DE3107069C2 - Mehrkanalige magnetische Wandleranordnung - Google Patents
Mehrkanalige magnetische WandleranordnungInfo
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Abstract
Mehrkanalige magnetische Wandleranordnung mit einer Vielzahl von beabstandeten Wandlerkanälen (33, 34), von denen jeder ein Paar von einen Wandlerspalt (beispielsweise 35, 36) zwischen sich definierenden magnetischen Polen (37-40), einen an die Pole angrenzenden magnetischen Rückenkern (94) und eine zugehörige Wandlerwicklung (96) besitzt. Zur Bildung eines asymmetrischen magnetischen Kreises zwecks Nebensprech-Unterdrückung ist eine Vielzahl von an einer Wandlervorderfläche fest angebrachten Elementen (31, 32) aus magnetischem Material vorgesehen, die zur Bildung eines magnetischen Weges geringen magnetischen Widerstandes jeweils einem magnetischen Pol (37, 40) jedes Polpaares (37-40) eng benachbart zugeordnet sind, die sich jeweils in Richtung einer Aufzeichnungsspurbreite über den zugehörigen Pol (37, 40) erstrecken und zur Vermeidung einer magnetischen Kopplung sowohl vom Wandlerspalt (beispielsweise 35, 36) als auch von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium im Abstand angeordnet sind und die zur Bildung einer asymmetrischen magnetischen Mehrkanal-Wandlerstruktur abwechselnd Polen (37, 40) zugeordnet sind, die aufeinanderfolgend auf entgegengesetzten Seiten in bezug auf benachbarte Kanäle (33, 34) angeordnet sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrkanalige magnetische Wandleranordnung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Bekannte mehrkanaiige Wandieranordnungen besitzen
eine elektromagnetische Zwischenabschirmung zur Reduzierung von Nebensprecheffekten zwischen benachbarten
Kanälen. Zwar reduzieren diese Abschirmungen wirksam das Nebensprechen aufgrund von
Leckfeldern, die von den inneren Bereichen der Wandlerstruktur, wie beispielsweise Wicklungen oder hinteren
Spalten ausgehen. Sie eliminieren jedoch das Nebensprechen nicht vollständig. Die konventionellen
Zwischenabschirmungen erstrecken sich nicht über die Wandlervorderfläche, so daß sie das durch Oberflächen-Leckfelder
hervorgerufene Nebensprechen nicht eliminieren können. Die genannten Oberflächen-Leckfelder
gehen beispielsweise vom Wandlerspalt oder von den äußeren Enden der Magnetpole der mehrkanaligen
Wand'leranordnung aus. Bei Wandleranordnungen mit einer Vielzahl von eng beabstandeten Wandlerkanälen
tragen derartige Oberflächen-Leckfelder stark zum gesamten Zwischenkanal-Nebensprechen bei. Wie bekannt,
ist in mehrkanaligen Wandleranordnungen der größte Anteil des Nebensprechens zwischen benachbarten
Kanälen vorhanden, während weiter beabstandete Kanäle einen weit geringeren Einfluß haben, da die
Intensität jedes magnetischen Feldes einschließlich von Leckfeldern progressiv mit dem Quadrat des Abstandes
abnimmt.
Bei einigen bekannten mehrkanaligen Wandleranordnungen werden Zwischenabschirmungen verwendet,
welche sich über die Vorderfläche der magnetischen Pole erstrecken. Diese Abschirmungen können zwar
das Nebensprechen aufgrund von Oberflächcn-Leckfeldern geringfügig verbessern. Gleichzeitig vergrößern
sie jedoch Kopfhöcker wesentlich.
Es sind weiterhin Maßnahmen zur Unterdrückung des Nebensprechens bekannt, bei denen ein Teil des
ursprünglichen elektrischen Signals eines angesteuerten Kanals in der Phase invertiert und in den benachbarten
Kanal eingespeist wird. Neb«n dem Nachteil zusätzlicher
elektronischer Schaltungen für die Phaseninversion hängt die resultierende Unterdrückung des Nebensprechens
weggehend vom Phasen-Frequenzzusammenhang des ursprünglichen Signals und des invertierten
Signals ab.
Genäß einer weiteren bekannten Möglichkeit werden Zwischenkanal-Abschirmungen asymmetrisch zwischen
Kanälen angeordnet, wobei deren sich gegenüberliegende Enden eng benachbart zu den benachbarten
Kanälen zugeordneten sich gegenüberliegenden Polen angeordnet sind. Diese asymmetrisch angeordneten
Abschirmungen erzeugen einen magnetischen Fluß gegensinniger Polarität in den benachbarten Kanälen. Damit
wird jedoch das von Oberflächen-Leckflüssen hervorgerufene Nebensprechen nicht reduziert, da sich diese
asymmetrischen Abschirmungen nicht über die Vorderfläche der Wandleranordnung erstrecken.
Aus der US-PS 38 06 902 ist eine zweikanalige Wandleranordnung bekannt, mit der eine Wiedergabe unmittelbar
nach der Aufzeichnung möglich ist Die die beiden Aufzeichnungskanäle enthaltende Aufzeichnungsseite des Wandlers ist vollständig von entsprechend miteinander
verbundenen Zwischen- und Oberseitenabschirmungen umgeben, um zu vermeiden, daß Streufluß
die Wiedergabeseite erreicht Die beiden Kanäle der Wiedergabeseite sind ebenfalls durch entsprechend miteinander
verbundene Zwischen- und Oberseitenabschirmungen umgeben, wobei die Abschirmung der
Aufzeichnungsseite von der Abschirmung der Wiedergabeseite isoliert ist Diese Abschirmung reduziert daher
ein kreuzweises Einspeisen zwischen der Aufzeichnungs- und der Wiedergabeseite einer derartigen speziellen
Wandleranordnung zur Wiedergabe unmittelbar nach der Aufzeichnung. Dabei handelt es sich jedoch
nicht um Maßnahmen zur Reduzierung eines Zwischenkanal-Nebensprechens zwischen benachbarten Kanälen,
welche sich von der Verwendung konventioneller Zwischenkanalabschirmungen unterscheiden wurden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrkanaliga Wandlert-nordnung mit verbesserter
N'ebensprech-Unterdrückung zwischen den Kanälen ohne die Notwendigkeit von Zwischenabschirmungen
anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einer mehrkanaligen magnetischen
Wandleranordnung der eingangs genannten Art erfindungs^emäß durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteranspruchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Vorderansicht eines bekannten zweikanaligen Wandlers, aus der Oberflächen-Leckfelder
und Nebensprech-Flüsse ersichtlich sind;
F i g. 2 eine schematische Vorderansicht eines zweikanaligen Wandlers gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung, wobei aus dieser Darstellung die Auslöschung des Nebenjprechflusses ersichtlich ist;
F i g. 3 eine schematische Vorderansicht eines vierkanaligen Wandlers gemäii einer weiteren Ausführung der
Fig.4 eine ebene Ansicht eines Elementes aus magnetischem
Material gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
F i g. 5 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
zweikanaligen Wandlers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
F i g. 1 zeigt schematisch eine vordere Endfläche 1 eines bekannten mehrkanaligen magnetischen Wandlers
mit parallelen beabstandeten Wandlerkanälen 10
ίο und 12, welcher beispielsweise zur Aufzeichnung oder
Wiedergabe auf einem zugeordneten beweglichen magnetischen Medium (nicht dargestellt), wie beispielsweise
einem Band oder einer Scheibe verwendbar ist Wie bekannt, besitzt jeder Kanal ein Paar von sich gegenüberstehenden
magnetischen Polen 16, 17 bzw. 18, 19, die zueinander ausgerichtet angeordnet sind und zur
Bildung eines Wandlerspaltes 20 bzw. 21 nicht magnetisches Material zwischen sich aufweisen. Die Spalte 20
und 21 sind in einer eine Wandlerlinie 80 bildenden gemeinsamen Wandlerspaltebene angeordnet Benachbart
zu den Kanälen 10 und 12 sind magnetische oder elektromagnetische Abschirmungen 11, *3 und 15 vorgesehen
und in an sich bekannter Weise durch einen (nicht dargestellten) nicht-magnetischen Abstandshalter,
wie beispielsweise ein Epoxy-FüIlmateriaJ von diesen
getrennt Die Abschirmung 13 bildet eine konventionelle Zwischenkanal-Abschirmung, welche zur Aufnahme
eines von den inneren Teilen der benachbarten Kanäle 10 und 12 ausgehenden Ledcflusses sowie zur
Rückführung dieses Flusses in den ursprünglichen Kanal dient. Die konventionellen äußeren Abschirmungen
11 und 15 dienen in bekannter Weise zum Schutz der entsprechenden Kanäle 10 und 12 gegen äußere elektromagnetische
Felder.
Wenn ein Kanal, beispielsweise der Kanal 10 des bekannten magnetisch symmetrischen mehrkanaligen
Wandlers 1 durch ein Aufzeichnungs- oder ein Wiedergabesignal angesteuert wird, werden Leckfelder 7, 23
und 25 erzeugt. Das Leckfeld 7 geht von den inneren Teilen, beispielsweise von Wandlerwicklungen und vom
rückwärtigen Spalt des angesteuerten Kanals 10 aus. Der Effekt dieses Feldes 7 wird durch die Zwischenkanal-Abschirmung
13 bis zu einem gewissen Maß reduziert. Der verbleibende Teil des Feldes 7 bewirkt einen
Nebensprechfluß 9 im Kanal 12, welcher mit einem ursprünglichen
Signalfluß 26 des angesteuerten Kanals 10 in Phase ist. Wie bekannt, werden die konventionellen
Abschirmungen 11,13 und 15 des bekannten mehrkanaligen
Wandlers nach F i g. 1 so ausgestaltet, daß sie bündig mit der vorderen Endfläche 1 des Wandlers abschließen
und sich somit nicht über diese hinauserstrecken. Diese Abschirmungen können daher ein Nebensprechen
von Kanal zu Kana! nicht wirksam reduzieren, das durch die unmittelbar über der vorderen Endfläche 1
des Wandlers auftretenden Oberflächen-Leckfelder 23 und 25 hervorgerufen wird.
Zur Verdeutlichung der vorstehenden Ausführungen ist in Fig. 1 ein Teil der Oberflächen-Leckfelder durch
Linien 23 und 25 durgestellt, die vom angesteuerten Kanal
10 ausgehen und in den benachbarten Kanal 12 gerichtet sind. Speziell geht das Oberfläehen-Leekfeld 23
vom Wandlerspalt 20 des Kanals 10 aus während das Oberfläehen-Leekfeld 25 seinen Ursprung in den äußeren
Enden der magnetischen Pole 16 und 17 hat. Es ist festzuhalten, daß die magnetischen Felder und der auf
sie bezogene Fluß dreidimensionale Größen darstellen, so daß in der Zeichenebene lediglich Teile dargestellt
werden können.
In der vorstehend beschriebenen symmetrischen Ausführung
des bekannten Wandlers nach F i g. 1 wird vom angesteuerten Kanal 10 aufgrund der Oberflächen-Leckfelder
23 und 25 ein resultierender unerwünschter Nebensprechfluß 25 im benachbarten Kanal 12 induziert.
Der durch die Oberflächen-Leckfelder hervorgerufene Nebensprechfluß 27 und der oben genannte, von
den inneren Teilen des Kanals 10 ausgehende Nebensprechfluß 9 sind mit dem ursprünglichen Signalfluß 26
des Kanals 10 in Phase. Sie tragen daher wesentlich zum gesamten Nebensprechen des bekannten Wandlers bei.
Dieser vom Oberflächen-Leckfluß hervorgerufene Nebensprechfluß 27 wird nun entsprechend den folgenden
Ausführungen eleminiert.
F i g. 2 zeigt schematisch eine vordere Endfläche 30 einer zweikanaligen Wandleranordnung entsprechend
einer Ausführungsform der Erfindung. Beim Vergleich der entsprechenden vorderen Endflächen 1 und 30 der
Wandler nach F i g. 1 und 2 zeigt sich, daß beide Anordnungen abgesehen von den Elementen 31 und 32 aus
magnetischem Material, welche an der vorderen Endfläche 30 der Wandleranordnung nach F i g. 2 vorgesehen
sind, gleichartig sind. Diese Elemente 31 und 32 sind in der dargestellten Ausführungsform als rechteckige
Streifen ausgebildet und in bezug auf benachbarte Wandlerkanäle 33 und 34 asymmetrisch angeordnet.
Die Streifen 31 und 32 sind an jeweils einem magnetischen Pol 37 bzw. 40 eines Paars von Polen 37,38 und
39,40 befestigt. Jedes Paar von Polen bildet dabei einen benachbarten Wandlerkanal 33 bzw. 34. Die Pole 37 und
40 mit den an ihnen angebrachten Streifen 31 und 32 sind auf entgegengesetzten Seiten der vorderen Endfläche
30 der Wandleranordnung vorgesehen. Die Streifen 31 und 32 stehen in magnetischem Kontakt mit dem
zugeordneten Pol 37 und 40 sowie mit einer benachbarten äußeren Abschirmung 41 bzw. 43. Die beiden Streifen
31 und 32 stehen jedoch mit einer Zwischenkanal-Abscnifrnurig
42 außer Kontakt, um eine direkte magnetische Kopplung zwischen den benachbarten Kanälen
10 und 12 über diese Zwischenkanal-Abschirmung 42 zu vermeiden.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines magnetischen Elementes ist in F i g. 4 als rechteckiger Streifen
31 dargestellt. Dieser Streifen ist vorzugsweise aus einem generell flexiblen Material hoher Permeabilität,
wie beispielsweise Mumetall hergestellt Der Streifen 31 kann beispielsweise aus einer Materialplatte auf die gewünschte
Form ausgeschnitten oder ausgestanzt werden. Da die Streifen 31 und 32 identisch sind, ist in F i g. 4
lediglich ein Streifen 31 dargestellt, welcher im folgenden
beschrieben wird. Die Breite des Streifens 31 in Richtung der Spurbreite ist so gewählt, daß er sich über
den magnetischen Pol 37 und die äußere Abschirmung
41 hinaus erstreckt, während er zur Vermeidung eines
Kontaktes in einem ausreichenden Abstand von der Zwischenkanal-Abschirmung 42 gehalten ist Eine Länge
/ ist vorzugsweise so gewählt, daß ein äußeres Ende des Streifens 31 eine Seite 45 bzw. 48 des magnetischen
Pols 37 bzw. der äußeren Abschirmung 41 überlappt Das entgegengesetzte innere Ende des Streifens 31 befindet
sich in einem so ausreichenden Abstand vom Wandlerspalt 35, daß ein Kontakt mit einem zugehörigen
Aufzeichnungsmedium und eine magnetische Kopplung mit diesem vermieden wird, d. h, der Streifen
31 kann keinen ins Gewicht fallenden Betrag des Nutzfiusses zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem
Wandlerspalt 35 aufnehmen.
In der bevorzugten Ausführungsform ist eine Dicke d
des Streifens 31 in der Größenordnung von 5,08 χ 10~J
bis 15,24 χ 10-3 cm gewählt. Eine derartige Dicke stellt einen Kompromiß zwischen einem magnetischen Weg
geringen magnetischen Widerstandes und geringen Wirbelstromverlusten dar. Für eine hochfrequente Aufzeichnung
sind daher dünne magnetische Streifen bevorzugt.
Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß sich durch Verwendung der Streifen 31 und 32 der symmetrische
magnetische Kreis des Wandlers nach F i g. 1 in einen asymmetrisch ausgebildeten magnetischen Kreis
gemäß Fig. 2 ändert. Aufgrund dieser asymmetrischen Ausgestaltung ist ein Nebensprechfluß 44, der im Kanal
34 des Wandlers nach F i g. 2 induziert wird, und proportional zu den vom angesteuerten Kanal 33 ausgehenden
Oberflächen-Leckfeldern ist, in bezug auf den oben erwähnten, von den inneren Teilen der Wandleranordnung
ausgehenden Nebensprechfluß 9 gegenphasig. Es tritt daher eine Auslösung zwischen den entsprechenden
gegenphasigen Nebensprechfiüssen 44 und 9 bei der Ausführungsform nach F i g. 2 auf.
Zur weiteren Erläuterung der vorstehenden Ausführungen stellt eine Linie 81 in Fig.2 ein magnetisches
Null-Potential U=O dar, welche entsprechende Bereiehe
positiver und negativer magnetischer Polarität U > 0 und U < 0 trennt. Es zeigt sich, daß das magnetische
Potential gleicher Polarität auf entgegengesetzten Seiten der vorderen Endfläche 30 der Wandleranordnung
in bezug auf die benachbarten Kanäle 33 und 34 auftritt, während auf den gleichen Seiten der Fläche
30 gegensinnige magnetische Polaritäten in benachbarten Kanälen auftreten. Die resultierende nachteilige Interferenz
zwischen dem Nebenfluß 44 aufgrund der Oberflächen-Leckfelder und dem gegenphasigen Nebensprechfluß
9 aufgrund der inneren Leckfelder reduziert das gesamte Nebensprechen zwischen den Kanälen
der asymmetrischen mehrkanaligen Wandleranordnüfig uäCii i: ΐ g. 2 WCSCiiiiiCu
Die vorstehend erläuterte Eliminierung des Neben-Sprechens durch die Wandleranordnung gemäß der Erfindung
hat einen wesentlichen Vorteil, da die durch die magnetischen Elemente hervorgerufene Phasenänderung
im wesentlichen konstant mit der Frequenz ist. Daher ist auch die resultierende Nebensprech-Unterdrückung
virtuell frequenzunabhängig.
Im Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung hat sich gezeigt, daß die
Gestalt des magnetischen Elementes im Sinne der gewünschten Nebensprech-Unterdrückung nicht kritisch
so ist Werden beispielsweise die rechteckförmigen Streifen gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hinsichtlich
sich gegenüberliegender Seiten nicht genau parallel oder gerade ausgeführt, so werden die Ergebnisse
bei der Nebensprech-Unterdrückung nicht beeinflußt Die magnetischen Elemente können beispielsweise
auch als Parallelogramme oder Streifen mit abgerundeten Ecken ausgeführt werden, wobei die gewünschte
Nebensprech-Unterdrückung gewährleistet bleibt
Bei der in F i g. 3 schematisch dargestellten Ausfühmngsform besitzt eine Mehrkanal-Wandleranordnung mit vier Wandlerkanälen 51 bis 54 und mit diesen verschachtelten magnetischen Abschirmungen 55—59 eine vordere Endfläche 50. Aufgrund der Gleichartigkeit der Ausführungsformen der Wandleranordnungen nach den Fig.2 und 3 werden lediglich diejenigen Teile und Merkmale der Wandieranordnung nach Fig.3 beschrieben, welche sich von der Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheiden.
Bei der in F i g. 3 schematisch dargestellten Ausfühmngsform besitzt eine Mehrkanal-Wandleranordnung mit vier Wandlerkanälen 51 bis 54 und mit diesen verschachtelten magnetischen Abschirmungen 55—59 eine vordere Endfläche 50. Aufgrund der Gleichartigkeit der Ausführungsformen der Wandleranordnungen nach den Fig.2 und 3 werden lediglich diejenigen Teile und Merkmale der Wandieranordnung nach Fig.3 beschrieben, welche sich von der Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheiden.
Hei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind magnetische
Elemente in Form von rechteekförmigen Streifen 60—63 an jeweils einem Pol 70, 73, 74 und 77 befestigt,
die jeweils zu den benachbarten Wandlerkanälen 52—54 gehören. Die Streifen 60—63 entsprechen in ihrer
Ausgestaltung dem vorstehend anhand von Fig.4 beschriebenen Streifen 31. Die Streifen sind abwechselnd
an Polen befestigt, die auf sich gegenüberliegenden Seiten der vorderen Endfläche 50 der Wandleranordnung
an aufeinanderfolgenden benachbarten Kanälen liegen. Die den äußeren Kanälen 51 und 54 zugeordneten
Streifen 60 und 63 sind an den Polen 70 und 77 sowie an benachbarten äußeren Abschirmungen 50 und
59 befestigt, wie dies den Streifen 31 und 32 der Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht. Gemäß den obigen
Ausführungen stehen die Streifen 60 und 63 nach F i g. 3 außer Kontakt mit den Zwischenkanal-Abschirmungen
56, 57 und 58 und sind in einem so ausreichenden Abstand von diesen angeordnet, daß eine direkte Kopplung
zwischen benachbarten Kanälen durch eine Zwischenkanal-Abschirmung vermieden wird. Die den inneren
Kanälen 52 und 53 zugeordneten Streifen 61 und 62 sind daher in bezug auf die Breite der Streifen 60 und 63
schmaler.
Wird beispielsweise der Kanal 51 der Wandleranordnung nach Fig.3 durch ein Nutzsignal, wie beispielsweise
ein Aufzeichnungs- oder Wiedergabesignal angesteuert, das durch eine Flußlinie 65 angedeutet ist, so
wird aufgrund von Oberflächen-Leckfeldern ein Nebensprechen im benachbarten Kanal 52 und auch in den
folgenden weiter beabstandeten Kanälen 53 und 54 induziert. Da jedoch die Größe der Oberflächen-Leckfelder
und auch des zugeordneten Nebensprechens mit dem Abstand progressiv abnimmt, ist das Nebensprechen
in den weiter weg liegenden Kanälen von geringerer Bedeutung. Die entsprechenden Nebensprecherscheinungen
aufgrund der von den inneren Teiien der mehrkanaligen Wandleranordnung nach Fig. 1 ausgehenden
Leckfelder sind durch Pfeile 78,79 und 99 in den entsprechenden Kanälen 52,53 und 54 angedeutet. In an
sich bekannter Weise sind die Nebensprech-Flüsse in Phase mit dem ursprünglichen Signalfluß 65 im Kanal
51. Aufgrund der asymmetrischen Ausgestaltung von Kanal zu Kanal durch die magnetischen Streifen 60 bis
63 bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind Nebensprech-Flüsse 66 und 68 aufgrund des Oberflächen-Leckflusses
in den Kanälen 52 und 54 in bezug auf die Flüsse 65,78 und 79 gegenphasig.
Der letztgenannte Sachverhalt gilt auch hinsichtlich
der Polaritäten des in allen folgenden ungeradzahligen Kanälen, wie beispielsweise dem 5, 7. und jedem weiteren
ungeradzahligen Kanal aus dem Kanal 51 induzierten Nebensprech-Fluß. Da die entsprechenden Nebensprech-Flüsse
66, 78; 68,99 in den entsprechenden Kanälen 52 und 54 in bezug aufeinander in der Phase gegensinnig
sind, werden sie eliminiert
Da der Kanal 53 symmetrisch zum Kanal 51 ist, d. h,
die entsprechenden magnetischen Streifen 60 und 62 befinden sich auf der gleichen Seite der vorderen Endfläche
50 der Wandleranordnung, ist der aufgrund des Oberflächen-Leckfeldes induzierte Nebensprech-Fluß
67 in bezug auf den von den inneren Teilen der Wandleranordnung ausgehenden Nebensprech-Fluß 79 von
der gleichen Polarität Dies gilt auch in bezug auf weitere
geradzahlige Kanäle, wie beispielsweise den 4, 6. und jeden weiteren Kanal in bezug auf den angesteuerten
Kanal 51, wenn eine Wandleranordnung mit einer größeren Anzahl von Kanälen verwendet wird. Daher wird
das Nebensprechen aufgrund von Obcrflächcn-Leckfeldcrn in den letztgenannten geradzahligen Kanälen nicht
eliminiert; vielmehr werden die entsprechenden Ncbensprech-Komponenten
zueinander addiert. Es ist darauf hinzuweisen, daß dieser letztgenannte Effekt in den meisten
Anwendungsfällen nicht nachteilig ist, da der Betrag des Nebensprechens wie bekannt progressiv mit
dem Abstand von der Quelle des Leckflusscs abnimmt. Die erzielte Gesamtverbesserung hinsichtlich des Nebensprechens
zwischen unmittelbar benachbarten Kanälen kompensiert daher eine relative Zunahme zwischen
weiter beabstandeten Kanälen.
Beispielsweise für die Ausführungsform nach Fig. 3,
deren magnetische Pole und Kerne aus Ferrit und deren magnetische Streifen aus Mumetall hergestellt sind,
wurde die nachfolgend angegebene Verbesserung hinsichtlich des Nebensprechens in bezug auf eine bekannte
Wandleranordnung entsprechender Struktur gemessen. Bei einer Messung einer vierkanaligen Wandleran-Ordnung
mit einem Abstand der Zentren benachbarter Kanäle von 330,2 χ 10-3cm ergibt sich eine Verbesserung
der Nebensprech-Unterdrückung von -4OdB auf
— 50 dB, während eine relative Zunahme im Nebensprechen in einem Abstand von 2 Kanälen von —70dB auf
—60 dB auftritt.
Es zeigt sich, daß die vorgenannte verbesserte Nebensprech-Unterdrückung
zwischen benachbarten Kanälen die Qualität von Aufzeichnung und Wiedergabe bei Verwendung einer erfindungsgemäßen mehrkanaligen
Wandleranordnung wesentlich verbessert. In bestimmten Anwendungsfällen, wie beispielsweise bei
analoger Aufzeichnung von Instrumentenwerten oder digitaler Aufzeichnung auf sehr dichten schmalen Spuren
wird die relative Abnahme in der Nebensprech-Unterdrückung zwischen weiter beabstandeten Kanälen
durch die relative Verbesserung im Nebensprechen zwischen benachbarten Kanälen ausreichend kompensiert.
F i g. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer zweikanaligen Wandleranordnung 85, welche für eine
magnetische Aufzeichnung und/oder Wiedergabe verwendbar ist. Diese Wandleranordnung 85 ist abgesehen
von den magnetischen Elementen 31 und 32 sowie deren Kombination mit den entsprechenden Wandlerelementen
konventionell ausgebildet.
Gemäß der Explosionsdarstellung der Wandleranordnung 85 nach F i g. 5 entspricht eine vordere Endfläche
der oben anhand von F i g. 2 beschriebenen entsprechenden Fläche. Zur Erleichterung eines Vergleichs sind
entsprechende Elemente der Anordnungen nach den F i g. 2 und 5 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen
Die Wandleranordnung 85 besitzt eine magnetische Pülspitzeneinrichtung 86 sowie eine rückwärtige
Kerneinrichtung 87. Diese rückwärtige Kerneinrichtung
87 besitzt in an sich bekannter Weise eine nicht-magnetische Halterung 91, beispielsweise aus Aluminium, mit
Schlitzen 92 und 93 zur Aufnahme von magnetischen Kernen 94 bzw. Abschirmungen 95. Wandlerwicklungen
96, wie sie für eine Aufzeichnung oder Wiedergabe notwendig sind, sitzen auf jeweils einem Schenkel der rückwärtigen
Kerneinrichtung. In der Darstellung nach Fig.5 ist eine magnetische Abschirmung weggebrochen,
um die Struktur der rückwärtigen Kerneinrichtung deutlicher zu machen. Wandlerwicklungsanschlüsse
97 sind in an sich bekannter Weise an einer Anschluß-
ö5 platte 38 befestigt
Die Polspitzeneinrichtung 86 besitzt eine Halterung
88 aus nicht-magnetischem Material, wie beispielsweise Aluminium, mit Schlitzen zur Aufnahme der Polpaare
37,38 und 39, 40 sowie der magnetischen Abschirmungen
41, 42 und 43. Die genannten Polpaare definieren genau Wandlerspalte 35 und 36, welche beispielsweise
mit Mica oder Glas ausgefüllt sind. Die Pole 37, 38, 39 und 40 sowie die Kerne 94 können aus Ferrit oder laminiertem
Mumetall hergestellt werden, während die Abschirmungen 41.42, 43 und 95 aus laminiertem Mumetall
hergestellt werden können.
Die Polspitzeneinrichtung 86 sowie die rückwärtige Kerneinrichtung 87 sind zur Bildung einer starren einheitlichen
Struktur miteinander verbunden, was beispielsweise in an sich bekannter Weise durch einen
Epoxy-Kleber erfolgen kann. Die magnetischen Polpaare 37, 38 und 39, 40 der resultierenden tnehrkanaligen
Wandleranordnung 85 sind jeweils zu einem entsprechenden rückwärtigen Kern genau ausgerichtet und stehen
mit diesem in innigem Kontakt. Entsprechend sind die Abschirmungen 41, 42 und 43 in an sich bekannter
"weise genau zu ilen ιückwäriigen Kerriabschirrnungcri
93 ausgerichtet.
Die Wandleranordnung 85 ist an ihrer vorderen Endfläche so geformt, daß sich eine gewünschte Zwischenfläche
zwischen Wandleranordnung und Aufzeichnungsmedium ergibt. Diese geformte Fläche ist in an
sich bekannter Weise geläppt und poliert. Die magnetischen Streifen 31 und 32 werden sicher und starr an
den Polen 37 und 40 auf den sich gegenüberliegenden Seiten der vorderen Endfläche der Wandleranordnung
befestigt. Diese Streifen 31 und 32 sind vorzugsweise aus Mumetall hergestellt und an den Polen 37 und 40 mit
einem geeigneten Kleber befestigt. Um den bestmöglichen Kontakt an der gesamten Verbindungsfläche der
Streifen 31 und 32 und der Wandleroberfläche zu gewährleisten, wird auf die Streifen ein gleichförmiger
Druck ausgeübt, bis der Kleber ausgehärtet hat. Dazu kann beispielsweise eine geeignete Klemmvorrichtung
verwendet werden. Bei Verwendung eines schnell aushärtenden Klebers kann jedoch auch ein manueller
Druck ausgeübt werden.
Es hat sich gezeigt, daß für die wirksamste Nebensprech-Unterdriickung
ein enger magnetischer Kontakt, d. h, ein minimaler Abstand zwischen dem magnetischen
Pol und dem an ihm befestigten magnetischen Element gewährleistet sein muß, um den magnetischen
Widerstand der asymmetrischen Anordnung minimal zu halten.
In Fällen, in denen die mehrkanalige Wandleranordnung
eine konturierte vordere Endfläche, beispielsweise für den Kontakt mit einem Magnetband besitzt wie dies
in F i g. 5 dargestellt ist, ist es zweckmäßig, den magnetischen Streifen aus einem generell flexiblen Material,
beispielsweise aus Mumetall herzustellen. Damit kann sich das magnetische Element an die Kontur der Wandleranordnung
anpassen, wobei der gewünschte enge Kontakt gewährleistet bleibt Es wird dabei auch die
Möglichkeit des Platzens oder Brechens des Elementes vermieden. Die letztgenannten unerwünschten Effekte
können auftreten, wenn ein hartes, steifes und sprödes magnetisches Material, wie beispielsweise Ferrit verwendet
wird.
Die folgenden Beispiele zeigen die beträchtliche Verbesserung in der Nebensprech-Unterdrückung in einer
zweikanaligen Wandleranordnung gemäß der Ausführungsform nach Fig.5 im Vergleich zu bekannten
Wandleranordnungen. Die rückwärtigen Kerne und die Polspitzen der speziell gemessenen WandleraFsordnungwurden
aus einem MnZn-Ferrit und die magnetischen Streifen sowie die Abschirmungen aus Mumetall hergestellt.
Für einen Vergleich wurden die entsprechenden Messungen unter identischen Bedingungen bei einer bekannten
Wandleranordnung gleicher Struktur jedocii ohne magnetische Streifen durchgeführt.
Zunächst wurde das Wiedergabc-Nebensprechen wie folgt gemessen. Mittels einer Spur der zweikanaligen
Wandleranordnung wurde auf einem Magnetband ein Signal mit 1 kHz und einem Referenz-Aufzeichnungspegel
aufgezeichnet. Das voraufgezeichnete Signal wurde durch den Kanal 2 wiedergegeben, wobei gleichzeitig
das im Kanal 1 induzierte Nebensprechen relativ zum Referenz-Wiedergabesignalpegel des Kanals 2 gemessen
wurde. Sodann wurde das Band umgekehrt und die voraufgezeichnete Spur durch den Kanal 1 wiedergegeben,
wobei das Nebensprechen im Kanal 2 der Wandleranordnung gemessen wurde. Dabei ergaben
sich folgende Resultate:
Nebensprechen Mit Streifen: Ohne Streifen:
gemessen in:
Kanal 1:
Kanal 2:
Kanal 2:
-8IdB
-85 dB
-85 dB
-61 dB -59 dB
Danach wurde ein kombiniertes Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Nebensprechen wie folgt gemessen: Auf
einer Spur 1 des Bandes wurde ein Signal mit 1 kHz und einem vorgegebenen Referenzpegel aufgezeichnet,
während auf Spur 2 lediglich ein Vorspannungssignal aufgezeichnet wurde. Sodann wurden die beiden voraufgezeichneten
Spuren 1 und 2 durch entsprechende Wandlerkanäle 1 und 2 wiedergegeben und der im Wiedergabesignal
des Kanals 2 vorhandene Nebensprech-Pegel in bezug auf den Wiedergabesignalpegel des Kanals
1 gemessen. Sodann wurde das Band in bezug auf die Wandlerkänale 1 und 2 umgekehrt, wobei die entsprechenden
Wiedergabesignal-Messungen im Kanal 1 in bezug auf Kanal 2 wiederholt wurden. Dabei ergaben
sich folgende Ergebnisse:
Kombiniertes Nebensprechen
Mit Streifen
Ohne Streifen
-8OdB -6OdB
-81 dB -57 dB
Aufzeichnung auf Spur 1;
Vorspannung auf Spur 2;
gemessenes Nebensprechen
in Kanal 2
Vorspannung auf Spur 2;
gemessenes Nebensprechen
in Kanal 2
Aufzeichnung auf Spur 2;
Vorspannung auf Spur 1;
gemessenes Nebensprechen
in Kanal 1
Vorspannung auf Spur 1;
gemessenes Nebensprechen
in Kanal 1
Es ist darauf hinzuweisen, daß die vorstehend angegebene
Differenz in den resultierenden Gesamt-Nebensprech-Werten zwischen benachbarten Kanälen durch
geringfügige Differenzen in den Eigenschaften von Kaeo nal zu Kanal der Wandleranordnung bedingt ist wie sie
in an sich bekannter Weise nicht zu vermeiden sind.
Aus den vorstehenden Beispielen geht hervor, daß zwischen benachbarten Kanälen bei einer erfindungsgemäßen
zweikanaligen Wandleranordnung eine Nebensprech-Reduzierung
von 20 dB, d. h, ein Verhältnis von 10:1 und höher erzielbar ist
Aus den vorstehenden Ausführungen folgt daß die erreichbare Nebensprech-Unterdrückung sicii mit der
physikalischen Gestalt und den physikalischen Abmessungen der verwendeten Wandleranordnung, den Eigenschaften
und den Parametern des ansteuernden elektroTiagnetischcn Signals, beispielsweise Frequenz,
Amplitude usw. sowie mit der Permeabilität unu anderen
Parametern der entsprechenden für die einzelnen Wandlcrelcmente verwendeten Materialien ändern
kann, je höher beispielsweise die Permeabilität der magnetischen Elemente ist, um so wirksamer wird die Nebensprech-Unterdrückung
zwischen benachbarten Kanälen.
Wie bekannt, besitzen bekannte mehrkanalige magnetische Wandleranordnungen mit Polen und Kernen
aus Ferrit typischerweise ein höheres Nebensprechen zwischen den Kanälen als Wandler, welche aus metallischem
Material, wie beispielsweise Mumetall, hergestellt sind. Dieser Effekt ergibt sich primär aufgrund der
relativ kleinen Permeabilität von Ferrit und den entsprechend großen Leckfeiuern. Obwohl für jede Ari
von für die einzelnen Teile der Wandleranordnung verwendetem feiromagnetischem Material eine wesentliche
Nebensprech-Rediizierung von Kanal zu Kanal erzielbar
ist, ergibt sich die wesentlichste Verbesserung bei Wandlern mit Polen und/oder Kernen relativ kleiner
Permeabilität und bei Verwendung von magnetischen Elementen mit relativ hoher Permeabilität.
Eine verbesserte Nebensprech-Unterdrückung aufgrund von vorgesehenen magnetischen Streifen ergibt
sich auch für Wandleranordnungi'n, wenn die Zwischenkanal-Abschirmungen
der oben erläuterten Ausfiihrungsformen mit konventioneller elektromagnetischer
Abschirmung weggelassen werden. Die dabei erzielbare Gesamt-Nebensprech-Unterdrückung ist in einer derartigen
Wandleranordnung jedoch wesentlich kleiner, da der von den inneren Teilen der mehrkanaligen
Wandleranordnung ausgehende Leckfluß nicht redu-Kreises abgesenkt und der Wirkungsgrad der Gesamt-Nebensprech-Unterdrückung
verbessert wird.
Aus den vorstehenden Ausführungen folgt auch, daß sich die erfindungsgemäße Wandleranordnung für eine
große Vielzahl von Anwendungsfällen, wie beispielsweise die mehrkanalige analoge oder digitale Aufzeichnung
auf Bändern oder Scheiben von Ton-, Instrumentenoder Videosignalen eignen.
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Die erläuterte Nebensprech-Unterdrückung wird auch erzielt, wenn magnetische Streifen bei mehrkanaligen
Wandleranordnungen verwendet werden, deren Wandlerspalte nicht auf einer gemeinsamen Spaltlinie
liegen.
Wie bereits ausgeführt, können die magnetischen Elemente auch eine von der Gestalt der bevorzugten Ausführungsform
abweichende Gestalt aufweisen. Beispielsweise können relativ dünne Platten aus magnetischem
Material mit verschiedenen gewünschten Gestalten verwendet werden. Die Dicke der Elemente sollte
im Sinne eines Kompromisses zwischen dem gewünschten geringen magnetischen Widerstand des
asymmetrischen magnetischen Weges und geringer Wirbelstromverluste gewählt werden. Anstelle der Befestigung
diskreter Elemente aus magnetischem Material an den Polen der mehrkanaligen Wandleranordnung,
wie dies oben beschrieben wurde, kann auch eine Schicht aus geeignetem magnetischem Material, wie
beispielsweise Mumetall oder Permalloy direkt in gewünschter Gestalt und Dicke auf der vorderen Endfläche
der Wandleranordnung abgeschieden werden. Bekannte Abscheideverfahren wie beispielsweise eine Vakuumabscheidung
oder ein Sputtern eignen sich für diesen Zweck. Es ist darauf hinzuweisen, daß dabei eine
geeignete Maske zur Abdeckung des Restes der Oberfläche während des Abscheidevorgangs erforderlich ist
Bei den letztgenannten Verfahren wird ein körperlicher Abstand zwischen den magnetischen Elementen und
den Polen vermieden, wodurch der magnetische Widerstand des resultierenden asymmetrischen magnetischen
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Mehrkanalige magnetische Wandleranordnung mit einer Vielzahl von beabstandeten Wandlerkanälen,
von denen jeder ein Paar von einen Wandlerspalt zwischen sich definierenden magnetischen Polen,
einen an die Pole angrenzenden magnetischen Rückenkern und eine zugehörige Wandlerwicklung
besitzt, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von an einer Wandlervorderfläche (30,50) fest angebrachten
Elementen (31, 32; 60—63} aus magnetischem
Material, die zur Bildung eines magnetischen Weges geringen magnetischen Widerstandes
jeweils eng benachbart zu einem Pol (37,40; 70,73, 74» 77) jedes magnetischen Polpaars (37—40;
70—77) angeordnet sind, wobei diese Pole (37, 40;
70, 73,74, 77) sich aufeinanderfolgend abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten der Wandlerspalte
(beispielsweise 35,36) benachbarter Wandlerkanäle (33,34; 51 -* 5*) befinden und einen asymmetrischen
magnetischen Kreis bilden, und daß die Elemente (31,32; 60—63) sich jeweils in Richtung einer Aufzeichnungsspurbreite
über den zugehörigen Pol (37, 40; 70, 73, 74, 77) erstrecken und zur Vermeidung
einer magnetischen Kopplung sowohl vom Wandlerpalt (beispielsweise 35, 36) jls auch von einem
magnetischen Aufzeichnungsmedium im Abstand angeordnet sind.
2. Wandleranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwischen benachbarten Wandlerkanälen
(33, 3f; 51—54) vorgesehene magnetische Zwischenabschirmungen (42; 5t, 57,58), die mit den
Elementen (31,32; 60—6?) aus magnetischem Material außer Kontakt stehen.
3. Wandleranordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch zu äußeren Wandierkanälen
(33, 34; 51, 54) benachbart angeordnete äußere magnetische Abschirmungen (41, 43; 55, 59), wobei
sich die Elemente (31, 32; 60, 63) aus magnetischem Material, die sich über den magnetischen Pol (37,40;
70,77) eines äußeren Kanals (33,34; 51,54) erstrekken,
zur Bildung eines magnetischen Weges geringen magnetischen Widerstandes auch eng über die
benachbarte äußere magnetische Abschirmung (41, 43; 55,59) in Richtung der Spurbreite erstrecken.
4. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Rückenkerne (94)
aus magnetischem Ferrit und durch Elemente (31, 32; 60-63), Pole (37, 40; 70, 73, 74, 77) sowie Zwischen-und
Außenabschirmungen (41,42,43; 55—59)
aus Mumetall.
5. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente
(31, 32; 60—63) eine Permeabilität besitzen, die wenigstens gleich derjenigen der magnetischen
Poie (37,40; 70,73,74,77) ist.
6. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente
(31,32; 60—63) in einer Richtung normal zur Wandlervorderfläche (30; 50) eine kleine Abmessung
relativ zu ihren anderen Abmessungen besitzen.
7. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente
(31, 32; 60—63) aus magnetischem Material als Streifen aus flexiblem magnetischem Material
hergestellt sind.
8. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die streifenförmigen
Elemente (31, 32; 60—63) aus einem hochpermeablen metallischen magnetischen Material
hergestellt sind.
9. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen
Elemente (31, 32; 60—63) aus plattenförmigen! magnetischem Material hergeste'lt und
mittels eines Klebers an den magnetischen Polen (37,40,70,73,74,77) befestigt sind.
10. Wandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente
(31, 32; 60—63) aus magnetischem Material durch eine direkt auf der Wandlervorderfläche (30,
50) abgeschiedene Schicht aus magnetischem Material gebildet sind.
11. Wandleranordnung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die als magnetisches Material abgeschiedenen Elemente (31,32; 60—63) eine
rechteckförmige Gestalt mit einer breiten Abmessung in Richtung der Spurbreite, einer Längenabmessung
in Richtung der Spurlänge und mit einer geringen Dicke relativ zu den anderen beiden Abmessungen
besitzen.
12. Wandleranordnung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die als Schichten abgeschiedenen
Elemente (31, 32; 60—63) aus Mumetall oder Permalloy hergestellt sind.
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