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Abnahmekopf für magnetische Aufzeichnungen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abnahmekopf zur Abtastung magnetischer Aufzeichnungen, z. B. von. auf gegenüber dem Kopf beweglichen Magnetogrammträgem, insbesondere Tonbändern. Die
Erfindung macht dabei davon Gebrauch, bei einem Tonkopf an Stelle einer Spulenwicklung, in welcher
Spannungen durch Induktion hervorgerufen werden, einen magnetisch steuerbaren Halbleiterkörper vor- zusehen, so dass entsprechend der abzutastenden magnetischen Aufzeichnungen Strom- oder Spannungs- änderungen erzeugt werden.
Der Abnahmekopf nach der Erfindung kann zur Abtastung magnetischer Aufzeichnungen auf Bändern,
Scheiben, Folien usw. herangezogen werden. Anderseits kann man auch Magnetisierungen von relativ zum
Abtastkopf bewegten Körpern, Drähten usw. erfassen. Die. Erfindung kommt einerseits für Magnettonge- räte in Betracht, bei denen akustische Schwingungen mit hochwertigem Frequenzgang wiederzugeben sind, anderseits hat die Erfindung auch für Mess- und Steuerzwecke auf vielen Gebieten der Technik Bedeutung, vor allem, wenn mit sehr langsamen Änderungen der magnetischen Induktion zu rechnen ist.
Solche Verhältnisse liegen dort vor, wo es sich um die Aufzeichnungen von Messwerten handelt, bei denen nicht oder nur zum Teil die zeitliche Änderung der magnetischen Induktion zu erfassen ist, sondern wo es vorallem auf den Wert der magnetischen Induktion selbst ankommt. Ein weiteres Anwendungsgebiet stellt die Steuertechnik dar, z. B. die Steuerung von Arbeitsmaschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen, bei denen bestimmte Befehle in Form magnetischer Signale als Magnetogramme enthalten sind und bei denen unter Umständen eine Bewegung des Magnetogrammträgers relativ zum Abnahmekopf mit unterschiedlilicher Geschwindigkeit, gegebenenfalls auch schrittweise, erfolgt und dann auch Im Stillstand eine Befehlsübermittlung stattfinden muss.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bereits Abnahmeköpfe bekanntgeworden, die mit Hallspannungser- zeugem arbeiten. Bei einem derartigen bekannten Abtastkopf befindet sich ein Hallplättchen unmittelbar in dem dem Magnetogramm zugekehrten Luftspalt.
Weiterhin ist bereits vorgeschlagen worden, das Hallplättchen nicht nur innerhalb des Luftspaltes dem Magnetogramm benachbart anzubringen, sondern darüber hinaus noch besondere Mittel anzuwenden, um das Hallplättchen besonders nahe an das Magnetogramm heranzubringen. Im Interesse einer hohen Empfindlichkeit der Anordnung kommt es darauf an, dafür zu sorgen, dass nach Möglichkeit eine unmittelbare magnetisch wirksame Auflage des Kopfes auf dem Magnetogramm stattfindet. Bei der Verwendung von Hallspannungserzeugem bereitet dies Schwierigkeiten, da an dieser Stirnseite des Hallplättchens die Zuführung zu der an dieser Stelle befindlichen Hallspannungselektrode angebracht werden muss.
Im Bestreben, eine möglichst geringe Luftspaltbreite zu schaffen, gelingt es entweder nicht, das Hallplättchen so weit an die Stirnseite desAbtastkopfes heranzulegen, wie dies wünschenswert wäre, oder es müssen besondere Massnahmen getroffen werden, um dann trotzdem noch eine einwandfreie Elektrodenzuleitung an die Stirnseite des Hallplättchens zu führen.
Es ist zwar bekannt, zum Abtasten von Magnetogrammen einen magnetisch steuerbaren Halbleiter dem Magnetogramm dicht benachbart anzubringen und mit drei Elektroden zu versehen, von denen die eine an der dem Magnetogrammträger abgewendeten Kante und die beiden ändern an den Seitenkanten des Halbleiterplättchens unmittelbar neben dem Magnetogrammträger angeordnet sind. Man benötigt dann
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keine Zuleitung an die Stirnseite des Hallplättchens. Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil geringer Empfindlichkeit, da es sich gewissermassen um einen halbierten Hallspannungserzeuger handelt.
Die entfernte Hälfte wird durch ein Potentiometer nachgebildet, dessen Mittelabgriff die fehlende Elek- trode an der Stirnseite ersetzt. Es lassen sich somit auch nur die halben Hallspannungen wie bei normalen i Hallspannungserzeugem erreichen.
Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung überwunden. Bei der Erfindung wird ein magnetisch steuerbarer Halbleiter verwendet, dessen Wirkungsweise nur eine Abart der Hallspannungserzeugung dar- stellt, bei dem also ein Halleffekt nicht unmittelbar zustande kommt, vielmehr eine Art Stromverteilungs- steuerung ausgenutzt wird.
Es ist an sich bereits eine Einrichtung zur gegensinnigen Steuerung zweier Verbraucher unter Verwen- dung eines magnetfeldabhängigen Widerstandes vorgeschlagen worden, an dem gegenüber einer Strom- zuführungselektrode zweiStromabführungselektroden angeordnet sind. Eine solche Einrichtung arbeitet ge- wissermassen als elektrische Weiche, wobei in Abhängigkeit von Magnetfeldem, die den magnetfeldab- hängigenHalbleiterkörper durchsetzen. derStromfluss in seiner Verteilung auf die beiden Gegenelektroden i verschieden beeinflusst werden kann.
Die Erfindung macht von diesem Prinzip Gebrauch und besteht darin, dass eine Gleich- oder Wech- selspannungsquelle mit einem Pol an die eine Elektrode und mit dem ändern Pol über je eine Kopplungs- impedanz an die beiden ändern Elektroden angeschlossen ist. Dadurch kommt die aktive Zone des Ab- nahmekopfes unmittelbar an den Magnetogrammträger zu liegen. Eine Elektrode an der Stirnseite ist überflüssig und man erhält im wesentlichen die gleiche Empfindlichkeit wie mit normalen Hallspannungs- erzeugern.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungs- beispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter, zum Teil. schematischer Dar- stellung. Gleiche und einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen ver- sehen.
Auf einer Ferritgrundplatte 1 befindet sich der magnetisch steuerbare Halbleiterkörper 2, der als dünnes Plättchen oder als Schicht ausgebildet ist. Der Halbleiterkörper besteht zweckmässig aus einer halbleitenden Verbindung der Form AllBV, d. h. einer Verbindung aus einem Stoff der dritten mit einem
Stoff der fünften Gruppe des periodischen Systems. Solche Materialien sind beispielsweise Indiumarsenid oder Indiumantimonid.
Oberhalb dieser Anordnung kann sich eine der Ferritgrundplatte 1 entsprechende, nicht näher darge- stellte Gegenplatte aus Ferrit bzw. ein Ferritsteg 3 befinden. Am Halbleiterkörper sind die drei Elektro- den 4, 5 und 6 angeschlossen, wobei sich eine Stromverteilungssteuerung in Abhängigkeit magnetischer
Felder ergibt. Eine Spannungsquelle 7 treibt einen Strom über die gemeinsame Elektrode 4 durch den
Haibleiterkörper 2 zu den Gegenelektroden 5 und 6, wobei ohne Vorhandensein enMs Magnetfeldes sich der Strom auf zwei etwa gleich grosse Anteile aufteilen mag, so dass im Ruhezustand die beiden Wick- lungshälften 8 und 9 der Primärwicklung des. Übertragers 10 in entgegengesetztem Sinne mit gleichen Strö- men durchsetzt werden. Je nach Grösse und Richtung eines den.
Halbleiterkörper senkrecht durchsetzenden
Magnetfeldes tritt eine Verschiebung des Stromflusses im Halbleiterkörper auf, so dass einmal ein grösserer oder überwiegenderTeil desStromflusses von der Elektrode 4 zur Gegenelektrode 5 und ein andermal zur
Gegenelektrode 6 übergeht. Die Sekundärwicklung 11 des Übertragers 10 liefert dann Signalspannungen entsprechend den auf dem Magnetogrammträger aufgezeichneten magnetischen Signalen. Eine statische
Abtastung ist mit dieser Anordnung nicht möglich.
An Stelle einer Gleichspannungsquelle 7 kann gegebenenfalls auch eine Wechselstromquelle ver- wendet werden. Dies hat z. B. dann Bedeutung, wenn eine statische Abtragung vorgenommen wird.
Die von der Wechselstromquelle abgegebene Spannung mit Trägerfrequenz wird dabei von dem Ma- gnetogramm moduliert ; die Trägerfrequenz muss also genügend hoch gegenüber der höchsten Signalfre- quenz sein. Dies bereitet bei Schallaufzeichnungen keine Schwierigkeiten, doch lassen sich auch bei
Aufzeichnungen mit höheren Grenzfrequenzen passende Bemessungsdaten ermitteln.'
Gegebenenfalls kann die Wechselspannungsquelle frequenzmässig über den zu übertragenden Fre- quenzbereich gelegt werden, also z. B. bei der Übertragung von Tonfrequenzen in das Ultraschallgebiet oder Hochfrequenzgebiet.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist unter Vermeidung eines Übertragers ein un- mittelbarer Anschluss desabnahmekopfes an einen Verstärker versinnbildlicht. Hier wird die Abgabe erd- symmetrischer Ausgangsspannungen des Abnahmekopfes ausgenutzt, um einen Gegentaktverstärker unmit- telbar zu steuem. Der Verstärker 12, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein mehrstufiger Röh-
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ren-Gegentaktverstärker für Tonfrequenzspannungen ist, wird hier unter Vermeidung eines Eingangsübertragers unmittelbar über die beiden Widerstände 13 und 14 im Gegentakt gesteuert.
An Stelle eines Röhrenverstärkers kann auch mit besonderem Vorteil ein Transistorverstärker verwendet werden, der sich ebenfalls unter Vermeidung eines Eingangsübertragers unmittelbar an die Elektroden des Halbleiterkörpers ankoppeln lässt. Eine derartige Anordnung hat besondere Bedeutung für tragbare Magnettongeräte, die von Niederspannungsquellen netzunabhängig gespeist werden und bei denen unter Einsparung schwerer und raumbenötigender Bauelemente eine möglichst hochwertige Klangwiedergabe erzielt werden soll.
In Fig. 3 ist eine vorteilhafte Möglichkeit für den Anschluss der beiden Gegenelektroden 5 und 6 veranschaulicht. Hier sind in dem Halbleiterkörper Einschnitte 15 und 16 angebracht, um die Elektroden, an der dem Magnetogramm abgewendeten Seite anordnen zu können. Die durch die Schlitzung gebildeten vorzugsweise schmalen Streifen des Halbleiterplättchens können dann ganz oder zum Teil als Elektrodenzuleitung dienen. Die Schlitze können durch chemische Ätzung, durch Gravierung oder andere Massnahmen vorgenommen werden. Die Anschlussleitungen sind durch Lötverbindungen od. dgl.. die mit 17 und 18 bezeichnet sind, angeschlossen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Abnahmekopf zur Abtastung magnetischer Aufzeichnungen auf gegenüber dem Kopf beweglichen Magnetogrammträgern, insbesondere Tonbändern, unter Verwendung mindestens eines magnetisch steuerbaren Halbleiters, der unmittelbar innerhalb des dem Magnetogramm zugewendeten Luftspaltes des Magnetsystems, vorzugsweise dem Magnetogramm dicht benachbart, angebracht und mit drei Elektroden versehen ist, von denen die eine an der dem Magnetogrammträger abgewendeten Kante und die beiden andern an den Seitenkanten des Halbleiterplättchens unmittelbar neben dem Magnetogrammträger angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleich- oder Wechselspannungsquelle mit einem Pol an die eine Elektrode und mit dem ändern Pol über je eine Kopplungsimpedanz an die beiden ändern Elektroden angeschlossen ist.