Magnetton-Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf für bandförmige Tonträger. Als -#lagnetton-Aufzeichntings- und @@ ie- dergabekopf für bandförmige Tonträger wer den ringförmige Elektromagnete, welche par allel zu ihrer Achse geschlitzt sind, verwen det. Hierbei bewirkt das an dem Spalt des Aufzeichnungskopfes austretende Feld die Magnetisierung des Trägers.
Bei der Ton- Wiedergabe bewirkt der am Schlitz des Wie- (lergabekopfes vorbeigezogene Tonträger < 'n- clerungen des magnetischen Flusses im Kern des Wiedergabekopfes, wodurch eine Wech selspannung in dessen Spule induziert wird.
Bekannte Magnetton-Aufzeiehnungs- und Wiedergabeköpfe besitzen einen genau kreis- förniigen oder zumindest -weitgehend angenä liert kreisförmigen Kern, dessen Grestalt der art gewählt ist, dass sich das an dem Kopf tangential.vorbeilaufende Tonband niögliehst stetig von den Polschuhen entfernt. Ein sol- eher bekannter Tonkopf ist in Fig. 1 der bei liegenden Zeichnung schematisch dargestellt.
Bei diesem bekannten Magnet.ton-Auf- zeiehnungs- und Wiedergabekopf schleift das Tonband auf der Oberfläehe des Kopfes und entfernt sieh nur allmählich von ihm, wo durch angeblich das Auftreten von störenden Streuflüssen, insbesondere der durch die (leielistromvormagnetisierung hervorgerufe nen vermieden werden sollte.
Die Weiterentwicklung der Magnetton Aufzeichnung führte jedoch insbesondere bei superponierter Hoehfrequenzlösehung zu der Erkenntnis, dass die bisher allgemein ange- wandten Kopfformen keineswegs geeignet sind, um das Auftreten von linearen und nichtlinearen Verzerrungen zu vermeiden, sondern deren Entstehen in einem bestimm ten Bereich des Aufzeichnungsgebietes sogar bewirken.
Der bekannte Tonkopf nach Fig. 1 be sitzt einen kreisringförmigen Kopf mit der für den Betrieb erforderlichen magnetischen Abschirmung. Neben dejm schematisch ein gezeichneten Arbeits-Streufeld 1 am Spalt des Ringmagneten 2 sind störende Streu felder 3 gleichfalls in schematischer Weise eingetragen. Die Wieklung des Eisenkernes 2 ist mit 6 und der magnetisehe Schirm mit 7 bezeichnet. Die Wirkung der unerwünschten Streufelder 3 besteht in einer zusätzlichen und phasenverschobenen Aufzeichnung bzw.
einem entsprechend phasenverschobenen Ab tasten des Tonträgers 4 in einem Frequenz- bereieh, in "dem die halbe Wellenlänge der aufzuzeichnenden oder wiederzugebenden Frequenzen oder ein Vielfaches davon dem Abstand der den Streufluss bedingenden Pole gleichkommt. Der zu beobachtende Störeffekt verwischt sieh naturgemäss nacli höheren Frequenzen zii. Bei der üblichen Bandgeschwindigkeit von 77 em!sek tritt da her ein störender Einfluss der verschiedenen, unerwünschten Streufelder nur im Bereich unter 150 Schwingungenlsek auf.
Der Einfluss des Effektes äussert sieh in einer Welligkeit der Frequenzkurse in dem erwähnten Bereich, wobei vorausgesetzt ist, dass die Wahl der angewandten Schaltmittel an sieh eine vollkommen ebene Charakte ristik erwarten liesse. Für die angegebene Bandgeschwindigkeit ergibt sich so z. B. ein charakteristisches Loch der Wiedergabekurve im Gebiete von etwa 50 bis 70 Per/sek.
Diese linearen Verzerrungen bei tiefen Frequenzen stellen zwar einen Fehler einer Tonaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrich tung dar, sie würden jedoch im Hinblick auf ihre Lage im Übertragungsbereich nicht übermässig störend in Erscheinung treten. Wesentlich bedenklicher ist, dass gleichzeitig bei den kritischen Frequenzen , das sind die Maxima und Minima, starke harmonische Verzerrungen auftreten.
Zwischen den Polschuhen der Neben spalte 5 herrscht beim Aufzeichnen eine gegenüber den Verhältnissen am Arbeitsspalt reduzierte Feldstärke der Aufzeichnungsfre quenzen und der diesen superponierten Hoch frequenz. Da aber bekanntlich für das ver zerrungsfreie Aufzeichnen eine vom Ton- trägermaterial abhängige Vormagnetisierung Grundbedingung ist, muss die von den Streupolen herstammende Aufzeichnung einen entsprechend -dem zu geringen HF-Feld hohen Oberwellengehalt aufweisen.
Deshalb sind an Stellen des Frequenzbandes, bei denen infolge günstiger Phasenbeziehungen ein gro sser Einfluss der zusätzlichen unerwünschten Magnetisierung auftritt, harmonische Verzer rungen in einem Ausmasse vorhanden, das die Werte bei andern Frequenzen und chem Aussteuerungsgrad weit übersteigt. Ein Teil der beim Abtasten auftretenden Verzerrungen rührt von der Wirkung dieser Streupole her.
Hierbei tritt der auch von andern Schallaufzeichnungsverfahren be kannte Effekt auf, dass, sobald die Spalt breite des Abtastorganes in die Grössen ordnung der aufgezeichneten Wellenlängen kommt, an Stelle einer differentiellen Poten- tialmessung eine Integration über einen ver hältnismässig grossen Teil des Wellenzuges stattfindet.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Magnetton-Aufzeichnungs- und Wiedergabe köpfe besteht. darin, dass ihre Polschuhe durch das :darüber schleifende Tonband 4 einer star ken Schleifabnützung unterliegen. Um trotz dem eine über eine gewisse Betriebsdauer einigermassen konstante Breite des Arbeits spaltes zu sichern, ist, es daher erforderlich, diesem eine grössere Tiefe zu geben; dies ist or allem beim Wiedergabekopf aus ener getischen Gründen störend. Bei bekannten Magnetton-Aufzeichnungs- und Wiedergabe köpfen wurden z.
B. Änderungen der Spalt tiefe bis zu 70 % bei einer Betriebsdauer von etwa 500 Stunden fe;tz;estellt. Dies ändert dauernd deren technische Daten und erfor dert damit eine ständige Kontrolle der Ent- zerrschaltorgane bzw. eine Veränderung der Höhenwiedergabe.
Vom Erfinder durchgeführte Untersu chungen führten zu einem Ma.gnetton-Auf- zeichnungs- und Wiedergabekopf, welcher die oben ausgeführten Nachteile bekannter Ton köpfe beseitigt und damit die Qualität der Tonwiedergabe wesentlich verbessert..
Der erfindungsgemässe 1@Iagnetton-Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf für bandförmige Ton träger mit auf der gleichen Seite dem Ton träger anliegenden und durch einen Arbeits- luftspalt getrennten Polschuhen ist.
gekenn zeichnet durch eine derartige Ausbildung, dass der Tonträger den Polen beidseits des Arbeitsluftspaltes höchstens auf die 200fache Luftspaltbreite anliegt, während sich die Aussenflächen der Polschuhe ausserhalb der angegebenen Grenzen unter einem Winkel von mindestem 300 soweit vom Tonträger entfer nen, bis der Abstand zwischen den genannten Teilen mindestens 0,5 cm beträgt, das Ganze zum Zwecke, die Ausbildung eines störenden Streufeldes beidseits des Arbeitshiftspaltes züi erschweren.
Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Ausfüh rungsform des erfindungsgemässen Magnet ton-Aufzeichnungs- und Wiedergabekopfes in schematischer Weise. Wie die Fig. 2 darstellt, ist der als Aufzeichnungsorgan dienende Elektromagnet in einem Körper 8 aus nicht- magnetischem Material eingebettet, Zur leich teren Herstellung eines einwandfreien Spaltes wird der Körper 8 zweckmässig aus zwei sym- rrietrisehen Teilen 9, 10 aufgebaut. Die Pol schuhe 11 bestehen aus max. 0,5 mm starkem Blech aus hochpermeablem Material.
Sie sind derart im Körper 8 angeordnet, da.ss sie am Arbeitsspalt 12 einen Winkel von etwa 900 oder weniger miteinander einschliessen. Da durch wird erreicht, dass sieh alle uner wünschten Streuflwise fast vollständig inner halb des Kopfes ausbilden und nicht in dem vom Tonträgerband 4 durcheilten Gebiet.
Weiterhin ergibt sieh beim Tonkopf nach Fig. 2 eine fast strichförmige, jedenfalls aber in der Transportrichtung .des Tonbandes 4 räumlich eng begrenzte Berührung desselben mit dem Magnetsystem, so dass ein magne tisches Spannungsgefälle entlang des Berüh rungsweges weitgehend vermieden wird. Die Länge der gemeinsamen Berührungsflächen zwischen den Polschuhen 11 und dem Ton band soll möglichst klein gehalten sein und höchstens der 200fachen Breite des Luftspal tes 12 entsprechen, die zu etwa<B>0,01</B> mm bis 0,02 mm anzunehmen ist.
Die Spalttiefe des in Fig. 2 dargestellten Tonkopfes wird nicht- mehr durch den Pol schuhabschliff bestimmt, :da die Polschuhe 17. geschützt im Körper 8 untergebracht sind. Um die Abnutzung der Schleiffläche dieses Körpers 8 möglichst. klein zu halten, sind zweckmässig auf beiden Seiten des Arbeits spaltes in möglichst kleinem Abstand im Kör per 8 vorzugsweise zylindrische Stifte 13 aus möglichst hartem Material, z. B. Halbedel steine, eingebettet.
Die Tiefe des Arbeitsspaltes kann dadurch so gering gewählt werden, wie dies unter Be rücksichtigung der mechanischen Stabilität und flerstellbarkeit im Hinblick auf die ener getischen Verhältnisse wünschenswert ist. Im kleinen Abstand vom Arbeitsspalt werden die Polschuhe 1.1 zweckmässigerweise durch ein Paket 14 aus dünnen, hochpermeablen Blech lamellen verstärkt, um insbesondere beim Aufzeichnungskopf den magnetischen Wider- stand -und die in den Spaltblechen 11 hart an die Sättigung heranreichende Induktion herabzusetzen.
Die Lamellenpakete 14 enden etwa 0,3 mm vor dem Spalt 12, um einen magnetischen Nebenschluss zu verhindern, d. h. sie bilden einen Luftspalt, der minde stens 3 mal so breit ist wie der Arbeitsluft- spalt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird ein dritter Schenkel 15 -aus hochpermeablem Ma terial, der auch die Spule 16 trägt, am hin- tern Ende der beiden Polschuhe 11, 14 gegen diese, zweckmässig unter Zwischenlage eines nicht ferromagnetisehen Materials 17,
zum Erzielen eines Scherungsluftspaltes beim Auf zeichnungskopf angepresst. Während die Schenkel 11 gerade .ausgebildet sind und sich beidseits des Arbeitsluftspaltes unter einem Winkel von etwa 450 vom Tonträger 4 ent fernen, würde es zur Verhinderung eines stö renden Streufeldes genügen, wenn sich die Schenkel beidseits vom Arbeit.sluftispalt unter einem Winkel von mindestens 300 vom Ton träger entfernen würden, bis ein Abstand von mindestens 0,5 cm vom Tonträger erreicht ist, worauf die Sehenkel an sieh wieder weniger geneigt zum Tonträgerband verlaufen könn ten.
Zur genügenden Unterdrückung des stö renden Streufeldes genügt es nämlich, wenn die nähere Umgebung des Arbeitsluftspaltes entsprechend ausgebildet ist, und wenn keine andern magnetisierbaren Teile Anlass zur Bil dung eines solchen Streufeldes geben.