DE852913C

DE852913C - Einrichtung zur Erfassung magnetischer Wechselfelder

Info

Publication number: DE852913C
Application number: DEL6345A
Authority: DE
Inventors: Alois Leitner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-11-22
Filing date: 1950-11-22
Publication date: 1952-10-20

Description

Einrichtung zur Erfassung magnetischer Wechselfelder

Bei den bekannten Einrichtungen zur induktiven

Erfassung magnetischer Wechselfelder, insbe-

sondere bei Magnetop'honwiedergabeköpfen, bereitet

es Schwierigkeiten in der Wiedergabewicklung,

Anzeige- bzw. Wiedergabespannungen genügender

Größe zu erhalten. Die Schwierigkeiten liegen

einerseits darin begründet, daß die niederfrequen-

ten Feldänderungen infolge der an und für sich

kleinen Kraftlinienschnittgeschwindigkeiten nur

sehr geringe Spannungen induzieren und anderer-

seits die Wiedergabespannung von der aufgezeich-

neten Frequenz abhängig ist. Der Wiedergabever-

stärker muß daher für die niederste aufgezeichnete

Frequenz ausgelegt sein, was einen sehr hohen

Verstärkungsgrad bedingt, und außerdem entspre-

chende Mittel zur Entzerrung aufweisen, um eine

gleichmäßige Wiedergabe der einzelnen Frequenzen

zu erzielen. Die notwendige hohe Verstärkung

bringt jedoch viele Übelstände mit sich, unter

anderem eine großeBrummanfälligkeit undRöhren-

klingen. Zumindest muß daher der Hörkopf be-

sonders abgeschirmt und in der Anfangsstufe eine

unmikrophonische Röhre verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung

zur Erfassung magnetischer Wechselfelder, insbe-

sondere ein Hörkopf für die. Wiedergabe magne-

tischer Tonaufzeichnungen, die nicht nur eine hohe

Empfindlichkeit besitzt und daher auch bei niederen

Frequenzen Wiedergabespannungen genügender

Größe liefert, sondern bei der auch die Änderung

der Größe der Wiedergabespannung von der auf-

gezeichneten Frequenz praktisch unabhängig, nur

.von der jeweiligen Amplitude der Niederfrequenz

bestimmt ist. Erfindungsgemäß läßt sich dies da-

durch erreichen, daß der magnetische Widerstand

der Einrichtung im Rhythmus einer zusätzlich

zugeführten Hilfsfrequenz (Trägerfrequenz) verändert wird, wobei durch das zu erfassende Feld eine Modulation der Hilfsfrequenz entsteht. Bei Verfahren zur magnetischen Tonaufzeichnung ist es an sich bekannt, Trägerfrequenzen zu verwenden, so daß die Aufzeichnung aus einer mit Niederfrequenz modulierten Hochfrequenz besteht. Dies setzt jedoch im Aufzeichnungsgerät eine eigene Modulatorstufe voraus. Demgegenüber ermöglicht der erfindungsgemäße Hörkopf, die Tonaufzeichnung niederfrequent vorzunehmen, da die Einführung der Hochfrequenz erst im Hörkopf selbst erfolgt.

Die Modulation des Trägerfrequenzfeldes durch das zu erfassende niederfrequente Feld kommt dabei auf folgende Weise zustande: Betrachtet man die Permeabilitätskurve irgendeines hochpermeablen Materials, z. B. Megaperm, so steigt sie von einer bestimmten Anfangspermeabilität (Megaperm,ua -3000) steil bis zu einem Maximum (Megaperm,t "tax = 68ooo) an, um sodann wieder abzufallen. Sowohl der ansteigende wie der abfallende Ast verlaufen zum Teil annähernd geradlinig. Zur Einstellung des gewünschten Arbeitspunktes auf dem geradlinigen Teil der ,u-Kurve kann eine Gleichstromvormagnetisierung oder das Feld eines permanenten Magnets dienen. Tritt nun, um als Beispiel die Verhältnisse bei einem Magnetophonhörkopf näher zu beschreiben, das zugeführte hochfrequente Feld in den Hörkopf ein, so bewirkt seine Durchflutung, daß der magnetische Widerstand der Hochfrequenz des Hörkopfkreises sich ändert. Das zu erfassende (niederfrequente) Feld findet demnach einen im Takt der Hochfrequenz schwankenden Widerstand vor. Dies bewirkt, daß je nach der momentanen Größe des magnetischen Widerstandes das Niederfrequenzfeld schwächer oder stärker auftreten wird, also eine Modulation des Hochfrequenzfeldes mit der Tonfrequenz eintritt. Dieses resultierende Feld erzeugt seinerseits in der Wiedergabespule eine tonfrequent modulierte Hochfrequenzspannung. Wird die Trägerfrequenz entsprechend höher als die höchste aufgezeichnete Niederfrequenz gewählt, so ist die Wiedergabespannung praktisch von der Frequenz der Tonaufzeichnung unabhängig, da die induzierte Spannung im wesentlichen allein durch die Schnittgeschwindigkeit der Kraftlinien des hochfrequenten Feldes bestimmt ist. Es ist daher möglich, auch bei sehr tiefen Frequenzen eine verhältnismäßig große Wiedergabespannung zu erhalten, so daß der Wiedergabeverstärker wesentlich kleiner als üblich ausgelegt werden kann.
Ob die Permeabilitätsänderung bei der magnetischen Modulation in erster Linie von der Hochfrequenz oder von der Niederfrequenz herbeigeführt wird, ist an sich nicht von entscheidender Bedeutung und richtet sich danach, welche der beiden Frequenzen in ihrer Amplitude überwiegt. Wesentlich ist nur, daß die die Wiedergabespannung induzierende Feldänderung im Hörkopf hochfrequent erfolgt.
Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens zeigt die Zeichnung in Fig. i ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hörkopfes für die Wiedergabe magnetischer Tonaufzeichnungen in schematischer Darstellung und in Fig. 2 ein Diagramm der auftretenden modulierten Wiedergabespannung in Abhängigkeit von der ;Zeit. Mit i ist der magnetische Kreis des Hörkopfes bezeichnet, mit 2 dessen Luftspalt. 3 ist der Tonschriftträger. Auf dem Hörkopf ist die Hochfrequenzwicklung 4 angebracht, die aus zwei Hälften 5 und 6 besteht, die einerseits auf dem Hörkopfkreis direkt und andererseits auf dem magnetischen Nebenschluß 7 angeordnet sind. Zur Abnahme der modulierten Hochfrequenz dient die Wicklung B. Wird die Wicklung 4 mit Hochfrequenz beschickt, so schließt sich das hochfrequente Feld über dem Nebenschluß 7, so daß praktisch keine hochfrequenten Kraftlinien den Tonschriftträger erreichen. Demzufolge wird auch in der Wicklung 8 keine Spannung induziert werden. Im Diagramm, das die- Abhängigkeit der induzierten Spannung von der Zeit zeigt, wird dieser Zustand durch den Abschnitt 0-A auf der Zeitachse versinnbildlicht. Tritt vom Tonband her ein niederfrequenter Kraftfluß in den Hörkopf ein, so findet er einen von der Hochfrequenz abhängigen wechselnden magnetischen Widerstand vor, und es entsteht ein niederfrequent modulierteshochfrequentes Feld, das eine entsprechend niederfrequent schwankende Hochfrequenzspannung in der Wicklung 8 induziert (Abschnitt A-B auf der Zeitachse). Die Phase der Spannung ist von der Feldrichtung, ihre Größe von der Feldstärke und der Kraftlinienänderung in der Zeiteinheit abhängig. Diese Kraftlinienänderung in der Zeiteinheit ist im wesentlichen durch die Größe der Trägerfrequenz allein gegeben, so daß auch Gleichfelder eine hochfrequente Spannung in der Wicklung 8 hervorrufen. Aus diesem Grund ist die Wiedergabespannung nicht nur wesentlich größer, als sie mit den bisherigen Mitteln erzielt werden konnte, sondern auch von der Tonfrequenz praktisch unabhängig.
Da, wie das Diagramm zeigt, nur eine trägerlose Modulation zustandekommt, muß allerdings zur Erreichung einer normalen Modulationsart mit Träger eine Trägerwelle erst phasenrichtig eingekoppelt werden. Eventuell kann auch auf eine eigene Wiedergabespule verzichtet werden und einfach der Spannungsabfall an den Wicklungen des in sich geschlossenen, magnetischen Kreises in einer Rückenschaltung miteinander oder mit einer konstanten Hochfrequenzspannung verglichen werden, um den Modulationsgrad zu vergrößern.
Das Prinzip der Permeabilitätsänderung zum Zwecke der Modulation oder magnetischen Verstärkung ist an sich bekannt und wird auch für Gleichstromverstärker, Spannungsgleichhalter und magnetische Kipprelais verwendet. Für das Wiedergabeverfahren von magnetischen Tonschriften ergibt sich jedoch durch die Anwendung dieses Prinzips eine wesentliche Verbesserung, da die Tiefenentzerrung entfällt und auch die Verstärkungsziffer der Wiedergabeverstärker herabgesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich besonders zur Wiedergabe niedrigster Frequenzen und kann daher nicht nur für die Übertragung von Tonfrequenzen, sondern auch für andere Gebiete der Elektrotechnik oder Meßtechnik angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Erfassung magnetischer Wechselfelder, insbesondere Hörkopf für die Wiedergabe magnetischer Tonaufzeichnungen, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand der Einrichtung im Rhythmus einer zusätzlich zugeführten Hilfsfrequenz (Trägerfrequenz) verändert wird und das durch Überlagerung des zu erfassenden Feldes resultierende modulierte magnetische Feld unmittelbar zur Erzeugung einer induzierten Spannung dient, deren Größe ein Maß für das zu erfassende Feld ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 68o 68o.