DEP0048425DA

DEP0048425DA - Sound carriers for magnetic sound recordings

Info

Publication number: DEP0048425DA
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Darmstadt Puhlmann
Original assignee: Blaupunkt-Werke GmbH Berlin, Zweigniederlassung Darmstadt
Publication date: 1951-03-08

Description

Bei der magnetischen Tonaufzeichnung werden entweder homogene Tonträger, z.B. Stahldrähte, benutzt oder solche, die pulverisierte, magnetisierbare Substanzen mit oder ohne Bindemittel enthalten und Band- oder Plattenform haben. Dabei können die Tonträger entweder durchgehend aus dem magnetisierbaren Material bestehen, oder einen nichtmagnetisierbaren Träger enthalten, auf dem die magnetisierbare Schicht aufgetragen ist.In magnetic sound recording, either homogeneous sound carriers, e.g. steel wires, are used, or those that contain powdered, magnetizable substances with or without binders and are in the form of a tape or disk. The sound carriers can either consist entirely of the magnetizable material or contain a non-magnetizable carrier on which the magnetizable layer is applied.

Es ist bekannt, zum Bespielen derartiger Tonträger Magnetköpfe zu benutzen, die in ihrem prinzipiellen Aufbau gewöhnlich aus einem Eisenkern mit Spule bestehen und mit einem Luftspalt versehen sind, in dem sich das zur Aufzeichnung benutzte magnetische Feld ausbildet. Es sind nun verschiedene Untersuchungen angestellt worden über die günstigsten magnetischen Eigenschaften des Tonträgers in Beziehung zur Dicke der Schicht, so ist insbesondere für Magnetogrammträger mit pulverisierter, magnetisierbarer Schicht und Hochfrequenz-Vormagnetisierung eine Beziehung zwischen der Dicke der magnetischen Schicht und ihrer Permeabilität abgeleitet worden. Es sind ferner Überlegungen angestellt worden über die günstigste Breite des Luftspaltes mit Beziehung auf den aufzuzeichnenden Frequenzbereich. Alle diese Überlegungen geben jedoch keinen endgültigen Hinweis über die günstigste Dimensionierung der Spaltbreite des Magnetkopfes bei Verwendung bestimmter Schichtdicken des Tonträgers.It is known to use magnetic heads for recording such sound carriers, the basic structure of which usually consists of an iron core with a coil and an air gap in which the magnetic field used for recording is formed. Various studies have now been carried out on the most favorable magnetic properties of the sound carrier in relation to the thickness of the layer, so a relationship between the thickness of the magnetic layer and its permeability has been derived in particular for magnetogram carriers with a powdered, magnetizable layer and high-frequency bias. Furthermore, considerations have been made about the most favorable width of the air gap in relation to the frequency range to be recorded. However, none of these considerations give any definitive indication of the most favorable dimensioning of the gap width of the magnetic head when using certain layer thicknesses of the sound carrier.

Betrachtet man die in der Nähe des Luftspaltes eines Mangetkopfes auftretenden Feldverhältnisse näher, so ergibt sich folgendes Bild:If one takes a closer look at the field conditions occurring in the vicinity of the air gap of a magnet head, the following picture emerges:

Der Kern oder die Polschuhe des Kopfes bestehen meist aus lamelliertem oder gepressten Hochfrequenzeisen, das eine große magnetische Leitfähigkeit bei geringen Verlusten hat. Der Kern ist häufig aus zwei Teilen zusammengesetzt, die durch den Arbeitsluftspalt und einen gewöhnlich dem Arbeitsspalt gegenüberliegenden Entmagnetisierungsluftspalt getrennt sind. Sprech- und Hörkopf haben dabei einander ähnliche Abmessungen. Infolge der Hochfrequenz-Vormagnetisierung erfolgt jedoch eine Tonaufzeichnung nur in einem Teil der Spaltkurve, sodaß die Spaltbreite im Sprechkopf größer gewählt werden kann als beim Hörkopf.The core or the pole pieces of the head usually consist of laminated or pressed high-frequency iron, which has a high magnetic conductivity with low losses. The core is often composed of two parts which are separated by the working air gap and a degaussing air gap which is usually opposite the working gap. The speaking and listening heads have similar dimensions. As a result of the high-frequency bias, however, sound is only recorded in part of the slit curve, so that the slit width in the speaking head can be selected larger than that in the hearing head.

Für den Frequenzumfang der Tonaufzeichung ist das Feld in der Umgebung des Spaltes maßgebend. Figur 1 zeigt das Feldbild eines Spaltes in einem idealleitendenThe field in the vicinity of the gap is decisive for the frequency range of the sound recording. FIG. 1 shows the field image of a gap in an ideally conductive one

Kern, bei dem also die Permeabilität unendlich groß ist. Die Feldstärke an der Oberfläche des Kernes ist kleiner als die im Spalt selbst und nimmt in der y-Richtung nach einer bestimmten Funktion ab.Core, in which the permeability is infinitely great. The field strength on the surface of the core is smaller than that in the gap itself and decreases in the y-direction according to a certain function.

Bringt man die zu magnetisierende Schicht in das Spaltfeld, so lassen sich im wesentlichen zwei Grenzfälle unterscheiden:If the layer to be magnetized is brought into the gap field, essentially two borderline cases can be distinguished:

1.) Die Schichtdicke ist groß gegenüber der Spaltbreite, dann wird der Spaltfluß vollständig erfaßt und die Verteilung des Flusses H = f (x) in x-Richtung läßt sich durch eine exponentielle Funktion annähern.1.) The layer thickness is large compared to the gap width, then the gap flow is fully recorded and the distribution of the flow H = f (x) in the x-direction can be approximated by an exponential function.

2.) Die Tonträgerschicht ist, wie in Figur 2 dargestellt, dünn gegenüber der Spaltbreite, dann liegt eine nahezu rechteckige Spaltkurve der magnetischen Feldstärke in Richtung der x-Achse vor.2.) The sound carrier layer is, as shown in Figure 2, thin compared to the gap width, then there is an almost rectangular gap curve of the magnetic field strength in the direction of the x-axis.

In dem zwischen den beiden Grenzfällen liegenden Übergangsgebiet setzt sich die Spaltkurve aus einem rechteckigen und einem exponentiellen Teil zusammen, wobei der Steilheitsfaktor des exponentiellen Teiles von dem Verhältnis der Schichtdicke zur Spaltbreite abhängt.In the transition area between the two borderline cases, the slit curve is composed of a rectangular and an exponential part, the steepness factor of the exponential part depending on the ratio of the layer thickness to the slit width.

Eien gute Analogie bietet sich auch hier in den Spaltfunktionen, die unter Berücksichtigung des Diffusionslichthofes für den Filmfrequenzgang bei dem Intensitätsverfahren des Tonfilms berechnet wurden.Here, too, there is a good analogy in the slit functions, which were calculated for the film frequency response with the intensity method of the sound film taking into account the diffusion halo.

Auf Grund dieser Darstellung hat es bei einem gegebenen <Nicht lesbar> -WertBased on this representation, it has a <Illegible> value for a given value

keinen Zweck, eine bestimmte Spaltbreite zu unterschreiten. Da bei dem magnetischen Verfahren (Alpha) von der Schichtdicke abhängig ist, gibt es für jede Spaltbreite eine günstigste Schichtdicke und umgekehrt.there is no point in falling below a certain gap width. Since the magnetic method (alpha) depends on the layer thickness, there is a most favorable layer thickness for each gap width and vice versa.

Erfindungsgemäß ist für eine gegebene Spaltbreite die Schichtdicke dann am günstigsten, wenn, bis auf einen kleinen Rest alle Kraftlinien, die aus dem Spalt austreten, erfaßt werden. Dies ergibt sich aus der Beziehung für den Kraftfluß , wobei B die Induktion, s die Spaltbreite, z die Breite des Tonträgers bzw. der Spur und e die Basis des natürlichen Logarithmus ist. Befindet sich über dem Spalt ein Tonträger der Permeabilität (My) mit der Schichtdicke d, so verlaufen in ihm (My) mal mehr Kraftlinien. Daraus ergibt sich also ein allgemeiner, näherungsweiser Zusammenhang, der gemäß der Erfindung zweckmäßig innerhalb gewisser Grenzen einzuhalten ist: Spaltbreite <Formel>, wenn z.B. 70% der Kraftlinien erfaßt werden sollen, da in diesem Falle y(sub)1 = 1,2 s ist.According to the invention, the layer thickness is most favorable for a given gap width when, apart from a small remainder, all lines of force which emerge from the gap are recorded. This results from the relationship for the power flow , where B is the induction, s is the gap width, z is the width of the sound carrier or track and e is the base of the natural logarithm. If there is a sound carrier of permeability (My) with the layer thickness d above the gap, then more lines of force run in it (My). This results in a general, approximate relationship which, according to the invention, must be adhered to within certain limits: gap width <Formula> if, for example, 70% of the lines of force are to be recorded, since in this case y (sub) 1 = 1.2 s is.

Sollen mehr Kraftlinien erfaßt werden, dann wird der Faktor y(sub)1 entsprechend der obigen Beziehung grösser gewählt.If more lines of force are to be recorded, then the factor y (sub) 1 is selected to be larger in accordance with the above relationship.

Daß zwischen den beiden Grenzfällen eine günstige Dimensionierung liegt, läßt sich auch aus folgender Überlegung erkennen. Bei einer zu kleinen Spaltbreite erfaßt das Spaltfeld nicht die gesamte Schichtdicke, sodaß sich die Verluste besonders bei den tiefen Frequenzen bemerkbar machen. Bei einer zu großen Spaltbreite dagegen wird infolge der Spaltfunktion die Frequenzabhängigkeit der hohen Fequenzen ungünstig.The fact that there is a favorable dimensioning between the two borderline cases can also be seen from the following consideration. If the gap width is too small, the gap field does not cover the entire layer thickness, so that the losses are particularly noticeable at the low frequencies. On the other hand, if the gap width is too large, the frequency dependence of the high frequencies becomes unfavorable due to the gap function.

Der erfindungsgemäße Zusammenhang zwischen Schichtdicke und Spaltbreite ist besonders dort von Interesse, wo es sich um Schichten handelt, die auf einer unmagnetischen Trägersubstanz aufgetragen sind, wie z.B. bei einem Magnetofonband oder einer Magnetofonplatte, die auf einer Basis aus Papier oder Kunststoff den magnetisierbaren Stoff trägt.The relationship according to the invention between layer thickness and gap width is of particular interest where it is a question of layers that are applied to a non-magnetic carrier substance, such as a magnetophone tape or a magnetofon record that carries the magnetizable substance on a base made of paper or plastic.

Die Bemessung spielt auch in den Fällen eine Rolle, in denen eine Tonaufzeichnung auf einen Tonträger von beiden Seiten her erfolgen soll, ohne daß die beiden einander gegenüberliegenden Aufzeichnungen sich beeinflussen. Dies ist z.B. bei der Herstellung von Magnettonplatten für Plattenspieler wichtig.The dimensioning also plays a role in those cases in which a sound recording is to be made on a sound carrier from both sides without the two opposing recordings influencing one another. This is important e.g. in the production of magnetic records for turntables.

Da durch die angegebene Beziehung das Verhältnis von Spaltbreite und Schichtdicke, aber nicht die absolute Größe festgelegt wird, ist es noch möglich, beide Dimensionen gleichzeitig kleiner oder größer zu wählen. Hier ist es zur Verkleinerung der Entmagnetisierungsverluste zweckmäßig beide Abmessungen, die Schichtdicke und die Spaltbreite, möglichst klein zu halten.Since the relationship between the gap width and layer thickness is determined by the specified relationship, but not the absolute size, it is still possible to select both dimensions smaller or larger at the same time. In order to reduce the demagnetization losses, it is advisable to keep both dimensions, the layer thickness and the gap width, as small as possible.

Da die Entmagnetisierungsverluste hauptsächlich von der Form der bie der Aufzeichnung entstehenden Magnete abhängen, die durch Länge und Querschnitt bestimmt ist, läßt sich durch Einhaltung möglichst kleiner Werte eine Herabsetzung der Entmagnetisierungsverluste erreichen. Diese Maßnahme ermöglicht es ferner, auch zu kleinen Spurbreiten zu kommen, was wieder bei der Unterbringung einer möglichst langen Tonspur z.B. auf einer Magnettonplatte von Vorteil ist. Die Permeabilität des Materials wird dabei zweckmäßig möglichst groß gewählt, da sich hierdurch günstige Werte erreichen lassen.Since the demagnetization losses mainly depend on the shape of the magnets produced during the recording, which is determined by length and cross-section, the demagnetization losses can be reduced by keeping values as small as possible. This measure also makes it possible to achieve small track widths, which is an advantage when the longest possible audio track is accommodated, e.g. on a magnetic record. The permeability of the material is expediently selected to be as large as possible, since this allows favorable values to be achieved.

Claims

1. Sound carrier for magnetic sound recordings, in particular made of pulverized material, characterized in that the magnetically effective layer thickness of the sound carrier accordingly to achieve a maximum playback voltage the relation <formula> is chosen.

2. Sound carrier according to claim 1, characterized in that the layer thickness and the gap width are as small as possible in order to reduce the demagnetization losses.

3. Sound carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the permeability is as great as possible.