DE1202832B - Vorrichtung zum Aufzeichnen von Signalen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al-37/20

Nummer: 1202 832

Aktenzeichen: N19842IX c/21 al

Anmeldetag: 5. April 1961

Auslegetag: 14. Oktober 1965

Die Erfindung bezieht sich'auf eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Signalen mit einem mehr oder weniger breiten Frequenzband in einer auf einem bewegten Band oder anderen Träger angeordneten magnetischen Schicht mit Hilfe eines Schreibkopfes mit einer derartigen Konfiguration, bzw. mit einer derartigen Feldverteilung innerhalb seines Spaltes, daß für jede der verschiedenen Frequenzkomponenten des Signals eine Zone mit optimalen Aufzeichnungsbedingungen vorhanden ist.

Bei einem bekannten Wiedergabemagnetkopf ist der Spalt in der Breitenrichtung des Bandes keilförmig oder treppenförmig ausgeführt, so daß die verschiedenen Teile des Spaltes der Maximalbedingung für die Wiedergabe von unterschiedenen Frequenzen entsprechen.

Bei der eingangs umschriebenen Vorrichtung zum Aufzeichnen von Signalen wird gemäß der Erfindung ein an sich bekanntes Hochfrequenzhilfsfeld mit einer derartigen Verteilung über den Spalt bzw. die Spalte des Aufzeichenkopfes verwendet, daß innerhalb der magnetischen Schicht in jeder willkürlichen Ebene parallel zur Oberfläche jener Schicht die Stärke des Hilfsfeldes sich über die Breite der aufzuzeichnenden Spur, wenigstens über einen Teil dieser Breite, kontinuierlich in der Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers ändert.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß jede Frequenz mit dem zugehörigen optimalen Hilfsfeld aufgezeichnet wird.

Diese Änderung der Stärke des Hilfsfeldes kann im weiteren Ausbau der Erfindung dadurch bewerkstelligt werden, daß im Spalt des Schreibkopfes ein örtliches Zusatzfeld erzeugt wird, dessen Frequenz gleich derjenigen des Hilfsfeldes ist, vorzugsweise dadurch, daß entweder in diesem Spalt ein leitendes Abstandsstück angeordnet ist, dessen Höhe und/oder Stärke sich in der Richtung der Spaltbreite ändert, oder daß um einen Teil des magnetischen Kreises des Kopfes eine Hilfswicklung angeordnet ist, die entweder auf die Frequenz des Hilfsgenerators abgestimmt ist oder durch einen Hilfsgenerator mit dieser Frequenz gespeist wird, und zwar mit einer derartigen Phase, daß das Hilfsfeld durch die Hilfswicklung örtlich geschwächt wird.

Da innerhalb des Bereiches, in dem die Stärke des Hilfsfeldes in der Nähe der Koerzitivfeldstärke liegt, eine Phasenänderung des Signalfeldes auftritt, die besonders für die hohen Frequenzen eine beachtliche Abschwächung bedeuten kann, wird bei Anwendung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzhilfsfeldes zweckmäßig auch von Maßnahmen Gebrauch geVorrichtung zum Aufzeichnen von Signalen

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt,

München 5, Erhardtstr. 11

Als Erfinder benannt:
Simon Duinker, Emmasingel;
Gerrit Jan Siezen, Baarn;
George Ludwig Walther,
Emmasingel (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 9. April 1960 (250376)

macht, durch welche eine solche Abschwächung vermieden oder wenigstens auf einen unschädlichen Wert reduziert wird.

Bei einer der also in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zu diesem Zweck vorgesehenen Maßnahmen wird eine an sich bekannte Ausführung eines Schreibkopfes verwendet, der mit zwei in der Bewegungsrichtung des Trägers hintereinanderliegenden Spalten versehen ist, von denen der erste im wesentlichen das Hilfsfeld und der letzte im wesentlichen das Signalfeld führt, wobei das Hilfsfeld derart über diese beiden Spalte verteilt ist, daß an der Stelle des letzten Spaltes das Hilfsfeld einen starken Gradienten aufweist.

Die erwähnte Änderung der Stärke des Hilfsfeldes kann nach der Erfindung in diesem Fall entweder dadurch erhalten werden, daß der Hilfsfeldspalt ein wenig schräg gegenüber dem Signalspalt angeordnet ist, oder dadurch, daß die Länge und/oder die Höhe des Hilfsfeldspaltes in der Breitenrichtung der Spur geändert wird.

Wünscht man die mit einem zweifachen Spalt im Schreibkopf verknüpfte Komplikation zu vermeiden und dennoch im Hilfsfeld in der unmittelbaren Um-

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gebung des Ablaufendes des Spaltes einen starken spielt die Magnetisierung der tieferliegenden Schich-Gradienten auftreten zu lassen, so kann dies auf an ten für die Wiedergabe keine Rolle infolge der innesich bekannte Weise dadurch erzielt werden, daß der ren entmagnetisierenden Felder und der Abstands-Schreibkopf mit einem jenseits des Trägers dem Spalt wirkung, so daß es mit Rücksicht auf diese kurzen gegenüberliegenden Hilfspol versehen ist, dessen Ab- 5 Wellen erwünscht ist, dem Hilfsfeld in einer Schicht stand von diesem Spalt sich jedoch nach der Erfin- nahe der Oberfläche, die dem Kopf zugewendet ist, dung in der Breitenrichtung der Spur ändert und die günstigste Stärke zu geben. Eine Betrachtung der durch eine derartige Verteilung des Hilfsfeldes über Verzerrung führt zu entsprechenden Anforderungen diesen Pol und den Spalt, daß das Hilfsfeld in der für das Hilfsfeld: Bei niedrigen Frequenzen tritt in Nähe des Ablaufendes dieses Spaltes einen starken io der Kurve, die die Verzerrung infolge der dritten Gradienten aufweist. Harmonischen als Funktion der Stärke des Hilfs-Bei einer anderen, dem gleichen Zweck dienenden stromes darstellt, ein deutliches Minimum auf, wenn und an sich bekannten Ausführungsform ist gegen- die Stärke des Hilfsfeldes in der Mitte in der Schicht über dem Schreibkopf jenseits des Trägers ein vor- den obenerwähnten günstigsten Wert aufweist; hierzugsweise bewegbarer Hilfskopf mit Spalt angeord- 15 bei wird wahrscheinlich ein teilweiser Ausgleich von net, wobei das Hilfsfeld im wesentlichen derart über dritten Harmonischen in Oberflächenschichten durch die beiden Köpfe verteilt ist, daß es in der Nähe des dritte Harmonische von entgegengesetztem Vorzei-Ablaufendes des Signalspaltes einen starken Gradien- chen in tiefer liegenden Schichten erzeugt. Bei kürten aufweist. Bei dieser Ausführung kann bei der zeren Wellenlängen wird dieser Ausgleich durch den neuen Vorrichtung eine sich über die Breite der 20 abnehmenden Einfluß tiefer liegender Schichten ge-Tonspur ändernde Stärke des Nebenfeldes entweder stört. Es war bis jetzt denn auch unvermeidlich, mit dadurch erhalten werden, daß die Spaltebene des Rücksicht auf die niedrigen Frequenzen das Hilfs-Hilfskopfes nicht senkrecht zur Bewegungslichtung feld derart einzustellen, daß die hohen Frequenzen des Trägers steht oder dadurch, daß die dem Träger in nicht unbeträchtlichem Maß geschwächt werden, zugewendete Seite des Hilfskopfes nicht parallel zur 25 Die obenerwähnte besondere Verteilung des HilfsOberfläche des Trägers ist. feldes über den Spalt des Schreibkopfes beseitigt Die Erfindung wird an Hand der einige Ausfüh- diesen Nachteil. Bei dieser Verteilung kann für jede rungsbeispiele wiedergebenden Zeichnung näher er- Frequenz aus dem aufzuzeichnenden Frequenzband läutert. Es zeigen im Querschnitt der magnetischen Schicht eine Zone Fig. 1 und 2 schaubildlich den Spalt eines Auf- 30 angegeben werden, wo die Hilfsfeldbedingungen zeichenkopfes mit jeweils einer erfindungsgemäßen optimal sind und die betreffende Frequenz mit maxi-Maßnahme zur örtlichen Änderung des Hilfsfeldes maler Amplitude aufgezeichnet wird. Die durch dritte innerhalb des Spaltes, Harmonische bedingte Verzerrung ist im ganzen F i g. 3 und 4 schaubildlich einen Schreibkopf mit Frequenzbereich niedrig, da der genannte Ausgleich zwei Spalten, wobei das Hilfsfeld sich innerhalb eines 35 der dritten Harmonischen hier nicht von den Feldern Spaltes unterschiedlich auf zwei verschiedene Weisen der Oberflächen- und tiefer liegenden Schichten abin der Breitenrichtung des Kopfes ändert, hängig ist, sondern unabhängig von der Wellenlänge Fig. 5 schematisch einen Wiedergabekopf, mit durch den Einfluß verschiedener Teile der Spurbreite dem ein mit diesem zusammenarbeitender Hilfspol zustandekommt.

fest verbunden ist, 40 Zur Durchführung einer solchen Verteilung kann

F i g. 6 einen Schreibkopf und einen mit diesem ein Schreibkopf mit einem einzigen Spalt verwendet

Kopf zusammenarbeitenden, jenseits des magnetischen werden, in dem örtlich ein Zusatzfeld von gleicher

Trägers angeordneten Hilfskopf. Frequenz wie das Hochfrequenzvormagnetisierungs-

Bei Anwendung der bei magnetischer Aufzeich- feld und von geeigneter Phase erzeugt wird. Dieses

nung üblicherweise benutzten Hochfrequenzvorma- 45 Zusatzfeld kann z. B. die Folge von Wirbel-

gnetisierung ist es möglich, diesem Vormagnetisie- strömen in jedem Material sein, mit dem der Spalt

rungs-Hilfsfeld eine derartige Verteilung zu geben, ganz oder teilweise gefüllt ist. Um die gewünschte

daß bei der Aufzeichnung innerhalb der magne- Änderung in der Breitenrichtung zu erreichen, kann

tischen Schicht in jeder willkürlichen Ebene parallel z. B. ein leitendes Abstandsstück verwendet wer-

zur Oberfläche dieser Schicht die Stärke des Hilfs- 50 den, das sich in Stärke und Höhe über die Breite

feldes sich über die Breite der aufzuzeichnenden des Kopfes ändert. Ein solches Abstandsstück ist in

Spur, wenigstens über einen Teil dieser Breite, konti- F i g. 1 mit 1 bezeichnet.

nuierlich in der Richtung senkrecht zur Bewegungs- Eine weitere Möglichkeit ist in F i g. 2 dargestellt,

richtung des Trägers ändert. Der diesem Verfahren In diesem Fall ist eine Hilfswicklung 2 angeordnet,

zugrunde liegende Gedanke ist kurz der folgende: 55 die in der Nähe des Spaltes 3 einen Teil des Quer-

Beim Aufzeichnen sinusförmiger Signale auf einen Schnitts des magnetischen Kerns des Schreibkopfes 4

bewegten magnetischen Träger ist die optimale Stärke umschließt und deren Enden entweder mit einer

des Hochfrequenzvormagnetisierungsstromes hin- nicht gezeigten, geeignet gewählten Impedanz, wobei

sichtlich der Intensität und der Verzerrung der auf- nur das Hochfrequenzvormagnetisierungsfeld Induk-

gezeichneten Signale von der aufzuzeichnenden 60 tionsströme in der Hilfswicklung verursacht, während

Wellenlänge abhängig, und zwar derart, daß die opti- das Signalfeld unbehindert hindurchgeht, oder mit

male Stärke bei zunehmenden Wellenlängen zunimmt. einem ebenfalls nicht gezeigten Hochfrequenzhilfs-

Bei Wellenlängen, die groß sind gegenüber der Stärke feld geeigneter Phase verbunden sind. Letzteres Ver-

der magnetischen Schicht, wird die gesamte Stärke fahren hat den Vorteil, daß der Verlauf des Hilfs-

dieser Schicht verwendet, und man erreicht die maxi- 65 feldes in der Breitenrichtung des Kopfes einstellbar

male Wiedergabespannung, wenn die Stärke des ist und z. B. der Geschwindigkeit des Mediums oder

Hochfrequenzfeldes etwa in der Mitte der Schicht der Art der magnetischen Schicht angepaßt werden

den günstigsten Wert hat. Bei kleineren Wellenlängen kann.

Bei der obenerwähnten Durchführung der Erfindung wird die Aufzeichnung hoher Frequenzen vielleicht noch durch die Phasenänderung des Signals während des Aufzeichenvorganges beschränkt. Dieser Vorgang findet in einem Bereich statt, in dem die Stärke des Hilfsfeldes sich in einem kritischen Gebiet in der Nähe der Koerzitivfeldstärke befindet. Je ausgedehnter dieser Bereich und je höher die Frequenz des Signals ist, desto mehr ändert sich die Phase des Signals während der Aufzeichnung, was einen Intensitätsverlust zur Folge hat. Es ist also von Bedeutung, daß der Gradient der Stärke des Hilfsfeldes unmittelbar nach dem Passieren des Spaltes möglichst groß ist.

Ein weiterer Umstand, auf den bei der Aufzeichnung geachtet werden muß, ist der Umstand, daß die Stärke, mit der das aufgezeichnete Signal wiedergegeben werden kann, besonders durch Längsmagnetisierung und viel weniger durch die senkrechte Magnetisierung in der magnetischen Schicht des Trägers bestimmt wird, welche letztere im wesentlichen unmittelbar in der Nähe der Oberfläche dieser Schicht durch das Signal zustandekommt.

Sowohl mit Rücksicht auf den obenerwähnten gewünschten hohen Gradienten des Hilfsfeldes, wie 2s auch im Zusammenhang mit der erwähnten und erwünschten longitudinalen Magnetisierung können die zusammenarbeitenden Felder zweier hintereinanderliegender Spalte verwendet werden, gerechnet in der Bewegungsrichtung des Mediums. Ein in diesem Fall zu verwendender Schreibkopf ist schematisch in Fig. 3 und 4 dargestellt. Der in der Bewegungsrichtung des Trägers erste Spalt 5 erzeugt im wesentlichen das Hilfsfeld. Die Aufzeichnung kommt an der Stelle des Signalspaltes 6 zustande, wo das Signalfeld longitudinal gerichtet ist, während durch richtige Verteilung des Hilfsfeldes über die beiden Spalte ein stärkerer Gradient des Hilfsfeldes für den Signalspalt erreicht werden kann. Die gewünschte Änderung des Hochfrequenzhilfsfeldes über die Breite der Spur kann z.B. dadurch erreicht werden, daß entweder der Hilfsfeldspalt 5 auf die in Fig. 3 gezeigte Weise nicht parallel zum Signalspalt 6 angeordnet wird, oder dadurch, daß gemäß Fig. 4 der Hilfsfeldspalt7 über die Breitenrichtung des Kopfes in Länge und Höhe variiert wird, oder daurch, daß eine der obigen Möglichkeiten verwendet wird (leitendes Abstandsstück, Hilfswicklung).

Eine weitere in Fig. 5 schematisch dargestellte Möglichkeit ist die Anordnung eines Hilfspoles 8 auf der Hinterseite des magnetischen Trägers gegenüber einem Schreibkopf mit einem einzigen Spalt. Indem man das Hilfsfeld auf geeignete Weise über den HilfsspaltlO und den Signalspalt 11 verteilt, kann ein starker Feldgradient für den Signalspalt 11 erhalten werden. Die Stärke jenes Feldes kann man dadurch über die Breite der Spur variieren, daß der Abstand zwischen Kopf und Hilfsspalt sich in der Breitenrichtung des Kopfes ändert, wie in Fig. 5 dargestellt.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 5 ist es ziemlich schwierig, den Träger in dem engen Durchgang zwischen dem Kopf 9 und dem festen Hilfspol 8 anzuordnen. Einfacher in dieser Hinsicht ist die Vorrichtung nach Fig. 6, bei der zwei Köpfe 12 und 13 auf beiden Seiten des magnetischen Trägers 14 angeordnet sind, wobei der Kopf 12 im wesentlichen das Signalfeld und der Kopf 13 mit Spalt 15 im wesentlichen das Hilfsfeld erzeugt. Ein starker Hilfsfeldgradient für den Signalspalt 16 ist auch in diesem Falle dadurch zu erzielen, daß das Hilfsfeld auf geeignete Weise über die beiden Spalte verteilt wird. Der Hilfsfeldkopf 13 kann bewegbar angeordnet werden, so daß die Anordnung des magnetischen Trägers zwischen den beiden Köpfen keine Schwierigkeiten zu bereiten braucht. Die gewünschte Änderung des Hilfsfeldes über die Breite der Spur kann, wie gezeigt, dadurch zustande gebracht werden, daß der Abstand zwischen den beiden Köpfen über die Breite der Spur geändert wird, entweder dadurch, daß die Spaltebene des Hilfsfeldkopfes nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers steht oder durch Anwendung eines der obenerwähnten Verfahren.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufzeichnen von Signalen mit einem mehr oder weniger breiten Frequenzband in einer auf einem bewegten Band oder anderen Träger angeordneten magnetischen Schicht mit Hilfe eines Schreibkopfes mit einer derartigen Konfiguration bzw. mit einer derartigen Feldverteilung innerhalb seines Spaltes, daß für jede der verschiedenen Frequenzkomponenten des Signals eine Zone mit optimalen Aufzeichnungsbedingungen vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufzeichnung der Signale ein an sich bekanntes Hochfrequenzhilfsfeld mit einer derartigen Verteilung über den Spalt (3, 11, 16) bzw. die Spalte (5, 6; 7, 6) des Aufzeichenkopfes verwendet wird, daß innerhalb der magnetischen Schicht in jeder willkürlichen Ebene parallel zur Oberfläche jener Schicht die Stärke des Hilfsfeldes sich über die Breite der aufzuzeichnenden Spur, wenigstens über einem Teil dieser Breite, kontinuierlich in der Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers ändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Spalt (3, 11, 16) des Schreibkopfes ein örtliches Zusatzfeld erzeugt wird, dessen Frequenz gleich demjenigen des Hilfsfeldes ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Spalt ein elastisch leitendes Abstandsstück (1) angeordnet ist, dessen Höhe und/oder Stärke sich in der Richtung der Spaltbreite ändert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß um einen Teil des magnetischen Kreises des Kopfes eine Hilfswicklung (2) angeordnet ist, die entweder auf die Frequenz des Hilfsfeldes abgestimmt ist, oder durch einen Hilfsgenerator mit dieser Frequenz mit einer derartigen Phase gespeist wird, daß das Hilfsfeld durch die Hilfswicklung örtlich abgeschwächt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkopf mit zwei in der Bewegungsrichtung des Trägers hintereinanderliegenden Spalten (5, 6; 7, 6) versehen ist, von denen der erste (5 bzw. 7) im wesentlichen das Hilfsfeld und der letzte (6) im wesentlichen das Signalfeld führt, wobei das Hilfsfeld derart über diese beiden Spalte (5, 6; 7, 6) verteilt ist, daß an der Stelle des letzten

Spaltes (6) das Hilfsfeld einen starken Gradienten aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsfeldspalt (5) ein wenig schräg hinsichtlich des Signalspaltes angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und/oder die Höhe des Hilfsfeldspaltes (5, 7) sich in deren Breitenrichtung ändern.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkopf mit einem jenseits des Trägers dem Spalt (11, 16) gegenüberliegenden Hilfspol (8) versehen ist, von dem der Abstand zu diesem Spalt (11,16) sich in dessen Breitenrichtung ändert und daß das Hilfsfeld über diesen Pol und den Spalt derart verteilt wird, daß das Hilfsfeld am Ablaufende dieses Spaltes einen starken Gradienten aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber

IO

dem Schreibkopf jenseits des Trägers ein vorzugsweise bewegbarer Hilfskopf mit Spalt (10,15) angeordnet ist, wobei der Schreibkopf im wesentlichen das Signalfeld und der Hilfskopf im wesentlichen das Hilfsfeld führt und wobei das Hilfsfeld derart über die beiden Köpfe verteilt ist, daß es am Ablaufende des Signalspaltes (11, 16) einen starken Gradienten aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltebene des Hilfskopfes (8) nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers (14) steht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Träger (14) zugewendete Seite des Hilfskopfes (13) nicht parallel zur Oberfläche des Trägers ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 714 123 der Kl. 42 g;
USA.-Patentschriften Nr. 2469 266, 2902544;
Winckel, »Technik der Magnetspeicher«, Berlin, Heidelberg, Göttingen, 1960, S. 462.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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