-
Verfahren und Einrichtungen zur Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen
mit Quermagnetisierung Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtungen
zur Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen mit Ouermagnetisierung.
-
Gemäß der Erfindung wird bei der Wiedergabe .dieser quer magnetisierten
Magnettonaufzeichnungen so vorgegangen, daß zur Abtastung ein Spaltmagnetkopf dient,
der so angeordnet ist, daß sein Spalt nur auf der einen Seite des vorzugsweise bandförmigen
Tonträgers liegt.
-
Gemäß Weiterbildung der Erfindung wird der Träger über eine größere
Trägerstrecke abgetastet, die wenigstens größer als die Wellenlänge der tiefsten
aufgezeichneten Frequenz ist, und der auf dieser Strecke austretende Streufluß wird
integriert. Dieser integrierte Streufluß wird durch eine Spule geleitet, in welcher
er .durch Differentiation» eine Spannung erzeugt, die der Aufzeichnungsamplitude
proportional ist und unabhängig von der Frequenz. Die Integration kann auch über
zwei Strecken erfolgen, wobei in jeder Strecke ein Teilfluß integriert wird. Während
bei der ersten Methode nur ein Abtastpol erforderlich ist, sind in diesem Fall zwei
Abtastpole in Bandlaufrichtung notwendig. Die von den beiden Polen aufgenommenen
Teilflüsse werden so geleitet, .daß in der oder den Spulen nur ihre Differenz zur
Wirkung kommt, deren Differential die originalgetreue Spannung ergibt.
-
In Weiterbildung der Erfindung werden für die Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen
Einrichtungen vorgeschlagen, die geeignet sind, die oben beschriebenen Abtastverfahren
auszuüben. Die einfachste: Form hierzu bildet an sich ein einpoliges System mit
entsprechend langen Polflächen. Zweckmäßig wird die Polfläche auf der einen Seite
scharf begrenzt. Erfindungsgemäß wird ein zweckmäßig symmetrisches zweipoliges System
verwendet, bei dem die beiden Pole auf derselben Trägerseite liegen und durch eine
Stoßstelle großen magnetischen Widerstands getrennt sind. Gemäß der Erfindung erstrecken
sich die Pole beiderseits der Stoßstelle symmetrisch über eine
verhältnismäßig
,große Länge, so daß die von .dem über .die ganze Länge anliegenden Tonträger ausgehenden
Streukraftlinien möglichst vollkommen von .den Magnetpolen aufgenommen werden: Die
Abtastung erfolgt vorteilhaft über eine Strecke, deren Länge beiderseits der Stoßstelle
wenigstens gleich der halben Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz
ist.
-
Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind an Hand von Zeichnungen
beispielsweise erläutert. Bei der magnetischen Tonaufzeichnung ist die Quer- und
Längsmagnetisierung bekannt. In der bisherigen Praxis wird .die Längsmagnetisierung
zugrunde gelegt. Untersuchungen auf diesem Gebiet haben ergeben, daß die Quermagnetisierung
der Längsmagnetisierüng überlegen ist, denn einmal ist bei der Quermagnetisierung
der austretende Streufluß größer und zum anderen bietet diese Art der Aufzeichnung
die Möglichkeit, den Frequenzgang von der Aufzeichnung bis zur Wiedergabe in allen
Stufen linear zu halten. Die Erfindung bezieht sich daher auf die Quermagnetisierung.
-
Die Fig. i zeigt in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus
einem bandförmigen quer magnetisierten Tonträger, von der Schmalseite gesehen. Es
ist der übersichtlichen Darstellung wegen angenommen, daß der Träger i aus Elementarteilchen
aufgebaut ist, wie es praktisch' bei Trägern mit Pulverschicht verwirklicht ist,
doch gelten die Betrachtungen genau so gut für Bänder bzw. Drähte aus vollem Material.
Die Elementarteilchen werden als kugelförmige Gebilde angenommen, und ihre Magnetisierung
ist als Pfeil dargestellt, dessen Größe und Richtung die Magnetisierung der Elementarteilchen
versinnbildlicht. In der Kurve :2 ist die aufzuzeichnende Schwingung dargestellt,
welche .die im Trägerlyild dargestellte Magnetisierung hervorruft; die Kurve 4 zeigt
den Verlauf des remanenten Magnetismus oder, mit anderen Worten, der remanenten
Induktion Br im Träger und die Kurve 5 den- Verlauf der Kraftliniendichte T .des
aus dem Träger austretenden Streuflusses. Es ist ersichtlich, daß dort, wo die Aufzeichnungsamplitude
A am größten ist, auch die höchste Induktion Br im Träger erzeugt ist,. die mit
der Aufzeichnungsamplitude gemäß Kurve :2 bis auf Null abnimmt und unter Umkehrung
der Feldrichtung ein negatives Maximum erreicht, usw. Diese Induktion hat, wie die
Darstellung zeigt, den Austritt von Streukraftlinien 3 zur Folge. Diese Streukraftlinien
sind die später bei der Abtastung verwendeten nutzbringenden Kraftlinien gemäß Kurve
5; es kommt also darauf an, die Aufzeichnung so zu treffen, daß möglichst viel solcher
Kraftlinien austreten, um einen möglichst großen Nutzfluß zu haben. Dementsprechend
ist, wie die Fig. i zeigt, gemäß der Erfindung die Aufzeichnung so getroffen, .daß
an .den Stellen höchster Mägnetisierung im Träger gleichzeitig auch die größte Dichte
der austretenden Kraftlinien vorhanden ist und ihre Intensität proportional der
Induktion im Träger und damit auch der aufzuzeichnenden Momentanamplitude proportional;
damit wird erreicht; daß .die Aufzeichnung auf dem Träger innerhalb des Übertragungsbereichs
auch unabhängig von der Frequenz der aufzuzeichnenden Schwingung ist. Dies hat den
besonderen Vorteil, daß es auf diese Weise gelingt, den mit Rücksicht auf .die Sättigung
begrenzten maximalen Pegel bei allen Frequenzen auf das Band aufzubringen oder,
mit anderen Worten, die ganze magnetische Kapazität des Trägers auszunutzen. Dies
hat gleichzeitig zur Folge, daß man ein Maximum an Lautstärke auf den Träger aufbringen
kann und den größtmöglichen Störabstand erreicht.
-
Ein Wiedergabeverfahren sowie Einrichtungen dazu werden an Hand .der
Fig. io bis 15 beschrieben.
-
Es wurde schon eingangs darauf hingewiesen, ,daß die aus .dem Träger
austretenden Kraftlinien für die Wiedergabe maßgebend sind. Es kommt also darauf
an, bei der Wiedergabe möglichst vielevon diesen Kraftlinien zu erfassen, damit
der Pegel bei- -der Wiedergabe möglichst groß ist. Dies kann gemäß der Erfindung,
wie in Fig. io gezeigt, mit einem Abtastkopf erreicht werden, der einen zweipoligen
Magnetkern i7 mit den Polen auf derselben Seite des Tonträgers i aufweist. Dieser
Magnetkern kann dabei mit einer oder zwei Abtastspulen 18 ausgerüstet sein. Der
Grundaufbau solcher Köpfe ist an sich bekannt. Der Aufbau ist hier durch die neue
Erkenntnis bedingt, daß es darum geht, möglichst viel an Streuflüß aus dem Band
aufzunehmen. Dies wird im Grundgedanken dadurch erreicht, daß jeder Pol in Laufrichtung
verhältnismäßig große Auflageflächen mit der Länge a für den Träger i besitzt; der
ganze Fluß ,des korrespondierenden Bandbereichs wird dabei von den Polen integrierend
aufgenommen, und zwar von beiden getrennt, da sich zwischen den Polen an der Stoßstelle
ig ein hoher magnetischer Widerstand; z. B. in Form einer stark eingeengten Stelle
oder eines Luftspalts, befindet. Da auf diese Weise die beiden von den Polen aufgenommenen
Flüsse gegeneinandergeschaltet sind, kommt in der Abtastspule 18 der Differenzfluß
zur Wirkung und erzeugt in ihr eine Sprechspannung; diese Spannung ist .der Flußänderung
proportional, d. h. dem Differential aus dem Fluß. Da der Differenzfluß aus dem
Integral über die aufgezeichnete Schwingung hervorgegangen ist, ist die in der Abtastspule
induzierte Spannung direkt proportional der Induktion im Band und damit auch der
Momentanamplitude .der aufgezeichneten Schwingung, und zwar unabhängig von der Frequenz.
Es ist vorteilhaft, dabei eine Vorkehrung zu treffen, daß die bei der Differenzbildung
überschüssigen Kraftlinien möglichst bequem zum Band zurückfließen können. Zu diesem
Zweck kann gemäß der Erfindung ein entsprechender magnetischer Rückschluß vorgesehen
werden. Dieser Rückschluß kann beispielsweise .durch Verbreiterung .der Polschuhe
quer zum Band erreicht werden, wie dies
Fig. io a für den einen
Pol von oben gesehen zeigt. Zur Stoßstelle hin verengt sich der Pol wegen des dort
erforderlichen magnetischen Widerstands. Eine entsprechende Wirkung kann auch dadurch
erreicht werden, daß vom Magnetkern aus ein Bügel bis .auf die andere Bandseite,
das Band in seiner Breite umschließend, herumgeführt ist. Die Länge a, über welche
beiderseits der Stoßstelle i9 die Integrierung erfolgt, bestimmt dabei die unterste
Grenzfrequenz; dabei soll gemäß der Erfindung die Länge a beiderseits .der Stoßstelle
wenigstens gleich der halben Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz
sein. Diese Länge müßte also, wenn man bis zur Frequenz Null herunter abtasten wollte,
unendlich sein. In der Praxis wird im allgemeinen die unterste zu übertragende Frequenz
oberhalb Null liegen, so daß sich eine endliche Länge, z. B. gleich der halben Wellenlänge
der untersten Grenzfrequenz, ergibt; doch ist es ,dabei vorteilhaft, die Pole nicht
etwa senkrecht abzubrechen, sondern anschließend an das Gebiet vollkommener Flußaufnahme
durch entsprechende Formgebung bzw. Trägerführung dafür zu sorgen, daß sich auf
beiden Seiten symmetrisch der Stoßstelle je ein weiteres über die Länge b erstreckendes
Gebiet anschließt, in welchem der vom Tonträger abgenommene M.agnetfluß nach außen
stetig, z. B. exponentiell auf Null abnimmt. Auf diese Weise kann vermieden werden,
daß beim Abtasten von Wellenlängen, die in der Länge a ganzzahlig aufgehen, Auslöschungen
auftreten; der Kurvenverlauf der stetigen Abnahme des Magnetflusses kann hierfür
eingerichtet werden, z. B., wie Fig. i o zeigt, durch Wölbung .der äußeren Begrenzung
des Polkerns; dabei nimmt die Länge der vom Tonträger abgenommenen Kraftlinie nach
außen stetig zu. Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, die ganze Fläche, über
welche der Tonträger anliegt, gewölbt auszuführen, damit der Tonträger im Bereich
der vollkommenen Flußaufnahme auch möglichst eng anliegt. Der :anschließende Bereich
der Flußabnahme auf Null erstreckt sich vorteilhaft über eine Länge b, die wenigstens
gleich der Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz ist. Die Flußabnahme
kann auch .dadurch bewirkt werden, daß sich die Breite der Polschule in dem betreffenden
Bereich ändert, wie dies Fig. 12 zeigt, die eine Aufsicht von Fig. ii bildet: Die
Polteile, an denen das Band i liegt, sind nach außen hin zugespitzt, und zwar entsprechend
der gewünschten Flußabnahme. Dabei kann der Träger selbst, wie Fig. i i zeigt, über
die ganze Länge der so ausgebildeten Pole anliegen, wobei es vorteilhaft ist, die
Pole wieder leicht zu wölben. Damit das Band durch die auslaufenden Polspitzen nicht
beschädigt wird, ist es vorteilhaft, eine Umkleidung 2o aus nichtmagnetischem Material
vorzusehen, die gleichzeitig der Führung dient.
-
Die in .den Außenbereichen angestrebte Flußabnähme nach außen kann
schließlich auch noch auf andere Weise erreicht werden, beispielsweise dadurch,
daß der Tonträger selbst mit entsprechender Krümmung von den Polschuhen weggeführt
ist.
-
Wie die Fig. 13 bis 15 zeigen, ist es vorteilhaft, die Pole an der
Stoßstelle mehr oder weniger schneidenartig auszubilden. Nach Fig. 13 liegt an der
Stoßstelle i9 ein Luftspalt. Dieser bildet den notwendigen magnetischen Widerstand
für die Trennung der aufgenommenen Flüsse. Diese Stoßstelle ist bestimmend für die
obere Grenzfrequenz, die um so höher liegt, je schmaler die Stoßstelle ist. Wenn
man also die Stoßstelle gemäß Fig. 1q. so ausbildet, daß sich die Schneiden- unmittelbar
berühren, so liegt die obere Grenzfrequenz des Kopfes theoretisch bei Unendlich.
Durch den Träger ist normalerweise die obere Grenzfrequenz irgendwie begrenzt, es
kann darum für den Abtastkopf auch eine Polanordnung gemäß Fig. 15 gewählt werden,
bei .der unter Einschnürung an der Stoßstelle die Pole aus einem Stück bestehen;
dies hat fertigungstechnische Vorteile. Dabei soll ,die Höhe h der Einschnürung
in Richtung senkrecht zur Polfläche nicht größer als die halbe Wellenlänge der höchsten
zu übertragenden Frequenz sein.
-
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Abtastkopfes nach
der Erfindung dargestellt, bei dem auf der Ablaufseite des Bandes i ein oder mehrere
magnetische kurzgeschlossene Zusatzpole 13 vorgesehen sind. Gegebenenfalls geht
bei einem Zusatzpol 13 der Kurzschluß zum Abtastpol. Die Zusatzpole 13 sind
erfindungsgemäß zweckmäßig schneidenartig ausgebildet und möglichst nahe, gegebenenfalls
berührend, an den Abtastpol herangeführt. Die Abtastpole werden durch den zweipoligen
Magnetkern 1q. gebildet, der die Wicklung io trägt.
-
Die Polkerne bestehen vorteilhaft aus einem Material mit möglichst
großer Permeabilität, z. B. Mu-Metall.
-
Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, die einen nach Omega verlaufenden
Frequenzgang ergeben, wird mit Hilfe der beschriebenen Abtastköpfe ein horizontal
verlaufender Frequenzgang von der höchsten bis zur tiefsten Frequenz erreicht. Wenn
man -dann noch den vorher beschriebenen Träger verwendet, der ebenfalls eine horizontal
verlaufende Frequenzkurve von den höchsten bis zu den tiefsten Frequenzen aufweist,
so ergibt sich ein Magnettonverfahren, das in allen seinen Umwandlungsstufen linear
arbeitet und damit optimal ist. Etwaige Entzerrungen, die z. B. der Klangfarbenregelung
dienen, bleiben davon natürlich unberührt.
-
Die Erfindung kann bei allen Trägern angewendet werden, unabhängig
von deren Form-und Schichtaufbau. Bei drahtförmigen Trägern sind entsprechende Abwandlungen,
.die sich in erster Linie auf die Führung beziehen, möglich.