DE1474367C3 - Magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für digitale Signale - Google Patents
Magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für digitale SignaleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Aufzeichnung- und Wiedergabevorrichtung für digitale
Signale, mit einem mit einem magnetischen Aufzeichnungsträger magnetisch koppelbaren, eine Spulenanordnung
zur Signalzu- und -abführung aufweisenden Aufnahme- und Wiedergabemagnetkopf und
einer Antriebseinrichtung zur stufenweisen Weiterbewegung des Aufzeichnungsträgers um den aufgezeichneten
Informationsbits entsprechende Längeneinheiten.
Auf dem Gebiet der digitalen Informationsaufzeichnung besteht ein Bedürfnis für einfache, jedoch
zuverlässige magnetische Aufzeichnungsgeräte, mit denen die Aufzeichnung und Wiedergabe im intermittierenden
Betrieb durchführbar ist, ähnlich den Lochstanzern und -abtastern, wie sie etwa in Fernschreibgeräten
mit automatischer Ausdruckmöglichkeit zur Anwendung kommen. Dieses Bedürfnis wurde
bisher" teilweise befriedigt "durch statische Magnetflußabtasteinrichtungen,
die den Magnetfluß auf einem stationären oder langsam bewegten magnetischen Aufzeichnungsträger in eine entsprechende Spannung
übersetzen. In solchen Einrichtungen variiert man den magnetischen Widerstand in einem oder mehreren
Magnetkreiszweigen der Magnetkopfstruktur z. B. in der Weise, daß ein elektrischer Wechselstrom an
eine Erregerspule angelegt wird und das dadurch entstehende amplitudenmodulierte Wechselstromsignal
auf eine entsprechende angekoppelte Lesespule übertragen wird. Die Trägerkomponente des übertragenen
Signals beruht auf dem abwechselnden Sperren und Entsperren des Magnetkreiszweiges durch das
Wechselstromsignal der daran angekoppelten Erregerspule, während die Amplitudenmodulation des
Signals ausschließlich durch die im Spaltbereich des Magnetkreiszweiges herrschenden statischen Magnetflußverhältnisse
des Aufzeichnungsträgers bestimmt ist. Es handelt sich bei diesen Einrichtungen also um
flußempfindliche Abtasteinrichtungen, die proportional auf den statischen Magnetfluß des Aufzeichnungsträgers
ansprechen, im Gegensatz zu den weitaus gebräuchlicheren dynamischen Abtasteinrichtun-
gen, die auf die Größe von Magnetflußänderungen ansprechen.
Derartige flußempfindliche Abtasteinrichtungen sind zwar durchaus geeignet für die meisten Anwendüngen
der Abtastung stufenweise bewegter magnetischer Aufzeichnungsträger; sie erfordern jedoch zusätzliche
Wechselstromquellen, zusätzliche Erregerspulcnanordnungen
und zusätzliche Modulationsschaltkreise, diellie Kosten für eine derartige Einrichtung
wesentlich erhöhen. Ferner ist eine flußempfindliche
Abtasteinrichtung im allgemeinen nur für die Abtastung verwendbar, jedoch nicht zur Aufzeichnung.
Nach dem Anlegen eines Schreibsignals großer Amplitudc an den flußempfindlichen Magnetkopf verbleibt
nämlich ein gewisser Restmagnetismus im Magnetkopf, der sich auf das abwechselnde Sperren und
Entsperren durch das Erregerspulensignal störend bemerkbar macht, wodurch die Wirksamkeit des Magnetkopfes
als Abtasteinrichtung herabgesetzt wird.
Bei einer magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der· eingangs genannten Art
(deutsche Patentanmeldung 11972IX b/43a, ausgelegt
am 29.7. 1954) erfolgt die Abtastung der magnetischen Aufzeichnungen jeweils während des Stillstandes
des Aufzeichnungsträgers; es wird hierzu eine auf einer umlaufenden Äbfühltrommel angeordnete Abführmagnetspule
an der betreffenden Stelle des Auf-Zeichnungsträgers vorbeibewegt, und das dadurch in
der Spule induzierte elektrische Signal wird ausgewertet. Für eine einwandfreie Abtastung ist es dabei erforderlich,
daß in der Stillstandsphase des Auf-Zeichnungsträgers der abzutastende Informationsabschnitt
genau relativ zum Magnetkopf positioniert ist, was mittels am Rand des streifenförmigen Auf-Zeichnungsträgers
vorgesehener Perforationen erfolgt. Die Abtastung durch die bewegte Magnetspule ist mechanisch
relativ aufwendig. Die Abtastgeschwindigkeit ist gewissen Beschränkungen dadurch unterworren,
daß die Abtastung während des Stillstandes des Aufzeichnungsträgers erfolgt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
eine zuverlässige Abtastung des Aufzeichnungsträgers im intermittierenden Betrieb ohne die Notwendigkeit
einer Bewegung des Magnetkopfes in einfacher Weise gestattet. ·
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Magnetkopf mit mehreren Stegen versehen ist, die
eine Mehrzahl von verschiedenen Magnetkreiswegen bilden, die entlang dem Aufzeichnungsträger in
Bruchteilen der genannten Längeneinheit voneinander entfernt angeordnet sind, derart, daß während
der Bewegung eines auf dem Aufzeichnungsträger befindlichen Magnetpols durch den durch die Magnetkreiswcgc
bestimmten Bereich unabhängig von der zu Beginn der Bewegung vorliegenden Anfangslage
des Magnetpols eine unterscheidbare Magnetflußänderung in wenigstens einem der Magnetkreiswege
stattfindet.
Bei der Erfindung wird die zur Erzeugung des Abtastsignals ausgenutzte Magnetflußänderung durch
die schrittweise Bewegung des Aufzeichnungsträgers selbst bewirkt, während der Magnetkopf in Ruhe
bleibt. Bei Verwendung der Vorrichtung zum Aufzeichnen von Signalen ist ein dabei entstehender remanenter
Magnetismus für einen nachfolgenden Abtastvorgang unschädlich, da er lediglich eine Gleichstromverschiebung
des erhaltenen Abtastsignals bewirkt. Die Erfindung ist vorzugsweise für solche Schreibweisen anwendbar, bei denen eine Magnetflußänderung
stets in einer Umkehr der Magnetisierungsrichtung von dem einen gesättigten Zustand in den
anderen besteht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit den Zeichnungen
näher erläutert. E zeigt
Fig. 1 schematisch eine Perspektivansicht einer magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung,
Fig. 2 ein Diagramm, das die Ortsverschiebung und die Geschwindigkeit eines eine Magnetflußumkehr
aufweisenden Punktes des Aufzeichnungsträgers in Abhängigkeit von der Zeit darstellt,
F i g. 3 bis 6 Ansichten der in dem zweispaltigen Magnetkopf hervorgerufenen Magnetflußwirkungen,
während der eine Magnetflußumkehr aufweisende Punkt unter Ausführung eines Bewegungsschrittes
an den Magnetspalten vorbeiläuft, wobei in jeder Figur von einer anderen Ausgangslage des Flußumkehrpunktes
bezüglich der Spalte ausgegangen wird,
Fi g. 7 bis 10 die Änderung des Magnetflusses im
Magnetkopf in Abhängigkeit von der Zeit während der in Fig. 3 bis 6 dargestellten Bewegungsabläufe
und
F i g. 11 den Wellenzug des Ausgangssignals bei kontinuierlicher Fortbewegung des Aufzeichnungsträgers.
Gemäß F i g. 1 ist ein vorzugsweise mit einem Oxid beschichteter Aufzeichnungsträger 1 relativ zu einem
zweispaltigen Magnetkopf 2, der zum Schreiben und Ablesen von magnetischen Aufzeichnungen dient,
intermittierend bewegbar. Der Magnetkopf 2 setzt sich zusammen aus den magnetischen Seitenstegen 4
und S und einem magnetischen Mittelsteg 3, die alle vorzugsweise aus einer Eisen-Nickel-Legierung hergestellt
sind. Diese sind untereinander verbunden durch die magnetischen Verbindungsstege 6 und 7,
wodurch diskrete Magnetkreise Zustandekommen, die in zwei nichtmagnetischen Spalten enden. Die Spalte
sind voneinander etwa um ein Viertel der Länge eines auf dem Band befindlichen Informations-Intervalls
entfernt. Wicklungen 8 und 9 auf den entsprechenden Seitenstegen 4 und 5 sind gleichsinnig
in einer Reihenschaltung mit der Lese- und Schreibeinheit 10 verbunden, die bezüglich der Wicklungen
für eine Signalverarbeitung in beiden Richtungen ausgelegt ist, um Aufzeichnungen auf das Band aufzuschreiben
oder vom Band gelesene Aufzeichnungen wiederzugeben.
Das Band 1 wird durch ein Antriebssystem 11 fortbewegt, von dem im folgenden nur die für eine intermittierende
Bewegung vorgesehenen Teile beschrieben werden. Die intermittierende Antriebsvorrichtung
12 ist mit einer Antriebshaspel 16 verbunden, die schrittweise durch bestimmte Winkelinkremente rotiert.
Ein um die Achse 18 drehbarer Kipphebel 17 ermöglicht das selektive Andrücken der Andruckrolle
20 gegen die Antriebshaspel 16, wodurch der intermittierende Bandantrieb herbeigeführt wird.
Bei jedem Schritt der intermittierenden Antriebseinheit 12 dreht sich die Antriebshaspel 16 um einen
kleinen Bruchteil einer Umdrehung derart, daß der Aufzeichnungsträger einen Weg von 0,12 mm nach
rechts bewegt wird; dies ist gerade die für das vorliegende Ausführungsbeispiel gewählte Längenein-
heit, die einem einzelnen auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Bit entspricht. Infolgedessen
sollte die Distanz zwischen den beiden Luftspalten im Magnetkopf, d. h. die Breite des Mittelsteges 3, etwa
ein Viertel dieses Wertes, also etwa 0,03 mm betragen. In den Fi g. 3 bis 6 zeigen die Positionsbilder (a) bis
(/) die Lagen eines Punktes der Umkehrung des magnetischen Flusses auf Band 1 relativ zu den Luftspalten
des Kopfes 2 beim Durchlaufen des Bandes durch einen Fortschaltschritt. Auf dem Band ist ein
binäres Informationsmuster nach dem sogenannten NRZ-Verfahren (nicht-nach-Null-Rückkehr-Schreibweise)
aufgezeichnet, d. h., daß das Band während jedes Bit-Intervalls jeweils in den vollen magnetischen
Sättigungszustand gebracht wird. Um den Wert eines Bits festzustellen genügt es, eine Zone der Magnetflußumkehr
zu ermitteln. In der Darstellungsabfolge der F i g. 3 bis 6 wird die Wirkung untersucht, die
eine Magnetfluß-Umkehrzone 61 hervorruft während das Band einen Einheitsschritt fortschreitet.
Die Fig. 7 bis'10 stellen Magnetflußvariationen in
Abhängigkeit der Zeit dar, wie sie im Magnetkopf 2 vorkommen, unter Berücksichtigung der in den
F i g. 3 bis 6 gezeigten Umstände während eines Bandfortschaltschrittes. Die durch diese Flußänderungen
bedingten elektrischen Ströme werden von den Spulen 8 und 9 auf die in der Schalteinheit 10
untergebrachten Lesekreise übertragen (vgl. Fig. 1).
Wo wie beispielsweise in den F i g. 7 und 8 die zusammengeführten elektrischen Signale nicht identisch
in Koinzidenz liegen mit den in den Abbildungen (a) dargestellten magnetischen Änderungen, sind
zusätzliche Abbildungen (b) hinzugefügt worden.
Wie in F i g. 2 dargestellt, ist die für die Bandfortschaltung um eine Einheit benötigte Zeit in sieben
gleiche Zeitintervalle unterteilt, die rechts durch die Zeitmarken tt bis t. begrenzt sind und die auf einen
Anfangszeitpunkt i0 bezogen werden.
Die Flußumkehrzone 61 (vgl. Fig. 3) auf dem Band 1 ist als ideal im Punkt P konzentriert dargestellt
und die Augenblickspositionen des Punktes P zu den Zeiten t0 bis i7 werden in entsprechender
Weise bezeichnet mit X0 bis X1 und mit .X0(P) bis
Z7(P) in F i g. 2 bzw. in F i g. 3 bis 6. In gleicher Weise ist die Augenblicksgeschwindigkeit des Punktes
P mit F(P) bezeichnet. Aus der Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Geschwindigkeit V des Punktes P und
damit die des Bandes während der ersten Hälfte jedes Schrittes von 0 bis zur Maximalgeschwindigkeit Vmax
linear ansteigt und dann in der zweiten Hälfte des gleichen Schrittes linear bis zu Null wieder abnimmt.
Da die Geschwindigkeit die zeitliche Ableitung der Verschiebung des Punktes P bedeutet, so ist es offensichtlich,
daß die Verschiebungen X(P) in der ersten und zweiten Hälfte der Schritte durch entgegengesetzt
gekrümmte Parabeln dargestellt werden, wie es in Fi g. 2 gezeigt ist. Die Verschiebungen über die sieben
gleichen Zeitintervalle variieren somit exponentiell, d. h., die Verschiebungen des Punktes P im ersten und
letzten (siebten) Intervall sind ungefähr gleich Null; die Verschiebungen während des zweiten und sechsten
Intervalls betragen jeweils etwa 5% der totalen Schrittweite (D) von 0,12 mm; die ungefähr gleichen
Verschiebungen während des dritten und fünften Intervalls betragen je ungefähr 20% der totalen
Schrittweite D; die größte Verschiebung während des
vierten Intervalls beträgt ungefähr 50% der totalen Schrittweite D.
Um die späteren Ausführungen besser verstehen zu können, erscheint es angebracht, die relativen Abmessungen
der Teile des Kopfes in Beziehung zu der 0,12 mm-Schrittweite der Information auf dem Band
anzugeben. In dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel sind die Seitenstege 4 und 5 je etwa 6,192 mm
breit (das sind etwa 52 Bits), während der Mittelsteg 3 etwa 0,03 mm breit ist (das ist etwa 1U Bit).
Die Spalte zu beiden Seiten des Mittelsteges sind je
ίο etwa 0,00216 mm breit (das ist etwa 9/500 eines
Bits).
In F i g. 3 ist die Ausgangslage des Punktes P (Bild a) so gewählt, daß dieser Punkt während eines
Bandschrittes an den durch die Überweisungszeichen 62 und 63 markierten Positionen vorbeikommt, die
symmetrisch zu beiden Seiten des Mittelsteges 3 liegen; die Entfernung von der Position 62 zur Position
63 beträgt 0,12 mm. In Fig. 4 ist eine Ausgangsposition angenommen, die näher beim linken Spalt
liegt. In F i g. 5 befindet sich die Ausgangsposition der magnetischen Flußumkehrung in der Mitte des
Mittelsteges 3. In F i g. 6 befindet sich die Ausgangsposition direkt über dem linken Spalt zwischen
dem Mittelsteg 3 und dem Seitensteg 4. Wie also der Punkt 61 in jeder der Darstellungsabfolgen von links
nach rechts fortschreitet, so werden die daraus resultierenden magnetischen Auswirkungen in bezug auf
die Seitenstege und den Mittelsteg einer Betrachtung unterzogen.
Unter Kennzeichnung der magnetischen Wege durch die Stege 4 und 5 als Wege I bzw. II und unter
Bezeichnung der Magnetflußrichtung durch den Magnetkopf mittels der Pfeile 70, wird es offenkundig,
daß weder in dem Weg I noch in II eine Flußänderung auftritt bis die Zone der Flußänderung
bzw. der durch P gekennzeichnete Pol in die unmittelbare Nähe eines der Spalte auf irgendeiner Seite
des Mittelsteges 3 kommt. Wenn man die Änderungen des Magnetflusses (Φ) in dem Magnetkopf infolge
der bewegten Magnetflußumkehrzone P durch (d ΦI dt) ρ bezeichnet, so bezeichnet man folgerichtig
die Flußänderungen in den Wegen I und II durch (d Φ Ildt) ρ bzw. (d Φ ll/dt) p.
Wie aus F i g. 7 ersichtlich ist, treten bei dem in F i g. 3 gezeigten Fortschreiten um ein Inkrement,
das ist ein Schritt, zwei voneinander unterscheidbare, positive Stromimpulse gleicher Amplitude auf, während
in Fig. 8, wegen der zum linken Spalt näheren Ausgangslage (Bild a; Fig. 4) zwei voneinander
unterscheidbare Impulse, ungleicher Amplitude und einer insgesamt längeren Zeitdauer auftreten. Der
Grund für diese längere Dauer ist darin zu suchen, daß in der Bildfolge von F i g. 4 die Pole die zwei
Spalte mit verschiedenen Geschwindigkeiten passieren. Der zum Weg I benachbarte Spalt wird mit
einer Geschwindigkeit durchmessen, die zwischen 1Ii und 3A der Maximalgeschwindigkeit Vmax liegt,
wie sie in dem Diagramm V (p) von F i g. 2 gezeigt
ist, während der gleiche Pol den zweiten Spalt mit fast der Spitzengeschwindigkeit Vmax durchmißt. Es
scheint offenkundig zu sein, daß man somit zwei unterscheidbare, jedoch nicht notwendigerweise
gleiche Ausgangsimpulse erhält, wenn die Anfangsbedingungen so liegen, wie sie entweder in Bild 3 (α)
oder in Bild 4 (a) angenommen wird, wobei der positive Störsignal-Grenzpegel in den Fig. 7 und 8
mit dem Überweisungszeichen 72 gekennzeichnet ist.
Es wird angenommen, daß sich die nächste Magnetflußumkehr auf dem Band genau einen Bit-Abstand
(0,12 mm) hniter der Flußumkehr beim Punkt F befindet,
und zwar bei einem zweiten Punkt 73, der allgemein mit P' bezeichnet ist. In den Bildern 3 (e)
und 3 (/) nimmt der Punkt P' genau die Lage ein, die der Punkt P zu Beginn des Schrittes einnahm
(Bild 3 [a]). In den Bildern 4 (e) und 4 (/) nimmt der
Punkt P' genau die Anfangsposition des Punktes P ein, während sich der Punkt P aus dem dargestellten
Bildbereich bereits hinausbewegt hat.
Wie in Bild 3 (d) gezeigt ist, gehen die Magnetflußlinien
70 vom Punkt P aus, durchsetzen die Wege I und II im Magnetkopf und kehren zum Band zurück
an einer nicht gezeigten weiter rechts gelegenen Stelle, die abhängig ist vom Abstand zwischen dem
vorangegangenen Flußumkehrpunkt auf dem Band und der Magnetflußumkehr beim Punkt P. Die Flußlinien
75 verzweigen sich auch vom Punkt P ausgehend nach links und, wie in Bild 3 (d) gezeigt ist,
durchsetzen, sobald der Punkt P über beide Spalte hinweggelaufen ist, die Wege II und I in einem zu
den Flußlinien 70 umgekehrten Richtungssinn, wodurch die Vollständigkeit der Flußumkehr in beiden
Wegen angezeigt wird.
Mit einer solchen Vereinbarung der Charakterisierung der Flußverteilung im Magnetkopf werden
die in F i g. 4 dargestellten Verhältnisse leicht verständlich sein. Besonderes Augenmerk ist zu richten
auf die Lage des Poles in Bild 4 (c) wo die divergenten Flußlinien 70 und 75 den Mittelsteg 3 durchsetzen
und sich dann auf die Wege I und II im entgegengesetzten Richtungssinn verzweigen, so daß, obschon
die vollständige Flußumkehr im Weg I stattgefunden hat, bislang noch keine Änderung im
Weg II zum Zeitpunkt i3 stattgefunden hat.
In der in F i g. 5 dargestellten extremen Situation befindet sich der Punkt der Flußumkehr P anfänglich
in der Mitte über dem mittleren Steg 3 und kann deshalb den Weg I nicht beeinflussen. Es kommt also
nur zu einer Variation des Flusses im Weg II während des Zeitintervalles t2 bis i3, was die in F i g. 9 gezeigte
positive Flußänderung im Weg II zur Folge hat, während es keine korrespondierende Änderung
im Weg I gibt. Später, wenn der Punkt P' sich auf den Mittelsteg 3 zubewegt (Bilder 5 [e] und [/]), wird
der zur Linken von P' befindliche Flußzweig 81 so umgelenkt, daß zwischen der Zeit I4 und t5 eine Flußumkehr
im Weg I stattfindet, verbunden mit dem in Fig. 9 gezeigten negativen Ausgangssignal. Es ist
wichtig festzuhalten, daß die Spitzen beider Kurven 80 und 82 über den durch die Linien 72 und 84
dargestellten Störgrenzpegel hinausgehen.
Im Bild 6 (a) beginnt der Punkt P seine Wanderung gegenüber dem linken Magnetkopfspalt. Wie durch
die Kurvenspitze 91 in Fig. 10 gezeigt, gibt es in diesem Falle nur eine einzige Spitze im Ausgangssignal
hervorgerufen durch den Punkt P, die den durch die Linie 72 bezeichneten Störgrenzpegel überschreitet,
während die durch den Pol P' hervorgerufene einzige Spitze knapp unterhalb des Störgrenzpegels 84
liegt.
Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß offensichtlich für alle möglichen Ausgangslagen eines
magnetischen Pols, der im Begiffe ist, an der Zone der Magnetkopfspalte vorbeizulaufen, die Bandbeschleunigung
so groß ist, daß mindestens einer der Spalte und in den meisten Fällen sogar alle beide
mit genügender Geschwindigkeit durchlaufen werden, um ein Ausgangssignal in der mit dem entsprechenden
Steg verkoppelten Spule zu erzeugen, das über den Störpegel hinausgeht. Es gibt somit keine kritische
Anfangslage für einen Pol auf dem Band, für den das Ausgangssignal zweideutig oder unbestimmt wäre.
Das von einem beliebigen einzelnen, in jeder beliebigen Anfangsposition auf dem Band befindlichen
Magnetpol erzeugte Ausgangssignal wird entweder
ίο eine oder zwei Spitzen einer vorher bestimmten Polarität
aufweisen, die allein durch die Polarität des Pols auf dem Band bestimmt ist. Nachfolgende positive
und negative Ausgangssignale treten nur auf, wenn zwei aufeinanderfolgende Pole die Spaltzone während
eines Inkrementschrittes des Bandes erreichen.
Mit Hilfe des hier beschriebenen intermittierenden
Bandvorschubs kann man das Band relativ präzise schrittweise fortschalten relativ zu dem Magnetkopf,
sobald der Anfang einer gewünschten Informations-
ao aufzeichnung lokalisiert worden ist im Anschluß an einen kontinuierlichen Vorschub über solche Stellen
des Bandes hinweg, die ungewünschte Aufzeichnungen oder Zwischenräume enthalten. Die zum Kopfspalt
relative Anfangsposition des ersten Pols in der lokalisierten Aufzeichnung und damit aller weiteren
Pole innerhalb dieser Aufzeichnung ist etwas unbestimmt wegen der Unsicherheiten in der Freigabe des
sich kontinuierlich bewegenden Bandes und der Bandträgheit nach der Freigabe. Demnach ist es
möglich, jeden Pol einer Aufzeichnung die Spalte mit der gleichen Anfangsphase durchlaufen zu lassen wie
es der Pol P in F i g. 6 tut. Würde im Falle von F i g. 6 der Magnetkopf eine Einzelspaltstruktur aufweisen,
beispielsweise nur einen Spalt zwischen den Stegen 3 und 4 haben, so würde man in Fig. 10 keine Ausgangssignalspitze
erzielen, die über dem Störpegel liegt, was infolgedessen eine Unbestimmtheit in der
Ausgangsinformation zur Folge hätte.
In Fig. 1 1 ist die durch die kontinuierliche Bandbewegung
mit einer Geschwindigkeit von 36 cm pro Sekunde (entsprechend 3000 Bits pro Sekunde) bedingte
Ausgangssignalform gezeigt unter der Annahme, daß abwechselnd positive und negative Pole
im gleichmäßigen Abstand von 0,12 mm entlang des Bandes angeordnet sind; aus dieser Darstellung
ist zu ersehen, daß bei kontinuierlicher Bandbewegung das Ausgangssignal demjenigen ähnlich ist, das
man erhält bei intermittierender Bandbewegung mit einer Anfangsphasenlage entsprechend der Darstellung
in Bild 3 (a).
Das Schreiben von Information kann durchgeführt werden entweder unter Anwendung des intermittierenden
oder kontinuierlichen Bandvorschubs und unter Anwendung von mit der Bandbewegung synchronisierten
Ausgangssignalen unter Zugrundelegung der in F i g. 1 eingezeichneten relativen Polaritäten
bezüglich der Eingangsklemmen 100, 101, 102 der Lese- und Schreibschaltungen 10. Für das
Schreiben der Information benutzt man stufenförmige Impulse von der Länge einer Bitzeit und einer Amplitude,
die ausreicht zur einheitlichen Sättigung des Bandes über eine Zone, die sich zwischen den zwei
Spalten erstreckt. Die Polarität der an die Spulen 8 und 9 angelegten Schreibimpulse wird so gewählt, daß
der Magnetfluß in den Wegen I und II (vgl. Fig. 3 bis 6) sich aufeinanderfolgend unterstützt unter Ausbildung
eines Weges durch die Stege 4, 6, 7, 5 und die Bandoberlläche. Der Minimaldurchmesser der
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Seitenstege 4 und 5 (0,48 mm in der Spaltzone) ist groß im Verhältnis zum kleinsten Durchmesser
(0,33 mm) des Mittelsteges 3, so daß der letztere beinahe sofort beim Auftreten einer Polaritätsumkehr
des Schreibsignals gesättigt wird und dabei einen vernachlässigbaren Prozentsatz des gesamten mit dem
Band verkoppelten Schreibflusses führt. Die zur Sättigung des Bandes in der Spaltzone erforderliche
Schreibsignalamplitude wird dadurch minimal klein gehalten. Die Auflösung der Bitgrenzen, d. h. die
Konzentration jeder Flußumkehrzone auf dem Band bei oder in der Nähe eines Punktes, ist durch die
Dicke des Aufzeichnungsträgers, den Kopf-Band-Abstand und die Spaltbreite, bestimmt. Aufzeichnungen
mit sehr zufriedenstellender Grenzauflösung bei der Wiedergabe wurden erzielt mit einer Magnetkopfstruktur,
wie sie in den F i g. 1 und 3 bis 6 gezeigt ist, im Zusammenwirken mit einer magnetischen Oxydschicht
auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger. Bei diesen Verhältnissen beschränkt sich der gesamte
oder nahezu der gesamte Magnetfluß, der vom Kopf zum Band übergeht, auf die engen Bereiche der zum
Mittelsteg benachbarten Seitenstege.
Ein nach dem Schreiben im Magnetkopf verbleibender remanenter Magnetismus bedingt lediglich
eine Gleichstromverschiebung im Pegel des an die Schaltung 10 abgegebenen Ausgangssignals, die in
diesen Schaltungen ohnehin eliminiert wird. In den vorbekannten, statischen, magnetflußempfindlichen
Köpfen zerstört ein vom Schreiben zurückbleibender remanenter Magnetismus die beim Lesen erhaltene
Form des Ausgangssignals so, daß das sich nach der Demodulation ergebende Signal unbestimmt sein
würde, wenn die wegen der entgegengesetzten Flußbedingungen auf dem Band entstehenden Unterschiede
im Modulationspegel schon von Anfang an klein waren.
Es ist vorgesehen, als Format für die Aufzeichnung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine als
NRZI bekannte Variante der konventionellen NRZ (nicht-nach-Null-Rückkehr) Schreibweise zu verwenden.
Bei der üblichen NRZ-Schreibweise wird bei jedem Wechsel des Informationswertes (also entweder
von »eins« nach »null« oder von »null« nach »eins«) eine Magnetflußänderung auf dem Band vorgesehen,
während bei der NRZI-Schreibweise nur die Bits eines bestimmten Wertes (z. B. »eins«) durch das Vorausgehen
einer Magnetflußänderung gekennzeichnet werden. Jedenfalls ist das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung für jede beliebige Art einer
nicht-nach-Null-Rückkehr-Schreibweise in gleicher Weise geeignet.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung
für digitale Signale, mit einem mit einem magnetischen Aufzeichnungsträger magnetisch koppelbaren, eine Spulenanordnung
zur Signalzu- und -abführung aufweisenden Aufnahme- und Wiedergabemagnetkopf und mit einer
Antriebseinrichtung zur stufenweisen Weiterbewegung des Aufzeichnungsträgers um den aufgezeichneten
Informationsbits entsprechende Längeneinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf mit mehreren Stegen versehen
ist, die eine Mehrzahl von verschiedenen Magnetkreiswegen bilden, die entlang dem Aufzeichnungsträger
in Bruchteilen der genannten Längeneinheit voneinander entfernt angeordnet sind, derart, daß
während der Bewegung eines auf dem Aufzeichnungsträger befindlichen Magnetpols durch den
durch die Magnetkreiswege bestimmten Bereich unabhängig von der zu Beginn der Bewegung vorliegenden
Anfangslage des Magnetpols eine unterscheidbare Magnetflußänderung in wenigstens
einem der Magnetkreiswege stattfindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf zur Bildung
der Magnetkreiswege ein Paar verhältnismäßig dicker Seitenstege und einen verhältnismäßig
dünnen Mittelsteg aufweist, wobei sich zwischen den nahe der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers
befindlichen freien Enden dieser Stege ein Paar schmaler, nicht magnetischer Spalte befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Seitenstegen Spulenwicklungen
angebracht sind, die in den Magnetkreiswegen auftretende Magnetflußänderungen aufnehmen und die dabei induzierten elektrischen
Signale an einen Leseverstärker weiterleiten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Seitenstegen befindlichen
Spulenwicklungen gleichsinnig in Reihe miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüchen
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand jedes der .Seitenstege klein ist
im Vergleich zum magnetischen Widerstand des Mittelsteges, derart, daß ein zum Zwecke des
Aufzeichnens einer binären Information angelegtes Magnetflußsignal hoher Amplitude im wesentliehen
nur in dem durch die zwei Seitenstege definierten Magnetkreis und dem von diesen Enden
umrissenen Teilabschnitt des Aufzeichnungsträgers fließt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Querschnitt jedes
einzelnen Seitensteges groß ist im Vergleich zum kleinsten Querschnitt des Mittelsteges.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Querschnitt jedes
Seitensteges etwa 0,5 mm und der des Mittelsteges etwa 0,03 mm beträgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den
beiden Luftspalten und dem Mittelsteg gebildete Strecke eine Länge zwischen einem Viertel und
der Hälfte eines Bit-Intervalls auf dem Aufzeichnungsträger aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Strecke eine
Länge von einem Viertel eines Bit-Intervalls aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge
eines Bit-Intervalls etwa 0,12 mm beträgt und daß der Aufzeichnungsträger in bewegtem Zustand
diese Länge in etwa 0,01 Sekunden durchmißt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufzeichnen
eines Informationsbits die Seitenstege zur Erzeugung eines zur magnetischen Sättigung
des betreffenden Aufzeichnungsträgerabschnittes ausreichenden Magnetflusses gemeinsam wirksam
werden und daß sie beim Lesen zur Erzeugung zumindest eines unterscheidbaren Ausgangssignals
für jeden auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Magnetpol in unterschiedlicher
Weise ansprechen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US363723A US3394361A (en) | 1964-04-30 | 1964-04-30 | Incremental magnetic recording and sensing system with twin gap head |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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