-
Anordenung zur magnetischen Signal-Aufzeichung und
-
-Wiedergabe B e s c h r e i b u n g Die Die Erfindung betrifft eine
Anordnung zur magnetischen Signal-Aufzeichnung und -Wied#rgabe bei vergleichsweise
geringer Relativ-Geschwindigkeit zwischen Magnet-Kopf und -Schicht.
-
Beim magnetischen Aufzeichnungs- und -Wiedergabe-Verfahren werden
zeitabhångige elektrische Größen und ortsabhängige magnetische Größen miteinander
verknüpft.
-
Die Genauigkelt, mit der diese beiden Größen gegenseitig abbildbar
sind, ist maßgeblich abhängig sowohl von der Beschaffenheit der Nahtstelle zwischen
Magnet-Kopf und Magnet-Schicht (wie etwa Kopfspalt-Breite, Schicht-Dicke, Abstand
zwischen Kopf und Schicht, Oberflächenrauhigkeit von Kopf und Schicht, u.a.), als
auch von der Relativ-Geschwindigkeit der Bewegung zwischen Kopf und Schicht.
-
Bei vorgegebenen Eigenschaften der o.g.Nahtstelle sind Verbesserungen
der Abbildungs-, bzw. Obertragungs-Genauigkeit möglich entweder durch - Erhöhung
der Relativ-Geschwiridigkeit oder durch - Zerlegung, bzw. Zusammenfassung des aufzuzeichnenden,
bzw. des wiederzugebenden Signals in mehrere Komponenten (Mehrspurverfahren) oder
durch - Kombinationen dieser Möglichkeiten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Geschwindigkeits- und
Präzisions-Anforderungen an die zur Realisierung der bekannten magnetischen Aufzeichnungs-
und Wiedergabe-Verfahren benötigten, mechanisch bewegten Einrichtungen zu vermindern
und die von ihnen herrührenden, für zahlreiche Anwendungsfälle nachteiligen Begleiterscheinungen
zu vermeiden. Insbesondere sind es (beim Mehrspur-Verfahren) die Schwierigkeiten
der Justierung und die durch vielerlei Ursachen möglichen Dejustierungen und die
daraus resultierende Veränderung der gegenseitigen Phasenlage der entsprechend vielen
Signale oder es ist der bei schneller Relativ-Geschwindigkeit und engem Kopf-Schicht-Kontakt
auftretende
Verschleiß von Kopf und Schicht, welcher die Aufzeichnungs-
und Wiedergabe-Qualität und die Lebensdauer beeinträchtigt und somit den Einsatz
solcher Geräte im robusten und mobilen Betrieb oder unter solchen Bedingungen erschwert,
welche nur geringe Wartungsmöglichkeiten gestatten.
-
Eine weitere, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung bezieht
sich auf den Ressourcenbedarf eines für mobilen Betrieb geeigneten Informationsspeichers.
Die hohe Speicherdichte bekannter Anordnungen ist nicht das allein maßgebende Kriterium
für mobilen Betrieb, wenn zur Erzielung dieser hohen Speicherdichte zwangsläufig
auch hoher, insbesondere mechanischer und gegen Umgebungsbelastung ewçfindlicher
apparativer Aufwand erforderlich wird Für mobilen Betrieb ist vielmehr eine Minimisierung
des gemeinsamen Ressourcenbedarfs (Volumen, Gewicht, Energie,Leistung) für die aus
Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Anordnung und Speichermedium bestehende Einheit erstrebenswert.
-
Die Lösung der Aufgabe basiert auf einer bekannten Anordnung, bei
welcher die mechanische Bewegung zwischen Kopfspalt (realer Spalt) und Schicht ergänzt
wird durch eine quer zur Schichtbewegung erfolgende,nichtmechanische Verschiebung
eines magnetisch ausgezeichneten Zustandes (synthetischer Spalt), bestehend aus
dem Zwischenraum magnetisch ungesättigten Materials eingebettet in magnetisch gesättigtes
Material.
-
Mittels dieses synthetischen Spalts wird in der Betriebsart "Aufzeichnung"
durch die in bekannter Weise von einer signalbeaufschlagten(Schreib-)Wicklung gelieferten
Durchflutung nur auf dem Weg über den magnetisch noch ungesättigten Raum des Magnetkopf-Materials
und das mit ihm in Kontakt befindliche Schichtelement einlnduktionsfluß ermöglicht,
welcher auf einem Schichtelement eine remanente Magnetisierung zurückläßt. Umgekehrt
wird bei Betriebsart "Wiedergabe" nur das mit dem noch ungesättigten Kopfkernmaterial
in Kontakt stehende
Schichtelement mit seiner ihm eingeprägten Magnetisierung
zu einem ausreichend großen Signal in der (Lese-) Wicklung führen.
-
Probleme bei der Realisierung dieses Prinzips bestehen darin, einen
genügend schmalen synthetischen Spalt zu erzeugen und Signalfluß und die den Spalt
erzeugenden Steuermagnetflüsse gegenseitig zu entkoppeln. Zweckdienliche Maßnahmen
in bekannten Anordnungen laufen darauf hinaus, weitgehende Symmetrie in der Gestaltung
des Magnetkopfes einschließlich der Steuermagnete vorzusehen, um eine gegenseitige
Kompensation der dem Signalfluß parallelen Komponenten der Steuermagnetflüsse zu
erreichen.
-
Da hohe Speicherdichten auch kleine geometrische Abmessungen der Aufzeichnungs-
und Wiedergabe-Köpfe verlangen, funren betriebs-(temperatur-), alterungs- oder verschleißbedingte
Veränderungen in der Geometrie und in der magnetischen Kontaktgabe in den verschiedenen
magnetischen Kreisen auch leicht zu störenden Unsymmetrien. Außerdem bringen kleine
geometrische Abmessungen hohen Aufwand bei der Fertigung mit sich, herrührend aus
dem Konflikt, zur Vermeidung der o.e. Schwierigkeiten die erforderlichen, kompliziert
gestalteten Strukturen einerseits weitgehend monolithisch auszuführen, andererseits
an diesen Strukturen Integrationsarbeiten (Wicklungen in engen Wickelräumen) und
Nachbehandlungen (Schleifen, Polieren) vorzunehmen.
-
Als Konsequenz dieser Mängel bekannter Anordnungen ergibt sich ferner,
daß sie praktisch nur zur Wiedergabe der eigenen Aufzeichnungen geeignet sind, da
für die geometrische Obereinstimmung etwa der Gestalt der realen Spalte (bestehend
aus einem Rechteck mit dem Kantenverhältnis von ca. 104 zweier für Aufzeichnung
und Wiedergabe verschiedener Anordnungen extreme Anforderungen gelten.
-
Die Fig. 1.1 zeigt im Schema eine Ausführungsform der nach dem zugrundeliegenden
Prinzip funktionierenden Anordnung. Die Teile KS (Kernschenkel) und KA,KJ (Segment)
bestehen aus magnetisch anisotropem Material mit einer Vorzugsrichtung der Permeabilität
in den zur z-x-Ebene parallelen Ebenen.
-
Die Anisotropie-Eigenschaft des Materials kann dadurch erhalten werden,
daß es aus sich abwechselnden Schichten von magnetisch gutleitendem und magnetisch
schlechtleitendem Material zusammengesetzt ist.
-
Die sich gegenüberstehenden Kanten der Kernschenkel KSL und KSR formen
den realen Spalt S. Die Teile KM, ML, MR,ML, MR (Steuermagneten) bestehen aus magnetisch
isotropem Material und sind in magnetischem Kontakt mit den Teilen KJ, KA.
-
Die(nicht gezeichnete) Schicht (C) wird in einer zur x-y-Ebene parallelen
Ebene in Kontakt mit dem realen Spalt in x-Richtung bewegt.
-
FLF, FRF, sowie (nicht sichtbar ) FLR, FRR s bzw.
-
FLOR, FRR, wowie FLF, F'RF, bezeichnen die in den Kopf hinein-bzw.
aus dem Kopf herausgehenden Steuermagnetflüsse.
-
Jeweils ein Werte-Quartett FLF, FLF, FLR, F'LR, bzw.
-
FRF, FRF, FRR, FRR, der über ML, ML, bzw. MR, MR RR' eingeleiteten
magnetischen Flüsse führt in den angeschlossenen Teilen KAL, KJL, , bzw. KAR, KJ
R zur Ausbildung je eines synthetischen Spalts (siehe Fig. 2.1(D)) dessen Lage über
die Anisotropie-Eigenschaft des Materials den Teilen KSL, KSR vermittelt wird.
-
Durch Eichung können diejenigen Quartetts ermittelt werden, welche
zur Entstehung von solchen Paaren synthetischer Spalte führen, die in der gleichen
z-x-Ebene liegen. Mittels der vom Signal durchflossenen Wicklungen WA, WM wird in
dem in dieser Ebene liegenden Schichtelement der Fluß fc angeregt.
-
Das Ergebnis der Eichung dient dazu, die Durchflutungen der Steuermagnete
entsprechend zu bemessen, wobei entweder angezapfte Wicklungen mit konstanten Stromquellen
oder die Charakteristiken von zeitlich variablen Stromquellen in Betracht kommen.
-
Die Maßnahme, nicht nur einen, sondern zwei oder mehr synthetische
Spalte im Inneren des Magnetkerns zu erzeugen und diese unabhängig voneinander zu
betreiben erbringt Vorteile Durch die Überlagerung der Wirkungen der Einzelspalte
läßt sich ein möglichst schmaler und definiert verschiebbarer,insgesamt wirksamer
synthetischer Spalt erzeugen. Betriebs- oder verschleiß-bedingte Veränderung an
einem Kopf können durch Neuabgleich korrigiert werden.Bei der Konzipierung und bei
der Fertigung eines Kopfes ist eine größere Flexibilität statthaft.
-
So können die beiden Hälften der Teile KA, KS, KJ getrennt voneinander
mit weitaus geringerem Aufwand hergestellt, bewickelt und mit höherer Genauigkeit
nachbearbeitet werden, ehe sie miteinander integriert werden.
-
ES versteht sich, daß der die Kernschenkel verbindende Teil nicht
nur aus 2 Hälften, sondern aus mehreren Segmenten bestehen kann, jeweils mit der
Möglichkeit, darin synthetische Spalte zu erzeugen.
-
Fig. 1.2 (mit Details in Fig. 2.2) zeigt eine andere Ausführungsform,
bei welcher die Teile KM, ML, MR zum Teil M' zusammengefaßt sind. M' kann zweckdienlich
als Nahtstelle für die beiden Kernhälften
ausgebildet werden.
-
Die Kompatibilität zwischen fremden Aufnahme- und Wiedergabe-Anordnungen
kann dadurch hergestellt werden, daß der Wiedergabe-Anordnung außer der Signal-Information
zusätzlich eine Information über die Gestalt des aufzeichnenden Spalts (z.B. in
Form eines Abbilds(Musterspalt)) vermittelt wird. Die Abweichungen der beiden Spalte
von der Idealgestalt drücken sich in gegen-
seitigem Versatz der
parallel zur Laufrichtung der Schicht aufgetragenen Spuren aus.
-
Die bei der Abtastung des Musterspaltes erkannten Laufzeitunterschiede
in den zur Bewegungsrichtung senkrechten Positionen der Schicht (y-Richtung) dienen
in an sich bekannter Weise zur Steuerung des Ablaufes, mit der die nachfolgend in
vereinbartem Abstand abgelegten Meßwerte des Blockes gelesen werden müssen.
-
Grundsätzlich würde die Übermittlung eines einzigen Musterspaltes
je Aufzeichnung an die Wiedergabe-Anordnung genügen, um die gegenseitige Synchronisation
durchführen zu können. Falls die aufzuzeichnende Information blockweise organisiert
ist, ist es problemlos, den Musterspalt in der Blocklücke unterzubringen und somit
an möglichst vielen Stellen der Aufzeichnungssequenz nach Bedarf den Synchronisierprozeß
vorzunehmen.
-
Auch bei kontinuierlich in die Aufnahme-Anordnung einlaufenden Aufzeichnungssignalen
läßt sich die blockweise Aufzeichnung auf der Schicht erzwingen, wenn in bekannter
Weise mittels Wechselpufferung die Aufzeichnung auf die Schicht mit einer entsprechend
höheren Taktfrequenz gegenüber der durch die Signalfolge vorgegebenen Taktfrequenz
vorgenommen wird.
-
Fig. 3.1 zeigt im Schema die Organisation von Wechselpuffern, welche
zwischen Einlesen und Aufzeichnung, bzw.
-
zwischen Ablesen und Ausgabe eingefügt werden.
-
Die Puffer P dienen je nach Stellung der umlaufenden Schalter S alternierend
zum Einlesen, Formatieren/Korrigieren, Auslesen. Ist die Information blockweise
organisiert wird f1 = f2, andernfalls (bei Aufnahme) wird f1 < f2,bzw. f1 >
f2 (bei Wiedergabe).
-
Zur Korrektur des fehlerhaften Versatzes werden zweckmäßig Schieberegister
verwendet, welche den einzelnen Spuren parallel zur Schicht-Laufrichtung zugeordnet
werden.
-
Der Versatz zwischen den Spuren kann innerhalb eines durch Fertigung
und Montage bedingten Bereiches jeden beliebigen Mischenwert annehmen, Ferner können
Spalt-Konstellationen auftreten, welche zu nicht eindeutig interpretierbaren Lesesignalen
führen. Diesen Gege>enheiten kann Rechnung getragen werden dadurch, daß jeder
Spalt mehrmals, mindestens doppelt abgetastet wird und die korrekte Zuordnung des
jeweiligen Lesesignals zur entsprechenden Position des jeweiligen Schieberegisters
von einer in bekannter Weise durchzuführenden Signalverarbeitungsprozedur abhängig
gemacht wird.
-
Fig. 3.2 demonstriert schematisch die Strategie des Lesens, Synchronisierens
und Korrigierens am Beispiel einer Aufzeichnung mit 4 Spuren. Von den von der Aufzeichnung
mitgelieferten Takten werden 2x4 Subtakte abgeleitet zu jedem von welchen jeweils
Lesesignale entnommen werden,welche vertikal fortschreitend in die (horizontal verschiebbaren)
Register geladen werden. Am Ende des Signalverarbeitungsprozesses sind die abgespeicherten
Lesesignale zahlenmäßig um den Faktor 2 komprimiert und jedes Register wird um einen
solchen Betrag geschiftet, welcher zu einer Bündigstellung des abgespeichertn Musterspaltes
führen würde.
-
Eine noch weitergehende Maßnahme zur Anpassung nichtidealer realer
Spalte kann darin bestehen, die zwischengespeicherten Meßwerte zusätzlich noch so
umzuformatieren,
daß Zeilen und Spalten vertauscht werden, wodurch erreicht wird, daß zeitlich aufeinanderfolgende
Abtastwerte des Signals auf in Laufrichtung hintereinanderliegenden Positionen der
Schicht abgelegt werden und der logische Zusammenhang der Signalfolge weitgehend
auch auf der Schicht erhalten bleibt.
-
Schließlich kann mit der beschriebenen Systemkonfiguration auch noch
die insbesondere mit Schrägstellung des Kopfes erzielbare Möglichkeit genutzt werden,
sehrwschmaTe, wesentlich von Schichtgeschwindigkeit und Frequenz des synthetischen
Spaltes abhängige aber von der physischen Breite des realen Spaltes unabhängige
Schichtelemente aufzuzeichnen, indem die Signalverarbeitungskapazität erweitert
wird bis zur Möglichkeit das bei Wiedergabe abgelesene Summensignal zu analysieren.
-
Die Länge des realen Spaltes und die Zahl der darin unterzubringenden
synthetischen Spalte ist durch mehrere Bedingungen begrenzt. Dazu gehören die aufzubietende
Feldstärke für maximale Auslenkung des synthetischen Spalts, die zulässige Induktivität
bei hoher Bitrate, der anwachsende Störpegel verursacht durch die wachsende Anzahl
der jeweils nicht ideal verdeckten synthetischen Spalte sowie die nur begrenzt einhaltbaren
Toleranzen der Dicke der Schichten aus denen das Kopfkern-Material zusammengesetzt
ist.
-
Es wird daher nötig sein'mehrere kleiner dimensionierte Köpfe in einem
Verbund zusammenwirken zu lassen.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform eines solchen Verbunds besteht darin,
eine ungerade Anzahl {z) von Köpfen in einer geschlossenen Kette anzuordnen und
die synthetischen Spalte der einzelnen Köpfe
mit periodischen,
gleichmäßig gegeneinander phasenverschobenen Steuermagnetflüssen (Frequenz f) zu
erzeugen.Ein Beispiel demonstriert im Schema die Fig.4.1. In einem solchen Verbund
herrscht nur an einem der (m=3) Köpfe der Kette der erforderliche Richtungssinn
der Steuerflüsse zu beiden Seiten der m Köpfe, während gleichzeitig die restlichen<m-1=2)
Köpfe keinen Spalt ausbilden können. In der im Beispiel gezeigten Phasenlage kann
der Spalt im Kopf 2 aber nicht in den Köpfen 1 und 3 sich ausbilden.
-
Der grundsätzliche Vorteil eines derartigen Verbunds besteht darin,
daß trotz periodischer Anregung der Spalt nicht oszillierend, sondern in gleicher
Richtung rotierend umläuft und somit auf der Schicht parallele Spuren zeichnet,
bzw. abtastet. Der besondere Vorteil des Verbunds nach Fig. 4.1 liegt darin, daß
bei Anregung mit Frequenz f der Spalt mit der Frequenz 2f umläuft. Nachteilig ist
hierbei, wenn nicht kompliziertere Kompensationsmaßnahmen getroffen werden, daß
wegen der Sättigung des Magnetkernmaterials für einige Phasenlagen erhöhte Feldstärken
für die Stuermagneterregung erforderlich sind. Die Anordnung gemäß Fig.4.2 vermeidet
diesen Nachteil, jedoch sind hierbei in einer Kette jeweils zweimal die Voraussetzungen
für eine Spalt-Ausbildung gegeben (im Beispiel bei Kopf 2 und 3), was allerdings
durch einfache Maßnahmen bei der Ansteuerung der Signalwicklungen kompensiert werden
kann.
-
Typische Parameter der bisher beschriebenen Ausführungsformen seien
an einem Beispiel demonstriert Zür Bild-Aufzeichnung mit 25 Bilder/sec, 520 Zeilen/Bild,
190 Pixel/Zeile, 4 Bit/Pixel auf einem mit 10 cm/sec bewegten Halb-Zoll-Band bestehe
eine Ausführung aus 2 senkrecht zur Laufrichtung angeordneten Ketten mit je 3 Köpfen.
Die Köpfe seien zwischen den zur Unterbringung der Steuermagnete und der mechanischen
Halterungen erforderlichen Lücken versetzt untergebracht.
-
Jeder Kopf wird aus 2 Segmenten von 2 mm Länge bestehend angenommen,
deren gegenüberstehende Kanten einen 0.5om breiten Spalt bilden. Die Kerne sind
aus Schichten permeablen Materials (Sättigungspolarisation 0.5 T, Koerzitivfeldstärke
1 Amp/m) der Dicke 0.05 mm mit isolierenden Zwischenschichten von 0.01 mm Dicke
aufgebaut. Bei Erregung jeder Kette mit 3 um 1200 phasenverschobenen Wechsel strömen
von 200 kHz ergeben sich Speicherdichten zu 16 Spurelemente/mm quer und 500 Spurelemente/mm
längs der Laufrichtung der Schicht.
-
Die zur Sättigung der Kopfkerne erforderliche Durchflutung wird mit
2 Ampwdg. abgeschätzt.
-
Wird ein Musterspalt in angemessenen Intervallen in einer Zwischenbild-Lücke
von 1.6 msec Dauer eingeschrieben, können Abweichungen des realen Spaltes von der
Idealform um bis zu + 80 Spaltbreiten berücksichtigt werden.
-
Die erfindungsgemäße Ausführungsform des zugrundeliegenden Prinzips
ist dadurch gekennzeichnet, daß die realen Spalte nicht zwischen den Stoßstellen
der Kernschenkel-Enden sondern zwischen den sich überlappenden Teilen der gegeneinander
verschränkten Enden gegenüberstehender Kernschenkel gebildet werden (Fig.5. ), wodurch
eine Reihe hintereinanderstehender statt nebeneinanderstehender Spalte entsteht.
-
Offensichtlich besteht ein Vorteil dieser Anordnung in
der
besseren mechanischen Fixierung des Kopf-Schicht-Kontakt-Bereiches. Darüber hinaus
bietet sie die bequeme Möglichkeit, durch Anwendung eines Struktur-Obertragungs-Prozesses
die Begrenzungen der realen Spalte an das aus einer bestimmten Aufzeichnungs-Anforderung
resultierende Format der Spurelemente (E) anzupassen.
-
Das weitere, darin bestehende Merkmal, daß jeder Kernschenkel jeweils
mit zwei gegenüberstehenden Nachbarn einen realen Spalt bildet erlaubt die Anwendung
einer vorteilhaften Strategie für die Synchronisation der synthetischen Spalte in
den einzelnen Segmenten.
-
Im allgemeinen wird die Synchronisation auf dem Wege über abgeglichene
Funktionsgeneratoren erreicht werden, welche mit den die Steuermagnete speisenden
Treibern gekoppelt sind.
-
In Fig. 6.1 seien I, die von den Funktionsgeneratoren/Treibern FT
gelieferten Intensitäten der Steuermagnetfelder. Das Schaltungselement DS liefere
zum einen die Erregung für den Signalfluß fc und erzeuge ferner ein aus der Stärke
des erzeugten Signalflusses abgeleitetes Signal (D), welches ein Maß für die gegenseitige
Kopplung der synthetischen Spalte darstellt.
-
Dieses Signal wird dazu verwendet, die Intensitäten I zu regeln, d.h.
sie abwechselnd zu verstärken oder zu abzuschwächen, was dazu führt, daß der Vortrieb
für die synthetischen Spalte in den Segmenten wechselweise beschleunigt, bzw. verzögert
wird.
-
Fig. 6.2 zeigt am Beispiel von 3 Samples (A,B,C) die einzelnen Phasen
dieses Zusammenspiels und die den Spurelementen eingeprägten Magnetisierungen bei
einem der Richtungstaktschrift (PE) verwandten Aufzeichnungsverfahren.
-
Der aufzuzeichnende Wert wird an zwei hintereinanderliegenden Positionen
in jeweils entgegengesetzten Richtungen aufgezeichnet und von zwei Grenzwerten eingerahmt
(Bmjn, Bmax) Fig. 6.2 geht auch auf die Möglichkeit der
analogen
anstatt der bisher nur betrachteten digitalen Aufzeichnung ein. Bei Schichten mit
magnetisch harten Eigenschaften kann die Analog-Information wie üblich in der Variation
der Längenausdehnung des Spurelements untergebracht werden. Eine solche Variationsmöglichkeit
bietet sich bei einem realen Spalt mit fester Position dann, wenn der äußere Streufluß
ausgenützt werden kann.
-
Wie aus dem Diagramm ersichtlich verwendet das hier vorgeschlagene
Aufzeichnungsverfahren 3 Spaltflächen pro Sample. Durch den bei Mitführung der als
Referenz-Signale verwertbaren Grenzwerte möglichen Verzicht auf die im obigen digitalen
Beispiel vorsorglich vorgesehene Doppelabtastung ( 4 Spurelemente/Bit, bzw. 16 Spurelemente/Pixel)
kann das Bildaufzeichnungs-Beispiel mit folgenden Parametern beschrieben werden
1/2-Zoll-Band, Geschwindigkeit 5 cm/sec.
-
25 Bilder/sec,520 Zeilen/Bild,25O Pixel/Zeile 2 Ketten mit je 3 Köpfen
zu je 4.2 mm Länge Abstand der realen Spalte 0.1 mm, Breite der Spalte 54 um Frequenz
der Steuermagneterregung 39 kHz Fläche / Spurelement: 60 pm2 Im folgenden wird eine
Methode zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung angegeben, welche den
hierbei insbesondere anfallenden Forderungen nach Präzision und Stabilität in mechanischer
und magnetischer Hinsicht genügt.
-
Demzufolge wird die anzustrebende Struktur statt aus einer Schichtung
von Lamellen aus einer Wicklung von band- oder drahtförmigen Material, vorzugsweise
ferromagnetischem Amorphmetall heraus entwickelt. Wie Fig. 7 zeigt kann das dort
vorgeschlagene, aber auch jedes andere , zum gleichen Ziel führende Wickel-Schema
zunächst auf eine für die Wickel-Arbeit günstigere Konstellation von Stütz-Struktur
und Steuermagneten angewandt werden. Die für die
Funktion unzulässigen
Verbindungen ( 10N +9, 10N +7) können nach der vollständ-igen Bewicklung ohne Schwierigkeit
herausgetrennt werden.Die zur Bildung der realen Spalte erforderliche Distanz der
Lagen im Kopf-Schicht-Kontakt-Bereich kann entweder durch entsprechende, magnetisch
neutrale Beschichtung des Wickelmaterials erreicht werden oder dadurch, daß die
zunächst nahtlose Wicklung unter Erwärmung durchgeführt wird und die Spalte nach
Abkühlung sich automatisch einstellen.Der Kopf-Schicht-Kontaktfläche wird anschließend
durch einen Struktur-Übertragungsprozess (z.B. fotolithographisch) das unter Berücksichtigung
einer gewissen Eindringtiefe des Kopf-Schicht-Kontaktbereiches in den Schicht-Träger
geeignete Profil verliehen (Kreuzschraffur). Die Einleitung der Steuermagnetflüsse
erfolgt hier paarweise (ML, ML bzw. MR, MR ) auf jeweils gegenüberliegenden Seiten
der in der Zeichnung erkennbaren Symmetrie-Achse. Der synthetische Spalt ragt bei
dieser Ausführungsform also bis in den Kopf-Schicht-Kontakt-Bereich hinein. Grundsätzlich
wäre ein Struktur-Obertragungsprozess auch geeignet, die auf die beschriebene Weise
durch Wickeln erzielte, mit magnetisch leitfähigem Material überzogene Struktur
nachzubilden.Problematisch sind jedoch die Übertragungen auf die schwer zugänglichen
Materialteile zwischen 10N+2, +4, bzw. +12, +14.
-
Das im folgenden beschriebene Herstellungsverfahren für eine monolithische
Ausführungsform umgeht dieses Problem.
-
Darüber hinaus bietet es noch eine Möglichkeit, auch den realen Spalt
in die monolithische Struktur einzufügen.
-
Fig. 8.1 zeigt die monolithische Ausgangsstruktur mit einer an Fig.
7 angelehnten Bezeichnung der Strukturteile. Wahlweise kann Teil 3/8 bereits integriert
sein oder später bewickelt eingefügt werden.Dicht am Kopf-Schicht-Kontakt-Bereich
(KB) werden in den Segmentteilen 2 bzw. 4 die magnetiscfie Leitfähigkeit behindernde
oder unterbrechende
Materialveränderungen vorgenommen (U2N >U4N).
Dabei ist es statthaft, die Teile 1 und 5 zu verletzen. Wenn in den in Fig.8.2,
Fig.8.4 mit kurzen unterbrochenen Linien angedeutenten Stellen reale Spalte existieren,
so kann ein mittels Wicklungen W erregter Signalfluß nur auf dem Wege über zwei
benachbarte synthetische Spalte und die Speicher-Schicht zustandekommen. Die Einleitung
der Steuermagnetflüsse erfolgt hierbei paarweise auf jeweils den gleichen Seiten
der in Fig. 8 erkennbaren Symmetrieachse (M, ML, bzw,M, MR).
-
Die synthetischen Spalte ragen nicht bis in den Schicht-Kopf-Kontakt-Bereich
hinein und ihre Positionen werden dem realen Spalt durch Anisotropie-Eigenschaft
des Kernschenkel-Materials vermittelt.
-
Für hohe Speicherdichte und guten Wirkungsgrad ist die möglichst unterschiedliche
magnetische Leitfähigkeit in der Umgebung des realen Spaltes auf möglichst engem
Raum zu konzentrieren.Diese Forderung wird hier so erfüllt, daß gewisse, zunächst
nur schwache Unterschiede durch Sättigung verstärkt werden. Während eine Gleichfeld-Magnetisierung
das Material senkrecht zur Vorzugsachse bereits zur Sättigung bringt, existiert
parallel zur Vorzugsachse, d.h. in der vom Signalfluß überwiegend eingenommenen
Richtung noch ausreichende Leitfähigkeit.
-
Die anfänglichen Unterschiede können angelegt werden durch Querschnitts-Verengungen
oder durch geeignete Formatierung der ineinandergreifenden Kernschenkel-Enden oder
durch Einbringen zusätzlicher Permeabilitäts-Unterschiede im Inneren des Kopf-Schicht-Kontakt-Bereiches
wie etwa durch eine Material-Behandlung (Glühen, Erstarren) unter Einwirkung von
äußeren Magnetfeldern.Zu diesem Zweck können die
bereits vorhandenen
Unterbrechungen (U2N , U4N) oder andere Profil-Strukturierungen (U1N , U5N in Fig.8.4)
herangezogen werden. Es gibt mehrere Möglichkeiten Magnetfelder so in die Struktur
einzuleiten, daß in den für die realen Spalte vorzusehenden Positionen ausgezeichnete
Feldverteilungen auftreten, welche im Verlauf des Material-Behandlungs-Prozesses
die gewünschten Permeabilitäts-Unterschiede entstehen lassen.
-
Fig. 8.3 zeigt ein Beispiel : Die Flüsse ~V und kreuzen sich im Schicht-Kopf-Kontakt-Bereich
an den mit kurzen unterbrochenen Linien gekennzeichneten Stellen.