Procédé d'enregistrement magnétique d'énergie électrique fluctuante sur un corps paramagnétique et dispositif pour la mise en couvre de ce procédé. La présente invention se rapporte à un procédé d'enregistrement d'énergie électrique fluctuante sur un corps paramagnétique et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Un procédé pour l'enregistrement magné tique de sons audibles sur un fil d'acier, exposé en 1.898, par Valdémar Poulsen, de même que d'autres procédés expérimentés du rant des quelques années qui suivirent, con tiennent le concept fondamental suivant:
c'est qu'un corps paramagnétique désaimanté, tel qu'un fil ou ruban d'acier, devait être passé au travers d'un champ magnétique .dont L'in tensité varie en fonction des variations des ondes sonores à enregistrer. Ces procédés, en raison du fait que le fil d'acier était initiale ment désaimanté, opéraient au-dessus et au- dessous du coude inférieur, au voisinage de l'origine zéro, de la. courbe caractéristique d'aimantation rémanente du fil.
Un enregis trement fidèle et une bonne reproduction des ondes sonores étaient ainsi impossibles, parce que .le procédé opérait sur une partie non linéaire de la courbe d'aimantation rémanente.
Une modification radicale -des principes de base d'enregistrement magnétique et de re production a été faite à une date beaucoup plus proche. Elle consiste à obtenir la satu ration mannétique du fil ou du ruban d'acier, puis à le faire passer au travers d'un champ magnétique opposé plus faible, modulé par des ondes à. enregistrer. Ce changement ton- damental du procédé entraîna une grande amélioration comparativement au procédé précédent, et ceci bien que la nature même du procédé soit liée nécessairement à. l'impos sibilité d'obtenir un enregistrement et une reproduction complètement exempts de défor mation.
Un corps saturé magnétiquement, n'ayant pas subi de traitement ou autre opé ration, un corps tel qu'il faut qu'il soit pour être employé sous forme de fil ou de ruban, est très sensible aux effets démagnétisants extérieurs. C'est un fait connu que tous les aimants permanents perdent, immédiatement après chaque aimantation, un peu de leur ma gnétisme et c'est pourquoi la plupart des aimants permanents doivent être traités.
Le fait est que le procédé ci-dessus mentionné est susceptible de produire des bruits dus au traitement mécanique, etc., du fil ou du ruban. Une autre cause de déformation se rencon trant dans,ce dernier procédé est due au fait qu'il opère sur une partie incurvée de la courbe de désaimantation et bien que cette partie incurvée soit presque droite et ne res semble en rien à la partie fortement coudée de la courbe sur laquelle opérait le premier procédé, il est cause cependant de quelques déformations.
Le procédé faisant l'objet de l'invention a pour but d'éviter ces inconvénients; i1 est ca ractérisé en ce qu'on fait passer le corps ma- gnétique au travers d'un champ magnétisant à fréquence suiper-audible produit par l'ac tion conjointe d'un courant- d'excitation à fré quence super-audible et -de l'énergie électri que fluctuante., la direction du mouvement du corps au trâvers :du champ étant parallèle à. la direction des lignes de force du champ magné tisant.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en couvre de ce pro cédé, caractérisé en ce qu'il comprend une paire d'organes formant pôles magnétiques, chacun d'eux étant disposé -pour permettre le passage du corps paramagnétique, une bobine magnétique associée avec Ses organes polaires, des moyens pour l'excitation de la bobine par le courant à fréquence super-audible et d'au tres moyens pour l'excitation de la bobine par l'énergie électrique fluctuante.
Le dessin - annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution schématique d'un dispositif pour la mise en couvre du pro cédé, objet de l'invention, et quelques courbes facilitant la icompréhension de la description. Dans ee :dessin: La fig. 1 est une vue schématique d'une tête d'enregistrement.
La fig. 2 est une représentation schémati que du,courant magnétisant :dans la tête :d'en registrement, lequel résulte -de la superposi tion de la fréquence super-audible et -de l'onde de l'énergie électrique fluctuante à en registrer.
La fi-. 3 est une représentation schémati que d'une onde haute fréquence, modulée par une onde basse fréquence, cette représenta tion illustre la différence existant entre ce qui se produit :dans la tête enregistreuse tel que le montre la fig. 2 et une onde porteuse haute fréquence de modulation habituelle, tel que le montre la fig. 3.
La fig. 4 montre deux courbes d'aimanta tion rémanente pour deux corps paramagné- tiques démagnétisés.
La fig. 5 est une courbe d'aimantation ré manente !pour un corps paramagnétique sa turé et illustre l'effet de la démagnétisation sur un tel corps saturé. La fig. 6 illustre le cycle d'liystérésis large, la courbe initiale magnétisante et une partie du cycle.d'hystérésis étroit d'un corps para- magnétique soumis à un champ magnétisant alimenté par un courant électrique à fré quence super-audible et d'amplitude rela tivement faible,
relié en parallèle avec le courant variable résultant de l'onde sonore à enregistrer.
La. fi-. 7 est une vue, à. plus grande échelle, du cycle d'hystérésis étroit sur la courbe initiale :d'aimantation d'un corps para- magnétique soumis à ].'influence d'un champ magnétisant qui est excité par Lui courant à fréquence super-audible, dont. l'amplitude est relativement. grande, et. qui est connecté en parallèle avec le courant correspondant, à l'onde sonore à enregistrer.
La fie. 8 est une courbe d'aimantation et illustre comment un corps pa:rama-nétique soumis à l'effet, magnétisant de la tête d'en registrement et ensuite soustrait à. l'influence de celle-ci, produit toujours la même quan tité d'aimantation rémanente, indépendam ment .du point. de la courbe du cycle d'hysté- résis étroit où il est soustrait à cette influence.
La fi,,. 9 illustre la, courbe d'aimantation effective d'un corps paramagnétique soumis à l'influence de la tête enregistreuse excitée selon le procédé faisant l'objet de l'invention, courbe qui est tracée par le point final d'ai mantation rémanente du cycle d'hystérésis étroit occasionné par la présence d'un courant à. fréquence super-audible.
A la fifl. 1., 10 est une tête enregistreuse constituée de deux parties comprenant cha cune un noyau de fer à lames empilées 11, les extrémités 12 et 13 d'une partie étant sépa rées des extrémités de l'autre partie par des entrefers 14 et 1.5 respectivement, et une tête 16 dont la section va en diminuant vers l'extré mité, des deux têtes étant. séparées par un entrefer 1.7. Les bobines 18 et. 19 sont mon tées sur les extrémités 12 et 13 respectivement, et recouvrent. complètement. les entrefers, la bobine 20, montée sur les têtes 16, recouvre et entoure complètement ].'entrefer 17.
Les bobines 18, 19 et 20 sont reliées en série. Une extrémité du groupe des bobines 18, 19 et 20 est reliée, par un conducteur 21, à un point de jonction 22 et l'autre extrémité du groupe des bobines est reliée, par un con- ducteur 23, au point de jonction 24. Les points < le ,jonction 22 et 24 sont reliés par les con ducteurs 25 et 26 à une source de courant à fréquence super#audible 27. L'expérience a montré que la valeur convenable de la eom- po:sante de fréquence super-audible est de 16 kilocycles.
Les points de jonction 22 et 24 sont également reliés par les conducteurs 28 et 29 à la sortie amplifiée -du dispositif qui revoit les sons à enregistrer, illustré schéma tiquement par 30. Un condensateur 31, trans mettant librement l'onde à fréquence super- audible 27, est intercalé dans le conducteur 25, afin d'empêcher toute composante de fré quence audible provenant de la source 30 de passer vers la source 27.
Une bobine @d'induc- tion on filtre 32 est inséré dans le conduc teur 28 et transmet librement la basse fré quence ou onde audio, mais empêche le pas sage de toute composante de fréquence super- audible vers cette partie du circuit illustré schématiquement ,par 30.
Une bobine d'effacement. 33 peut., sur dé sir, être reliée à la source de fréquence 27 au moyen d'un interrupteur 31, bien que l'expé rience ait montré que cela n'était pas néces saire.
On doit. clairement comprendre que la liai son de la source 27, en parallèle avec la. source 30 pour l'excitation des bobines magné tisantes 1.8, 19 et. 20 de la tête enregistreuse, produit un courant d'excitation, du type mon tré à la fig. 2, et différant de l'onde porteuse modulée, comme connu dans la technique de la haute fréquence, et indiquée à la. fig. 3.
Un corps paramaglnétique, supposé être dans ce cas un fil d'acier 35, traverse la bo bine d'effacement 33 (si elle existe), puis passe directement au travers de la. tête enre- gistreuse 10. Une ouverture appropriée est prévue clans ce but au travers de la. tête d'en regist.rement. La direction :du mouvement -du fil 35 est, parallèle à la direction des lignes de force du champ.
Sur la fig. 4, la courbe tracée en trait continu est la courbe caractéristique initiale ,d'aimantation d'un fil en acier roux, tandis que celle tracée en trait interrompu est la partie centrale de la courbe initiale d'aiman tation d'un fil d'acier 35,à haute teneur de carbone ayant un diamètre :de 0,13 mm, tra versant la tête d'enregistrement 10 et soumis à la source 27.
Ces courbes ont été obtenues en traçant la .densité du flux résiduel BR, laissé dans le fil, désaimanté à l'origine, après que le fil .ait été soumis temporairement à l'influence d'un champ magnétisant 11 cor respondant aux valeurs indiquées.
On observe que la courbe d'aimantation de la fig. 4 passe à l'origine zéro du graphi que et que près de la. position zéro, elle forme un :coude 36, 36' pour les deux applications positive et négative de la force magnéti- sante H, aucune source haute fréquence n'étant connectée.
Si la source à fréquence super-audible <B>27</B> de la fig. 1 est coupée -de la tête d'enregistre ment et que le fil. 35 désaimanté est passé au travers de la tête 10, la partie de la courbe d'aimantation sur laquelle on opère, illustrée à la fig. -1, sera entre Tes parties 37, 36, 36' et 37' de la. courbe. Comme cette partie de la courbe est peu linéaire vers son point central, il est évident qu'il en résultera de graves dé- formations.
Si le fil 35 est saturé puis passé au tra vers de la tête d'enregistrement 10, la source 27 étant toujours coupée, la courbe earaetéris- tique .d'aimantation rémanente aura une forme similaire à celle de la fig. 5. La fig. 5 repré sente le tracé d'une courbe d'aimantation ré manente relative à un corps paramagnétique saturé à l'origine à 19 kilogauss et auquel on a appliqué, en direction opposée, un champ magnétisant d'une valeur plus faible, indi qué par H.
On voit clairement sur la fig. 5 que la courbe descend de ce point saturé en un tracé 39 rapide et légèrement incurvé et se termine ensuite en une courbe large 40. Cette courbe illustre le principe fondamental caractéristique du procédé du type précédent, lequel impressionnait un corps paramagné- tique saturé auquel on appliquait. un champ magnétisant plus faible de direction opposée.
Lorsqu'on emploie un dispositif tel que ce lui représenté schématiquement à la fi-. I., la courbe caractéristique d'aimantation réma nente est semblable à celle indiquée à la fig. 9.
La fig. 9 est une courbe résultant du tracé fait lorsqu'un courant d'excitation à fréquence super-audible est superposé à une onde vocale ou à un courant d'excitation audio. On voit clairement, en étudiant la fig. 9, que la. courbe n'a plus le coude caractéristique représenté à la fig. 4. La courbe de la fig. 9 est essen tiellement une ligne droite, qui passe par l'origine zéro du graphique avant d'atteindre les larges courbes 42 et 43, .et permet ainsi d'opérer sur la partie linéaire -de la courbe.
En d'autres termes, en opérant entre les li mites d'intensité du champ de plus ou moins 5 oersteds, on obtient sur le fil 35 qui passe au travers de la tête enregistreuse 10 essen tiellement un enregistrement exempt de dé formations.
La composante à fréquence super-au.dible du courant d'excitation, si une amplification suffisante est. appliquée, enlève du fil toute aimantation précédente, en même temps qu'elle enregistre la nouvelle. Ce fait permet d'éviter l'emplo.i d'une bobine séparée d'effa cement 33 (c'est-à-dire une bobine pour désai manter (le fil). Ceci a de nombreux avantages importants pour certaines applications, dont l'un d'eux est de ,permettre l'enregistrement dans les deux directions, et évite de neutrali ser le fil avant d'enregistrer à nouveau.
Si l'intensité :de la, composante à fréquence super-audible est relativement faible, on a constaté qu'il était désirable :dans certaines circonstances d'employer une tête d'efface ment séparée 33, laquelle est reliée à la source 27 par un interrupteur 34. Lorsqu'on emploie la tête d'effacement 33, on ferme l'interrup teur 34 et le fil est premièrement passé au travers de la tête d'effacement 33 avant de traverser la tête enregistreuse 10.
Maintenant que le procédé et les moyens pour sa mise en oeuvre ont, été clairement exposés dans la description ci-dessus, on don nera une explication exposant pourquoi on obtient une courbe caractéristique d'aiman tation rémanente .ayant une partie médiane linéaire.
Se référant premièrement à la fi-.<B>6</B> des dessins, les lignes 44, 45 représentent un cy cle d'hystérésis d'un même corps ;para.magné- tique que celui employé pour tracer le trait plein de la courbe de la. fig. 4 ou de la courbe de la fig. 5. Le trait, plein 46 indique quelle serait normalement la, courbe initiale d'aiman tation du cycle d'hystérésis 44, 45.
Lorsque le corps paramagnétique est placé dans un champ magnétisant produit par une bobine excitée par un .courant à fréquence super- audible, reliée en parallèle avec le courant audio variable, le champ varie en fréquence super-audible entre les limites maximum et minimum et produira, par conséquent, -des cycles d'hystérésis étroits 47, et ceux-ci s'éten dront entre les valeurs maximum et, minimum de H. Les cycles étroits seront à, l'intérieur des lignes des cycles larges.
La situation de l'un des cycles d'hystérésis étroits 47 dépen- dra.,de la position de la. valeur moyenne de H, et le sommet. supérieur de chaque cycle d'hys- térésis étroit 47 correspondra essentiellement à la, :courbe initiale d'aimantation 46 telle qu'elle est indiquée à la fi-. 6.
Vu que la va leur moyenne .de<I>II</I> est. constamment chan geante, puisque le courant lo@ead variable est relié en parallèle avec le courant d'excitation à fréquence super-auclible, il y aura un nom bre infini de cycles d'hystérésis étroits 47 possibles.
La fig. 7 est un tracé agrandi montrant un groupe de cycles d'hy stérésis étroits 47 résul- ta.ntd'un champ de fréquence super-audible qui est réglé de façon que le champ audio puisse varier rapidement de plus ou moins 8 oersted:; par rapport à sa valeur moyenne. Les séries de cycles d'hystérésis étroits 47 sont tracées par une courbe qui peut passer par les points 48, 49 et 50, 51, 52, 53, 54, 55, etc.
Afin d'iden tifier facilement, les cycles, nous appellerons le premier<I>cycle</I> d'hystérésis donné par la courbe 48, 49, 50, 49, le cycle 1. Le second cycle :sera le eycle B et le troisième C.
L'aimantation rémanente, laissée dans le corps parainagnétiqu e une fois .que le corps est: déplacé hors du champ magnétisant, peut être facilement déterminée ,pour tous les cy cles d'hvstérésis étroits dont les valeurs mi- nimumsyd e H sont positives (tels que le cycle l' et tous les cycles .ci-dessus). Plus Sp6cifi- quentent, l'aimantation rémanente laissée dans le corps paramagnétique dépendra de la force maximum d'excitation du champ et ceci peut être tracé de :
la manière habituelle en dessi nant un ,cycle d'hystérésis large, commençant au sommet du cy cale d'hystérésis étroit, et dé terminant où le .cycle d'hystérésis large tra verse l'origine zéro du champ.
Pour les cycles d'hystérésis étroits, qui sont établis par un champ magnétisant d'excita tion. variant. entre des valeurs ,positives et né gatives, il est important de noter que l'aiman tation rémanente, restant dans le .corps para- magnétique, une fois celui-ci éloigné de l'in- f@luenee du champ magnétisant réversible, est toitjotirs la même, pour tout cycle d'hystéré- sis étroit, indépendamment de la valeur de H eti présence,
au moment où le corps parama- rnétique est retiré du champ magnétisant. Il faut naturellement se souvenir que le corps ne petit. jamais être retiré instantanément du champ, maïs exige suie période définie et que, durant cette période, le champ continuera. en fréquence super-audible entre l'étendue de ses diverses limites.
La fig. 8 montre le cycle d'hystérésis étroit B de la fig. 7 à une échelle agrandie et indi que, en outre, le chemin suivi si le corps para magnétique commence à quitter le champ ma gnétisant ait moment où celui-ci est au maxi- nitiln (le valeur positive de II (la. courbe en trait plein), et le chemin :
suivi si le corps paramagnétique commence à quitter le champ magnétisant lorsque celui-ci est ait maximum négatif (comme l'indique la ligne pointillée). lie flux suit la courbe en trait plein 56, 57, 58, 59 et finit à l'origine zéro dit champ au point 60. En d'autres termes, 60 représente la densité du flux résiduel ou .la quantité d'ai mantation rémanente dans le corps paramagué- tique lorsque le champ magnétisant d'excita tion a été éloigné.
Si le corps ,paramagnétique est soudaine ment soustrait à l'influence :du champ, lors que le champ avait sa valeur maximale néga tive, la densité du flux changera de 61 à 62,, puis à 63 et à 64 pour finir ait point 60, le quel. est le même point que :celui trouvé précé demment, lorsque :le corps paramagnétique était retiré du .champ au moment où celui-ci avait sa valeur maximale positive.
On a cons-, taté, d'autre part, que .la .quantité d'aimanta tion rémanente est essentiellement la même pour un cycle d'hystérésis étroit, ind6pendam- ment de ce que représente la valeur de H au moment où le corps est soustrait à ,l'in fluence de ce champ.
Puisque c'est l'aiman tation rémanente du corps paramagnétique qui est intéressante pour l'enregistrement, nous trouvons que le courant d'excitation à fréquence super-audible laisse la valeur de L'aimantation rémanente indépendante de la valeur qu'a le courant à fréquence super-au- dible au moment où ,le corps paramagnétique est, retiré du champ magnétisant.
Puisque c'est la -densité du flux résiduel ou l'aimantation rémanente du corps para- magnétique qui est le seul critère pour obtenir un enregistrement fidèle, la fig. 9 donne la courbe de :densité du flux résiduel tracée pour les valeurs moyennes des lignes de force d'un champ magnétisant. La grande différence entre les courbes de la fig. 9 et n'importe quelle courbe :des fig. 4 et 5 consiste en ce que la:
courbe est essentiellement une ligne droite passant par l'origine zéro du champ magnétisant. .et éliminant complètement la foie incurvation inférieure de la courbe de la fig. 4. Elle supprime donc le manque de symétrie de la fig. 5:, laquelle provoque des déformations harmoniques secondaires.
Puis que les caractéristiques opérantes du procédé décrit ci-dessus permettent d'asuvrer sur une partie strictement linéaire de la courbe d'a i- mantation rémanente, on constate que l'on obtient ainsi un enregistrement fidèle .des vi brations sonores.
On :a trouvé que, suivant les propriétés magnétiques -du matériau sur lequel se fait l'enregistrement, il est nécessaire pour obtenir des résultats optimum de prévoir des valeurs déterminées de la composante à fréquence sirper-audihle. Comme montré par le point x de la fi-. 6, da force coercitive de l'organe d'enregistrement est d'environ 3,5 oersteds. L'amplitude des fluctuations de fréquence super-audible du champ magnétisant, comme indiqué par la moitié de la largeur (en direc tion horizontale) -des cycles d'hystérésis étroits (fig. 6), est.
d'environ 2 oersteds. Par consé quent., le rapport entre cette amplitude et la force coercitive est d'environ 2:3,5 ou en gros 2:3. Dans la fig. 7, la force coercitive pour le matériau d'enregistrement est égale ment de 3,5 oersteds, mais ici l'amplitude des fluctuations de fréquence super-audible, indiquée parla moitié .de la largeur (en direc tion horizontale) des cycles d'hystérésis étroits, est de 8 oersteds, ce qui donne Lin rapport. de 8:3,5 ou approximativement 2,5:1.
On a trouvé -que les conditions représentées aux fig. 6 et 7 représentent .approximativement les limites entre lesquelles l'enregistrement se fait .dans de bonnes .conditions.
Le procédé décrit ci-dessus a tous les avantages que présente la possibilité de tra vailler sur un corps paramagnétique désai manté -et en même temps élimine le gros dés avantage existant précédemment obligeant d'opérer sur une partie non linéaire de la courbe d'aima.ntation rémanente.
Le procédé décrit a. permis de constater par l'expérience qu'il est essentiellement exempt de brait et de -déformation, tels que ceux causés par l'on dulation du fil dans la tête enregistreuse ou ceux occasionnés par des particules étrangères susceptibles de venir s'y loger. Un .autre avan tage consiste en ce que le fil est toujours dés aimanté, excepté lorsque des signaux sont en registrés.
La tête d'enregistrement étant excitée par un fort champ à fréquence super-audible, elle est désaimantée et des troubles causés par une aimantation aceid:entelle sont ainsi éliminés. On constatera, d'autre part, qu'il n'est pas nécessaire de fabriquer cette tête en fer à faible pouvoir rétentif et que l'on peut. em ployer :des matériaux permettant une meil leure saturation et ayant. des qualités méca niques supérieures.
Le flux à fréquence super-audible d'enre- gist.rement tend à. conserver l'aimantation rémanente dans le fil, de sorte qu'avec le temps ou par brusque manipulation, l'enre- gistreni-ent ne subit. aucune détérioration. L'expérience a montré aussi que le présent procédé augmente l'étendue dynamique de l'enregistrement sur le fil au-delà de la va leur possible salis .déformation des procédés précédents.
Method for magnetic recording of fluctuating electric energy on a paramagnetic body and device for implementing this method. The present invention relates to a method for recording fluctuating electrical energy on a paramagnetic body and to a device for implementing this method.
A process for the magnetic recording of audible sounds on a steel wire, exposed in 1.898, by Valdémar Poulsen, as well as other processes tested over the next few years, contain the following fundamental concept:
it is that a demagnetic paramagnetic body, such as a steel wire or tape, had to be passed through a magnetic field. whose intensity varies according to the variations of the sound waves to be recorded. These methods, because the steel wire was initially demagnetized, operated above and below the lower bend, near the zero origin, of the. characteristic curve of remanent magnetization of the wire.
Faithful recording and good reproduction of sound waves was thus impossible, because the process operated on a non-linear part of the remanent magnetization curve.
A radical change in the basic principles of magnetic recording and reproduction was made at a much earlier date. It consists in obtaining the mannetic saturation of the wire or the steel tape, then to make it pass through a weaker opposite magnetic field, modulated by waves at. record. This dramatic change in the process resulted in a great improvement over the previous process, although the very nature of the process is necessarily related to. the impossibility of obtaining a recording and reproduction completely free from distortion.
A magnetically saturated body, not having undergone any treatment or other operation, such as it needs to be used in the form of wire or tape, is very sensitive to external demagnetizing effects. It is a known fact that all permanent magnets lose some of their magnetism immediately after each magnetization and that is why most permanent magnets need to be treated.
The fact is that the above-mentioned method is liable to produce noises due to mechanical processing, etc., of the thread or tape. Another cause of deformation to be found in, this latter process is due to the fact that it operates on a curved part of the demagnetization curve and although this curved part is almost straight and does not appear in any way to the strongly angled part. of the curve on which the first process operated, it is however the cause of some deformations.
The purpose of the method forming the subject of the invention is to avoid these drawbacks; It is characterized in that the magnetic body is made to pass through a magnetizing field at a super-audible frequency produced by the joint action of an excitation current at a super-audible frequency and - fluctuating electric energy., the direction of movement of the body across: the field being parallel to. the direction of the lines of force of the magnetic field.
The subject of the invention is also a device for setting up this process, characterized in that it comprises a pair of members forming magnetic poles, each of them being arranged to allow the passage of the paramagnetic body, a magnetic coil associated with its polar organs, means for the excitation of the coil by the current at super-audible frequency and other very means for the excitation of the coil by the fluctuating electrical energy.
The appended drawing represents, by way of example, a schematic embodiment of a device for setting up the process, object of the invention, and a few curves making the description easier to understand. In ee: drawing: Fig. 1 is a schematic view of a recording head.
Fig. 2 is a schematic representation of the magnetizing current: in the recording head, which results from the superimposition of the super-audible frequency and the fluctuating electrical energy wave to be recorded.
The fi-. 3 is a schematic representation of a high frequency wave, modulated by a low frequency wave, this representation illustrates the difference between what occurs: in the recording head as shown in FIG. 2 and a usual modulating high frequency carrier wave, as shown in FIG. 3.
Fig. 4 shows two remanent magnetization curves for two demagnetized paramagnetic bodies.
Fig. 5 is a resent magnetization curve for a saturated paramagnetic body and illustrates the effect of demagnetization on such a saturated body. Fig. 6 illustrates the wide lysteresis cycle, the initial magnetizing curve and part of the narrow hysteresis cycle of a para-magnetic body subjected to a magnetizing field supplied by an electric current at super-audible frequency and amplitude relatively weak,
connected in parallel with the variable current resulting from the sound wave to be recorded.
The. Fi-. 7 is a view, at. larger scale, of the narrow hysteresis cycle on the initial curve: of magnetization of a paramagnetic body subjected to]. 'influence of a magnetizing field which is excited by it current at super-audible frequency, of which. the amplitude is relatively. large, and. which is connected in parallel with the corresponding current, to the sound wave to be recorded.
The fie. 8 is a magnetization curve and illustrates how a pa: rama-netic body subjected to the effect, magnetizing from the recording head and then subtracting from. the influence of this always produces the same amount of remanent magnetization, regardless of the point. of the curve of the narrow hysteresis cycle where it is subtracted from this influence.
The fi ,,. 9 illustrates the effective magnetization curve of a paramagnetic body subjected to the influence of the recording head excited according to the method forming the subject of the invention, which curve is traced by the end point of remanent magnetization of the narrow hysteresis cycle caused by the presence of a current at. super-audible frequency.
At the fifl. 1, 10 is a recording head made up of two parts each comprising an iron core with stacked blades 11, the ends 12 and 13 of one part being separated from the ends of the other part by air gaps 14 and 1.5 respectively , and a head 16 whose section decreases towards the extremity, of the two heads being. separated by an air gap 1.7. Coils 18 and. 19 are mounted on ends 12 and 13 respectively, and overlap. completely. the air gaps, the coil 20, mounted on the heads 16, completely covers and surrounds]. 'gap 17.
The coils 18, 19 and 20 are connected in series. One end of the group of coils 18, 19 and 20 is connected, by a conductor 21, to a junction point 22 and the other end of the group of coils is connected, by a conductor 23, to the junction point 24. The points <le, junction 22 and 24 are connected by the conductors 25 and 26 to a current source at super audible frequency 27. Experience has shown that the correct value of the superfrequency omission. audible is 16 kilocycles.
The junction points 22 and 24 are also connected by conductors 28 and 29 to the amplified output of the device which reviews the sounds to be recorded, illustrated diagrammatically by 30. A capacitor 31, freely transmitting the wave at super frequency. audible 27, is interposed in the conductor 25, in order to prevent any audible frequency component coming from the source 30 from passing to the source 27.
An induction coil 32 is inserted in the conductor 28 and freely transmits the low frequency or audio wave, but prevents the passage of any super-audible frequency component to this part of the circuit shown schematically, by 30.
An erase coil. 33 can, if desired, be connected to the frequency source 27 by means of a switch 31, although experience has shown that this is not necessary.
We have to. clearly understand that the link is sound from the source 27, in parallel with the. source 30 for the excitation of the magnet coils 1.8, 19 and. 20 of the recording head, produces an excitation current, of the type shown in FIG. 2, and differing from the modulated carrier wave, as known in the high frequency art, and indicated in. fig. 3.
A paramaglnetic body, assumed in this case to be a steel wire 35, passes through the erase coil 33 (if it exists), then passes directly through it. recording head 10. A suitable opening is provided for this purpose through the. head of registrar. The direction of the movement of the wire 35 is parallel to the direction of the lines of force of the field.
In fig. 4, the curve drawn in solid line is the initial characteristic curve, of magnetization of a red steel wire, while that drawn in dotted line is the central part of the initial curve of magnetization of a wire of red steel. steel 35, high carbon content having a diameter: 0.13 mm, passing through the recording head 10 and subjected to the source 27.
These curves were obtained by plotting the .density of the residual flux BR, left in the wire, originally demagnetized, after the wire had been temporarily subjected to the influence of a magnetizing field 11 corresponding to the values indicated. .
It can be seen that the magnetization curve of FIG. 4 passes to the zero origin of the graph and that near the. zero position, it forms a bend 36, 36 'for the two positive and negative applications of the magnetizing force H, no high frequency source being connected.
If the super-audible frequency source <B> 27 </B> in fig. 1 is cut off from the recording head and the wire. 35 demagnetized is passed through the head 10, the part of the magnetization curve on which one operates, illustrated in FIG. -1, will be between Your parts 37, 36, 36 'and 37' of the. curve. As this part of the curve is not very linear towards its central point, it is obvious that serious deformations will result.
If the wire 35 is saturated and then passed through the recording head 10, with the source 27 still off, the residual magnetization aerometric curve will have a shape similar to that of FIG. 5. FIG. 5 represents the trace of a re-existing magnetization curve relating to a paramagnetic body originally saturated at 19 kilogauss and to which has been applied, in the opposite direction, a magnetizing field of a lower value, indicated by H.
It is clearly seen in fig. 5 that the curve descends from this saturated point in a rapid and slightly curved path 39 and then ends in a wide curve 40. This curve illustrates the fundamental principle characteristic of the process of the preceding type, which impressed a saturated paramagnetic body to which one was impressed. applied. a weaker magnetizing field in the opposite direction.
When employing a device such as that shown schematically in fi-. I., the characteristic curve of remanent magnetization is similar to that shown in fig. 9.
Fig. 9 is a curve resulting from the plot made when a superaudible frequency excitation current is superimposed on a voice wave or an audio excitation current. It can be seen clearly, by studying fig. 9, that the. curve no longer has the characteristic bend shown in FIG. 4. The curve of FIG. 9 is essentially a straight line, which passes through the zero origin of the graph before reaching the wide curves 42 and 43, and thus makes it possible to operate on the linear part of the curve.
In other words, by operating between the field strength limits of plus or minus 5 oersteds, the wire 35 which passes through the recording head 10 is obtained essentially a deformation-free recording.
The super-au.dible frequency component of the excitation current, if sufficient amplification is. applied, removes any previous magnetization from the wire, at the same time as it registers the new one. This makes it possible to avoid the use of a separate 33 erase coil (i.e. a coil for deactivating (the wire). This has many important advantages for certain applications, including one of them is to, allow recording in both directions, and avoid disabling the wire before recording again.
If the intensity of the superaudible frequency component is relatively low, it has been found to be desirable: in certain circumstances to employ a separate erasing head 33, which is connected to the source 27 by a switch 34. When using the erase head 33, the switch 34 is closed and the wire is first passed through the erase head 33 before passing through the recording head 10.
Now that the method and the means for its implementation have been clearly explained in the above description, an explanation will be given which explains why a characteristic curve of remanent magnetization is obtained having a linear median part.
Referring first to Fig. <B> 6 </B> of the drawings, lines 44, 45 represent a cycle of hysteresis of the same body; magnetic para. As used to draw the solid line of the curve of the. fig. 4 or the curve of FIG. 5. The solid line 46 indicates what the initial magnetization curve of the hysteresis cycle 44, 45 would normally be.
When the paramagnetic body is placed in a magnetizing field produced by a coil excited by a super-audible frequency current, connected in parallel with the variable audio current, the field varies in super-audible frequency between the maximum and minimum limits and will produce , therefore, narrow hysteresis cycles 47, and these will extend between the maximum and minimum values of H. Narrow cycles will be within the wide cycle lines.
The situation of one of the narrow hysteresis cycles 47 will depend on the position of the. mean value of H, and the vertex. top of each narrow hysteresis cycle 47 will essentially correspond to the initial magnetization curve 46 as shown in fig. 6.
Given that their average .of <I> II </I> is. constantly changing, since the variable lo @ ead current is connected in parallel with the super-auclible frequency excitation current, there will be an infinite number of possible narrow hysteresis cycles 47.
Fig. 7 is an enlarged plot showing a group of narrow hy steresis cycles 47 resulting from a superaudible frequency field which is adjusted so that the audio field can vary rapidly by plus or minus 8 oersted :; compared to its mean value. The series of narrow hysteresis cycles 47 are plotted by a curve which may pass through points 48, 49 and 50, 51, 52, 53, 54, 55, etc.
In order to easily identify the cycles, we will call the first <I> cycle </I> of hysteresis given by curve 48, 49, 50, 49, cycle 1. The second cycle: will be eycle B and the third C.
The remanent magnetization, left in the parainagnetic body once the body is: moved out of the magnetizing field, can be easily determined, for all cycles of narrow heteresis whose minimum values of H are positive ( such as cycle l 'and all cycles above). More specifically, the remanent magnetization left in the paramagnetic body will depend on the maximum excitation force of the field and this can be plotted from:
in the usual way by drawing a wide hysteresis cycle, starting at the top of the narrow hysteresis cycle, and ending where the wide hysteresis cycle crosses the zero origin of the field.
For narrow hysteresis cycles, which are established by an exciting magnetizing field. variant. between values, positive and negative, it is important to note that the remanent magnetization, remaining in the paramagnetic body, once the latter has moved away from the inf @ luenee of the reversible magnetizing field, is the same, for any narrow hysteresis cycle, regardless of the value of H eti presence,
at the moment when the paramannetic body is withdrawn from the magnetizing field. It should of course be remembered that the body is not small. Never be removed instantly from the field, corn requires soot defined period and that during this period the field will continue. in super-audible frequency between the extent of its various limits.
Fig. 8 shows the narrow hysteresis cycle B of fig. 7 on an enlarged scale and furthermore indicates the path followed if the para-magnetic body begins to leave the magnetizing field at the moment when the latter is at the maximum (the positive value of II (the. full), and the path:
followed if the paramagnetic body begins to leave the magnetizing field when the latter is at its maximum negative (as indicated by the dotted line). The flux follows the curve in solid lines 56, 57, 58, 59 and ends at the origin zero said field at point 60. In other words, 60 represents the density of the residual flux or the amount of residual magnetization. in the paramagutic body when the exciting magnetizing field has been removed.
If the paramagnetic body is suddenly removed from the influence: of the field, when the field had its maximum negative value, the flux density will change from 61 to 62, then to 63 and 64 to finish at point 60 , which. is the same point as: the one found previously, when: the paramagnetic body was removed from the .field at the moment when the latter had its maximum positive value.
It has been found, on the other hand, that the amount of remanent magnetization is essentially the same for a narrow hysteresis cycle, regardless of what the value of H represents at the time the body is subtracted from the influence of this field.
Since it is the remanent magnetization of the paramagnetic body which is interesting for recording, we find that the excitation current at superaudible frequency leaves the value of the remanent magnetization independent of the value of the current. at super-audible frequency at the moment when the paramagnetic body is withdrawn from the magnetizing field.
Since it is the -density of the residual flux or the remanent magnetization of the paramagnetic body which is the only criterion for obtaining a faithful recording, FIG. 9 gives the curve of: residual flux density plotted for the mean values of the lines of force of a magnetizing field. The big difference between the curves of fig. 9 and any curve: figs. 4 and 5 is that the:
curve is essentially a straight line passing through the zero origin of the magnetizing field. .and completely eliminating the liver inferior curvature of the curve of fig. 4. It therefore eliminates the lack of symmetry of FIG. 5 :, which causes secondary harmonic deformations.
Since the operating characteristics of the method described above make it possible to work on a strictly linear part of the remanent magnetization curve, it is found that a faithful recording of the sound vibrations is thus obtained.
It has been found that, depending on the magnetic properties of the material on which the recording is made, it is necessary in order to obtain optimum results to provide determined values of the sirper-audihle frequency component. As shown by point x of fi-. 6, the coercive force of the recording body is about 3.5 oersteds. The magnitude of the superaudible frequency fluctuations of the magnetizing field, as indicated by half the width (in horizontal direction) - of narrow hysteresis cycles (Fig. 6), is.
of about 2 oersteds. Therefore, the ratio of this amplitude to the coercive force is about 2: 3.5 or roughly 2: 3. In fig. 7, the coercive force for the recording material is also 3.5 oersteds, but here the magnitude of the superaudible frequency fluctuations, indicated by half the width (in horizontal direction) of the cycles of narrow hysteresis, is 8 oersteds, which gives Lin ratio. of 8: 3.5 or approximately 2.5: 1.
It has been found that the conditions shown in FIGS. 6 and 7 represent approximately the limits between which recording takes place under good conditions.
The process described above has all the advantages of being able to work on a deactivated paramagnetic body - and at the same time eliminates the big disadvantage existing previously of having to operate on a nonlinear part of the magnetism curve. . remanent entation.
The process described a. allowed to observe by the experiment that it is essentially free of brait and -deformation, such as those caused by one dulation of the wire in the recording head or those caused by foreign particles likely to come to lodge there. Another advantage is that the wire is always de-magnetized, except when signals are being recorded.
The recording head being excited by a strong super-audible frequency field, it is demagnetized and troubles caused by aceid magnetization are thus eliminated. It will be noted, on the other hand, that it is not necessary to manufacture this low-retentive iron head and that one can. use: materials allowing better saturation and having. superior mechanical qualities.
The superaudible frequency flux of recording tends to. keep the remanent magnetization in the wire, so that over time or by abrupt handling, the recording does not undergo. no deterioration. Experience has also shown that the present method increases the dynamic range of wire recording beyond the possible deformation range of previous methods.