DE976859C - Verfahren zum Herstellen magnetischer Aufzeichnungen auf einem band- oder drahtfoermigen Traeger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen magnetischer Aufzeichnungen mittels eines mit einem Spalt versehenen Magnetkopfes auf einem den Spalt passierenden band- oder drahtförmigen Träger, wobei in demselben. Magnetkopfspalt sowohl ein im Gebiet der Tonfrequenzen liegendes NF-Feld als auch ein Wechselfeld von höherer Frequenz (HF-Feld) solcher Stärke wirksam ist, daß das magnetische Trägermaterial bei fehlendem NF-Feld praktisch völlig entmagnetisiert wird.

Hierbei ist es allgemein üblich, gemeinsam mit dem NF-Feld ein Hilfsfeld im Magnetkreis zu erzeugen. Zur Verringerung des Rauschpegels des Trägers wird heute nicht mehr wie früher ein Gleichfeld, sondern in den weitaus überwiegenden Fällen ein Wechselfeld mit einer Frequenz benutzt, die oberhalb des aufzuzeichnenden Frequenzbereichs liegt und daher als HF-Feld bezeichnet wird. Bevor der Träger dem Aufzeichnungsverfahren unterworfen wird, setzt man ihn einem besonders starken, nachstehend als »Auslöschfeld« bezeichneten magnetischen Wechselfeld aus. Hierbei wird er praktisch völlig entmagnetisiert. Die Stärke des HF-Hilfsfeldes, das darauf gemeinsam mit dem NF-Feld auf den Träger einwirkt, wird erheblich geringer bemessen als das Auslöschfeld, und der richtige Wert muß je nach dem anzuwen-

409 645/10

denden magnetisierbaren Trägermaterial durch Versuche festgelegt werden. Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß der in dem Träger nach dem Passieren des Aufzeichnungsspalts erzeugte magnetische Kraftlinienfluß in Abhängigkeit -von der Stärke des NF-Feldes für verschiedene HF-Feldstärken gemessen und aufgezeichnet wird. Es zeigt sich dann, daß für jede Art magnetisierbaren Trägermaterials eine bestimmte " HF-Feldstärke existiert, bei der sich eine nahezu gerade Kennlinie ergibt. Bei niedrigeren Werten des HF-Feldes weist die Kennlinie eine mehr oder weniger S-förmige Krümmung auf, und bei höheren Werten entstehen Schwierigkeiten bezüglich der aufzuzeichnenden höheren Frequenzen. Es muß daher bei der Wahl der HF-Feldstärke stets die Art des magnetisierbaren Trägermaterials berücksichtigt werden, und umgekehrt.

Es ist bereits bekannt, bei einem derartigen Verfahren die Stärke des für das Aufzeichnen benutzten hochfrequenten Hilfsfeldes so zu bemessen, daß sie gleich derjenigen ist, die für das Auslöschen benötigt wird. Auf diese Weise ist es möglich, ein besonderes Auslöschfeld überhaupt zu vermeiden und eine entsprechende Vereinfachung der Aufzeichnungsapparatur zu erzielen.

Gemäß einem älteren Vorschlag steigt das HF-Feld allmählich an und fällt ebenso stetig ab, während das NF-Feld etwas später als das HF-Feld einsetzt und zunächst auch allmählich "bis zu seinem Maximalwert ansteigt, den das NF-Feld an einer Stelle erreicht, wo das HF-Feld bereits abfällt, um dann steil abzufallen.

Die Erfindung besteht darin, daß das HF-Feld durch Anbringen einer elektrisch leitenden Platte jenseits des Spaltes, in Richtung der Trägerbewegung gesehen, schneller abnimmt und den Wert Null eher erreicht als das NF-Feld.

Mit diesem Verfahren sind erhebliche Vorteile erzielbar. So kann, wie Versuche an verschiedenen magnetischen Trägermaterialien ergeben haben, die Stärke der HF-Feldkomponente so eingestellt werden, daß sie für alle anwendbaren Arten magnetischen Trägermaterials einen günstigen Wert darstellt.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß sich eine bessere Frequenzkennlinie des magnetisierbaren Materials ergeben oder die Trägergeschwindigkeit vermindert werden kann. Die Möglichkeit, höhere Frequenzen aufzeichnen zu können, ist nämlich durch die Steilheit bedingt, mit der das HF-Feld abfällt, d. h. durch die Geschwindigkeit, mit der die magnetische Feldstärke abklingt, wenn sich der Träger vom Spalt entfernt. Letzteres kann dann wieder gemäß der Erfindung beeinflußt werden.

Ein anderer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ist der, daß unabhängig von einer genauen Einstellung des HF-Feldes, wenn dessen Stärke nur über einen bestimmten Mindestwert hinausgeht, auf der unterschiedlichen Tiefe der zu magnetisierenden Schicht des Trägers stets die gleiche Wiedergabekennlinie auftritt, was für eine verzerrungsfreie Wiedergabe von großer Bedeutung sein kann. Die an verschiedenen Arten magnetischen Trägermaterials angestellten Versuche haben nämlich ergeben, daß die Remanenz, also die nach einer bestimmten Magnetisierung verbleibende Induktion, die durch unterschiedlich starke NF-Felder von besonders niedriger Frequenz in Verbindung mit einem Sättigung herbeiführenden Wechselfeld von verhältnismäßig hoher Frequenz bewirkt wird und bei der die Größe des Wechselfeldes eher kontinuierlich abnimmt als die des NF-Feldes, auf einer nachstehend als »ideale Remanenzkurve« bezeichneten Kurve liegt. Die erwähnte Kurve ist praktisch linear bis zu einem Drittel der maximalen Remanenz. Um die »ideale Remanenzkurve« bei dem Träger magnetischer Schallaufzeichnungen in der Praxis angenähert erreichen zu können, wird bei dem Verfahren nach der Erfindung der Magnetkreis jenseits des Spaltes, in Richtung der Trägerbewegung gesehen, und an der Stelle der Berührungsoberfläche mit dem Träger mit einer Schicht aus elektrisch gut leitendem Material versehen, deren Stärke größer als die Eindringtiefe des HF-Feldes und kleiner als die Eindringtiefe des NF-Feldes ist. Die Differenz zwischen der maximalen Tonfrequenz und der Frequenz des HF-Feldes wird nun so groß bemessen, daß infolge des Skin-EfEektes der erwähnten Schicht das Hilfsfeld gezwungen wird, nach dem Passieren des Spaltes schnell abzufallen, während das NF-Feld an dieser Stelle noch nicht durch die Schicht gestört wird. Das Material des Magnetkreises muß natürlich hinreichend permeabel für das HF-Feld sein. Zweckmäßig besteht der Magnetkreis aus Ferritmaterial und die Schicht aus Kupfer.

Unter Ferritmaterial soll im vorliegenden Fall Material verstanden werden, das im wesentlichen aus praktisch homogenen Kristallen einer Verbindung MFe₂O₄, wobei M ein zweiwertiges Metall, wie z. B. Cu, Mg oder Mn, bezeichnet, oder aus im wesentlichen homogenen Mischkristallen dieser Bestandteile besteht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In

Fig. ι ist andeutungsweise dargestellt, wie auf die übliche Weise magnetische Aufzeichnungen auf inen bandförmigen Träger aufgetragen werden; in

Fig. 2 ist der Verlauf der Streufeldstärke der HF- und NF-Komponente außerhalb des vergrößert dargestellten Magnetkopfspaltes bei einem üblichen Magnetkopf angegeben;

Fig. 3 zeigt mehrere graphische Darstellungen, die auf Grund von Messungen an einem Band aufgetragen sind, das mit einer Schicht versehen ist, in der kleine Teilchen aus z. B. Fe₂O₃ weitgehend gleichmäßig verteilt sind, wobei der magnetische Fluß als Funktion der Feldstärke des NF-Gleich- iao feldes bei unterschiedlicher Größe der HF-Feldstärke aufgetragen ist;

Fig 4 zeigt den Verlauf der Streufeldstärke des HF- und NF-Feldes an der Stelle des Luftspaltes außerhalb des vergrößert dargestellten Magnetkopfspaltes nach Anwendung der Erfindung.

Ein bandförmiger Träger i, der mit einer Schicht aus magnetisierbarer! Material 2, und zwar aus pulvrigem ^-Fe₂O₃, versehen ist, wird zum Anbringen magnetischer Schallaufzeichnungen in üblicher Weise mit der zu magnetisierenden Schicht in Berührung mit einer gekrümmten Führungsfläche 3 eines Magnetkopfes 4 mit einem Magnetkopfspalt 5 geführt. Im Magnetkreis ist ferner eine öffnung 6 vorhanden, in der den Magnetisierungsstrom liefernde Wicklungen 7 und 8 untergebracht sind. Den Anschlußklemmen der Wicklung/ wird ein elektrischer Strom mit Tonfrequenz und den Klemmen der Wicklung 8 ein elektrischer Strom mit über dem Tonfrequenzbereich liegender Frequenz zugeführt, wodurch im Magnetkreis das NF-Feld und das HF-Feld erzeugt werden. Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die Stärke des Streufeldes 9 der NF-Feldkomponente und diejenige des Streufeldes 10 der HF-Feldkomponente bei der Verao Schiebung in Richtung der Trägerbewegung auf den Spalt zu gleichzeitig zunehmen, in der Symmetrieebene 11 des Spaltes ihren Höchstwert aufweisen und gleichzeitig abnehmen, wenn das Band sich vom Spalt entfernt. Bevor das Band den Spalt 5 passiert, läuft es, um etwaige auf ihm vorhandene Aufzeichnungen auszulöschen, an einem Wechselfeld von solcher Stärke vorbei, daß das Material des Bandes völlig entmagnetisiert wird. Die Stärke des HF-Hilfsfeldes ist geringer als diejenige des Auslöschfeldes und wird experimentell an Hand einer graphischen Darstellung ermittelt, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Kurven 12 geben in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke die Remanenz an, die nach Magnetisierung durch unterschiedlich starke magnetische Gleichfelder in Verbindung mit unterschiedlich starken Wechselfeldern von 0, 55> ^II0> 220 und 440 Oersted verbleibt, wobei dafür Sorge getragen wird, daß Gleich- und Wechselfeld gleichzeitig abnehmen. Die erwähnten Kurven stellen somit die Lage dar, wie sie bei der üblichen HF-Vormagnetisierung auftritt. Die gemessene Remanenz bedingt die Stärke des vom Wiedergabekreis reproduzierten Signals. Aus der Figur ist ersichtlich, daß für eine bestimmte Stärke des HF-Hilfsfeldes, und zwar im vorliegenden Fall bei 220 Oersted, in einem großen Bereich eine nahezu gerade Kennlinie entsteht, während bei niedrigeren und höheren Werten desselben die Kennlinie stärker gekrümmt ist. Für verzerrungsfreie Aufzeichnung kommt bei ^-Fe₂O₃ als magnetisierbare Schicht des betrachteten Bandes somit nur eine HF-Hilfsfeldstärke von 220 Oersted in Frage. Der Sättigungswert liegt für dieses Band annähernd bei 1500 Oersted, so daß die HF-Hilfsfeldstärke wesentlich geringer als die Auslöschfeldstärke ist.

In Fig. 3 ist außerdem gestrichelt eine Kurve 13, die sogenannte »ideale Remanenzkurve«, dargestellt. Diese entsteht, wenn der magnetische Fluß als Funktion des NF-Feldes (Gleichfeldes) bei einer solchen Stärke des HF-Feldes gemessen wird, daß praktisch Sättigung erreicht wird, wobei dafür Sorge getragen wird, daß das HF-Feld, in Richtung der Trägerbewegung gesehen, früher hinsichtlich der Stärke abnimmt als das NF-Feld. Dadurch, daß das Wechäelfeld den Nullwert erreicht hat, während das Gleichfeld noch vorhanden ist, stellt die Kurve die hysteresefreie Magnetisierung dar. Es zeigt sich, daß die »ideale Remanenzkurve« bis zu einem Drittel des maximalen Remanenzwertes linear ist. Auf die Bedeutung, die der idealen Remanenzkurve zukommt, wird bei der Erörterung des Verfahrens nach der Erfindung zurückgekommen.

In Fig. 4 wird ein Band 14, das mit einer magnetisierbaren Schicht 15 aus demselben Material, wie es zu diesem Zweck bei dem üblichen Verfahren angewendet wurde, an einer gekrümmten Berührungsfläche 16 eines Magnetkopfes 17 vorbei quer über einen den Magnetkreis unterbrechenden Spalt

18 geführt. Die Berührungsfläche mit dem Träger jenseits des Spaltes, in Richtung der Bandbewegung gesehen, wird über ihre ganze Breite und bis zu einer bestimmten Tiefe von einer kleinen Platte

19 aus Kupfer eingenommen. In ähnlicher Weise, wie dies in Fig. 2 angegeben ist, werden Felder im Magnetkreis erzeugt, wodurch an der Stelle des Spaltes ein Tonfrequenz- und ein Hochfrequenzstreufeld entstehen, wobei letzteres eine solche Stärke hat, daß beim Fehlen des NF-Feldes das Band praktisch entmagnetisiert ist. Der Verlauf der Feldstärke der NF-Komponente ist schematisch durch die Kurve 20 angegeben und derjenige des HF-Feldes durch die Kurve 21. Ein magnetisierbares Teilchen in der Schicht 15 des Bandes wird somit bei der Bewegung des Bandes in der angegebenen Richtung einem HF-Feld und einem NF-Feld ausgesetzt, wobei die Felder während der Bewegung des Bandes gleichzeitig hinsichtlich der Stärke zunehmen und annähernd in der Symmetrie- 1°° ebene 22 des Spaltes 18 einen Höchstwert erreichen, worauf das HF-Feld 21 schneller abnimmt als das NF-Feld 20, so daß jenseits des Punktes 23, wenn das Band sich über die Kupferplatte 19 bewegt, nur noch ein NF-Feld vorhanden ist. Wenn dieses HF- i°5 Hilfsfeld nun eine Stärke aufweist, die hinreichend ist, das Material der Schicht 15 zusättigen, wird die Remanenz des Bandes unabhängig von der Stärke des HF-Feldes stets in einem Punkt der »idealen Remanenzkurve« 13 der Fig. 3 liegen. Dies gibt eine Erklärung für die Tatsache, daß bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung die Einstellung des HF-Feldes nicht kritisch ist, da über den Sättigungswert hinaus stets auf der »idealen Remanenzkurve« gearbeitet wird. Da das HF-Feld hinreichende Stärke aufweist, die magnetische Vorgeschichte des Bandes auszulöschen, reicht dieses Hilfsfeld ohne weiteres aus. Da die Steilheit, mit der das HF-Feld abfällt, für die Aufzeichnung der höheren Tonfrequenzen maßgebend ist, gibt das Verfahren nach der Erfindung durch die Vergrößerung der Steilheit die Möglichkeit, die Frequenzkennlinie zu verbessern oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Bandes herabzusetzen.

Dadurch bedingt, daß die Stärke des HF-Feldes ohne Bedenken so hoch bemessen werden kann, daß

bei der Verwendung von Bändern aus magnetisierbarem Material unterschiedlicher Art stets eine Sättigung auftritt, kann mit derselben HF-Amplitude gearbeitet werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ist der, daß auf unterschiedlicher Tiefe im Bande stets mit derselben Verzerrungskennlinie, und zwar der »idealen Remanenzkurve« 13, gearbeitet wird. Dies kann zur Erzielung einer verzerrungsfreien Wiedergabe nutzbar gemacht werden.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß bei dem Verfahren nach der Erfindung die Stärke des auf den Träger aufgezeichneten magnetischen Signals unabhängig von dem Wert der angewendeten Hilfsfeldstärke ist, da man sich stets auf der »idealen Remanenzkurve« befindet, während bei dem bekannten Verfahren die Signalstärke bei höheren Werten der angewendeten Hilfsfeldstärke mit deren Wert schwankt.

Obgleich die Erfindung an Hand einer Aufzeichnung auf einem bandförmigen Träger beschrieben ist, ist es ohne weiteres möglich, die Erfindung auch bei einem drahtförmigen Träger zu verwenden. Die Platte 19 wird dabei zweckmäßig zylindrisch gestaltet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zum Herstellen magnetischer Aufzeichnungen mittels eines mit einem Spalt versehenen Magnetkopfes auf einem den Spalt passierenden band- oder drahtförmigen Träger, wobei in demselben Magnetkopfspalt sowohl ein im Gebiet der Tonfrequenzen liegendes NF-Feld als auch ein Wechselfeld von höherer Frequenz (HF-Feld) solcher Stärke wirksam ist, daß das magnetische Trägermaterial bei fehlendem NF-Feld praktisch völlig entmagnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das HF-Feld durch Anbringen einer elektrisch leitenden Platte (19) jenseits des Spaltes, in Riehtang der Trägerbewegung gesehen, schneller abnimmt und den Wert Null eher erreicht als das NF-Feld.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 746291, 746855;
   österreichische Patentschrift Nr. 162853;
   schweizerische Patentschrift Nr. 223 990;
   französische Patentschrift Nr. 920 542;
   USA.-Patentschrift Nr. 2431 541.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 409 645/10 7.64