NL8001023A

NL8001023A - Opneem- en afspeelkop voor magnetische registraties, uitgevoerd met magnetoweerstandsorganen.

Info

Publication number: NL8001023A
Application number: NL8001023A
Authority: NL
Original assignee: Cii Honeywell Bull
Priority date: 1979-04-25
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1980-10-28
Also published as: IT8021629A0; FR2455330B1; DE3016105A1; GB2047943A; US4315291A; SE8003001L; JPS55146628A; FR2455330A1; GB2047943B

Description

ί 4 S.

> t

Opneem- en afspeelkop voor magnetische registraties, uitgevoerd met magnetoweerstandsorganen

De uitvinding heeft betrekking op een opneem- en afspeelkop voor magnetische registraties, uitgevoerd met magnetoweerstandsorganen. In het bijzonder is de kop geschikt voor het uitlezen en/of inschrijven van informatie uit, respectievelijk in 5 magnetische registratiedragers zoals stijve of slappe magneet- schijven en magneetbanden.

Het is bekend voor het vastleggen van informatie op een magnetische registratiedrager op of in deze drager op een groot aantal volkomen bepaalde plaatsen van deze drager tenminste een 10 wijziging van één van zijn magnetische eigenschappen tot stand te brengen, hetgeen blijkt uit tenminste een verandering van de fysische grootheid die deze eigenschap kenmerkt. Het uitlezen van deze informatie vindt plaats door deze wijzigingen te detecteren en door de verandering van de hiervoor genoemde fysische groot-15 heid om te zetten in een verandering van een andere fysische groot heid, meestal de verandering van de spanning of van de stroom-sterkte van een elektrisch signaal.

De voor het vastleggen van informatie op een magnetische drager gebru-kte magnetische eigenschap is bijvoorbeeld bepaald 20 hetzij door het ontbreken of door de aanwezigheid van een magneet veld, hetzij door het teken daarvan, of nog anders door de richting van het veld.

Voorts is het bekend dat magneetschijven de daarop vastgelegde gegevens in concentrische cirkelvormige registratiesporen 25 dragen die in radiale richting een breedte hebben die niet meer dan enkele honderdsten van mm bedraagt en die in het algemeen het grootste deel van de twee oppervlakken van de schijf beslaan.

Magneetbanden dragen de gegevens in evenwijdige sporen die in de langsrichting van de band verlopen.

800 1 0 23 2

In het algemeen doet een reeks magnetische gegevens die zijn vastgelegd in een spoor van een schijf of van een magneetband zich voor in de vorm van een opeenvolging van kleine magnetische gebiedjes, zogenaamde "elementaire gebiedjes", die over 5 de gehele lengte van het spoor zijn verdeeld en die een magne tische inductie vertegenwoordigen van gelijke sterkte, maar verschillend van teken.

De organen die hetzij het vastleggen van gegevens in een schijf of op een band, hetzij het uitlezen daarvan, of ten-10 slotte het uitvoeren van zowel de een als de andere functie ver vullen, worden opneem- en afspeelkoppen genoemd. In het algemeen behoren bij een gegeven registratiedrager één of meer magnetische opneem- en/of afspeelkoppen waarbij de drager voor de kop of de koppen langsgaat.

15 Er bestaan twee hoofdtypen van opneem- en/of afspeel koppen die in de praktijk gangbaar zijn. Deze zijn: - de opneem en/of afspeelkoppen die "magneetkoppen" worden genoemd; - de opneem- en/of afspeelkoppen die één of meer magneto- 20 weerstandsorganen bevatten en die magnetoweerstands-koppen zullen worden genoemd.

De magneetkoppen bevatten een magnetische keten waaromheen een wikkeling is aangebracht en die een luchtspleet bevat.

* De verandering van de veldsterkte in het inwendige van de 25 luchtspleet van een dergelijke kop maakt het uitlezen en/of het registreren van de gegevens die in de drager die met de kop samenwerkt, aanwezig zijn, mogelijk. De wikkeling bevat elektrische invoer-draden en/of uitvoerdraden.

Terwijl de gegevens van een bepaalde drager voor de 30 luchtspleet van de kop waarmee de drager samenwerkt, langs gaan geeft de kop elektrische signalen af door tussenkomst van de elektrische invoerdraden, respectievelijk uitvoerdraden.

Indien omgekeerd de wikkeling van de kop met een elektrische stroom wordt bekrachtigd waarvan de richting of de duur kan 35 worden gevarieerd, worden gegevens in de drager vastgelegd.

800 1 0 23 k ·* i 3

Op het ogenblik is de richting waarin magneetkoppen worden ontwikkeld/ het volgens de vervaardigingstechnieken van geïntegreerde schakelingen produceren van koppen met steeds geringere afmetingen (bijvoorbeeld met luchtspleten waarvan de af-j. metingen in de orde van grootte zijn van enkele micrometers), welke koppen bijvoorbeeld worden vervaardigd door aanvrager overeenkomstig het Franse octrooischrift 2.063.693.

Een zodanige kop omvat enerzijds: a) een magnetische keten die wordt gevormd door twee jq dunne magnetische laagjes die aan één uiteinde zodanig bijéén zijn gebracht dat zij magnetisch zijn gekoppeld, en die aan het andere uiteinde in de buurt van de met de kop samenwerkende registratie-drager een luchtspleet vormen (de luchtspleet bevindt zich gewoonlijk op enkele tienden van een micrometer van de drager). De drager staat althans nagenoeg loodrecht op deze laagjes; b) anderzijds een elektrische wikkeling die tussen de dunne magnetische laagjes is gevormd uit dunne elektrisch geleidende laagjes die daarop zijn aangebracht in een richting loodrecht op het vlak van de magnetische laagjes zodanig dat deze 2q laatste een omhulling vormen die de elektrisch geleidende laagjes van elkaar gescheiden door dunne elektrisch isolerende laagjes bevat (onder dunne laagjes worden gewoonlijk verstaan laagjes waarvan de dikte in de orde van grootte is van enkele tienden van een micrometer tot enkele micrometers).

Zulke magnetische geïntegreerde koppen hebben het voorzo deel van een lage kostprijs en dat zij even goed gegevens kunnen inschrijven en/of uitlezen wanneer het gaat om magneetbanden met een hoge dichtheid van gegevens in de langsrichting (aantal gegevens per eenheid van lengte van de band) als wanneer het gaat om magneetschijven met een grote radiale en longitudinale dichtheid.

De radiale dichtheid van een magneetschijf is het aantal sporen per eenheid van lengte gemeten in de richting van een straal van de schijf, terwijl de longitudinale dichtheid dan wordt gedefinieerd door het aantal gegevens per eenheid van lengte gemeten langs de omtrek van een spoor.

80 0 1 0 23 4

Het bezwaar van geïntegreerde magneetkoppen is dat de signaalspanning die zij afgeven (gewoonlijk van enkele delen van tienden tot enkele tienden millivolts) terwijl de gegevens van de magnetische drager voor de magneetkop langsgaan, evenredig is 5 aan de snelheid waarmee de drager passeert, hetgeen bezwaarlijk wordt geacht wanneer: - de snelheid waarmee de drager passeert, gering is (de uitgangsspanning van de kop is dan zeer gering: minder dan 0,1 millivolt); 10 - de veranderingen in de snelheid van de drager groot zijn.

In het bijzonder onder deze omstandigheden verdient het de voorkeur gebruik te maken van magnetoweerstand-koppen.

Zoals bekend zijn magnetoweerstanden elektrische weerstan-15 den die de vorm hebben van een dun laagje of een dunne film van zeer geringe dikte (een dikte van enkele tientallen nanometers tot enkele micrometers) waarvan de lengte veel groter is dan de breedte. Vaak zijn deze magnetoweerstanden aangebracht op een substraat uit een elektrisch isolerend materiaal. De waarde van de 20 weerstand varieert wanneer het element wordt onderworpen aan een magneetveld. Stel dat een dergelijke magnetoweerstand met waarde R is aangesloten aan de klemmen van een generator die een elektrische stroom I afgeeft die in de langsrichting van de magnetoweerstand loopt. Aangenomen wordt dat de magnetoweerstand behoort 25 tot een magnetoweerstandskop die samenwerkt met een magnetische registratiedrager en die zich op een zeer geringe afstand van de drager bevindt (enkele tienden van een micrometer). Wanneer elk van de elementaire gebiedjes van de drager voor de kop langs gaat, veroorzaakt het magnetische spreidingsveld dat door het gebied-30 je in de buurt van het oppervlak van de drager wordt opgewekt, een verandering Δ R van de weerstand, waaruit een verandering van de spanning & V die gelijk is aan lx Δ. R is, aan de aan-sluitklemmen ontstaat, hetgeen oplevert Δ V/V = Δ r/r, waarbij Δ r/r de magnetoweerstandscoefficient wordt genoemd. Gewoonlijk 35 is deze coefficient in de orde van grootte van 2 % en meestal is 80 0 1 0 23 4 I 1 5 de coefficient negatief.

Het elektrische signaal dat wordt ontvangen aan de aan-sluitklemmen van de magnetoweerstand, heeft een amplitude die onafhankelijk is van de snelheid van de registratiedrager.

5 Zoals bekend wordt voor het magnetiseren van een magne tisch materiaal in het inwendige waarvan de magnetische inductie gering is, dit materiaal blootgesteld eerst aan een positief magneetveld waarvan de sterkte voldoende is om het materiaal te verzadigen, dat wil zeggen dat de magnetische inductie in het 10 materiaal een grenswaarde B bereikt. Het uitwendige magneetveld s wordt vervolgens opgeheven. In het materiaal blijft dan een magnetische inductie die van 0 verschilt en die de remanente inductie wordt genoemd die kenmerkend is voor het materiaal. Met magnetische beginpermeabiliteit van het materiaal wordt bedoeld de verhou-15 ding b/h wanneer H naar nul gaat. Anderzijds is bekend dat een magnetisch anisotroopmateriaal dat zich in een vlak bevindt, vertoont daarin twee voorkeursmagnetisatierichtingen die onderling loodrecht op elkaar staan. De ene voorkeursmagnetisatierichting wordt genoemd de richting van gemakkelijke magnetisatie, terwijl 20 de andere wordt genoemd de richting van moeilijke magnetisatie.

De beginpermeabiliteit van het materiaal in de richting van moeilijke magnetisatie is veel hoger dan de beginpermeabiliteit van het materiaal in de richting van gemakkelijke magnetisatie. De waarde van het magneetveld H dat aan het materiaal wordt opgelegd 25 in de richting van moeilijke magnetisatie opdat het materiaal in die richting verzadigd raakt, wordt anisotropieveldsterkte genoemd.

In het algemeen bestaan de gebruikte magnetoweerstands-organen uit een magnetisch anisotroop materiaal, bijvoorbeeld uit 30 een legering van ijzer en nikkel (18 % ijzer, 82 % nikkel).

De richting van gemakkelijke magnetisatie is evenwijdig aan de richting van de elektrische stroom I en aan de lengterichting van de weerstanden, terwijl de richting van moeilijke magnetisatie daar loodrecht op staat. De positie van de magnetoweerstand in een 35 magnetoweerstandskop ten opzichte van de registratiedrager waar 800 1 0 23 6 hij bij hoort, is zodanig dat het spreidingsveld van de elementaire gebiedjes evenwijdig is aan de richting van moeilijke magnetisatie.

Aangetoond kan worden dat de gevoeligheid van een megne-5 toweerstand die bestaat uit een magnetisch anisotroop materiaal kan worden vergroot, dat wil zeggen de spanning van het uitgangssignaal, en wel door dit te onderwerpen aan een polarisatiemagneet-veld H ^ evenwijdig aan de richting van moeilijke magnetisatie, zoals is beschreven in het Franse octrooischrift 2.165.206.

10 De waarde van het polarisatieveld wordt zo gekozen dat deze de richting van gemakkelijke magnetisatie van de magne-toweerstand laat draaien over een hoek Θ, bij voorkeur in de buurt van 45°. In dit geval kan worden aangetoond dat de gevoeligheid van de magnetoweerstand maximaal is, dat wil zeggen dat 15 bij een gegeven verandering Δ H van het magneetveld waaraan de magnetoweerstand wordt blootgesteld (behalve dan het veld H ,) pol overeenkomt met een maximale verandering Δ R van zijn weer-standswaarde en bijgevolg vein zijn uitgangsspanning ^V.

Het Franse octrooischrift 2.165.206 beschrijft een magne-20 toweerstandskop voor het uitlezen van magnetische gegevens die zijn vastgelegd in dragers zoals magneetschijven of magneetbanden. De magnetoweerstandskop omvat een magnetoweerstand die is aangebracht tussen de twee poolschoenen van een magneet zodanig dat de magneet het polarisatiemagneetveld Hpol van de magnetoweer-25 stand veroorzaakt. In de gangbare praktijk worden voortaan der gelijke magnetoweerstandskoppen gebruikt. De magnetoweerstand in deze koppen is ten opzichte van de drager waarmee de kop samenwerkt zodanig geplaatst dat de langsrichting (zijn grootste afmeting) loodrecht staat op de verplaatsingsrichting van de drager.

30 De hoogte (gemeten loodrecht op het vlak van de drager) van de kop bedraagt in de orde van grootte van 30 a 40 micrometer. De spanning van het door de magnetomeerstand geleverde signaal terwijl een elementair gebiedje van de drager voor de magnetomeerstand langsgaat, is in de orde van grootte van enkele tienden van 35 een millivolt en is dus praktisch van dezelfde orde van grootte 800 1 0 23 » < 7 als de signaalspanning die wordt afgegeven door de geïntegreerde magnee tkoppen.

Het is bekend dat de magnetoweerstandskoppen niet kunnen worden gebruikt voor het inschrijven van gegevens in een magne-5 tische registratiedrager.

Samenvattend kan in vergelijking met geïntegreerde mag-neetkoppen van de magnetoweerstandskoppen worden gesteld: 1. zij leveren een uitleessignaal waarvan de spanning nagenoeg constant is; 10 2. zij bieden het voordeel een uitleessignaal te hebben dat onafhankelijk is van de snelheid; 3. zij vertonen het bezwaar dat zij niet kunnen worden gebruikt voor het inschrijven van gegevens.

De uitvinding combineert de voordelen van de twee hier-15 voor beschreven soorten koppen terwijl de daaraan verbonden na delen worden geelimineerd, en wel door een magnetoweerstand in te brengen in elk van de geleiders in de hele wikkeling van een geïntegreerde magneetkop, of althans in een deel daarvan, waarbij de magnetoweerstanden zich bevinden in de luchtspleet van de 20 magneetkop. Aldus wordt een magnetische opneem- en/of afspeelkop, uitgevoerd met magnetoweerstanden volgens de uitvinding verkregen, welke kop even goed gebruikt kan worden voor het inschrijven als voor het uitlezen van gegevens. De uitgangsspanning van een dergelijke magneetkop volgens de uitvinding is in vergelijking met de 25 uitgangsspanning van de magnetoweerstandskoppen en van de geïnte greerde magneetkoppen die tot nu toe gangbaar zijn, groter in verhouding tot het aantal magnetoweerstanden dat is aangebracht in de geleiders van de wikkeling. Indien m het aantal magnetoweerstanden is waarbij deze in serie met ekaar zijn verbonden (met 30 tussenschakeling van de geleiders van de wikkeling) is de totale weerstand van het geheel van magnetoweerstanden gelijk aan m x R (waarbij wordt aangenomen dat de magnetoweerstanden zllen dezelfde weerstandswaarde R hebben).

Wanneer de magnetoweerstanden worden blootgesteld aan 35 het spreidingsveld van een elementair gebiedje van de regi- 800 1 0 23 8 stratiedrager waarmee de opneem- en afspeelinrichting volgens de uitvinding samenwerkt, bedraagt de totale verandering van de weerstand m x Δ R en de verandering van de spanning die daarvan het gevolg is (de elektrische stroom I die door de wikkeling 5 loopt, loopt eveneens door de magnetoweerstanden) bedraagt: m x I x Δ R = m x Δ V.

Volgens de uitvinding is een magnetische inrichting voor het uitlezen en/of inschrijven van gegevens van, respectievelijk in een magnetische drager, welke inrichting omvat: 10 - een magnetische keten die is geformeerd uit twee magnetische dunne laagjes die op elkaar zijn geplaatst en magnetisch zijn gekoppeld aan het ene uiteinde en die met het andere uiteinde dichtbij de informatiedrager zijn geplaatst en wel praktisch loodrecht daarop om zo de luchtspleet te formeren, en 15 - een wikkeling die tussen de magnetische laagjes is geformeerd en die bestaat uit elektrisch geleidende dunne laagjes die over elkaar heen zijn aangebracht in een richting loodrecht op het vlak van de magnetische laagjes en die van elkaar zijn gescheiden door elektrisch isolerende dunne laagjes, 20 hierin gekenmerkt dat tenminste één van de elektrisch geleidende laagjes tenminste één magnetoweerstand bevat die is geplaatst in de luchtspleet om zo te worden blootgesteld aan het magnetische spreidingsveld van de gegevens die zich op de drager bevinden.

25 Andere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hierna volgende beschrijving die bij wijze van voorbeeld wordt gegeven en die verwijst naar een tekening.

Fig. 1 brengt in herinnering hoe een geïntegreerde magneet-kop voor het uitlezen, respectievelijk inschrijven van gegevens 30 die zich op een drager bevinden, is uitgevoerd: fig. la en 1b zijn daarbij perspectivische aanzichten, fig. lc toont een doorsnede volgens een vlak loodrecht op de informatiedrager en evenwijdig aan de verplaatsingsrichting daarvan; en fig. ld toont een elektrische geleider uit dunne laagjes die een winding van de wikke-35 ling van de magneetkop vormt.

800 1 0 23 9 r «

Fig. 2 laat nog eens zien hoe een magnetoweerstandskop is opgebouwd waarvan de magnetoweerstand bestaat uit een magnetisch anisotroop materiaal.

Fig. 3 brengt in herinnering de grafische voorstelling 5 van de verandering van de weerstand van een magnetoweerstand uit een magnetisch anisotroop materiaal als functie van het magneetveld waaraan het wordt blootgesteld in de richting van moeilijke magnetisatie en toont aldus het beginsel van de polarisatie van een magnetoweerstand.

10 Fig. 4 toont het beginsel van de uitvinding: fig. 4a laat daarbij een elektrische geleider in de vorm van een dun laagje van de wikkeling zien die een magnetoweerstand bevat; fig. 4b toont een deel van de elektrische geleiders uit dunne laagjes van de wikkeling waarbij elk van de geleiders een magnetoweerstand 15 bevat.

Fig. 5 toont een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een magnetische opneem- en afspeelkop volgens de uitvinding: fig. 5a is daarbij een perspectivisch getekende schets met uitéén genomen delen; fig. 5b is een aanzicht vanuit de registratiedrager.

20 Fig. 6 toont een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de magnetische opneem- en uitleesinrichting volgens de uitvinding: fig. 6a is daarbij een perspectivische schets met uitéén genomen delen, en fig. 6b toont een aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede.

*

Teneinde beter te verstaan hoe de met magnetoweerstanden 25 uitgevoerde magneetkop volgens de uitvinding is samengesteld, is het nuttig enerzijds de door de figuren la, 1b, lc en ld toegelichte geïntegreerde magneetkoppen, en anderzijds de door de figuren 2, 3a en 3b toegelichte magnetoweerstandskoppen in herinnering te brengen.

30 De geintegreerde magneetkoppen zijn beschreven in het

Franse octrooischrift 2.603.693.

Zoals blijkt uit fig. la en fig. lb die een perspectivische schets geven van een dergelijke magneetkop T, omvat deze een magnetische keten die bestaat uit twee magnetische benen CM^ en 35 CM2 die geheel over elkaar heen liggen en die magnetisch zijn ge- 800 1 0 23 10 koppeld met een wikkeling B. De benen CM^ en CM^ zijn aan het eerste uiteinde magnetostatisch met elkaar gekoppeld en vormen aan het andere uiteinde een luchtspleet V. Het been CM^ is aangebracht op een elektrisch isolerend substraat S zoals blijkt uit 5 fig. lc. In fig. lb is de magneetkop T voorgesteld tegenover een registratiedrager SM waarvan slechts een deel is getekend om de figuur eenvoudig te houden. De drager bevat een aantal registratie-sporen waarvan alleen het spoor 2 is getekend, welk spoor een aantal elementaire gebiedjes bevat waarvan er drie zijn getekend 10 namelijk de gebiedjes A^, en A^. De drager SM is bijvoorbeeld een magneetschijf die behoort tot een schijvengeheugen. Het is bekend dat dergelijke schijvengeheugens meer en meer in gebruik komen in gegevensverwerkende systemen vanwege de grote geheugencapaciteit en de betrekkelijk korte tijd die de opneem- en/of afspeel-15 koppen nodig hebben voor het bereiken van een gegeven dat zich op een willekeurig punt van de schijven bevindt vanaf het ogenblik dat zij uit het gegevensverwerkende systeem de opdracht krijgen dit gegeven op te halen.

De benen CM^ en CM2 bestaan in het algemeen uit een samen-20 stel van verscheidene magnetische dunne laagjes en elektrisch isolerende dunne laagjes die op elkaar zijn aangebracht waarbij elk magnetisch laagje van het naburige magnetische laagje is gescheiden door een elektrisch isolerend laagje. Het aldus gedefinieerde samenstel dat één of meer magnetische dunne laagjes 25 bevat, wordt gewoonlijk aangeduid met de algemene benaming "magnetische dunne laagjes". Op deze wijze kunnen de benen CM^ en CM2 worden aangeduid met de benaming "magnetische dunne laagjes CM^ en CM2".

De wikkeling B is geformeerd uit een opeenvolging van 30 elektrisch geleidende dunne laagjes en elektrisch isolerende dun ne laagjes die op elkaar zijn aangebracht in een richting loodrecht op het vlak van de magnetische dunne laagjes CM^ en CM2, waarbij een deel van de elektrisch geleidende, respectievelijk de elektrisch isolerende laagjes in de luchtspleet G uitkomen.

35 Zo omvat de wikkeling B van de kop T die in fig. lc is voorgesteld, 800 1 0 23 t * 11 de elektrisch isolerende dunne laagjes ISO,, IS0o tot en met ISO, en de elektrisch geleidende dunne laagjes (die ook dunne geleiders zullen worden genoemd) CO^, CO^ tot en met CO^. Uit de figuur is duidelijk dat alleen de elektrisch isolerende laagjes ISO^ en 5 ISO2 en de dunne geleider CO^ uitkomen in de luchtspleet G.

Fig. ld toont een dunne geleider, bijvoorbeeld CC^.

Zoals is uiteengezet en toegelicht in het Franse octrooischrift 2.063.693 hebben de dunne geleiders dezelfde vorm maar verschillen zij van a finetingen. Zij zijn met elkaar verbonden door aansluit-10 geleiderelementen (niet getekend om de figuren la tot en met ld eenvoudig te houden).

De wikkeling B omvat in het algemeen twee of drie uit-gangsgeleiders (meestal drie), namelijk in het hier beschreven uitvoeringsvoorbeeld de uitgangsgeleiders , en die zijn 15 aangesloten aan de elektronische lees/schrijfketens van het schijvengeheugen waartoe de schijf SM behoort. Fig. 2 toont een magnetoweerstandskop TMR die tegenover en dichtbij een spoor p van een magnetische registratiedrager SM is opgesteld, welke laatste aangenomen wordt identiek te zijn aan de in fig. lb ge-20 tekende registratiedrager.

De magnetoweerstandskop TMR die voor de duidelijkheid van de tekening met uitéén genomen delen is getekend, omvat: - de twee poolschoenen PPl en PP2 die het door elk van de magnetische elementaire gebiedjes van de drager SM tot stand 25 gebrachte spreidingsveld in banen leiden; en - de magnetoweerstand MR uit een magnetisch anisotroop materiaal met de elektrische weerstand R die is aangebracht tussen de poolschoenen PPl en PP2.

De afstand tussen de poolschoenen is in de orde van 30 grootte van enkele micrometers. De breedte L van de magnetoweerstand is iets groter dan de breedte van het spoor 1 , waarbij de hoogte 3? (gemeten loodrecht op de drager SM) bijvoorbeeld in de orde van grootte van 30 tot 40 micrometer bedraagt. De magnetomeerstand MR is verbonden met twee aansluitgeleiders CR^ en CR£ die de weer-35 stand kunnen verbinden met de leesketens van het schijvengeheugen 80 0 1 0 23 12 waartoe de drager SM behoort. De as Ax^ die de richting van gemakkelijke magnetisatie aangeeft, is evenwijdig aan de lengterichting van de magnetoweerstand en de as die de moeilijke magne-tisatierichting aangeeft staat loodrecht op deze grootste afme-5 ting. De magnetoweerstand wordt gevoed met een elektrische stroom I die bijvoorbeeld loopt in de richting als aangegeven in de fig. 2 en fig. 3b, dat wil zeggen evenwijdig aan de as Ax^.

De magnetoweerstand MR wordt blootgesteld enerzijds aan het magnetische spreidingsveld van de elementaire magneetjes 10 van de drager (enkele van deze magneetjes A. tot en met A. zijn 1 b in fig. 2 getekend), en anderzijds aan een magnetisch polarisatie-veld H ^ (voortgebracht door een uitwendige bron die niet is getekend). Deze twee velden zijn evenwijdig aan de moeilijke magnetisatierichting en staan loodrecht op de elektrische stroom 15 I.

Fig. 3a toont de grafiek van de verandering Λ R van de weerstand R van de magnetoweerstand MR als functie van het magneetveld waaraan het wordt blootgesteld, uit welke grafiek de 'werking van de magnetoweerstandkop TMR beter kan worden begrepen.

20 Uit de figuur blijkt dat voor een waarde van H die gelijk is aan het anisotropie-veld van het materiaal waaruit de magnetoweerstand bestaat, waarbij het materiaal is verzadigd in de richting van moeilijke magnetisatie, de weerstand R niet meer verandert. Het is mogelijk aan de magnetoweerstand MR een maximale 25 gevoeligheid te geven door de vertikale as in fig. 3a te verplaatsen van de oorsprong 0^ naar de oorsprong 0^ door de magnetoweerstand bloot te stellen aan het polarisatieveld In dit geval is indien het spreidingsveld Hf van de elementaire magneetjes waaraan de magnetoweerstand blootstaat, betrekkelijk gering is, de 30 verandering R van zijn weerstandswaarde betrekkelijk groot.

Aangetoond kan worden dat dan de gemakkelijke magnetisatierichting een hoek Θ maakt met de richting van de elektrische stroom I.

Zoals blijkt uit de figuren 4, 5 en 6 wordt een magnetische inrichting voor opnemen en/of afspelen, uitgevoerd met magne-35 toweerstanden volgens de uitvinding tot stand gebracht door in ten- 800 1 0 23 Ί » 13 minste één van de dunne geleiders die de wikkeling van een geïntegreerde magneetkop vomen, en zoals weergegeven in fig. 1, een magnetoweerstand in te brengen uit een magnetisch anisotroop materiaal. Aldus wordt een magnetische inrichting voor opnemen en/of 5 afspelen DTMÏL verkregen waarvan de wikkeling is. Indien n het aantal windingen is (dat wil zeggen het aantal dunne geleiders van de wikkeling) en indien het aantal dunne geleiders dat een magnetoweerstand bevat, gelijk is aan M, bestaat de betrekking 1 ^ m n, bestaat de betrekking 1^ m ^ n.

10 Fig. 4a toont een dunne geleider Ch ^ van de wikkeling welke laatste een anisotrope magnetoweerstand MR^ bevat. De magnetoweerstand is bijvoorbeeld door middel van solderen bevestigd in de geleider Ch door middel van de overlappingszones Z^ en Z2j* 15 Fig. 4b toont een samenstel van drie dunne geleiders C^.. ^, C_, van de wikkeling B^ die respectievelijk de anisotrope magnetoweerstanden MR.,. .. , MR. ., MR. bevatten.

ι(3~1) 13 1(3+1)

De magnetoweerstand MR^_. ^ is in de geleider Ch ^ bevestigd door middel van de overlappingszones Z^ ^ en Z^ ^· 20 Hetzelfde geldt voor de magnetoweerstand MR^j+^ die in de geleider

Ci(j+1) bevestigd door middel van de overlappingszones en Z2(j+1)*

In fig. 4b zijn eveneens getekend de elektrisch geleidende aansluitelementen ECR. tussen de geleiders C. .. „,, c.. en ECR. „„ 3 i(3-l) 13 i(3+l) 25 tussen de geleiders C.. en C,,,L,,.

1: i(3+l)

De elektrische stroom I die de geleiders C... tot en i(3-l) met Ci(j+1) voec^t en 20 00^ magnetoweerstanden MR^ ^ ^ tot en met MR^^^^j loopt in de richting die is aangegeven in de figuren 4a en 4b. Indien R de weerstand is van elk van de M magnetoweer-30 standen van de koppen DTMR^ volgens de uitvinding zal de totale

verandering van de weerstand van de2e magnetoweerstanden bij onderwerping aan het magnetische spreidingsveld Hf van elk van de elementaire magneetjes van de registratiedrager SM die samenwerkt met de kop DTMR^ (waarbij wordt aangenomen dat de drager identiek is 35 aan de drager die is getekend in de figuren lb en 3a) m maal ^ R

80 0 1 0 23 14 bedragen waarbij A.R de weerstandsverandering is van elk van de magnetoweerstanden en waarbij de spanningsverandering aan de aan-sluitklemme- van het samenstel van deze m magnetoweerstanden die van de weerstandsveranderingen het gevolg is, dan gelijk is aan 5 m x I x A E en dat is gelijk aan m x Δ. V.

Het is dus duidelijk dat naarmate het aantal m van de magnetoweerstanden groter, het door deze magnetoweerstanden geleverde signaal en dus het door de magneetkop DTMR^ geleverde signaal, toeneemt.

10 De inrichting volgens de uitvinding kan dus uitleessigna- len leveren van de in een informatiedrager vastgelegde gegevens, waarvan de spanning hoger is dan die wordt geleverd door de geïntegreerde magneetkoppen, zoals de kop T, of door magnetoweerstand-koppen, zoals de kop TMR.

15 Fig. 5a en 5b tonen een eerste uitvoeringsvoorbeeld DTMRA^ van de magneetkop volgens de uitvinding.

Fig. 5a is een in delen uiteengenomen schets ter verduidelijking van de tekening, De inrichting DTMRA^ omvat: - een eerste en een tweede dun laagje CMA^, respectieve- 20 lijk CMA^2 die de poolschoenen van de inrichting DTMRA^ vormen en die magnetisch zijn gekoppeld aan de respectieve uiteinden EA^ en EA^· - een wikkeling BA^ waarvan slechts een deel met de dunne geleiders CA ., CA en CA is getekend met de bijbe-

1\3“-M 13 HjtJJ

25 horende aansluitgeleiderelementen ECRA,. en ECRA. . Om de il i(3+l) tekening te vereenvoudigen zijn de isolerende laagjes die de dunne geleiders van elkaar scheiden, niet getekend.

De geleiders CA.. , .., CA.., CA... ,, bevatten respec-i(3~D 13 i(3+l) * tievelijk de magnetoweerstanden uit een magnetisch anisotroop ma- 30 teriaal (MRA... MRA.., MRA. ......

i(3-l) 13 i(3+l)

De elektrische stroom I loopt in de dunne geleiders van de wikkeling B^ in de richting die is aangegeven in fig. 5a.

De magnetoweerstanden MRA. tot en met MRA ziin i(3“l) i(j+l) door het veld HA dat door de wikkeling BA in de door de dunne poi. i.1 35 80 0 1 0 23 * if 15 laagjes CMA^ en CMA^2 tot stanc^ gebrachte magnetische keten wordt veroorzaakt, gepolariseerd. De magnetoweerstanden zijn geplaatst in de luchtspleet GA^ van de kop die tegenover en dichtbij de registratiedrager SM is geplaatst waarvan het spoor p is getekend 5 waarbij de verplaatsingsrichting van de registratiedrager voor de luchtspleet langs is aangegeven door de pijl f.

De magnetoweerstanden zijn evenwijdig aan de breedte 1

P

van het spoor en staan loodrecht op de verplaatsingsrichting. Het is duidelijk dat de assen die de richting van moeilijke magneti-10 satie van de magnetoweerstanden aangeven, loodrecht staan op de grootste afmeting daarvan (de lengte) en loodrecht op de registratiedrager SM, waarbij de assen die de richting van gemakkelijke magnetisatie (afgezien van iedere polarisatie) aangeven, evenwijdig zijn aan de lengte van de magnetoweerstanden en aan de stroom-15 richting daarin (deze laatste assen staan loodrecht op de verplaat singsrichting van de registratiedrager SM). De lengte van de magnetoweerstanden is iets groter dan de breedtemaat 1^.

Fig. 5b is een onderaanzicht van de magneetkop DTMRA^ (gezien vanuit de drager SM) waarbij de wikkeling BA^ is weer-20 gegeven met vijf dunne geleiders CA^, CA^, CA^, CA^ en CA^,_ die respectievelijk de magnetoweerstanden MRA.,, MRA.„, MRA. ,

1 Ir ÜLm JLO

MRA^ en MRA^,, bevatten. De geleiders en de magnetoweerstanden zijn van elkaar gescheiden door isolerende laagjes ISO^ tot en met ISO.,.

i6 25 Pig. 6a en fig. 6b tonen een tweede uitvoeringsvoorbeeld DTMRB^ van de magneetkop volgens de uitvinding.

Fig. 6a is een schets met uitéén genomen delen terwille van de duidelijkheid van de tekening.

De inrichting DTRMB^ omvat: 30 - een eerste en een tweede dun laagje CMB,. en CMB._ die 3 ïl i2 de poolschoenen van de inrichting DTMRB^ vormen die magnetisch zijn gekoppeld aan de kant van hun respectieve uiteinden EB^ en EB2; en - twee halve wikkelingen BB_^ en BB^ · 35 Slechts een deel van de halve wikkeling BB_^ met de dunne 80 0 1 0 23 16 geleiders CB^ (j—1)' j ' CBi(j+l) 9etekend met de aansluit- geleiderelementen ECRB.. en ECRB. ,.

iD i(D+l)

Zo is ook slechts een deel van de halve wikkeling BB±2 met de dunne geleiders CBi(k_1), CB^, CB getekend met de 5 aansluitgeleiderelementen ECRB en ECRB. .. Om fig. 6a te ik i(k+l) vereenvoudigen zijn de isolerende laagjes die de dunne geleiders van elkaar scheiden, niet getekend.

De twee halve wikkelingen BB^ en BB^ hebben een gemeenschappelijk elektrisch verbindingspunt PM^.

10 De elektrische geleiders CB^ ^ f CBij 7 CBi(j+l) bevat“ ten respectievelijk de magnetoweerstanden uit een magnetisch an- isotroop materiaal MRB. .. ,, , MRB. . en MRB. „. .

i(3-l) in i(j+l)

De geleiders CBik' CBi(k+l) bevatten respectievelijk de magnetisch anisotrope magnetoweerstanden MRB , , i(k-l) 15 MRB., , MRB. ......

ik i(k+l)

De elektrische stroom I die in de twee halfwikkelingen BB^ en BB^2 gelijk is, loopt in de dunne geleiders van de halve wikkelingen in de richting die in fig. 6a is aangegeven.

De magnetoweerstanden MRB... .. tot en met MRB... .en i(j-l) i(3+1) 20 MRB. tot en met MRB. .. ,,. worden door het veld HB , dat i(k-l) i(k+l) pol tot stand komt door middel van de twee halve wikkelingen BB.^ en BBi2 in de magnetische ketens die worden gevormd door de dunne laagjes CMB^ en CMB^2, gepolariseerd. De magnetoweerstanden bevinden zich in de luchtspleet GB^ van de magneetkop DTMRB^. Deze lucht-25 spleet is tegenover en dichtbij de registratiedrager SM opgesteld waarvan het spoor p is getekend, waarbij de verplaatsingsrichting van de informatiedrager voor de luchtspleet langs bijvoorbeeld is bepaald door de pijl f^. De genoemde magnetoweerstanden zijn evenwijdig aan de breedte 1 van het spoor en staan loodrecht op de 3? 30 verplaatsingsinrichting die door de pijl f^ wordt aangegeven.

Het is duidelijk dat de assen die de richting van moeilijke magnetisatie aangeven, loodrecht staan op de lengte van de magneto-meerstanden en op de registratiedrager SM, waarbij de assen die de richting van de gemakkelijke magnetisatie aangeven (afgezien van 35 iedere polarisatie) evenwijdig zijn aan de lengterichting van de 800 1 0 23 * 17 magnetoweerstanden en aan de stroomrichting in de magnetoweer-standen.

De twee halve wikkelingen BB^ en BB^ zijn aangesloten aan een verschilversterker AMPDIF die behoort tot de lees/schrijf-5 ketens van het schijvengeheugen waartoe de registratiedrager SM

behoort, en wel op de wijze als aangegeven in fig. 6a en fig. 6b waarin het punt PM^ in het midden van de twee halve wikkelingen BB^ en BB^2 is aangesloten aan de middeningang E^ van de versterker AMPDIF. Anderzijds zijn de uiteinden van de halve wikke-10 lingen BB_^ en BB^ respectievelijk aangesloten aan de ingangen EN^ en EN^ van dezelfde versterker.

De afstand tussen de twee halve wikkelingen is praktisch gelijk aan de lengte van een elementair gebiedje.

-Wanneer het punt PM^ zich recht tegenover het midden van 15 een dergelijk gebiedje bevindt, waarbij de magnetoweerstanden van elk van de twee halve wikkelingen zijn blootgesteld aan hetzelfde zeer zwakke magneetveld dat door het gebiedje in de buurt van zijn uiteinden wordt uitgezonden (zie fig. 6b), geeft de versterker AMPDIF een nulspanning af.

20 Indien daarentegen het punt PM^ zich recht tegenover de overgang tussen twee elementaire gebiedjes bevindt zijn de magnetoweerstanden van elk van de twee halve wikkelingen respectievelijk blootgesteld aan een spreidingsveld met tegengesteld teken en maximale waarden. De door AMPDIF geleverde spanning is dan maximaal.

25 De inrichting voor opnemen en/of afspelen DTMEB^ kan dus de overgang tussen twee elementaire gebiedjes waar de magnetische inductiewaarden tegengesteld van teken zijn, aangeven.

80 0 1 0 23

Claims

1. Inrichting voor het magnetisch omzetten ter uitle-zing en/of inschrijven van gegevens vein, respectievelijk in een magnetische informatiedrager, omvattende: 5. een magnetische keten die gevormd is uit twee magne tische dunne laagjes die op elkaar zijn aangebracht en die magnetisch zijn gekoppeld aan het ene uiteinde en die met het andere uiteinde in de buurt van de informatiedrager zijn geplaatst en wel praktisch loodrecht daarop, om een luchtspleet te vormen; en 10 - een wikkeling die is gevormd tussen de magnetische dunne laagjes van elektrisch geleidende dunne laagjes die op elkaar zijn aangebracht in een richting loodrecht op het vlak van de magnetische laagjes en die van elkaar zijn gescheiden door elektrisch isolerende dunne laagjes, 15 met het kenmerk, dat tenminste dén van de elektrisch geleidende dunne laagjes tenminste één magnetoweerstand bevat die is geplaatst in de luchtspleet zodanig dat hij wordt blootgesteld aam. het magnetische spreidingsveld van de informatie op de drager.

2.Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 de magnetoweerstand die bestaat uit een magnetisch anisotroop materiaal, is gepolariseerd door het magnetische veld dat in de keten wordt tot stand gebracht door een elektrische stroom I die in de wikkeling loopt.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 25 dat de wikkeling bestaat uit twee halve wikkelingen met een gemeen schappelijk elektrisch verbindingspunt. 800 1 0 23