EP0238566A1 - Magnetic head - Google Patents

Magnetic head

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Publication number
EP0238566A1
EP0238566A1 EP19860905717 EP86905717A EP0238566A1 EP 0238566 A1 EP0238566 A1 EP 0238566A1 EP 19860905717 EP19860905717 EP 19860905717 EP 86905717 A EP86905717 A EP 86905717A EP 0238566 A1 EP0238566 A1 EP 0238566A1
Authority
EP
European Patent Office
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sensors
sensor
magnetic head
magnetic
signals
Prior art date
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Pending
Application number
EP19860905717
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl-Franz Reinhart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0238566A1 publication Critical patent/EP0238566A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3945—Heads comprising more than one sensitive element
    • G11B5/3948—Heads comprising more than one sensitive element the sensitive elements being active read-out elements
    • G11B5/3951—Heads comprising more than one sensitive element the sensitive elements being active read-out elements the active elements being arranged on several parallel planes
    • G11B5/3954—Heads comprising more than one sensitive element the sensitive elements being active read-out elements the active elements being arranged on several parallel planes the active elements transducing on a single track
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/02—Recording, reproducing, or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B5/027—Analogue recording
    • G11B5/035—Equalising
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
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Definitions

  • the invention relates to a magnetic head according to the preamble of the main claim.
  • the highest possible recording density is aimed for.
  • the recording density is determined by the electrical and mechanical properties of the recording medium and the recording or. Playback device limited. If the system is specified, a higher recording density can be achieved by equalizing the read signals in the time domain.
  • Pages 93 to 101 show a pulse-forming network for equalization of the read signals in the time domain. It is a transversal filter that is made up of two delay elements, three coefficient elements and a summing amplifier.
  • the magnetic head according to the invention has the advantage that the read signals are equalized without additional electronic circuitry. It is particularly advantageous that the equalization is independent of the transport speed of the magnetic recording medium. This is achieved by dividing the magnetic sensor into a plurality of sensor sub-elements which are offset relative to one another and simultaneously scan different locations of a magnetic flux change. These sensor sub-elements are related to the eso sensitivity, the phase position and in their relative contribution to the overall signal are differently configured and interconnected so that the desired optimal pulse narrowing results for the overall signal.
  • the sensors are magnetoresistive elements. They are manufactured using thin-film technology and are therefore inexpensive to manufacture.
  • the maximum amount of the second signal 34 is offset by the first distance 15 and the maximum amount of the third signal 35 is offset by the second distance 16 behind the maximum of the first.
  • Signals 32 The different amplitudes of the first signal 32 on the one hand and the second and third signals 34, 35 on the other hand result from the different widths 18, 20, 22 of the sensors 12 to 14.
  • the width 18 of the first sensor 12 is greater than the width 20 of the second sensor 13 and the width 22 of the third sensor 14, the widths 20 and 22 preferably being the same for symmetrical signal 32.
  • the sum of all three widths 18, 20, 22 results in the reading track width 10 on the magnetic recording medium 9.
  • the height 17, 19, 21 of the sensors 12 to 14 is the same in each case.
  • the addition of the first, second and third signals 32, 34, 35 results in a resulting signal 36.
  • the half-width 37 of the resulting signal 36 is smaller than the half-width 33 of the first signal 32.
  • An optimal form of the resulting signal 36 i.e. The smallest possible half-value width 37 and the greatest possible amplitude are obtained by varying the first distance 15, the second distance 16 and the amplitude of the second and third signals 34, 35.
  • An optimal result for a symmetrical read signal form 32 is obtained if the first distance 15 is equal to the second distance 16 and these distances are equal to half the half-width 33 of the first signal 32 of the first sensor 12 and the
  • FIG. 5 shows the characteristic curve 62 of such sensors.
  • the change in resistance of a sensor strip 63 is plotted on the ordinate 64 as a function of the angle 65 between the inner magnetization 66 of the magnetoresistive sensor 63 and the reading current direction 67 in the sensor.
  • Different polarities of the output signals of the partial sensors 13 and 14 compared to 12 result if the operating points 68, 69 of sensor 13 and 14 lie on a slope with the opposite sign as the slope in the operating point 70 of sensor 12, for example as entered in FIG. 5.
  • the working point adjustment itself can be carried out in a known manner both by rotating the internal sensor magnetization from the current direction through permanent or electromagnetically generated magnetic fields and by rotating the current flow direction itself by means of short-circuit bridges inclined to the longitudinal direction of the strip.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the arrangement of the sensors 12 to 14.
  • the width of all sensors is equal to the reading track width 10 of the magnetic recording medium 9 running in the recording direction 11.
  • the heights 40, 41, 42 of the sensors 12, 13, 14 are the same .
  • the first distance 15 and the second distance 16 between the three sensors 12 to 14 for a symmetrical read signal 32 of the sensor 12 are also the same.
  • the two distances 15, 16 are then expediently equal to half the half-width 33 of the first signal 32 of the first sensor 12th
  • the different amplitude of the first signal 32 of the first sensor 12 on the one hand and the amplitude of the second signal 34 of the second sensor 13 and of the third signal 35 of the third sensor 14 on the other hand given by a different thickness 53 of the first sensor 12 compared to the preferably identical thicknesses 59, 60 of the second and third sensors 13, 14.
  • the required thickness ratio corresponds approximately to the reciprocal of the desired amplitude ratio.
  • the two thicknesses 59, 60 of the second and third sensors 13, 14 are 2.5 to 3.5 times the thickness 53 of the first sensor 12.
  • An expansion possibility of the magnetic head 49 according to the invention is that further partial sensors are provided.
  • a sensor is arranged in the recording direction 11 in front of or behind existing sensors.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

Tête magnétique (49) pour la lecture d'informations numériques magnétiques sur un support d'enregistrement magnétique, dans laquelle trois capteurs magétiques (12, 13, 14) ou plus sont prévus par pistes d'enregistrement. Une augmentation de la densité d'enregistrement de signaux sur le support d'enregistrement magnétique (9) est obtenue par la correction des distorsions des signaux de lecture dans le domaine local. La diminution désirée de la largeur de la demi-amplitude (33) de signaux de lecture est obtenue par l'interconnexion des signaux de sortie différents en quantité et en polarité provenant d'au moins trois capteurs (12 à 14) qui balayent simultanément l'environnement d'une variation du flux magnétique du support d'informations. La distance entre les capteurs (12 à 14) dans la direction d'enregistrement (11) correspond approximativement à la moitié de la largeur de la demi-amplitude (33) du pouvoir de résolution locale du capteur du milieu (12). La différence dans les quantités des signaux de sortie (32, 34, 35) résulte des dimensions géométriques différentes des capteurs (12 à 14). La différence de polarité des signaux (32) du capteur du milieu (12) par rapport aux signaux (34, 35) des capteurs adjacents (13, 14) peut être obtenue dans le cas de capteurs magnéto-résistifs par le choix des points de fonctionnement (68, 69, 70) dans le domaine des augmentations de la courbe caractéristique de signes différents. La correction des distorsions est réalisée dans cet agencement de tête magnétique indépendamment de la vitesse à laquelle le support d'enregistrement magnétique (9) est déplacé.Magnetic head (49) for reading magnetic digital information on a magnetic recording medium, in which three or more magic sensors (12, 13, 14) are provided per recording tracks. An increase in the density of recording signals on the magnetic recording medium (9) is obtained by correcting the distortions of the read signals in the local domain. The desired reduction in the width of the half-amplitude (33) of read signals is obtained by the interconnection of the different output signals in quantity and in polarity coming from at least three sensors (12 to 14) which simultaneously scan the environment of a variation in the magnetic flux of the information carrier. The distance between the sensors (12 to 14) in the recording direction (11) corresponds to approximately half the width of the half-amplitude (33) of the local resolution power of the medium sensor (12). The difference in the quantities of the output signals (32, 34, 35) results from the different geometric dimensions of the sensors (12 to 14). The difference in polarity of the signals (32) of the medium sensor (12) compared to the signals (34, 35) of the adjacent sensors (13, 14) can be obtained in the case of magneto-resistive sensors by the choice of the points of operation (68, 69, 70) in the field of increases in the characteristic curve of different signs. Correcting distortions is performed in this magnetic head arrangement regardless of the speed at which the magnetic recording medium (9) is moved.

Description

MagnetkopfMagnetic head
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Magnetkopf nach der Gattung des Hauptanspruches. Bei der Datenspeicherung auf magnetischen AufZeichnungsträgern wird eine möglichst hohe Aufzeichnungsdichte angestrebt. Die Aufzeichnungsdichte ist durch die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers und des Aufzeichnungsbzw. Wiedergabegerätes begrenzt. Ist das System vorgegeben, dann läßt sich eine höhere Aufzeichnungsdichte durch Entzerrung der Lesesignale im Zeitbereich erreichen. In "Elektronik", Heft 19, 1981, Seit en 97 bis 1 01 und "Elektronik" , Heft 20 , 1 981 . Seiten 93 bis 101 ist ein impulsformendes Netzwerk zur Entzerrung der Lesesignale im Zeitbereich angegeben. Es handelt sich um ein Transversalfilter, das aus zwei Laufzeitgliedern, drei Koeffizientengliedern und einem Summierverstärker aufgebaut ist. Das Lesesignal wird über ein erstes Koeffizientenglied, das eine Invertierung und eine Abschwächung des Eingangssignales bewirk , einem ersten Eingang eines Summierver stärkers zugeführt. Gleichzeitig gelangt das Lesesignal über ein erstes Zeitverzögerungsglied und ein zweites Koeffizientenglied, welches im einfachsten Fall das zeitverzögerte Lesesignal nicht invertiert und ungeschwächt läßt, an einen zweiten Eingang des Summierverstärkers. Das einmal zeitverzögerte Lesesignal gelangt auch über ein zweites Zeitverzögerungsglied und ein drittes Koeffizientenglied, welches das zweimal zeitverzögerte Lesesignal invertiert und abschwächt, auf den dritten Eingang des Summierverstärkers. Die Koeffizientenglieder nach dem unverzögerten und nach dem zweimal zeitverzögerten Lesesignal werden so eingestellt, daß sich die gewünschte, optimal entzerrte Impulsform eines aufgezeichneten Signales am Ausgang des Summierverstärkers ergibt.The invention relates to a magnetic head according to the preamble of the main claim. When storing data on magnetic recording media, the highest possible recording density is aimed for. The recording density is determined by the electrical and mechanical properties of the recording medium and the recording or. Playback device limited. If the system is specified, a higher recording density can be achieved by equalizing the read signals in the time domain. In "Electronics", Issue 19, 1981, pages 97 to 1 01 and "Electronics", Issue 20, 1 981. Pages 93 to 101 show a pulse-forming network for equalization of the read signals in the time domain. It is a transversal filter that is made up of two delay elements, three coefficient elements and a summing amplifier. The read signal is applied to a first input of a summing ver via a first coefficient element, which effects an inversion and a weakening of the input signal strengthened. At the same time, the read signal reaches a second input of the summing amplifier via a first time delay element and a second coefficient element, which in the simplest case does not invert the time-delayed read signal and does not weaken it. The once time-delayed read signal also reaches the third input of the summing amplifier via a second time delay element and a third coefficient element, which inverts and weakens the twice time-delayed read signal. The coefficient elements after the undelayed and after the twice time-delayed read signal are set so that the desired, optimally equalized pulse shape of a recorded signal results at the output of the summing amplifier.
nachteilig bei dieser Methode der Entzerrung von Lesesignalen im Zeitbereich ist, insbesondere bei Vielspuranwendungen, der hohe elektronische Aufwand. Besonders nachteilig ist es jedoch, daß die Entzerrung im Zeitbereich von der Geschwindigkeit des magnetischen AufZeichnungsträgers abhängt.a disadvantage of this method of equalizing read signals in the time domain, especially in multi-track applications, is the high level of electronic complexity. However, it is particularly disadvantageous that the equalization in the time domain depends on the speed of the magnetic recording medium.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der erfindungsgemäße Magnetkopf hat demgegenüber den Vorteil, daß ohne zusätzlichen elektronischen Schaltungsaufwand eine Entzerrung der Lesesignale erfolgt. Besonders vorteilhaft ist es, daß die Entzerrung unabhängig ist von der Transportgeschwindigkeit des magnetischen Aufzeichnungsträgers. Dies wird durch eine Aufteilung des Magnetsensors in mehrere, relativ zueinander versetzte Sensorteilelemente erreicht, die gleichzeitig verschiedene Orte eines Magnetflußwechsels abtasten. Diese Sensor- Teilelemente sind dabei bezüglich der Esrofindlichkeit, der Phasenlage und in ihrem relativen Beitrag zum Gesamtsignal unterschiedlich ausgelegt und so verschaltet, daß sich die gewünschte optimale Impulsverschmälerung für das Gesamtsignal ergibt.In contrast, the magnetic head according to the invention has the advantage that the read signals are equalized without additional electronic circuitry. It is particularly advantageous that the equalization is independent of the transport speed of the magnetic recording medium. This is achieved by dividing the magnetic sensor into a plurality of sensor sub-elements which are offset relative to one another and simultaneously scan different locations of a magnetic flux change. These sensor sub-elements are related to the eso sensitivity, the phase position and in their relative contribution to the overall signal are differently configured and interconnected so that the desired optimal pulse narrowing results for the overall signal.
Durch, die in den Unt eransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Magnetkopfes möglich. Die unterschiedliche Empfindlichkeit der Sensor-Teilelemente wird durch unterschiedliche geometrische Abmessungen und/oder durch Variation der Werkstoffzusammensetzung erhalten. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung, bei der die unterschiedliche Empfindlichkeit der Sensor-Teilelemente nur durch deren unterschiedliche Breite bestimmt ist.By the measures listed in the claims, advantageous developments of the magnetic head specified in the main claim are possible. The different sensitivity of the partial sensor elements is obtained by different geometric dimensions and / or by varying the material composition. The arrangement in which the different sensitivity of the partial sensor elements is only determined by their different width is particularly advantageous.
Die Sensoren sind magnetoresistive Elemente. Sie werden in Dünnschichttechnologie gefertigt und sind deshalb preisgünstig in der Herstellung.The sensors are magnetoresistive elements. They are manufactured using thin-film technology and are therefore inexpensive to manufacture.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Magnetkopfes ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.Further details and advantageous developments of the magnetic head according to the invention result from the following description.
Zeichnungdrawing
Figur 1 und Figur 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Anordnung von Sensoren des erfindungsgemäßen Magnetkopfes, Figur 2 zeigt ein Diagramm von Ausgangssignalen der Sensoren des Magnetkopfes als Funktion des Ortes auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger, Figur 4 zeigt ein Schnittbild des Magnetkopfes und Figur 5 zeigt die Sensorkennlinie magnetoresistiver Sensoren. Beschreibung des AusführungsbeispielesFigure 1 and Figure 3 show embodiments of the arrangement of sensors of the magnetic head according to the invention, Figure 2 shows a diagram of output signals of the sensors of the magnetic head as a function of the location on the magnetic recording medium, Figure 4 shows a sectional view of the magnetic head and Figure 5 shows the sensor characteristic of magnetoresistive sensors . Description of the embodiment
Figur 1 zeigt einen magnetischen Aufzeichnungsträger 9,der in einer Aufzeichnungsrichtung 11 an einem ersten Sensor 12, einem zweiten Sensor 13 und an einem dritten Sensor 14 vorbeibewegt wird. Der zweite Sensor 13 befindet sich in einem ersten Abstand 15 in Aufzeichnungsrichtung 11 vor dem ersten Sensor 12. Der dritte Sensor 1 4 befindet sich in einem zweiten. Abstand 16 in Aufzeichnungsrichtung 11 nach dem ersten Sensor 12. Der erste Sensor12 weist eine Höhe 17 und eine Breite 18, der zweite Sensor 13 eine Höhe 19 und eine Breite 20 und der dritte Sensor 14 eine Höhe 21 und eine Breite 22 auf Der erste Sensor 12 hat einen Anschluß 23 und einen Anschluß 24 , der zweite Sensor 13 einen Anschluß 25 und einen Anschluß 26, der dritte Sensor 1 4 einen Anschluß 27 und einen Anschluß 28.FIG. 1 shows a magnetic recording medium 9 which is moved past a first sensor 12, a second sensor 13 and a third sensor 14 in a recording direction 11. The second sensor 13 is located at a first distance 15 in the recording direction 11 in front of the first sensor 12. The third sensor 1 4 is located in a second. Distance 16 in the recording direction 11 after the first sensor 12. The first sensor 12 has a height 17 and a width 18, the second sensor 13 has a height 19 and a width 20 and the third sensor 14 has a height 21 and a width 22. The first sensor 12 has a connection 23 and a connection 24, the second sensor 13 a connection 25 and a connection 26, the third sensor 1 4 a connection 27 and a connection 28.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Magnetkopfes wird anhand von Figur 2 erklärt. Diese zeigt in Ordinatenrichtung 30 die Ausgangssignale der Magnet Sensoren infolge einer Flußänderung durch einen Magnetisierungswechsel des vorbeibewegten Aufzeichnungsträgers 9 als Funktion des Ortes 31. Am Nullpunkt der Abszisse liegt der Magnetisierungswechsel des Aufzeichnungsträgers 9 genau unter dem mittleren Sensor 12. Ein erstes Signal 32 mit der größten Amplitude ent steht am erst en Sens or 12 zwischen den Anschlüssen 23 und 24. Dieses Signal 32 entspricht dem Ausgangssignal eines herkömmlichen Magnetkopfes mit lediglich einem sensitiven Element. Eingezeichnet ist die Halbwertsbreite 33 des ersten Signals. Ein zweites Signal 34 entsteht am zweiten Sensor 13 zwischen Anschlüssen 25 und 26, ein drittes Signal 35 am dritten Sensor 14 zwischen den Anschlüssen 27 und 28. Das betragsmäßige Maximum des zweiten Signals 34 liegt um den ersten Abstand 15 versetzt vor und das betragsmäßige Maximum des dritten Signals 35 um den zweiten Abstand 16 versetzt hinter dem Maximum des ersten. Signals 32. Die unterschiedliche Amplitude des ersten Signals 32 einerseits und des zweiten und dritten Signals 34, 35 andererseits ergibt sich aus der unterschiedlichen Breite 18, 20, 22 der Sensoren 12 bis 1 4 . Die Breite 18 des ersten Sensors 12 ist größer als die Breite 20 des zweiten Sensors 13 sowie die Breite 22 des dritten Sensors 14, wobei die Breiten 20 und 22 für symmetrisches Signal 32 bevorzugt gleich sind. Alle drei 3reiten 18, 20, 22 addiert ergeben gerade die Lesespurbreite 10 auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger 9. Die Höhe 17, 19, 21 der Sensoren 12 bis 14 ist jeweils gleich.The mode of operation of the magnetic head according to the invention is explained with reference to FIG. 2. This shows in the ordinate direction 30 the output signals of the magnetic sensors as a result of a change in flux due to a change in magnetization of the record carrier 9 moving past as a function of the location 31. At the zero point of the abscissa, the change in magnetization of the record carrier 9 lies exactly below the middle sensor 12. A first signal 32 with the largest Amplitude arises at the first sensor 12 between terminals 23 and 24. This signal 32 corresponds to the output signal of a conventional magnetic head with only one sensitive element. The half-width 33 of the first signal is shown. A second signal 34 is generated at the second sensor 13 between connections 25 and 26, a third signal 35 at the third sensor 14 between connections 27 and 28. Das the maximum amount of the second signal 34 is offset by the first distance 15 and the maximum amount of the third signal 35 is offset by the second distance 16 behind the maximum of the first. Signals 32. The different amplitudes of the first signal 32 on the one hand and the second and third signals 34, 35 on the other hand result from the different widths 18, 20, 22 of the sensors 12 to 14. The width 18 of the first sensor 12 is greater than the width 20 of the second sensor 13 and the width 22 of the third sensor 14, the widths 20 and 22 preferably being the same for symmetrical signal 32. The sum of all three widths 18, 20, 22 results in the reading track width 10 on the magnetic recording medium 9. The height 17, 19, 21 of the sensors 12 to 14 is the same in each case.
Die Addition des ersten, zweiten und dritten Signals 32, 34, 35 ergibt ein resultierendes Signal 36. Die Halbwertsbreite 37 des resultierenden Signales 36 ist kleiner als die Halbwertsbreite 33 des ersten Signals 32. Eine optimale Form des resultierenden Signales 36, d.h. eine geringstmögliche Halbwertsbreite 37 sowie eine möglichst große Amplitude ergibt sich durch Variation des ersten Abstandes 15, des zweiten Abstandes 16 und der Amplitude des zweiten sowie dritten Signals 34, 35. Ein optimales Ergebnis für eine symmetrische Lesesignalform 32 ergibt sich, wenn der erste Abstand 15 gleich dem zweiten Abstand 16 ist und diese Abstände gleich der halben Halbwertsbreite 33 des ersten Signales 32 des ersten Sensors 12 sind und dieThe addition of the first, second and third signals 32, 34, 35 results in a resulting signal 36. The half-width 37 of the resulting signal 36 is smaller than the half-width 33 of the first signal 32. An optimal form of the resulting signal 36, i.e. The smallest possible half-value width 37 and the greatest possible amplitude are obtained by varying the first distance 15, the second distance 16 and the amplitude of the second and third signals 34, 35. An optimal result for a symmetrical read signal form 32 is obtained if the first distance 15 is equal to the second distance 16 and these distances are equal to half the half-width 33 of the first signal 32 of the first sensor 12 and the
Amplituden des zweiten Signals 34 und des dritten Signales 35 gleich groß sind und 30 bis 40 % der Amplitude des ersten Signales 32 betragen. Die unterschiedliche Polarität des ersten Signals 32 einerseits und des zweiten bzw. dritten Signals 35, 34 andererseits sowie die Addition der drei Signale 32, 34, 35 ist; durch eine spezielle Beschaltung der Sensoren 12 bis 14 gegeben. Zusätzliche elektronische Vorrichtungen sind nicht erforderlich. Dies ist auf einfache Weise möglich, wenn magnetoresistive Sensoren eingesetzt werden. Bei den magnetoresistiven Sensoren ist der elektrische Widerstand durch ein in der Sensorebene liegendes Magnetfeld veränderbar.Amplitudes of the second signal 34 and the third signal 35 are the same and 30 to 40% of the amplitude of the first signal 32. The different polarity of the first signal 32 on the one hand and the second or third signal 35, 34 on the other hand and the addition of the three signals 32, 34, 35 is; given by a special wiring of the sensors 12 to 14. Additional electronic devices are not required. This is easily possible if magnetoresistive sensors are used. In the case of magnetoresistive sensors, the electrical resistance can be changed by a magnetic field located in the sensor plane.
Figur 5 zeigt die Kennlinie 62 solcher Sensoren. Die Widerstandsänderung eines Sensorstreifens 63 ist auf der Ordinate 64 aufgetragen als eine Funktion des Winkels 65 zwischen der inneren Magnetisierung 66 des magnetoresistiven Sensors 63 und der Lesestromrichtung 67 im Sensor. Unterschiedliche Polaritäten der Ausgangssignale der Teilsensoren 13 und 14 gegenüber 12 ergeben sich, wenn die Arbeitspunkte 68, 69 von Sensor 13 und 14 auf einer Kurvensteigung mit entgegengesetztem Vorzeichen als die Steigung im Arbeitspunkt 70 vom Sensor 12 liegen, beispielsweise wie in Figur 5 eingetragen.FIG. 5 shows the characteristic curve 62 of such sensors. The change in resistance of a sensor strip 63 is plotted on the ordinate 64 as a function of the angle 65 between the inner magnetization 66 of the magnetoresistive sensor 63 and the reading current direction 67 in the sensor. Different polarities of the output signals of the partial sensors 13 and 14 compared to 12 result if the operating points 68, 69 of sensor 13 and 14 lie on a slope with the opposite sign as the slope in the operating point 70 of sensor 12, for example as entered in FIG. 5.
Die Arbe it s punkt e i n st ellung selbst kann dabei in bekannter Weise sowohl durch Drehung der inneren Sensormagnetisierung aus der Stromrichtung durch permanent- oder elektromagnetisch erzeugte Magnetfelder, als auch durch Drehung der Stromflußrichtung selbst mittels zur Streifenlängsrichtung geneigter Kurzschlußbrücken erfolgen.The working point adjustment itself can be carried out in a known manner both by rotating the internal sensor magnetization from the current direction through permanent or electromagnetically generated magnetic fields and by rotating the current flow direction itself by means of short-circuit bridges inclined to the longitudinal direction of the strip.
Wird das Magnetfeld zur Arbeitspunkteinstellung, das die innere Sensormagnetisierung 66 aus der Strcmrichtung 67 dreht, durch das Feld des Lesestroms 67 selbst erzeugt, was möglich ist wenn sich der Sensor außer miit t ig zwischen weichmagnetischen schirmungen befindet (wie aus IEEE Trans. On Magn. Vol. MAG-11, No 5, September 1975, Seite 1206-1208 bekannt), oder ein Teil des Lesestromes durch eine unter dem Sensor liegende Kurzschlußschicht fließt, so ist das Vorzeichen des Vormagnetisierungsfeldes stromrichtungsahhängig. Dann kann durch Verschaltung der Sensoren 12 bis 1 4 wie in Figur 1 erreicht werden, daß das zu detektierende Magnetfeld in dem ersten Sensor, 12 beispielsweise eine Widerstandserhöhung, in den beiden anderen Sensoren 13, 1k jedoch eine Widerstandsabsenkung bewirkt. Die Addition zum resultierenden Signal 36 erfolgt durch die Reihenschaltung der Sensoren.Is the magnetic field for the operating point setting, which rotates the inner sensor magnetization 66 from the direction of current 67, generated by the field of the reading current 67 itself, which is possible if the sensor is located between soft magnetic shields (as from IEEE Trans. On Magn. Vol. MAG-11, No 5, September 1975, page 1206-1208), or a part of the reading current flows through a short-circuit layer located under the sensor, the sign of the bias field is dependent on the current direction. Then, by connecting the sensors 12 to 1 4 as in FIG. 1, it can be achieved that the magnetic field to be detected in the first sensor, 12, for example, causes an increase in resistance, but in the other two sensors 13, 1 k, it causes a decrease in resistance. The addition to the resulting signal 36 takes place through the series connection of the sensors.
Die Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbei spiel der Anordnung der Sensoren 12 bis 14. Die ßreite aller Sensoren ist gleich der Lesespurbreite 10 des in Aufzeichnungsrichtung 11 laufenden magnetischen Aufzeichnungsträgers 9. Die Höhen 40, 41, 42 der Sensoren 12, 13, 14 sind gleich. Gleich sind auch der erste Abstand 15 und der zweite Abstand 16 zwischen den drei Sensoren 12 bis 1 4 für ein symmetrisches Lesesignal 32 des Sensors 12. Die beiden Abstände 15, 16 sind dann zweckmäßigerweise gleich der halben Halbwertsbreite 33 des ersten Signals 32 des ersten Sensors 12.FIG. 3 shows a second embodiment of the arrangement of the sensors 12 to 14. The width of all sensors is equal to the reading track width 10 of the magnetic recording medium 9 running in the recording direction 11. The heights 40, 41, 42 of the sensors 12, 13, 14 are the same . The first distance 15 and the second distance 16 between the three sensors 12 to 14 for a symmetrical read signal 32 of the sensor 12 are also the same. The two distances 15, 16 are then expediently equal to half the half-width 33 of the first signal 32 of the first sensor 12th
Die unterschiedliche Amplitude des ersten Signals 32 des ersten Sensors 12 einerseits und die Amplitude des zweiten Signals 34 des zwe i t en Sensors 13 sowie des dritten Signals 35 das dritten Sensors 14 andererseits is. durch eine unterschiedliche Dicke 53 des ersten Sensors 12 im Vergleich zu den bevorzugt gleichen Dicken 59, 60 des zweiten und dritten Sensors 13, 14 gegeben. Das erforderliche Dickenverhältnis entspricht etwa dem Kehrwert des angestrebten Amplitudenverhältnisses. Für ein otstimales resultierendes Signal 36 betragen die beiden Dicken 59, 60 des zweiten und dritten Sensors 13, 14, das 2,5 bis 3,5 fache der Dicke 53 des ersten Sensors 12. Die unter schiedliche Polarität der Signale 34 und 35 der Sensoren 13 und 14 zum Signal 32 des Sensors 12 ist gewährleistet, wenn durch geneigte Kurzschlußbrücken 61 die Stromrichtung in Sensor 12 beispielsweise um +45º und in Sensor 13 und 14 um - 45 º aus der Längsrichtung de s Streifens gedreht wird. Dies entspricht den in Figur 5 eingezeichneten. Arbeitspunkten 68 bis 70. Die inneren Magnetisierungen aller drei Sensoren müssen dabei in Ruhelage: in die gleiche Richtung längs des Streifens liegen, was durch ein kleines Hilfsmagnetfeld von wenigen A/cm, das alle Streifen 12 bis 14 in Figur 3 in Längsrichtung durchsetzt, zu erreichen ist.The different amplitude of the first signal 32 of the first sensor 12 on the one hand and the amplitude of the second signal 34 of the second sensor 13 and of the third signal 35 of the third sensor 14 on the other hand. given by a different thickness 53 of the first sensor 12 compared to the preferably identical thicknesses 59, 60 of the second and third sensors 13, 14. The required thickness ratio corresponds approximately to the reciprocal of the desired amplitude ratio. For an optimal signal 36, the two thicknesses 59, 60 of the second and third sensors 13, 14 are 2.5 to 3.5 times the thickness 53 of the first sensor 12. The lower Different polarity of the signals 34 and 35 of the sensors 13 and 14 to the signal 32 of the sensor 12 is ensured when the current direction in sensor 12, for example by + 45 ° and in sensor 13 and 14 by - 45 ° from the longitudinal direction de s by inclined short-circuit bridges 61 Strip is rotated. This corresponds to that shown in FIG. 5. Working points 68 to 70. The internal magnetizations of all three sensors must be in the rest position: in the same direction along the strip, which is due to a small auxiliary magnetic field of a few A / cm which penetrates all strips 12 to 14 in FIG. 3 in the longitudinal direction to achieve.
Eine weitere Variante zur Einstellung unterschiedlicher Empfindlichkeit stellt die Wahl einer um den Faktor 2,5 bis 3,5 fachen Höhe 41, 42 der äußeren Sensoren 13, 14 im Vergleich zur Höhe 40 des mittelern Sensors 16 dar, bei gleichen Dicken 58, 59, 60 der Sensoren 12 bis 14.Another variant for setting different sensitivity is the choice of a height 41, 42 of the outer sensors 13, 14 times the factor of 2.5 to 3.5 compared to the height 40 of the middle sensor 16, with the same thicknesses 58, 59, 60 of the sensors 12 to 14.
Figur 4 zeigt ein Schnittbild des erfindungsgemäßen Magnetkopfes 49 in der Sensoranordnung entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1. Auf ein weichmagnetisches Substrat 50, das beispielsweise ein NiZn-Ferrit ist, folgt ein erster Spalt 51 der beispi elswei s e aus Siliziummonoxid besteht. Auf dieser Schicht sind die drei Sensoren 12 bis 14 mit ihren Kontaktstellen 23 bis 27 aufgebracht. Die drei Sensoren 13 bis 14 liegen in drei verschiedenen Ebenen, die in Aufzeichnungsrichtung 11 den ersten Abstand 15 bzw. den zweiten Abstand 16 aufweisen. Diese Ebenen sind durch Ätzung von zwei Vertiefungen in das Ferritsubstrat 50 entstanden. Die drei Sensoren 12 bis 14 sind von einer weichmagnetischen Abschirmung 52 aus z.B. einer NiFe-Mehrfachschicht durch einen zweiten Spalt 53, der aus Siliziumdioxid besteht, getrennt. Zwischen der Schirmung 52 und einer Abdeckung 54 aus Ferrit ist eine eingeebnete Schutzschicht 55 aus Aluminiumoxid angeordnet. An den Eingangsklemmen 56, 57 wird ein Konstantstrom in die Reihenschaltung mit den drei Sensoren 12 bis 14 eingeprägt. Zwischen den Anschlußklemmen 56 , 57 steht dann das resultierende Signal 36 als Spannungswert zur Verfügung.FIG. 4 shows a sectional view of the magnetic head 49 according to the invention in the sensor arrangement corresponding to the exemplary embodiment according to FIG. The three sensors 12 to 14 with their contact points 23 to 27 are applied to this layer. The three sensors 13 to 14 lie in three different planes, which have the first distance 15 and the second distance 16 in the recording direction 11. These levels were created by etching two depressions into the ferrite substrate 50. The three sensors 12 to 14 are separated by a soft magnetic shield 52 made of, for example, a NiFe multilayer, by a second gap 53 made of silicon dioxide. Between the shield 52 and a cover 54 A leveled protective layer 55 made of aluminum oxide is arranged in ferrite. A constant current is impressed into the series circuit with the three sensors 12 to 14 at the input terminals 56, 57. The resulting signal 36 is then available as a voltage value between the connecting terminals 56, 57.
Eine Erweiterungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Magnetkopfes 49 besteht darin, daß weitere Teil-Sensoren vorgesehen sind. In jedem Erweiterungsschritt wird jeweils ein Sensor in Aufzeichnungsrichtung 11 vor bzw. hinter bereits vorhandenen Sensoren angeordnet. Mit diesen Erweiterungen ist es möglich, eine zunehmend bessere Entzerrung des Lesesignals durch Addition zusätzlicher Teilsignale zum ersten Signal 32, die gleichzeitig an unterschiedlichen Orten auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger 9 gelesen werden, zu erhalten. An expansion possibility of the magnetic head 49 according to the invention is that further partial sensors are provided. In each expansion step, a sensor is arranged in the recording direction 11 in front of or behind existing sensors. With these extensions it is possible to obtain an increasingly better equalization of the read signal by adding additional partial signals to the first signal 32, which are read simultaneously at different locations on the magnetic recording medium 9.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Magnetkopf zum Lesen der Signalfelder auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger (9) mit wenigstens einer Aufzeichnungsspur, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf (49) neben einem ersten Sensor (12) wenigstens zwei weitere Sensoren (13, 14) zum Lesen einer Spur aufweist.1. Magnetic head for reading the signal fields on a magnetic recording medium (9) with at least one recording track, characterized in that the magnetic head (49) in addition to a first sensor (12) has at least two further sensors (13, 14) for reading a track.
2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (15, 16) der Sensoren (12, 13, 14) in Laufrichtung (11) des magnetischen AufZeichnungsträgers (19) im ßereich der halben Halbwertbreite (33) des örtlichen Auflösungsvermögens der Sensoren (12, 13, 14) liegt.2. Magnetic head according to claim 1, characterized in that the distance (15, 16) of the sensors (12, 13, 14) in the running direction (11) of the magnetic recording medium (19) in the region of half the half width (33) of the local resolution Sensors (12, 13, 14).
3. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Sensor (12) ein betragsmäßig höheres Lesesignal liefert, als die beiden benachbarten Sensoren (13, 14).3. Magnetic head according to one of claims 1 or 2, characterized in that a central sensor (12) provides a higher reading signal than the two adjacent sensors (13, 14).
4. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Sensor (12) bei gleichphasiger Ansteuerung aller Sensoren (12 bis 14) mit einem Magnetfeld ein Lesesignal (32) li efert, das entgegengesetzte Polarität besitzt, als die Sensorsignale (34, 35) der Machbarsensoren (13, 14). 4. Magnetic head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the middle sensor (12) with in-phase control of all sensors (12 to 14) with a magnetic field a read signal (32) li efert, which has opposite polarity than the sensor signals (34, 35) of the feasible sensors (13, 14).
5. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (12, 13, 14) jeweils dieselbe Breite (13, 20, 22) aufweisen, die näherungsweise gleich der Spurbreite (10) auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger (9) ist.5. Magnetic head according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensors (12, 13, 14) each have the same width (13, 20, 22), which is approximately equal to the track width (10) on the magnetic recording medium (9th ) is.
6. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine höhere Empfindlichkeit des mittleren Sensors (12) gegenüber den beiden benachbarten Sensoren (13, 14) durch unterschiedliche Werkstoffe und/oder durch eine um den Faktor 0,15 bis 0,4 geringere Höhe (40) des mittleren Sensors (12) als die Höhen (41, 42) der beiden benachbarten Sensoren (13, 14) gegeben ist.6. Magnetic head according to one of claims 1 to 5, characterized in that a higher sensitivity of the middle sensor (12) to the two adjacent sensors (13, 14) by different materials and / or by a factor of 0.15 to 0 , 4 lower height (40) of the middle sensor (12) than the heights (41, 42) of the two adjacent sensors (13, 14) is given.
7. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Empfindlichkeit des mittleren Sensors (12) gegenüber den benachbarten Sensoren (13, 14) durch eine um den Faktor 0,15 bis 0,4 geringere Dicke (58) des mittleren Sensors (12) als die Dicken (59, 60) der beiden benachbarten Sensoren (13, 14) gegeben ist.7. Magnetic head according to one of claims 1 to 5, characterized in that the higher sensitivity of the middle sensor (12) with respect to the adjacent sensors (13, 14) by a thickness (58) smaller by a factor of 0.15 to 0.4. of the middle sensor (12) as the thicknesses (59, 60) of the two adjacent sensors (13, 14) is given.
8. Magnetkopf nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Empfindlichkeit des mittleren Sensors (12) gegenüber den beiden benachbarten Sensoren (13, 14) durch unterschiedliche Werkstoffe und/oder durch eine um den Faktor 2 bis 5 größere Breite (18) des mittleren Sensors (12) als die der beiden benachbarten Sensoren (13,8. Magnetic head according to claim 1 to 5, characterized in that the higher sensitivity of the middle sensor (12) with respect to the two adjacent sensors (13, 14) by different materials and / or by a width 2 to 5 times larger (18 ) of the middle sensor (12) than that of the two neighboring sensors (13,
14) gegeben ist.14) is given.
9. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (32) des mittleren Sensors (12) gegenphasig mit den Ausgangssignalen (34, 35) der beiden benachbarter. Sensoren (13, 14) zusammengefaßt 9. Magnetic head according to one of claims 1 to 8, characterized in that the output signal (32) of the central sensor (12) in phase opposition with the output signals (34, 35) of the two adjacent. Sensors (13, 14) summarized
10. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,, daß die Sensoren (12, 13, 14) als magneto resistive Elemente ausgebildet sind . 10. Magnetic head according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sensors (12, 13, 14) are designed as magnetoresistive elements.
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