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Abnahmekopf für magnetische Aufzeichnungen Die Erfindung bezieht sich
auf einen Abtastkopf (reiner Abnahmekopf oder kombinierter Auszeichnungs-Abnahmekopf)
zur ausschließlichen Wiedergabe von Magnetogrammen, insbesondere von auf einem bandförmigen
Träger befindlichen magnetischen Aufzeichnungen, wie sie beispielsweise als Tonbänder
verwendet werden, unter Verwendung von einem oder mehreren Hallspannungserzeugern.
Eine andere Art von Magnetogrammträgern stellen Scheiben, Folien Manschetten usw.
dar, bei denen sich auf einem Träger aus nicht magnetisierbarem Material eine Magnetpulverschicht
befindet oder in diesen eingebettet ist. Darüber hinaus eignet sich die Erfindung
auch für Magnetogramme in Gestalt von Drähten u. dgl., bei denen kein getrennter
Träger für die magnetisierbaren Teilchen vorhanden ist.
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Der Abtastknopf nach der Erfindung eignet sich zur Wiedergabe von
magnetisch aufgezeichneten Signalen im Tonfrequenzgebiet. Weiterhin ist es aber
auch möglich, mit dem Abtastkopf Meßwerte oder andere Signale, die bestimmte Steuerbefehle
od. dgl. auszulösen haben, abzunehmen. So stellt die Steuerung von Arbeitsmaschinen,
insbesondere Werkzeugmaschinen, ein wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung dar.
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Es ist an sich bereits bekanntgeworden, zur Abtastung von Magnetogrammen
sich Abtastköpfen zu bedienen, die mit Hallspannungserzeugern versehen sind. Die
Verwendung von Hallspannungserzeugern bringt u. a. auch den Vorteil mit sich, daß
die Spannungserzeugung unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetogrammes
relativ zumAbtastkopf ist, so daß gegebenenfalls auch bei diskontinuierlich, z.
B. schrittweise bewegten Bändern auch im Stillstand Signale übermittelt werden können.
Weitere Vorteile sind in der hohen Empfindlichkeit begründet, insbesondere dann,
wenn das Hallplättchen in dem dem Magnetogramm zugewandten Luftspalt, vornehmlich
unmittelbar dem Magnetogramm benachbart, untergebracht ist. Durch dünne Ausbildung
des Hauplättchens, gegebenenfalls in Gestalt einer durch Aufdampfen oder mittels
anderer Verfahren aufgebrachten dünnen Schicht lassen sich außerordentlich geringe
Luftspaltbreiten erzielen. Auf diese Weise läßt sich die obere Grenzfrequenz der
aufzuzeichnenden Wechselstromsignale wesentlich erhöhen, so daß dementsprechend
umgekehrt auch wieder mit geringen Bewegungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden
kann.
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Bei der Erfindung geht es darum, unter Ausnutzung eines oder mehrerer
Hallspannungserzeuger im Magnettonkopf eine Wiedergabe magnetischer Aufzeichnungen
mit größtmöglicher Dynamik zu erreichen. Dies bedeutet größtmöglichen Abstand des
Störpegels vom Nutzpegel bei größter Bandbreite. Um dies zu erreichen, besteht bei
einer Anordnung der beschriebenen Art die Erfindung darin, daß der Abtastkopf unter
Ausnutzung des an- sich bekannten Prinzips des Hallmodulators in der Weise ausgebildet
ist, daß die Signale als Modulationsprodukte auftreten.
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Als Steuerstrom kann zusätzlich zu einem Gleichstrom oder für sich
allein ein Wechselstrom oder ein intermittierender Gleichstrom angewendet werden.
Es ist durchaus möglich, den Steuerstrom durch Impulse, insbesondere periodische
Impulse, zu bilden. Es sind an sich bereits Hallmodulatoren bekanntgeworden, bei
denen multiplikative Mischungen zweier elektrischer Signale verursacht werden. Das
eine elektrische Signal, beispielsweise ein Wechselstrom, erzeugt dabei ein wechselndes
magnetisches Feld, welchem der Hallspannungserzeuger ausgesetzt wird. Das zweite
elektrische Signal, ebenfalls ein Wechselstrom, bildet den Steuerstrom, so daß die
Hauspannung das Produkt dieser beiden Signale darstellt. Derartige Hallmodulatoren
sind aber nur als ruhende Einrichtungen bekannt. Demgegenüber nützt erst die Erfindung
dieses bekannte Prinzip für einen Abtastkopf aus.
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Weiterhin sind Magnetköpfe bekannt, bei denen durch eine Hilfswechselspannung
eine Modulation des Abtastsignals hervorgerufen wird. Diese bekannten Abtastköpfe
arbeiten aber als induktive Abnahmeköpfe, bei denen es darum geht, langsam sich
ändernde magnetische Flüsse zu erfassen. Das dabei angewendete Prinzip ähnelt dem
bei Gleichstromverstärkern
vielfach angewendeten Prinzip, bei denen
man Gleichspannungs- oder Gleichstromsignale einer Wechselspannung oder einem Wechselstrom
aufdrückt, um auf diese Weise den Verstärker als Wechselspannungs-oder Wechselstromverstärker
aufbauen zu können. Diese bei den bekannten induktiven Abtastköpfen erforderliche
Maßnahme einer Wechselstrommodulation ist aber bei einemAbtastkopf mitHallspannungserzeuger
gemäß der Erfindung überhaupt nicht erforderlich, da, wie eingangs geschildert,
Abtastköpfe mit Hallspannungserzeugern bereits von sich aus als magnetostatische
Abtasteinrichtungen in der Lage sind, Signale von einem sich langsam bewegenden
oder ruhenden Magnetogrammträger aufzunehmen. Darüber hinaus bedeutet die Ausnutzung
des Prinzips der Haumodulation bei der Erfindung eine auf das Magnetogramm völlig
rückwirkungsfreie Abtastung, was bei den modulierten magnetischen Abtasteinrichtungen
nicht oder nur unter Einbuße an Empfindlichkeit möglich ist.
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Zweckmäßig wird man die Modulationsfrequenz mindestens um eine Größenordnung
höher wählen als die höchste Abtastfrequenz. Bei der Abtastung von Tonfrequenzen
ist es zweckmäßig, als Modulationsfrequenz eine solche Frequenz zu wählen, die einen
Wert von etwa 100 kHz aufweist.
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Bei der Erfindung wird der Hallgenerator nicht nur in seiner Eigenschaft
als Abnahmeorgan ausgenutzt, sondern dient gleichzeitig auch noch als Frequenzumsetzer.
Bei üblichen Abtastköpfen, wie sie bisher zur Abnahme -magnetischer Aufzeichnungen
verwendet wurden, war, abgesehen von der Spaltfunktion des Abnahmekopfes, Frequenzgang
und Dynamik der Übertragungsanlage vom Eingangsübertrager einerseits und dem Rauschpegel
des Verstärkers andererseits abhängig. Erfindungsgemäß wird nun mit dem Hallsondenhörkopf
die Modulation des auf den Tonträger aufgenommenen Signals vorgenommen, welches
als im Frequenzgang transponierte Größe bequem übersetzt werden kann. Auf diese
Weise kann als Ausgangsübertrager, d. h. als Zwischenübertrager zwischen Haukopf
und Verstärkereingang, ein Ferritübertrager verwendet werden. Die Rauschspannung
sinkt wegen der geringen Bandbreite des zu übertragenden Bereiches. Dadurch ist
auch eine übertragung sehr niedriger Frequenzen möglich. Somit ermöglicht die Hausonde
auch eine besonders klirrarme Modulation auf einfache Weise ohne zusätzliche Mittel.
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Dem Abtastkopf kann ein Hochfrequenzverstärker, ; insbesondere in
Gestalt eines Resonanzverstärkers, z. B. eines Bandfilterverstärkers, nachgeschaltet
werden. Dieser enthält zweckmäßig im Anschluß an eine Leistungsstufe einen Demodulator,
der unmittelbar das Signal abzunehmen gestattet. ; Bei der in der beschriebenen
Weise stattfindenden Modulation kann es vorkommen, daß eine Frequenzverdoppelung
des aufgezeichneten Wechselstromsignals stattfindet. Es kann nun von Fall zu Fall
eine solche Frequenzverdoppelung unerwünscht sein, oder sie kann gerade als besonders
vorteilhaft und wünschenswert erachtet werden, oder es besteht noch die Möglichkeit,
daß dieser Umstand als belanglos angesehen wird. Je nachdem, welchen Zwecken eine
Anlage dient, in welche ein Abtastkopf nach der Erfindung eingebaut ist, kann man
sich verschiedener Mittel bedienen, um diesen Effekt besonders hervorzuheben oder
ihn zu unterdrücken oder zumindest zu verringern. Hierzu können beispielsweise Gleichstromvormagnetisierungen
verwendet werden, oder dem Hallgenerator wird eine entsprechende ohmsche Nullspannung
eingeprägt. Es ist auch möglich, eine Spannung doppelter Trägerfrequenz zusätzlich
in den Hallkreis einzublenden. Auch weitere Gegentaktmodulationsschaltungen elektrischer
Art können unter Umständen hierzu geeignet sein.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die
Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen
in stark vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung.
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Mit 1 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Magnetogrammträger
in Form eines Tonbandes bezeichnet, welches über die beiden Rollen 2 und 3 geführt
ist. Der Tonabnehmer in Gestalt eines Abtastkopfes mit Halsplättchen ist zur besseren
Veranschaulichung seiner wesentlichen Bestandteile auseinandergezogen dargestellt.
Das Hallplättchen 4 befindet sich im Luftspalt zwischen den beiden Ferritplatten
5 und 6 und ist zweckmäßig dem Magnetband möglichst dicht benachbart. Die beiden
linienförmigen Elektroden für den Hilfssteuerstrom sind mit 7 und 8, die punktförmigen
Hallelektroden sind mit 9 und 10 bezeichnet.
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Zur Herleitung des Steuerstromes dient nicht oder nicht nur, wie dies
bisher allgemein üblich war, eine Gleichspannungsquelle 11, sondern statt deren
oder darüber hinaus ist erfindungsgemäß zur Erzielung der Modulationswirkung ein
Hochfrequenzgenerator 12 vorgesehen, - der beispielsweise eine Frequenz von 100
kHz liefert.
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Die Hallspannung wird entweder unmittelbar oder über den Übertrager
13 einem Resonanzverstärker 14 zugeführt, der auf die Frequenz des Hochfrequenzgenerators
12 abgestimmt ist. In einfacher Weise kann hierzu ein Bandfilterverstärker vorgesehen
sein, der gegebenenfalls auch mit dem Generator 12 zu einer einzigen Baueinheit
vereinigt ist. Der Übertrager 13 ist als Ferritübertrager ausgebildet und so bemessen,
daß er dieTrägerfrequenz mit gewissemSeitenbandabstand zu übertragen vermag. Am
Ausgang des Verstärkers 14 befindet sich ein Demodulator, der bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel durch einen Gleichrichter 15 versinnbildlicht ist. Zur Wiedergabe
oder sonstigen Ausnutzung ist ein Lautsprecher 16 oder eine ähnliche Anordnung veranschaulicht.
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Zur Übertragung von Tonfrequenzen kann der Verstärker 14 mit einer
Leistungsendstufe versehen sein, von der aus hochfrequenzmäßig die Ausgangsspannung
heruntertransformiert und erst in niederohmiger Ausgangsgröße durch den Demodulator
15 abgetrennt wird. Irgendwelche Mittel zur Klangkorrektur bei tonfrequenten Übertragungen
können an dieser Stelle der Schaltung eingefügt werden. Die Erfindung ermöglicht
auf diese Weise eine außerordentlich klirrarme Übertragung, die hinsichtlich des
Frequenzganges der zu übertragenden Tonfrequenzen beliebig linear gestaltet werden
kann.