CH218407A - Verfahren zur Schallaufzeichnung auf einen magnetisierbaren Schallträger. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Schallaufzeichnung    auf einen     magnetisierbaren    Schallträger.    Die Wiedergabe von .Schallaufzeichnun  gen auf     magnetisierbare    Schallträger (insbe  sondere Stahldraht, Stahlband und     magneti-          sierbarer    Film) ist nach dem     heutigen    Stand  der Technik mit     einem    störenden Grundge  räusch behaftet. Die Ursache dieses Störge  räusches liegt in .den Unregelmässigkeiten des  magnetischen Schallträgers. Man ist daher  beim     Herstellungsprozess    von Stahlbändern  und     magnetisierbaren    Filmen bemüht, das  Endprodukt so homogen wie möglich zu ge  stalten.  



  Insbesondere beim     magnetisierbaren    Film  kann ein Vergleich der theoretischen Berech  nung mit den experimentell erhaltenen Wer  tendes Störgeräusches nicht durch die Korn  grösse der     magnetisierbaren    Schicht erklärt  werden. Das gemessene Störgeräusch liegt  ganz erheblich über .den theoretisch zu erwar  tenden Werten. Diese Diskrepanz kann in fol  gender Weise     erklärt    werden: Im Idealfall  erfolgt eine homogene     Magnetisierung    des         Schallträgers    dadurch, dass sich die     Moleku-          larmagnete    der     magnetisierbaren    Schicht un  ter dem Einfluss des aufgeprägten Magnet  feldes gleichartig orientieren.

   Die Wieder  gabe eines solchen     magnetischen    Schallträ  gers kann nur ein     Grundgeräusch    enthalten,  welches der magnetischen Korngrösse ent  spricht und, wie oben erläutert, wesentlich  kleiner ist als .die experimentell tatsächlich  festgestellten Grundgeräusche.  



  Die magnetischen Schallträger besitzen  jedoch nicht die Eigenschaft, dass sich unter  dem Einfluss des aufgeprägten magnetischen;  Feldes alle     Molekularmagnete    in idealer  Weise orientieren. Die einzelnen Moleküle       bezw.    Molekülgruppen setzen vielmehr den  orientierenden Kräften des     aufgesprägten     Magnetfeldes einen verschieden     starken    Wi  derstand entgegen und     verharren.    nach Ver  lassen des magnetischen Feldes in einer Orien  tierung, die von dem vollständig geordneten       Ideallfall    abweicht.

   Die-     .Wiedergabe    eines      solchen Schallträgers ist mit einem höheren  Störgeräusch     behaftet,    welches von den Stö  rungsstellen der nicht ideal     orientierten    Mo  leküle oder     Molekülgruppen    herrührt.  



  Aus experimentellen     Untersuchungen    kann  geschlossen werden, dass die der vollkomme  nen Orientierung der     Molekularmagnete    ent  gegenwirkenden Kräfte mindestens     teilweise     auf die mechanische     Lagerung,der    Moleküle  oder Molekülgruppen     innerhalb    der kristal  linen Struktur eines metallischen,     magneti-          sierbaren    Schallträgers oder innerhalb des       Bindemittels    eines     magnetisierbaren    Films zu  suchen sind.

       Der    Einfluss des Bindemittels  trifft besonders für Tonträger zu, bei denen  auf einer     unmagnetischen    Trägerschicht aus  Sicherheitsfilm eine feinkörnige     magnetisier-          bare    Schicht mit Hilfe eines Bindemittels  aufgebracht ist.  



  Der magnetische Aufzeichnungsvorgang  geht üblicherweise so vor sich, dass der ab  laufende Tonträger zunächst einem stark  magnetischen Gleichfeld ausgesetzt wird,  welches einerseits die Löschung etwa schon  vorhandener magnetischer Aufzeichnungen  bewirkt und anderseits den Schallträger bis  zur Sättigung magnetisiert. Das so vorbe  handelte Band läuft nunmehr am     Sprechkopf     vorbei.

   Dieser prägt dem Schallträger einer  seits eine der     Löschmagnetisierung    entgegen  gesetzte     Magnetisierung    solcher Stärke auf,  dass der     günstigste    Arbeitspunkt auf der       magnetischen    Kennlinie erreicht wird, und       bewirkt    gleichzeitig die     Wechselmagnetisie-          rung    des Schallträgers im Rhythmus der auf  zuzeichnenden     Tonfrequenzspannungen.     



  Zweck der vorliegenden Erfindung ist,  ein magnetisches     Schallaufzeichnungsverfah-          ren    zu entwickeln, bei welchem eine Homoge  nisierung der magnetischen Eigenschaften  des Schallträgers, das heisst eine     Unterdrük-          kung    der einer gleichartigen Orientierung der       Molekularmagnete    entgegenwirkenden     Kräfte     und damit einer Beseitigung von nichtidealer  Orientierung herrührenden Störgeräusche er  zielt wird.

       Diese    Aufgabe wird erfindungs  gemäss dadurch     gelöst,    dass man mittels des       Sprechkopfes    neben den zur     Aufzeichnung       gelangenden     Tonfrequenzströmen    gleichzeitig  einen Wechselstrom mit einer oberhalb des  aufzuzeichnenden     Tonbereiches    liegenden  Frequenz auf den     Schallträger    einwirken  lässt, der den durch     Reibungskräfte    in     ihrer     Bewegungsfreiheit gehemmten oder     vororien-          tierten        Molekularmagneten    die erforderliche  Beweglichkeit verleiht,

   so dass sie beim Ver  lassen des Sprechkopfes unter dem Einfluss  der aufzuzeichnenden     Tonfrequenzspannung     homogen orientiert sind. Es ist wesentlich,  dass diese     Hochfrequenzbehandlung    des Schall  trägers im Sprechkopf selbst vorgenommen       wird,    damit die     homogenisierende    Wirkung  unmittelbar gleichzeitig mit der aufzuzeich  nenden     Tonfrequenzspannung    auftritt.  



  Im folgenden werden Ausführungsbei  spiele des erfindungsgemässen Verfahrens er  läutert.  



       Gemäss    einer     ersten    Ausführungsform  wird der     Ilochfrequenzstrom    den aufzuzeich  nenden     Tonfrequenzströmen    überlagert und '  der     resultierende    Strom dem Sprechkopf zu  geführt.  



  Es lässt sich     experimentell    zeigen, dass .die  Anwendung dieses Verfahrens, insbesondere  bei     magnetisierbaren    Filmen eine' Senkung'  des     Störgeräusches    um 12     db        bewimken    kann.  Gleichzeitig ist eine     gewisse,    freilich erheb  lich geringere     Schwächung    der aufgezeichne  ten Nutzamplitude festzustellen.

   Dieser Ein  fluss kann jedoch kompensiert werden durch  eine Verstärkung der     tonfrequenten        Auf-          zeichnungsströme.    Es hat sich sogar     gezeigt,     dass bei     Anwendung    dieses Verfahrens eine  Erhöhung der     aufgezeichneten    Nutzampli  tude über das normale Mass hinaus möglich  ist, ohne dass die nichtlinearen Verzerrungen  stärker anwachsen.

       Es    ist     experimentell          sichergestellt,    dass die     bewirkte    Senkung des  Grundgeräusches, zusammen mit der zuläs  sigen Erhöhung des Nutzpegels der Aufzeich  nung, eine Erhöhung des     Lautstärkeumfan-          ges    von mindestens 16     db    ergeben kann, wo  bei zu erwarten ist, dass durch     geeignete     Wahl der zusätzlich zugeführten Hoch  frequenz dieser Verbesserungsfaktor noch er  höht     werden    kann.

       Der        Iautstärkeumfang         der magnetischen Aufzeichnung     üblicher    Art  liegt in der Gegend von 40     @db.    Durch An  wendung dieses Verfahrens kann ein Laut  stärkeumfang von     mindestens    56     db    erreicht  werden, womit -das magnetische Schallauf  zeichnungsverfahren die Güte der hochwerti  gen andern     Schallaufzeichnungsverfahren    er  reicht oder überschreitet.  



       Aus    experimentellen Untersuchungen ist  bekannt, dass sehr hohe Frequenzen, deren       Wellenlänge    mit der Spaltbreite vergleichbar  wird, mit steigender Amplitude eine entspre  chende Verschiebung der     mittleren        remanen-          ten        Induktion    auf dem Schallträger bewirken  c (s. H. Lübeck: "Magnetische Schallaufzeich  nung mit Filmen und     Ringköpfen",        "Aku-          stische        Zeitschrift",    2. Jahrgang; Heft 6, No  vember 1937, insbesondere Seite 279).

   Bei  Anwesenheit der hohen Frequenz im     _    Sprech  kopf tritt demgemäss eine Verlagerung des  Arbeitspunktes ein. Um den zur Verfügung  stehenden linearen Teil der magnetischen  Kennlinie günstig     auszunutzen,    muss daher  der den Sprechkopf durchfliessende Gleich  5     strom    diesem Effekt angepasst sein. Durch  geeignete Wahl der überlagerten     hochfre-          quenten        Wechselspannung    ist es sogar mög  lich, dieser Spannung allein die Aufrechter  haltung des günstigsten     Arbeitspunktes    zu  übertragen und auf die     Gleichstrom-Vor-          magnetisierung    ganz zu verzichten.  



  Die     Erkenntnis,    dass die Gleichstrom  Vormagnetisierung durch einen überlagerten  hochfrequenten Wechselstrom geeigneter       s    Stärke ersetzt werden kann, ermöglicht eine  besondere Ausführungsform des Aufzeich  nungsverfahrens. Gemäss dieser zweiten Aus  führungsform wird hierbei nicht die Ton  frequenzspannung selbst dem Sprechkopf zu  o geführt, es wird vielmehr zur Aufzeichnung  ein     hochfrequenter    Wechselstrom verwendet,  .der mit der aufzuzeichnenden Tonfrequenz  spannung moduliert ist.

   Bei diesem Verfah  ren erhält das Band infolge der im vorigen  5 Absatz     beschriebenen        Eigenschaft    des     rema-          nenten    Magnetismus des Schallträgers für  hohe Frequenzen eine im     Rhythmus    der Ton  frequenzspannungen schwankende, mittlere         remanente    Induktion. Diese kann bei der  Wiedergabe mit den     üblichen-        Geräten    unmit  telbar nutzbar gemacht werden.  



  Die     experimentell        festgestellte    Herab  setzung des Grundgeräusches durch die zu-.       sätzliche        hehe    Frequenz     ist        noch    auf     eine    an  dere Weise deutbar. Die vom     magnetischen    .

    Fluss des     Schallträgers    durchlaufenen     Kenn-          linien    weisen     an,der        Schnittstelle    mit der     Or-          din:ateeinen        Wendepunkt    auf, wo die Steil  heit wesentlich     geringer        ist    als im normalen  Bereich (s. obige     Literaturangabe    Seite 28ss).

    Da die     Kennlinien    genau so zu     -deuten    sind  wie     solche    von     Verstärkerröhren,    so ist an  den Stellen geringerer Steilheit bei der Ab  tastung eine geringere Lautstärke vorhanden.  In dem gleichen Masse sinkt     auch    das Stör  geräusoh ab. Der Wendepunkt     tritt    um so  ausgeprägter hervor, je häufiger eine Um  magnetisierung     stattgefunden    hat, insbeson  dere dann, wenn die aufeinanderfolgenden  Amplituden stetig kleiner werden.

   Das  magnetische Feld des Sprechkopfes zeigt nun  in     Laufrichtung    des Schallträgers eine bis  zur Spaltmitte     ansteigende    Amplitude und  danach     eine        ebenso        abklingende    Amplitude.  Beim Verlassen .des     Sprechkopfes        werden,die     magnetischen     Partikelchen    diesem abklingen  ,den Feld ausgesetzt.

   Die Anwesenheit der  Hochfrequenz bewirkt die häufige     Ummagne-          tisierung    bei abklingender Amplitude     in    be  sonders     einwandfreier    Weise, so dass die an  zustrebende geringe Steilheit beim Verlassen  des Sprechkopfes     gewährleistet    ist.  



  Die     zusätzliche    Überlagerung der Hoch  frequenz hat auch eine zusätzliche Beanspru  chung des möglichen     Aussteuerungsbereiches     der magnetischen     Kennlinie    zur Folge. Es       kann    sich daher als zweckmässig erweisen, bei  grossen     Niederfrequenzamplituden    die Hoch  frequenzamplitude entsprechend zu vermin  dern. Diese Massnahme wird an sich eine An  hebung des Grundgeräusches zur Folge ha  ben. Bei der grossen     Lautstärke    der Nutz  modulation wird diese Erscheinung jedoch  vollkommen verdeckt.

   Anderseits ist an Stel  len geringer Lautstärke oder bei Pausen eine  Verstärkung der     Hochfrequenzamplitude              zweckmässig,    um eine noch stärkere Minde  rung des Grundgeräusches zu erzielen. Die       Hoehfrequenzamplitude    wird daher nach der  Art der bekannten     Reintonverfahren    im Takt  der Nutzamplituden     gesteuert,    so dass bei ge  ringer Nutzamplitude eine grosse     Hochfre-          quenzamplitude    einwirken soll und bei grosser  Nutzamplitude eine     entsprechend    kleinere       Hochfrequenzamplitude.     



  Die angedeutete     Übersteuerungsgefahr    der  magnetischen Kennlinien kann auch für das  Eisen der Sprechköpfe zutreffen. Diese Ge  fahr lässt sieh beseitigen durch Anwendung  einer Gegenkopplung, die grundsätzlich auf       demselben        Prinzip    beruht wie bei Verstär  kern. Die zur Gegenkopplung erforderliche  Spannung wird einer mit dem Sprechkopf  verbundenen zusätzlichen Spule entnommen.  Die Anwendung der Gegenkopplung führt zu  einer     Linearisierung    des Aufzeichnungsver  fahrens.  



  Für     sehr    hohe Qualitätsansprüche kann es  wünschenswert sein, die nichtlinearen Ver  zerrungen des magnetischen     Schallaufzeich-          nungsverfahrens    noch weiter     herunterzudrü        k-          ken.    Zu diesem Zwecke dient eine Aufzeich  nung in     Gegentakt    unter Verwendung zweier  getrennter Schallspuren auf dem gleichen       magnetisierbaren    Träger. Die an sich be  kannte Gegentaktaufzeichnung lässt sich ohne  weiteres, falls notwendig, auch mit einer     Ge-          genkopplungsanordnung    verbinden.  



  Der     apparative    Aufwand zur Erzeugung  der     hochfrequenten    Wechselspannung für die  Aufzeichnung ist sehr gering. Beispielsweise  lässt sich die     Verstärkerröhre,    welche die       Tonfrequenzströme    in den Sprechkopf liefert,       gleiehzeitig    in eine     Oszillatorschaltung    ein  beziehen und damit zur Erzeugung der     hoch-          frequenten    Wechselspannung ausnutzen.  



  Für die oben     beschriebene    zweite Ausfüh  rungsform des Aufzeichnungsverfahrens     tm-          ter    Benutzung eines mit der aufzuzeichnenden       Tonfrequenzspannung    modulierten hochfre  quenten Wechselstromes ist ebenfalls nur ein  geringer     apparativer    Aufwand erforderlich.  Es kann zum Beispiel eine Mischröhre be  nutzt werden; mit Hilfe eines der     beiden            Steuergitter    wird durch Rückkopplung die  hochfrequente Wechselspannung erzeugt,  während die modulierende     Tonfrequenzspan-          nung    dem zweiten Gitter zugeführt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Schallaufzeichnung auf einen magnetisierbaren Schallträger, dadurch gekennzeichnet, dass man zur ,Senkung des störenden Grundgeräusches und damit zur Gewinnung eines grösseren zur Verfügung stehenden Lautstärkeumfanges mittels des Sprechkopfes neben den zur Aufzeichnung gelangenden Tonfrequenzströmen gleichzeitig einen Wechselstrom mit einer oberhalb des aufzuzeichnenden Tonbereiches liegenden Fre quenz auf den Schallträger einwirken lässt. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch; da durch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenz strom den aufzuzeichnenden Tonfrequenz strömen überlagert und der resultierende Strom dem Sprechkopf zugeführt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass dem Sprechkopf eine mit der aufzuzeichnenden Tonfrequenz- spannung modulierte Hoehfrequenzspannung zugeführt wird, wodurch eine im Rhythmus der aufzuzeichnenden Tonfrequenzspannung schwankende, mittlere remanente Induktion des Schallträgers erzeugt wird, welche abge tastet,

   unmittelbar eine der ursprünglichen niederfrequenten Modulation entsprechende Widergabespannung erzeugt. 3. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die überlagerte Wechselspannung hoher Frequenz im Rhyth mus der aufgezeichneten Lautstärke ge steuert wird, derart, dass bei grosser Nutz amplitude eine kleine, bei kleiner Nutz amplitude eine grosse Wechselspannung hoher Frequenz überlagert wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Trägerfrequenz zusätzlich im Rhythmus der Lautstärkeschwankungen der Modulation ge steuert wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass .die Verlagerung des Arbeitspunktes auf den günstigsten Teil der magnetischen Kennlinie nicht wie üblich nur durch einen überlagerten Gleichstrom, sondern wenigstens teilweise durch Regelung der Stärke des überlagerten Wechselstromes hoher Frequenz bewirkt wird. 6.

   Verfahren nach Unteranspruch ä, da durch gekennzeichnet, .dass die zur Verstär kung,der Aufsprechspannung dienende Ver- stärkerröhre gleichzeitig in Verbindung mit einer Oszillatorschaltung zur Erzeugung der überlagerten Wechselspannung hoher Fre quenz benutzt wird. 7.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des für die Aufzeichnung benutzten, mit der auf zuzeichnenden Tonfrequenzspannung modu lierten Wechselstromes eine Mischröhre be nutzt wird, wobei mit Hilfe des einen Steuer gitters in Verbindung mit einer Oszillator- schaltung der hochfrequente Wechselstrom erzeugt und mit Hilfe des zweiten Steuer gitters mit der Tonfrequenzspannung modu liert wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch, unter zusätzlicher Anwendung einer Gegenkopp lung zum Zwecke einer Linearisierung, da durch gekennzeichnet, dass der Sprechkopf eine Hilfsspule enthält, von welcher die Ge- genkopplungsspannung abgenommen wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnung auf dem gleichen magnetischen Schallträger mit Hilfe zweier getrennter Schallspuren im Gegentakt vorgenommen wird. 10. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass als Schallträger ein magnetisierbarer Film verwendet wird. 11.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass als Schallträger ein magnetisierbarer Film verwendet wird.