DE3780111T2

DE3780111T2 - Verfahren und geraet zur digitalen magnetaufzeichnung hoher dichte.

Info

Publication number: DE3780111T2
Application number: DE8787306120T
Authority: DE
Inventors: Vadim Boris Minuhin
Original assignee: Seagate Technology LLC
Current assignee: Seagate Technology LLC
Priority date: 1986-09-22
Filing date: 1987-07-10
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2007-07-11
Also published as: JPS6390006A; AU7572587A; EP0261766A2; EP0261766B1; JPH0827881B2; EP0261766A3; US4891717A; DE3780111D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung einer digitalen magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe. Insbesondere bezieht sich die Erfindung beispielsweise auf verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung einer eine hohe Dichte aufweisenden isotrop-/senkrechten Aufzeichnung von Digitalinformationen auf magnetischen Aufzeichnungsträgern, wobei die Verteilung der Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsträger in guter Übereinstimmung mit dem Randfeld der Wiedergabevorrichtung in Übereinstimmung steht.
Techniken für die Speicherung von digitaler Information auf einem magnetisierbaren Medium sind gut bekannt. Diese Techniken beruhen allgemein auf der Wechselwirkung zwischen einem magnetischen speichermedium oder Aufzeichnungsträger und einem Magnetkopf (Wandler), die relativ zueinander bewegt werden. Der Magnetkopf besteht typischerweise aus einem Magnetkern, der mit einer Wicklung bewickelt ist, wobei der Kern einen Kopfspalt einschließt. Das Spaltfeld mit dem umgebenden Streufluß ('Randfeld') erstreckt sich in die magnetische Aufzeichnungsoberfläche und hinterläßt eine remanente Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsträger in der Schreib- Betriebsart.
Der Kopf erzeugt bei der Wiedergabe eine induzierte Spannung, die die Änderungsgeschwindigkeit der auf der magnetischen 'Spur' aufgezeichneten Magnetisierung wiedergibt. Daher hängt die Qualität des Wiedergabe-Ausgangssignals einer magnetischen Aufzeichnung direkt von der Ableitung der remanenten Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers und der Korrelation oder Übereinstimmung zwischen dem Randfeld des Wiedergabekopfes und dieser remanenten Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers ab.
Bekannte digitale magnetische Aufzeichnungssysteme, bei denen versucht wird, die Datenspeicherkapazität zu einem Maximum zu machen, leiden typischerweise an einer Verschlechterung der Wiedergabeleistung. Ein Faktor bei der Erzielung einer maximalen Datenspeicherkapazität ist die Informationsdichte pro Flächeneinheit der Speicheroberfläche. Die Speicherdichte pro Flächeneinheit ist das Produkt der Speicherdichte pro Spurlängeneinheit multipliziert mit der Spurdichte pro Abstandseinheit senkrecht zur Richtung der Relativbewegung. Diese beiden Komponenten der Speicherdichte stehen miteinander in Wechselbeziehung; eine Vergrößerung der Spurdichte führt zu einer Verringerung des zur Verfügung stehenden Wiedergabe- Magnetflusses. Dies hat eine nachteilige Auswirkung auf die Wiedergabeleistung, insbesondere dann, wenn die Verteilung der Magnetisierung auf den Aufzeichnungsträger nicht sehr gut mit dem Randfeld der Wiedergabevorrichtung in Übereinstimmung steht.
Als Hintergrund sollte es verständlich sein, daß übliche digitale magnetische Aufzeichnungssysteme eine oder mehrere von drei Haupt-Aufzeichnungsbetriebsarten verwenden. Diese können in Ausdrücken der Richtung der Oberflächenmagnetisierung bezüglich der Richtung der Spurbewegung definiert werden. Diese Betriebsarten sind: (1) Längs- oder Horizontal-Aufzeichnung, (2) senkrechte oder vertikale Aufzeichnung, und (3) querverlaufende Aufzeichnung.
Bei der längsverlaufenden Aufzeichnung liegt die Hauptrichtung der Magnetisierung in der Ebene der Oberfläche und parallel zur Richtung der Oberflächenbewegung. Bei der vertikalen Aufzeichnung steht die Hauptausrichtung der Magnetisierung senkrecht zur Ebene der Oberfläche. Bei der querverlaufenden Aufzeichnung wird das Speichermedium oder der Aufzeichnungsträger in der Ebene seiner Oberfläche, jedoch senkrecht zur Bewegungsrichtung zwischen dem Kopf und der Oberfläche magnetisiert. Diese Aufzeichnungsarten sind gut bekannt.
Zusätzlich zu den Aufzeichnungsarten und als weiterer Hintergrund sei es verständlich, daß übliche Systeme die remanente Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers selbst durch eines von zwei Verfahren hervorrufen. Das erste Verfahren erfordert ein Umschalten der polarität des Gleichstromes in der Wicklung des Schreibkopfes. Das zweite Verfahren setzt die Anwendung kurzer Stromimpulse in der Kopfwicklung voraus.
Gemäß dem ersten am häufigsten verwendeten Verfahren sind die NULL-Werte der codierten Bits durch den konstanten Zustand der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers dargestellt, während die EINS-Werte der codierten Bits durch eine Änderung des Zustandes der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers dargestellt sind. Diese Änderung wird durch die Änderung der Polarität des Schreib-Gleichstromes in der Kopfwicklung durchgeführt. Während der sich bewegende Aufzeichnungsträger an dem Kopf vorbeiläuft, wird er durch das durch den Gleichstrom in der Wicklung erzeugte Feld auf den einen bestimmten Zustand magnetisiert. Zu den Zeitpunkten der Änderung der Polarität des Stromes treten entsprechende Änderungen der Polarität der remanenten Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers an der Hinterkante des Kopfes auf. Diese Änderungen werden in dem Bereich ausgebildet, in dem sich die Intensität des Kopffeldes auf den Wert der Koerzitivkraft des Aufzeichnungsträgers verringert. Die 'Aufzeichnungszone' bei diesem Verfaheren liegt außerhalb des Bereiches des intensivsten Spaltfeldes, das heißt dort, wo das Feld wesentlich größer als die Koerzitivkraft des Aufzeichnungsträgers ist.
Bei dem zweiten üblichen Aufzeichnungsverfahren, das zur Aufzeichnung auf Aufzeichnungsträgern verwendet werden kann, die vorher entmagnetisiert wurden, erzeugen kurze Stromimpulse mit unterschiedlicher Polarität in der Kopfwicklung entsprechende Intervalle einer gesättigten Magnetisierung mit unterschiedlicher Polarität auf dem vorher entmagnetisierten Aufzeichnungsträger. Eine Polarität entspricht den EINS-Werten und die andere Polarität den NULL-Werten der codierten Bits. In diesem Fall treten Änderungen der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers sowohl an den Hinter- als auch Vorderkanten des Kopfes außerhalb des Spaltes auf. Daher fallen die 'Aufzeichnungszonen' wiederum nicht mit dem Bereich des intensivsten Kopffeldes in dem Spalt zusammen. In praktischen Fällen sind die 'Abdrücke' jedes Stromimpulses wesentlich breiter als die Spaltgröße.
Gemäß einer Variante dieses zweiten Verfahrens, bei dem ein vorher gesättigter Aufzeichnungsträger verwendet wird, sind die Stromimpulse immer von der gleichen Polarität. Die Impulse rufen Intervalle auf dem Aufzeichnungsträger hervor, in denen die Magnetisierungspolarität bezüglich des vorher aufgezeichneten Zustandes umgekehrt ist. Diese Umkehrungen stellen die EINS-Werte der codierten Bits dar, während NULL- Werte durch das Fehlen von Änderungen der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers dargestellt sind. Im übrigen ist das Verfahren ähnlich dem vorstehend genannten zweiten üblichen Aufzeichenverfahren.
Ein gemeinsamer Nachteil beider vorstehend beschriebener Verfahren ist die mangelnde Ausnutzung des Schreibfeldes des Kopfes während der Aufzeichnung. Aufgrund der stark unsymmetrischen und schräg verlaufenden Art des Magnetfeldes außerhalb des Spaltes sind Änderungen der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers, die durch die 'Kanten des Kopfes' in unterschiedlichen Schichten des Aufzeichnungsträgers geschrieben werden, gegenüber der korrekten Phasenbeziehung bezüglich einander verschoben. Zusätzlich sind aufgrund des unzureichenden Gradienten des Kopffeldes außerhalb des Spaltes die geschriebenen Magnetisierungsänderungen verschwommen.
Als Ergebnis sind geschriebene Muster der aufgezeichneten Bits, die mit Hilfe der bekannten Verfahren aufgezeichnet wurden, verschwommen und stehen nicht in guter Übereinstimmung mit dem gesamten Randfeld des Wiedergabewandlers. Daher werden die Auflösung und das Signal-/Rauschverhältnis in dem Wiedergabesignal beeinträchtigt.
Die US-A-3 564 558, die sich mit der Oberflächenaufzeichnung auf extrem dünnen magnetischen Medien oder Aufzeichnungsträgern unter Verwendung einer Kombination von querverlaufenden und längsverlaufenden magnetischen Schreibfeldern befaßt, stellt ein Beispiel der bekannten Lösungen für die Aufzeichnung dar. Die US-A-3 564 558 verwendet die Hinterkante des Schreibfeldes zur Aufzeichnung, das heißt mit anderen Worten, die Aufzeichnung erfolgt in dem Bereich, in dem sich das Schreibfeld auf den Wert der Koerzitivkraft des Aufzeichnungsträgers verringert.
Auch hierbei steht wiederum die Verteilung der Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsträger nicht in guter Übereinstimmung mit dem Randfeld des Wiedergabewandlers.
Gemäß einem ersten Grundgedanken der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung einer eine hohe Dichte aufweisenden digitalen magnetischen Aufzeichnung einer Binärcodefolge unter Verwendung eines Aufzeichnungsträgers geschaffen, bei dem die Hauptrichtung der Oberflächenmagnetisierung senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers steht, wobei die Vorrichtung eine Generatoreinrichtung zur Erzeugung eines Stromes, einen Magnetkopf, der eine mit der Generatoreinrichtung gekoppelte Kopfwicklung einschließt und einen Aufzeichnungsspalt aufweist, der induktiv mit dem Aufzeichnungsträger gekoppelt ist, um auf diesem Aufzeichnungsträger eine remanente Magnetisierung zu hinterlassen, die dem Binärcode entspricht, während sich der Aufzeichnungsträger in Längsrichtung bezüglich des Spaltes bewegt, und Einrichtungen zur Feststellung der EINS-Werte in dem Binärcode umfaßt, wenn diese aufzuzeichnen sind, und wobei die Vorrichtung durch auf die Feststellung jedes EINS-Wertes in dem Binärcode ansprechende Einrichtungen zum Abschalten des Stromes in der Wicklung gekennzeichnet ist, um zu bewirken, daß ein Teil des Randfeldes auf den Aufzeichnungsträger aufgeprägt wird, wodurch auf diesem eine hufeisenförmige remanente Magnetisierung verbleibt.
Wie dies weiter unten beschrieben wird, werden bei der vorliegenden Erfindung die EINS-Werte eines Binärcodes tief auf ein isotropes oder senkrechtes magnetisches Aufzeichnungsmedium oder einen Aufzeichnungsträger dadurch aufgeprägt, daß der Strom in der Wicklung eines magnetischen Ringkopfes abgeschaltet wird. Die auf diese Weise auf den Aufzeichnungsträger aufgeprägten EINS-Werte werden durch Kopien der Teile des Randfeldes des Ringkopfes dargestellt. Jedes aufgeprägte Feld weist das Aussehen eines 'Hufeisen'-Musters der Magnetisierung auf. Während der Wiedergabe stehen diese aufgeprägten Teile der Muster äußerst gut mit der Empfindlichkeitsfunktion (dem Randfeld) des ringförmigen Kopf-/Wiedergabewandlers in Übereinstimmung. Die Erfindung verwendet die von Natur aus vorhandene Übereinstimmung oder Korrelation zusammen mit einer Kombination von längs- und vertikalgerichteten Aufzeichnungstechniken zur Schaffung von Verfahren und Vorrichtungen, die sehr gut dafür geeignet sind, zu Anfang eine Aufzeichnung durchzuführen, nachfolgend in Rauschen eingebettete Signale festzustellen und eine verbesserte Gesamt-Wiedergabe- Leistung (beispielsweise eine verbesserte Auflösung) in einer Umgebung mit hoher Dichte zu erzielen.
Zusätzlich sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, nach der Aufprägung jedes Hufeisens den Stromfluß mit entgegengesetzter Polarität wieder herzustellen, während sich das oder die aufgeprägten Muster strömungsabwärts bewegen. Diese Technik setzt die senkrechte Aufzeichnung an der Hinterkante eines vorher gebildeten Hufeisen-Musters fort und füllt Leerstellen bei der Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsträger.
Die vorliegende Erfindung verbessert die Wiedergabeleistung von magnetischen Aufzeichnungssystemen, die isotrop-/senkrechte Medien für eine hochdichte Speicherung verwenden. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf eine Verbesserung des Signal- Rauschverhältnisses und der Auflösung derartiger Systeme und die Erzielung einer Magnetisierung auf derartigen Medien gerichtet, die sehr gut mit dem Randfeld des Wiedergabewandlers in Übereinstimmung steht.
In vorteilhafter Weise werden weiterhin Leerstellen in der Magnetisierung auf dem Medium oder Aufzeichnungsträger gefüllt, um eine Möglichkeit zur Verhinderung unerwünschter (nicht auf das beabsichtigte Schreiben von Bits bezogener) Änderungen der remanenten Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers zu verhindern.
Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Durchführung einer eine hohe Dichte aufweisenden digitalen magnetischen Aufzeichnung einer Binärcodefolge unter Verwendung eines Aufzeichnungsträgers geschaffen, bei dem die Hauptrichtung der Oberflächenmagnetisierung senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers steht, wobei das Verfahen die Schritte der Erzeugung eines Stromes, der Erzeugung eines Magnetfeldes unter Verwendung eines Magnetkopfes mit einer durch den Strom erregten Wicklung und mit einem Aufzeichnungsspalt, wobei die Polarität der Polarität des Stromes entspricht, und der Aufprägung einer remanenten Magnetisierung auf den Aufzeichnungsträger dadurch umfaßt, daß der Aufzeichnungsträger in Längsrichtung durch das Feld bewegt wird, und wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Strom in der Wicklung jedesmal dann abgeschaltet wird, wenn ein EINS-Wert in der Binärcodefolge auf den Aufzeichnungsträger aufzuprägen ist, wodurch auf diesem eine hufeisenförmige remanente Magnetisierung hinterlassen wird.
Die Erfindung wird lediglich in Form eines Beispiels in den beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
Fig. 1 die resultierende remanente Aufzeichnungsträger- Magnetisierung zeigt, wenn die Codierung unter Verwendung eines bekannten Verfahrens der Polaritätsumschaltung eines Gleichstromes in der Wicklung eines Magnetkopfes durchgeführt wird,
Fig. 2 die resultierende remanente Aufzeichnungsträger- Magnetisierung zeigt, wenn die Aufzeichnung auf einem vorher entmagnetisierten Aufzeichnungsträger unter Verwendung eines bekannten Verfahrens der Zuführung kurzer Stromimpulse an die Kopfwicklung durchgeführt wird,
Fig. 3 die resultierende remanente Aufzeichnungsträger- Magnetisierung zeigt, wenn die Aufzeichnung auf einem vorher gesättigten Aufzeichnungsträger unter Verwendung eines bekannten Verfahrens der Zuführung kurzer Stromimpulse an die Kopfwicklung durchgeführt wird,
Fig. 4 die überwiegend senkrechte remanente Magnetisierung zeigt, die in Schichten nahe der Oberfläche des isotropen oder senkrechten Aufzeichnungsträgers erfolgt, wenn ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei gezeigt wird, daß sich der Aufzeichnungsträger durch den Bereich eines starken Kopffeldes bewegt, das durch den Strom in einer Kopfwicklung erzeugt wird,
Fig. 5 gemäß der vorliegenden Erfindung die Ausbildung eines Teils des Randfeldes (eines Magnetkopfes) auf einem dargestellten Aufzeichnungsträger zu dem Zeitpunkt zeigt, zu dem der Strom in einer Kopfwicklung abgeschaltet wird,
Fig 6 und 7 zusammen die Bewegung des magnetischen Aufzeichnungsträgers ausgehend von der Position nach Fig. 5 zeigen, bis die Wiedereinschaltung des Stromes in der Kopfwicklung mit umgekehrter Polarität gegenüber der Stromrichtung nach Fig. 4 erfolgt,
Fig. 8 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der der Abstand zwischen codierten EINS-Werten auf dem Aufzeichnungsträger einen minimalen Abstand aufweist, der durch den verwendeten Code zulässig ist,
Fig 9 und 10 zusammen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen, bei der Abstand zwischen codierten EINS-Werten auf dem Medium einen nicht minimalen Abstand aufweist, und
Fig.11 eine graphische Darstellung der Form des Stromes in der Wicklung eines Schreibkopfes und die entsprechende Verteilung der senkrechten remanenten Magnetisierung auf der Aufzeichnungsträgeroberfläche zeigt.
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen bekannte vorstehend beschriebene Verfahren zur Ausbildung einer remanenten Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers in üblichen digitalen magnetischen Aufzeichnungssystemen.
Die resultierende remanente Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers bei Durchführung der Codierung unter Verwendung des bekannten Verfahrens des Umschaltens der Polarität eine Gleichstroms in der Wicklung eines Magnetkopfes ist in Figur 1 gezeigt. Im einzelnen zeigt Figur 1, daß der Wert NULL der codierten Bits durch den konstanten Zustand der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers dargestellt ist, während der Wert EINS der codierten Bits durch die Änderung des Zustandes der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers entlang der Aufzeichnungsspur dargestellt ist.
Figur 2 zeigt die resultierende Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers unter Verwendung des vorher beschriebenen Verfahrens des Aufbringens kurzer Stromimpulse in der Kopfwicklung auf vorher entmagnetisierte Aufzeichnungsträger. Es ist anhand der Figur 2 zu erkennen, daß die kurzen Stromimpulse mit unterschiedlicher Polarität in der Kopfwicklung entsprechende Intervalle einer gesättigten Magnetisierung mit unterschiedlicher Polarität auf dem vorher entmagnetisierten Aufzeichnungsträger erzeugen. Eine Polarität entspricht den NULL-Werten des Binärcodes, während die andere den EINS-Werten des Codes entspricht.
Figur 3 zeigt die resultierende Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Variante des Verfahrens mit kurzen Stromimpulsen, das heißt die Variante, bei der ein vorher gesättigtes Medium zusammen mit Stromimpulsen verwendet wird, die immer die gleiche Polarität aufweisen.
Wie dies weiter oben angegeben war, hat das in Figur 1 gezeigte Aufzeichnungsverfahren einen negativen Einfluß auf die Wiedergabeleistung, weil die dargestellten Änderungen der remanenten Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers an der Hinterkante des Kopfes auftreten, das heißt außerhalb des intensivsten Spaltfeldes. Wie dies weiter oben angegeben wurde, sind außerdem die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Aufzeichnungsverfahren hinsichtlich der Wiedergabeleistung problematisch, weil die Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers sowohl an der Hinter- als auch Vorderkante des Kopfes erfolgt. Auch hier fallen die 'Aufzeichnungszonen' nicht mit dem Bereich des intensivsten Kopffeldes in dem Spalt zusammen. Die Figuren 2 und 3 zeigen die Tatsache, daß die 'Aufprägung' jedes der Stromimpulse wesentlich breiter als die Spaltgröße ist.
Die vorliegende Erfindung nimmt die Verwendung eines Aufzeichnungsträgers an, der eine senkrechte Magnetisierung (isotroper oder senkrechter Aufzeichnungsträger) ermöglicht. Zusätzlich wird angenommen, daß der tatsächliche Binärcode, der aufgezeichnet wird, keine benachbarten EINS-Werte aufweist. Derartige Codes sind gut bekannt und ein am besten geeignetes Beispiel für Aufzeichnungszwecke ist, ohne Einschränkung des Bereichs der Erfindung, das gut bekannte Bitfolgenlängenbegrenzte (2,7)-Codierschema.
Figur 4 zeigt die überwiegend senkrechte remanente Magnetisierung 401, die in Schichten nahe der Oberfläche des isotropen oder senkrechten Aufzeichnungsträgers auftritt, wenn die hier beschriebene Aufzeichnungstechnik verwendet wird. Dies sind die wesentlichen Schichten des Aufzeichnungsträgers, die zu den Wiedergabesignalen in Systemen mit Aufzeichnung hoher Dichte beitragen.
In seinem Ausgangszustand der Aufzeichnung bewegt sich der Aufzeichnungsträger, der gemäß Figur 4 die Spur 402 einschließt, durch den Bereich eines starken Kopffeldes 403, das durch den Strom in der Kopfwickllung 404 eines Kopfes 405 erzeugt wird. Durch den benachbart zur Wicklung 404 befindlichen Pfeil wird angezeigt, daß der Strom eine erste Polarität hat. Der sich bewegende Aufzeichnungsträger nimmt einen konstanten Magnetisierungszustand an, während er an dem Kopf vorbeiläuft. Während der Wiedergabe mit induktiven Köpfen (die auf die Ableitung des Magnetflusses in der Wicklung ansprechen), erzeugen derartige Intervalle mit konstanter Magnetisierung keinerlei Ausgangssignal.
Die Richtung der remanenten Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers an unterschiedlichen Aufzeichnungsträgerschichten ist hauptsächlich durch das Feld an der Hinterkante des Kopfes bestimmt. Dies ist die Stelle, an der der Wert des Feldes gleich der Koerzitivkraft des Aufzeichnungsträgers ist, wie dies bei den bekannten Aufzeichnungstechniken der Fall ist, die vorstehend beschrieben wurden.
Erfindungsgemäß werden die EINS-Werte eines Codestroms (beispielsweise eines (2,7)-Codes) jeweils dadurch aufgezeichnet, daß der Strom in der Wicklung 404 abgeschaltet wird. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Abschalten des Stroms monoton durchgeführt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Strom abgeschaltet wird, wird ein Abdruck eines Teils des Randfeldes des Kopfes auf dem Aufzeichnungsträger ausgebildet. Wie dies vorstehend angegeben wurde, hat dieser Abdruck das Aussehen eines 'hufeisen'-förmigen Musters der Magnetisierung und stimmt äußerst gut mit der Empfindlichkeitsfunktion des gleichen Wiedergabekopfes überein.
Einrichtungen zum Abschalten des Stromes in der Wicklung 404 in Abhängigkeit von der Feststellung eines EINS-Wertes in einem Codestrom und zum erneuten Einschalten mit umgekehrter Polarität nach einer Zeitverzögerung sind für den Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt. Die Steuereinrichtungen, die beispielsweise in Form eines durch einen Mikroprozessor gesteuerten Schalters ausgeführt werden können, der mit einer Stromquelle verbunden ist, sind in den Figuren 4 bis 10 nicht gezeigt. Die Art und Weise, in der diese Einrichtungen wiederholt in Kombination mit dem isotrop-senkrechten Aufzeichnungsträger verwendet werden, um einen Abdruck des oben erwähnten Teils des Randfeldes des Kopfes auf dem Aufzeichnungsträger in Abhängigkeit von der Feststellung eines EINS-Wertes in dem Codestrom gemäß den hier beschriebenen Lehren zu erzeugen, ist jedoch neu.
Es ist anhand der Figuren 5 und 6 zu erkennen, daß während der Strom abgeschaltet wird, die Spur 402 sich weiter strömungsabwärts mit dem darauf befindlichen Abdruck bewegt. Es sei bemerkt, daß der Abdruck in gewissem Ausmaß aufgrund der Entmagnetisierung nachläßt.
Wenn der Abdruck eine 'sichere Entfernung' (die im folgenden definiert wird) von dem Spalt in einem Bereich erreicht, in dem die Intensität des Randfeldes kleiner als die Koerzitivkraft des Aufzeichnungsträgers ist, so wird der Strom in der Wicklung 404 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wieder eingeschaltet, jedoch mit umgekehrter Polarität. Dies ist in Figur 7 dargestellt, in der der die Strompolarität anzeigende Pfeil mit entgegengesetzter Richtung zur Richtung des Pfeils nach Figur 4 gezeigt ist. Hierdurch wird die senkrechte Magnetisierung an der Hinterkante des vorher gebildeten 'Hufeisen'-Musters fortgesetzt und Leerstellen in der Magnetisierung werden gefüllt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfordert, daß die neu geschaffene Magnetisierung an der Hinterkante des Kopfes mit der Magnetisierung verknüpft werden muß, die vorher an der Hinterkante des vorhergehenden Abdruckes gebildet wurde, sa daß keine Änderungen in der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers zwischen absichtlich aufgeprägten EINS- Werten geschaffen werden. Diese Verknüpfung ist in Figur 7 an dem mit 'X' bezeichneten Punkt gezeigt, an dem die beiden 'Hufeisen' aneinander anstoßen. Es sei bemerkt, daß dieser Verknüpfungsvorgang zusammen mit der Auffüllung von Leerstellen zwischen Abdrücken mit senkrechter Magnetisierung zwar ein wünschenswertes Merkmal ist, jedoch keine unbedingte Forderung zur Durchführung der vorliegenden Erfindung ist. Die Wiedergabeeigenschaften der Abdrücke der EINS-Werte, die auf dem Aufzeichnungsträger verbleiben, wie dies weiter oben erläutert wurde, sind beträchtlich gegenüber den bekannten Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Lösungen verbessert, und zwar unabhängig davon, ob das Merkmal der Verknüpfung und Auffüllung von Leerstellen ein Teil des Systems ist.
Es sei erneut darauf hingewiesen, daß der grundlegende Zweck des Wiedereinschaltens des Stromes darin besteht, die unerwünschten (nicht auf das absichtliche Schreiben von Bits bezogenen) Änderungen der Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers zu verhindern.
Die vorstehend genannte 'sichere Entfernung' ist als das Produkt der Geschwindigkeit, mit der sich der Aufzeichnungsträger gegenüber dem Kopf bewegt, multiplziert mit dem Wert von Toff definiert, der seinerseits im folgenden als die optimale Zeitdauer ohne Strom in der Wicklung definiert ist. Toff ist ein willkürlicher Wert, der als ein Kompromiß zwischen der Zeit, die erforderlich ist, damit keine Beschädigung der vorher aufgeprägten Bits auftritt, und der gewünschten maximalen Dichte des Aufzeichnungssystems vorgewählt werden kann.
In Abhängigkeit von dem gewünschten Abstand zwischen speziellen codierten EINS-Werten, der typischerweise durch das verwendete Codemuster bestimmt ist, kann der Strom entweder sehr kurz nach seinem Einschalten abgeschaltet werden, wie dies durch die remanente Magnetisierung gezeigt ist, die auf der in Figur 8 gezeigten Spur verbleibt, oder er kann für eine gewisse erforderliche (oder gewünschte) Zeit eingeschaltet bleiben, bevor er abgeschaltet wird, wie dies in den Figuren 9 und 10 gezeigt ist, die zusammen zu betrachten sind. Im ersten Fall werden zwei EINS-Bits mit einem minimalen, von dem verwendeten Code zugelassenen Abstand geschrieben (Figur 8). Im zweiten Fall werden zwei EINS-Bits mit einem Abstand geschrieben, der größer als der minimale, durch den Code zulässige Abstand ist (Figur 10). Die genannten Abstände sind die Abstände zwischen benachbarten Hufeisen-Abdrücken auf dem Aufzeichnungsträger.
Schließlich wird auf die Figur 11 Bezug genommen, die schematisch die Form des Stromes in der Wicklung eines Schreibkopfes und die entsprechende Verteilung der senkrechten Magnetisierung an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers zeigt. Die Zeitintervalle Toff entsprechen den oben erwähnten optimalen Zeitperioden ohne Strom in der Wicklung.
Durch iteratives Verwenden der vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Techniken verbleiben lediglich gewünschte Abdrücke der codierten EINS-Werte als remanente Magnetisierung auf dem Aufzeichnungsträger. Jeder hufeisenförmige Abdruck in der Folge weist einen entgegengesetzte Polarität auf. Leerstellen zwischen Abdrücken werden durch eine konstante (überwiegend senkrechte) Magnetisierung verknüpft.
Aufgezeichnete Abdrücke eines Teils des Randfeldes des Schreibkopfes stimmen naturgemäß sehr gut mit dem Randfeld des gleichen Wandlers während der Wiedergabe überein. Hierdurch wird die Qualität des Wiedergabesignals verglichen mit bekannten Techniken drastisch verbessert.

Claims

1. Vorrichtung zur Durchführung einer eine hohe Dichte aufweisenden digitalen magnetischen Aufzeichnung einer Binärcodefolge unter Verwendung eines Aufzeichnungsträgers, bei dem die Hauptrichtung der Oberflächenmagnetisierung senkrecht zu der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers steht, mit: einer Generatoreinrichtung zur Erzeugung eines Stromes; einem Magnetkopf (405), der eine mit der Generatoreinrichtung gekoppelte Kopfwicklung (404) einschließt und einen Aufzeichnungsspalt aufweist, der induktiv mit dem Aufzeichnungsträger gekoppelt ist, um auf diesem Aufzeichnungsträger eine remanente Magnetisierung zu hinterlassen, die dem Binärcode entspricht, während sich der Aufzeichnungsträger in Längsrichtung bezüglich des Spaltes bewegt; und Einrichtungen zur Feststellung der EINS-Werte in dem Benärcode, wenn diese aufzuzeichnen sind, gekennzeichnet durch auf die Feststellung jedes EINS-Wertes in dem Binärcode ansprechende Einrichtungen zum Abschalten des Stromes in der Wicklung, um zu bewirken, daß ein Teil des Randfeldes des Kopfes auf den Aufzeichnungsträger aufgeprägt wird, wodurch eine hufeisenförmige remanente Magnetisierung auf diesem verbleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Einschalten des Stromes mit entgegengesetzter Polarität nach einem vorausgewählten Zeitinterwall Toff, worin Toff zumindestens gleich der Zeit ist, die erforderlich ist, um sicherzustellen, daß die Aufprägung der vorher aufgezeichneten Bits nicht beeinträchtigt wird, während sich der Aufzeichnungsträger gegenüber dem Spalt bewegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die bewirken, daß eine überwiegend senkrechte remanente Magnetisierung, die der Polarität des der Wicklung (404) zugeführten Stromes entspricht, Leerstellen auf dem Aufzeichnungsträger zwischen benachbarten hufeisenförmigen Aufprägungen füllt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnett, daß die senkrechte remanente Magnetisierung derart angeordnet ist, daß sie mit der Hinterkante einer hufeisenförmigen Aufprägung auf dem Aufzeichnungsträger verknüpft ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnett, daß der Magnetkopf in einer Wiedergabe-Betriebsart zur Identifikation der hufeisenförmigen Magnetisierungen betreibbar ist, die auf den Aufzeichnungsträger aufgeprägt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeitsfunktion des in dieser Wiedergabe-Betriebsart betriebenen Magnetkopfes an die remanente Magnetisierung angepaßt ist, die vorher auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wurde.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Binärcode ein bitfolgenlängenbegrenzter (2,7)-Code ist.

8. Vorichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf ein Kopf vom Ringtyp mit einem Aufzeichnungs-/Wiedergabe-Kopfspalt ist.

9. Verfahren zur Durchführung einer eine hohe Dichte aufweisenden digitalen magnetischen Aufzeichnung einer Binärcodefolge unter Verwendung eines Aufzeichnungsträgers, bei dem die Hauptrichtung der Oberflächenmagnetisierung senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers steht, mit den Schritten der: Erzeugung eines Stromes; Erzeugung eines Magnetfeldes unter Verwendung eines Magnetkopfes mit einer durch den Strom erregten Wicklung und mit einem Aufzeichnungsspalt, wobei die Polarität des Feldes der Polarität des Stromes entspricht; Aufprägung einer remanenten Magnetisierung auf den Aufzeichnungsträger dadurch, daß der Aufzeichnungsträger in Längsrichtung durch das Feld bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der Wicklung jedesmal dann abgeschaltet wird, wenn ein EINS-Wert in der Binärcodefolge auf den Aufzeichnungsträger aufzuprägen ist, wodurch eine hufeisenförmige remanente Magnetisierung auf diesem hinterlassen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den Schritt des Wiedereinschaltens des abgeschalteten Stromes mit entgegengesetzter Polarität nach einer Zeitverzögerung Toff.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des Abschaltens und Wiedereinschaltens in einer Folge für jeden hierdurch aufzuzeichnenden EINS-Wert durchgeführt werden, wodurch bewirkt wird, daß magnetisch remanente Aufprägungen vom Hufeisentyp und mit entgegengesetzter Polarität aufeinanderfolgend auf dem Aufzeichnungsträger mit einem Abstand hinterlassen werden, die die EINS-Werte des Codes darstellen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt des Auffüllens von Leerstellen auf dem Aufzeichnungsträger zwischen benachbarten hufeisenförmigen Aufprägungen mit einer überwiegend senkrechten remanenten Magnetisierung, deren Polarität der Polarität des der Wicklung zugeführten Stromes entspricht.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den Schritt der Verknüpfung der remanenten senkrechten Magnetisierung mit der Hinterkante der hufeisenförmigen Aufprägung auf dem Aufzeichnungsträger.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalten des Stromes monoton durchgeführt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch den Schritt der Identifikation der auf dem Aufzeichnungsträger aufgeprägten hufeisenförmigen Magnetisierungen, wenn der Magnetkopf in einer Wiedergabe- Betriebsart betrieben wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch den Schritt der Anpassung der Empfinglichkeitsfunktion des in der Wiedergabe-Betriebsart betriebenen Magnetkopfes auf die vorher auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnete remanente Magnetisierung.