DE2624614A1 - MAGNETIC PLAYBACK WITH MAGNETO RESISTANT ELEMENT - Google Patents
MAGNETIC PLAYBACK WITH MAGNETO RESISTANT ELEMENTInfo
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- G01R33/09—Magnetoresistive devices
Description
N. V.PHILIPS«GLOEILAMPENFABRIEKEN, EINDHOVEN/HOLLANDN. V. PHILIPS «GLOEILAMPENFABRIEKEN, EINDHOVEN / HOLLAND
"Magnetische Wiedergabeanordnung mit Magnetowiderstandselement" "Magnetic display device with magnetoresistance element"
Die Erfindung betrifft eine magnetische Wiedergabeanordnung zum Detektieren von Daten darstellenden Magnetfeldern auf einem in bezug auf die Wiedergabeanordnung relativ bewegbaren magnetischen Aufzeichnungsmedium mit einem \»/enigstens nahezu recht~ eckigen Streifen aus Magnetov/iderstandsinaterial mit einem freien Rand, der dem Aufzeichnungsmedium zugekehrt wird, und mit zwei elektrischen Anschlüssen an einander gegenüberliegenden Enden des Streifens zum Verbinden mit einer eine Stromquelle enthaltenden elektrischen Schaltung zum Detektieren von Widerstands änderungen♦The invention relates to a magnetic display device for detecting magnetic fields representing data on a Relatively movable magnetic recording medium with respect to the reproducing arrangement with a \ »/ at least nearly right ~ angular strips of magnetov / resistance material with a free edge facing the recording medium, and with two electrical connections at opposite ends of the strip for connection to a power source containing electrical circuit for detecting changes in resistance ♦
Magnetische Widergabeanordnungen, in denen ein Kagnetowiderstandselenent als Abtastelement verwendet wird, sind beispielsweise aus äen USA-Patentschriften 3.493.694 und 3.691.540 bekannt. Die Wirkung derartiger Magnetowiderstandsköpfe be.siert auf der Verwendung eines auf einem nicht magnetischen Substrat angeordneten streifenförmigen Element aus einem ferro« magnetischen metallischen Material wie Ni-Fe, das in unmittelbarer Nähe eines magnetischen Aufzeichnungsmediunis oder in Kontakt damit gebracht vird, um den Dateninhalt wiederzugeben. Das Feld des Aufzeichnungsraediums bewirkt Änderungen im K'Ägnetisieruiigöxustand des Elements und moduliert seinen Widerstand über den sogenannten Magnetov/iderstandsoffokt« Dies bedeutet,Magnetic playback arrangements in which a Kagnetowiderstandselenent is used as a sensing element, for example, from AEEN US Patents 3,493,694 and 3,691,540 known. The effect of such magnetoresistive heads is based on the use of a strip-shaped element arranged on a non-magnetic substrate and made of a ferromagnetic metallic material such as Ni-Fe, which is brought into close proximity to a magnetic recording medium or in contact with it, in order to reproduce the data content. The field of the recording medium causes changes in the K'Ägnetisieruiigöxustand the element and modulates its resistance via the so-called Magnetov / resistanceoffokt «This means
PHN 80f>0PHN 80f> 0
609882/1022609882/1022
262A6H262A6H
daß, wenn das Aufzeichnungsmedium den Kopf passiert, die auf dem Medium vorhandenen Daten darstellenden Magnetfelder das Spinsystem des Magnetowiderstandselements drehen, v/odurch sich der Widerstand ändert. Auf diese Weise nimmt das Ausgangssignal einer externen elektrischen Schaltung, die mit dem Element verbunden ist, die Form von Strom- und Spannungsänderungen an, die die im Aufzeichnungsmedium gespeicherten Daten darstellen. Hierzu sind die Enden des Elements mit einer Stromquelle verbunden, die einen Meßstrom liefert, der sowohl ein Gleichstrom als auch ein Wechselstrom sein kann. Ein Rand des Elements ist im Betrieb dem Aufzeichnungsmedium zugewandt. Für eine gute Wirkung ist es wichtig, daß sich dieser Rand möglichst nahe beim Aufzeichnungsmedium befindet, vorzugsweise damit in Berührung ist. Hierdurch nimmt jedoch die Abmessung des Elements senkrecht zu diesem Rand (die Höhe) im Betrieb durch Verschleiß ab. Um die gute Wirkung des Elements möglichst lange aufrecht zu erhalten, möchte man also die Höhe möglichst groß wählen, beispielsweise. 100 Mikron. Für eine gute Widergabe kurzer Wellenlängen darf die Höhe jedoch nicht zu groß gewählt werden und beträgt zweckmäßig 5 bis 10 Mikron.that when the recording medium passes the head, the magnetic fields representing data present on the medium are the Rotate the spin system of the magnetoresistance element, v / o through which the resistance changes. This way the output signal increases an external electrical circuit connected to the element, the shape of current and voltage changes representing the data stored in the recording medium. To do this, the ends of the element are connected to a power source connected, which supplies a measuring current, which can be both a direct current and an alternating current. One edge of the Elements faces the recording medium in use. For a good effect it is important that this edge is as close as possible is close to the recording medium, preferably in contact therewith. However, this increases the size of the element perpendicular to this edge (the height) during operation due to wear. In order to maintain the good effect of the element for as long as possible To get, you want to choose the height as large as possible, for example. 100 microns. For a good reproduction of short wavelengths however, the height must not be too great and is expediently 5 to 10 microns.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für dieses Problem eine Lösung zu geben. Die erfindungsgemäße magnetische Wiedergabeanordnung ist dazu dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle einen hochfrequenten Wechselstrom mit einer Frequenz co, The invention is based on the object of providing a solution to this problem. The magnetic display device according to the invention is characterized in that the power source is a high-frequency alternating current with a frequency co,
ρ y ρ y ΈΈ
liefert, die größer ist als "tjq, wobei /u die magnetische Permeabilität in Henry/m des ' Magnetowiderstandsmaterials, )'that is greater than "tjq, where / u is the magnetic permeability in henry / m of 'magnetoresistive material,)'
2 der spezifische Widerstand in Ohm.m und D der Querschnitt in ei2 is the specific resistance in Ohm.m and D is the cross-section in ei
Durch Betreiben des Streifens aus Magnetowiderstandsmaterial mit einarn derartigen hochfrequenten Strom bewirkt der laterale Skineffekt eine Stromteilung im Streifen. Diese Stromteilung kennzeichnet sich durch eine Konzentration des Stromes an den Streifenrändera, und zwar an dom dem Aufzeichnungsmedium zugrc?-By operating the strip of magnetoresistive material with such a high frequency current, the lateral Skin effect a current division in the strip. This current division is characterized by a concentration of the current on the Strip edges, namely at the top of the recording medium?
FrIM 8050 609882/1022 - 3 -FrIM 8050 609882/1022 - 3 -
262A6U262A6U
wandten Rand und ain gegenüberliegenden Rand. Hierdurch ist es möglich, bei einer verhältnismäßig großen Höhe des Streifens dennoch eine große Empfindlichkeit zu erreichen.turned edge and ain opposite edge. This is it is possible to achieve a high sensitivity with a relatively large height of the strip.
Vorzugsweise wird in der erfindungsgemäßen Anordnung als Stromquelle ein Gunn-Effekt-Oszillator oder L.S.A.-Oszillator angewandt. Oszillatoren dieser Art liefern bei den im Rahmen der Erfindung erforderlichen Frequenzen eine ausreichende Leistung.A Gunn effect oscillator or L.S.A. oscillator is preferably used as the current source in the arrangement according to the invention applied. Oscillators of this type provide sufficient frequencies for the frequencies required within the scope of the invention Power.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt.The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail. It shows.
Fig. 1 schematisch eine magnetische Wiedergabeanordnung mit Magnetowiderstandsstreifen der Art, auf die sich die Erfindung betrifft.Figure 1 shows schematically a magnetic display device with magnetoresistive strips of the type to which the invention relates regards.
Fig. 2 den Magnetowiderstandsstreifen nach Fig. 1 im Schnitt, bei dem die Stromteilung angegeben ist, die bei der Ausführungsform nach der Erfindung auftritt.FIG. 2 shows the magnetoresistive strip according to FIG. 1 in section, in which the current division is indicated, which in the embodiment occurs according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine magnetische Wiedergabeanordnung mit einem auf einem nichtmagnetischen Substrat 3 angeordneten Streifen aus magnetischem Widerstandsmaterial 1 und eine damit verbundene Stromquelle 2. Die Quelle 2 ist eine hochfrequente Wechselstromquelle, die den Meßstrom I 'durch den Streifen 1 sendet. Die Spannung zwischen den Klemmen 7 und 8 des Streifens 1 ist mit V_ angegeben und wird mit Hilfe des Meßgerätes k gemessen. Diese Spannung ist ein Maß für die Daten darstellenden Magnetfelder 6 aus dem magnetischen Aufzeicznungsmedium 5, mit. dem sich der Streifen 1 in magnetischer Kopplung befindet. Hierbei steht der Streifen 1 senkrecht auf der Fläche des Aufzeichnungsmediums 5. Die Abmessungen des Streifens 1 sind mit den Buchstaben a, b und c bezeichnet, wobei a die Höhe des Streifens und b die Dicke ist. Für den Streifen 1 v/erden dünne Schichten von Materialien benutzt, von denen Ni-Fe mit einer1 shows a magnetic display device with a strip of magnetic resistance material 1 arranged on a non-magnetic substrate 3 and a current source 2 connected thereto. The voltage between the terminals 7 and 8 of the strip 1 is indicated by V_ and is measured with the aid of the measuring device k . This voltage is a measure of the data representing magnetic fields 6 from the magnetic recording medium 5, with. which the strip 1 is in magnetic coupling. Here, the strip 1 is perpendicular to the surface of the recording medium 5. The dimensions of the strip 1 are denoted by the letters a, b and c, where a is the height of the strip and b is the thickness. Thin layers of materials are used for the strip 1, of which Ni-Fe with a
8050 609882/10228050 609882/1022
Dicke zwischen 200 und 2000 S das üblichste ist.Thickness between 200 and 2000S is the most common.
Wenn dafür gesorgt wird, daß die Stromquelle 2 einen Meßstrom I mit einer Frequenz u, . liefert, die größer ist alsIf it is ensured that the current source 2 has a measuring current I with a frequency u,. returns that is greater than
ο (i S Xο (i SX
■ ■■' » und wenn a »* b, was für die Anwendung als Magnetkopf erade gewünscht ist, wird durch das Auftreten des sogenannten lateralen Skineffekts der Meßstrom an den zv/ei sich gegenüberliegenden Rändern des Streifens 1 wie nach Fig. 2 zentriert, welche Figur einen Schnitt durch den Streifen 1 darstellt, in der der Skineffekt durch eine Schraffierung dargestellt ist. Hierbei sei bemerkt, daß bei Magnetowiderstandselementen die Abmessung a tatsächlich um viele Male größer ist als die Abmessung b. Beispielsweise ist a = 100 /um und b = 0,1 /um. Bei einem spezifischen Widerstand / = 15.10 0hm.m und einer relativen magnetischen Permeabilität /U =10 ist für einen derartigen Streifen die Größe der Grenzfrequenz (die Frequenz, über der der laterale Skineffekt auftritt) dann 1519,8 MHz. Diese Frequenz liegt gerade im Bereich, für den mit Gunn-Effekt oder L.S.A.-Oszillatoren eine ausreichende Leistung für die betreffende Ausführungsform erreicht ist (10 mV/ in Cv/. operation mit einem Wirkungsgrad von 2-5 %).■ ■■ '»and if a» * b, which is just desired for use as a magnetic head, the occurrence of the so-called lateral skin effect will center the measuring current at the two opposite edges of the strip 1 as shown in FIG. which figure shows a section through the strip 1, in which the skin effect is shown by hatching. It should be noted here that, in magnetoresistive elements, the dimension a is actually many times larger than the dimension b. For example, a = 100 / µm and b = 0.1 / µm. With a specific resistance / = 15.10 ohm.m and a relative magnetic permeability / U = 10, the size of the cut-off frequency (the frequency above which the lateral skin effect occurs) is then 1519.8 MHz for such a strip. This frequency is precisely in the range for which sufficient power for the embodiment in question is achieved with the Gunn effect or LSA oscillators (10 mV / in Cv /. Operation with an efficiency of 2-5 %) .
Durch die Konzentration des Stromes an den Streifenrändern kann die Abmessung a so groß gewählt v/erden, daß eine größere Verschleißfestheit erreicht wird, als bei den bekannten Umsetzanordnungen der eingangs erwähnten Art möglich ist. Je größer a ist, desto mehr sinkt das entmagnetisierende Feld im Inneren des Streifens ab, wodurch die Empfindlichkeit für externe Felder größer wird und der Ernpfindlichkeitsverlust durch Konzentration des Meßstromes am Rande des Streifens 1, der sich weit vom Aufzeichnungsmedium 5 befindet, ausgeglichen.By concentrating the current at the edges of the strip, the dimension a can be chosen to be so large that a larger one Wear resistance is achieved than is possible with the known relocating arrangements of the type mentioned. The bigger a, the more the demagnetizing field inside the strip decreases, reducing the sensitivity to external Fields become larger and the loss of sensitivity through concentration of the measuring current at the edge of the strip 1, which is located far from the recording medium 5, is balanced.
A >' ~! Γ'~> f T.T"r> . A >' ~! Γ '~> f TT "r>.
PHN 8050 609882/1022 -5PHN 8050 609882/1022 -5
Claims (6)
ßer ist als —w , wobei /U die magnetische Permeabilität in Henry/m des Magnetowiderstandsiaaterials, Γ der spezifische8 )
is greater than —w, where / U is the magnetic permeability in Henry / m of the magnetoresistive material, Γ the specific
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