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Prima parte del Capitolo N°8

Tratto dal libro:

"50 anni di attività con la tecnica della
registrazione e riproduzione analogica"

INDICE del libro

Meccanismi di azionamento per giradischi e cambiadischi

Edgardo Magnaghi (LESA – TFK)

Gli apparecchi giradischi erano presenti, nella seconda metà del secolo scorso, nel 50% delle case
di tutti i cittadini europei. In questa relazione vengono descritti i congegni utilizzati negli apparecchi
più diffusi costruiti da LESA e TELEFUNKEN e la loro funzione.

Fig. 1 Trasmissione con ruota di frizione

Fig. 2 Propagazione delle vibrazioni che causano rumore di disturbo

Da questi ultimi apparecchi si arrivava ai prestigiosi apparecchi da studio dove la velocità nominale doveva essere
tarata sul valore esatto. Inizialmente il sincronismo di fluttuazione era ridotto ad un valore ampiamente al di sotto
della soglia uditiva mediante l’impiego di un pesante piatto portadischi pressofuso in lega di zinco con elevato
momento d’inerzia; successivamente con la trazione diretta. Gli stessi erano inoltre dotati di cartucce magnetiche con
preamplificatore antidisturbo.
Queste caratteristiche richiedevano un alto costo e di conseguenza gli apparecchi avevano un corrispondente alto
prezzo di vendita anche se si trattava di semplici giradischi. I cambiadischi erano infatti costruiti prevalentemente sul
concetto dei modelli con qualità standard o qualità medio/alta.
Di seguito saranno trattati alcuni significativi problemi costruttivi per i giradischi e i cambiadischi.

Mister hit della TELEFUNKEN

Fig. 3 Apparecchi fonografici economici con amplificatore e altoparlante

2. Rotazione del disco con trazione indiretta e motore in c.a.

2.1. Differenti sistemi di comando
La ruota di frizione (Fig. 4) era, come precedentemente esposto, il metodo di trasmissione per le diverse velocità di
rotazione più diffuso. Il motore e la ruota satellite potevano essere disposti indifferentemente all’esterno o all’interno
della circonferenza del piatto portadischi. La ruota satellite aveva una forza di appoggio di circa 150 grammi ottenuta
mediante una molla ma era posizionata in modo che, oltre la forza di appoggio, venisse a crearsi un effetto
autoincuneante indispensabile per garantire la positività della trasmissione. La trasmissione poteva anche essere
realizzata con un sistema combinato ruota/cinghia, in questo modo il cambio di velocità veniva eseguito mediante una
ruota gradinata collegata al motore mediante una cinghia (Fig. 5). Un altro modo conosciuto era quello di inserire
direttamente la cinghia di trasmissione tra il piatto portadischi e la ruota satellite (Fig. 6).

Fig. 4 Ruota di frizione per quattro velocità

Fig. 5 Comando combinato ruota/cinghia ;
collocazione della cinghia tra motore e ruota gradinata

Fig. 6 Comando ruota/cinghia ;
qui il piatto portadischi è azionato dalla cinghia

2.2. Tolleranza sulla velocità
Tutti i sopra descritti sistemi di comando, utilizzati per trasmettere differenti velocità di rotazione al piatto
portadischi, erano influenzati dalle tolleranze proprie del motore e dello stesso rotismo.
Con la produzione di grandi serie era stato necessario controllare su un buon numero di motori, in rapporto ai vari
slittamenti, la media dei valori della velocità di servizio riscontrata ed adattare, di conseguenza, il diametro di
trasmissione sull’albero gradinato alla velocità di servizio prefissata. Questo accorgimento consentiva tuttavia di
contenere, nella produzione di apparecchi in grande serie, la già menzionata deviazione di velocità nei valori 2÷3%.
Per eliminare le sole tolleranze proprie del motore sarebbe stato necessario l’impiego di un costoso motore sincrono.

2.3. Messa a punto (regolazione fine) della velocità
Per regolare con precisione la velocità, utilizzando motori alimentati in c.a., erano note due tecniche fondamentali.
Un primo, più semplice, metodo consisteva nell’utilizzo di una puleggina gradinata conica in combinazione con una
ruota di frizione spostabile verticalmente (Fig. 7). Nell’altro metodo, sicuramente più preciso, veniva utilizzato un
freno regolabile a corrente di Foucault mediante il quale veniva frenato, dal campo magnetico di un magnete
permanente, un particolare disco in alluminio o rame solidale al motore o alla ruota intermedia. Si poteva quindi,
con questo sistema, variare la velocità d’esercizio del piatto portadischi mediante lo spostamento radiale del magnete
sino a raggiungere il valore nominale previsto (Fig. 8).
Questi costosi sistemi erano però utilizzati solo negli apparecchi HiFi.

Fig. 7
Albero gradinato conico con ruota di frizione registrabile per la regolazione fine della velocità

Fig. 8
Regolazione fine della velocità con l’impiego del freno a corrente di Foucault

2.4. Misurazione della velocità
Per l’allineamento alla velocità nominale veniva impiegato il disco stroboscopico fornito come accessorio (Fig. 9)
che doveva essere illuminato da una sorgente luminosa alimentata con la corrente alternata della rete. Questa sorgente
luminosa poteva essere una qualsiasi lampadina oppure un normale tubo fluorescente. Il disco stroboscopico, in
alcuni casi, veniva fissato sotto il piatto portadischi, in questi casi la lampada era incorporata nell’apparecchio
unitamente ad uno specchietto che ne permetteva la visione. La divisione in settori del disco stroboscopico era
calcolata in modo che, raggiunta la velocità nominale, la figura dello stesso disco doveva risultare apparentemente
ferma qualora fosse illuminato con luce oscillante a 50 Hz (100 impulsi luce per secondo = 6000 per minuto). Il
numero dei settori era stato quindi stabilito in modo che l’oscillazione della divisione stroboscopica, a una divisione
per secondo, corrispondesse a una deviazione di velocità del 1%.
Per cui il numero delle divisioni era calcolato nel seguente modo :

Fig. 9
Disco stroboscopico per rilevare e mettere a punto la velocità di rotazione nominale del piatto

2.5. Problema del sincronismo

Rispettare la velocità di rotazione nominale del piatto era un problema molto importante in quanto le variazioni
periodiche di velocità vengono percepite dall’orecchio come deviazioni in altezza del suono. Il massimo della
percettibilità avviene nelle piccole deviazioni di frequenza, cioè nel campo da 1 a 10 Hz, e la soglia uditiva è
nel valore di circa ± 0.5 %.
La soglia uditiva è in grado quindi di rilevare i difetti, per esempio, in una selezione musicale di pianoforte; poiché
la musica del pianoforte è molto influenzata dalle deviazioni in altezza del suono e il suono dello stesso pianoforte
oscilla molto lentamente essendo un tremolo naturale, gli stessi difetti potrebbero corrispondere a difetti dello
strumento musicale.
I giradischi, anche quelli di minor pregio, venivano perciò confrontati ai solenni pianoforti. Normalmente i dischi
venivano prodotti utilizzando apparecchiature di altissima precisione in grado di limitare al minimo le deviazioni in
altezza del suono così che i costruttori di giradischi e cambiadischi potevano non considerare, nel collaudo dei loro
apparecchi, la tecnica di incisione dei dischi.
Al contrario, nelle apparecchiature a nastro, si doveva tenere conto della somma delle deviazioni di sincronismo
durante la registrazione e la riproduzione. [1]

Le frequenze di disturbo caratteristiche dei giradischi che si evidenziavano erano:

per le vibrazioni del motore

per le pulsazioni dell’albero gradinato del motore

per le pulsazioni della ruota satellite

per le pulsazioni rispettivamente del piatto e del disco

circa 2800/60 = circa 47 Hz

circa 120/60 = circa 2 Hz

circa 30/60 = circa 0.5 Hz

Rilevare la misura del valore delle deviazioni in altezza del suono, come il rilevamento del sincronismo della velocità
del piatto, era una operazione molto complicata.
Per eseguirla era necessario uno speciale strumento di prova particolarmente adatto per la misurazione delle sopra
menzionate deviazioni, un disco di frequenza con incisa una oscillazione continua di 3150 Hz e possibilmente anche
un registratore scrivente per una migliore analisi delle oscillazioni di frequenza.
Questa misura veniva effettuata su un reticolo di filtraggio che prendeva in considerazione solo il campo di percettibilità
degli orecchi. Il metodo di prova e il relativo campo di frequenza dei filtri erano opportunamente indicati nella tabella
DIN 45507 / 10.68 [3].

Fig. 10 Curva di valutazione delle deviazioni di altezza del suono

3.1. Arresto automatico del piatto a fine disco
Il primo automatismo applicato ai giradischi è stato senza alcun dubbio l’arresto automatico del piatto a fine disco.
Questo dispositivo che sfruttava la coppia di rotazione del piatto portadischi per eseguire, con una minima forza,
una funzione meccanica, sarà successivamente impiegato nel cambiadischi e nel registratore a nastro.
Una levetta solidale al braccio (Fig. 11), armava, mediante la rotazione manuale dello stesso braccio verso l’esterno
del giradischi, un interruttore a scatto che dava inizio alla rotazione del piatto. Nella medesima operazione, la stessa
levetta operava il rifasamento di una seconda levetta coassiale trascinata però solo mediante frizione di 30 gr/cm.
Tale seconda levetta, venendo a contatto con la leva di tasteggio, costringeva quest’ultima in rotazione e, quando la
puntina raggiungeva ø140, aveva inizio l’operazione di tasteggio. Sino a che il passo della spirale del solco era < 0.2 mm,
la molla a ragno posta sul piatto portadischi respingeva la leva di tasteggio; ma allorchè il passo del solco superava
quel valore, la molla ingaggiava la leva di tasteggio e le forniva la forza necessaria ad operare lo sgancio del dispositivo
interruttore e quindi l’arresto della rotazione del piatto.
La leva di tasteggio doveva risultare bilanciata su tutti gli assi di simmetria per evitare la messa in bolla dell’apparecchio.

3.2. Appoggio automatico del braccio sul disco
L’appoggio del braccio sul disco richiedeva una certa pratica e prima di tutto la mano ferma. Un brusco movimento
durante l’appoggio poteva causare lievi ma irreparabili danni al disco. Per facilitare questa operazione che necessitava
la massima attenzione, furono costruiti i giradischi con appoggio guidato. In questi, con il semplice movimento della
mano si muoveva il braccio verso l’interno sino al solco di entrata predisposto sul disco e quindi, azionando la levetta
del lift, lo si abbassava delicatamente sul disco mantenendo la sua posizione radiale.
Nel caso dell’appoggio guidato del braccio, per trovare più facilmente il solco di entrata nei diversi diametri di dischi
utilizzati si era anche aiutati da un lamierino fornito di apposite tacche. Queste incavature, coniate esattamente in corrispondenza
del solco di entrata, provocavano un leggero scatto quando, durante il brandeggio, si raggiungeva il corretto punto di
lavoro (Fig. 12).
Con la levetta del lift si poteva nello stesso modo delicatamente sollevare il braccio dal disco quando non si voleva
utilizzarlo sino alla fine.
Mentre questo tipo di appoggio guidato era ancora completamente eseguito manualmente, vennero costruiti anche i
giradischi automatici dove l’operazione di brandeggio poteva essere eseguita mediante il posizionamento automatico.
Il diametro del disco poteva essere definito con l’aiuto di un comando selettore oppure, con una ulteriore automazione,
mediante un meccanismo di rilevazione automatica.