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Magnetkopfanordnung
Die Qualität einer magnetischen Aufzeichnung wird in starkem Masse durch den Magnetkopf bestimmt. Obwohl bei den heute nahezu ausschliesslich verwendeten Ringköpfen die fortschreitende Entwicklung eine Verbesserung der Eigenschaften der für den Kern benutzten Werkstoffe brachte, werden die an einen Sprechkopf zu stellenden Forderungen von den klassischen Ringköpfen nur in geringem Masse oder gar nicht erfüllt.
Bekanntlich ist der optimale Vormagnetisierungsstrom nicht für alle Frequenzen gleich und muss in seiner praktisch zu wählenden Bemessung stets ein Kompromiss bilden. Dieses Kompromiss erlaubt wieder nicht, den Arbeitsluftspalt im Interesse des gewünschten Feldverlaufs über dem Spalt hinreichend schmal auszubilden, da die Spaltkanten dann gesättigt werden und dadurch das Feld flacher abfällt, was wieder zu einer Schwächung insbesondere der hohen Frequenzen führt. Ein breiter Spalt bewirkt anderseits bei kleinen Wellenlängen durch Interferenz ein Absinken der Magnetisierung.
Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man daher Sprechkopfanordnungen entwickelt, bei denen die Vormagnetisierung dem Magnetband zusätzlich oder ausschliesslich über auf der Rückseite des Bandes angeordnete Magnetkopfpole zugeführt wurde. Diese Anordnungen haben keinen Eingang in die Praxis gefunden, weil einerseits Störungen durch zweifache Aufzeichnung innerhalb des Spaltbereichs auftreten und zum andern solche Doppelsysteme die praktische Handhabung des Magnetbandgerätes für den Benutzer erschweren.
Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, bei einer Magnetkopfanordnung, bestehend aus einem an der Schichtseite des Bandes anliegenden Ringkopfsystem zur Einspeisung der Signalfrequenzen und einem Einzelpol an der Rückseite des Bandes zur Einspeisung der Vormagnetisierung, den rückwärtigen Luftspalt des Ringkopfsystems so gross zu bemessen und den Einzelpol so weit gegen den Arbeitsluftspalt des Ringkopfsystems versetzt anzuordnen, dass die Hochfrequenzfeldstärke an der vom Einzelpol entfernteren Polspitze des Ringsystems Null wird.
Wie sich gezeigt hat, wird dann eine zweifache Aufzeichnung vermieden, und bei tiefen Frequenzen ist eine verzerrungsfreie Aufzeichnung, die weitgehend unabhängig von der Vormagnetisierung ist, gewährleistet, und das Band kann bei gleicher Verzerrung wie bei dem klassischen Verfahren erheblich weiter ausgesteuert werden, ohne dass der Magnetisierungsgewinn bei der Aufzeichnung der hohen Frequenzen durch zu starke Vormagnetisierung verringert wird. Ungünstig ist allerdings auch hier die Anordnung von Polen zu beiden Seiten des Magnetbandes.
Es ist weiterhin bekannt, bei einem Magnetkopf mit Ringkern nahe der einen Polkante eine Kupferplatte in der Lauffläche des Magnetkopfes anzuordnen, deren Dicke grösser ist als die Eindringtiefe des Hochfrequenzfeldes und kleiner als die Eindringtiefe des Niederfrequenzfeldes. Dadurch soll das Hochfrequenzfeld seitlich verdrängt werden und noch vor der Kupferplatte wieder in den Kern eintreten, so dass sich ein über dem Arbeitsluftspalt bezüglich der Spaltmitte unsymmetrischer Feldverlauf ergibt und das Hochfrequenzfeld räumlich vor dem Niederfrequenzfeld auf Null abklingt. Diese Anordnung benötigt zwar keinen Pol auf der Bandrückseite, ist aber mit praktisch vertretbarem Aufwand nicht herstellbar.
Die Erfindung zeigt, wie ein für die Verbesserung der Aufzeichnung hoherFrequenzen günstiger Feldverlauf über dem Arbeitsluftspalt mit geringerem Aufwand erreicht werden kann.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Aufzeichnung von Signalen auf magnetisierbare Aufzeichnungsträger unter Verwendung eines Magnetkopfes mit ringförmigem Magnetkern, der einen sol-
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chen Verlauf der Felder über dem Arbeitsluftspalt erzeugt, dass zumindest das Hochfrequenzfeld bezüg- lich der Spaltmitte unsymmetrisch ist und räumlich vor dem Niederfrequenzfeld auf Null abklingt.
Die Erfindung besteht darin, dass zur Erzielung des gewünschten Feldverlaufes die Vormagnetisierungswicklung aus zwei gegensinnig gepolten Wicklungen auf den Kernhälften besteht und der rückwärtige Luftspalt so gross und die Windungszahlen der Wicklungen oder die Ströme in diesen so unterschiedlich bemessen sind, dass in der vom Band zuletzt berührten Kernhälfte durch die auf dieser angeordnete Wicklung ein Fluss erzeugt wird, der in dieser Hälfte dem von der Wicklung auf der andern Kernhälfte erzeugten Fluss entgegenwirkt und den Streufluss an der andern Kernhälfte verstärkt und dass das Verhältnis von Gegenfluss und Streufluss einstellbar ist.
Es kann in üblicher Weise auf dem Joch oder zweigeteilt auf den beiden Kernschenkeln eine Signalfrequenzwicklung angeordnet sein. Zweckmässiger ist es jedoch, auch für die Signalfrequenzen eine Kompensation des Flusses zu bewirken, in dem Sinne, dass die Feldstärke des Signalfrequenzflusses an der vom Band zuerst berührten Polkante soweit geschwächt wird, dass keine Interferenzen auftreten. Es ergibt sich dann insgesamt über dem Arbeitsluftspalt ein der idealen Magnetisierung angenäherter Feldverlauf, d. h. das Hochfrequenzfeld klingt vor dem Signalfrequenzfeld auf Null ab.
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her erläutert.
Es sind mit 1 und 2 die beiden U-förmigen Hälften eines Sprechkopfes bezeichnet, die einen vorderen Arbeitsluftspalt 3 und einen rückwärtigen Luftspalt 4 bilden. Auf der Kernhälfte 2, deren Pol der Aufzeichnungsträger 5 bei Antrieb in Richtung des Pfeiles 6 zuerst berührt, ist eine Wicklung 7, welche die Vormagnetisierung des Aufzeichnungsträgers bewirkt, angeordnet. Auf der Kernhälfte 1 ist eine Wicklung 8 vorgesehen, die in Reihe mit der Wicklung 7 geschaltet, jedoch gegensinnig gepolt ist. Die Windungszahl der Wicklung 8 ist kleiner als die der Wicklung 7. Die Wicklung 8 erzeugt in der Kernhälfte 1 einen Fluss, der dem von Wicklung 7 in diese Kernhälfte eingekoppelten Fluss entgegengerichtet ist und diesen schwächt, während gleichzeitig das Streufeld an der Kernhälfte 2 verstärkt wird.
Es ergibt sich dann der in Fig. 2 angedeutete Verlauf des äusseren Streuflusses, d. h. die grösste Feldstärke entsteht am Pol der Kernhälfte 2, während an dem Pol der Kernhälfte 1 die Feldstärke Null oder so klein ist, dass dort keine Aufzeichnung auf dem Träger stattfinden kann. Zur exakten Herstellung der gewünschten Flussverteilung kann ein einstellbarer, in Fig. 1 nur schematisch angedeuteter magnetischer Nebenschluss am rückwärtigen Luftspalt 4 vorgesehen werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine getrennte Wicklung 9 für die Signalfrequenzen auf der Kemhälfte 1 angeordnet, und eine in Reihe geschaltete gegensinnig gepolte Wicklung 10 auf der Hälfte 2. Die Bemessung der Wicklung 10 erfolgt analog zur Wicklung 8 so, dass von ihr in der vom Band zuerst berührten Kernhälfte 2 ein Fluss erzeugt wird, der in dieser Hälfte dem von der Wicklung 9 erzeugten Niederfrequenzfluss entgegenwirkt.
Es ergibt sich dann über dem Luftspalt 3 etwa die in Fig. 3 dargestellte Feldverteilung für das Hochfrequenzfeld 12 und das Signalfrequenzfeld 13.
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lich, sowohl die beiden Wicklungen für die Hochfrequenz als auch die beiden Wicklungen für die Niederfrequenz getrennt mit jeweils unterschiedlichen Strömen einzuspeisen,
Es kann auch auf beiden Kernhälften je eine Wicklung gleicher Windungszahl vorgesehen werden, d. h. die Wicklungen 7 und 10 sowie 8 und 9 können jeweils miteinander verbunden werden, wobei die beiden Verbindungsstellen als Anzapfungen ausgebildet und ebenfalls miteinander verbunden sind, mithin
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Die Einspeisung erfolgt dann entsprechend Fig. 1 an den Wicklungsenden.
Es wäre aber auch möglich, die Verbindung der Anzapfungen fortzulassen und die beiden gesamten Wicklungen parallel zu schalten sowie den Wicklungsteilen kapazitive oder induktive Schaltelemente zuzuschalten. Speist man dann parallel in die beiden Wicklungen die Hochfrequenz und Niederfrequenz ein, so bewirken die zugeschalteten induktiven oder kapazitiven Schaltelemente wegen ihrer frequenzabhängigen Scheinwiderstände die unterschiedliche Verteilung des Flusses.
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Magnetic head assembly
The quality of a magnetic recording is determined to a large extent by the magnetic head. Although the progressive development of the ring heads used almost exclusively today has improved the properties of the materials used for the core, the requirements placed on a speech head are only met to a limited extent or not at all by the classic ring heads.
It is well known that the optimal bias current is not the same for all frequencies and must always form a compromise in terms of its practical dimensioning. Again, this compromise does not allow the working air gap to be made sufficiently narrow in the interest of the desired field profile over the gap, since the gap edges are then saturated and the field thus drops more flatly, which again leads to a weakening of the high frequencies in particular. On the other hand, a wide gap causes the magnetization to drop due to interference at small wavelengths.
In order to avoid these disadvantages, speech head arrangements have therefore been developed in which the premagnetization was additionally or exclusively supplied to the magnetic tape via magnetic head poles arranged on the back of the tape. These arrangements have not found their way into practice because, on the one hand, disturbances occur due to double recording within the gap area and, on the other hand, such double systems make the practical handling of the magnetic tape recorder difficult for the user.
It has also been proposed that, in a magnetic head arrangement consisting of a ring head system resting on the layer side of the tape for feeding in the signal frequencies and a single pole on the back of the tape for feeding in the bias, the rear air gap of the ring head system should be dimensioned so large and the single pole so to be offset far from the working air gap of the ring head system so that the high-frequency field strength at the pole tip of the ring system that is further away from the single pole becomes zero.
As has been shown, a double recording is then avoided, and at low frequencies a distortion-free recording, which is largely independent of the bias, is guaranteed, and the tape can be controlled considerably further with the same distortion as with the classic method, without this the gain in magnetization when recording the high frequencies is reduced by excessive bias. However, the arrangement of poles on both sides of the magnetic tape is also unfavorable here.
It is also known to arrange a copper plate in the running surface of the magnetic head near the one pole edge of a magnetic head with a toroidal core, the thickness of which is greater than the penetration depth of the high-frequency field and less than the penetration depth of the low-frequency field. As a result, the high-frequency field should be displaced to the side and re-enter the core before the copper plate, so that an asymmetrical field profile results over the working air gap with respect to the gap center and the high-frequency field decays to zero spatially before the low-frequency field. Although this arrangement does not require a pole on the back of the tape, it cannot be produced with practically justifiable expenditure.
The invention shows how a field profile that is favorable for improving the recording of high frequencies can be achieved over the working air gap with less effort.
The invention relates to an arrangement for recording signals on magnetizable recording media using a magnetic head with an annular magnetic core, which has a sol-
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The course of the fields over the working air gap produces that at least the high-frequency field is asymmetrical with respect to the gap center and spatially decays to zero before the low-frequency field.
The invention consists in that, in order to achieve the desired field profile, the bias winding consists of two oppositely polarized windings on the core halves and the rear air gap is so large and the number of turns of the windings or the currents in these are so different that the one touched by the tape last Half of the core a flux is generated by the winding arranged on this half, which in this half counteracts the flux generated by the winding on the other core half and intensifies the leakage flux on the other core half and that the ratio of counterflow and leakage flux is adjustable.
A signal frequency winding can be arranged in the usual way on the yoke or in two parts on the two core legs. However, it is more expedient to also effect a compensation of the flow for the signal frequencies, in the sense that the field strength of the signal frequency flow at the pole edge first touched by the strip is weakened to such an extent that no interference occurs. Overall, a field curve approximating the ideal magnetization then results across the working air gap, i.e. H. the high frequency field decays to zero before the signal frequency field.
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explained here.
The two U-shaped halves of a speech head are denoted by 1 and 2 and form a front working air gap 3 and a rear air gap 4. On the core half 2, the pole of which the recording medium 5 first contacts when driven in the direction of the arrow 6, a winding 7, which brings about the premagnetization of the recording medium, is arranged. A winding 8 is provided on the core half 1, which is connected in series with the winding 7, but is polarized in opposite directions. The number of turns of the winding 8 is smaller than that of the winding 7. The winding 8 generates a flux in the core half 1 which is opposite to the flux coupled into this core half by the winding 7 and weakens it, while at the same time the stray field at the core half 2 is strengthened .
This then results in the course of the external leakage flux indicated in FIG. H. the greatest field strength arises at the pole of core half 2, while at the pole of core half 1 the field strength is zero or so small that no recording can take place on the carrier there. To produce the desired flux distribution exactly, an adjustable magnetic shunt, only indicated schematically in FIG. 1, can be provided at the rear air gap 4.
In the illustrated embodiment, a separate winding 9 for the signal frequencies is arranged on core half 1, and a series-connected, oppositely polarized winding 10 is arranged on half 2. The dimensioning of winding 10 is analogous to winding 8 so that it is in that of the tape first touched core half 2 a flux is generated, which counteracts the low-frequency flux generated by the winding 9 in this half.
The field distribution shown in FIG. 3 for the high-frequency field 12 and the signal frequency field 13 then results over the air gap 3.
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Lich, both windings for the high frequency and the two windings for the low frequency are fed separately with different currents,
A winding with the same number of turns can also be provided on both core halves. H. the windings 7 and 10 as well as 8 and 9 can each be connected to one another, the two connection points being designed as taps and also being connected to one another, consequently
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The feed then takes place according to FIG. 1 at the winding ends.
However, it would also be possible to omit the connection of the taps and to connect the entire two windings in parallel and to connect capacitive or inductive switching elements to the winding parts. If the high frequency and low frequency are then fed into the two windings in parallel, the connected inductive or capacitive switching elements cause the flux to be distributed differently because of their frequency-dependent apparent resistances.
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