des différences très grandes de qualités électriques et mécaniques présentées par l'appareil, suivant qu'on veut réaliser un système reproducteur ou enregistreur.

FONCTIONNEMENT DU PICK-UP ELECTRO-MAGNETIQUE

On emploie désormais presque exclusivement des disques phonographiques à aiguilles à sillons à variations transversales. Le sillon a une profondeur constante de l'ordre de 0,15 à 0,2 mm., et l'intervalle entre deux sillons voisins est de l'ordre de 0,2 mm.

Considérons, dans ces conditions, le pick-up électro-magnétique dont nous venons d'indiquer le principe. L'aiguille reproductrice suit les sillons du disque. Chacun de ses déplacements donne naissance à une force électro-motrice de fréquence égale à celle de ses déplacements. Si le son musical enregistré sur le disque était dépourvu d'harmoniques, le sillon correspondant serait une simple sinusoïde, et l'intervalle séparant les points où la courbe rencontrerait l'axe du sillon correspondant à une période du son enregistré (fig. 8).

Fig. 8. — « Phonogramme » d'un son pur enregistré, suivant sa fréquence.

Le diamètre des disques actuels ordinaires est de 25 à 30 cm., la circonférence la plus petite, la plus rapprochée du centre correspondant au sillon intérieur a un diamètre de l'ordre de 10 cm., de sorte que le diamètre moyen est de l'ordre de 20 cm. La longueur de la circonférence moyenne est ainsi de l'ordre de 60 cm.

On peut en déduire la vitesse moyenne de déplacement de l'aiguille. La vitesse de rotation des disques est de l'ordre de 78 tours par minute, et, puisque la longueur de la circonférence moyenne est de 60 cm., l'aiguille se déplace dans le sens du sillon avec une vitesse de 60 x 78 cm. par minute ou de : 60 x 78 / 60 = 78 cm. par seconde.

Dans ces conditions, si l'on considère un son très grave fondamental dont la fréquence est de l'ordre de 30 seulement par seconde, la distance correspondant à une période est de l'ordre de 26 cm., et pour un son aigu de l'ordre de 6.000, cette distance ne serait plus que de l'ordre de 0,13 mm. Pour les fréquences très aiguës, on voit ainsi que les courbes deviennent tellement resserrées que la pointe de l'aiguille a peine à en suivre les sinuosités.

L'énergie électrique produite par un pick-up et que l'on recueille aux bornes du bobinage dépend de deux facteurs ; tout d'abord de l'amplitude du déplacement de l'aiguille, c'est-à-dire de l'amplitude du sillon correspondant à l'intensité du son enregistré. La puissance est, d'autre part, proportionnelle au nombre de périodes par seconde, c'est-à-dire à la fréquence.

Pour obtenir avec les sons graves, une puissance égale qu'avec les sons médiums ou aigus, il faut que le sillon présente des amplitudes beaucoup plus accentuées.

Pour les sons aigus, les courbes des sillons phonographiques sont très resserrées, et la pointe de l'aiguille les suit souvent avec peine, la courbure du sillon est du même ordre que la courbure de la pointe. Pour les sons graves, il faut augmenter l'amplitude des courbes, comme nous venons de l'indiquer, pour une reproduction correcte ; cette amplitude ne peut pourtant augmenter au delà d'une certaine limite déterminée par l'espacement des sillons, afin d'éviter que ces derniers, n'empiètent les uns sur les autres.

Lorsqu'il s'agit de reproduire les sons graves et les sont aigus, on se trouve donc en face de deux difficultés d'ordres différents. Ces difficultés d'ordre théorique sont encore augmentées par les imperfections du fonctionnement de l'aiguille qui ne transmet pas toujours intégralement à la palette vibrante les vibrations mécaniques recueillies au fond du sillon.

La tension recueillie aux bornes d'un pick-up électromagnétique et qu'on doit transmettre à l'amplificateur, est ainsi proportionnelle, soit à l'amplitude du déplacement mécanique de la palette, soit à la rapidité de ses déplacements. Dans le modèle électro-magnétique actuel, la tension induite dans le bobinage est proportionnelle à la variation du flux magnétique, et ce dernier varie en correspondance avec la rapidité du mouvement mécanique.

Les disques sont gravés suivant le système à vitesse constante et à amplitude variable. Si l'on pouvait au contraire les graver à amplitude constante et à vitesse variable, il faudrait employer également les dispositifs de pick-up à variation de tension proportionnelle aux déplacements mécaniques, tels que les systèmes électrostatiques.

LES DIFFERENTS MODELES DE PICK-UP ELECTRO-MAGNETIQUES

Le dispositif le plus simple de pick-up électro-magnétique serait constitué comme un récepteur téléphonique inversé, avec une palette en fer doux solidaire de l'aiguille phonographique, et se déplaçant devant les pièces polaires d'un aimant portant les bobinages. C'est sur ce principe qu'étaient réalisés les premiers modèles, et qu'on peut établir des appareils de fortune d'amateurs, dont l'intérêt n'est plus désormais très grand.

Le bobinage peut, d'ailleurs, être embroché sur aimant permanent ou entourer l'armature vibrante.

Ce système, comme l'écouteur téléphonique ordinaire, ou les premiers modèles de moteurs électro-magnétiques de haut-parleurs, présente l'inconvénient d'être dissymétrique. Le champ magnétique varie plus rapidement quand la palette de fer doux se rapproche des pièces polaires que lorsqu'elle s'en éloigne ; il en résulte une dissymétrie dans la forme des courants recueillis et on constate la production d'harmoniques dans les sons finalement reproduits.

Pour supprimer cet inconvénient, on a donc réalisé des pick-up équilibrés, de même qu'on avait monté des moteurs de haut-parleurs magnétiques équilibrés. Ces pick-up équilibrés, désormais presqu'uniquement adoptés, comportent une palette en fer doux munie d'un pivot à son extrémité ou à son centre, et placée entre les pièces polaires de deux aimants ou d'un seul aimant montés en opposition.

Les bobinages dans lesquels se produisent des courants induits et qui sont ensuite transmis à l'amplificateur, entourent l'armature ou sont embrochés sur les pièces polaires.

On voit sur le tableau de la figure 9 les dispositions essentielles que peuvent présenter respectivement la palette vibrante, les pièces polaires, et le bobinage.

Fig. 9. — Disposition d'un pick-up électro-magnétique. A : palette mobile par translation. B : palette pivotant à une extrémité. C : palette pivotant en son centre.

Dans un premier ensemble de dispositifs, d'ailleurs désormais assez peu fréquents, la palette vibrante se déplace par translation par rapport aux pièces polaires.

Dans un système non équilibré, les bobinages peuvent être embrochés sur les pièces polaires ou entourer l'armature vibrante. Dans un deuxième ensemble à quatre pôles, les bobinages sont disposés sur les pièces polaires, ou bien entourent également la palette.

Dans le premier cas, le système pourrait être, en théorie, non équilibré, ce qui est très rare, et les bobinages embrochés autour des pièces polaires, si l'on n'utilise pas un bobinage unique ; la palette oscille autour d'un pivot placé à son extrémité, ou bien encore en son centre.

Dans les dispositifs les plus couramment employés désormais, la palette pivote autour d'un axe, mais ce dernier entourant la palette.

Dans le cas le plus général de palette équilibrée, la disposition des bobinages et des pièces polaires peut être assez diverse. Avec bobinages embrochés sur les pièces polaires, deux dispositions sont possibles, suivant que les polarités de ces pièces sont en regard ou non. Il en est de même avec bobinage entourant la palette, les pièces polaires sont disposées avec polarités en diagonale ou non, c'est-à-dire avec un ou deux aimants permanents.

Enfin, dans le cas d'une palette pivotante avec pivot au centre, le dispositif est toujours évidemment équilibré. Le bobinage induit peut entourer la palette ou bien on peut utiliser quatre pièces polaires sur lesquelles les enroulements sont embrochés.

Suivant que les pièces polaires d'un même côté de la palette ont la même polarité ou non, on utilise deux aimants séparés, ou un seul aimant avec des pièces polaires différentes.

Quelle que soit la disposition adoptée, le fonctionnement électrique du système est toujours relativement simple. Considérons ainsi le dispositif le plus courant à quatre pôles avec armature pivotante autour d'une de ses extrémités, et analysons sommairement son fonctionnement. Quand le dispositif fonctionne, l'aiguille entraîne la palette qui passe d'une disposition oblique N1 à S2, à une autre de S1 à N2. La course est toujours de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, et l'armature ne peut venir buter que sur les pièces polaires, par suite du jeu des amortisseurs (fig. 10).

Fig. 10. — Disposition classique du pick-up électro-magnétique équilibré.

Au repos, la palette occupe la position centrale. Le système est symétrique, la palette n'est parcourue par aucun flux. Si la position de la palette devient oblique, le flux s'écoule plus facilement de N1 vers S2, ou de N2 vers S1.

On a donc, suivant les oscillations de la palette, un renversement du flux, et une variation du champ induit dans la bobine. La grandeur des tensions dépend du mouvement de l'aiguille. C'est, d'ailleurs, ce système de construction qui est généralement utilisé dans la majorité des modèles.

Les détails de construction mécanique et de disposition électrique ont une influence directe évidente sur la sensibilité et la fidélité des systèmes, mais diffèrent évidemment cependant dans d'assez grandes proportions. Nous les étudierons en donnant les détails sur les différents modèles actuels pratiques de pick-up ainsi que sur leurs perfectionnements possibles.

LE PICK-UP ELECTRO-DYNAMIQUE

Les haut-parleurs électro-dynamiques ont complètement remplacé les modèles électro-magnétiques, et, de même, on sait qu'on utilise de plus en plus des microphones électro-dynamiques, dont les qualités de fidélité sont fort appréciées pour l'enregistrement et la transmission des sons.

D'après ce que nous avons indiqué précédemment, et les principes de réversibilité des moteurs électro-dynamiques, transformant les oscillations électriques en vibrations mécaniques destinées à être transmises à un diffuseur de sons, on peut constituer, en principe, un pick-up électro-dynamique d'une manière très simple, et suivant les mêmes procédés que ceux employés pour la réalisation du haut-parleur du même nom.

L'aiguille ou le saphir suivant les sillons du disque est relié à un bobinage très léger qui se déplace verticalement ou horizontalement dans un champ magnétique constant. On obtient ainsi des courants électriques à fréquence musicale qui sont induits dans la bobine, et transmis ensuite à un amplificateur établi de la même manière que dans le cas de la reproduction par pick-up électro-magnétique, en employant simplement un transformateur de liaison étudié en conséquence, en raison de la faible impédance de la bobine mobile.

Ces appareils permettent d'obtenir déjà des reproductions de très haute qualité avec une courbe de réponse pratiquement rectiligne de 50 à 8.000 périodes-seconde et un coefficient de distorsion extrêmement faible.

Au moyen d'un aimant permanent spécial au cobalt, on peut supprimer l'excitation extérieure. Entre les pièces polaires, le système de bobine mobile est muni d'un dispositif d'amortissement très précis permettant d'obtenir une grande indépendance de la fréquence. Le porte-aiguille est disposé à l'intérieur du système de bobine, la masse de la palette et, par conséquent, son inertie, est très réduite, ce qui diminue d'une manière importante l'usure des sillons.

Le poids d'un système de ce genre est de l'ordre de 200 grammes, et on l'utilise généralement avec un contrepoids réglable servant à équilibrer le poids du pick-up. En raison de la faible impédance du bobinage, il est utile, comme nous l'avons montré, d'adopter un transformateur d'entrée, ainsi qu'un volume-contrôle avec filtre déterminé, pour relever l'amplification des fréquences basses, afin d'obtenir une intensité du même ordre que lors de l'enregistrement.

Cet appareil de grande précision sert déjà dans des appareils de reproduction électrique, à haute fidélité, et grâce à l'absence totale de distorsion linéaire et non linéaire, son emploi avec des disques de fréquence permet même de remplacer l'oscillateur musical pour des séries de mesure.

Dans un nouveau système d'enregistrement phonographique adopté jusqu'alors dans des buts assez spéciaux, mais dont l'importance augmentera peut-être par la suite, on a, d'ailleurs, eu recours nécessairement au pick-up magnéto-dynamique pour obtenir une reproduction correcte des sons enregistrés.

C'est, en effet, en cinématographie sonore que les résultats électro-acoustiques les plus satisfaisants ont pu être obtenu jusqu'à présent.

Ces résultats ont été réalisés cependant grâce à l'emploi du procédé d'enregistrement photographique sur films sensibles. On est revenu pourtant aux disques, il y a quelque temps, mais, sous une forme entièrement nouvelle.

En réalité, les dispositifs d'enregistrement employés utilisent le disque, non pour réaliser l'accompagnement sonore de la projection, mais pour un enregistrement initial retraduit ensuite par un procédé photographique ordinaire. Pour que le système puisse être apprécié, il est, d'ailleurs, indispensable que tous les appareils de reproduction sonore amplificateurs et haut-parleurs soient aptes à reproduire les notes aiguës jusqu'à 8 ou 9.000 périodes-seconde.

Le nouveau système d'enregistrement phonographique à variations de profondeur étudié dans les laboratoires de la Western Electric est dit Hill and Dale, ce qui se traduit à peu près par « monts et par vaux ».

Les anciens disques de phonographe étaient à sillons de profondeur variable, au contraire des disques actuels, et la reproduction s'effectuait au moyen d'un saphir et non d'une aiguille. Le nouveau procédé a permis de mettre de nouveau en relief les avantages de l'enregistrement en profondeur, en employant, d'ailleurs, non des disques-épreuves ordinaires en composition en gomme-laque, mais en matière cellulosique à grains très fins, de manière à réduire le bruit de l'aiguille dans des proportions très considérables.

Les sillons phonographiques peuvent être alors très serrés ; leur nombre atteint 60 à 90 par cm., alors qu'il est seulement d'une trentaine pour les disques à aiguille, et la durée d'audition peut donc être doublée.

Grâce à la réduction des bruits de surface, la gamme des fréquences enregistrées peut être étendue jusque vers 10.000 périodes seconde ; avec des disques ordinaires, l'intervalle des volumes sonores est en moyenne de 25 à 30 décibels, par ce nouveau système en profondeur il est porté à 45 ou 50 décibels.

Le système traducteur de son est électro-dynamique. comme nous l'avons indiqué, ce qui constitue la raison principale pour laquelle nous l'avons cité ici. La pression de la pointe de l'aiguille reproductrice reliée à une bobine mobile très légère et qui se meut verticalement dans un champ magnétique constant est très faible. L'usure des sillons est, de ce fait, très réduite, et les mêmes disques peuvent être joués plusieurs milliers de fois sans usure appréciable (fig. 11 et 12).

Fig. 11 et 12 — Pick-up électrodynamique utilisé.
Etendue de la gamme musicale enregistrée et courbe de réponse du système Hill and Dale.

Ce sont là des résultats tant techniques que pratiques qui paraissent particulièrement importants, et sont de nature dans un avenir plus ou moins lointain, d'ailleurs, à promettre au pick-up électro-dynamique une place privilégiée parmi les modèles les plus employés de traducteurs électro-acoustiques.

CHAPITRE III

LES PICK-UP SPECIAUX

Les premiers modèles de pick-up étaient, comme nous l'avons indiqué, des systèmes microphoniques à charbon, mais les résultats obtenus étaient fort imparfaits, ce qui les a fait abandonner au profit des modèles électromagnétiques dès que ces derniers ont fait leur apparition.

En principe, ces modèles de pick-up à contact imparfait peuvent pourtant être perfectionnés, au même titre que les microphones à charbon ; ils présentent, en particulier, l'avantage d'être très sensibles, c'est pourquoi leur étude peut encore présenter un intérêt pratique certain.

On peut donc améliorer, sinon la sensibilité, du moins la fidélité de ces systèmes, et c'est ainsi que dans un modèle récent présenté en Amérique on utilise dans la capsule microphonique, non plus de la poudre ou de la grenaille de charbon, mais des cristaux d'oxyde de cuivre.

En pratique, le dispositif comporte deux pastilles identiques de cristaux d'oxyde de cuivre montés en opposition suivant le procédé push-pull, comme le montre la figure 13. Au point de vue électrique, on peut le comparer à un microphone à charbon à deux pastilles, dont les résistances respectives varient constamment en sens inverse.

Fig. 13. — Coupe d'un pick-up à contact imparfait à oxyde de cuivre.

La tension moyenne du courant nécessaire est de l'ordre de 25 volts, et l'intensité de 1 à 2 milliampères ; la tension utilisée peut atteindre 250 volts.

Avec une tension de 200 volts, et, en montant une seule pastille dans le circuit, on obtient des tensions utilisables de l'ordre de 5 volts ; avec deux pastilles en série, et une tension de 400 volts, les tensions obtenues sont de l'ordre de 20 volts. Enfin, avec un montage push-pull et un transformateur d'entrée à prise médiane, la tension appliquée sur la grille de la première lampe de l'amplificateur peut être de l'ordre de 100 volts, résultat évidemment tout à fait remarquable ! (fig. 14).

Fig. 14. — Les différents montages du pick-up à oxyde de cuivre. A : montage d'une pastille ; B : montage en push-pull ; C : adaptation à un récepteur de T.S.F.

Au point de vue mécanique, la pression exercée par la pointe de l'aiguille sur le fond des sillons phonographiques ne serait plus que de l'ordre d'une trentaine de grammes, d'où un avantage essentiel pour l'augmentation de la durée de service efficace des disques.

LE PICK-UP ELECTROSTATIQUE

De même qu'il existe des haut-parleurs électrostatiques et des microphones électrostatiques, on peut songer à établir, et on a déjà réalisé, des pick-up électrostatiques, bien que ces appareils n'aient encore servi, semble-t-il qu'à des essais de laboratoires.

En principe, un pick-up électrostatique est constitué par un condensateur variable de faible capacité à deux armatures ; l'une de ces armatures est fixe, l'autre est mobile et solidaire de l'aiguille reproductrice (fig. 15).

Fig. 15. — Principe du pick-up électrostatique.

Un appareil de ce genre peut être ainsi constitué par un boitier en aluminium qui renferme une première armature fixe isolée du boitier et une deuxième armature vibrante flexible solidaire du bras porte-aiguille, à laquelle elle est reliée par un levier. Un anneau isolant en matière plastique évite les courts-circuits entre les deux armatures et limite les vibrations de l'armature mobile (fig. 16).

Fig. 16. — Disposition schématique la plus simple d'un pick-up électrostatique pratique.

Au moyen d'une vis de réglage, on peut approcher plus ou moins l'armature fixe de la deuxième armature flexible. La capacité du condensateur varie ainsi suivant les vibrations de l'aiguille ; en principe, les variations de capacité sont proportionnelles en amplitude et en fréquence à celles du sillon phonographique.

Ainsi, le principe du fonctionnement du pick-up électrostatique diffère assez profondément de celui du pick-up électromagnétique. Dans ce dernier appareil, les variations d'induction dans le bobinage, et, par suite, les variations de tension recueillies, dépendent de l'amplitude du déplacement de l'aiguille, et aussi de la vitesse de ces déplacements. Dans le modèle électrostatique, la tension est directement proportionnelle au déplacement mécanique.

Dans les disques actuels, les sons sont enregistrés à vitesse constante, et sous forme de sillons à amplitude variable ; lorsqu'on veut amplifier les variations de tension produites par le pick-up électrostatique, on utilise donc un artifice de montage adopté également lors de l'emploi des microphones électrostatiques.

Aux bornes du pick-up, on connecte une résistance de faible valeur par rapport à la résistance apparente de la capacité considérée, et on recueille les variations de la charge, qui, à son tour, est proportionnelle à la vitesse de déplacement de la plaque mobile. Le pick-up électrostatique peut ainsi être employé également comme un dispositif fonctionnant suivant le principe de la variation de vitesse.

Le pick-up électrostatique, par suite de son principe même, permet bien surtout de traduire les notes graves, et plus difficilement les notes aiguës, si l'on n'emploie pas de système compensateur convenable ; par contre, il est facile de réaliser des modèles électromagnétiques traduisant bien les notes aiguës (fig. 16).

Pour obtenir une traduction très satisfaisante sur toute la gamme musicale pratique, il peut ainsi venir à l'esprit de combiner l'action des modèles électromagnétiques et des modèles électrostatiques, de même qu'on peut employer à la fois des haut-parleurs électrodynamiques et des haut-parleurs piézo-électriques, par exemple.

Dans le même ordre d'idées, des inventeurs ont eu l'idée de réaliser des modèles mixtes, à la fois électromagnétiques et électrostatiques ; un système de ce genre comporte ainsi une armature fixe et une armature extérieure flexible solidaire de l'aiguille (fig. 17).

Fig. 17. — Pick-up mixte électrostatique et électromagnétique.

L'armature fixe est constituée, non plus de la manière habituelle, mais par un électro-aimant en forme d'anneau avec une pièce polaire annulaire extérieure, l'enroulement inducteur est disposé entre les deux pièces polaires.

Les vibrations de l'armature mobile produisent à la fois, de cette manière, des effets électrostatiques et électromagnétiques ; les variations de tension peuvent être utilisées en même temps que les variations de capacité.

On peut employer, à cet effet, différents montages et, en particulier, celui qui est indiqué sur la figure 18.

Fig. 18. — Pick-up électrostatique fonctionnant comme système modulateur dans un amplificateur. Le bobinage L2 est couplé avec le circuit de l'hétérodyne V.

L'armature fixe du pick-up est portée à une tension élevée à l'aide d'un potentiomètre intercalé dans le circuit haute tension de l'amplificateur ; l'armature mobile est reliée à la grille de la lampe d'entrée par l'intermédiaire d'une bobine de choc. Le potentiel de la plaque fixe demeure constant, les vibrations de palette mobile déterminent des variations de tension appliquées à la grille de la lampe.

On fait traverser les bobinages du système électromagnétique par le courant d'une batterie auxiliaire et on transmet les tensions produites par l'intermédiaire d'un transformateur élévateur de tension à la grille de la lampe d'entrée. Un condensateur variable est intercalé dans le secondaire du transformateur, de manière à faire varier la fréquence des oscillations transmises.

En agissant sur le potentiomètre de la partie électrostatique, et sur cette capacité, on peut modifier la tonalité des sons traduits et compenser plus ou moins, s'il y a lieu, les défauts de l'amplificateur et du haut-parleur (fig. 18 et 19).

Fig. 19. — Adaptation du pick-up mixte précédent.

LE PICK-UP PHOTO-ELECTRIQUE

Dans cet appareil curieux, les vibrations de l'aiguille ne servent pas à produire directement les oscillations électriques ; elles déterminent la modulation d'un faisceau lumineux qui vient agir sur la cellule photo-électrique.

On obtient ainsi aux bornes de la cellule un courant musical variable qu'on peut amplifier de la manière ordinaire.

En principe, l'aiguille est ainsi solidaire d'un petit écran qui se déplace devant un faisceau lumineux très fin concentré par une lentille, de sorte que l'intensité et la fréquence de l'éclairement sont proportionnelles aux valeurs correspondantes des sillons inscrits sur le disque.

Tout l'ensemble peut être d'ailleurs contenu dans le bras du pick-up, la lampe d'éclairage étant disposée dans la tête et la cellule dans l'autre extrémité du bras, c'est la solution adoptée, semble-t-il, en Allemagne (fig. 20).

Fig. 20 — Principe du pick-up photoélectique le plus simple.

Dans un modèle anglais plus complexe, l'aiguille agit sur un diaphragme vibrant qui est recouvert d'une couche en argent brillant et joue le rôle de réflecteur. Un faisceau de lumière est concentré sur cette plaque par une ampoule à incandescence et une lentille et la lumière est réfléchie sur un groupe de cellules photo-électriques disposées sur le même plan que l'ampoule (fig. 21).

Fig. 21. — Type, primitif de pick-up photoélectrique anglais.

Fig. 22. — Un modèle de pick-up photoélectrique allemand.

Enfin, dans un appareil américain, la palette vibrante très légère solidaire de l'aiguille, porte un miroir réflecteur. Un faisceau de lumière obtenu au moyen d'une ampoule à incandescence et d'un dispositif optique vient frapper ce petit miroir. Le faisceau réfléchi est ainsi renvoyé sur la chambre d'un diaphragme pratiquée sur la paroi antérieure d'une boîte de lumière renfermant une cellule photo-électrique. L'intensité de la lumière qui agit sur la cellule varie ainsi suivant la position du spot lumineux sur la fente et, par conséquent, suivant les déplacements du miroir solidaire de la palette (fig. 23).

Fig. 23. — Modèle américain à miroir réflecteur.

Un tel dispositif présente, en principe, l'inconvénient de ne produire qu'un courant de faible intensité correspondant évidemment à ceux qu'on obtient dans le lecteur de son des appareils de cinématographie sonore. Il est ainsi indispensable d'utiliser des pré-amplificateurs supplémentaires avant l'amplificateur de puissance, ce qui peut être plus ou moins gênant. Le système offre cependant l'avantage de permettre d'utiliser un système vibrant très léger et, par conséquent, présentant peu d'inertie, pouvant vibrer à une fréquence élevée et aisément de 6.000 à 8.000 périodes-seconde sans vibration propre accentuée ; on évite en même temps une usure rapide des sillons.

Par contre, si le système est complexe, l'avantage essentiel semble être alors la diminution très sensible du bruit de fond grâce, d'une part, à la légèreté de la masse en vibration, à la pression réduite de la pointe sur le fond du sillon et, d'autre part, à l'emploi d'un intermédiaire optique et photo-électrique.

Le problème de la construction de ces appareils est cependant beaucoup plus délicat qu'on peut le croire a priori et il faut évidemment que les vibrations de lumière correspondent exactement aux vibrations sonores à traduire. C'est ainsi que dans des appareils comportant un miroir réfléchissant, la position du miroir par rapport au faisceau doit être réglée avec un grand soin, ce qui rend le dispositif plus ou moins délicat.

L'utilisation des appareils de cette catégorie, malgré leur complexité, of frira pourtant un intérêt de plus en plus grand à mesure, qu'augmenteront les perfectionnements des cellules photo-électriques. On obtient désormais des cellules photoémettrices à gaz et surtout à vide de plus en plus fidèles et sensibles, malgré un prix de vente plus réduit, et peut-être même les perfectionnements des cellules à couche d'arrêt permettront-ils leur utilisation pour la traduction des oscillations à fréquence musicale.

LES PICK-UP PIEZO-ELECTRIQUES ET LEUR PRINCIPE

Le fonctionnement des pick-up et, d'ailleurs, également des microphones piézo-électriques ou à cristaux est basé sur les lois de la piézo-électricité.

La pyro-électricité, c'est-à-dire la propriété d'électrisation de certains cristaux sous l'influence de la chaleur est un phénomène connu de toute antiquité, mais l'électrisation de certains cristaux particuliers, tels que la tourmaline et le quartz sous l'action de la chaleur constitue un phénomène très différent du phénomène analogue constaté normalement sous l'action du frottement. On constate, en effet, l'apparition sur le corps lui-même de charges négatives, comme dans le cas d'une pile électrique ou thermo-électrique, et non simplement le déplacement des charges.

On a pu cependant reconnaître, dès la fin du XIXe siècle, que les phénomènes de pyro-électricité consistaient en réalité en élongations et en contractions des cristaux ; les frères Curie ont pu démontrer, en 1880, les propriétés piézo-électriques du quartz et ont fait connaître en 1883, après Lippmann, d'ailleurs, la réversibilité de ces phénomènes.

La tension et la compression d'un cristal de quartz provoquent son électrisation, et une traction exercée dans une direction convenable a le même effet qu'un échauffement, de même qu'une pression correspond à un refroidissement.

Les corps à l'état de cristaux présentent, d'ailleurs, des propriétés physiques très caractéristiques et notamment au point de vue optique, mais ces propriétés ne sont pas semblables pour tous les cristaux. Elles sont particulièrement remarquables pour la tourmaline et le quartz.

Les cristaux de tourmaline ont la forme de prismes rhomboédriques à 6 ou 9 pans, de couleur variable et même diverse pour le même cristal. Le quartz, de son côté, est un cristal de silice également rhomboédrique dont il existe des variétés nombreuses (fig. 24).

Fig. 24. — Aspect d'un rhomboèdre : c'est un solide dont les 6 faces, en forme de losanges égaux, sont parallèles 2 à 2.

Ces cristaux sont hémiédriques, c'est-à-dire ne sont pas symétriques. Les cristaux de tourmaline ont l'aspect de colonnes prismatiques terminées au sommet et à la base par des faces non symétriques.

Ces différents cristaux peuvent ainsi produire de curieux dégagements d'électricité sous l'action de la pression. Ils présentent, d'ailleurs, des axes électriques déterminés différents de l'axe optique, et suivant lesquels doit s'exercer la pression pour permettre d'obtenir le maximum d'effet.

Sur les faces du cristal, on recueille des quantités d'électricité égales et de signe contraire. Ces quantités d'électricité sont proportionnelles à la surface à la pression et à un certain coefficient variable pour chaque cristal appelé la constante piézo-électrique (fig. 25).

Fig. 25. — Axes optiques et électriques d'un cristal de quartz. Taille d'un cristal piézo-électrique dans le plan de l'axe optique perpendiculairement ou parallèlement à un axe électrique.

Les quantités d'électricité sont très faibles, et elles varient évidemment suivant le choix des cristaux utilisés.

Le phénomène est réversible. Si l'on soumet les cristaux à une charge électrique, ils se déforment, se compriment suivant l'axe électrique et se dilatent dans une direction perpendiculaire. Si l'on applique sur le cristal un courant alternatif à fréquence musicale, il entre en vibrations, et ces vibrations varient en amplitude suivant les charges, et en fréquence suivant la fréquence du courant.

On a ainsi, en principe, un système qui permet de traduire les oscillations mécaniques en oscillations électriques, et inversement les oscillations électriques en vibrations mécaniques. On peut, par ce moyen, réaliser des microphones, des haut-parleurs et enfin des pick-up.

Pour ce dernier usage, il suffit de relier l'aiguille reproductrice au cristal, les vibrations mécaniques déterminent l'apparition de tensions alternatives, de fréquence et d'amplitude correspondantes. On peut les amplifier comme s'il s'agissait de celles qu'on obtient à la suite d'un pick-up électro-magnétique.

LA CONSTRUCTION PRATIQUE DU PICK-UP PIEZO-ELECTRIQUE

Les cristaux qui ont permis d'obtenir jusqu'à présent les :meilleurs résultats pour la construction des appareils piézo-électriques sont constitués au moyen de sel de Seignette ou sel de La Rochelle, composé bien connu de bitartrate double de potassium et de sodium contenant quatre molécules d'eau de cristallisation. On l'obtient, en partant de la crème du tartre et en saturant du bitartrate de potassium par le carbonate de soude cristallisé.

On porte à l'ébullition douze parties d'eau à laquelle on ajoute quatre parties de bitartrate de potassium et trois parties de carbonate de soude. On filtre le mélange, on l'évapore, on laisse refroidir et on obtient de gros cristaux qu'on peut ensuite purifier et laisser sécher.

Ces cristaux, de forme hémiédrique, polarisent la lumière et peuvent être obtenus aisément sous un volume important. Les cristaux de 100 grammes ne sont pas rares et sont faciles à obtenir.

La constante piézo-électrique est mille fois plus grande que celle du quartz, et les propriétés piézo-électriques de ces cristaux sont donc très marquées. On utilise les éléments séchés à l'alcool, puis au four, soumis à un vieillissement de quelque temps et montés enfin entre deux plaques métalliques généralement en aluminium.

On n'utilise pas, d'ailleurs, un seul cristal, mais toujours au moins deux plaques taillées convenablement de façon à établir un élément bimorphe suivant le principe indiqué en 1931 par Sawyer, ce qui permet d'augmenter la sensibilité du système et d'éviter l'influence des variations de température (fig. 26).

Fig. 26. — Etablissement d'un élément bimorphe de traducteur piézo-électrique. A, taille d'une lame de cristal ; B. montage d'une lame ; C. montage d'un élément à deux lames.

Fig. 26 bis. — Principe de la réalisation pratique des pick-up piézo-électriques.

Les plaques de cristal qui sont ainsi destinées à la fabrication des traducteurs piézo-électriques sont taillés dans le plan de section principale perpendiculaire à l'axe électrique avec un angle de 45 degrés par rapport à l'axe optique.

Les éléments bimorphes comportent ainsi deux lamelles de cristal assemblées de telle sorte, comme le montre la figure, qu'un seul des côtés peut vibrer. Lorsqu'on déforme mécaniquement le système sous l'action de l'aiguille reproductrice dont le mandrin est solidaire de l'angle mobile, une différence de potentiel se produit en rapport avec les vibrations mécaniques entre deux électrodes métalliques reliés aux plaques de cristal. On peut recueillir immédiatement ces tensions alternatives aux bornes du pick-up et les appliquer sur la lampe d'entrée de l'amplificateur de puissance (fig. 26).

Le pick-up à cristal est donc de fabrication très simple, en réalité, puisqu'il est composé d'un bloc de deux lamelles de cristal montées de la manière que nous venons d'indiquer et placées dans un bras-support léger. Le mandrin de l'aiguille reproductrice étant simplement solidaire d'un côté du bloc et incliné sur le plan du disque de la manière classique.

Le bloc des cristaux de traduction est de faible dimension, de sorte que la tête du pick-up piézo-électrique est de largeur réduite et ne présente pas le renflement habituel du pick-up électro-magnétique, le bras étant dans le même alignement que la tête.

Au point de vue mécanique, le pick-up piézo-électrique est donc un appareil léger, et l'effort exercé par la pointe de l'aiguille sur les parois du sillon est relativement faible ; le poids appliqué sur l'aiguille n'est que de l'ordre de 75 grammes.

La courbe de réponse d'un pick-up de ce genre paraît très satisfaisante, les irrégularités de résonance sont en particulier peu accentuées. Les vibrations propres de l'équipage mobile sont, en effet, atténuées par l'effet mécanique compensateur de l'élément double entrant en vibration et compensé. Il n'y a pas à se préoccuper d'un autre côté du réglage du système d'amortissement comme dans les modèles électro-magnétiques (fig. 27 et 28).

Fig. 27. — Aspect d'un pick-up « Piézo-Crystal ».

Fig. 28. — Courbe de réponse d'un pick-up piézo-électrique « Piézo-Crystal ».

L'élément double de cristal constitue évidemment, en réalité, un condensateur, et la capacité laisse passage plus ou moins aux courants alternatifs suivant leur fréquence. L'impédance croît ainsi lorsque la fréquence décroît, et la chute de tension obtenue aux bornes s'accroît avec l'impédance.

On se rend compte ainsi sur une courbe de réponse du système que la tension obtenue est plus élevée sur les notes graves que sur les notes aiguës. C'est là un fait favorable lorsque l'enregistrement du disque lui-même est insuffisant sur cette gamme ; dans le cas contraire, il est d'ailleurs possible de faire varier la tonalité à l'aide d'un montage simple qui sera indiqué plus loin.

La courbe de réponse d'un pick-up de ce genre est donc, en général, satisfaisante entre 30 et 5.000 périodes-seconde tout en indiquant une amplification privilégiée pour les notes graves. La tension de sortie approximative est de l'ordre de 2 volts ; le système est donc particulièrement sensible et cette qualité est appréciable puisqu'elle permet d'éviter l'emploi de nombreux étages d'amplification.

L'impédance du système est naturellement très élevée ; elle est de l'ordre de 80.000 ohms à 50 périodes-seconde, ce qui facilite encore son adaptation.

MONTAGE PRATIQUE DU PICK-UP PIEZO-ELECTRIQUE

En raison de l'impédance élevée du système de pick-up, on peut le relier directement à la lampe d'entrée de l'amplificateur de puissance, et, comme il produit directement des tensions alternatives, il n'est pas utile, bien entendu, d'employer des batteries auxiliaires.

Cependant, en réalité, le pick-up forme un condensateur, c'est pourquoi il ne doit jamais être connecté directement à la plaque ou à la cathode du circuit, sans résistance en parallèle. On peut également utiliser un transformateur de liaison de rapport relativement faible (fig. 29).

Fig. 29. — Différents mode d'adaptation du pick-up piézo-électrique à l'amplificateur.

Ainsi que nous l'avons noté, l'amplification est particulièrement importante sur les notes graves, et, s'il y a lieu, lorsqu'on veut éviter une déformation de l'audition on peut atténuer ce phénomène à l'aide d'une résistance variable de 500.000 ohms en parallèle, ce qui permet de modifier en même temps l'intensité et la tonalité de l'audition.

Comme nous l'avons noté également, il est préférable de connecter le pick-up entre la grille et le filament en utilisant une résistance en parallèle au moyen d'un potentiomètre de 500.000 ohms. Si l'on veut cependant diminuer encore plus particulièrement l'intensité des notes graves, il vaut encore mieux employer un potentiomètre de 100.000 ohms seulement.

Dans des cas spéciaux, d'ailleurs, et pour la réalisation, par exemple, de systèmes de diffusion à grande puissance lorsqu'on veut atténuer les fréquences graves inférieures à 1.000 périodes, par exemple, on branche en parallèle sur le pick-up une résistance de l'ordre de 100.000 ohms, mais si l'on désire, au contraire, atténuer les fréquences aiguës, on intercale une résistance de 500.000 ohms en série, comme le montre la figure (fig. 29).

La constitution d'un amplificateur pour pick-up piézo-électrique ne présente donc aucune difficulté et la figure 30 montre ainsi le schéma d'un dispositif simple à quatre lampes américaines permettant l'amplification des courants produits par un microphone ou par un pick-up.

Fig. 30. — Amplificateur disposé pour l'adaptation d'un pick-up ou d'un microphone piézo-électrique.

Le courant du pick-up agit, d'ailleurs, sur le deuxième étage de l'amplificateur équipé avec une lampe du type 56. La liaison est assurée par un transformateur entre le premier et le deuxième étage d'amplification par pick-up et l'étage de sortie du type push-pull est équipé avec des lampes pentodes 2A5. Le système d'alimentation plaque n'est d'ailleurs pas représenté.

Nous indiquons également sur la figure 31 le schéma d'un amplificateur de diffusion particulièrement intéressant. Cet appareil, très complet, est disposé, en effet, pour permettre l'emploi à volonté soit d'un microphone à cristal, soit d'un microphone à charbon et permet aussi d'assurer l'amplification des courants provenant d'un récepteur de T. S. F.

Fig. 31. — Amplificateur pour pick-up à cristal à multiples usages avec étage de sortie "Classe B".

A, microphone piézo-électrique ; B, pick-up piézo-électrique ; C, microphone à contact ; D, pick-up électrique ou amplification des courants de T.S.F.

Il est équipé, comme on le voit, avec des lampes 53 américaines, qui sont des amplificatrices de la classe B avec deux plaques distinctes, filaments chauffés à une tension de 2 volts 5 et un courant de 2 ampères.

Dans les premiers étages, ces lampes sont utilisées comme amplificatrices classe A, et dans les autres comme amplificatrices classe B, la puissance de sortie est de l'ordre de 8 à 10 watts.

CHAPITRE IV

QUALITES ET PERFECTIONNEMENTS DES PICK-UP

Le pick-up, quel que soit son principe de construction, doit être à la fois aussi sensible et aussi fidèle que possible ; il doit, d'autre part, user le moins possible les sillons des disques du phonographe.

Il est important qu'un pick-up soit sensible, car on peut alors obtenir une audition d'intensité suffisante avec le minimum d'amplification. Il est essentiel qu'il soit fidèle, c'est-à-dire permette d'obtenir une reproduction correcte de la gamme des fréquences musicales enregistrées sur le disque avec un intervalle sonore et un contraste assurant le « naturel » et le « brillant » de l'audition, sans distorsion et sans effet anormal d'amplification ou d'affaiblissement sur une gamme particulière.

Il est extrêmement difficile de réaliser des appareils à la fois sensibles et fidèles, et il s'agit là d'un fait commun dans la construction de tous les appareils électro-acoustiques, en particulier des microphones et haut-parleurs.

Il existe donc des modèles de pick-up de grande précision destinés à des usages professionnels, et qui sont peu sensibles. Ces appareils sont adaptés à des amplificateurs puissants, et leur manque de sensibilité est alors peu gênant.

Pour les usages d'amateurs, il n'en est pas de même, il s'agit bien souvent, d'adapter un pick-up aux étages basse fréquence d'un récepteur de T. S. F., et le système de liaison adopté doit être particulièrement simplifié. Les modèles qu'on peut réaliser maintenant dans ce but sont de plus en plus sensibles, et permettent généralement d'obtenir des tensions supérieures au volt. Il a fallu résoudre de nombreux problèmes mécaniques ou électriques pour réaliser avec ces pick-up sensibles des traductions musicales satisfaisantes.

Quelles doivent être, en pratique, les caractéristiques d'un bon pick-up ? On enregistre normalement sur les disques des sons musicaux de fréquences comprises entre 50 et 4.500 périodes seconde. Les résultats obtenus récemment ont permis surtout d'étendre la gamme enregistrée du côté des notes aiguës pour améliorer encore le relief et le naturel de l'audition.

L'amplitude des sons graves et intenses est nécessairement limitée pour éviter un chevauchement des sillons, dont le pas est restreint si l'on veut obtenir une durée d'audition assez longue avec un diamètre de l'ordre de 25 à 30 centimètres, et une vitesse de rotation de 78-80 tours minute.

En raison de l'intervalle minimum que l'on adopte entre deux sillons, les notes graves sont d'autant plus faiblement enregistrées qu'elles sont plus graves. L'écartement des axes de deux sillons voisins est de l'ordre de un quart de millimètre, avec le pas de 4 sillons au millimètre. Les disques de très grande qualité devraient avoir ainsi un sillon intérieur de grand diamètre, mais on diminue de la même manière la durée de reproduction.

Du côté des notes aiguës, les sons aigus sont traduits sur le disque sous forme d'ondulations d'amplitude généralement faible et resserrées. Les talus du sillon correspondant deviennent donc de plus en plus fragiles à mesure que la fréquence augmente ; leur usure est rapide et, d'ailleurs, la plus petite modulation qu'une aiguille puisse reproduire est celle dont la longueur correspond à la moitié du diamètre de sa pointe, Au début de la reproduction, la pointe de l'aiguille est aiguë, et la vitesse linéaire de déplacement du sillon est grande ; la reproduction des notes aiguës peut alors s'effectuer aisément, le diamètre est de l'ordre de un dixième de millimètre, et les fréquences de l'ordre de 8.000 à 10.000 périodes seconde seraient en théorie aisément reproduites.

A mesure qu'on s'approche du centre du disque, la vitesse linéaire de déplacement du sillon diminue, et, par suite de l'usure, le diamètre de la pointe de l'aiguille augmente ; la reproduction des sons aigus devient donc de plus en plus difficile, et la gamme limite descend à 5.000, et même 4.000 périodes seconde.

En pratique, avec le système de disques actuel, il n'est même pas utile, bien souvent, d'essayer d'obtenir des enregistrements ou des reproductions de notes aiguës de fréquences supérieures à 5.000 périodes par secondes. Il est avantageux de réaliser une audition aussi naturelle que possible, mais il ne faut pas que cette audition soit troublée par des bruits parasites. Le bruit de surface, ou bruit d'aiguille, nom assez impropre donné, comme nous le verrons, aux bruits de fond dans les systèmes de reproduction phonographique se compose plus spécialement de sons de fréquence élevée supérieure à 4.000 périodes seconde et son influence est donc d'autant plus marquée et difficile à atténuer que l'appareil reproduit mieux les notes aiguës.

Mais la courbe caractéristique d'un disque de phonographe n'est pas une droite, et, dans ces conditions, le système de reproducteur ne doit pas traduire fidèlement simplement les sons enregistrés, il doit introduire des éléments compensateurs qui ont pour but de s'opposer dans la mesure du possible aux défauts de l'enregistrement initial.

La courbe caractéristique de réponse d'un bon pick-up ne doit donc pas être une droite ; elle doit présenter une partie ascendante sur les notes graves entre 50 et 250 périodes seconde, elle s'infléchit au contraire vers 400 à 500 périodes seconde c'est-à-dire sur la gamme musicale qui constitue la zone optima d'audition pour l'ouïe normale ; elle est à peu près constante ensuite jusque vers 4.000 à 5.000 périodes seconde et s'infléchit ensuite très brusquement au-delà de cette limite, qui constitue encore, en pratique, la gamme extrême qu'on peut reproduire avec le procédé phonographique à disques.

Si un bon pick-up doit donc pouvoir aussi bien reproduire les notes graves que les notes aiguës, il ne doit plus désormais présenter pour la traduction des notes graves des qualités très particulières. Nous disposons de haut-parleurs électrodynamiques qui présentent bien souvent des effets de résonance sur les notes graves, et les enregistrements phonographiques sont déterminés généralement en vue de favoriser plus ou moins cette gamme musicale ; il faut donc également éviter les résonances trop accentuées sur les notes graves, résonances dues, comme nous le verrons, à des défauts mécaniques du système.

LES QUALITES MECANIQUES DU PICK-UP

La pression de l'aiguille reproductrice sur le fond du sillon doit être assez grande pour assurer un contact fidèle avec les courbes enregistrées durant toute la course, et sans risque de sauts possible d'un sillon à l'autre. Il ne faut pas, d'un autre côté, que cette pression soit exagérée, car elle déterminerait l'usure rapide, une destruction immédiate des finesses de l'enregistrement.

La pression sur le fond du sillon dépend du diamètre de la pointe de l'aiguille et du poids de la tête du pick-up solidaire ou non du bras auquel on peut adapter un dispositif de compensation. La pression normale est de l'ordre de 50 à 60 grammes au minimum, ce qui représente, d'ailleurs, en raison du diamètre de la pointe une pression de l'ordre de plusieurs tonnes ; le poids d'un pick-up est souvent de l'ordre de 150 à 200 grammes.

Le bras support présente ainsi désormais une certaine importance ; s'il est muni d'un dispositif compensateur il permet de faire varier la pression finale de l'aiguille ; il permet également, lorsqu'il est bien établi, d'éviter les variations d'orientation du plan de vibration de l'aiguille par rapport au sillon. Enfin, le système de pivotement doit rendre aisé le remplacement de l'aiguille après chaque audition.

Les premiers bras support de pick-up étaient établis simplement comme des bras acoustiques de phonographe, désormais, le bras support fait corps, en quelque sorte, avec le pick-up et la plupart des modèles portent également des systèmes de potentiomètres destinés à faire varier l'intensité d'audition, ou même des dispositifs d'arrêt automatiques (fig. 32 et 33).

Fig. 32. — Un pick-up monté sur bon bras support bien étudié mécaniquement. (Braun.)

Fig. 33. — Courbe commerciale d'un bon pick-up d'amateur.

LES RESONANCES DANS LE PICK-UP

Lorsqu'on étudie les caractéristiques mécaniques et électriques d'un pick-up, et particulièrement d'un modèle électromagnétique, on constate généralement deux effets très nets de résonances distinctes ; l'un se manifeste sur les fréquences graves et l'autre sur les fréquences aiguës.

Le phénomène sur les fréquences aiguës est déterminé essentiellement par les caractéristiques de l'équipage mobile. Le système mobile constitué par la palette, le porte mandrin, et l'aiguille possède toujours une période propre d'oscillation bien définie, d'autant plus marquée que sa masse est plus importante et son amortissement plus réduit. Lorsque la fréquence du son à reproduire correspond à cette fréquence de vibration propre, il se produit ainsi une augmentation d'amplitude très marquée du mouvement de l'aiguille, qui se traduit par des vibrations parasites visibles directement ou même audibles et, en tout cas, par une augmentation de tension correspondante des courants transmis à l'amplificateur (fig. 34).

Fig. 34. — Comment se manifestent schématiquement les résonances sur la courbe de réponse d'un pick-up.

Cet effet de résonance se produit pour des fréquences élevées et détermine une distorsion, une augmentation du bruit d'aiguille.

Pour éviter cet inconvénient, on est amené à réduire le plus possible le poids de l'équipage mobile, et à amortir l'amplitude des vibrations de la palette équilibrée.

Par là même, on diminue les tensions recueillies aux bornes de l'appareil qui devient ainsi moins sensible ; il est donc rare qu'un pick-up très fidèle soit en même temps très sensible, comme nous l'avons fait remarquer plus haut.

Les systèmes d'amortissement sont ainsi d'une importance essentielle ; dans les premiers dispositifs, on employait une plaque ou un tube de caoutchouc exigeant des réglages fréquents, les systèmes élastiques actuels sont plus efficaces et de constantes plus durables.

Un deuxième effet de résonance, cette fois sur les fréquences graves, est dû à la vibration propre, non de l'armature mobile seule, mais de la tête du pick-up toute entière. Ce phénomène peut être dû à l'amortissement trop accentué de l'équipage mobile : les vibrations recueillies par l'aiguille sont transmises ainsi directement à la tête et au bras support. Il se produit une vibration mécanique pour une fréquence de 50 à 150 périodes seconde.

L'amortissement réduit la force électromotrice obtenue, mais la vibration de l'ensemble de la tête détermine finalement un accroissement de cette force électromotrice que l'on décèle sur la courbe caractéristique du système par une pointe plus ou moins marquée sur les notes graves (fig. 34).

Il est extrêmement facile, comme nous le verrons, de déceler les résonances mécaniques d'un pick-up. Il suffit d'utiliser des disques de fréquence à variation continue. En jouant un de ces disques avec le pick-up on détermine immédiatement le moment où la résonance se produit.

L'aiguille peut avoir tendance, lorsque la résonance est accentuée, à quitter le fond des sillons, ce qui peut déterminer l'usure rapide de ces derniers.

Un pick-up qui use beaucoup les disques n'est pas nécessairement un appareil imparfait au point de vue musical. Une traduction intégrale des notes aiguës exige une pression assez forte de la pointe de l'aiguille, et, par suite, une usure plus ou moins rapide des sillons. Par contre, les résonances mécaniques irrégulières ne peuvent avoir que des inconvénients, sans effet compensateur utile.

En particulier, les vibrations sur les notes aiguës augmentent l'importance du bruit d'aiguille, et ne permettent pas de traduire correctement les harmoniques élevées qui donnent aux sons musicaux et à la parole leur naturel et leur timbre caractéristiques.

L'AMELIORATION DU PICK-UP ET L'ATTENUATION DES RESONANCES

Pour atténuer les résonances mécaniques d'un pick-up et en particulier les résonances sur les notes aiguës, il faut amortir les vibrations de l'équipage mobile, et réduire son inertie. De cette manière, l'effet de résonance est considérablement diminué et se produit, en tout cas, sur des fréquences très élevées, souvent même en dehors de la gamme musicale pratique.

Les premiers pick-up étaient construits grossièrement, à la façon des récepteurs téléphoniques ; ils comportaient une armature assez lourde, et non compensée, attirée au repos par l'électro-aimant. Tous les modèles actuels sont équilibrés ce qui constitue un avantage mécanique et électrique.

L'idéal serait sans doute de supprimer presque complètement la masse de la palette et du mandrin, sinon de l'aiguille.

Un inventeur français, M. Varret, avait ainsi proposé de supprimer complètement l'armature vibrante, et d'utiliser uniquement une aiguille reproductrice en l'enchâssant dans un morceau de caoutchouc souple (fig. 35).

Fig. 35. — Modèle de pick-up sans palette mobile à aiguille formant palette proposé par M. Varret ; détail des pièces polaires.

L'aiguille n'entraîne alors aucune pièce annexe, et ne produit plus de réaction sur le corps du pick-up ; les efforts d'entraînement sont réduits dans le rapport de 1 à 20, le bruit d'aiguille est diminué, les timbres sont mieux rendus, la pression de l'aiguille sur le disque réduite à une dizaine de grammes.

Par contre, la force électro-motrice n'est que de l'ordre de un dixième de volt ; il faut employer une lampe amplificatrice supplémentaire, et empêcher les inductions parasites particulièrement nuisibles en raison de la faiblesse de la tension recueillie.

En fait, on peut réaliser aujourd'hui des pick-up très sensibles et relativement satisfaisants ; c'est ainsi qu'un modèle récent permet d'obtenir une tension de 6 volts à 50 périodes, de 4,8 volts à 150 périodes, de 6 volts à 3.500 périodes et 2 volts 5 à 5.000 périodes.

Il existe, en fait, d'autre part, des pick-up électromagnétiques fidèles permettant la reproduction d'une zone de fréquences étendues jusqu'au delà de 5.000 périodes seconde et présentant une résonance sur les notes aiguës en dehors de la gamme phonographique ; ce sont, par contre, des appareils peu sensibles.

Avec un pick-up qui ne présente aucun phénomène de résonance, une reproduction exempte de bruit de fond est possible, même dans les fréquences élevées, et sans l'aide de filtre. La résonance mécanique dans les notes graves est liée à une production d'harmoniques, c'est-à-dire que la reproduction des sons dont les harmoniques se trouvent dans le voisinage des résonances est accompagnée de fortes distorsions.

Pour obtenir une reproduction fidèle et compenser la chute de la courbe d'enregistrement au-dessous de 250 périodes par un relèvement correspondant de la courbe de reproduction, on peut employer un filtre d'entrée uniquement à selfs et à résistance, ou résistance et capacité.

Dans les modèles à haute fidélité, on réduit l'inertie par une forme spéciale de la palette, ainsi que de la vis de serrage de l'aiguille ; on évite la résonance de l'équipage mobile en faisant effectuer à la palette un travail autour de l'axe de rotation au moyen d'un croisillon pivotant entre quatre secteurs de caoutchouc (fig. 36).

Fig. 36. — Disposition d'un pick-up électro-magnétique à haute fidélité. Construction générale et forme de l'équipage mobile. (Type Reisz.)

Ce système permet le centrage de la palette dans l'entrefer, et peut être établi à sa valeur exacte au moyen d'une entretoise maintenant l'écartement des pièces polaires.

Dans des modèles anglais, on n'a pas songé à réduire la surface de la palette, afin d'éviter d'atténuer la sensibilité. On lui a donné une section massive au centre, et amincie aux extrémités, ressemblant plus ou moins à un losange, de manière à réduire finalement la masse. Le mandrin porte-aiguilles est fixé au centre, et le levier de l'aiguille a une longueur réduite ; il n'est plus nécessaire ainsi de prévoir un amortissement accentué, ce qui évite l'apparition de résonance de la tête du pick-up sur les notes graves (fig. 37).

Fig. 37. — Pick-up anglais à haute-fidélité avec palette à section en forme de losange.

La fréquence de la vibration propre sur les notes élevées peut être renvoyée ainsi au delà de 5.000 périodes seconde et la résonance sur les notes graves est atténuée.

CHAPITRE V

ETUDE ET CHOIX D'UN PICK-UP

Le grand avantage que l'on doit obtenir avec la reproduction électrique des disques consiste, non seulement à réaliser une audition d'intensité aussi grande qu'on le veut, mais surtout une audition de meilleure qualité.

Il ne faut pas cependant être trop ambitieux puisque l'enregistrement des disques lui-même ne peut être parfait, pour des raisons acoustiques et mécaniques que nous ne pouvons étudier encore une fois ici. Rappelons seulement qu'il existe une limite vite atteinte pour les fréquences graves et pour les fréquences aiguës. Les notes graves et intenses sont représentées par des courbes peu resserrées et de grande amplitude. Il est impossible que cette amplitude dépasse l'intervalle qui sépare deux sillons consécutifs et qu'on ne peut augmenter sous peine de réduire la durée de l'audition obtenue avec une face du disque.

L'intervalle qui sépare deux sillons voisins n'est ainsi que de 25/100 de millimètre pour un disque à aiguille.

De même, les sons aigus sont représentés par des courbes très resserrées et généralement de faible amplitude, par des sortes de « talus » qui garnissent le fond du sillon. La reproduction, et même l'enregistrement de ces tonalités aiguës, est ainsi limitée par la vitesse linéaire de déplacement du sillon qui ne peut être trop grande sous peine de réduire encore la durée d'audition pour une face. Cette vitesse est, d'ailleurs, beaucoup plus faible pour les sillons inférieurs que pour les sillons extérieurs de plus grand diamètre, avec les systèmes actuels à vitesse angulaire constante. La reproduction de sons aigus est généralement limitée par le diamètre de la pointe de l'aiguille reproductrice qui varie suivant son usure (c'est-à-dire la durée de l'audition).

En fait, la courbe schématique d'un disque à aiguille se rapproche plus ou moins de la courbe schématique indiquée sur la figure 38. Au-dessous de 150 périodes-seconde environ les notes graves sont à peu près inexistantes. Un maximum plus ou moins net apparait vers la fréquence 1000 périodes-seconde, et, à partir de 4.000 à 5.000 périodes au maximum les notes aiguës sont tout à fait décroissantes.

Fig. 38. — Les courbes caractéristiques schématiques des différentes parties d'un phonographe électrique.

Les ingénieurs enregistreurs font tout leurs efforts pour remédier à cet état de chose, et augmentent artificiellement l'intensité des notes graves, en vue surtout, d'ailleurs, d'éviter les défauts de la reproduction mécanique.

La reproduction électro-mécanique au moyen d'un pick-up peut-être effectuée de manière non seulement à être aussi fidèle que possible, et encore à s'opposer aux défauts provenant de l'enregistrement des disques eux-mêmes. Il suffit, à cet effet, d'étudier les différentes caractéristiques des organes constituant le phonographe électrique : pick-up, amplificateur, et haut-parleur. L'ensemble reproducteur considéré doit assurer une reproduction fidèle des fréquences musicales enregistrées, en atténuant les défauts du disque à reproduire.

LA COURBE CARACTERISTIQUE DU PICK-UP DE QUALITE

La courbe de la plupart des amplificateurs de puissance montre une faiblesse de l'amplification en général au delà de 3.000 périodes-seconde ; au contraire, l'amplification des notes graves est généralement satisfaisante, et l'ensemble de l'amplificateur relié à un haut-parleur électro-dynamique peut même déterminer une amplification exagérée des fréquences musicales très basses (fig. 38 et 39).

Fig. 39. — Forme schématique de la courbe d'un bon système reproducteur électrique.

Dans ces conditions, le pick-up doit présenter une courbe caractéristique et des qualités, en quelque sorte, compensatrices, pour que l'ensemble complet de reproduction permette une reproduction satisfaisante de la gamme des fréquences musicales, même au-delà de 4.000 périodes-seconde, à condition, bien entendu, que le modèle de haut-parleur employé soit également capable de reproduire les fréquences élevées !

La courbe idéale d'un excellent pick-up n'est donc pas une droite. Elle doit, en général, présenter une pointe de résonance pour les fréquences inférieures à 250 périodes-seconde, et une pointe semblable pour les fréquences supérieures à 3.000 périodes-seconde.

En fait, on trouve maintenant un grand nombre de modèles qui ont des caractéristiques se rapprochant de cette forme idéale. Souvent, malheureusement également, la pointe de résonance se produit sur une zone de fréquence trop élevée, et les notes au delà de 3.500 périodes sont, au contraire, sacrifiées (fig. 40 et 41).

Fig. 40. — Courbe caractéristique d'un modèle commercial de pick-up sensible.

Fig. 41. — Pick-up à faible impédance présentant une résonance très accentuée sur la fréquence 3.400 périodes seconde.

Dans les disques récents, au contraire de ce qu'on constatait autrefois, les fréquences graves sont plutôt favorisées, et cette caractéristique a été établie pour renforcer la reproduction des notes graves dans les appareils à reproduction acoustique ordinaire, comme nous l'avons noté précédemment (fig. 38 en pointillé).

On obtient ce résultat en rapprochant le microphone des instruments de musique produisant les notes graves, en augmentant la proportion de ces instruments dans l'orchestre, en adoptant des instruments de musique spéciaux, ou encore, en réglant spécialement l'amplificateur d'enregistrement.

Ainsi, il faut désormais, lorsqu'on utilise des disques récents, se garder d'utiliser un système reproducteur amplifiant de manière trop spéciale ces notes graves.

La caractéristique d'un système reproducteur électrique moderne devra être à courbe montante, et reproduire encore plus aisément les notes aiguës que les notes graves.

Ce qu'il faut essentiellement, c'est que la courbe d'un pick-up ne présente pas de pointes, des irrégularités très marquées qui ne peuvent avoir aucun effet utile et détermineraient seulement des troubles d'audition, et des distorsions préjudiciables à la qualité de l'audition.

On atténue ces irrégularités, d'une part par la construction mécanique du système, comme nous l'avons déjà indiqué, d'autre part, en utilisant un système d'amortissement bien étudié. Mais ce système d'amortissement peut également déterminer des variations importantes de toutes les qualités électro-acoustiques de l'appareil, et, en particulier, des pointes de résonance caractéristiques sur les notes graves (fig. 42 et 43).

Fig. 42. — L'amortissement permet d'atténuer, sinon de supprimer, les résonances (trait plein).

Fig. 43. — Courbe commerciale d'un bon modèle d'amateurs.

On a réalisé de grands progrès en ce qui concerne l'établissement d'amortissement de la palette vibrante des pick-up électro-magnétiques, et des équipages mobiles en général. Les dispositifs à blocs de caoutchouc nécessitant des réglages continuels ont été supprimés ou modifiés. Les systèmes d'amortissement à huile sont sans doute les meilleurs ; ils sont malheureusement délicats à réaliser, et ne sont donc employés que sur les modèles assez coûteux.

COMMENT ETUDIER UN PICK-UP

Pour savoir si un pick-up, et spécialement un modèle électro-magnétique, peut donner de bons résultats, il ne suffit pas de déterminer ses qualités électriques, qui sont pourtant les plus essentielles, mais également ses qualités mécaniques.

L'étude d'un pick-up comprendra donc deux séries d'opérations distinctes ; tout d'abord, une étude mécanique, puis une étude électrique.

L'ETUDE MECANIQUE D'UN PICK-UP

Au point de vue mécanique, la pression de la pointe de l'aiguille sur le fond d'un sillon doit être assez grande pour assurer un contact fidèle de cette pointe, pendant toute sa course, et sans risques de « sauts » d'un sillon à l'autre ; elle ne doit pas être exagérée non plus, car elle déterminerait une usure rapide des sillons.

La « tête » ne doit pas être trop légère ; elle doit même présenter une certaine masse pour ne pas déterminer des vibrations parasites. Un bon pick-up comporte actuellement un dispositif compensateur monté dans le bras support et généralement à ressort, de manière à amener la pression de la pointe exactement à la valeur voulue. Le poids minimum est de l'ordre de 120 à 150 grammes.

En principe, avec un pick-up ordinaire, l'orientation du plan de vibration de l'aiguille par rapport à la tangente au sillon varie suivant la rotation du bras pivotant. Il y a donc intérêt à avoir un pick-up avec tête à orientation fixée tangentiellement sur le bras. Nous reviendrons plus loin sur ce problème.

Ce qui est encore plus important, c'est la façon dont sont réalisés les pivots de la palette et l'amortissement de cette dernière. C'est de la fixation de ces pivots que dépendent les résonances propres, et les bruits d'aiguille. Un amortissement trop intense évite les résonances mais augmente l'effort mécanique de l'aiguille, et, par conséquent, l'usure des sillons.

Le centrage de la palette et son amortissement ne doivent pas nécessiter de réglages fréquents. Au point de vue pratique, le remplacement de l'aiguille doit être facile et rapide pour l'usager, avec un système de pivotement de la tête, un dispositif de serrage de l'aiguille à vis ou à levier dans le mandrin.

Pour étudier un pick-up, il faut d'abord examiner son poids et la pression de l'aiguille, ce qui est très facile. On détermine aussi ses qualités pratiques, la position de la tête sur le support, la facilité de remplacement de l'aiguille, le montage du pivot, du bras, etc...

Il faut surtout déterminer la valeur de l'amortissement de la palette.

On étudiera donc ce qu'on appelle la raideur de l'armature. Un amortissement élevé permet de diminuer les irrégularités, et les résonances, d'obtenir un rendement moyen plus régulier sur une gamme musicale plus étendue ; par contre, un amortissement trop élevé diminue la valeur de la tension obtenue aux bornes c'est-à-dire, la sensibilité, interdit la reproduction des notes aiguës et détermine une usure exagérée des sillons.

L'étude de la raideur, de la rigidité mécanique de l'appareil, est effectuée d'une manière très simple en disposant dans le mandrin du pick-up, au lieu de l'aiguille de reproduction ordinaire, une aiguille à tricoter d'une longueur de l'ordre de 18 cm. En face de l'extrémité de la pointe de cette aiguille, on place une échelle verticale graduée en demi-millimètres portée par un support quelconque en T (fig. 44).

Fig. 44. — Disposition schématique d'un appareil simple, permettant d'étudier les caractéristiques mécaniques d'un pick-up.

A 15 millim. environ du pivot de la palette, c'est-à-dire à la distance correspondant normalement à la pointe de l'aiguille, on suspend un petit plateau de balance. L'étude consiste à placer des poids dans le plateau et à déterminer quelle est la valeur nécessaire pour obtenir une déviation de l'ordre de 1/2 à 1 millim. On trouve normalement une valeur de 100 à 150 grammes, mais c'est uniquement avec des appareils spéciaux très sensibles qu'on peut abaisser cette caractéristique vers 50 grammes.

Les caractéristiques mécaniques du fonctionnement du pick-up dépendent évidemment de l'aiguille utilisée, et nous donnerons des indications à ce sujet dans le chapitre suivant.

ETUDE DES RESONANCES

On constate généralement dans les pick-up, comme nous l'avons indiqué précédemment, deux effets de résonances bien distincts, l'un sur les fréquences graves, l'autre sur les fréquences aiguës. La résonance dans les fréquences graves est due généralement à la vibration de la tête du pick-up tout entier ; la cause initiale est, en général, un amortissement excessif de la palette. L'ensemble du pick-up et du bras support résonne mécaniquement pour des vibrations de l'ordre de 50 à 150 périodes-seconde par exemple.

L'amortissement élevé réduit la sensibilité du système, mais la résonance de tout l'ensemble de l'appareil produit un accroissement important de la force électro-motrice recueillie. On constate donc une partie ascendante très nette sur la courbe caractéristique.

La résonance sur les notes aiguës est produite par les vibrations propres de la palette vibrante. Pour rejeter cette résonance au-delà de la gamme phonographique, on réduit l'inertie de l'équipage mobile constituée par l'aiguille, l'armature vibrante, et le mandrin porte-aiguille.

On peut étudier les vibrations mécaniques d'un pick-up de deux manières différentes, soit d'une manière mécanique et acoustique directe, soit d'une manière électrique.

Dans les deux cas, on emploie un disque de fréquence, constitué, comme nous allons le voir, par un disque phonographique sur lequel on a gravé les sons simples compris dans toute la gamme utile. On reproduit ces différents sons simples, et on note le moment où l'on constate les vibrations les plus accentuées.

Dans certains appareils, les vibrations sont tellement intenses que l'aiguille quitte le fond du sillon et le pick-up se déplace transversalement sur le disque.

Au moyen de ces mêmes disques de fréquence, on peut réaliser également, une étude électrique complète permettant d'établir les courbes caractéristiques de réponse du système. Sur ces courbes, on voit nettement apparaître les pointes de résonance dans les notes graves et dans les notes aiguës, et ce mode de détermination est beaucoup plus précis.

L'ETUDE ELECTRO-ACOUSTIQUE D'UN PICK-UP

Au point de vue électrique, il y a, en général, intérêt à ce que le pick-up produise des tensions suffisantes pour permettre la liaison directe à la grille de la lampe d'entrée de l'amplificateur sans nécessiter l'emploi d'un transformateur élévateur de tension. En fait, on trouve normalement aujourd'hui dans le commerce des pick-up d'amateurs électromagnétiques produisant des tensions supérieures à un volt ou même à 1,5 volts sur toute la gamme d'utilisation.

En principe, la courbe de réponse du pick-up doit s'étendre jusqu'à 4.000 périodes-seconde au minimum ; mais il faut aussi prendre garde à l'inconvénient que peut constituer l'apparition du bruit de surface, généralement localisé sur les fréquences aiguës ; on n'a donc pas très grand intérêt, dans les dispositifs courants, à avoir des pick-up reproduisant trop bien les notes aiguës, et les résonances trop accentuées sur cette gamme doivent être évitées.

Nous venons, d'ailleurs, de signaler plus haut la forme que doit présenter la courbe caractéristique d'un bon pick-up ; l'analyse électrique proprement dite et spécialement l'établissement de la courbe caractéristique de réponse peut renseigner déjà avec une précision suffisante sur les défauts et les qualités de l'appareil qu'on veut utiliser.

Il est impossible, d'ailleurs, d'amplifier toutes les notes aiguës et graves ; établir la courbe de réponse consiste donc simplement à déterminer la puissance avec laquelle chaque note de la gamme restreinte utile est reproduite pour se rendre compte des qualités réelles de l'appareil.

UN PREMIER MOYEN D'ETUDE ELEMENTAIRE

Le moyen le plus élémentaire qu'on puisse adopter pour étudier un pick-up consiste à faire, en quelque sorte, son essai très grossier « au son ». On relie le pick-up à l'amplificateur, ou même directement à un casque téléphonique, et on juge « à l'oreille » de la qualité des sons reproduits.

Pour que cette méthode d'estimation puisse présenter une valeur quelconque, si faible soit-elle, il faudrait, en tout cas, non pas se contenter de jouer un seul disque, mais des enregistrements de natures différentes, parole, voix de soprano, voix de basse, solo de violon, solo de piano, musique d'orgue, disque d'orchestre, etc.

En réalité, on peut trouver désormais des disques spéciaux ,sur lesquels sont enregistrés tout un ensemble de sons musicaux de ce genre ; on pourra donc avoir recours à un disque de ce genre pour effectuer cette étude rapide (Ultraphone, par exemple).

Mais l'oreille est un instrument très imparfait, et les difficultés d'appréciation sont très grandes, de sorte qu'un tel examen n'a pas grande valeur.

Ce qu'il s'agit de déterminer, d'ailleurs, ce sont les qualités réellement pratiques du pick-up dans les conditions normales d'utilisation, pour l'adapter dans les meilleures conditions à un amplificateur de caractéristiques données, ou même pour pouvoir modifier la tonalité d'un amplificateur, afin d'améliorer le résultat final ; l'écoute directe obtenue avec un appareil d'amplification déterminée, et même sans amplification, ne peut donc avoir d'intérêt que pour l'usager lui-même qui veut adapter son pick-up à une installation bien déterminée ; elle n'a pas de valeur, en général, pour le technicien.

On peut déjà obtenir des résultats plus sérieux en employant un amplificateur et un haut-parleur déjà étudiés avec un pick-up étalon de bonne qualité musicale, et, surtout, en jouant au moyen du pick-up qu'on veut étudier des disques de fréquence.

LES DISQUES DE FREQUENCE ET LEURS EMPLOIS

Pour étudier rationnellement un pick-up, on reproduit une gamme de sons simples aussi étendue que possible de différentes fréquences musicales, et, pour chacun de ces sons simples, on mesure les tensions obtenues aux bornes en employant une aiguille de reproduction déterminée.

Le premier organe indispensable pour l'étude d'un pick-up, comme, d'ailleurs, pour l'examen d'un grand nombre d'appareils électro-acoustique est un disque de fréquence, sur lequel sont enregistrés des sons purs de fréquences diverses choisis sur la gamme musicale.

Avec ces disques, on peut également étudier les phonographes à reproduction mécanique, constituer des systèmes producteurs de sons musicaux simples, établir des audiomètres simplifiés pour l'étude de l'ouïe etc.

On trouve désormais chez la plupart des éditeurs de disques des séries de disques de fréquences.

C'est ainsi que la série Gramophone, par exemple, comporte 15 disques de 30 cm. de diamètre avec des enregistrements couvrant 8 octaves 1/2. On peut ainsi obtenir des reproductions d'une durée de 50 secondes sur 100 fréquences différentes, la fréquence la plus élevée étant de 8.460 périodes-seconde et la fréquence la plus basse de 25,5 périodes-seconde.

Les oscillogrammes ont une forme sinusoïdale, et la vitesse de rotation du plateau porte-disques doit être réglée exactement à 78 tours par minute. On obtient une énergie alternative constante au delà de 250 périodes-seconde, et des tables donnent, d'ailleurs, des indications exactes sur la quantité d'énergie en unités de transmission par rapport aux sons produits pour une fréquence de 933 périodes-seconde.

Les enregistrements comportent des fréquences espacées par des intervalles toniques d'amplitude variable, et correspondant à l'emploi des diapasons électriques en acoustique.

La série Polydor est formée de disques avec enregistrement de fréquence séparés par des intervalles métriques d'amplitude à peu près constante pour chaque série de fréquence. Chaque face supporte des enregistrements de fréquence uniformément variés, de manière à ce qu'on puisse déceler rapidement des irrégularités de reproduction.

Enfin, un disque simplifié Ultraphone contient sur une face les enregistrements de fréquence modulés de 1.000, 1.500, 2.000, 2.500, 3.000, 4.000, 5.000, 6.000 périodes-seconde ; sur l'autre face, on trouve des enregistrements de fréquence 60, 80, 100, 150, 200, 300, 400, et 800 périodes-seconde. Avec ce disque seul, on peut déjà effectuer une étude rapide, mais relativement complète.

Ces disques de fréquence se prêtent à de multiples applications, ils permettent d'étudier les qualités acoustiques d'un diaphragme ordinaire ; on peut se rendre compte ainsi qu'un phonographe mécanique ne permet pas de reproduire les notes graves, ni les notes très aiguës.

Comme nous l'avons noté plus haut, le disque de fréquence permet également de déceler les résonances mécaniques irrégulières du pick-up, tant sur les notes aiguës, que sur les notes graves.

Les disques de fréquence peuvent aussi permettre de se rendre compte des modifications apportées à la tonalité de la reproduction sonore par les différents types d'aiguilles qu'on peut utiliser.

UNE PREMIERE METHODE D'ETUDE SIMPLIFIEE AVEC DES DISQUES DE FREQUENCE

Si l'on possède des disques de fréquence, un amplificateur, un haut-parleur de caractéristiques connues, et un premier pick-up servant d'étalon, on peut comparer très rapidement des modèles différents de pick-up à ce premier étalon, et en tirer des déductions ayant tout au moins une valeur relative.

Supposons, en effet, qu'avec un disque de fréquence et l'ensemble de reproduction phonographique utilisé on ait réussi à obtenir une audition suffisante des notes graves à partir de 1 00 ou 150 périodes-seconde et des notes aiguës jusqu'à 4.000 périodes-seconde.

Puis, nous remplaçons le pick-up étalon par le modèle à étudier, en ayant soin évidemment d'effectuer une adaptation convenable à la première lampe de l'amplificateur, suivant l'impédance de son enroulement, s'il s'agit d'un modèle électro-magnétique également, ou suivant son principe, s'il s'agit d'un autre appareil.

Si nous n'obtenons pas alors une reproduction convenable des notes graves en dessous de 250 périodes-seconde, ni des sons aigus au delà de 3.500 périodes-seconde, nous pouvons en déduire que le pick-up essayé est de qualité inférieure au pick-up étalon.

LA METHODE RATIONNELLE D'ETUDE

La seule méthode rationnelle consiste à établir plus ou moins grossièrement la courbe tracée en prenant comme variables les fréquences acoustiques des différents sons enregistrés sur un disque de fréquence, et en notant les tensions correspondantes recueillies aux bornes du pick-up pour chacun des essais effectués.

Suivant la méthode générale, on note, d'abord, sur la ligne horizontale des abscisses les fréquences acoustiques, c'est-à-dire le nombre de périodes par seconde des différents sons enregistrés sur le disque de fréquence enregistré.

En ordonnées, on pointe les tensions des courants oscillants produits. Si, pour la fréquence 1.000, par exemple, on mesure une tension de 0,2 volts, on obtient un premier point ; pour la fréquence 1 00, on mesurera une tension de 0,4 volts, et on obtiendra un autre point ; pour une fréquence 4.000, la tension correspondante sera de 0,8 volts ; on aura encore un point, et ainsi de suite (fig. 45).

Fig. 45. — Détermination des différents points de la courbe de réponse.

On obtient finalement différents points qu'on réunit par une courbe caractéristique. Celle-ci nous montrera comment le pick-up produit les différentes tensions en fonction de la fréquence musicale des vibrations qui agissent sur sa palette.

Suivant la précision du résultat qu'on veut obtenir, on fera des essais sur une gamme plus ou moins étendue, et avec un nombre de points plus ou moins grand.

Dans tous les cas, pour déterminer la courbe, il suffit de mesurer les tensions des courants alternatifs recueillis aux bornes du pick-up lorsqu'on fait suivre les sillons du disque de fréquences par la pointe d'une aiguille reproductrice.

Pour pouvoir effectuer la mesure de ces tensions des courants à fréquence musicale, il suffit, en principe, de redresser le courant alternatif produit, afin de l'appliquer sur le galvanomètre de repère ; on emploie dans ce but un dispositif simple qu'on appelle un voltmètre à lampe.

Le système employé doit être indépendant de la fréquence, et assez sensible pour pouvoir mesurer des tensions de l'ordre d'une fraction de volt, il faut, de plus, que l'appareil n'ait pas une résistance interne trop faible pour ne pas déterminer de chute de tension dans l'appareil étudié.

En théorie, on pourrait utiliser n'importe quel système redresseur en série avec un galvanomètre sensible, mais aucun résultat précis ne peut être obtenu sans l'emploi du système à lampe à vide détectrice.

L'EMPLOI D'UN VOLTMETRE A LAMPE POUR L'ETUDE D'UN PICK-UP

Le principe du voltmètre à lampe est bien connu. Si l'on considère la courbe caractéristique de plaque d'une lampe de T.S.F. et si, l'on applique sur la grille de cette lampe des oscillations alternatives égales et de sens contraire, le point de fonctionnement se déplace sur la courbe de part et d'autre de la position moyenne primitive, le courant plaque oscille alors entre deux maximum et minimum dissymétriques, et le courant moyen est plus grand que le courant normal en l'absence d'oscillations (fig. 46).

Fig. 46. — Augmentation du courant de plaque moyen dans un détecteur à lampe, par utilisation de la courbure de la caractéristique de plaque lorsqu'on fait agir des oscillations sur la grille. Le point figuratif P sur la courbe se déplace entre A et B.

Si l'on applique ainsi sur la grille des oscillations alternatives déterminées, on obtient une augmentation déterminée du courant moyen de plaque. Cette augmentation peut être indiquée au moyen d'un milliampéremètre, ou plutôt d'un microampéremètre, intercalé dans le circuit de plaque. Après étalonnage, cet appareil peut donc indiquer la tension alternative incidente.

Si l'on examine la courbe d'étalonnage d'un appareil, de ce genre, on constate que les déviations de l'appareil de mesure ne sont pas proportionnelles aux tensions dans tous les cas, et sont moins accentuées au début de la courbe, c'est-à-dire pour les tensions faibles. Un détecteur à lampe par utilisation de la courbure de la caractéristique de plaque permet donc assez mal de déceler les tensions faibles.

Une lampe détectrice par courbure de la caractéristique de grille peut, au contraire, en principe, être employée comme voltmètre à lampe et spécialement pour la comparaison des tensions faibles, mais le phénomène se produit dans l'autres conditions.

Lorsqu'on applique des oscillations sur la grille, le courant moyen de grille augmente par suite de la chute de tension dans la résistance de grille, la tension de grille baisse, d'où une diminution du courant plaque contrôlée aussi avec un milliampèremètre ou un microampèremètre.

On ne constate plus une augmentation, mais une diminution du courant de plaque ; la courbe d'étalonnage d'un tel système s'abaisse d'abord très rapidement pour se relever ensuite par un effet secondaire de détection par la plaque (fig. 47).

Fig. 47. — Courbes schématiques d'étalonnage d'un voltmètre à lampes. En A, par détection plaque ; en B, par détection grille.

On emploie, de préférence, le voltmètre à détection par la plaque qui est beaucoup plus précis, le voltmètre à condensateur shunté est bien plus sensible, mais sa courbe d'étalonnage est beaucoup moins régulière, aussi l'utilise-t-on seulement pour les comparaisons rapides.

Dans les deux cas, le courant de plaque n'est pas nul au repos, et sa valeur dépend des caractéristiques de la lampe ; si l'on veut donc déterminer plus facilement les points de repère, on emploie un système auxiliaire de polarisation de l'appareil de mesure permettant de ramener l'aiguille à zéro, ou à une position initiale choisie.

Le plus simple des montages de voltmètres à lampe pour l'étude d'un pick-up peut être constitué suivant le schéma de la figure 48 avec un potentiomètre permettant de faire varier la polarisation de la grille de la lampe, et un voltmètre pour courant continu gradué de 0 à 10 volts, par exemple, ou de 0 à 6 volts, et disposé également sur le circuit de grille.

Fig. 48. — Le plus simple des modèles de voltmètre à lampe alimenté par batteries.

Au moyen du potentiomètre, on fait varier le potentiel de grille, et on ramène à zéro l'aiguille du microampèremètre, on relie ensuite le pick-up au système en utilisant un disque de fréquence. Les tensions appliquées sur la grille la rendent moins négative, et le courant de plaque est augmenté ; pour chaque essai, en agissant sur le potentiomètre, on peut ramener l'aiguille du microampèremètre à la position initiale.

Au repos, et pour la position de repère de l'aiguille du microampèremètre, on note sur le voltmètre une certaine tension de grille. Pour les différents essais du pick-up, et en ramenant l'aiguille du microampèremètre dans la position initiale, les tensions de grille notées sur le voltmètre varient évidemment.

Les différences constatées entre la tension de grille initiale et les différentes tensions déterminées par le pick-up pour les différentes fréquences déterminent des bases de comparaisons immédiates et permettent de tracer des courbes.

On peut utiliser, d'ailleurs, des montages de voltmètre à lampe classiques alimentés par le courant d'un secteur, en assurant l'alimentation plaque par une pile ou par un dispositif de redressement.

Le système à une lampe indiqué sur la figure 49 est très simple. La polarisation de la cathode est obtenue au moyen de la résistance variable shuntée par une capacité de découplage. En court-circuitant cette résistance, et grâce au condensateur intercalé sur la grille, et à la résistance de grille disposée en shunt on obtient un montage détecteur par utilisation de la courbure de grille ; on peut donc employer le système comme voltmètre à lampe par utilisation de la courbure de grille ou de plaque.

Fig. 49. — Voltmètre à lampe très simple de comparaison avec lampe à chauffage indirect et remise à zéro de l'aiguille de repère.

Pour des essais plus précis, on peut avoir recours à des montages à deux lampes, dont on trouvera la description dans des livres spécialisés.

L'ETUDE DE LA COURBE D'UN PICK-UP

L'étude de la courbe de réponse du pick-up permet de se rendre compte de la valeur moyenne de la tension produite aux bornes ; on en déduit plus ou moins approximativement la sensibilité de l'appareil, l'étendue réelle de la gamme musicale reproduite, et les défauts possibles du système.

On peut ainsi choisir le modèle qui présente le moins d'inconvénients possibles, adopter l'aiguille qui convient le mieux au modèle employé, relier rationnellement le pick-up à l'amplificateur dont on fera varier les caractéristiques musicales dans des conditions correspondantes.

Il est difficile d'avoir à la fois un modèle très sensible et très fidèle, et, comme nous l'avons noté cependant, un bon pick-up de modèle récent peut produire des tensions de 0,8 à 1 volt tout en offrant une courbe de réponse satisfaisante.

Les courbes de réponse normales présentent des sinuosités plus ou moins importantes, et si, sur beaucoup de courbes d'appareils du commerce, ces sinuosités n'apparaissent plus, c'est que généralement le constructeur s'est alors contenté d'indiquer les variations moyennes !

La forme de la courbe caractéristique dépend, d'ailleurs, d'un grand nombre de facteurs, tant mécaniques qu'électriques ; pour la faire varier, il faut agir sur les constantes des pièces composantes. La plupart des modèles usuels ont des courbes caractéristiques assez analogues les unes aux autres, cela tient à ce qu'ils sont établis suivant des données plus ou moins équivalentes, et utilisées dans des conditions analogues ; il y a seulement quelques modèles un peu spéciaux que nous avons, d'ailleurs, signalés précédemment.

La courbe des bons pick-up actuels décèlera généralement une tension de l'ordre de un volt dans les notes graves vers 50 à 100 périodes-seconde ; on constate une diminution très lente vers 300 périodes ; la stabilité est désirable jusque vers 4.500 à 5.000 périodes, et ce n'est qu'après 5.000 périodes qu'on doit constater une inflexion très marquée.

On voit ainsi sur la figure 43 la courbe moyenne d'un modèle actuel satisfaisant, dont la résistance en courant continu est de 1.350 ohms l'impédance moyenne de 4.200 ohms et la tension de sortie de 0,75 volts minimum.

On peut, d'ailleurs, obtenir également des modèles de pick-up extrêmement sensibles. Dans un modèle américain, de résistance de 1600 ohms. et d'une impédance de 9.500 ohms à 1.000 périodes-seconde la tension obtenue à 50 périodes est de 2,5 volts, à 300 périodes de 1,16 volts, et à 3.000 périodes de 1,8 volts.

Le seul examen de la courbe de réponse ne peut, d'ailleurs, donner des indications absolument précises. Cette courbe est obtenue en reproduisant uniquement des sons purs enregistrés sur des disques de fréquences et non des sons complexes. On ne peut donc se rendre compte exactement de la manière dont sont rendus les timbres de la parole et de la musique dépendant des harmoniques des sons complexes ; une mise au point définitive ne peut donc être obtenue qu'après des essais rationnels de l'ensemble reproducteur.

Si l'amplificateur reproduit bien les aiguës, et permet, au contraire, de reproduire assez mal les graves, on emploiera un pick-up à courbe plus montante sur les notes graves, et inversement ; l'emploi de l'aiguille a, d'ailleurs, une importance qu'il ne faut nullement négliger.

Pour utiliser rationnellement un pick-up, on doit connaître également et c'est, d'ailleurs, la donnée la plus élémentaire, sa résistance ohmique et son impédance. La résistance ohmique est la résistance opposée au passage du courant continu, l'impédance est la résistance apparente déterminée par le passage d'un courant alternatif de fréquence musicale connue. Cette impédance est généralement déterminée pour une fréquence de l'ordre de 1.000 périodes, et ces données sont en général, indiquées par le fabricant.

La plupart des modèles d'amateurs actuels sont à résistance élevée et à haute tension ; ainsi l'indication de la résistance peut déjà permettre d'avoir quelques indications sur la sensibilité du système, bien que des indications précises ne puissent être déterminées que par l'examen de la courbe de réponse.

On a intérêt, en général, à obtenir une audition d'intensité déterminée avec le minimum d'amplification ; on doit donc essayer d'employer, lorsque cela est possible, un modèle de pick-up aussi sensible que possible. Il faut pourtant que cette sensibilité ne soit pas acquise évidemment aux dépens de la qualité de l'audition, et nous avons expliqué précédemment ce problème.

On trouve aujourd'hui différents modèles de pick-up électro-magnétiques à impédance variable, ce qui facilite leur adaptation, et permet d'obtenir la sensibilité optima dans les meilleures conditions musicales.

Nous avons eu ainsi déjà l'occasion de signaler un modèle dans lequel une manette permettait de mettre en circuit une fraction plus ou moins grande des bobinages ; on obtient ainsi les différentes résistances suivantes en courant continu : 400 ohms, 1.800 ohms, 4.500 ohms, 9.000 ohms.

La gamme de fréquences, au reste, varie de 60 à 6.000 périodes, et la tension à 1.000 périodes dépasse 1,8 volt, le poids effectif du pick-up sur le disque n'est d'ailleurs que de 110 grammes.

Les modèles de pick-up actuels, même d'amateurs, sont ainsi assez variés, et de construction suffisamment perfectionnée pour permettre un choix rationnel.

CHAPITRE VI

L'EMPLOI PRATIQUE DU PICK-UP

Les résultats obtenus avec un pick-up, et spécialement avec un pick-up électro-magnétique dépendent de facteurs mécaniques et de facteurs électriques ou radio-techniques, puisque la fidélité de la traduction sonore est liée, comme nous l'avons montré, à des caractéristiques mécaniques et électriques.

Au point de vue mécanique et électro-acoustique, il importe de choisir avec soin l'aiguille qui doit être placée sur le mandrin du pick-up ; de même, il faut déterminer la disposition du bras support sur le plateau, et l'orientation de la tête par rapport aux sillons.

Au point de vue électrique, il faut étudier le mode de liaison à la première lampe de l'amplificateur, suivant les caractéristiques du pick-up et celles de la lampe. Pour réduire, d'autre part, les distorsions et le bruit parasite de surface, et même déterminer des compensations sonores afin d'améliorer le résultat final et atténuer les défauts de l'enregistrement lui-même ou ceux des amplificateurs et de leurs accessoires, il convient souvent aussi de déterminer spécialement les caractéristiques de ce circuit de liaison.

L'IMPORTANCE DE L'AIGUILLE

La traduction des vibrations mécaniques recueillies le long du sillon dépend évidemment du type d'aiguille adaptée sur le mandrin, et qui a pour but de mettre en vibrations la palette vibrante en suivant les sinuosités du sillon. Cette aiguille détermine la qualité de l'audition, et la rapidité plus ou moins grande d'usure de la surface enregistrée.

Elle est fixée normalement par un serrage à vis à ressort dans le mandrin oscillant autour d'un pivot, et formant le bras inférieur d'un levier agissant sur la palette mobile. comme un véritable transformateur d'énergie.

Le système est articulé autour du pivot. Le rapport de transformation est d'autant plus grand que le rapport de la longueur du bras supérieur à celle du bras inférieur est plus élevé. Ce rapport est déterminé en partie par le constructeur suivant les déplacements de la palette, et il peut être d'autant plus réduit dans un modèle électro-magnétique que le système est plus sensible, ou qu'on a besoin d'une sensibilité moindre.

En employant une aiguille plus ou moins longue, on peut pourtant augmenter ou diminuer la longueur effective du bras inférieur ; plus l'aiguille est longue, plus le rapport est réduit. Une aiguille longue donne donc, en général, une reproduction moins intense qu'une aiguille courte.

Une aiguille parfaitement rigide et purement théorique, transmettrait intégralement l'énergie recueillie le long du sillon, mais les modèles pratiques sont toujours plus ou moins flexibles ; ils absorbent ainsi une partie de l'énergie recueillie. Plus une aiguille est rigide, c'est-à-dire plus son diamètre est fort, moins l'énergie absorbée est intense.

Deux aiguilles de même diamètre ne produisent pas pourtant toujours le même effet, car leur extrémité peut avoir des formes différentes, et cette forme importe quelquefois plus que le diamètre.

Les différents modèles se distinguent ainsi par leur longueur, leur diamètre, leur forme, et surtout leur matière L'aiguille doit, en principe, suivre fidèlement les sinuosités les plus fines des sillons, et elle doit donc avoir une pointe très fine, de manière à pouvoir reproduire les harmoniques élevées de la parole et de la musique.

Elle doit pouvoir transmettre fidèlement des vibrations sans présenter elle-même une vibration propre parasite accentuée. Il est bon en général que son diamètre soit assez fort, de l'ordre de 1,5 millimètre, par exemple, pour les aiguilles longues.

En principe, une aiguille très forte et très rigide tend, d'autre part, à redresser le sillon, et a peine à suivre les sinuosités resserrées des parois internes de ce dernier. Elle use donc le disque plus vite qu'une aiguille fine, parce que l'intensité de reproduction serait trop faible, et la reproduction des fréquences élevées pourrait devenir difficile, par suite de l'amortissement déterminé par la flexibilité de la tige.

LES DIFFERENTES FORMES D'AIGUILLES

Chaque constructeur spécialisé, français ou étranger, établit un assez grand nombre de modèles différents ; pourtant, comme nous l'avons indiqué, les différents types d'aiguilles en usage, tant pour la reproduction électrique que mécanique, ne sont pas au nombre de plus de quelques dizaines.

Les modèles les plus employés sont en acier trempé très sec, de forme cylindro-conique. Les diverses variétés de ce type sont des modèles sourdines, médium, fortes, et extra-fortes (fig. 50).

Fig. 50 — Les principales formes d'aiguilles de reproduction

a, cylindro-coniques ; b, en fer de lance de face et de profil ; c, à collerette ; d, ondulée ; e, en bambou ; f, semi-permanentes à pointe en alliage de tungstène ; g, formes diverses.

L'intensité de l'audition obtenue varie généralement en fonction du diamètre de la tige.

Les aiguilles en acier de la forme dite en fer de lance, à cause de leur extrémité aplatie, permettent, en principe, d'obtenir une flexibilité variable du levier, et, par conséquent une variation d'intensité sonore lorsqu'on modifie la position du plan de la lance par rapport au sillon.

Lorsque le plat de la lance est tangent aux sillons, la flexibilité du système est évidemment maxima ; les flexions absorbent l'énergie des vibrations, et la reproduction est faible. Lorsqu'on dispose, au contraire, le plat de la lance perpendiculairement aux sillons, la flexibilité devient minima et on augmente l'intensité de reproduction.

Pour augmenter encore la rigidité des aiguilles en acier, on peut accroître leur diamètre, réduire leur longueur, et même les munir d'une collerette ou d'une boule, ce qui détermine le maximum d'intensité de reproduction.

Il existe d'ailleurs, des modèles en d'autres métaux que l'acier, par exemple en laiton, et de forme ondulée et, par suite très flexible ; l'audition est alors particulièrement assourdie.

La plupart de ces modèles ne sont guère utilisés avec les pick-up classiques. On emploie en général, des modèles cylindro-coniques.

Avec un phonographe électrique, il n'y a pas de raison, le plus souvent, d'employer une aiguille très forte, puisqu'on peut augmenter l'audition par des moyens radio-électriques, et sans déterminer d'usure anormale du disque.

Les déplacements de la palette vibrante du disque n'ont donc pas besoin d'être aussi grands que celui du diaphragme acoustique. Le rapport de transformation du dispositif constitué par le levier à pivot de la palette peut être moins élevé ; le bras de levier inférieur, et l'aiguille peuvent être plus longs, même si l'on désire obtenir une tension suffisante pour l'appliquer sur la première lampe de l'amplificateur.

Cette aiguille doit comporter une partie cylindrique suffisamment rigide, et une pointe assez fine pour suivre les sinuosités resserrées des sillons correspondants aux notes aiguës.

La longueur maxima de l'aiguille est ainsi de l'ordre de 20 millimètres, son diamètre est compris entre 1,2 et 1,7 millimètres. La partie cylindrique de la tige dépasse la moitié de la longueur totale, elle est de 10 à 13 millimètres. La courbure de la partie conique est déterminée avec soin. Les aiguilles les plus longues ont de 18 à 20 millimètres, et la partie cylindrique environ 10 millimètres (fig. 51).

Fig. 51. — Différentes variétés possibles de l'aiguille cylindro-coniques et disposition normale de l'aiguille pour pick-up.

LES AIGUILLES SPECIALES

A côté des aiguilles métalliques, les aiguilles non métalliques, dont l'usage est moins répandu, conservent cependant leurs partisans parmi les mélomanes.

Les plus classiques sont en bois, en forme de prisme triangulaire, et taillées dans de la fibre de bambou. Leur extrémité en biseau peut être taillée plusieurs fois à l'aide de sécateurs spéciaux.

Certains constructeurs les ont améliorées en leur donnant une tige cylindrique pouvant être placée dans n'importe quel mandrin, et en déterminant un repère sur une face permettant de rendre plus facile la manœuvre d'affutage.

L'emploi de ces aiguilles détermine évidemment un amortissement des plus considérables, et l'audition correspondante est plus ou moins assourdie. On les réserve à la reproduction des disques d'orchestre ou des soli d'instruments à cordes, mais, bien souvent, les résultats obtenus sont alors très agréables.

On trouve également des modèles cylindro-coniques non métalliques, dits en épine ou en « kératine ». La pointe de ces aiguilles s'use très rapidement, et on l'affute de nouveau après chaque audition au moyen d'une petite meule spéciale.

Les modèles en bois les plus classiques sont composés, comme nous venons de l'indiquer, de petits prismes de tige de bambou. Un des côtés du prisme est formé de l'écorce très résistante de la tige, et la qualité varie suivant la qualité même du bambou.

On peut augmenter la durée de service de ces modèles en les imprégnant de paraffine, ce qui augmente l'adhérence des fibres les unes aux autres. Le trempage de l'aiguille est une opération facile.

La plus connue des aiguilles de résine cylindro-coniques est dite « porc-épic » ; on l'affute avec une petite meule ou simplement avec du papier de verre très fin, au moyen d'un dispositif plus ou moins automatique. Elle s'use rapidement, mais ne peut détériorer le sillon ; elle supprime les résonances sur les notes aiguës, grâce à l'amortissement des vibrations recueillies, et, par là même, réduit les bruits de fond.

Ces modèles sont indispensables pour la reproduction des disques spéciaux métalliques utilisés pour l'enregistrement direct, et sont employés par ceux qui veulent ménager leurs enregistrements de qualité sans se soucier d'une petite manœuvre supplémentaire et d'un assourdissement plus ou moins accentué de l'audition. Ces modèles conviennent particulièrement, d'ailleurs, pour les disques usés parce qu'ils en dissimulent plus ou moins les défauts.

L'inconvénient essentiel de ce type d'aiguille est d'exiger des affutages fréquents, puisqu'on ne peut songer à les remplacer constamment comme des aiguilles ordinaires par suite de leurs prix relativement élevés. Avec un peu de soin, cette opération d'affutage peut être rendue plus rapide et moins désagréable.

L'usure de la pointe est relativement rapide, et, pour certains disques de grand diamètre, elle est déjà sensible avant la fin de la reproduction complète d'une seule face. L'audition peut devenir ainsi défectueuse, et l'on ne peut songer à l'interrompre pour effectuer un affutage ! Il paraît ainsi difficile d'adopter une aiguille cylindro-conique non métallique pour certains disques de grand diamètre.

Avec les disques ordinaires, même de 25 centimètres, il est toujours nécessaire d'effectuer un nouvel affutage plus ou moins léger après l'audition de chaque face du disque. Il est bon d'avoir une réserve suffisante d'aiguilles affutées, de manière à effectuer cette opération d'affutage en série, en quelque sorte, et non chaque fois qu'on change l'aiguille, ce qui nécessite des entr'actes d'audition insupportables.

De nombreux affutages sont ainsi possibles pour une même aiguille, mais il y a une limite, car la longueur du corps de cette dernière se réduit évidemment peu à peu.

Avant d'utiliser une aiguille déjà affutée, il faut se rendre compte si sa longueur est encore suffisante, et on la compare donc avec celle de l'aiguille normale, qui est généralement de l'ordre de 15 millimètres pour la dimension la plus réduite. On peut même établir facilement un calibre, pour effectuer plus aisément une sélection rapide avant l'affutage.

Cette opération peut s'effectuer, en principe, simplement à la main et au moyen de papier de verre fin, ou d'une lime fine quelconque, de même qu'on rend plus aiguë la pointe d'un crayon à dessin par exemple.

Il existe dans le commerce des petits appareils d'affutage qui simplifient l'opération. L'aiguille est fixée dans un petit mandrin avec un manche muni d'une rondelle, l'extrémité de cette aiguille est appuyée sur une bande de papier de verre, sur laquelle elle s'affute peu à peu par sa rotation même.

Dans un modèle plus perfectionné une petite meule recouverte de papier de verre est entraînée par une petite manivelle par l'intermédiaire d'engrenages, et le système fait tourner en même temps par pression sur une rondelle un mandrin dans lequel l'aiguille est fixée. Grâce à ce double mouvement, l'extrémité de cette dernière s'affute rapidement et régulièrement.

LE ROLE NORMAL DE L'AIGUILLE

En principe, toute aiguille métallique doit être changée après la reproduction d'une face du disque.

Ce fait semble curieux à première vue, en raison de la résistance de l'acier et de la nature de la surface du disque. En réalité, cette surface, en composition à base de gomme-laque, possède un pouvoir abrasif considérable, et la pression de la pointe de l'aiguille sur le fond du sillon est très élevée, par suite de la faible surface de cette pointe. Considérons également que le trajet parcouru le long du sillon est relativement considérable, puisqu'une minute de musique correspond à quelque 1 00 mètres de longueur du sillon ! (fig. 52).

Fig. 52. — Comment la pointe de l'aiguille repose sur le fond du sillon.

Si l'on avait voulu éviter cette usure, on aurait pu y parvenir en modifiant la composition du disque, mais elle est, en réalité, nécessaire, d'après le principe même du procédé phonographique.

La pointe d'une aiguille de phonographe présente avant le commencement de l'audition une surface assez irrégulière, qui ne correspond pas à la section du sillon. Seul le meulage déterminé par le frottement avec la matière abrasive l'amène à épouser le profil du sillon, au lieu de conserver une extrémité plus ou moins arrondie. Vers la fin de l'audition, cette extrémité prend peu à peu une forme semi-cylindrique, avec des bords tranchants et plus ou moins irréguliers (fig. 53).

Fig. 53. — Formes successives prises par la pointe d'une aiguille en acier cylindro-conique au cours de la reproduction d'un enregistrement.

Si l'on veut utiliser à nouveau une aiguille usée, il devient difficile d'éviter le déplacement de l'aiguille dans le mandrin et une variation de la position de l'aiguille par rapport au sillon.

Il suffit d'un jeu léger dans le bras-support, ou d'un défaut de centrage du disque. Les bords tranchants de l'extrémité viennent donc raboter les parois internes, en détruisant les finesses de l'enregistrement, et en déterminant la production de bruits parasites de plus en plus accentués.

La qualité de la reproduction est assurée lorsque la pointe de l'aiguille est guidée parfaitement dans le sillon. Dans le cas contraire, le jeu latéral détermine des vibrations parasites, déformations, ou bruits de fond.

Pour augmenter la durée de service d'une aiguille, il ne suffit donc pas d'améliorer la résistance de la matière ; il faudrait aussi obtenir la formation d'une pointe parfaitement arrondie et guidée dans le sillon.

LES AIGUILLES PERMANENTES ET SEMI-PERMANENTES

Le principe des aiguilles semi-permanentes est très ancien. Ce sont des modèles comportant tout au moins une pointe beaucoup plus dure que l'acier ordinaire des modèles cylindro-coniques ; ils permettent d'effectuer de 10 à 50 reproductions successives, et certains constructeurs ont établi des types servant, d'après eux, à 250 reproductions !

Il faut évidemment établir un compromis entre la résistance de l'aiguille, la durée du sillon, et la qualité de l'audition.

Les modèles les moins nuisibles ont une forme cylindro-conique ordinaire ; ils sont en acier plus dur et s'usent moins vite. Ils peuvent servir pour une dizaine de reproductions.

D'autres modèles, de fabrication anglaise, comportent un corps en laiton cylindrique à l'extrémité duquel on soude un fil d'acier au tungstène très dur, mais le système est dangereux, en raison même de la dureté du métal. On a tenté aussi d'utiliser des systèmes d'acier à avancement réglable, comme la mine d'un porte-mine, ou des dispositifs à fil d'acier enrobé dans un cône de graphite. La surface du cône glisse en principe sur les sillons en évitant une pression trop grande de la pointe, et, par conséquent, l'usure du disque.

Toutes ces aiguilles semi-permanentes ne présentent pas seulement le danger de déterminer une usure plus rapide des sillons ; elles peuvent provoquer l'apparition de bruits parasites, parce que leur forme ne peut jamais si bien s'adapter que celle d'une aiguille ordinaire au profil du sillon.

On peut donc avoir recours à ces types particuliers, dans des cas spéciaux, pour l'équipement des phonographes automatiques, ou semi-automatiques, par exemple, pour lequel l'opération du changement d'aiguille doit être évitée ou remise à des intervalles plus éloignés. Mais, dans les cas normaux, et en particulier pour les appareils d'amateurs, seule l'adoption des modèles d'aiguilles ordinaires paraît recommandable, et le changement d'aiguille après la reproduction de chaque face demeure une opération inévitable.

L'AIGUILLE ET LA VARIATION DE LA TONALITE

Il est essentiel de connaître l'importance du choix de l'aiguille sur la tonalité de l'audition. Bien souvent, en modifiant le modèle d'aiguille utilisé sur un phonographe électrique, il devient, en effet, possible d'obtenir sans autre changement du montage une heureuse modification de la tonalité générale de l'audition, suivant les caractéristiques de l'enregistrement considéré.

Lorsque les vibrations mécaniques sont transmises à la palette vibrante, il peut, en effet, y avoir perte d'énergie, et mutilation de la bande musicale.

Une aiguille médium, neuve, cylindro-conique, en acier permet de transmettre les oscillations d'une manière satisfaisante jusqu'à 5.000 périodes-seconde au maximum. La même l'aiguille usagée peut déjà déterminer une perte considérable dès 3.500 périodes-seconde.

Une aiguille douce en acier amortit déjà les oscillations dès 3.000 périodes-seconde ; une aiguille en bois ou en fibre à 2.500 périodes-seconde (fig. 54).

Fig. 54. — Courbes de fréquences obtenues avec le même pick-up, mais avec des aiguilles différentes. 1° aiguille médium cylindro-conique neuve, 2° le même modèle usagé, 3° aiguille douce en acier, 4° aiguille en fibre.

Par contre, les aiguilles non métalliques usent peu le disque, alors que les modèles semi-permanents déterminent l'usure la plus rapide.

On peut regretter, en tout cas, qu'on n'ait pas adopté pour les disques ordinaires du commerce le procédé employé pour les disques professionnels de cinématographe sonore ou de radiodiffusion. Dans ce procédé, la reproduction commence par le premier sillon central, et non par le sillon périphérique.

A la fin de la reproduction, lorsque la pointe de l'aiguille est déjà usée, elle a donc un diamètre plus grand et suit ainsi les sillons de grand rayon, présentant des courbes moins resserrées, ce qui est logique.

La pointe de l'aiguille neuve présente des bords irréguliers comme nous l'avons noté. En pratique, il est donc bon pour éviter une usure trop rapide des sillons de la périphérie de faire frotter la pointe de l'aiguille neuve pendant deux ou trois tours sur la bordure externe non enregistrée du disque, de manière à effectuer une sorte de meulage préliminaire.

Les amplitudes des déplacements de la pointe de l'aiguille varient suivant la fréquence des sons reproduits ; elles sont de l'ordre de 50/1000 de millimètre pour des fréquences très graves de l'ordre de 50 périodes-seconde, elle s'abaisse vers 5/1000 de millimètre pour des fréquences élevées de l'ordre de 3.000 périodes-seconde.

Pour les fréquences élevées, l'effort total à effectuer sur la palette est de l'ordre de quelques 5 grammes, mais, dans les enregistrements modernes, où les composantes graves ont été augmentées, la force nécessaire à appliquer sur la pointe de l'aiguille atteint bien souvent plus de 100 grammes.

La pression sur le disque devient ainsi normalement de l'ordre d'une centaine de grammes, ce qui augmente, en même temps, l'usure des sillons, et les efforts mis en jeu à l'extrémité de l'aiguille sont assez complexes.

Il peut en résulter une vibration parasite dans un plan vertical déterminant un bruit de grincement caractéristique.

L'effort à appliquer sur la pointe de l'aiguille augmente ainsi en même temps que l'amplitude, et spécialement lorsque les fréquences sont élevées. Il ne doit pas en résulter de distorsion d'amplitude ni d'effet de résonance.

La première peut altérer des timbres dans de grandes proportions, en déformant les amplitudes relatives des différentes harmoniques constituant les sons complexes déterminant les timbres de la parole et de la musique.

LA DISPOSITION MECANIQUE DU PICK-UP

Le bras du pick-up n'a qu'un rôle mécanique à jouer mais ce rôle est plus délicat que lorsqu'il s'agit d'un diaphragme.

Le poids du pick-up est, en effet, plus élevé que celui du diaphragme, et la palette mobile plus amortie qu'une membrane. L'intensité d'audition peut être modifiée et troublée par les influences mécaniques, et la disposition du bras joue un rôle encore plus grand que la rapidité d'usure du disque.

Le pick-up doit être assez lourd pour que la pointe de l'aiguille puisse suivre rapidement les sillons, et l'aiguille seule doit pouvoir se déplacer sans entraîner la tête ; l'ensemble doit donc présenter une grande inertie, et ne pas entrer en vibration.

L'augmentation du poids du pick-up, désirable pour des raisons que nous avons indiquées, a pour contre partie une usure rapide des disques. Il est donc nécessaire de diminuer, ou tout au moins de limiter, la pression exercée par l'aiguille sur le sillon. A cet effet, la partie pivotante du bras sera aussi légère que possible, et, au besoin, on équilibrera dans une certaine mesure le pick-up au moyen d'un contrepoids ou d'un compensateur à ressort.

CALAGE VERTICAL ET HORIZONTAL DU PICK-UP

Le montage du moteur tourne-disques dans une ébénisterie est facile, et il suffit de placer le bras du pick-up dans la position convenable.

C'est là un travail rapide et peu complexe, mais il faut prendre soin cependant, de fixer le pivot d'orientation à l'endroit nécessaire, afin d'assurer au mouvement du pick-up une orientation aussi régulière que possible par rapport aux sillons.

Il faut bien convenir que le phonographe primitif à cylindre était de construction plus rationnelle que l'appareil à disques au point de vue mécanique. La pointe reproductrice en saphir de ces anciens appareils suivait en effet parallèlement à l'axe de ce dernier les sillons gravés en profondeur suivant une hélice régulière ; elle était ainsi toujours placée dans un plan d'orientation constante passant par le plan des sillons.

Dans les disques phonographiques, au contraire, les sillons sont gravés en spires concentriques, le diamètre de la spire intérieure est très inférieur à celui de la spire extérieure.
Le bras-support du pick-up est monté sur un support pivotant. L'orientation du plan de vibration de la pointe de l'aiguille par rapport aux sillons varie, en général, constamment, pendant toute l'audition, et c'est seulement pour une position médiane que ces vibrations s'effectuent exactement dans un plan vertical perpendiculaire aux sillons (fig. 55 et 56).

Fig. 55. — Si l'on ne prend pas de précautions particulières, l'angle d'attaque de l'aiguille par rapport au sillon varie avec la position du pick-up.

Fig. 56. — La solution mécanique idéale consisterait à déterminer une translation transversale du pick-up suivant un diamètre du disque.

Ce défaut est très grave, en apparence, mais il n'a pas, fort heureusement, une aussi grande importance qu'on pourrait le croire. On en tient compte, d'ailleurs, autant que possible, au moment de la fabrication du disque pour effectuer l'enregistrement suivant des procédés compensateurs.

Normalement, l'angle que fait un plan vertical passant par l'aiguille avec la tangente à la courbe gravée est, dans le cas des sons aigus et intenses, assez important, puisque les fréquences et les amplitudes sont alors très grandes. Cet angle augmente à mesure qu'on approche du centre du disque, étant donné la diminution des rayons de courbure des sillons.

Normalement, il est donc impossible en principe que l'aiguille conserve toujours un plan de vibration perpendiculaire à la tangente à la courbe.

Cependant, et autant pour éviter l'usure des sillons que pour obtenir les meilleurs résultats acoustiques, il est bon de déterminer aussi exactement que possible la position du pivot du bras porte pick-up sur le panneau supérieur du système phonographique. De même, il peut être intéressant d'adopter un modèle de pick-up perfectionné diminuant automatiquement les différences d'orientation du plan de vibrations de la pointe par rapport aux sillons.

La règle élémentaire ancienne consistant à faire passer la trajectoire de la pointe de l'aiguille par le centre du plateau tournant n'est pas la meilleure.

Le disque n'est pas gravé jusqu'au centre, et le bras-support étant plus long que le rayon du plateau, son centre de rotation se trouve en dehors de la circonférence extérieure de ce dernier.

La condition est satisfaite lorsque la distance A du centre du plateau au pivot du bras du pick-up est telle que l'on a la relation : A2 = L2 — R1 R2

L étant la longueur du bras support, R1 le rayon de la spire intérieure, et R2 le rayon de la spire intérieure ; le décentrage n'est pas en réalité très considérable.

On trouve, d'ailleurs très facilement, la position du point de pivotement à l'aide d'une construction géométrique extrêmement simple indiquée il y a de longues années par le grand savant Louis Lumière à propos de la disposition du bras acoustique du phonographe mécanique ordinaire.

Considérons un disque ordinaire D portant les spirales qui constituent les sons enregistrés, et, pour la facilité du dessin, remplaçons ces spirales sur la figure par des circonférences concentriques (fig. 57).

Fig. 57. — Construction géométrique simple indiquée par M. Louis Lumière pour déterminer l'emplacement du pivot du bras support.

Avec un rayon un peu plus grand que la longueur du bras acoustique, décrivons une circonférence ayant son centre au point O du disque, et coupant les sillons extérieurs et intérieurs au point M. et N. Traçons la droite MN et par le milieu de MN, F, menons le diamètre FCX perpendiculaire à MN ; le point X ainsi déterminé sera le point où il faudra fixer le pivot du bras du pick-up.

Par les points MN précédents, nous pouvons tracer ensuite des tangentes aux spires extrêmes intérieures et extérieures. Comme on le voit sur la figure 58, ces tangentes se rencontrent en H sur la circonférence, puisque les angles droits qu'elles font avec les rayons OM et ON ont pour mesure la moitié de la demi-circonférence OXH, et les angles XHM et XNH sont égaux comme ayant mêmes mesures. Si l'on place donc le plan du diaphragme ou du pick-up de telle manière qu'il fasse avec le bras un angle égal à XMH, il se trouvera dans une position correcte aux deux extrémités des spires.

Fig. 58. — Détermination de l'angle de la tête du pick-up.

Pour un point intermédiaire, la différence angulaire est très faible et on peut diminuer encore le décalage en faisant une construction analogue au moyen de points intermédiaires tels que I et J.

En adoptant, comme on le fait souvent, à l'heure actuelle, une tête de pick-up calée à cet angle optimum par rapport à l'axe, le défaut mécanique du pivotement du bras est donc très réduit (fig. 59).

Fig. 59. — Lorsque la tête du pick-up fait avec l'axe du bras un angle de l'ordre de 60°, la variation de l'angle d'attaque est très réduite.

On pourrait obtenir en principe des résultats encore supérieurs en rendant la tête constamment mobile autour de l'extrémité du bras, de telle sorte que l'orientation du plan de vibration de l'aiguille par rapport aux sillons soit toujours correcte.

Quant à l'orientation dans le plan vertical, elle peut être déterminée facilement de façon fine (fig. 60).

Fig. 60. — L'inclinaison normale du pick-up dans le plan vertical.

CHAPITRE VII

ADAPTATION ELECTRIQUE DU PICK-UP

Ainsi que nous l'avons indiqué, le choix du pick-up doit être fait en fonction des caractéristiques de l'enregistrement à reproduire et des autres organes du système de reproduction, amplificateur et haut-parleur.

La caractéristique de l'ensemble doit être aussi satisfaisante que possible, mais on doit donc déterminer tous les éléments pour obtenir ce résultat. Il est pratiquement impossible d'établir un pick-up amplifiant également n'importe quelle gamme musicale, comme nous l'avons montré, et la courbe de réponse de chaque modèle permet de se rendre compte de ses propriétés. En combinant les caractéristiques du disque, du pick-up et de l'amplificateur, nous pouvons, par suite de compensations, déterminer finalement une courbe de réponse satisfaisante.

Avant tout, pour obtenir un bon résultat, il ne suffit pas de choisir un bon modèle de pick-up, il faut l'adapter rationnellement à la lampe d'entrée de l'amplificateur, et ce montage est devenu, la plupart du temps, extrêmement simplifié; en particulier, l'adaptation du pick-up à un poste récepteur de T.S.F. soit être spécialement précisée.

L'ADAPTATION DU PICK-UP A UN RECEPTEUR RADIOPHONIQUE

Lors de l'apparition des premiers modèles de pick-up, le problème était particulièrement simple; les appareils de radiophonie ne comportaient que des lampes à chauffage direct, et la détectrice était toujours une lampe triode établie avec condensateur shunté de grille, et relié aux étages basse fréquence par un transformateur de rapport moyen.

Pour utiliser le récepteur radiophonique pour la reproduction des disques, il suffisait ainsi de relier le pick-up à grande impédance, d'une part à la grille de la lampe détectrice jouant ainsi le rôle de première basse fréquence, et, d'autre part, à la masse et au pôle négatif du circuit de chauffage. On obtenait ainsi une polarisation suffisante.

Sur les appareils comportant deux étages basse fréquence, l'adaptation était quelquefois un peu difficile, et il fallait faire agir souvent le pick-up sur la première lampe basse fréquence, et non plus sur la lampe détectrice.

L'utilisation des lampes à chauffage indirect a modifié un peu les données du problème, en ce qui concerne la polarisation, et, d'autre part, on utilise désormais des systèmes de détection par utilisation de la courbure de la caractéristique de la plaque, et des lampes diodes combinées, plus ou moins complexes.

La liaison basse fréquence ne se fait plus par transformateur, sauf dans le cas de sortie en push-pull ; on utilise des liaisons à résistances capacités, par exemple.

L'adaptation du pick-up devient ainsi plus complexe et, d'abord, l'amplification déterminée par les étages basse fréquence varie beaucoup suivant le montage du récepteur, et le système de détection utilisé. La tension appliquée sur la première lampe basse fréquence varie donc en même temps, et c'est pourquoi on a intérêt à employer aujourd'hui les dispositifs de pick-up à impédance variable, suivant les cas considérés, et que nous avons déjà notés.

En principe, on n'utilise plus guère les pick-up basse tension à faible impédance pour les usages d'amateurs ; un pick-up de ce type ne peut jamais être employé sans transformateur de liaison bien choisi, on le réserve donc aux appareils professionnels.

Les pick-up haute tension fournissent, en général, une tension de 1 volt au minimum, et, la plupart du temps, il est ainsi possible d'éviter l'emploi du transformateur d'entrée.

La lampe d'entrée de l'amplificateur reçoit les oscillations produites par le pick-up, et elle doit fournir une tension suffisante sur la grille de la lampe de puissance. La tension obtenue dépend donc du coefficient d'amplification de la lampe ; si la tension est de l'ordre de 1 volt à l'entrée, pour une lampe d'amplification de coefficient N, la tension obtenue à la sortie est de l'ordre de N volts.

Connaissant le système de liaison, nous pouvons ainsi en déduire la tension qui sera appliquée sur la deuxième lampe de l'étage de puissance de l'amplificateur. L'emploi d'un transformateur d'entrée fait d'ailleurs varier, en général, l'amplification avec la fréquence, et, pour supprimer cet inconvénient, on peut placer en série entre le pick-up et le transformateur d'entrée une résistance shuntée par un condensateur. En général, il suffira toujours d'un simple étage d'amplification entre le pick-up et la lampe de puissance.

L'adaptation d'un pick-up sur un appareil alimenté par le courant continu d'une batterie ou redressé est donc facile, puisqu'il suffit d'amener la lampe détectrice à fonctionner comme première lampe amplificatrice basse fréquence.

On obtient ce résultat très simplement en connectant le pick-up entre la grille et l'extrémité du filament relié au moins 4 volts, la grille est ainsi polarisée négativement par rapport au filament. Il peut être inutile de prévoir un organe auxiliaire de mise hors circuit du système détecteur, bien que ce système n'offre guère de difficultés (fig. 61).

Fig. 61. — Adaptation du pick-up sur la lampe détectrice d'un récepteur à batteries ou à courant redressé :

A Montage classique avec jack à trois lames

B Emploi d'un combinateur

C Utilisation d'un bouchon adaptateur

D Montage rationnel avec polarisation grille

Les résultats ne sont bons, évidemment, que si l'étage d'amplification basse fréquence de sortie a une puissance suffisante. On fait varier la tension d'attaque du pick-up en diminuant son impédance, ou en plaçant en parallèle une résistance fixe de l'ordre de 10.000 ohms. La masse du pick-up est reliée au moins 4 volts, et on peut entourer le cordon de connexion d'une gaine métallique également reliée à la masse.

Dans les postes-secteur, les systèmes de détection et les modèles de lampes détectrices sont beaucoup plus variés, il en est de même pour les systèmes d'amplification basse fréquence. Les conditions d'utilisation sont donc assez variables, mais la partie essentielle à considérer est le montage de la lampe détectrice.

Dans le cas d'une lampe triode, avec montage classique par le système de détection par la grille, on fait agir le pick-up entre la grille et la masse, mais ce système rudimentaire détermine des distorsions si l'on ne prend pas soin de polariser convenablement la grille de la lampe, qui joue alors le rôle de la lampe de basse fréquence.

Pour obtenir ce résultat, il y a lieu, suivant la méthode classique, de disposer dans le circuit de la cathode une résistance shuntée par une capacité.

Pour une lampe triode de type européen, une résistance de l'ordre de 1.000 ohms suffit. Avec les lampes américaines et liaison par transformateur, on emploie une résistance de 2.500 ohms.

Fig. 61 bis. — Système pratique de combinateur utilisé pour l'adaptation sur une lampe détectrice triode par courbure de la caractéristique de plaque.

Avec les lampes employées comme détectrices avec liaison à résistance, la valeur de la résistance de polarisation sera comprise entre 2.000 et 3.000 ohms. Cette résistance est shuntée par une capacité de l'ordre de 0,25 à 2 microfarads assurant le retour des oscillations musicales. Pendant le fonctionnement en radiophonie, la grille aura toujours une polarisation à 0 volt en employant un jack dans son circuit, et il n'y aura pas de trouble de fonctionnement.

Dans le cas de la détection par courbure de la caractéristique de plaque, la grille de la lampe détectrice est polarisée fortement au repos ; on obtient cette polarisation par l'emploi d'une résistance de cathode shuntée. Si l'on utilise le pick-up en disposant un jack dans le circuit grille, la polarisation demeure la même dans le fonctionnement en détectrice et dans le fonctionnement en amplificatrice basse fréquence, et le résultat est donc plus ou moins satisfaisant (fig. 61).

Fig. 61 ter. — Adaptation du pick-up sur une lampe détectrice à chauffage indirect par utilisation de la courbure de la caractéristique de grille.

Il convient donc, en général, de réduire la valeur de la résistance au moyen d'un système de prises et de jack au moment du fonctionnement en pick-up.

Il y a là une mise au point à effectuer et, d'ailleurs, l'emploi des pick-up à impédances multiples permet encore de faciliter la solution du problème. Le problème est le même pour l'adaptation sur une lampe penthode détectrice (fig. 62).

Fig. 62. — Adaptation sur une penthode détectrice.

La lampe diode ne peut servir, évidemment, comme amplificatrice, et, dans le cas de son emploi sur un poste-secteur, le pick-up doit donc agir uniquement sur le premier élément à basse fréquence faisant suite à la lampe détectrice. Le montage est ainsi, en principe, plus simple et plus facile à établir rationnellement, malgré les apparences (fig. 63 et 64).

Fig. 63. — Deux modes d'adaptation à une double diode-triode.

Fig. 64. — Système pratique de combinateur pour l'adaptation à une double diode-triode.

COMMENT FAIRE VARIER L'INTENSITE SONORE

Il suffira, si l'on a un pick-up à faible impédance, de disposer en parallèle une résistance variable ; pour un pick-up à forte impédance, ce qui est le cas général, on emploiera un potentiomètre à forte résistance, suivant le principe bien connu (fig. 65).

Fig. 65. — Réglage de l'intensité sonore :

A avec pick-up à faible impédance

B avec pick-up à impédance élevée

C dispositif avec réglage de la tonalité

On peut, d'ailleurs, relier deux pick-up à un même amplificateur, comme cela a lieu pour les appareils à reproduction continue pour la radio-diffusion ou le phono-montage. Il suffit, dans ce cas, de placer chacun des deux pick-up entre une extrémité et un curseur d'un potentiomètre de l'ordre de 50.000 ohms (fig. 66).

Fig. 66. — Deux systèmes d'adaptation permettant d'entendre deux pick-up simultanément ou non.

Lorsqu'on veut entendre le premier pick-up, on rapproche le curseur d'une extrémité en mettant ainsi en court-circuit le deuxième ; lorsqu'on veut faire fonctionner simultanément les deux pick-up, on laisse le curseur dans une position intermédiaire.

Ainsi que nous l'avons noté, ces dispositifs peuvent être combinés avec des systèmes de compensation sonore, quelquefois extrêmement simples ; nous indiquons ainsi, sur la figure 67, quelques systèmes de liaison à résistance particulièrement simples permettant d'obtenir à volonté des variations de tonalité.

Fig. 67. — Principes de systèmes de liaisons simples destinés à déterminer un effet de variation de tonalité :

A pour réduire les notes aiguës

B pour réduire les notes graves

C pour augmenter les notes aiguës

D pour augmenter les notes graves

Nous donnons également sur la figure 68, à titre d'exemple, le schéma d'un circuit d'adaptation RCA avec système de compensation sonore plus complexe, assurant des résultats également plus complets, mais au prix d'une complication un peu plus grande.

Fig. 68. — Circuit de liaison pour pick-up avec système compensateur très complet (R. C. A.)

Nous rappelons, d'ailleurs, qu'une bonne précaution consiste désormais, pour éviter les ronflements, à utiliser un blindage du câble de connexion et à mettre à la terre ce blindage, ce qui évite le ronflement (fig. 69).

Fig. 69. — Les précautions spéciales :

A Blindage servant à éviter les ronflements

B Montage avec transformateur pour poste à courant continu

C Dispositif de liaison à condensateurs pour poste à courant continu

L'étude raisonnée des circuits de compensation sonore permet, en outre, d'obtenir de très intéressants résultats en ce qui concerne la compensation des imperfections acoustiques de la courbe de réponse du pick-up, et on pourra diminuer ainsi tous les défauts décelés par la courbe de réponse, mais ces études ne peuvent être entreprises que par des spécialistes, puisqu'il est évident que les inconvénients correspondants sont particulièrement à craindre.

L'amateur ou le praticien moyen se contentera donc d'établir simplement le système de liaison s'il n'est pas déjà prévu par le fabricant du récepteur ou de l'amplificateur, et étudiera seulement, s'il y a lieu, le circuit destiné à la réduction des bruits de fond, lorsque l'emploi de ce dernier devient absolument nécessaire.

CHAPITRE VIII
LE BRUIT DE FOND

Il ne suffit pas de choisir convenablement le modèle de pick-up et le modèle d'aiguille, de caler convenablement le pick-up sur le système, il faut encore relier convenablement ce pick-up à l'amplificateur, au moyen d'un dispositif bien étudié, comme nous l'avons indiqué, et s'efforcer d'éviter les déformations et le bruit d'aiguille. Le problème de l'élimination des bruits de fond est, d'ailleurs, essentiel dans le cas du phonographe électrique comme pour tout appareil de musique mécanique.

En réalité, le bruit de surface provient tout autant de causes mécaniques que de causes électriques ou électro-acoustiques, et, pour l'atténuer, on aura recours à la fois à des procédés mécaniques et électriques. Indiquons, d'abord, la cause de ce bruit, avant de montrer les moyens qui permettent d'en atténuer les effets nuisibles.

Fig. 70. — Comment le bruit de surface est réparti sur la gamme musicale.

Le bruit de fond, qu'on entend surtout dans les moments de silence de la machine parlante, consiste en un grésillement, un bruissement ou un ronflement irrégulier plus ou moins violent.

Malgré les apparences, les bruits de fond sont évidemment continuels dans tous les appareils de musique mécanique ; nous les entendons seulement plus nettement dans les intervalles de non-modulation, parce qu'ils sont plus ou moins couverts au moment de l'audition par les sons musicaux utiles.

Ce qu'il faut surtout considérer, évidemment, c'est non pas l'intensité absolue de ces bruits, mais la proportion existant entre l'intensité des sons utiles et celle des bruits parasites, ce qu'on appelle, en terme général, le rapport antiparasites. Les inconvénients de ces bruits de fond ne consistent pas d'ailleurs seulement à rendre l'audition plus ou moins agréable, ils s'opposent à une reproduction musicale vraiment satisfaisante.

Ces sons parasites sont, en effet, composés de notes aiguës d'une fréquence supérieure à 3.000 périodes-seconde au minimum. Si l'on craint de trop amplifier ces bruits, on hésite donc à reproduire correctement les notes aiguës et la reproduction d'un enregistrement sans notes aiguës devient terne et plate, sans harmonique, le naturel d'une audition disparaît, les timbres distinctifs de voix humaines sont supprimés, la musique est dépouillée de sa chaude tonalité.

Le contraste nécessaire pour le relief sonore ne peut donc pas être obtenu, si l'on craint de donner à ce bruit de fond une importance excessive, puisqu'en amplifiant d'une manière normale les sons utiles, on risque, en même temps, d'amplifier les bruits parasites.

Dans un appareil de reproduction des disques, il existe sans doute des causes de bruits de fond qui ne sont pas dues essentiellement au pick-up et au grattement de l'aiguille sur la surface des sillons phonographiques. Il faut faire entrer ainsi en ligne de compte les bruits de fond de l'amplificateur, les bruits dus aux lampes elles-mêmes, aux résistances de liaison, aux sources d'alimentation, etc... Contentons-nous d'étudier plus spécialement le bruit de surface lui-même.

Bien entendu, ce bruit de surface est d'autant plus gênant, toutes conditions restant les mêmes, que l'enregistrement est plus faible et, lorsqu'on étudie, comme nous l'avons noté plus haut, leur forme acoustique, on se rend compte qu'ils sont formés plus particulièrement de sons aigus, aux fréquences comprises entre 3.000 et 1 0.000 périodes-seconde environ.

Bien que le bruit essentiel soit nommé bruit d'aiguille, il est bien évident qu'il n'est nullement dû, dans le cas général, à l'aiguille normale elle-même. C'est seulement lorsqu'on utilise à tort une aiguille déjà usée que les oscillations parasites à l'intérieur du sillon peuvent déterminer des bruits parasites anormaux.

Les aiguilles non métalliques permettent de réduire, comme nous l'avons noté, les bruits de surface. Ce phénomène n'est pas dû au mauvais fonctionnement de l'aiguille normale en acier cylindro-conique, mais simplement au fait que, bien souvent, l'aiguille non métallique étouffe plus ou moins les sons aigus et, par la suite, les bruits de surface localisés sur cette gamme.

Fig. 71. — Par suite des variations de largeur du sillon la pointe de l'aiguille reproductrice n'est pas guidée dans les courbes et vient frotter contre un bord ou l'autre du sillon.

En réalité, les bruits de surface proviennent d'un manque d'homogénéité de la surface des disques dû à la composition de la matière utilisée, ou à des défauts de pressage, ou encore à un défaut d'enregistrement des sillons de la cire initiale.

Les amplitudes les plus élevées des sillons sont de l'ordre de 5/100 de millimètre, et, dans les systèmes d'enregistrement les plus modernes, l'intervalle de volume sonore atteint de 25 à 50 décibels, ou même davantage. En théorie, une rugosité d'un sillon, une irrégularité 1.000.000 de fois plus petite que l'amplitude précédente peut ainsi produire encore un son audible !

En réalité, le problème ne se présente pas pratiquement dans les mêmes conditions, ce qui le rendrait insoluble. On ne peut songer à supprimer complètement le bruit de fond et il suffit de le rendre négligeable par rapport aux sons utiles.

Fig. 72. — Comment varie le bruit d'aiguille suivant l'état du disque et le moment de l'audition.

D'ailleurs, il n'y a pas que les sons d'aiguille à considérer et il est bien inutile de rendre ces derniers imperceptibles lorsque d'autres parasites déterminés par d'autres organes du poste sont impossibles à éviter !

Les bruits d'aiguille proprement dits peuvent d'abord provenir des particularités de l'enregistrement lui-même. Le burin employé a une section triangulaire, et il se déplace toujours parallèlement à lui-même, la largeur du sillon phonographique ne demeure pas constante. Dans la partie rectiligne des phonogrammes, le sillon est plus étroit et a une largeur normale. Il s'élargit au contraire dans les courbes.

Il résulte de ce fait que le contact entre la pointe de l'aiguille reproductrice et le sillon ne demeure pas constant. Dans la partie rectiligne du sillon, la pointe est guidée normalement par les deux côtés et, dans les courbes, elle ne s'appuie plus que par un seul côté, d'où une première cause de vibrations parasites.

La forme de l'outil qui ne vient pas toujours en contact dans les courbes avec un même côté du talus détermine également une déformation de ce sillon et des bruits parasites additionnels.

Une cause encore plus accentuée de bruits provient, non de la largeur ou de la forme du sillon, mais des irrégularités de la surface, et plus particulièrement de sa partie inférieure. On utilise nécessairement sans doute des matières abrasives, afin de déterminer une usure régulière de la pointe de l'aiguille et de mouler cette pointe, en quelque sorte, sur la forme du sillon. Malgré les progrès obtenus en ce sens, il est impossible de supprimer complètement le grain de la matière. On s'efforce de le réduire au minimum, en adoptant, tout au moins pour la surface, une matière aussi fine que possible. C'est d'ailleurs pour cette raison qu'on réalise des disques non homogènes avec un corps en matière relativement grossière, recouvert sur ses deux faces, tel un sandwich, par des disques de carton servant de supports eux-mêmes à une couche de gomme-laque extrêmement fine.

Le bruit est, d'ailleurs, d'autant plus accentué, évidemment, que la pression de l'aiguille contre le fond du sillon est plus grande ; dans les conditions normales, cette pression peut atteindre plusieurs tonnes, 3.500 kilogrammes par exemple, par centimètre carré pour une aiguille neuve.

Le bruit de fond est, d'ailleurs, souvent plus sensible pour les premiers sillons, et pour une raison très naturelle.

A ce moment, la pointe de l'aiguille est neuve, et, par conséquent, très aiguë, et la pression est plus forte. Il y a, d'ailleurs, des disques produisant peu de bruit de grattement, mais dont l'usure est rapide.

Comment remédier aux bruits d'aiguille, sans pour cela, au contraire, diminuer la qualité musicale de l'audition ? Il serait, en effet, très aisé de les atténuer en réduisant l'amplification des notes aiguës, mais ce n'est pas là le résultat cherché dans les bons appareils modernes !

On peut, d'ailleurs, songer à améliorer la fabrication des disques, puis à utiliser des compositions spéciales pour la fabrication des disques-épreuves, et surtout de nouveaux procédés de fabrication des matrices de pressage réduisant les irrégularités du fond des sillons dans le moule.

Il ne faut pas trop songer, par contre, à réduire le bruit d'aiguille en modifiant la forme des aiguilles elles-mêmes, ce qui peut paraître paradoxal, mais devient pourtant évident pour des raisons que nous venons d'expliquer. On pourrait plutôt penser l'atténuer en transformant la construction des pick-up et en réduisant la pression de l'aiguille. Enfin, dans certains cas, on est bien forcé d'envisager l'adoption de filtres destinés à s'opposer plus spécialement à la transmission des sons constituant ces bruits gênants.

LE BRUIT DE FOND ET SES CAUSES

Lorsqu'on étudie spécialement le bruit d'aiguille, on constate, comme nous l'avons noté à plusieurs reprises, qu'il est surtout notable sur les fréquences élevées au delà de 3.000 périodes-seconde. Mais on constate également, lorsqu'on analyse plus en détail le phénomène, qu'il n'est pas constant pendant toute la durée de l'audition. Des études plus complètes ont, d'ailleurs, montré qu'on pouvait constater également des bruits parasites sur les fréquences assez graves, mais qui sont surtout sensibles en dessous de 200 périodes-seconde. Ces bruits parasites sont dus probablement uniquement aux moteurs d'enregistrement et de reproduction, et ils ne sont sensibles que vers le milieu de l'audition d'une face.

Les bruits de surface, réellement dus à l'aiguille, ne sont perceptibles qu'au delà de 2.000 périodes-seconde environ, et il est très intéressant de noter, ce qui confirme l'indication donnée précédemment, la variation très nette de la forme de la courbe obtenue suivant qu'on se rapproche du centre du disque.

Ainsi, pour diminuer le bruit de surface, il apparaît qu'il pourrait être facile de supprimer simplement les notes aiguës correspondantes ou, du moins, de les atténuer ; mais, par là même, on supprime l'équilibre sonore et le naturel de la reproduction. Une telle solution, trop grossière, ne peut plus être acceptée désormais. Toute correction sonore doit être accompagnée d'une compensation correspondante pour éviter une déformation des sons reproduits et la suppression des harmoniques indispensables.

L'amélioration doit être recherchée par les perfectionnements qui doivent être apportés à la composition du disque lui-même et à son système d'enregistrement.

La pression de l'aiguille sur le fond du sillon augmente, d'autre part, le bruit de surface déterminé par le pick-up. De même, le jeu possible de la palette vibrante dans le sens vertical peut déterminer des vibrations correspondant aux oscillations provoquées par les irrégularités du fond du sillon. Enfin, et surtout, si l'équipage mobile du pick-up relativement peu amorti présente une fréquence de résonance propre insuffisamment élevée, et correspondant à la zone optima du bruit de surface, ce dernier est encore amplifié dans des proportions telles qu'il peut devenir gênant.

LA REDUCTION DU BRUIT D'AIGUILLE

Nous venons d'indiquer les systèmes permettant d'atténuer les bruits de surface. Il est certain, en tout cas, qu'on doit rechercher avant tout l'amélioration dans la composition des disques eux-mêmes, le choix de l'aiguille et la construction mécanique du pick-up.

En particulier, l'armature de ce pick-up doit présenter autant que possible peu de jeu dans le sens vertical, de manière à ne pas vibrer sous l'action des oscillations parasites recueillies par la pointe de l'aiguille glissant sur le fond du sillon.

Comme nous l'avons montré aussi, l'armature du pick-up ne doit pas présenter de fréquence de résonance propre élevée, en correspondance avec celle des bruits de surface.

Depuis quelque temps, le niveau des bruits dépasse rarement 5 décibels. Il y a quelques années, il était encore de 10 à 15 décibels ; ce perfectionnement a permis ainsi d'améliorer la reproduction phonographique spécialement du côté des notes élevées. Dans certains cas pourtant, il devient nécessaire d'avoir recours à un système de liaison disposé

entre le pick-up et la première lampe de l'amplificateur, évitant spécialement la transmission de la gamme de fréquences correspondant spécialement aux bruits de surface et, cependant, s'opposant le moins possible à la transmission des notes élevées, en général, constituant les harmoniques formant les timbres de la parole ou de la musique. Dans certains cas, ces filtres complexes permettent d'obtenir, en outre, d'intéressants effets de compensation sonore, ainsi que nous l'avons rappelé précédemment.

LA CONSTRUCTION DU FILTRE D'AIGUILLE

En principe, un filtre d'aiguille est généralement constitué suivant le principe de la résonance-série, et au moyen d'une inductance montée en série avec une capacité.

On sait que les circuits bouchons avec capacité en parallèle présentent une impédance maxima au moment de la résonance ; au contraire, ces circuits présentent une impédance minima pour la fréquence sur laquelle ils sont accordés (fig. 73).

Fig. 73. — Principe de la résonance série et effet obtenu avec un système de ce genre suivant les fréquences.

On emploie un système de ce genre monté en parallèle sur les bornes du pick-up, et la courbe caractéristique de ce système est indiquée sur la figure 73. On voit, par exemple, sur cette courbe que l'impédance minima du circuit est atteinte pour une fréquence de l'ordre de 3.500 à 4.000 périodes-seconde, alors qu'elle augmente très rapidement pour les autres fréquences. On a ainsi une pointe de résonance, et l'on s'efforce, bien entendu, de déterminer la position de cette pointe de manière à ce qu'elle corresponde à la fréquence de résonance de l'armature du pick-up pour en compenser l'effet nuisible.

Dans la majorité des pick-up, la fréquence de vibration de l'armature peut être déterminée entre 2.500 et 5.000 périodes-seconde, et, dans ces conditions, le bobinage qu'il convient d'utiliser pour constituer l'impédance du filtre est réalisé à l'aide d'un mandrin de 76 mm. de diamètre avec une gorge de 12 à 13 mm. comportant 7.000 tours de fil, de manière à obtenir un coefficient de self-induction de 1,8 henrys et une résistance ohmique de 1.000 ohms (fig. 74).

Fig. 74. — Construction d'un bobinage de filtre.

La capacité variable correspondante montée en série est de 0,5/1.000 de microfarad, mais elle peut être mise en parallèle avec deux capacités fixes de 0,5/1.000 et de 1/1.000 de microfarad respectivement.

On peut ainsi obtenir une capacité variable respectivement de 0,5 /1.000 à 2/1.000 de microfarad, et il est possible d'accorder le circuit entre 2.500 et 5.000 périodes-seconde, comme le montre la courbe de la figure 75.

Fig. 75. — Effet déterminé par le circuit filtre.

Le meilleur moyen d'employer ce système avec le pick-up consiste à adopter le montage indiqué sur la figure 76. Le pick-up est relié à l'extrémité d'un potentiomètre R1 R2, dont la deuxième partie R2 est montée en série avec l'impédance du filtre. La résistance de ce potentiomètre est de 50.000 ohms. La manœuvre du curseur permet d'obtenir le meilleur résultat, quelle que soit l'impédance du pick-up.

Fig. 76. — Schéma de principe du circuit filtre pour bruit d'aiguille.

Dans ces conditions, on peut obtenir une réduction très nette du bruit de surface sans une perte sensible de l'intensité de reproduction.

Tout d'abord, il faut maintenir pour la mise au point R1 au maximum, et R2 au zéro, en plaçant le curseur vers la droite. On obtient ainsi le degré de correction le plus élevé et une pointe de résonance très aiguë, puisqu'il n'y a pas d'amortissement dans le circuit du filtre. Une fois le système accordé et l'effet d'atténuation des bruits de surface obtenu, on diminue, au contraire, autant que possible, la portion de résistance R1 en ramenant le curseur vers la gauche, afin de réduire la perte de sensibilité, sans pour cela diminuer par trop l'effet de réduction de bruit de surface obtenu.

Il y a ainsi un compromis à déterminer entre l'atténuation des bruits de surface et la diminution plus ou moins marquée de la sensibilité. Il est bien difficile, sans doute, d'éviter complètement cette diminution, mais cet inconvénient est beaucoup plus gênant que par le passé ; les pick-up actuels sont beaucoup plus sensibles que les modèles anciens, et la tension obtenue à leurs bornes est généralement de l'ordre de 1 volt ; il est inutile de rappeler, d'autre part, le pouvoir amplificateur plus grand des lampes utilisées.

Bien entendu, on peut faire varier la gamme de fréquences atténuées en modifiant le bobinage et les capacités utilisées.

Pour éviter ainsi la transmission d'une fréquence de l'ordre de 5.000 à 6.000 périodes-seconde, on peut adopter un circuit composé d'un bobinage de 200 millihenrys avec un condensateur de 3,5/1.000.

On peut modifier quelque peu le système en disposant une résistance aux bornes du condensateur ; sur la figure 77, la capacité a ainsi une valeur de 2 à 3/1.000 de microfarad, tandis que la résistance a une valeur de 20.000 à 50.000 ohms. Il est possible, d'autre part, de simplifier en utilisant un bobinage en nid d'abeilles de 1.500 tours avec une capacité de 8/1.000 de microfarad.

Fig. 77. — Deux circuits filtres très simplifiés.

De la même manière, nous pouvons constituer un système ajustable avec un bobinage à prises, une résistance et une capacité en série, qui permet une bonne amplification des notes graves, et un certain effet de correction. La figure 78 montre un dispositif de ce genre.

Fig. 78. — Circuit de filtrage et de tonalité réglable.

Une variante est indiquée sur la figure 79, l'impédance est shuntée par deux condensateurs filtres de 3/1.000 de microfarad montés en série. Le point de jonction de ces deux condensateurs est réuni à l'autre conducteur du circuit à travers une résistance réglable de l'ordre de 90.000 ohms au minimum. Cette résistance réglable permet de faire varier l'effet obtenu.

Fig. 79 et 80. — Circuit réglable et dispositif destiné à éviter les pointes de résonance sur les notes aiguës.

Il devient également nécessaire, dans certains cas, de déterminer sur le pick-up un certain effet d'amortissement pour les notes aiguës, en particulier pour la reproduction des enregistrements de chants féminins, genre soprano. Suivant la méthode habituelle des contrôleurs de tonalité, on constituera, dans ce cas, simplement un filtre suffisant en disposant en série aux bornes du pick-up une capacité de 6/1.000 à 7/1.000 de microfarad montée en série avec une résistance variable de l'ordre de 100.000 ohms (fig. 79).

CHAPITRE IX

ADAPTATEURS PHONOGRAPHIQUES ET RADIOPHONOGRAPHES

Le phonographe électrique est un des meilleurs appareils de musique mécanique actuels, mais il n'a jamais rencontré en France, même au temps de la prospérité, le succès qu'il aurait mérité, et comparable à celui qu'il a remporté à l'étranger, et particulièrement aux Etats-Unis. Bien peu d'auditeurs musicophiles se décident encore, à l'heure actuelle, à l'achat d'une machine parlante de ce genre, malgré ses multiples progrès techniques, les formes pratiques et réduites sous lesquelles elle est présentée, et son prix de vente désormais également abaissé dans de notables proportions.

A côté du phonographe électrique forme meuble, d'excellente qualité musicale, mais plus ou moins encombrant, muni d'ailleurs, souvent, de perfectionnements pratiques auxiliaires, tels que des systèmes changeurs de disques, on trouve en effet désormais des phonographes forme coffret, guère plus encombrants que des récepteurs de T.S.F., permettant d'obtenir d'excellentes auditions musicales.

C'est surtout, en combinaison avec la réception radiophonique que la reproduction électrique des disques phonographiques se répand désormais dans la masse du grand public. Les radiophonographes, soit sous forme de meubles, soit de coffrets forme Midget, sont de plus en plus appréciés par de nombreux amateurs sans-filistes qui ont compris le véritable intérêt de la reproduction phonographique : « Entendre ce qu'on veut, quand on veut, et autant de fois qu'on le veut. »

RADIOPHONOGRAPHES BLOCS OU EN ELEMENTS SEPARES

Des radiophonographes classiques, avec moteurs électriques tourne-disques à induction, synchrones ou asynchrones — synchronisés, pick-up et bras support reliés aux étages basse fréquence d'un récepteur sont des ensembles désormais presque aussi simples et de prix guère plus élevés que ceux des radiorécepteurs de qualité.

A côté des radiophonographes forme meuble de ce genre, on peut constituer également, on le sait, un ensemble en éléments séparés. Cet ensemble est constitué par un radio-récepteur muni d'étages d'amplification de sortie de bonne qualité musicale avec un haut-parleur électrodynamique bien choisi et un bloc phonographique comportant le moteur tourne-disques et un pick-up avec son volume-contrôle ; s'il y a lieu également, des accessoires auxiliaires, tels qu'un dispositif d'arrêt automatique, des godets pour les aiguilles, etc., etc.

L'ensemble radiophonographique, sous forme de bloc complet ou en éléments séparés, attire donc désormais à juste titre l'attention d'un grand nombre d'auditeurs de T.S.F. La reproduction électrique des disques n'est plus alors réservée seulement à la machine parlante, elle constitue un attrait supplémentaire de l'appareil radiophonique. Il n'est plus indispensable d'avoir essentiellement à sa disposition une discothèque bien garnie, et l'auditeur peut la constituer peu à peu suivant ses moyens du moment.

LES TRANSFORMATIONS DES ADAPTEURS PHONOGRAPHIQUES

Devant le succès remporté à juste titre par les adapteurs, permettant la reproduction phonographique avec les radio-récepteurs récents, les constructeurs ont eu l'idée de modifier encore la forme de ces accessoires de plus en plus répandus, de manière à augmenter leurs qualités techniques et pratiques, et à rendre leur aspect plus élégant.

Les moteurs phonographiques actionnant le plateau tourne-disques sont presque toujours électriques, et, d'ailleurs, malgré leurs perfectionnements, leur prix de vente a été toujours constamment réduit. Les modèles actuels, même lorsqu'ils sont du type universel à balais, et fonctionnant à volonté sur le courant alternatif ou continu d'un secteur, sont toujours silencieux mécaniquement et même électriquement, c'est-à-dire qu'ils ne produisent plus de perturbations parasites pouvant troubler les auditions radiophoniques. La plupart du temps, ils sont également d'encombrement réduit et de montage facile.

Fig. 82. — Phono meuble de luxe Braun.

La plupart des modèles sont, d'ailleurs, disposés pour l'alimentation par courant alternatif, et ce sont, comme nous l'avons indiqué, des moteurs à induction avec réglage mécanique de la vitesse de rotation. Les moteurs synchrones à lourd volant régulateur, généralement, ont, par leur principe même, une vitesse exactement déterminée par la fréquence du courant alternatif d'alimentation, et normalement de 78 tours par minute. Ces appareils peuvent être particulièrement réduits, et se placer ainsi aisément dans une ébénisterie de faible encombrement.

Le moteur synchrone présente pourtant quelquefois l'inconvénient de nécessiter un lancement du plateau, soit à la main, soit au moyen d'un levier au moment de la mise en marche. Les moteurs asynchrones synchronisés, généralement un peu coûteux, ne présentent pas cet inconvénient. Ils démarrent comme des moteurs à induction ordinaires, et, une fois lancés, se règlent d'eux-mêmes à la vitesse constante déterminée par leur construction, et par la fréquence du courant alternatif.

Fig. 83. — Adaptateur à tiroir (Braun).

On a même établi des types de moteurs un peu spéciaux destinés à permettre la réalisation d'adapteurs pour radiorécepteurs d'automobiles. Ces moteurs sont donc alimentés par du courant d'une tension de 6 volts ou de 12 volts provenant de la batterie d'allumage, de démarrage, et d'éclairage de la voiture.

Il y a, d'abord, la forme bloc avec châssis métallique robuste, simple et sommaire. Le moteur avec son plateau est fixé sur un berceau métallique, sur lequel est monté le bras du pick-up avec son volume contrôle. L'ensemble est surtout destiné aux essais ou bien facilite le montage dans une ébénisterie séparée de forme quelconque, ou dans le meuble d'un radiophonographe.

L'adapteur forme tiroir est connu depuis quelque temps et son succès est très grand, tant en raison de ses qualités pratiques que de son prix généralement assez réduit.

L'ébénisterie sert alors, en réalité, de socle pour le radio-récepteur, le plus souvent de forme Midget. Tout l'ensemble phonographique est monté sur une planchette horizontale se déplaçant sur des glissières à l'intérieur de l'ébénisterie. En abattant la paroi intérieure verticale du système, on déplace par là même en avant la planchette de l'adapteur phonographique, et ce dernier est disposé automatiquement pour l'usage. En particulier, le pick-up vient dans une position telle que le remplacement de l'aiguille est très facile. Dès qu'on a fini d'utiliser l'adapteur, et qu'on veut entendre un radio-concert, ou bien même pendant une audition, pour éliminer le bruit direct de l'aiguille, on repousse la paroi antérieure de l'ébénisterie tiroir, et la planchette horizontale revient également en arrière à l'intérieur du système. Tout l'ensemble est donc caché, et l'apparence extérieure est celle d'un socle en ébénisterie ordinaire.

Telle est la forme populaire et très répandue, mais, depuis quelque temps, la table phonographique rencontre un grand succès. Cette table support, qui a une hauteur de l'ordre de 70 centimètres, reçoit le radio-récepteur à sa partie supérieure ; en dessous, se trouve une ébénisterie avec adapteur phonographique qui peut être également de la forme tiroir. Ainsi, on constitue un véritable meuble radiophonique plus ou moins important, et plus ou moins luxueux.

L'auditeur aime à avoir quelques disques préférés à portée de sa main. On trouve donc également des tables phonographiques un peu plus complexes, bien que généralement de prix encore très raisonnable, et qui comportent des casiers à disques, soit disposés horizontalement dans le bas du meuble, soit verticalement et symétriquement de chaque côté de l'adapteur phonographique. Certaines de ces tables prennent, une fois les portes du meuble refermées, les apparences d'élégantes bibliothèques ou de commodes de salon.

LES DIVERSES FORMES DU RADIO-PHONOGRAPHE

Ainsi que nous l'avons noté précédemment, le radio-phonographe est présenté normalement aujourd'hui à l'auditeur sous deux formes différentes. L'appareil d'encombrement relativement réduit, de forme coffret ou Midget, et le meuble plus ou moins luxueux et plus ou moins perfectionné.

Dans la première forme, le système phonographique est généralement disposé simplement sur le dessus de l'ébénisterie et recouvert par le couvercle du boitier, à glissières ou à charnières, dans les intervalles où l'on entend les émissions radiophoniques, au moment du repos, ou même pendant les auditions phonographiques, de manière à éviter la transmission directe des bruits d'aiguille.

Fig. 84. — Un modèle de bloc pick-up.

Certains de ces modèles, malgré leur simplicité, sont cependant munis de perfectionnements pratiques ou acoustiques très intéressants. C'est ainsi que certains appareils comportent des ébénisteries à pans coupés avec deux haut-parleurs séparés, envoyant les flux sonores dans des directions différentes. Ces deux haut-parleurs sont évidemment des caractéristiques électroacoustiques différentes, afin de permettre d'augmenter la gamme des notes musicales reproduites en même temps qu'on peut améliorer l'effet stéréophonique.

On choisira ainsi, par exemple, deux diffuseurs électro-dynamiques, dont l'un à diffuseur de grand diamètre, et l'autre à diffuseur réduit, du type miniature par exemple, ou bien encore un haut-parleur électro-dynamique et un modèle piezo-électrique permettant particulièrement bien la reproduction des notes aiguës.

Les appareils meubles, quels que soient leur élégance et le luxe plus ou moins accentué de leurs ébénisteries, peuvent évidemment comporter des perfectionnements auxiliaires acoustiques pratiques encore plus divers, par suite de l'emplacement plus grand disponible.

Certains de ces appareils peuvent être ainsi munis de dispositifs changeurs de disques automatiques, permettant de jouer automatiquement une série de disques de 25 ou 30 centimètres au nombre de 8 par exemple, sans intervention de l'opérateur ; on peut ainsi obtenir une reproduction continue, ou bien encore, on peut à volonté jouer plusieurs fois de suite le même enregistrement.

La plupart du temps, l'ensemble phonographique est disposé sur la partie supérieure, et recouvert à volonté par un couvercle à charnières. Le bloc amplificateur et récepteur est disposé dans la partie médiane, et, enfin, dans le bas du meuble, à une hauteur suffisante au-dessus du sol, sont placés le ou les haut-parleurs encastrés dans la paroi antérieure formant écran acoustique.

Pour rendre plus agréable l'emploi de ces radiophonographes, on a désormais l'habitude heureuse de disposer dans l'ébénisterie, comme pour les petits meubles précédents, des casiers à disques. Ceux-ci sont disposés horizontalement et alors, le plus souvent, dans le bas du meuble, ou bien sont placés verticalement de chaque côté du système radiophonographique, et on peut les utiliser, soit par la partie supérieure, soit en ouvrant des portes verticales séparées.

Fig. 85. — Super-Midget Phonographique.

Au point de vue acoustique, l'amélioration réside surtout dans les progrès des étages d'amplification musicale, et particulièrement des étages de sortie et surtout des haut-parleurs.

Dans un certain nombre de modèles, on emploie deux haut-parleurs séparés, et ces derniers peuvent même être placés sur un écran oblique, disposé dans la partie inférieure du meuble. Pour les raisons de compensation indiquées plus haut, ces haut-parleurs sont presque toujours de caractéristiques différentes. Il est possible de les attaquer par le même étage de sortie, en employant au besoin un système de filtre rudimentaire, de manière à actionner de préférence l'un par les notes graves, l'autre par les notes aiguës. Mais, il est encore préférable d'effectuer la séparation musicale à la sortie de la détectrice, et d'utiliser deux systèmes de sortie séparés. On peut agir plus aisément sur le réglage de la tonalité grave ou aiguë, et obtenir des modifications plus heureuses au cours de l'audition suivant la nature du radio-concert reçu. L'appareil est devenu ainsi un véritable instrument de musique, dont l'auditeur peut à son gré faire varier les effets, comme s'il avait en sa possession un piano mécanique perfectionné, ou même un orgue électrique.

Dans d'autres modèles, dont des exemples intéressants ont pu être examinés récemment, en particulier au Salon de la T.S.F., le haut-parleur est unique, mais il possède des particularités spéciales permettant d'étendre la gamme reproduite, et d'augmenter l'effet stéréophonique.

Ce haut-parleur peut comporter une membrane de section modifiée, et non conique, de manière à éviter une déformation trop importante lors de la reproduction des notes aiguës, ce qui détermine des décalages de phase entre les différents points. De plus, la membrane peut être double ; l'une d'elles de plus grand diamètre est destinée à la reproduction des notes graves, l'autre de même axe et à bords libres, de diamètre beaucoup plus réduit, sert à la reproduction des notes aiguës. On trouve ainsi sur des modèles récents des membranes doubles, de forme elliptique, par exemple.

Une forme spéciale d'ébénisterie avec système réflecteur et déflecteur de sons, peut encore améliorer la qualité de l'audition et surtout augmenter l'effet stéréophonique. Ces modifications, essentiellement d'ébénisterie, peuvent évidemment être adoptées sur n'importe quel récepteur radiophonique, mais elles sont appliquées plus aisément sur les radio-phonographes, en raison des grandes dimensions des meubles.

Sur ces radiophonographes ainsi perfectionnés au point de vue acoustique, on peut encore apporter une amélioration d'un autre ordre de caractère plus essentiel, et qui consiste dans l'adaptation d'un système enregistreur phonographique. Il devient ainsi possible pour l'amateur d'enregistrer soi-même aisément soit les radio-concerts, soit des communications microphoniques quelconques (au moyen d'un système auxiliaire simple), soit encore de retranscrire (pour son usage personnel, évidemment !) des enregistrements phonographiques qui lui ont plu particulièrement.

Une fois enregistrés, les disques utilisés peuvent être immédiatement reproduits au moyen du pick-up lui-même qui a servi à l'enregistrement, et le coût de chaque enregistrement est très réduit. L'ensemble radiophonographique avec système enregistreur, dont il existe désormais d'assez nombreux modèles français bien étudiés, constitue ainsi un appareil très complet, bien qu'en réalité encore relativement simple, et dont le prix autrefois prohibitif est désormais à la portée de l'auditeur moyen.

Fig. 86. — Table pick-up avec classeur Thorens.

LES CONDITIONS DE L'ENREGISTREMENT PHONOGRAPHIQUE

Les conditions des enregistrements phonographiques individuels sont sans doute un peu plus délicates qu'elles pourraient le sembler à priori, et ce problème intéressant mérite d'ailleurs une étude spéciale.

Pour obtenir de bons résultats, c'est-à-dire avoir finalement une audition sans trop de déformations, et sans bruits de surface trop violents, établir également un enregistrement pouvant servir à un nombre de reproductions suffisant, trois conditions sont nécessaires :

1° Avoir un disque de surface suffisamment molle pour l'enregistrement et suffisamment dure pour la reproduction, de préférence au moyen d'une simple aiguille en acier cylindro-conique ou même spéciale ;

2° Avoir un moteur tourne-disques suffisamment puissant et suffisamment régulier pour assurer un entraînement à une vitesse parfaitement constante au moment de l'enregistrement et au moment de la reproduction, malgré la différence de travail dans les deux cas ;

3° Utiliser enfin un pick-up sur lequel on peut adapter pour l'enregistrement une aiguille burin, et pour la reproduction une aiguille en acier établie de telle sorte qu'elle puisse réaliser régulièrement la gravure dans de bonnes conditions, et que la pression de l'aiguille ou du burin sur le sillon, ainsi que leur inclinaison puissent être déterminées avec précision. Au moment de l'enregistrement, ce pick-up doit être entraîné généralement au moyen d'un système de vis sans fin actionné directement par le moteur tourne-disques, ou par l'intermédiaire de l'axe du plateau.

Toutes ces conditions sont délicates à réaliser, surtout lorsqu'on veut établir, non pas une machine d'enregistrement de grand prix réservée à des professionnels, mais simplement un appareil d'amateur. Après de longues recherches, les résultats actuels sont très encourageants, et ils ont permis l'établissement de ces machines multiples aux usages divers, radiophonographes enregistreurs, réalisés tant aux Etats-Unis qu'en France, et dont on a pu voir quelques modèles aux dernières expositions, en particulier au Salon de la T.S.F.

On utilise maintenant normalement, après de nombreux essais, et la plupart du temps, des disques à âme métallique recouverte de couches de nitrate de cellulose. Une fois enregistrés, on peut utiliser ces disques immédiatement sans qu'il soit besoin d'aucun traitement intermédiaire plus ou moins délicat.

Aux Etats-Unis, on adopte encore souvent des disques sans âme métallique et préalablement sillonnés. Ce procédé évite la nécessité du guidage du pick-up, mais présente l'inconvénient d'augmenter l'importance du bruit de fond. En France, on préfère donc employer un pont de guidage à vis sans fin, ou un système de commande du bras pivotant du pick-up.

Un contrepoids permet de faire varier la pression de l'aiguille sur le sillon, et on remarquera, d'ailleurs, que la pression, dans le cas de nitrate de cellulose, est beaucoup plus faible que pour les anciens disques en métal ou en gélatine.

LA COMBINAISON AVEC LA PROJECTION CINEMATOGRAPHIQUE

On peut enfin encore aller plus loin, et disposer dans l'ensemble radiophonographique avec système enregistreur un projecteur cinématographique pour film de format réduit, de 16 mm., par exemple. La projection s'effectue alors soit sur un écran séparé, soit par l'intermédiaire d'un miroir disposé à 45°, sur un écran disposé sur le couvercle du meuble.

Avec une lampe à incandescence suffisamment puissante, la projection peut ainsi être obtenue en salle éclairée. En utilisant le système phonographique, il est facile d'accompagner les images par une reproduction sonore obtenue au moyen de disques synchronisés ou non. L'amateur peut même, grâce au système enregistreur phonographique, sonoriser des films du commerce, ou qu'il a enregistrés lui-même.

Ainsi, en attendant l'apparition réelle de l'ensemble idéal, qui comportera à la fois la combinaison d'un phonographe électrique, d'un récepteur radiophonique, et d'un récepteur de radiovision, cette combinaison radiophono-cinématographique constitue bien la forme la plus complète et, à la fois, la plus pratique, de la machine récréative, à la fois parlante et visuelle d'aujourd'hui.

LES CHANGEURS DE DISQUES AUTOMATIQUES

Les changeurs de disques automatiques augmentent beaucoup les agréments d'un pick-up et d'un amplificateur phonographique ; ils peuvent, d'ailleurs, être adaptés à tout système phonographique monté sur un poste de T. S. F. ou un radio-phonographe.

Ils permettent d'utiliser les uns après les autres un certain nombre de disques de différents diamètres, généralement, d'ailleurs, sur une seule face, ou de reproduire plusieurs fois automatiquement la même face d'un disque ; certains modèles perfectionnés permettent, en outre, de choisir le disque que l'on veut jouer à l'exclusion des autres.

De tels appareils sont ainsi plus ou moins complexes, mais, à l'heure actuelle, ils sont établis sous des formes industrielles qui donnent toute satisfaction, tant comme régularité de service que comme durée, et à des prix qui ne sont nullement prohibitifs.

On voit ainsi sur la figure 87, deux modèles d'origine anglaise, mais bien connus en France, et particulièrement pratiques.

Fig. 87. — Changeurs automatiques de disques Garrard.

Celui du bas de la figure le plus simple, permet de jouer, soit 8 disques de 25 cm., soit 8 disques de 30 cm., et en prenant soin de placer sur l'appareil uniquement des disques de la dimension choisie.

Quel que soit le nombre de disques, et, dès que le dernier est joué, l'appareil s'arrête, et le courant est coupé automatiquement. Tout disque dont on ne désire pas l'audition est automatiquement rejeté, en tournant simplement un bouton vers un repère correspondant. Les disques sont enfilés, comme on le voit, sur un axe coudé. Les disques en réserve sont disposés dans une position oblique, et, sous l'action d'une lame qui les libère, ils descendent un à un prendre leur position normale sur le plateau tourne-disques, en suivant l'axe vertical de ce dernier.

Le deuxième appareil est un peu plus complexe, puisqu'il permet de jouer 8 disques de 25 et de 30 cm., même empilés pêle-mêle les uns sur les autres, et, par un simple mouvement du bouton de commande, chacun des disques, même le dernier, peut être répété à volonté.

Dans ce modèle, tous les disques sont placés sur le même axe vertical, les disques de réserve glissent un à un le long de cet axe pour prendre leur place sur le plateau, et ils sont libérés par deux lames pivotantes, dont le mouvement se produit simultanément.

Les deux modèles sont équipés avec des pick-up et des moteurs normaux, et tous les boutons de commandes et accessoires sont disposés sur une platine rectangulaire, qu'il suffit de fixer sur une ébénisterie ou sur un meuble.

Les applications de ces tourne-disques sont multiples ; on peut, grâce à eux, assurer automatiquement une longue audition d'un concert complet, ou d'un orchestre de musique de danse obtenir une longue diffusion sonore ou même sonoriser des films muets.

APPLICATIONS DIVERSES DES PICK-UP

Le pick-up peut parfois être utilisé, non pour la reproduction des disques mais pour des utilisations spéciales ; signalons le pick-up enregistreur de fréquences de télévision, pour la réalisation d'un téléviseur électrique (travaux de P. F. Dussaud) ; l'enregistrement sur disque des émissions d'images télévisées pour leur reproduction ultérieure ; l'endomécanique qui permet de commander à l'aide d'un disque et d'un pick-up lecteur des relais commandant des appareils, des véhicules, etc... (travaux de P. F. Dussaud).

CHAPITRE X

L'AMPLIFICATION MUSICALE

La qualité de l'audition obtenue avec un pick-up, comme, d'ailleurs, avec un microphone, dépend essentiellement tout autant des caractéristiques de ce premier traducteur électro­acoustique que de l'amplificateur utilisé et du haut-parleur. Il faut également faire entrer en ligne de compte l'adaptation du traducteur à la première lampe de l'amplificateur.

Nous avons expliqué comment cette adaptation s'effectuait, en général, et, plus particulièrement, dans le cas où l'on veut relier un pick-up aux étages basse-fréquence d'un récepteur radiophonique. Cette étude ne serait pas complète si nous n'ajoutions quelques détails pratiques sur l'établissement et l'emploi des amplificateurs à fréquence musicale et, plus particulièrement sur ceux qui sont utilisés avec des pick-up pour la diffusion sonore.

Nous nous bornerons, cependant, à des détails sommaires et purement pratiques, et nous indiquerons un certain nombre de schémas qui doivent spécialement intéresser nos lecteurs. Ces derniers peuvent d'ailleurs trouver des notions complémentaires dans nos ouvrages sur la diffusion sonore ou l'amplification musicale.

LES DIFFERENTES CLASSES D'AMPLIFICATEURS

Rappelons d'abord, qu'on distingue désormais les amplificateurs à fréquence musicale de Classe A, B, ou A B.

L'amplification de puissance, lorsqu'il s'agit d'obtenir une intensité sonore considérable et de l'ordre d'au moins 10 à 20 watts modulés, exige l'emploi de lampes de sortie montées de manière un peu particulière, et de caractéristiques convenables. Les premiers étages du système et, en particulier, les étages amplificateurs en tension sont toujours établis, au contraire, d'une manière à peu près analogue.

Les modifications apportées aux appareils ont eu spécialement pour but d'augmenter le rendement en énergie obtenue ; la puissance modulée finale ne dépasse guère, la plupart du temps, 20 à 25 % de la puissance électrique dissipée dans la lampe de sortie déterminée par l'intensité et la tension du courant de plaque. La plupart du temps, le rendement total ne dépasse donc pas 5 à 10 % du courant d'alimentation total.

Ce défaut augmente les frais d'entretien, et surtout rend nécessaire l'augmentation des dimensions des différents organes de l'appareil et, par conséquent, du prix de revient, pour obtenir une intensité finale déterminée. Pour y remédier, on a cherché à utiliser des systèmes de sortie spéciaux dits de la classe B, ou A B.

LES AMPLIFICATEURS CLASSE A

La plupart des systèmes d'amplification ordinaires utilisés jusqu'à présent dans les appareils à basse fréquence sont du type dit « classe A », et leurs caractéristiques sont déterminées par le fonctionnement des lampes de sortie.

Les variations d'intensité du courant de plaque sont proportionnelles aux variations de tension appliquées sur leur grille ; l'intensité moyenne du courant de plaque reste constante, quelle que soit l'amplitude des oscillations appliquées et à amplifier.

Enfin, leur grille est, on le sait, polarisée négativement, quelle que soit l'amplitude des oscillations amplifiées de façon que le point figuratif de fonctionnement se déplace sur la partie rectiligne de la caractéristique.

Ce phénomène classique est représenté sur la courbe de la figure 88.

Fig. 88. — Lorsque le fonctionnement de la lampe s'effectue dans la partie inférieure du système de la caractéristique, il y a distorsion.

Pour des variations de tensions très importantes par suite du coude de la caractéristique, la courbe amplifiée n'est plus proportionnelle à la courbe incidente, et il y a distorsion. En pratique, on admet généralement que la distorsion peut atteindre 10 %.

Si l'on déplace le point de fonctionnement en augmentant la polarisation négative, il se produit un courant grille, et à un moment donné de l'oscillation, la tension de grille peut devenir nulle et, en théorie, même positive. En réalité, ce phénomène ne peut avoir lieu puisqu'à ce moment la grille se comporte comme une plaque et débite un courant. Il en résulte une chute de tension, et ce courant. grille donne naissance à une distorsion importante (fig. 88 B).

Fig. 89. — Le fonctionnement d'une lampe amplificatrice polarisée normalement. En B, variations du courant de plaque sous l'influence des signaux reçus. Le courant moyen de plaque reste constant.

C'est pour éviter ce phénomène qu'il faut déterminer la polarisation moyenne négative de grille, de manière que lors du fonctionnement de la lampe cette dernière ne devienne jamais ni positive, ni trop négative. L'action des tensions amplifiées ne doit donc jamais déterminer un dépassement de la polarisation optimum de la grille.

Mais, cette polarisation négative indispensable est une cause de mauvais rendement ; elle réduit la valeur moyenne du courant de plaque, et limite l'amplitude des oscillations recueillies à la sortie de la lampe.

Pour obtenir une forte puissance avec les montages ordinaires qui demeurent, d'ailleurs, encore les plus employés, on est obligé d'adopter des lampes de puissance, généralement à haute tension de plaque et à grand débit. Seuls les perfectionnements des lampes à multiples électrodes, et, en particulier, des lampes pentodes ont permis d'atténuer cet inconvénient, en réduisant la tension à appliquer sur la plaque pour un même débit.

D'ailleurs, quelles que soient les variations de la modulation pendant le fonctionnement, le courant moyen de plaque demeure constant. comme nous l'avons déjà indiqué. Il en résulte une intensité relativement considérable du courant d'alimentation plaque, ce qui peut être gênant ; en particulier, pour les amplificateurs de grande puissance destinés à des installations mobiles, et qui doivent être alimentés par des sources autonomes.

N'exagérons rien pourtant. Les amplificateurs ordinaires de la classe A sont encore utilisés, en majorité ; s'ils sont bien montés ce sont des appareils fidèles et, d'ailleurs, de plus en plus perfectionnés, comme nous venons de l'indiquer. On peut seulement leur reprocher leur rendement insuffisant, c'est-à-dire leur manque d'économie.

LE MONTAGE CLASSE B

On peut songer, pour augmenter le rendement des amplificateurs à fréquence musicale, tout d'abord. à réduire l'intensité du courant de plaque, à ne plus le laisser constant, et à le rendre proportionnel à la modulation.

Les lampes de sortie ont alors un fonctionnement variable ; ne pouvant être constamment saturées, elles permettent d'obtenir, à caractéristiques égales, une puissance modulée plus grande, ou bien une même puissance pour des caractéristiques plus réduites. C'est ce qu'on a appelé le montage quiescent push-pull, parce qu'il dérive du montage ordinaire push-pull, quiescent signifiant au repos parce qu'en l'absence de modulation, le courant de plaque est à peu près nul. On l'appelle aussi montage push-push.

Un montage de ce genre est, en réalité, un montage push-pull modifié, et il suffit, en principe d'appliquer sur les grilles de l'étage push-pull une polarisation négative beaucoup plus élevée qu'à l'ordinaire, de manière que le point figuratif de fonctionnement se trouve à la naissance du coude de la caractéristique de plaque (fig. 90).

Fig. 90. — Lorsque le fonctionnement s'effectue à la base de la caractéristique de plaque, le courant ne circule que pendant l'alternance positive et le courant anodique moyen varie proportionnellement à la modulation.

En appliquant sur la grille une tension alternative incidente, on risque beaucoup moins, évidemment, pendant les alternances positives, de rendre la grille positive, ce qui amène l'apparition de courant de grille et, pratiquement, la tension de polarisation est de l'ordre du double de la tension ordinaire. On peut, en théorie, appliquer également sur la grille des oscillations d'amplitude double de l'amplitude limite ordinaire.

Au contraire, pendant les alternances négatives, il ne se produit pas d'amplification, puisque le point figuratif se déplace dans le coude de la caractéristique. Il y a ainsi un effet de distorsion très considérable, et un véritable effet de détection, comme si la lampe était montée en détectrice par courbure de la caractéristique de plaque.

Ne considérons donc pas le fonctionnement d'une seule lampe, mais des deux lampes constituant un étage push-pull. Ces deux lampes fonctionnent avec opposition de phase, une alternance positive pour l'une, sera négative pour l'autre, et chaque alternance sera ainsi amplifiée par l'une ou l'autre des deux lampes.

Finalement, suivant la méthode ordinaire, on recueillera les oscillations transformées dans un circuit unique, dans lequel elles se complèteront, avec compensation de distorsion, si le montage est réellement symétrique (fig. 91).

Fig. 91. — Fonctionnement de deux lampes montées en push-pull dit classe B.

Ce système, séduisant, en théorie, puisqu'il permet la réduction au minimum du courant de plaque, ne peut donner des résultats satisfaisants que s'il est monté avec des précautions spéciales. En effet, tout d'abord, l'intensité du courant de plaque étant variable et, au contraire, la tension de grille devant demeurer constante, on ne peut plus adopter les systèmes ordinaires de polarisation des amplificateurs classiques alimentés par le courant d'un secteur et constitués par une résistance shuntée intercalée dans un conducteur de retour du circuit d'alimentation plaque. Il faut une batterie ou un système redresseur distinct ; d'un autre côté, comme le débit de plaque varie constamment, le système redresseur d'alimentation plaque doit être pourvu d'un dispositif régulateur, si l'on veut éviter des variations de tension correspondantes.

Enfin, la tension de polarisation négative est très élevée, et le courant de plaque demeure relativement faible ; il faut donc employer des lampes spéciales, ou des tensions de plaques élevées, et le résultat final ne correspond pas exactement à la théorie.

Les montages classe B sont établis, en réalité, suivant ce principe, mais ils en diffèrent surtout en ce que, grâce à l'emploi de lampes très particulières, il devient possible d'obtenir les mêmes résultats, c'est-à-dire l'absence de courant de plaque au repos, sans utilisation d'une polarisation négative. On prend alors comme polarisation de repos la tension 0 volt.

Les tensions des oscillations négatives appliquée sur la grille ne sont pas amplifiées, comme dans le cas précédent, et il faut utiliser deux lampes montées en push-pull pour reconstituer les deux phases des oscillations ; tout amplificateur classe B comporte donc nécessairement des étages de sortie push-pull (fig. 92).

Fig. 92.

Puisque la polarisation de grille est nulle, l'application des tensions positives sur la grille va déterminer un courant de grille important. Pour éviter l'inconvénient dû à ce courant et, en particulier, la chute de tension, on adopte une résistance très faible des enroulements du transformateur de liaison. La construction d'un amplificateur de ce genre exige donc l'adoption de transformateurs de modèles spéciaux.

Pour agir sur la lampe de sortie il faut utiliser une lampe de puissance à faible résistance interne, et à coefficient d'amplification peu élevé qu'on appelle lampe driver, ou étage conducteur.

Dans tout amplificateur classe B, on trouve donc un étage de préamplification, un étage intermédiaire, et un ou plusieurs étages de sortie push-pull classe B, à grand coefficient d'amplification et résistance interne élevée (fig. 92).

Ainsi que nous l'avons indiqué précédemment, une difficulté réside dans la réalisation du système d'alimentation plaque qui doit permettre de fournir un courant variable sans variation de tension, il faut donc réduire la résistance interne de l'appareil, et utiliser, comme nous l'avons déjà indiqué également un système régulateur de tension.

On adopte un transformateur d'alimentation à secondaire haute tension peu résistant et des bobinages de filtre de résistance.

Au lieu de valves à vide, dont la résistance interne est relativement élevée, et s'accroît avec le débit, on emploie donc généralement des valves à atmosphère gazeuse ou phanotrons dont la résistance interne est indépendante du débit. En pratique, on utilise donc des valves à vapeur de mercure.

On peut également employer, d'ailleurs, dans ces amplificateurs, des lampes de même modèle pour étages intermédiaires et l'étage de sortie ; en particulier, la lampe américaine du type 46 (fig. 92).

Les amplificateurs classe B n'offrent guère d'intérêt que pour les grandes puissances et, comme nous venons de le voir, leur réalisation est délicate. Dans les amplificateurs classe A l'amplification totale est proportionnelle au carré des tensions appliqué à la grille, l'amplification des notes basses est donc spécialement considérable ; mais dans les amplificateurs classe B toutes les fréquences sont amplifiées dans le même rapport, c'est-à-dire que l'amplification est linéaire.

La tonalité est donc beaucoup plus claire et plus aiguë en général, que dans les amplificateurs classe A, et, pour obtenir la tonalité chaude habituelle, il est nécessaire de prévoir des systèmes de correction.

En dehors de ces montages, signalons les types intermédiaires, dits classe AB, parce que le courant de plaque au repos est plus faible que dans la classe A, mais non nul. Les appareils de la classe AB sont évidemment de construction plus facile que ceux de la classe B, et c'est pourquoi ils semblent plus employés désormais. La polarisation est plus négative que dans celui de la classe B ; il y a variation du courant de plaque au cours du fonctionnement et, comme précédemment, il est indispensable d'utiliser des montages de sortie push-pull (fig. 93).

Fig. 93. — Fonctionnement de 2 lampes en push-pull (classe AB).

Les caractéristiques des lampes utilisées dans les montages en classe AB ont une forme parabolique dans la partie utilisée de la caractéristique de la courbe.

Dans la classe du type AB 1 les grilles restent, d'ailleurs. toujours négatives, c'est-à-dire qu'il ne se produit pas de courant grille. Dans les montages du type AB 2, au contraire, il se produit un courant de grille, et les grilles deviennent positives.

La polarisation négative est nécessaire au fonctionnement de la lampe, alors que précédemment cette polarisation était inutile, comme nous l'avons vu. Elle peut être déterminée automatiquement par l'emploi d'une résistance cathodique shuntée comme à l'habitude, ou obtenue au moyen d'une source de tension indépendante ; comme précédemment on obtient une puissance modulée considérable, avec des lampes de dimensions faibles, et une tension de plaques réduite.

La classe AB semble donc être très en faveur actuellement pour des appareils de grande puissance. Avec des tensions de plaque de l'ordre de 300 à 400 volts, on obtient des puissances modulées de l'ordre de 60 watts avec deux lampes de sortie, et 2 % d'harmonique seulement.

QUELQUES PERFECTIONNEMENTS RECENTS

En dehors du principe de ces montages, les perfectionnements les plus récents des amplificateurs sont dus essentiellement aux perfectionnements des lampes de sortie pouvant fonctionner avec une tension de plaque de plus en plus réduite pour une puissance modulée considérable, avec un minimum de distorsion, car il est plus facile d'augmenter le débit du courant d'alimentation que sa tension.

L'augmentation de la pente, c'est-à-dire, en réalité, du pouvoir amplificateur obtenu détermine normalement une augmentation de la résistance interne, ce qui peut augmenter également la distorsion linéaire et l'émission secondaire, et le rapprochement de la plaque augmente la chaleur dégagée. C'est ce qui a déterminé l'apparition des pentodes qu'on monte comme des triodes, on relie la grille la plus éloignée de la cathode à la source de tension plaque, ce qui détermine un effet correspondant, analogue à celui qui se produit lorsque la plaque est à l'endroit de la deuxième grille. La grille intermédiaire est souvent inutile, et on la relie à la plaque ou à cathode.

Sans pouvoir noter les progrès de toutes les lampes modernes, rappelons seulement l'apparition de la lampe 6 L 6, dans laquelle l'effet de la grille ordinaire de freinage de sûreté a été remplacée par celui d'un système destiné à diriger réellement le flux électronique.

Les élections ne peuvent plus revenir vers l'écran, même pour les variations les plus importantes du potentiel de grille, et le débit de cet écran est très faible ; les courbes dynamiques de la lampe deviennent rectilignes sur une grande longueur.

LES MONTAGES CLASSIQUES

Il n'est pas toujours nécessaires, lorsqu'on veut obtenir seulement la puissance modulée utile pour un salon, pour une petite installation de diffusion, d'utiliser des montages compliqués et les modèles classiques du type classe A équipés même souvent avec des lampes de type déjà ancien que l'on possède, ou que l'on peut trouver en solde à bas prix, donnent pourtant d'excellents résultats musicaux.

Fig. 94. — Amplificateur d'amateur de 3 watts, de type classique :

— B = haute tension + B1 + B2 + B3 : 150 volts.

R = 1.000 1.000 ohms

R1 = 1.200 ohms.

C — C1 = 3 microfarads. Pour pentode finale plus puissante (6 watts)

B2, B3 = 300 volts — R1 = 900 ohms.

On voit ainsi sur la figure 96, un amplificateur de salon très réduit de 3 watts modulés comportant comme première lampe une E 415, ou E 424, et comme lampe de sortie une pentode B 443, ou même C 443, à chauffage direct ce qui permet d'obtenir 6 watts. Le montage est très simple, et le système de liaison est à transformateur.

Fig. 96. — Amplificateur classique de 25 watts. Pour une triode de sortie, il suffit de supprimer C6 et R8 et la connexion de la grille auxiliaire.

S1 = 500 — 600 v. : selon résistance de L1.

S2 = 500 — 600 v. : selon résistance de L1.

S3 = 4v.

S4 = 4 v.

R1, R2, R3 = 0,6 mégohms.

R4 = 500 ohms.

R5 = 120 ohms.

R6 = 25.000 ohms.

R7 = 32.000 ohms.

R8 = 60.000 ohms.

C1, C2 = 4 microfarads.

C3, C4, C5, C6 = 1 microfarad.

Si l'on veut établir un montage plus puissant, de 12 watts, par exemple, le montage peut demeurer à peu près le même. mais comme première lampe on utilise une E 415 ou une E 424, comme lampe de sortie une E 443, par exemple, et comme valve une 1561 (fig. 95).

Fig. 95. — Amplificateur classique à transformation de 12 watts (pour une triode de sortie, on supprime C6 et R8).

S1 = 380 à 420 v. : selon résistance de L.

S2 = 380 à 420 v. : selon résistance de L.

S3 = 4 v.

S4 = 4 v.

R1, R2, R3 = 0,6 mégohms.

R4 = 660 ohms.

R5 = 140 ohms.

R6 = 25.000 ohms.

R7 = 20.000 ohms.

R8 = 47.000 ohms.

C1, C2 = MF.

C3, C4, C5, C6 = 1 MF.

L1 = 30-50 henrys 40mA.

P1 = 50.000 ohms.

P1 = 400 ohms.

PU = pick-up.

Sur le même principe, on peut établir un amplificateur plus puissant de 25 watts, par exemple. avec une E 424 en première lampe, une E 443 en lampe de sortie et une valve à deux plaques 1831. La F 443 peut être remplacée par toute lampe analogue et, en particulier, par une F 410 (fig. 96).

Mais n'insistons pas sur ces montages déjà relativement anciens et abordons de suite des montages plus modernes.

Pour obtenir une amplification assez faible, comparable à celle qu'on obtient avec un récepteur radiophonique, on peut constituer un modèle réduit et économique et, en particulier, un amplificateur très simple à deux étages et une valve, fonctionnant sur tous courants alternatif ou continu. Les filaments sont montés en série à travers une résistance qui doit amener la chute de tension nécessaire pour le fonctionnement du système, on utilisera, par exemple, une lampe 37 ou une lampe 6 C 6, une lampe 43 de sortie et une valve 27 Z 5.

On voit sur le schéma de la figure 97 le schéma d'un tel amplificateur avec les caractéristiques correspondantes.

Fig. 97. — Petit amplificateur phonographique tous courants.
Le même montage pourrait être exécuté avec liaison à transformateur.

Dans le même ordre d'idées, on peut établir un appareil du même genre avec une première lampe 6 C 5 et une lampe finale 6 L 6 fonctionnant sur le courant alternatif, mais qui donnera une puissance supérieure, de l'ordre de 8 watts. Un appareil extrêmement simple, également sur courant alternatif, comprendra une lampe 57 d'entrée pentode, et une lampe 45 de sortie, avec une valve 80 d'alimentation (fig. 98 et 99).

Fig. 98. — Amplificateur de 8 watts sur alternatif à lampe de sortie 6L6 (Type M.I.)

Fig. 99. — Amplificateur de salon à lampes américaines sur alternatif.

Mais considérons des montages de puissance un peu plus considérables. Un montage de 10 watts modulés comprendra ainsi une 6 C 6 d'entrée, une 76, et une 6 A 6 de sortie, avec une valve 5 Z 3 d'alimentation (fig. 100).

Fig. 100. — Amplificateur de 10 watts modulés avec deux lampes de sortie 6 A6 montées en classe B (Type H.B.)

A titre d'exemple d'amplificateur classe AB, dont nous avons parlé précédemment, indiquons un montage de 18 watts modulés, comportant une première lampe d'entrée 6 Q 7, une deuxième lampe triode 6 F 6, montée comme une triode, et utilisée comme lampe driver et enfin, un étage de sortie classe AB monté avec deux lampes 6 F 6 utilisées en pentodes. L'alimentation est assurée avec une valve 5 Y 3 (fig. 101).

Fig. 101. — Amplificateur de 18 watts modulés avec étage de sortie push-pull classe AB avec deux lampes 6F6.

Terminons avec un montage intéressant de 38 watts modulés comportant une première lampe d'entrée 77, une lampe 76 montée en driver et, enfin, deux lampes 6 L 6 push-pull de sortie. L'alimentation est assurée par une valve 5 Z 3 (fig. 102).

Fig. 102. — Amplificateur de 38 watts modulés avec étage de sortie classe AB à lampes 6 L6 (Film et Radio).

TABLE DES MATIÈRES

Chapitre I. — Les différents modèles de pick-up et leurs principes

Chapitre II. — Les pick-up électro-magnétiques et électro-magnétiques

Chapitre III. — Les pick-up spéciaux

Chapitre IV. — Qualités et perfectionnements des pick-up

Chapitre V. — Etude et choix d'un pick-up

Chapitre VI. — Emploi pratique du pick-up

Chapitre VII. — Adaptation électrique des pick-up

Chapitre VIII. — Le bruit de fond

Chapitre IX. — Adaptateurs phonographiques et radiophoniques

Chapitre X. — L'amplification musicale

Du même auteur

LE LIVRE DU DISQUE ET DU PHONOGRAPHE

En collaboration avec M. René DUMESNIL

Ce livre constitue le véritable guide du « discophile » tant au point de vue technique qu'artistique.

Le classement des disques, leur entretien et la manière de les utiliser sur un phonographe mécanique et surtout électrique sont décrits pratiquement avec tous les détails utiles pour une audition de meilleure qualité acoustique et musicale, et la plus longue durée de service.

Une deuxième partie de critique musicale indique la manière de constituer une « discothèque » suivant les goûts personnels et les moyens pécuniaires de l'usager.