DE2520031A1

DE2520031A1 - Zylinderdomaenendetektor

Info

Publication number: DE2520031A1
Application number: DE19752520031
Authority: DE
Inventors: Richard A Baugh; Leonard S Cutler
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1974-05-13
Filing date: 1975-05-06
Publication date: 1975-11-27
Also published as: US3953840A; NL7505132A; DE2520031B2; JPS50158236A; JPS5627951B2; GB1503989A; DE2520031C3

Description

Ratentanwalt K. Schulte, D-7261 Gechingen, Lindenstr. 16

Case 874

2. Mai 1975 KS/ps

Hewlett-Packard Company

ZYLINDERDOMÄNENDETEKTOR

Die Erfindung betrifft einen Zylinderdomänendetektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Detektoren zur Messung von Zylinderdomänen bekannt, welche die magnetische Widerstandsänderung in ferro-magnetischen Materialien hoher Permeabilität ausnutzen, um das Auftreten oder Fehlen einer Zylinderdomäne festzustellen. Detektoren mit Erweiterungseinrichtungen bestehen aus einer Anzahl von Elementen mit hoher Permeabilität, welche derart angeordnet sind, daß sie die Zylinderform einer magnetischen Zylinderdomäne in eine gestrecktere Gestalt erweitern. Die Erweiterung der Zylinderdomäne wird erreicht, indem mehrere Säulen aus Elementen mit hoher Permeabilität, typischerweise winkelförmigen Elementen, in einer dreieckförmigen Anordnung auf einem Magnetplättchen angeordnet werden, welches die Zylinderdomänen trägt. Unter dem Einfluß eines magnetischen Drehfeldes wird bewirkt, daß die Zylinderdomänen in einem Datenstrom unter der Expansionseinrichtung fortbewegt werden. Die erste Säule mit hoher Permeabilität, auf welche eine Zylinderdomäne auftrifft, enthält nur einige Winkel, während nachfolgende Säulen eine zunehmende Länge aufweisen. Wenn die Zylinderdomäne.- sich unter der Einrichtung fortbewegt,

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wird sie durch die magnetische Wechselwirkung mit den sich verlängernden Säulen gestreckt. Die Messung erfolgt über den elektrischen Widerstand von einer der längeren Säulen mit hoher Permeabilität. Wenn eine längsgestreckte Zylinderdomäne unter dem Detektor hindurchgelangt, wird der Widerstand der Detektionssäule durch die Wechselwirkung des Magnetfeldes der Zylinderdomäne mit den Magnetfeldern der Elemente mit hoher Permeabilität geändert und dadurch das Auftreten einer Zylinderdomäne angezeigt. Die Zylinderdomäne wird dann weiter durch eine Folge von permeablen Säulen abnehmender Länge bewegt, um die Zylinderdomäne in ihre ursprüngliche Zylinderform zurückzuführen, wonach sie in den Datenstrom zurückgelangt. Die Gesamtvorrichtung besteht aus einer dreieckförmigen Anordnung von Elementen mit hoher Permeabilität, welche eine Zylinderdomäne in eine längliche Form verzerren, so daß die längsgestreckte Zylinderdomäne, welche unter einer Säule von Magnetelementen hindurchgelangt, entdeckt werden kann, wonach die Zylinderdomäne wieder in ihre ursprüngliche Gestalt zurückgeformt und in den Datenstrom zurückgeführt wird.

Bei derartigen Detektoren ergab sich bisher das Problem, daß das Signal/Rauschverhältnis unbefriedigend war. Das Rauschen des Ausgangssignals scheint verschiedene Ursachen zu haben. Bedeutsam ist dabei das "Schaltrauschen" welches durch das zufällige Umschalten von Zylinderdomänen in den Magnetelementen des Detektors erzeugt wird. Das Schaltrauschen ist daher proportional der Quadratwurzel der Anzahl von Magnetwinkeln in einer seriellen Säule. Da das Signal direkt propor-

der Anzahl
tional/der Winkel in der Säule ist hat man bisher versucht, das Signal/Rauschverhältnis solcher Detektoren dadurch zu verbessern, daß eine große Anzahl von Winkeln in der Detektorsäule verwendet wurden, beispielsweise wurden Detektoren mit einer mittleren Säule mit etwa 300 Winkeln verwendet. Die Verbindung großer Detektoren macht jedoch einen entsprechend großen Platzbedarf auf dem Magnetplättchen erforderlich, welcher

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anderenfalls zur Datenspeicherung in der Form von zirkulierenden Strömen von Zylinderdomänen verwendet werden könnten.

Eira andere Rauschquelle besteht in der Aufnahme von Magnetfluß an den elektrischen Verbindungen zwischen dem Detektor und den elektronischen Verstärkerschaltungen, die zur Abgabe eines Ausgangssignales verwendet werden. Das Rauschen aufgrund von magnetischer Beeinflussung erfolgt typischerweise bei der Frequenz des magnetischen Drehfeldes, welches zur Bewegung der Zylinderdomänen in dem Magnetplättchen verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderdomänendetektor der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher ein verbessertes Signal/Rauschverhältnis aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst gemäß Anspruch 1.

Der elektrische Widerstand von jeder von zwei angrenzenden Säulen hoher Permeabilität wird abgeführt und daraus das Auftreten einer Zylinderdomäne bestimmt, die unter dem Detektor hindurchgelangt. Die Säulen sind elektrisch miteinander als die beiden variablen Elemente einer Wheatstone-Brücke verbunden, deren Verstimmung durch einen Differenz-Verstärker verstärkt wird. Wenn eine Zylinderdomäne nacheinander unter den beiden Detektorsäulen hindurchgelangt, erzeugt der Differenzverstärker ein Ausgangssignal, welches im wesentlichen aus einem positiven Impuls und einem nachfolgenden negativen Impuls besteht, der genau eine Taktperiode eines magnetischen Feldes verzögert ist_f welches zur Bewegung der Zylinderdomänen in den Magnetplättchen verwendet wird. Es ist eine Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen, welche den Spannungspegel führt und zeitweilig bei einem ausgewählten Wert des positiven Impulses speichert. Genau um eine Taktperiode später wird der Spannungspegel an einem Punkt des negativen Impulses abgefühlt und ein Ausgangssignal erzeugt, welches der Differenz der beiden abgefühlten Spannungspegel entspricht.

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Die Amplitude des Ausgangssignales ist daher doppelt so groß wie die Amplitude, welche sich bei der Verwendung einer einzigen Detektionssäule ergäbe.Die Rauschspannung wird nur um den Faktor /T erhöht, was zu einem verbesserten Signal/ Rauschverhältnis führt. Da das Ausgangssignal sich aus einer Subtraktion von zwei Spannungspegeln ergibt, welche im Abstand von einer Taktperiode gemessen worden sind, wird das durch magnetische Einstreuung bei der Taktfrequenz erfolgende Rauschen gelöscht, was wiederum zu einem höheren Signal/ Rauschverhältnis führt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Anordnung der beiden Detektionssäulen direkt nebeneinander in einer einzigen Erweiterungseinrichtung. Dadurch wird sichergestellt, daß das Säulenpaar bezüglich des Widerstands abgestimmt ist, d.h. daß sie ein sehr ähnliches Verhalten hat. Folglich werden durch den Differenzdetektor durch Temperaturschwankungen bewirkte Gleichspannungsdrifterscheinungen oder andere Alterungsprobleme eliminiert. Somit sind keine externen Gleichspannungseinstellungen erforderlich, was wiederum vorteilhaft bei Anwendungen ist, bei denen die gesamte Elektronik in einer integrierten Schaltung untergebracht werden soll.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung braucht nur jede zweite Position in dem Datenstrom durch eine Zylinderdomäne besetzt zu sein. Eine erweiterte Zylinderdomäne braucht daher nur auf alternierenden Säulen mit hoher Permeabilität in dem Erweiterungsdetektor vorhanden zu sein, so daß die bei herkömmlichen Detektoren auftretenden Schwierigkeiten wegen der Kopplung zwischen den Zylinderdomänen auf angrenzenden Säulen eliminiert werden. In herkömmlichen Einrichtungen bewirkt die Kopplung zwischen angrenzenden Zylinderdomänen ein Schrumpfen oder Springen einer Zylinderdomäne in der Mitte eines Datenstromes, insbesondere wenn ein höheres magnetisches Gleichstromfeld angelegt wurde. Dieses Problem fällt nunmehr fort, wodurch es möglich ist, daß magnetische Vorspannungsfelder

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und Drehfelder in weiten Betriebsbereichen verwendet werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein zweiter mit dem ersten identische Erweiterungsdetektor vorgesehen, der solche Zylinderdomänen mißt, welche aus der Reihe der auf den ersten Detektor auftreffenden Zylinderdomänen entfernt sind. Da jeder Detektor nur halb mit Zylinderdomänen besetzt ist, können die Daten von den beiden Detektoren elektronisch ineinander gefügt werden, um eine Ausgangsdatengeschwindigkeit zu ergeben, welche die gleiche ist, wie die Datengeschwindigkeit der Zylinderdomänen in der Hauptspeichervorrichtung, während die vorteilhaften Betriebseigenschaften einer weniger dichten Datenfolge beibehalten werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert; es stellen dar: Fig. 1 einen Differenzdetektor für Zylinderdomänen gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung mit einem Paar von Erweiterungsgliedern für Zylinderdomänen;

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf des Betriebs der Vorrichtung gemäß Fig. 2

In Fig. 1 ist ein Abschnitt 11 einer Bahn zur Bewegung von magnetischen Zylinderdomänen auf einem Magnetplättchen bekannt. Die verschiedenen Arten bekannter Ausbreitungsbahnen für Zylinderdomänen haben gemeinsam, daß sie aus einem Magnetmaterial mit hoher Permeabilität hergestellt werden. Ein Beispiel einer solcher Bahn ist erläutert in P 24 06 743.4-53. Im Betrieb werden die Zylinderdomänen mit einem stabilen Durchmesser auf dem Magnetplättchen einem Vormagnetisierungsfeld ausgesetzt. Die Zirkulation der Zylinderdomänen auf der Bahn wird bewirkt durch ein externes magnetisches Drehfeld, wie in der vorgenannten Patentanmeldung erläutert ist. Beispielsweise wird angenommen, daß ein externes magnetisches Drehfeld Daten in der Form eines

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Stromes von magnetischen Zylinderdoiränen von links nach rechts auf der Bahn 11 hewegt. Bei einigen Detektoranorjidungen wird der Datenstrom nicht selbst gemessen, sondern der Datenstrom wird durch eine bekannte Art der Erzeugung von Zylinderdomänen nachgebildet. Die Bezugnahme auf einen zu messenden Datenstrom umfaßt auch einen Strom von auf diese Weise nachgebildeten Zylinderdomanen. Die Zylinderdomanen in diesem Strom fallen von links auf eine magnetische Zylinderdomänen-Erweiterungseinrichtung 13 auf. Die Erweiterungseinrichtung 13 besteht aus einer Reihe von Säulen von Elementen aus einem sehr permeablen Magnetmaterial . Diese Elemente sind als Winkel dargestellt. Eine Zylinderdomäne, die auf der Erweiterungseinrichtung 13 links ankommt, trifft zunächst auf eine winkelförmige Säule, die nur aus einigen wenigen Elementen mit hoher Permeabilität besteht. Wenn die Zylinderdomäne weiter nach rechts unter dem Einfluß des magnetischen Drehfeldes gelangt, durchquert sie Säulen mit zunehmender Anzahl von Winkelelementen. Unter dem Einfluß dieser zunehmend verlängerten Säulen wird die Zylinderdomäne in eine längsgedehnte Gestalt verzerrt, die ihre maximale Ausdehnung unter der längsten Säule der Winkelelemente hat. Zwei derartige Säulen 17 und 19 sind dargestellt. Nachdem die Zylinderdomäne durch die Säulen mit maximaler Länge gelangt ist, beginnt sie beim Durchlaufen nach rechts zu schrumpfen und nimmt schließlich wieder ihre ursprüngliche Zylinderform an und gelangt zurück in den Datenstrom auf einer anderen Bahn 15. Falls die zu messende Zylinderdomänen in der vorher beschriebenen Weise aus einem Datenstrom nachgebildet sind, ist es nicht erforderlich, die Zylinderdomanen nach der Messung zu erhalten, da der ursprüngliche Datenstrom selbst erhalten bleibt.

Das Auftreten einer Zylinderdomäne in dem Strom wird festgestellt durch eine Änderung des elektrischen Widerstandes jedes Paares von angrenzenden winkelförmigen Säulen 17 und 19, wenn die längsgestreckte Zylinderdomäne unter diesen Säulen durchgelangt. Die Detektorsäulen 17 und 19 sind elektrisch miteinander als die beiden variablen Elemente einer Wheatstone-Brücke verbunden, welche - außerdem Festwert-Widerstände 21 und 2 3 aufweist. Ein

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Differenzverstärker 25 spricht auf jede Verstimmung der Wheatstone-Brücke an. Wenn daher eine Zylinderdomäne von links nach rechts unter den Säulen 17 bzw. 19 gelangt, erzeugt der Verstärker 25 zunächst einen positiven Impuls, wenn die Zylinderdomäne unter der Säule 17 hindurchgelangt, während ein negativer Impuls mit ähnlicher Amplitude nachfolgend erzeugt wird, wenn die Zylinderdomäne unter der Säule 19 hindurchgelangt. Da die Zylinderdomäne sich von einer Säule zu einer angrenzenden Säule in einer Periode des angelegten magnetischen Drehfeldes bewegt, ist ersichtlich, daß die beiden Impulse durch genau eine Periode des Drehfeldes getrennt sind. Dieses Doppelsignal des Verstärkers 25 wird dann dem Eingang einer Signalverarbeitungsschaltung 27 zugeführt, welche einen Spannungspegel des positiven Impulses abfühlt und zwischenspeichert. Genau eine Taktperiode später fühlt die Signalverarbeitungsschaltung 27 den Spannungspegel des negativen Impulses ab und erzeugt-ein Ausgangssignal, welches der Differenz der beiden abgefühlten Spannungen entspricht, um das Auftreten einer Zylinderdomäne anzuzeigen. Dieses Detektiönsschema stellt sicher, daß jegliches Rauschen bei der taktfrequenz, beispielsweise das im Ausgangssignal vorhandene Rauschen durch induktive Einstreuung des externen magnetischen Drehfeldes, ausgelöscht wird. Der Betrieb einer speziellen Ausführungsform der Signalverarbeitungsschaltung 25 wird nachfolgend im einzelnen in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß Fig. 2 beschrieben. Dabei ergibt sich aus dem vorstehenden, daß die Amplitude des Differenzsignales den zweifachen Wert von jeder Hälfte des Doppelsignales haben kann. Die Verwendung eines Paares von Detektionsspalten oder -säulen trägt daher zu einem verbesserten Signal/Rauschverhältnis bei, welches bei herkömmlichen Detektoren mit einem einzigen Säulendetektor erfordern würde , daß die Erweiterungseinrichtung für die Zylinderdomänen einen wesentlich größeren Bereich auf dem Magnetplättchen einnehmen würde als es nunmehr erforderlich ist. Obgleich zur Zeit eine gewisse Erweiterung der Zylinder-

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domänen noch erforderlich ist, um ein annehmbares Signalniveau zu erreichen, kann möglicherweise die weitere Entwicklung von besseren Materialien zur Führung von magnetischen Zylinderdomänen eine Messung oder Feststellung dieser Zylinderdomänen mit wenig oder ohne Erweiterung ermöglichen. Die Verwendung des vorstehend erläuterten Detektionsschemas mittels eines derartigen Doppelsignales könnte natürlich auch ohne eine solche Erweiterung der Zylinderdomänen verwendet werden und wird möglicherweise den Bau eines Detektors ohne Erweiterungseinrichtung bei Materialien ermöglichen, welche sonst eine derartige Einrichtung benötigen würden.

Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist besonders wirkungsvoll, wenn die Zylinderdomänen des Datenstromes , welche auf die Erweiterungseinrichtung 13 auftreffen, nur jede zweite Position besetzen. Ein derartiger Betrieb stellt sicher, daß der Unterschied zwischen dem positiven Ausgangssignal, wenn eine Zylinderdomäne unter dem Detektor 17 hindurchgelangt, und einem negativen Signal, wenn die gleiche Zylinderdomäne unter dem Detektor 19 hindurchgelangt, einen einzigen von null verschiedenen Impuls bewirkt, wodurch das Vorhandensein einer Zylinderdomäne definitiv angezeigt wird. Falls andererseits verschiedene benachbarte Positionen mit Zylinderdomänen besetzt wären, ergäbe sich ein positiver Impuls, wenn die erste Zylinderdomäne auf den Detektor 17 auftrifft, während ein negativer Impuls nur dann auftreten würde , wenn die letzte Zylinderdomäne den Detektor 19 durchläuft. Zwischen diesen Impulsen ergäbe sich das Ausgangssignal null, nämlich die Differenz zwischen einem positiven Impuls aufgrund einer Zylinderdomäne und einem negativen Impuls aufgrund einer angrenzenden Zylinderdomäne auf dem angrenzenden Detektor. Bei dieser Betriebsart ohne alternierende Verdünnung der Zylinderdomänen im Datenstrom könnte eine unzweideutige Feststellung, ob ein Ausgangssignal null das Fehlen einer Zylinderdomäne oder deren

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Auftreten in einem Datenstrom angibt/ erforderlich machen, daß die Signalverarbeitungsschaltung 27 eine Einrichtung zum Speichern zusätzlicher Information enthält.

In der Praxis ist dementsprechend der Betrieb mit alternativer Ausblendung des Datenstromes vorzuziehen. Beispielsweise ist es üblich, Ausdehnungsdetektoren in einem Schleifensystem mit übergeordneten und untergeordneten Schleifen zu verwenden, bei dem Daten parallel in einer Folge von untergeordneten Speicherschleifen gespeichert sind. Diese Daten werden parallel, beispielsweise durch Duplizierung, an eine übergeordnete, den Detektor enthaltende Schleife übertragen. Die Daten werden in einfacher Weise in die Hauptschleife derart übertragen, daß sie nur jede zweite Position in der Bahn der Hauptschleife besetzen, wodurch die erforderliche Ausblendung für diese Betriebsart erreicht wird. Dieses hat den Vorteil, daß Zylinderdomänen niemals gleichzeitig auf direkt angrenzenden Säulen der Erweiterungseinrichtung 13 auftreten. Dadurch wird die Möglichkeit verhindert, daß eine Zylinderdomäne, welche zwischen zwei anderen Zylinderdomänen liegt, verzerrt oder beschleunigt wird, durch die Wechselwirkung zwischen den Magnetfeldern der verschiedenen Zylinderdomänen. Beim Betrieb mit alternierend fehlenden Zylinderdomänen können diese nur in jeder zweiten Position des Datenstroms vorhanden sein. Die Auslesegeschwindigkeit der Daten ist daher halb so groß wie die Umlaufgeschwindigkeit der Daten. Eine erhöhte Auslesegeschwindigkeit entsprechend der Datenumlaufgeschwindigkeit kann bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 erreicht werden. Um das Verständnis der Ausführungsform gemäß Fig. 2 zu erleichtern, wird auch Bezug genommen auf Fig. 3, welche in chronologischer Reihenfolge die verschiedenen Spannungen und Signale darstellt, die typischerweise im Betrieb auftreten.

In Fig. 2 ist schematisch die Bewegung einer magnetischen Zylinderdomäne in der Bahn 11 dargestellt. Diese Zylinder-

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domänen durchlaufen einen Abschnitt auf dieser Bahn während einer Periode des magnetischen Drehfeldes. Die Periode des magnetischen Drehfeldes verstimmt daher die Taktperiode der Anordnung, welche in der Zeile 1 in Fig. 3 dargestellt ist. Direkt neben der Ausbreitungsbahn 11 befindet sich ein Schalter 28 bzw. eine Weiche für die magnetischen Zylinderdomänen, welche diese entweder auf eine obere Spur oder eine untere Spur umlenkt. Die Weiche 2 8 kann beispielsweise aufgebaut sein, wie erläutert ist in der deutschen Patentanmeldung P 24 36 991.3-33. Typischerweise werden die auf die Weiche 28 auftreffenden Zyliiderdomänen auf die eine Spur abgelenkt, wenn die Weiche sich im passiven Zustand befindet, und sie werden auf die andere Spur abgelenkt, wenn die Weiche, beispielsweise durch einen Stromimpuls, betätigt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die Weiche 28 einmal während jeder zweiten Taktperiode des Betriebs betätigt wie aus Zeile 3 in Fig. 3 hervorgeht. Ein typischer Datenstrom auf der Bahn 11 ist in der Zeile 2 in Fig. 3 dargestellt, wobei eine logische "1" durch das Vorhandensein einer Zylinderdomäne in dem Datenstrom angezeigt wird, während das Fehlen einer Zylinderdomäne eine logische "O" anzeigt. Wenn dieser Datenstrom auf die Weiche 28 auftrifft, werden die in alternierenden Positionen befindlichen Zylinderdomänen in dem Datenstrom auf einen ersten Kanal "A" mit einer Erweiterungseinrichtung 13A für magnetische Zylinderdomänen gerichtet, während die in den übrigen Positionen verbleibenden Zylinderdomänen auf einen zweiten Kanal "B" mit einer identischen Erweiterungseinrichtung 13B gerichtet werden. Die Zeilen 4 und 5 in Fig. 3 stellen die Datenströme dar, welche jeweils auf die Kanäle A und B umgelenkt werden. Bei einer anderen Betriebsform kann der Datenstrom dupliziert werden, wie in Verbindung mit der Einrichtung gemäß Fig. 1 erläutert wurde. Ein zusätzliches Merkmal ist nunmehr, daß die duplizierten Zylinderdomänen von alternierenden Positionen in dem Datenstrom auf abwechselnde Kanäle zur Erfassung durch den Detektor gerichtet werden. Bei diesem Verfahren brauchen die ursprünglichen Daten nicht umge-

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lenkt zu werden. Es sei wiederum angemerkt, daß die Bezugnahme auf die durch den Detektor zu bestimmenden Zylinderdomänen sowohl Zylinderdomänen in einem Datenstrom als auch die aus einem Datenstrom duplizierten Zylinderdomänen umfaßt.

Wie in Verbindung mit Fig. 1 erläutert wurde, wird eine Zylinderdomäne, welche die Erweiterungseinrichtung 13A durchläuft, aus ihrer ursprünglichen Zylinderform in eine längsgestreckte Form verzerrt. Das Auftreten der Zylinderdomäne in dem Datenstrom des Kanals A wird durch ein Paar Detektoren 17A und 19A festgestellt, die in einer Wheatstone-Brücke enthalten sind, welche ein Paar Widerstände 21A und 23A und einen Differenzverstärker 25A enthält. Der entsprechende Vorgang findet statt, wenn im Kanal B eine erweiterte Zylinderdomäne die Detektoren 17B und 19B durchläuft, welche in einer Wheatstone-Brücke mit Widerständen 21B und 23B und einem Differenzverstärker 25B verbunden sind. Für die schematisch in den Zeilen 4 und 5 in Fig. 3 angedeuteten Daten ist das Ausgangssignal des Verstärkers 25A in der Zeile 6 in Fig. 3 dargestellt. Das Ausgangssignal umfaßt eine Folge von duplizierten Impulsen, von denen einer dem Auftreten einer einzigen Zylinderdomäne entspricht, die nacheinander unter den Detektoren 17A und 19A hindurchgelangt. In Zeile 7 ist eine Folge von duplizierten Impulsen dargestellt, die den Zylinderdomänen entsprechen, welche im Kanal B durch die Detektoren 17B und 19B hindurchgelangen. Nachdem die Zylinderdomänen in jedem Kanal jeweils die Erweiterungseinrichtung in diesem Kanal durchlaufen haben, werden sie zu einem einzigen Datenstrom auf einer Ausbreitungsbahn 15 durch eine andere Weiche 30 für Zylinderdomänen vereinigt. Falls die Zylinderdomänen aus einem Datenstrom dupliziert worden sind, ist es nicht erforderlich, diese zu rekombinieren oder nach dem Durchlaufen durch den Detektor zu erhalten, da der ursprüngliche Datenstrom erhalten bleibt. In diesem Fall ist also keine Weiche erforderlich.

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Um ein optimales Signal/Rauschverhältnis des Ausgangssignales des Detektors zu erhalten, enthält jeder Kanal in der dargestellten Vorrichtung eine SignalVerarbeitungsschaltung, welche ein Paar von Spannungspegeln in dem duplizierten Impuls abfühlt, und zwar genau im Abstand von einer Taktperiode, und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Unterschied der beiden Spannungspegel eine vorgegebene Schwellwertspannung übersteigt, Dieser Vergleich kann beispielsweise mittels der Schaltung gemäß Fig. 2 ausgeführt werden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 arbeitet ein Teil der Signalverarbeitungsschaltung als Analogspeicher, der Kondensator kann über einen Transistor-Rückstellschalter 29A geerdet werden.Wie beispielsweise durch Zeile 8 in Fig. 3 erläutert wird, wird der Schalter 29A zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einmal in jeder zweiten Taktperiode geöffnet und bewirkt die Kondensatoraufladung entsprechend dem Doppelsignal am Ausgang des Verstärkers 2 5A. Diese Anordnung arbeitet als Analogspeicher, so daß eine duplizierte Spannung, beispielsweise gemäß Zeile 6 in Fig. am Ausgang des Verstärkers 25A ein Signal erzeugt, wie es beispielsweise in Zeile 9 in Fig. 3 auf der Ausgangsseite des Kondensators 26A dargestellt ist. Im zweiten Abschnitt dieses Signales fehlt jegliches Rauschen im Rythmus der Taktfrequenz. Diese Spannung wird dem einen Eingang eines herkömmlichen Spannungskomparators 31A zugeführt. Der Komparator 31A vergleicht den Signalimpuls am Eingang mit einer Schwellwertspannung "V ", wobei ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die Signalspannung die Schwellwertspannung übersteigt. Das Signal/Rauschverhältnis kann weiter verbessert werden, indem die Spannungsform abgetastet und ein Ausgangssignal nur während eines vorbestimmten Teils der Taktperiode erzeugt wird. Dieses wird erreicht, indem das Ausgangssignal des Komparators 31A einem Eingang eines UND-Gliedes 3 3A zugeführt wird. Dem anderen Eingang des UND-Gliedes 33A wird ein Auftastsignal zugeführt, welches ein genau bestimmtes Zeitintervall während einer Taktperiode festlegt, während dessen das UND-Glied 33A aufgetastet wird, so daß ein Ausgangs-

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signal erzeugt wird, wenn an dem mit dem Komparator 31A verbundenen Eingang ein Signal anliegt. Wenn es bekannt ist, daß ein hohes Signal/Rauschverhältnis besser erreicht wird, wenn ein Signal während eines bestimmten Abschnittes einer Taktperiode bestimmt wird, kann das UND-Glied 33A während der gewünschten Phase der Periode aufgetastet werden. In Zeile 10 der Fig. 3 ist schematisch ein Auftastimpuls für das UND-Glied 33A dargestellt, der in demjenigen Zeitpunkt einer Taktperiode zugeführt wird, in welchem das optimale Signal/Rauschverhältnis erwartet wird. Zur optimalen Unterdrückung von Rauschen, das durch induktive Einströmung verursacht ist, sollte der Auftastpunkt eine Taktperiode nach dem öffnen der Weiche 29A erfolgen. Zeile 11 in Fig. 3 erläutert das Datenausgangssignal vom UND-Glied 33A beim Durchlaufen des Stromes von magnetischen Zylinderdomänen durch diesen Kanal.

Ein entsprechender Vorgang findet statt bezüglich der den Kanal B durchlaufenden magnetischen Zyliiderdomänen. Zeilen 12 und 13 in Fig. 3 erläutern den Rückstell- und Auftasttakt für den Kanal B, während die Zeile 14 das Eingangssignal für einen Spannungskomparator 31B in diesem Kanal darstellt. Zeile 15 in Fig. 3 stellt schematisch die Ausgangsdaten vom UND-Glied 33A dar. Schließlich werden die Daten von den Kanälen A und B einem ODER-Glied 35 zugeführt, welches einen endgültigen Datenstrom gemäß Zeile 16 in Fig. 3 erzeugt. Durch die Verwendung von zwei identischen Kanälen und das Verschmelzen der Datenausgänge werden die Vorteile des Betriebs mit einem alternativ ausgeblendeten Dätenstrom beibehalten, während andererseits die optimale Datenerfassungsgeschwindigkeit erhalten wird, die durch die Taktfrequenz des die Zylinderdomänen antreibenden Magnetfeldes bestimmt wird.

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Claims

Hewlett-Packard Company 2. Mai 19 75

Case 874 KS/ps

PATENTANSPRÜCHE

(Iy Vorrichtung zum Bestimmen der magnetischen Zylinderdomänen, die sich in einem Strom auf einem Magnetplättchen entsprechend einem angelegten magnetischen Drehfeld ausbreiten, mit einer ersten Erweiterungseinrichtung, welche eine erste Anzahl von Magnetelementen zur Erweiterung der Gestalt der zu bestimmenden magnetischen Zylinderdomänen und zur Führung der Zylinderdomänen längs eines Detektorkanales enthält, ersten und zweiten Detektoren mit einem Paar von angrenzenden Elementen der ersten Anzahl von Magnetelementen und einer ersten Signalverarbeitungseinrichtung, die elektrisch mit den ersten und zweiten Detektoren verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Detektoren (17, 19) ein elektrisches Doppelsignal erzeugen, welches verschiedene zeitlich entsprechend einer längsgedehnten, zu bestimmenden magnetischen Zylinderdomäne getrennte Abschnitte aufweist, und die erste SignalVerarbeitungsschaltung zwei Spannungspegel der verschiedenen Abschnitte des elektrischen Doppelsignales vergleicht und ein Datenausgangssignal erzeugt, wenn der Unterschied zwischen den beiden Spannungspegeln einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Detektoren ein elektrisches Doppelsignal mit einem positiven Abschnitt und einem negativen Abschnitt erzeugen und die erste Signalverarbeitungsschaltung einen Spannungspegel auf einem der positiven und negativen Abschnitte abfühlt und speichert, einen anderen Spannungspegel auf dem anderen der positiven und negativen Abschnitte abfühlt und ein Datenausgangssignal erzeugt, wenn der Unterschied der beiden Spannungspegel einen vorbestimmten Wert überschreitet und die beiden abgefühlten Spannungspegel um eine Periode

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des angelegten magnetischen Drehfeldes zeitlich getrennt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Detektoren weiterhin ein Paar Widerstandselemente (21, 23) enthalten, die in einer Wheatstone-Brücke mit dem Paar von Magnetelementen der ersten Vielzahl von Erweiterungseinrichtungen verbunden sind und Änderungen des elektrischen Widerstandes des Paares von Magnetelementen aufgrund von magnetischen Zylinderdomänen festgestellt werden, die in die Nähe der Elemente kommen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzahl von Magnetelementen eine Reihe von Säulen aus winkelförmigen Elementen aufweist, und jeweils aufeinanderfolgende Säuleneine zunehmende Anzahl von winkelförmigen Elementen bis zu einer vorbestimmten Zahl von Elementen aufweisen und die Anzahl der Elemente danach wieder abnimmt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Erweiterungseinrichtung (13B) mit einer zweiten Anzahl von Magnetelementen zur Erweiterung der Gestalt der zu bestimmenden magnetischen Zylinderdomänen und zur Führung der Zylinderdomänen längs eines Detektorkanales vorgesehen ist, dritte und vierte Detektoren (17B, 19B) ein anderes elektrisches Doppelsignal mit verschiedenen, zeitlich aufgrund einer zu bestimmenden Zylinderdomäne getrennten Abschnitten erzeugen, <jie dritten und vierten Detektoren ein Paar > von Elementen der zweiten Anzahl von Magnetelementen aufweisen, die zweite Signalverarbeitungsschaltung elektrisch mit den dritten und vierten Detektoren zum Vergleich von zwei Spannungspegeln verschiedener Abschnitte des anderen elektrischen Doppelsignales verbunden sind und ein Datenausgangssignal erzeugen fWenn der Unterschied zwischen den beiden Spannungspegeln einen vorbestimmten Wert überschreitet und eine Kombinationseinrichtung (30) die Datenausgangssignale von den ersten und zweiten Signalverarbeitungsschaltungen zu einem kombinierten

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Datenausgangssignal zusammenpaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Detektoren (17, 19) ein elektrisches Doppelsignal mit einem positiven Abschnitt und einem negativen Abschnitt erzeugen, die erste Signalverarbeitungsschaltung einen Spannungspegel eines der positiven und negativen Abschnitte abfühlt und speichert und einen anderen Spannungspegel des anderen der positiven und negativen Abschnitte abfühlt und ein Datenausgangssignal erzeugt, wenn der Unterschied der beiden Spannungspegel einen vorbestimmten Wert übersteigt, die beiden von der ersten Signalverarbeitungseinrichtung abgefühlten Spannungen zeitlich um eine Periode des angelegten magnetischen Drehfeldes getrennt sind, die dritten und vierten Detektoren ein anderes elektrisches Signal erzeugen, welches einen positiven Abschnitt und einen negativen Abschnitt aufweist, die zweite Signalverarbeitungseinrichtung einen Spannungspegel auf einem der zuletzt genannten positiven und negativen Abschnitte abfühlt und speichert, einen anderen Spannungspegel des anderen der zuletzt genannten positiven und negativen Abschnitte abfühlt und ein Datenausgangssignal erzeugt, wenn der Unterschied dieser beiden zuletzt genannten Spannungspegel einen vorbestimmten Wert überschreitet, und die beiden durch die zweite Signalverarbeitungseinrichtung abgefühlten Spannungen zeitlich um eine Periode des angelegten magnetischen Drehfeldes getrennt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Detektoren ein Paar von Widerstandselementen aufweisen, die elektrisch in einer Wheatstone-Brücke mit dem Paar von Elementen der ersten Anzahl von Magnetelementen verbunden sind und die dritten und vierten Detektoren ein anderes Paar von Widerstandselementen aufweisen, die elektrisch in einer Brückenschaltung mit dem Paar von Elementen der zweiten Anzahl von Magnetelementen verbunden sind.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anzahlen von Magnetelementen der ersten und zweiten Erweiterungseinrichtungen eine Reihe von Säulen mit winkelförmigen Elementen aufweisen, und aufeinanderfolgende Säulen zunehmende Anzahlen von winkelförmigen Elementen bis zu einer vorbestimmten Anzahl und danach abnehmende Elementezahlen aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Weiche für magnetische Zylinderdomänen zwischen den ersten und zweiten Erweiterungseinrichtungen

' vorgesehen ist und die magnetischen Zylinderdomänen in abwechselnde Positionen des Datenstromes auf den ersten bzw. zweiten Erweiterungseinrichtungen richtet und eine zweite Weiche für magnetische Zylinderdomänen mit den ersten und zweiten Erweiterungseinrichtungen zur Rekombination der gerichteten magnetischen Zylinderdomänen in einen kombinierten Datenstrom verbunden ist.

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