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.
Magnetic sound recording and reproducing head for tape-shaped sound carriers. As - # lagnetton-Aufzeichntings- and @@ ie- output head for tape-shaped sound carriers who use the ring-shaped electromagnets, which are slotted parallel to their axis. The field emerging at the gap of the recording head causes the medium to be magnetized.
During sound reproduction, the sound carrier pulled past the slot of the reproduction head causes the magnetic flux in the core of the reproduction head to be reduced, which induces an alternating voltage in its coil.
Known magnetic sound recording and playback heads have an exactly circular core or at least a largely pinned circular core, the shape of which is chosen so that the tape moving tangentially past the head is not constantly removed from the pole pieces. A sound head known in this way is shown schematically in FIG. 1 of the accompanying drawing.
In this known magnetic sound recording and playback head, the tape drags on the surface of the head and only gradually moves away from it, which is supposed to avoid the occurrence of disruptive leakage fluxes, in particular those caused by the (low-power bias).
However, the further development of magnetic sound recording led to the realization, especially with superimposed high frequency resolution, that the head shapes generally used up to now are by no means suitable for avoiding the occurrence of linear and non-linear distortions, but actually causing them to occur in a certain area of the recording area .
The known sound head according to Fig. 1 be seated an annular head with the magnetic shielding required for operation. In addition to the schematically drawn working stray field 1 at the gap of the ring magnet 2, disturbing stray fields 3 are also entered in a schematic manner. The weight of the iron core 2 is designated with 6 and the magnetic screen with 7. The effect of the undesired stray fields 3 consists in an additional and phase-shifted recording or
a correspondingly phase-shifted sampling of the sound carrier 4 in a frequency range in which half the wavelength of the frequencies to be recorded or reproduced or a multiple thereof equals the distance between the poles causing the leakage flux. The disturbing effect to be observed blurs naturally to higher frequencies zii. At the usual belt speed of 77 em! Sec, a disruptive influence of the various, undesired stray fields only occurs in the range below 150 oscillation ls.
The influence of the effect is expressed in a ripple of the frequency rates in the mentioned range, whereby it is assumed that the choice of the switching means used would lead to expect a completely flat characteristic. For the specified belt speed, z. B. a characteristic hole of the reproduction curve in the range of about 50 to 70 per / sec.
Although these linear distortions at low frequencies represent a fault in a sound recording and playback device, they would not appear excessively disruptive in view of their location in the transmission range. It is much more worrying that strong harmonic distortions occur at the same time at the critical frequencies, i.e. the maxima and minima.
Between the pole pieces of the secondary column 5, there is a reduced field strength of the recording frequencies and the superimposed high frequency compared to the conditions at the working gap when recording. As is known, however, for distortion-free recording, a pre-magnetization dependent on the audio carrier material is a basic condition, the recording originating from the scattering poles must have a high harmonic content corresponding to the too low HF field.
Therefore, at points in the frequency band at which the additional undesired magnetization has a great influence due to favorable phase relationships, harmonic distortions are present to an extent that far exceeds the values at other frequencies and chemical modulation levels. Some of the distortion that occurs during scanning is due to the effect of these poles.
Here, the effect known from other sound recording methods occurs that as soon as the gap width of the scanning element comes into the order of magnitude of the recorded wavelengths, instead of a differential potential measurement, an integration takes place over a relatively large part of the wave train.
Another disadvantage of the known magnetic sound recording and playback heads is. in that their pole pieces are subject to strong abrasion due to the tape 4 dragging over them. In order to ensure a reasonably constant width of the working gap over a certain operating period, it is therefore necessary to give this a greater depth; this is particularly disturbing in the case of the playback head for energetic reasons. In known magnetic sound recording and playback heads were z.
B. Changes in the gap depth of up to 70% with an operating time of around 500 hours. This constantly changes their technical data and thus requires constant control of the equalization switching elements or a change in the treble reproduction.
Investigations carried out by the inventor led to a magnetic sound recording and playback head which eliminates the disadvantages of known sound heads mentioned above and thus significantly improves the quality of the sound reproduction.
The inventive 1 @ Iagnetton recording and playback head for tape-shaped sound carriers with pole pieces resting on the same side of the sound carrier and separated by a working air gap.
characterized by such a design that the sound carrier rests against the poles on both sides of the working air gap to a maximum of 200 times the air gap width, while the outer surfaces of the pole shoes outside the specified limits at an angle of at least 300 as far away from the sound carrier as the distance between the mentioned Parts is at least 0.5 cm, the whole thing for the purpose of complicating the formation of a disruptive stray field on both sides of the working shift gap.
Fig. 2 shows an example Ausfüh approximately form of the inventive magnetic sound recording and playback head in a schematic manner. As FIG. 2 shows, the electromagnet serving as a recording element is embedded in a body 8 made of non-magnetic material. For easier production of a perfect gap, the body 8 is expediently made up of two symmetrical parts 9, 10. The pole shoes 11 consist of max. 0.5 mm thick sheet made of highly permeable material.
They are arranged in the body 8 in such a way that they enclose an angle of approximately 900 or less with one another at the working gap 12. As a result, it is achieved that all unwanted Streuflwise form almost completely inside the head and not in the area traversed by the sound carrier tape 4.
Furthermore, the sound head according to Fig. 2 results in an almost line-shaped, but in any case in the transport direction .des tape 4 spatially narrowly limited contact of the same with the magnet system, so that a magnetic tension gradient along the contact path is largely avoided. The length of the common contact surfaces between the pole pieces 11 and the tape should be kept as small as possible and correspond to at most 200 times the width of the Luftspal thes 12, which is assumed to be about 0.01 mm to 0.02 mm .
The gap depth of the clay head shown in FIG. 2 is no longer determined by the pole shoe grind, since the pole shoes 17 are housed in the body 8 in a protected manner. To the wear of the grinding surface of this body 8 as possible. to keep small, are useful on both sides of the working gap in the smallest possible distance in the Kör by 8 preferably cylindrical pins 13 made of the hardest possible material, eg. B. semi-precious stones embedded.
The depth of the working gap can thus be chosen to be as small as is desirable with regard to the energetic conditions, taking into account the mechanical stability and fidelity. At a small distance from the working gap, the pole shoes 1.1 are expediently reinforced by a package 14 of thin, highly permeable sheet metal lamellae, in order to reduce the magnetic resistance, especially in the recording head, and the induction in the gap sheets 11 that is approaching saturation.
The plate packs 14 end about 0.3 mm in front of the gap 12 in order to prevent magnetic shunting, i.e. H. they form an air gap that is at least 3 times as wide as the working air gap. As can be seen from Fig. 2, a third leg 15 - made of highly permeable material, which also carries the coil 16, at the rear end of the two pole shoes 11, 14 against this, expediently with the interposition of a non-ferromagnetic material 17,
pressed to achieve a shear air gap at the recording head. While the legs 11 are straight and are on both sides of the working air gap at an angle of about 450 from the sound carrier 4, it would be sufficient to prevent a disruptive stray field if the legs on both sides of the working air gap are at an angle of at least 300 from the sound carrier until a distance of at least 0.5 cm from the sound carrier is reached, whereupon the legs can again run less inclined to the sound carrier tape.
For sufficient suppression of the disturbing stray field, it is sufficient if the immediate vicinity of the working air gap is designed accordingly, and if no other magnetizable parts give rise to the formation of such a stray field.