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Wiedergabekopf für magnetische Aufzeichnungen Die Erfindung bezieht
sich auf einen Wiedergabekopf für magnetische Aufzeichnungen aus Magnetogrammträgern,
insbesondere Tonbändern mit einem Hallspannungserzeuger, der zwischen plattenförmigen
Polschuhen angeordnet ist, und im wesentlichen senkrecht zum Magnetogrammträger
mit einer Kante unmittelbar auf diesem aufliegt. Die Erfindung macht davon Gebrauch,
bei einem Tonkopf an Stelle einer Wicklung, in welcher Spannungen durch Induktion
hervorgerufen werden, einen Haugenerator vorzusehen, so daß entsprechend der abzutastenden
magnetischen Aufzeichnungen Hallspannungen erzeugt werden.
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Unter Ausnutzung dieses Prinzips besteht zur Erreichung einer unmittelbaren
magnetischen Auflage des Kopfes auf dem Band die Erfindung darin, daß die Zuführung
zur äußeren Hallelektrode durch eine in einen Polschuh eingelassene Silberader od.
dgl. gebildet ist. Vorteilhaft ist es auch, die Zuführung zur weiteren Hallelektrode
als elektrolytisch aufgebrachte Silberader auszubilden, die in einer kleinen Vertiefung
über die Stirnfläche läuft. Durch die kleine Vertiefung (Kerbe von wenigen Mikron)
wird die elektrolytische Zuführung zur unteren Hallelektrode vor Abrieb geschützt.
Es ist aber auch möglich, die Elektrodenzuführung als dünne Streifen aus leitendem
Material, z. B. aus Silber, entlangzuführen, wobei man durch Aufdampfen oder ähnliche
Herstellungsmethoden einen außerordentlich dünnen leitenden Belag schaffen kann.
Gegebenenfalls kann man auch kolloidale Lösungen von Silber oder einem anderen leitenden
Material oder Aufschlämmungen desselben in fein verteilter Form in einem durch Wärme
sich leicht verflüchtigenden Lösungsmittel verwenden, um einen streifenförmigen
leitenden Belag geringer Dicke zu schaffen. Die Isolation zwischen Halbleiterschicht
und Zuführung kann dabei durch eine zuvor auf die Halbleiteroberfläche aufgedampfte
Siliziumoxydschicht hergestellt werden.
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Da der Abnahmekopf auf die magnetische Induktion selbst und nicht
auf die zeitliche Änderung der magnetischen Induktion anspricht, besteht die Möglichkeit
einer statischen Abfrage von Tonaufzeichnungen oder anderen magnetischen Speichern.
Damit ergeben sich besondere Vorteile bei der Anwendung für automatische Steuerungen,
z. B. Programmsteuerungen von Arbeitsmaschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen.
Somit kommt die Erfindung nicht nur für Magnettongeräte in Betracht, bei denen akustische
Aufzeichnungen mit hochwertigem Frequenzgang wiederzugeben sind, sondern bietet
auch für Meß- und Steuerzwecke auf vielen Gebieten der Technik Vorteile, vor allem
dort, wo mit sehr langsamen Änderungen der magnetischen Induktion zu rechnen ist.
Solche Verhältnisse liegen vor, wo es sich um die Aufzeichnung von Meßwerten handelt,
bei denen nicht oder nur zum Teil die zeitliche Änderung der magnetischen Induktion
zu erfassen ist, sondern es vor allem auf den Wert der magnetischen Induktion selbst
ankommt.
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Bei der Steuerung von Werkzeugmaschinen oder anderen Arbeitsmaschinen,
bei denen bestimmte Befehle in Form magnetischer Signale im Magnetogramm enthalten
sind, kann unter Umständen eine Bewegung des Magnetogrammträgers relativ zum Abnahmekopf
mit unterschiedlicher Geschwindigkeit erfolgen, wobei mitunter auch im Stillstand
eine Befehlsübermittlung stattfinden kann. Weitere Anwendungen liegen z. B. auch
auf dem Gebiet der Telegraphietechnik. Von besonderem Vorteil dürfte für die statische
Abfragung die Modulationsmöglichkeit über den Steuerstrompfad sein.
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Da der Abnahmekopf mit Haugenerator auf die magnetische Induktion
selbst anspricht, gestattet er bei der Abtastung von Tonaufzeichnungen eine vorteilhafte
Abnahme der tiefen Frequenzen bei Tonbändern od. dgl. Während bei Tonabnahmeköpfen
mit induktiver Abnahme eine frequenzgetreue Ausgangsspannung am Tonkopf über den
Hörbereich hinweg auf Schwierigkeiten stößt und der fehlerhafte Frequenzgang durch
besondere Entzerrungsmaßnahmen nachgeschalteter Verstärker wieder korrigiert werden
muß, ergibt ein Tonkopf mit Hallgenerator gerade dann, wenn erfindungsgemäß der
Hallspannungserzeuger unmittelbar in dem dem Magnetogramm zugewandten wirksamen
Luftspalt des Kopfes angeordnet ist, einen besonders guten Frequenzgang.
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Bei gegebener Bandgeschwindigkeit eines Tonbandgerätes ist die obere
Grenzfrequenz durch die Spaltbreite des Tonkopfes bestimmt. Je kleiner man die Spaltbreite
macht, um so höher liegt die Grenzfrequenz.
Bei induktiven Tonköpfen
nimmt aber der Wirkungsgrad mit abnehmender Spaltbreite stark ab, so daß man die
Spaltbreite nicht beliebig herabsetzen kann. Beim Übergang auf Tonköpfe mit Hallspannungserzeugern
war dies anfangs ebenfalls der Fall, denn man hat bei den bekannten Abnahmeköpfen
den Hallgenerator im oberen Teil eines im wesentlichen C-förmigen Eisen- oder Ferritkernes
angeordnet. Demgegenüber wird durch Anordnung des Hallgenerators im unteren Luftspalt,
also dem dem Magnetogramm zugewandten wirksamen Luftspalt des Kopfes, eine wesentlich
bessere Wirkung erzielt.
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Hier liegen die Verhältnisse nämlich gerade umgekehrt. Je kleiner
der Luftspalt beim Tonkopf nach der Erfindung ist, um so besser wird der Fluß vom
Band abgezogen und auf den Haugenerator gelenkt.
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Dadurch ist es möglich, zu außerordentlich geringen Luftspaltbreiten
zu gelangen, so daß die obere Grenzfrequenz sehr hoch liegt, andererseits aber auch
die beiden Frequenzen gut abgenommen werden können und dabei stets ein hoher Wirkungsgrad
vorhanden ist. Dies bedeutet bei Tonabnahmegeräten eine wesentliche Verringerung
der Bandgeschwindib keit gegenüber den bei induktiven Tonköpfen gebräuchlichen bisherigen
Bandgeschwindigkeiten.
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Durch Verwendung aufgedampfter Halbleiterschichten bzw. durch Vorschliff
einer halbleitenden Kristallschicht mit nachfolgender elektrolytischer Abtragung
können effektive Luftspaltbreiten von etwa 1 [, hergestellt werden. Mit Hilfe eines
solchen Tonkopfes kann entweder die Grenzfrequenz heraufgesetzt oder unter Beibehaltung
der Grenzfrequenz die Bandgeschwindigkeit herabgesetzt werden. Der erste Betriebsfall
hat besondere Bedeutung, wenn man Fernsehprogramme oder andere Vorgänge mit hoher
Grenzfrequenz magnetisch aufspeichern will. Viele derartige Aufgaben sind bisher
daran gescheitert, daß man mit induktiven Tonköpfen zur Bewältigung der hohen Frequenzen
zu nicht mehr tragbar hohen Bandgeschwindigkeiten hätte übergehen müssen.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden, Die
Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen
in vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung.
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In F i g. 1 ist ein Wiedergabekopf nach der Erfindung im Schnitt dargestellt,
wobei die eine der beiden Ferritgruudplatten sichtbar ist. Demgegenüber zeigt F
i g. 2 einen senkrecht hierzu liegenden Schnitt, der die beiden Ferritplatten 71
und 2 mit dem dazwischen befindlichen Hallspannungserzeuger 3 erkennen läßt.
Mit 4 und 5 sind unmagnetische Distanzstreifen bezeichnet. Die Steuerstromzuführungen
6 und 7 verlaufen im Zwischenraum zwischen den beiden Ferritplatten. Mit
8 ist ein Tonband bezeichnet, welches über die beiden Rollen 9 und
10 in der Weise geführt ist, daß die beiden Ferritplatten senkrecht auf dem
Tonband aufsitzen.
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Von den Zuführungen zu den Hallspannungselektroden kann die eine derselben,
welche mit 11 bezeichnet ist, unmittelbar an den oberen Teil des Hallspannungserzeugers
herangebracht werden. Die Zuführung zur unteren Elektrode erfordert aber besondere
Maßnahmen, um trotzdem eine unmittelbare magnetisch aktive Auflage des Kopfes auf
dem Band zu gewährleisten. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
wird die Zuführung zur unteren Hallelektrode als eine in die Ferritdeckplatte 12
eingelassene Weicheisenader 13 ausgebildet.
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Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um eine Möglichkeit, eine Zuführung zur unteren Hallelektrode so anzuordnen, daß
eine unmittelbare magnetische Auflage des Kopfes auf dem Band gewährleistet ist.
Die Halbleiterschicht ist wiederum mit 3 bezeichnet, wobei auf der einen Seitenfläche
derselben eine Ferritgrundplatte 15 und auf der gegenüberliegenden Fläche eine Ferritdeckplatte
16 vorgesehen ist. An Stelle von Ferritplatten können naturgemäß auch Platten aus
anderen geeigneten Werkstoffen hoher Permeabilität verwendet werden. Die Darstellungsweise
zeigt in perspektivischer Ansicht die Unterseite, also die dem Magnetogramm zugewandte
Seite des Kopfes.
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Mit 17 ist eine elektrolytisch gebildete Verbindung vom Halbleiter
3 zum Hallzuführungsdraht 18 veranschaulicht. Diese beispielsweise durch eine Silberader
gebildete elektrolytische Verbindung liegt in einer geeigneten Kerbe oder sonstigen
Vertiefung in der Ferritgrundplatte 15. Die Steuerstromelektroden des Halbleiterplättchens
sind im übrigen mit 19 und 20 bezeichnet.
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Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ist eine andere
Art der Zuführung zur unteren Hallelektrode veranschaulicht. Bei dieser Darstellung,
bei der in Übereinstimmung mit Fig. 1 und 2 für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen
angewendet sind, ist als Elektrodenzuführung ein dünner Kupfer- oder Silberstreifen
14 vorgesehen, der in der eingangs geschilderten Weise aus einem gut leitenden Werkstoff
besteht, der durch Aufdampfen, Kathodenzerstäubung usw. aufgebracht ist. Dabei wird
die Isolation zwischen Halbleiterschicht und Zuführung durch eine zuvor auf die
Halbleiteroberfläche aufgedampfte Siliziumoxydschicht hergestellt. Eine solche Anordnung
eignet sich hervorragend als Tonabnehmer für akustische Aufzeichnungen. Da der Ausgang
des Tonkopfes rein ohmisch ist und Leistung abzugeben vermag, kann man hiermit Transistoren
aussteuern, so daß man in der Lage ist, ein Magnettongerät mit Transistorverstärker
unmittelbar zu betreiben.