DE2632371A1

DE2632371A1 - Magnetkopfanordnung zum lesen magnetischer informationen und ableiten von servoinformationen

Info

Publication number: DE2632371A1
Application number: DE19762632371
Authority: DE
Inventors: Charles Chia-Hsiung Lin
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1976-07-17
Publication date: 1977-02-24
Also published as: GB1536735A; GB1539174A; CA1068401A; FR2321169A1; JPS5223925A; IT1063687B; JPS5732404B2; FR2321169B1; US4012781A

Description

263237ί

hz-fe

Angelderins International Business Machines

Corporation, Tlrmonk, H. Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: IJeuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: SA 974 054

Magnetkopfanordnung zum Lesen magnetischer Informationen und Ableiten von Servoinformationen

Die Erfindung betrifft eine Magnetkopfanordnung mit zumindest zwei LeSeeleraenten zum Lesen von Informationen von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium und zum Ableiten von Servoinformationen aus den gelesenen Signalen zur Spurfolge.

Speicheranordnungen/ uie eine Spur aus magnetischen Flußübergängen zur Datenaufzeichnung benutzen, sind heutzutage in der Datenverarbeitung zur Aufzeichnung von Informationen üblich. Die Dateninformation in Gestalt von f-Iagnetflußübergangen wird durch geeignet positionierte Hagnetkopfanordnungen von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium gelesen, wobei die Magnetkopfanordnung direkt über der Spur angeordnet ist. Um die Kopfanordnung in geeigneter Lage über der Spur zu halten, ist im allgemeinen ein Spurfolge-Servosystem in die Kopfsteuerung eingebaut.

Bekannte Kopfpositioniersysteme erhalten ihre Positionsinformationen entweder von besonderen Servosignalen, die auf dem Magnetmedium entlang der Datenspuren, mit denen sie ausgerichtet sind, aufgezeichnet sind, und mit denen sie ausgerichtet gehalten werden sollen, oder es wird die Datenspur selbst als Servosignal zur Positionierung der Kopfanordnung benutzt. Die besonderen Servosignalspuren benutzen verschiedene Verfahren, beispielsweise besondere Flußübergänge, getrennte Servoinformationsschichjten, Phasendiskriminierungsvorrichtungen und besondere Servofrequenzen, um die Lage des Kopfes anzuzeigen und seine genaue Aus-

70 9808/0 7 51

richtung durch das Pos it ioniersy stern vorzunehmen.

rüne Magnetkopfanordnung auch zum Zwecke der Ali leitung von Servoinformationen gemäß der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der US-Patentschrift 3 246 307 bekannt. Danach wird di-s Datenspur in zweifacher Weise benutzt. Neben der Aufgabe der Datenspeicherung werden aus den Dateninformationen Servoinfor-iationen für die Steuerung der Positionierung eines oder mahrerar Magnetköpfe abgeleitet, die magnetisch iait den Datens^uren zusammenarbeiten. Dadurch wird die Notwendigkeit für getrennte Servo spuren auf der Datenplatte oder auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium vermieden, während gleichzeitig der Vorteil des Servopositioniersystems aufrechterhalten wird, um die genaue Ausrichtung eines oder mehrerer Magnetköpfe in bezug auf die eng beabstandeten Datenspuren zu gewährleisten. Diese bekannte Anordnung benutzt zwei getrennte Leseelemente, die in einem gewissen Abstand voneinander in genauer Ausrichtung quer zur Richtung der Datenspur angeordnet sind und simultan den gleichen Magnetfluß-Übergang feststellen. Durch den Abstand in Richtung quer zur Datenspur, den Abstand der zwischen den Arbeitsspalten vorhanden ist, wird ein Teil der Datenspur nicht abgetastet. Dieser sogenannte Totbandbereich vermindert die Möglichkeit, der genauen Zentrierung der Kopfanordnung über der Datenspur, da dieser mittlere Bereich nicht abgetastet ist. Der Fehler des Servosignals entspricht zumindest der Breite dieses Totbandes. Da jedoch dieses Totband relativ schmal ist, hat er in der Praxis im Vergleich izu der Breite des abgetasteten Magnetflusses eine nicht so groiße Rolle gespielt, jedoch ist die Herstellung solcher eng beabstandeter Leseelemente sehr schwierig. Dies spielt eine umso grö- ;ßere Rolle, je schmaler die Datenspuren werden und je größer die Schreibdichte auf der Datenspur ist, was eine steigende Tendenz in der Weiterentwicklung von magnetischen Aufzeichnungsverfahren darstellt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, bei der Magnetkopfanordnung der eingangs genannten Art die Anordnung so zu gestalten, daß kein

SA 974 054

709808/0751

Totband entsteht, d.h., daß auch der mittlere Bereich der Datenspu^: für die Gewinnung der Servoinforraationen mitabgetastet wird, daß ! darüberhinaus die Magnetkopfanordnung derart gestaltet ist, daß ; sie dem steigenden Bedürfnis, nach größerer Informationsdichte auf ! dem magnetischen Aufzeichnungsträger und genauer Positionierung in¹ ausreichender Weise gerecht wird und daß mit möglichst wenig Auf- ■■ wand genügend große Signale erhalten werden. ;

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. ;

Durch die Verwendung magnetoresistiver Leseelemente und deren ' ;besondere Gestaltimg ist es gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise möglich, das Problem nichtabgetasteter Spurbereiche ; das sogenannte Totbandproblem, zu eliminieren, weiterhin die
Voraussetzungen zu schaffen, die Magnetkopfanordnung sehr korn- ; pakt und klein zu bauen, da sich magnetoresistive Elemente in ^ Dünnschichttechnik gut ausführen lassen, und die den magnetoresistiven Elementen innewohnende positive Eigenschaft guter Signalamplituden optimal auszunutzen. Dies selbstverständlich bei jder Möglichkeit, bei gleichzeitiger Auslesung von Dateninforma- j tionen die notwendigen Servoinforraationen für die Positionierung ; der Magnetkopfanordnung zur Spurfolge zu gewinnen. i

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Magnetkopfanordnung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Benutzung von magnetoresistiven Elementen zur Abtastung
von magnetischen Informationen beinhaltet das Problem, daß das
magnetoresistive Element vorgespannt werden muß, um den richtigen Arbeitspunkt auf der Magnetisierungskurve zu haben. Dieses Problem ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 364 751
dargelegt und nach dem dortigen Vorschlag dadurch gelöst, daß
eine besondere Vorspannschicht aus weichmagnetischem Material
auf das eigentliche magnetoresistive Schichtmaterial aufgebracht

SA 974 054

709808/0751'

list. Teilaufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine solche be™ !sondere Vorspannschicht zu vermeiden. Dies wird ebenfalls durch i die im Anspruch 1 genannten i-ierkmale erzielt.

Sine Hagnetkopf anordnung mit zwei rnagnetoresistiven Elementen, die magnetostatisch miteinander gekoppelt sind, ist an sich bekannt und in der US-PS 3 860 965 beschrieben. Diese bekannte Anordnung sieht die zwei magnetoresistiven Leseelemente als Bauteile für ein Leseelement vor, um auf termischen Schwankungen berührende Arbeitspunktverschiebungen auszugleichen. Dabei wird !das vom Betriebsstrom in jedem magnetoresistiven Element erzeug- ^!te Magnetfeld für die Vormagnetisierung des benachbarten magneto-'resistiven Elementes verwendet und umgekehrt. Diese Anordnung ist jedoch nicht für die Möglichkeit geeignet und ausgelegt, mit den benachbarten magnetoresistiven Elementen gleichzeitig Servoinformationen für die Spurfolge abzuleiten.

Die gemäß der Erfindung gestaltete Magnetkopfanordnung enthält zumindest zwei magnetoresistive Elemente von etwa gleicher Dimensionierung. Jedes Element ist dabei in einem Abtastabschnitt und einen Vorspannabschnitt aufgeteilt, wobei der Vorspannabschnitt eines Elementes mit dem Abtastabschnitt des benachbarten Elementes magnetostatisch gekoppelt ist und umgekehrt. Dia magnetoresistiven Elemente sind elektrisch voneinander isoliert und mit elektrischen Stromzuleitungen verbunden, die vorzugsweise für die Definierung der Abtast- und Vorspannabschnitte benutzt werden.

Die elektrischen Leiter führen den Betriebsstrom zu dem Abtastabschnitt jedes Elementes zu. Durch diesen Strom, der auf dera magnetoresistiven Element dann im Abtastabschnitt durch dieses selbst fließt, wird in dieser Strecke ein Magnetfeld erzeugt,-das den Vorspannabschnitt des benachbarten Elementes magnetisch vorspannt. Der Vorspannabschnitt dieses benachbarten Elementes

SA 974 054

709808/0751

erzeugt seinerseits rückwirkend ein magnetisches Feld/ das die lineare Vorspannung in dem Abtastabschnitt des benachbarten magnetischen Elementes erzeugt. Die Größe des Vorspannfeldes ist eine Funktion des Betriebsstromes.

Ein bevorzugtes Äusführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet, daß die Magnetkopfanordnung zum Lesen magnetisch aufgezeichneter Informationen als auch zur Ableitung von Servoinformationen aus diesen gelesenen Informationen aus einem Paar von magnetoresistiven Elementen gleicher Dimensionierung besteht. Ein elektrischer Leiter ist mit jedem magnetoresistiven Element an entgegengesetzten Enden der Elemente verbunden. Zweite elektrische Leiter sind gegeneinander versetzt mit jedem magnetoresistiven Element verbunden, so daß der aktive Ab tastabschnitt jedes magnetores is ti ven Elementes im wesentlichen die gleiche Dimensionierung aufweist. Die zweiten oder mittleren Leiter sind auf dem jeweiligen Element mit ihrer Innenkante so angeordnet, daß sie sich gegenüberstehend in einer Ebene treffen, so daß kein Zwischenraum beim Abtasten der interessierenden Ilagnetflußübergänge entsteht. Diese Grenze wird vorteilhafter Weise auf die Spurmitte gelegt. Der 3etriebsstrom, der den miteinander verbundenen Teilen der magnetoresistiven Elemente zugeführt wird, dient als Abtaststrom durch das betreffende Element bzw. seinen Abschnitt und gleichzeitig für die Induzierung des Magnetfelds in den benachbarten magnetoresistiven Streifenmaterial-Abschnitt. Dieser benachbarte Abschnitt des strei fenförmigen magnetoresistiven Elementes ist nicht für die Abtastun des magnetischen Flusses vorgesehen, sondern dient als Magnetfeld, das den Abtastabschnitt des benachbarten Elementes entsprechend vorspannt. Auf diese Weise ist jedes magnetoresistive Element so aufgebaut, daß. es einen Abschnitt für die Abtastung in etwa der Hälfte der 3reite des Magnetflußüberganges abtastet, dies sowohl für die Daten- als auch für die Servosignalermittlung, während gleichzeitig der übrige Teil ein in ihm erzeugtes magnetisches Feld aufweist, das seinerseits durch die magnetostatische Kopplung mit dem benachbarten Element dieses für die Abtastung des

SA 974 054

709808/0751

übrigen Spuranteils für die Abtastung des entsprechenden Magnetflußüberganges vorspannt. Dieses zweite Element hat dieselbe uragskehrte Wirkung wie das erste.

Im folgenden ist anhand der Beschreibung der in den Fign. dargestellten Ausführungsbeispiele Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Magnetkopfanordnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungs

form der Magnetkopfanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2a eine vereinfachte Unteransicht iia Schnitt dar

Magnetkopfanordnung gem. Fig. 1;

Fig. 2b eine vereinfachte perspektivische Ansicht der in

Fig. 2a dargestellten Teile;

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines magnetore-

sistiven Elementes, das für das benachbarte magnetoresistive Element die weichmagnetische Vorspannschicht darstellt;

'. Fign. 4a und

4b vereinfacht Unter- und perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform gemäß der j Erfindung und

'Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Systems, in dem

die Kopfanordnung vorliegender Erfindung verwendet werden kann.

In der Blockschaltbilddarstellung der Fig. 5 ist eine Magnetkopfanordnung 10 für die Abtastung von Magnetflußübergängen 12 dargestellt, die auf einer Spur einer Magnetplatte 14 angeordnet sind und sich relativ zu der Kopfanordnung 10 bewegen. Es ist klar,

SA 974 054

709808/075 1

. 7 _ j

daß die Spur auch auf einem Magnetband oder anderen Magnetmedien ' vorhanden sein kann oder daß die Dateninformationen durch wandernde Magnetblasenspeicher dargestellt werden können. Die Magnetkopfanordnung 10 wird sowohl zum Auslesen der Dateninformationen als
auch zur Ableitung von Servoinformationen verwendet, um sie selbst, auf Spurmitte zu halten.

Gem. Fig. 1 kann die Magnetkopfanordnung als eine mehrschichtige
Dünnfilmanordnung ausgebildet sein, die durch Aufdampftechnik, ' Elektroplattierung und phololithographische Techniken hergestellt sein kann. Die Magnetkopfanordnung 10 enthält magnetoresistive ' Elemente MR1 und MR2, die magnetostatisch miteinander gekoppelt : sind. Jedes magnetoresistive Element kann als dünner ferromagnetic scher Film parallel zueinander gefertigt sein. Die Elemente MR1 ' und MR2 weisen uniaxiale Anisotropie und einen hohen magnetoresistiven Koeffizienten auf. Die magnetoresistiven Elemente sind ein

j ander angepaßt und aufeinandergepaßt und haben im wesentlichen \ dieselbe Dicke, Abmessungen, denselben Widerstand und dieselbe | Formanisotropie. Jedes magnetoresistive Element erhält seinen |

Betriebsstrom von einer Konstantstromquelle über Leitungen züge- \

führt. Das magnetoresistive Element MR1 enthält den Strom 11 von j

der Stromquelle 24 über die Leiter C1A und C1B, vgl. Fig. 2, und ■

das magnetoresistive Element MR2 enthält den Strom 12 von der ·

Stromquelle 26 über die Leiter C2A und C2B. :

Die magnetoresistiven Elemente MR1 und MR2 sind durch eine Isola- '; tionsschicht 18 voneinander getrennt. Diese Isolationsschicht
kann aus Siliconmonoxiu, Silicondioxid, Aluminiumoxid oder anderen Isolationsmaterialien sein. Ein weiteres Isolationsmaterial
16 trägt und isoliert die'elektrischen Leiter und die Elementenanordnung untereinander und von den magnetischen Abschirmungen 20 und 22. Die magnetoresistiven. Elemente können aus einer Permalloyis us amiaens et ζ ung hergestellt sein, die beispielsweise 80% Wickel
und 20% Eisen enthält. In dieser Ausführungsform sind die leichten Achsen der Magnetisierung beider magnetoresistiver Elemente in der.

SA 974 054

709808/075 1 ·

Richtung der Spurbreite angeordnet, wie dies in Fig. 2 durch den entsprechend bezeichneten Pfeil dargestellt ist. Magnetische Schichten 20 und 22 sind als die magnetischen Abschirmungen für die magnetoresistiven Elemente angeordnet, um den Einfluß von ma-

\ gnetischen Streuflüssen zu vermindern, die sonst die magnetische Auflösung und die Lesesignale negativ beeinflussen würden. Die Verbindung der elektrischen Leiter mit den magnetoresistiven Elementen ist deutlicher in Fig* 2 für die erste Ausführungsform dargestellt.

Entsprechend Fig. 2a führt der Leiter C1A den Strom 11 und ist an einem Ende mit dem magnetoresistiven Element MR1 verbunden.

• Der Rückleiter C1B für dieses magnetoresistive Element MR1 ist mit seiner Innenkante am Ende des Abtastabschnittes des magneto-

J resistiven Elementes MR1 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen ' den Enden der beiden elektrischen Leiter C1A und C13 begrenzt

somit den Abtastabschnitt dieses magnetoresistiven Elementes MR1 ; und nur in diesem Abschnitt wird ein Ausgangssignal bei Vorhan-

densein eines Magnetflußüberganges erzeugt. ·^:

Die elektrischen Leiter C2A und C2B sind in ähnlicher Weise mit ' dem magnetoresistiven Element MR2 verbunden, um in diesem Element den Abtastabschnitt für die Abtastung des übrigen Bereiches des Ilagnetflußüberganges zu definieren.

; Die Leiter C1B und C23 sind derart angeordnet, daß sie mit ihren Innenkanten, d.h., den ihnen zugeordneten Leitern C1A und C2A zugewandten Kanten, im wesentlichen auf einer mittleren Grenze lie- ! gen, die die Mitte der abzutastenden Magnetflußübergänge bzw. die Mitte der zu folgenden Spur darstellen.

Die gegenseitige Zusammenarbeit und die gegenseitige Beeinflus- ! sung der Elemente ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Dabei ι ist M1 die Magnetisierung der Vorspannschicht des magnetoresistiven Elementes MR1, das ein Magnetfeld erzeugt, welches auf das magnetoresistive Element MR2 einwirkt. M2 ist die Magnetisierung des abtastenden magnetoresistiven Elementes. Dieses wird vorge-

SA 9 74 054

709808/0751

_ Q —

spannt durch das durch M1 erzeugte Feld in einem Winkel von θ , : gegenüber der leichten Achse. Fig. 3 stellt den rechten Teil der ; in Fig. 2 dargestellten Kopfanordnung dar. In Fig. 3 ist der Ab- ' tastabschnitt des magnetoresistiven Elementes MR2 dargestellt zusammen mit dem Vorspannabschnitt des magnetoresistiven Elementes MR1. Die elektrischen Leiter C2A und C2B verbinden das rnagnetoresistive Element MR2 mit der Stromquelle 26 und einem Leseverstärker 23.

Wenn der Betriebsstrom 12 von der Stromquelle 26 in den Leiter C2B durch das magnetoresistive Element MR2 zu dem elektrischen Leiter C2A fließt, erzeugt es ein magnetisches Feld, das dem magnetoresistiven Element MR1 aufgedrückt wird. Dieses Magnetfeld dreht die Magnetisierung in dem magnetoresistiven Element MR1 um einen Winkel θ von etwa 45°. Diese Magnetisierung erzeugt somit eine geeignete Vorspannung durch magnetostatische Kopplung für das magnetoresistive Element MR1, um die Magnetflußübergänge abzutasten. Wie in Fig. 2 dargestellt, tastet das magnetoresistive Element MR2 den rechten Bereich der Magnetflußübergänge ab.

In entsprechender ähnlicher Weise tastet das magnetoresistive Element MR1 den linken Bereich der Magnetflußübergänge ab. Dieses

, magnetoresistive Element MR1 wird in derselben Weise, wie dies gerade für das magnetoresistive Element MR2 beschrieben worden

; ist, betrieben. Der Betriebsstrom 11 durch das magnetoresistive Element MR1 erzeugt ein Magnetisierungsfeld in dem Vorspannabschnitt des magnetoresistiven Elementes MR2, das seinerseits ein

. magnetisches Streufeld erzeugt, das die Magnetisierung im Abtastbereich des magnetoresistiven Elementes MR1 um einen Winkel θ dreht, wodurch damit das geeignete Vorspannfeld für dieses magnetoresistive Element MRT erzeugt wird. Das magnetoresistive Element IiRI tastet den Magnetfluß links der Mittellinie der Kopfanordnung ab.

Eine zweite Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Kopfanordnung verwendet zur Erzeugung

SA 974 054

709808/0751

der magnetischen Vorspannung der magnetoresistiven Elemente dan Betriebsstrom« Die magnetoresistiven Elemente MR1 und 1-1112 sind wiederum mit ähnlichen Abmessungen ausgeführt und in ähnlicher Weise betrieben, wie im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig. 2 dar-. gestellt, jedoch verwenden sie eine andere Methode zur Erzeugung der notwendigen Vorspannung. Die elektrischen Leiter C1A und C2A sind mit ihren entsprechenden magnetoresistiven Elementen verbunden, wie dies bereits beschrieben wurde. Die Leiter C1B und C2B in der Ausführungsform gem. Fig. 4 überdecken gänzlich den Vorspannabschnitt der magnetoresistiven Elemente gem. Fig·. 2. Durch tiberdeckung des magnetoresistiven Materials durch diese Leiter wird in diesen Bereichen durch die magnetoresistiven Elemente kein Magnetflußübergang abgetastet.

Der Strom, der gem. der Ausführung in Fig."4 durch den Vorspannabschnitt fließt, erzeugt die Arbeitsvorspannung für den direkt benachbarten Abschnitt des benachbarten magnetoresistiven Elementes, d.h. den Abtastafoschnitt des benachbarten Elementes. Beispielsiweise wird die Arbeitsvorspannung für das magnetoresistive Element MR1 in Fig. 4 durch den Strom 12 erzeugt _r der durch den Leiter C2B, das magnetoresistive Element MR2 und den Leiter C2A fließt. Der durch den Vorspannabschnitt im Leiter C23 fließende Strom : ■ 12, vgl. dazu Fig. 4a, erzeugt ein magnetisches Feld, das seineriseits ein magnetisches Feld für den Abtastabschnitt des magneto- _t resistiven Elementes MR1 erzeugt, um dieses in den linearen Ar- : beitsbereich durch die Vorspannung zu bringen. Entsprechend erzeugt der Strom 11, der durch den Leiter C1A, das magnetoresisti- ^! ve Element MR1 und den Leiter C1B fließt, ein magnetisches Feld, j das die magnetische Vorspannung für das magnetoresistive Element ι MR2 in dessen Abtastabschnitt erzeugt.

Ein Vorteil der Gestaltung der magnetoresistiven Elemente sowohl mit einem Abtastabschnitt als auch mit einem Vorspannabschnitt gemäß dieser Ausführungsform liegt darin₇ daß sowohl die Vorspannung durch den Strom als auch die magnetostatische Kopplung zur

SA 974 054

709808/0751

iVorspannung der Äbtastabschnitte der magnetoresistiven Elemente j verwendet werden kann. Da der Kopfanordnung die Ströme 11 und 12 zugeführt werden, ist das magnetische Feld in den Vorspannab-I schnitten der magnetoresistiven Filmschichtelemente null, da die durch die Ströme 11 und 12 erzeugten Magnetfelder in der Amplitude gleich, jedoch in der Polarität entgegengesetzt sind. Dadurch ■können die Abtastabschnitte der magnetoresistiven Elemente in ihjrer ilagnetisierung frei dem Streufluß der entsprechenden Abtastabschnitte der zugeordneten magnetoresistiven Elemente folgen. Dadurch wird eine Art Dauermagnetschicht für den entsprechend zugeordneten Abtastabschnitt des anderen magnetoresistiven Elemenites erzeugt. Damit verbunden ist eine weitgehende Reduzierung des jEntmagnetisierungseffektes, wodurch wiederum der Vorspannstrom !für die notwendige Erreichtung der geeigneten Vorspannung für den magnetoresistiven Arbeitspunkt wesentlich vermindert wird. Damit ist der Nachteil eines großen Stromes für die reine Stromvorspannung überwunden. Weiterhin erfordert diese Struktur nicht den not-j wendigen Herstellungsschritt von getrennten Vorspannschichten„ j

i Die Magnetkopfanordnung gemäß vorliegender Erfindung kann für die Ableitung von Servosignalen aus den Magnetflußübergängen der Datenaufzeichnungen oder von Servoinformationen dienen oder auch von einem Zweischichtmedium, bei dem Dateninformationen auf eiiner Schicht des Mediums gespeichert sind und die Servoinformatiojnen auf einer zweiten Schicht des Mediums. Die Frequenz der Servoiinformation ist für die meisten Bedingungen vorherbestimmt. Dies !kann die gleiche Frequenz der Dateninformation sein, obwohl üblicherweise eine unterschiedliche Frequenz gewählt wird. Die Dicke iderIsolationsschicht 18 ist relativ unwesentlich und beeinflußt jdie Abtastung der Magnetflußübergänge, die die Dateninformatio-

inen darstellen, nur unwesentlich. Das Nacheilen, das durch den pbstand der Abtastbereiche der beiden oder der unterschiedlichen Magnetoresistiven Elemente verursacht wird, erzeugt keinen wesentlichen Fehler. Ein Blockdiagramm für die Verwendung vorlieender Magnetkopfanordnung ist in Fig. 5 zusammen mit einem Sy-

SA 974 054

709808/0751

stem dargestellt, in dem sowohl Servoinforrnationen als auch Datensignale von einer Datenspur abgeleitet werden.

Die Magnetkopfanordnung 10 ist über einer Datenspur 12 des plattenförmigen Aufzeichnungsträgers 14 angeordnet dargestellt. Im allgemeinen rotiert die Platte 14 mit konstanter Geschwindigkeit, so daß eine relative Bewegung zwischen den FluBübergängen der Spur und der Kopfanordnung 10 vorhanden ist. Die Kopfanordnung 10 ist beweglich angeordnet, um sie über irgendeine ausgewählte Datenspur auf der Platte 14 zu positionieren. Sie wird durch geeignete Vorrichtungen, dargestellt durch den Kopfantrieb 30, verstellt. Der Kopfantrieb 30 kann einen Tauchspulmotor enthalten, der durch einen Verstellarm mit der Kopfanordnung 10 verbunden ist. Sine Grobpositionssteuerung 32 sieht ein Signal vor, das dem Kopfantrieb 30 für die Anordnung der Kopfanordnung 10 in die Nähe der gewünschten Datenspur zugeführt wird. Die Feinpositionierung wird durch Servosignale bewirkt, die dem Kopfantrieb 30 zugeführt werden.

Die Servosignale und die Datensignale können durch einen Differenzverstärker 34 und einen Summierverstärker 36 voneinander getrennt werden. Beispielsweise können Leitungen des Kabels 33 mit dem magnetoresistiven Element MR1 verbunden werden, wobei die Leitung des Kabels 40 mit dem magnetoresistiven Element MR2 der Kopfanordnung 10 verbunden sind. Je eine Leitung des Kabels 33 und 40 ist miteinander verbunden und geerdet. Die andere Leitung jedes Kabels ist einmal zum Differenzverstärker 34 und zum anderen zum Addierverstärker 36 geführt.

Der Ausgang des Differenzverstärkers 34 wird einer Phasen- und Amplitudendetektorschaltung 42 zugeführt, in welcher der Differenzausgang für negative und positive Abweichung von einem Bezugssignal festgestellt wird. Die korrekte Positionierung kann dann vorliegen, wenn das Servosignal null ist. Eine Rechtsabweichung kann durch einen positiven Ausgang am Differenzverstärker 34 und der Phasen- und Amplitudendetektorschaltung 42 und eine Linksabwei-

SA 974 054

709808/075 1

chung kann durch ein entsprechendes negatives Signal dargestellt < werden. In vorteilhafter Weise ist bei der erfindungsgenäßen An- ' Ordnung keine separate Vorspannschicht für jedes magnetoresistive _; Hlement erforderlich, um dieses auf den notwendigen Arbeitspunkt vorzuspannen. Die magnetische Vorspannung für den Äbtastabschnitt jedes einzelnen magnetoresistiven Elementes wird durch die entsprechenden .Abschnitte des jeweils anderen magnetoresistiven Elementes und die Art der Stromleiterführung gebildet.

Die Dicke der beiden magnetoresistiven Elemente MR1 und MR2 vorliegender Erfindung kann zwischen 200 und 600 A liegen. Sie können aus Permalloymaterial hergestellt sein, das im Vakuum aufgebracht ist. Die Isolationsschicht 18 zwischen den magnetoresistiven !!lementen kann beispielsweise aus Silicondioxid hergestellt sein und eine Dicke von etwa 2000 R aufweisen. Die in Fig. 1 dargestellten Leiter können aus Gold oder Kupfer in einer Dicke von ca. 1500 A hergestellt sein. Die Abschirmungen 20 und 22 können aus Permalloy oder Ferrit hergestellt sein. Eine übliche Fer- : ritabschirnvung hat eine Größenordnung von etwa 5,0 mm Dicke. Die ^: Isolation 16, die um elektrischen Leiter, die Abschirmungen und die magnetoresistiven Elemente angeordnet ist, kann gleichfalls aus Silicondioxid hergestellt sein, ihr Zweck ist die elektrische _; Isolation zwischen den einzelnen Elementen.

Dx3 grundlegende Gestaltung vorliegender Erfindung ist vorstehend ; anhand der beiden Ausführungsbeispiele dargestellt worden. Es ist klar, daß eine Reihe von Abänderungen der Struktur, der An- i Ordnung der Proportionen der Elemente, des Materials und der Komponenten in der Praxis möglich sind, ohne von der prinzipiellen Erfindungsidee abzuweichen. Beispielsweise kann die Kopfanordnung gemäß vorliegender Erfindung dazu benutzt werclen, nur oervoinformationen abzutasten, dies neben der Möglichkeit, die ^: oervoinformationen aus der Datenspur zu lesen.

Weiterhin können mehr als zwei magnetoresistive Elemente verwendet werden, wobei jedes dann nur einen entsprechenden Teil der

SA 974 054

70 9808/075 1

Spur abtasten kann. Benachbarte Leiter werden dann an die Außenkanten der Grenzlinie angeordnet, die die Abgrenzung zwischen den einzelnen Magnetflußübergangs-Bereichen, die durch nebeneinander und
direkt benachbarte Elemente abgetastet werden. Beispielsweise können drei oder vier Elemente abgetastet werden? wobei daräberhinaus das mittlere magnetoresistive Element oder die mittleren Elemente für Abtastzwecke für die Dateninfonnationen von der Spur benutzt v/erden und die äußeren zur Abgabe der Servoinfomationen
dienen. Dabei sichern benachbarte Elemente nach wie vor jeweils
das Vorspannfeld für einander. Es sind somit insgesamt vorteilhafte Anwendungen möglich, bei denen Abweichungen im Rahmen der Erfindung durchaus denkbar sind.

SA 974 O54

709808/0751

Claims

ι PATENTANSPRUCH E j

Magnetkopfanordnung mit zumindest zwei Leseelementen zum ' Lesen von Informationen von einem magnetischen Aufzeichnung^ medium und zum Ableiten von Servoinformationen aus den ge- ^: lesenen Signalen zur Spurfolge, dadurch gekennzeichnet, : daß' die Leselemente magnetoresistive Elemente (MR1, MR2) ' sind, daß jedes magnetoresistive Element (MR1, MR2) in einen Äbtastabschnitt und einen direkt daran angrenzenden Vorspannabschnitt aufgeteilt ist, daß die Abtastabschnitte > und die Vorspannabschnitte direkt benachbarter magnetore- .· ■ sistiver Elemente alternierend angeordnet und die einander j direkt benachbarten magnetoresistiven Elemente (MR1, MR2) j magnetostatisch miteinander gekoppelt sind.
2. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet^ daß die Grenze zwischen benachbarten und miteinander zusammenarbeitenden Abtast- und Vorspannabschnitten der magnetoresistiven Elemente (MR1, MR2) gemeinsam auf einer Linie verläuft, die vorteilhaft der Spurmitte der abzulesenden Spur (12) des magnetischen Aufzeichnungsmediums (14) entspricht.
3. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abtast- und Vorspannabschnitte der einzelnen magnetoresistiven Elemente (MRi, MR2) durch die geometrische Anordnung und Gestaltung der Stromleiter (C1A, C1B, C2A, C2B) für den Betriebsstrom (11, 12) auf den zugehörigen magnetoresistiven Elementen (MR1, MR2) bestimmt sind.

-
4. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß ein erster Stromleiter (C1A, C2A) jeweils abwechselnd an entgegengesetzten Enden zweier benachbarter magnetore-. sistiver Elemente (MR1, MR2) angeordnet ist und daß ein

SA 974 054 "

70980 8/0751

zweiter Stromleiter (C1B, C2B) derart auf dem jeweiligen magnetoresistiven Element (MR 1, MR2) angeordnet und mit ihm verbunden ist, daß die Innenkante dieser Leiter (C1B, C2B) auf der gemeinsamen Grenze zwischen den Abtast- und Vorspannabschnitten bzw. gegebenenfalls der Spurmitte verlaufen.
5. Magnetkopfanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Abtastabschnitte jedes magnetoresistiven Elementes (MR1, MR2) durch die inneren, einander direkt benachbarten inneren Kanten der zugehörigen Stromleiter (C1A, C1B bzw. C2A, C2B) begrenzt sind.

SA 974 054

709808/0751

Leerseit