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Magnetkopfanordnung zur Abtastung breitbandiger Signale Zur Abtastung
breitbandiger Signale bedarf es bekanntlich einer hohen Relativgeschwindigkeit zwischen
dem Aufzeichnungsträger und der Magnetkopfanordnung, wobei die Bandlänge zur Vermeidung
großer und unhandlicher Wickel klein bleiben soll. Diese Forderung versucht man
bei einem bekannten Gerät dadurch zu erfüllen, daß mittels eines aus vier Magnetköpfen
bestehenden, mit hoher Geschwindigkeit um eine zur Laufrichtung des bandförmigen
Aufzeichnungsträgers parallele Achse rotierenden Systems annähernd quer zur Laufrichtung
des Bandes verlaufende Zeilen beschrieben werden. Die Magnetköpfe sind dabei in
üblicher Weise als Ringköpfe ausgebildet.
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Da die Fernsehsignale Frequenzen von der unteren Grenze des Hörbereichs
bis zu etwa 5 MHz enthalten, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Abtastung. Dies
hat zwei Gründe. Zum einen sind die aufgezeichneten, den tiefen Frequenzen entsprechenden
Wellenlängen bei der hohen Band-Kopfgeschwindigkeit so lang, daß sie von den Polschuhen
des Kopfes nicht mehr voll erfaßt werden. Zum anderen ist die im Abtastkopf induzierte
Spannung proportional der Frequenz, wodurch die tiefen Frequenzen benachteiligt
werden. Um die induzierte Spannung bei diesen Frequenzen zu erhöhen, könnte zwar
die Windungszahl auf dem Abtastkopf vergrößert werden, jedoch ist dieser Maßnahme
wegen der damit verbundenen Herabsetzung der Eigenfrequenz des aus Wicklung und
Wicklungskapazität gebildeten Schwingkreises, die nahe der oberen Grenzfrequenz
liegen soll, eine Grenze gesetzt.
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Aus diesem Grunde wird bei der oben beschriebenen bekannten Anordnung
eine Trägerfrequenz mit dem zu übertragenden, breitbandigen Frequenzgemisch vor
der Aufzeichnung frequenzmoduliert. Abgesehen davon, daß der Aufwand beträchtlich
ist, da im Anschluß an die Abtastung auch wieder demoduliert werden muß, bedarf
es einer weiteren Erhöhung der Kopf-Bandgeschwindigkeit, um die Trägerfrequenz,
die höher als die höchste aufzuzeichnende Signalfrequenz sein muß, noch abtasten
zu können.
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Es ist auch bekannt, das zu übertragende Frequenzband aufzuteilen,
gleichzeitig die Teilbereiche in verschiedenen Spuren mittels getrennter Magnetköpfe
aufzuzeichnen und nach der getrennten Abtastung wieder zusammenzufügen.
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Bei einem nach diesem Prinzip arbeitenden Verfahren erfolgt die Aufzeichnung
in zum Bandlauf parallelen Spuren, und zwar wird in einer Spur das gesamte Frequenzband
und in einer zweiten Spur nur das die unteren Frequenzen enthaltende, einer Trägerfrequenz
aufmodulierte Frequenzband aufgezeichnet.
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Derartige Verfahren mit Frequenzaufteilung, ob mit oder ohne Modulation,
haben in die Praxis keinen Eingang gefunden, weil es trotz hohen Aufwandes nicht
möglich ist, am Ende des übertragungsweges ein über den gesamten zu übertragenden
Frequenzbereich phasentreues Signal zu gewinnen. Denn selbst wenn man Frequenzbandteiler
mit nahezu unendlicher Flankensteilheit einsetzen könnte, so sind damit nicht die
Schwierigkeiten behoben, die sich wegen der Benutzung getrennter Köpfe infolge von
Ungenauigkeiten des Bandlaufs, von Banddehnungen und von Abweichungen der Spaltjustierung
ergeben.
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Diese Schwierigkeiten sind noch größer bei einem anderen bekannten,
mit Frequenzbandaufteilung arbeitenden Verfahren, bei dem das eine Frequenzband
in Querspuren mit hoher Relativgeschwindigkeit und das andere Frequenzband in einer
Längsspur mit der viel niedrigeren Vorschubgeschwindigkeit aufgezeichnet wird.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, für die Abtastung
eines ohne Aufteilung in Frequenzbereiche fortlaufend in einer Spur auf dem Magnetband
aufgezeichneten Signals zwei je eine Wicklung trabende Ringsysteme zu verwenden,
die über einen gemeinsamen Arbeitsluftspalt miteinander gekoppelt sind und deren
auf den gemeinsamen Arbeitsluftspalt bezogene rückwärtige magnetische Widerstände
so unterschiedlich bemessen sind, daß sich der magnetische Fluß in Abhängigkeit
von der Frequenz auf die beiden Kreise verteilt.
Da der gemeinsame
Arbeitsluftspalt den gesamten Frequenzumfang abzutasten in der Lage ist und die
beiden Ringsysteme, auf den Arbeitsluftspalt bezogen, parallel geschaltet sind,
verteilt sich der Band-Ruß nicht ausschließlich auf die dafür vorgesehenen Wege,
sondern kleine Anteile entsprechend dem magnetischen Widerstandsverhältnis der .Systeme
können auch auf Nebenschlußwegen verlaufen, wo sie zur Nutzspannungserzeugung nicht
beitragen, wodurch die Empfindlichkeit herabgesetzt wird. Diesen Nachteil will die
Erfindung vermeiden.
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Die Erfindung geht aus von einer Magnetkopfanordnung zur Abtastung
breitbandiger Signale, insbesondere von Fernsehsignalen, die ohne Aufteilung in
Frequenzbereiche fortlaufend in einer Spur auf dem Magnetband aufgezeichnet sind,
unter Verwendung von zwei je eine Wicklung tragenden Ringsystemen, die so bemessen
und angeordnet sind, daß der Magnetfluß, der auf Grund der von der Magnetspur abgetasteten
Magnetisierungsänderungen über die Magnetkopfanordnung verläuft, in Abhängigkeit
von der Frequenz auf die beiden Magnetkreise aufgeteilt wird und von jeder Wicklung
eine dem Teilfrequenzbereich entsprechende Spannung abnehmbar ist.
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Eine Verbesserung der Empfindlichkeit wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß die Polenden der Systeme in Abtastrichtung derart angeordnet sind,
daß der Arbeitsspalt des ersten Systems im Weg des Arbeitsspaltes des zweiten Systems
liegt und daß unter Berücksichtigung einer gegebenen Frequenz für die Aufteilung
der abgetasteten Information in einen oberhalb und einen unterhalb dieser Frequenz
liegenden Bereich der Arbeitsspalt des ersten Systems etwas kleiner als die Bandwellenlänge,
die der oberen Grenzfrequenz der abzutastenden Information entspricht und der Arbeitsspalt
des zweiten Systems etwas kleiner als die Bandwellenlänge, die der für die Aufteilung
maßgebenden Frequenz entspricht, bemessen ist. Hierdurch ergibt sich eine Erhöhung
der Empfindlichkeit, insbesondere bei hohen Frequenzen, weil diese praktisch von
dem System mit dem breiten Arbeitsluftspalt nicht abgetastet werden und mangels
eines anderen Nebenschlußweges nur durch das System mit dem schmalen Arbeitsluftspalt
erfaßt werden.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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In F i g. 1 sind mit 1 und 2 die beiden Hälften eines Ringkernsystems
bezeichnet, die mit ihren Polenden 3 und 4 einen breiten Arbeitsspalt 5 bilden und
auf dem Joch eine Wicklung 6 tragen. Im Wege des Arbeitsspaltes 5 sind, von den
Polenden 3 und 4 durch nichtmagnetische Einlagen getrennt, die Polenden 7 und 8
eines anderen Ringkernsystems 9 angeordnet, dessen Kern aus nur einer Lamelle von
etwa 50 [m Stärke besteht, die senkrecht zur Ebene des Ringkernsystems 1, 2 orientiert
und so gebogen ist, daß ihre stirnseitigen Endflächen dem Magnetband zugekehrt sind.
Zwischen ihren Enden wird ein schmaler Arbeitsspalt 10 gebildet. Auf ihrem rückwärtigen
Teil ist eine Wicklung 11 angeordnet.
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Legt man beispielsweise eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Magnetband
und der Magnetkopfanordnung von 6 m pro Sekunde zugrunde, und nimmt man weiter an,
daß die obere Grenzfrequenz 3 MHz beträgt, so wird der Arbeitsspalt 10, um die diesen
Werten entsprechende Bandwellenlänge von 2 [,m noch abtasten zu können, etwa 1 g=
breit zu bemessen sein. Die Wicklung 11 wird in bekannter Weise durch einen Kondensator
12 auf eine etwas -oberhalb der Grenzfrequenz liegende Eigenfrequenz abgestimmt.
Der Arbeitsspalt 10 ist zwar in der Lage, alle Bandwellenlängen abzutasten, auf
Grund der geringen Windungszahl der Wicklung 11 und der Abstimmung mit dem Kondensator
12 ergibt sich jedoch bei großen Bandwellenlängen nur eine vernachlässigbar kleine
Spannung in der Wicklung, die anschließend ausgefiltert werden kann.
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Legt man weiterhin fest, daß für den Arbeitsspalt 5 die Grenzfrequenz
20 KHz betragen soll, so ist er wegen der dieser Frequenz bei der angenommenen Band-Kopfgeschwindigkeit
entsprechenden Bandwellenlänge von 300 #tm etwa 200 jm breit zu bemessen. Durch
einen Kondensator 13 wird das Ringkernsystem 1, 2 auf eine Frequenz von etwas mehr
als 20 KHz abgestimmt. Darüberliegende Spannungsteile können auch hier in einfacher
Weise ausgefiltert werden.
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F i g. 2 zeigt ein im Aufbau einfacheres System, bei dem gleiche Teile
wiederum mit gleichen Bezugszeichen wie in F i g.1 versehen wurden. Die Polenden
3 und 4 der Kernhälften 1 und 2 bilden auch in diesem Falle den breiten Luftspalt
5. Der schmale Luftspalt 10 wird auf der einen Seite durch das Polende 4,
auf der anderen Seite durch eine Platte 14 begrenzt, die mit ihrem rückwärtigen
Ende an einem Ansatz 15 anliegt, der im Abstand vom Polende 4 von dem sich daran
anschließenden Kernschenkel der Kernhälfte 2 in den Kerninnenraum hineinragt. Aüf
diesem Ansatz ist auch die Wicklung 11 vorgesehen. In diesem Falle ist also das
Polende 4 einschließlich des sich daran anschließenden Teiles der Kernhälfte
2 für beide Systeme gemeinsam. Die Bemessung der Arbeitsspalte ist dabei die gleiche
wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g.1.