DE1027421B

DE1027421B - Method for magnetic sound recording and reproduction

Info

Publication number: DE1027421B
Application number: DES31826A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Otto Zimmermann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-01-14
Filing date: 1953-01-14
Publication date: 1958-04-03

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei der magnetischen Schallaufzeichnung und Wiedergabe wird in letzter Zeit fast ausschließlich das sogenannte Hochfrequenzverfahren verwendet. Obwohl dieses Verfahren einen wesentlich größeren Aufwand erfordert als das ältere Gleichstromverfahren, hat es sich diesem gegenüber auf Grund seiner hinlänglich bekannten Vorteile durchgesetzt. Die wesentlichsten Nachteile des Gleichstromverfahrens sind das Auftreten geradzahliger Verzerrungen und der kleine Dynamikumfang, das ist das Verhältnis der größten unverzerrt wiedergegebenen Nutzlautstärke zur Lautstärke des Störgeräusches.Magnetic sound recording and playback has become almost exclusive recently the so-called high frequency method is used. Although this procedure is a much larger one Requires more effort than the older direct current method, it has compared to this because of its well-known advantages enforced. The main disadvantages of the direct current method are the occurrence of even-numbered distortions and the small dynamic range, that is the ratio of the largest usable volume reproduced without distortion for the volume of the background noise.

Um diese Nachteile des Gleichstromverfahrens zu vermindern, ist es bereits bekanntgeworden, die magnetische Schallaufzeichnung nach den sogenannten Gegentaktverfahren vorzunehmen. Bei einem dieser Verfahren erfolgt die Aufzeichnung in zwei getrennten Tonspuren, wobei sowohl zur Löschung als auch zur Vormagnetisierung die beiden Tonspuren mit entgegengesetzt gerichteten Gleichfeldern magnetisiert werden, während der Nutzwechselstrom gleichphasig auf beide Spuren aufgeschrieben wird. Durch die Vormagnetisierung wird der Arbeitspunkt auf beiden Tonspuren in die Mitte des geradlinigen Teiles der Hysteresekurve gelegt.In order to reduce these disadvantages of the direct current method, it has already become known, the magnetic To make sound recording according to the so-called push-pull method. With one of these Procedure takes place the recording in two separate audio tracks, both for deletion and For pre-magnetization, the two audio tracks are magnetized with oppositely directed DC fields while the useful alternating current is written in phase on both tracks. Because of the bias the working point on both sound tracks is in the middle of the straight part of the Hysteresis curve laid.

Ein weiteres bekanntgewordenes Gegentaktverfahren schlägt vor, das Wechselfeld in zwei gleich starke Komponenten zu zerlegen, die gegeneinander um 180° in der Phase verschoben sind und in getrennten Tonspuren aufgezeichnet werden, während die zugehörigen konstanten Magnetfelder gleiche Richtung und gleiche Stärke erhalten.Another well-known push-pull method suggests the alternating field in two equal to disassemble strong components that are 180 ° out of phase with each other and into separate ones Sound tracks are recorded while the associated constant magnetic fields are in the same direction and get equal strength.

Mittels dieser Verfahren ist es gelungen, die geradzahligen-Verzerrungen stark zu verkleinern. Die von der Vormagnetisierung herrührenden Rauschspannungen konnten dadurch aber nicht wesentlich herabgesetzt werden. :.:'■:.■ ,_;.;.By means of this method it was possible to eliminate the even-numbered distortions to reduce greatly. The noise voltages resulting from the bias but could not be significantly reduced as a result. :.: '■:. ■, _;.;.

Für viele Verwendungszwecke des Magnettonverfahrens, insbesondere für Sprachaufzeichnung, sind die Anforderungen an die Wiedergabequalität nicht so groß, daß sich die Anwendung des Hochfrequenzverfahrens mit dem bekannt großen Aufwand rechtfertigt, andererseits ist aber die Wiedergabequalität der bisher bekannten Gleichstromverfahren zu gering, um die gestellten Forderungen zu erfüllen. Der vorliegenden Erfindung Hegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Abfahren zu schaffen, das unter Beibehaltung des geringen Aufwandes .des Gleichstromverfahrens eine wesentlich verbesserte Wiedergabequalität aufweist.For many uses of the magnetic sound system, particularly for voice recording, are the demands on the reproduction quality are not so great that the use of the high-frequency method justified with the known great effort, but on the other hand is the playback quality the previously known direct current method is too low to meet the requirements. The present invention is therefore based on the object of creating a shutdown that while maintaining the low cost. of the direct current method a significantly improved reproduction quality having.

Nachdem durch die Einführung der Gleichstrom-Gegentaktverfahren die Verzerrungen in kleinen Grenzen gehalten werden können, kann eine weitere Verbesserung der Wiedergabequalität hauptsächlich Verfahren zur magnetischen Schallaufzeichnung und WiedergabeAfter the introduction of the direct current push-pull method the distortion in small Limits can be kept, can further improve the playback quality mainly Method for magnetic sound recording and reproduction

Anmelder:Applicant:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Dr.-Ing. Gerhard Otto Zimmermann, München-Solln, ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Gerhard Otto Zimmermann, Munich-Solln, has been named as the inventor

durch Vergrößerung des Dynamikumfangs angestrebt werden. Diese läßt sich grundsätzlich sowohl durch Verkleinerung der Amplitude der Rauschspannungen als auch durch Vergrößerung der Nutzamplitude eras reichen. Zur Verwirklichung dieser Aufgaben werden bei einem Verfahren zur magnetischen Schallaufzeichnung und Wiedergabe nach dem Gegentaktverfahren, bei dem das aufzuzeichnende Nutzwechselfeld in zwei getrennten vormagnetisieren Tonspuren aufgezeichnet wird, erfindungsgemäß die beiden Tonspuren des Tonträgers durch einander entgegengesetzt gerichtete Gleichfelder bis zur Sättigung magnetisiert, jeder der beiden Sättigungsremanenzspannungen wird als Nullpunkt der Aussteuerung das aufzuzeichnende Nutzwechselfeld gleichphasig so überlagert, daß die Sättigungsremanenzkurve in ihrem geradlinig verlaufenden Teil ausgesteuert wird, und der Nutzwechselstrom wird von beiden Tonspuren gleichphasig, vorzugsweise durch nur einen für beide Tonspuren gemeinsamen Hörkopf, abgenommen.by increasing the dynamic range. This can basically both through Reduction of the amplitude of the noise voltages as well as by increasing the useful amplitude eras are sufficient. To achieve these objects, a method for magnetic sound recording and playback according to the push-pull method, in which the alternate field to be recorded is divided into two separate pre-magnetized sound tracks is recorded, according to the invention, the two sound tracks of the Sound carrier magnetized to saturation by oppositely directed DC fields, everyone of the two saturation residual voltages is the one to be recorded as the zero point of the modulation Usable alternating field in-phase superimposed in such a way that the saturation remanence curve runs in a straight line Part is controlled, and the useful alternating current is in phase from both sound tracks, preferably by only one headset that is common to both sound tracks.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend an Hand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 4.

In der Fig. 1 ist eine Kurve gezeigt, die im folgenden »Sättigungsremanenzkurve« genannt wird. Magnetisiert man Eisen bis_: zur Sättigung, so befindet sich dieses nach Wegnahme des die Magnetisierung bewirkenden Gleichfeldes im Zustand der Sättigungsremanenz. Ein magnetischer Tonträger, z. B. in der üblichen Bandform, besitzt demzufolge nach Wegnähme eines Sättigungsfeldes die sogenannte remanente Sättigungsbandinduktion. Magnetisiert man ein Band, welches beispielsweise die dem Punkt α der Fig. 1 entsprechende remanente Sättigungsbandinduktion aufweist, mit einem beliebigen, dem Sättigungs-1 shows a curve which is referred to in the following as the “saturation remanence curve”. If iron is magnetized up to _: saturation, it is in the state of saturation remanence after the constant field causing the magnetization has been removed. A magnetic sound carrier, e.g. B. in the usual band shape, therefore has the so-called remanent saturation band induction after removing a saturation field. If a band is magnetized, which has, for example, the remanent saturation band induction corresponding to point α in FIG.

709 958/198709 958/198

feld gleichgerichteten Gleichfeld der Feldstärke + H, so weist das Band nach Wegfall des Gleichfeldes unabhängig von dessen Stärke jeweils wieder die remanente Sättigungsbandinduktion auf, was dem Kurvenzweig a-f entspricht. Legt man dagegen ein dem Sättigungsfeld entgegengesetzt gerichtetes Gleichfeld der Feldstärke —H an, so weist das Band nach Wegfall dieses Gleichfeldes eine von der Stärke dieses Feldes abhängige, von der Sättigungsinduktion abweichende remanente Bandinduktion B₁. auf. Diese Abhängigkeit der remanenten Bandinduktion B₁. von der Größe und Richtung der Feldstärke H zeigt der Kurvenzug a-b-c-d-e-f. Der Kurvenzweig f-a-b-c stellt die Abhängigkeit der remanenten Bandinduktion B_r von derfield rectified constant field of field strength + H, the band has the remanent saturation band induction again after the constant field has ceased, regardless of its strength, which corresponds to the curve branch af . If, on the other hand, a constant field of field strength −H directed opposite to the saturation field is applied, the band has a remanent band induction B _{1 which is} dependent on the strength of this field and deviates from the saturation induction after this constant field has disappeared . on. This dependence of the remanent belt induction B ₁ . of the size and direction of the field strength H , the curve shows abcdef. The curve branch fabc represents the dependence of the remanent strip induction B _r on the

Läßt man dasselbe Nutzwechselfeld, daß der Anschaulichkeit halber in Fig. 3 nochmals dargestellt ist, auf die andere Tonspur .S₂ einwirken, so erzeugt die positive Halbwelle W-V den dem Linienzug s-t entsprechenden Verlauf der remanenten Induktion der Spur S₂, während die negative Halbwelle W— in das Gebiet der Sättigungsinduktion fällt und dementsprechend auf der Strecke t-v die remanente Sättigungsinduktion herrscht.If the same useful alternating field, which is shown again in Fig. 3 for the sake of clarity, act on the other soundtrack .S ₂ , then the positive half-wave WV generates the course of the remanent induction of the track S ₂ corresponding to the line st , while the negative half-wave W— falls in the area of the saturation induction and accordingly the remanent saturation induction prevails on the path tv.

Tastet man z. B. mit einem der üblichen Hörköpfe, der für beide Tonspuren gemeinsam sein kann, die Tonspuren S₁ und S₂ ab, so überlagern sich in bekannter Weise die remanenten Bandinduktionen der beiden Spuren zu der resultierenden Bandinduktion T₁ wieIf you touch z. B. with one of the usual hearing heads, which can be common for both sound tracks, the sound tracks S ₁ and S ₂ , then the remanent tape inductions of the two tracks are superimposed in a known manner to the resulting tape induction T ₁ as

Größe der Feldstärke H bei einem vorher durch ein 15 in Fig. 4 dargestellt ist. Der Kurvenverlauf der Band-Gleichfeld der Feldstärke +H bis zur Sättigung ma- induktion T und damit auch der daraus im Hörkopf gnetisierten magnetischen Band dar, während der
Kurvenzweig c-d-e-f, der in seinem Verlauf demThe magnitude of the field strength H in the case of a previously represented by a 15 in FIG. 4. The curve of the constant band field of the field strength + H up to the saturation magnetic induction T and thus also the magnetic band gnetised from it in the hearing head, during the
Curve branch cdef, which in its course is the

Zweig f-a-b-c entspricht, die Abhängigkeit bei einem Branch fabc , the dependency on a

gewonnene Nutzwechselstrom stimmen völlig mit dem Kurvenverlauf des aufgezeichneten Wechselfeldes überein. Aus durch die Hysteresekurve des magnevorher durch ein Gleichfeld der Feldstärke — H bis 20 tischen Bandmaterials bedingten Symmetriegründen zur Sättigung magnetisierten magnetischen Band haben die beiden remanenten Sättigungsinduktionen zeigt. die gleiche Größe, aber entgegengesetzt gerichtetesThe useful alternating current obtained agrees completely with the course of the curve of the recorded alternating field. The two remanent saturation inductions have shown the two remanent saturation inductions for reasons of symmetry to saturation due to the hysteresis curve of the magnetic band that was previously magnetized by a constant field of the field strength - H to 20 tables. the same size but opposite

Erfindungsgemäß soll nun das Band zunächst so Vorzeichen. Während der Aufzeichnungspausen heben magnetisiert werden, daß jede der beiden Tonspuren sich die Sättigungsinduktionen der beiden Tonspuren die remanente Sättigungsbandinduktion besitzt, wo- 25 auf, so daß im Hörkopf bei nicht besprochenem Band bei die weitere Vorschrift besteht, daß die remanenten praktisch die Induktion Null herrscht. Dadurch bleibt Sättigungsbandinduktionen entgegengesetzt gerichtete der Ruherauschpegel verhältnismäßig klein.
Vorzeichen haben sollen. Es ist also die eine Ton- Die Amplitude der Nutzspannung wird gegenüberAccording to the invention, the band should first have the same sign. During the pauses in recording, magnetization is carried out so that each of the two soundtracks has the saturation induction of the two soundtracks the remanent saturation band induction, so that in the hearing head, if the band is not discussed, there is a further rule that the remanent induction is practically zero . As a result, saturation band inductions in the opposite direction to the rest noise level remain relatively small.
Should have a sign. So it is the one tone- The amplitude of the useful voltage is opposite

spur, S₁, mit der Sättigungsfeldstärke + H_s und die der der bekannten Gleichstromverfahren wesentlich andere, S₂, mit der Sättigungsfeldstärke — H_s zu 30 erhöht, wodurch eine Vergrößerung des Dynamikummagnetisieren, so daß die Tonspur 5^₁ die dem Punkt α fanges erreicht wird. Während bei den bekannten entsprechende Sättigungsremanenz und die Tonspur^ Verfahren der Arbeitspunkt etwa in die Mitte des die dem Punkt d entsprechende Sättigungsremanenz geradlinigen Teiles der Hysteresekurve gelegt wird, aufweisen. Diese Magnetisierung kann in an sich be- zur Aufzeichnung beider Halbwellen des Wechselkannter Weise mittels eines Löschkopfes, z. B. eines 35 feldes also nur der geradlinige Bereich der Hysteresepermanenten Magnets, erfolgen. kurve zur Verfügung steht, wird bei dem erfindungs-Das aufzuzeichnende Nutzwechselfeld soll nun gemäßen Verfahren der geradlinige Teil der Remaweiter gemäß der Erfindung auf beiden Tonspuren der nenzkurve, der sich vom Sättigungsremanenzpunkt remanenten Sättigungsinduktion als Nullpunkt der bis in den Bereich der Koerzitivkraft erstreckt, durch Aussteuerung gleichphasig überlagert werden. Dieses 40 nur eine Halbwelle des aufzuzeichnenden Wechselkann vorzugsweise durch einen Sprechkopf üblicher feldes ausgesteuert. Durch die getrennte Aufzeichnung Bauart geschehen, an dessen Spalt beide Tonspuren der beiden Halbwellen und die darauf im Hörkopf nebeneinander vorbeilaufen. In Fig. 2 und 3, die iden- erfolgende Summierung derselben ergibt sich eine tisch sind, ist eine Sinuskurve als Beispiel eines auf- wesentliche Erhöhung der Nutzwechselspannung gezuzeichnenden Nutzwechselfeldes dargestellt. Über- 45 genüber den bisherigen Verfahren,
lagert man dieses Wechselfeld der remanenten Wenn sich wegen der verwendeten magnetischentrack, S ₁ , with the saturation field strength + H _s and that of the known direct current method significantly different, S ₂ , with the saturation field strength - H _s increased to 30, which increases the dynamics _{of magnetization, so that the sound track 5 ^ 1} corresponds to the point α catch is achieved. While in the known corresponding saturation remanence and the soundtrack ^ method the operating point is placed approximately in the middle of the straight part of the hysteresis curve corresponding to the point d corresponding to the saturation remanence. This magnetization can in itself be used to record both half-waves of the alternating edge manner by means of an erase head, z. B. a 35 field so only the straight line area of the hysteresis permanent magnet. curve is available, the straight-line part of the remainder according to the invention on both sound tracks of the nenzkurve, which extends from the saturation remanence point of remanent saturation induction as the zero point which extends into the range of the coercive force, is now according to the method according to the invention are superimposed in phase. This 40 only half-wave of the change to be recorded can preferably be controlled by a headset of the usual field. Due to the separate recording type, both soundtracks of the two half-waves and the two soundtracks of the two half-waves then pass next to each other in the ear head. In FIGS. 2 and 3, the identical summation of the same results in a table, a sinusoidal curve is shown as an example of a useful alternating field to be drawn to a significant increase in the useful alternating voltage. Compared to the previous 45 procedures,
If one stores this alternating field of the remanent If itself because of the magnetic used

Materialien kein genügend scharfer Knick der Remanenzkennlinie (Punkt α und d der Fig. 1) ergeben sollte, empfiehlt es sich, bei der Aufzeichnung zur Bereich oberhalb der Sättigungsfeldstärke und an- 50 Korrektur ein Zusatzgleichfeld kleiner Größe anzudert somit die remanente Sättigungsinduktion der wenden.Materials should not result in a sufficiently sharp kink in the remanence characteristic (points α and d in Fig. 1), it is advisable to use an additional constant field of small size when recording to the area above the saturation field strength, thus reducing the remanent saturation induction.

Sättiigungsinduktion der Tonspur ^₁ (s. Fig. 4), so fällt die über der Strecke g-h der Fig. 2 liegende positive Halbwelle JV+ des Nutzwechselfeldes in denIf the saturation induction of the sound track ^ ₁ (see FIG. 4), then the positive half-wave JV + of the useful alternating field over the distance gh of FIG. 2 falls into the

Tonspur S₁ nicht. Die über der Strecke h-i liegende negative Halbwelle W — dagegen steuert die Remanenzkennlinie in ihrem geradlinigen Teil zwischen den Punkten α und b aus und erzeugt auf der Tonspur S₁ die entsprechende remanente Induktion.Sound track S ₁ not. The negative half-wave W lying above the path hi , on the other hand, controls the remanent characteristic in its straight-line part between the points α and b and generates the corresponding remanent induction on the sound track S _1.

In Fig. 4 ist der Verlauf der remanenten Induktion B₁. für die beiden Tonspuren S₁ und i"_a über die Bandlänge L aufgezeichnet. Für die Tonspur S₁ ist der Verlauf der dem Limienzug g-h-i des Nutzwechselfeldes der Fig. 2 entsprechenden remanenten Induktion B₁. durch den Limienzug o-p-r dargestellt. Während der positiven Halbwelle W+ bleibt demnach die remanente Sättigungsinduktion auf der Strecke o-p unverändert, dagegen erzeugt die negative Halbwelle W— einen dem Linienzug p-r folgenden remanenten Induktionsverlauf. Die weiteren Schwingungen des Wechselfeldes erzeugen in analoger Weise einen ihrer Kurvenform entsprechenden Verlauf der remanenten Induktion der Tonspur S₁. In FIG. 4, the course of the remanent induction is B ₁ . for the two sound tracks S ₁ and i " _{a recorded} over the tape length L. For the sound track S ₁ , the course of the remanent induction B ₁ corresponding to the limit line ghi of the alternating field of FIG. 2 is shown by the limit line opr . During the positive half-wave W + accordingly remains the remanent saturation induction on the route op unchanged, however, the negative half-wave W produces a the trace pr following residual induction gradient. the further oscillation of the alternating field generated in a manner analogous to one of its waveform corresponding course of the residual induction of the audio track _S1.

Claims

Patent claims:

1.Method for magnetic sound recording and reproduction using the push-pull method, in which the useful alternating field to be recorded is split into two separate, pre-magnetized Sound tracks are recorded, characterized in that the two sound tracks of the sound carrier are magnetized to saturation by oppositely directed DC fields, each of the two saturation residual voltages, as zero points of the modulation, the one to be recorded Usable alternating field is superimposed in phase so that the saturation remanence curve in their rectilinear part is controlled, and that the useful alternating current from both sound tracks in phase, preferably picked up by only one ear head common to both sound tracks will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the used for deletion Equal fields have such magnitude and direction that they cause the saturation residual voltages on the two sound tracks be generated.

3. The method according to claim 1 or 2, marked

small size, one or both soundtracks, that the saturation remanence curve between saturation and modulation area has a sharp kink.

Considered publications:

characterized by such a constant bias- German Patent No. 712 759.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings