DE1178895B - Abtastkopf fuer die Wiedergabe von Magnetogrammen - Google Patents

Description

• Abtastkopf für die Wiedergabe von Magnetogrammen Es ist bekannt, zur Abtastung von Tonbändern und anderen Magnetogrammen Tonköpfe mit Hallspannungserzeugern zu verwenden. Hierbei wird in der Regel die Halbleiterschicht zwischen zwei kleinen Ferritplättchen senkrecht auf das Tonband aufgesetzt, so daß der vom Tonband ausgehende Fluß durch die Halbleiterschicht gelenkt wird.
• In F i g. 1 ist eine Möglichkeit zur Ausbildung eines solchen Abtastkopfes schematisch dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einer Ferritgrundplatte 1, auf der der Hallspannungserzeuger in Form einer Halbleiterschicht 2 angeordnet ist. Sie kann auf die Grundplatte aufgedampft sein, um eine geringe Schichtdicke (z. B. 1 #t) zu erzielen. Die Halbleiterschicht ist in bekannter Weise mit Steuerstromanschlüssen 3, 4 und Hallspannungsanschlüssen 5, 6 versehen.
• Auf dem Hallspannungserzeuger ruht ein Ferritsteg 7, der in F i g. 1 der Anschaulichkeit halber abgehoben dargestellt ist. Die in F i g. 1 schraffiert angedeutete Auflagefläche 8 bestimmt die vom Fluß durchsetzte Fläche des Hallspannungserzeugers. Wie in F i g. 1 ersichtlich, kann man zur exakten Ausbildung des Spaltes 9 Kopfspiegelbleche 10, 11 aus Weicheisen an den Abtastkopf ansetzen, über die das Tonband läuft.
• Abtastköpfe mit Hallspannungserzeugern haben eine Reihe von wesentlichen Vorteilen, die beispielsweise in dem Aufsatz »Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen mit Hilfe des Halleffektes«, erschienen in »Elektronische Rundschau«, November 1959, S. 407, ausführlicher erläutert sind. Dort wird auch darauf hingewiesen, daß - im Gegensatz zu den ungünstigen Verhältnissen bei induktiven Köpfen - die Höhe der Ausgangsspannung bis hinunter zu einer Spurbreite von etwa 1 mm von der Spurbreite unabhängig ist. Dieser durch Messungen erhärteten Eigenschaft von Hallwiedergabeköpfen scheinen nun andere Messungen mit abweichendem Resultat zu widersprechen, die ein deutliches Absinken der Hallspannung bei Herabsetzung der Spurbreite zeigen.
• Eingehende Untersuchungen der Ursache für diesen Effekt haben ergeben, daß dabei auch Abmessungen des Hallspannungserzeugers eine wesentliche Rolle spielen, die bisher unberücksichtigt geblieben sind. Hierzu sei F i g. 2 betrachtet, die schematisch die geometrischen Verhältnisse eines Abtastkopfes mit Hallspannungserzeuger in Verbindung mit einem Tonband zeigt. Die Ferritgrundplatte ist wieder mit 1 - bezeichnet, die Auflagefläche eines Ferritsteges mit B. Die Halbleiterschicht 2 hat eine Länge a und eine Breite b, während die Breite der Aufzeichnungsspur 12 auf einem Tonband 13 mit s bezeichnet ist.
• F i g. 3 zeigt das Ergebnis von systematischen Messungen der erzielbaren Hauspannung. Durchsetzt man die gesamte Fläche einer Hallprobe der Größe a - b mit magnetischem Fluß, so erzielt man eine bestimmte Hallspannung Uh, Bei Verringerung der Spurbreite .s, der Stegbreite und damit der vom Fluß durchsetzten Fläche bleibt die Hauspannung Uh, bzw. das Verhältnis -Ü"ö- etwa konstant. Auf diese Tatsache nimmt der erwähnte Aufsatz Bezug. Unterschreitet jedoch das Verhältnis b den Wert 1, so sinkt die Hallspannung Uh rasch ab.
• Bei einer gegebenen Breite b des Hallspannungserzeugers kann man also beliebige Spurbreiten s > b mit dem gleichen Pegel abtasten. Eine Verringerung der Spurbreite unter den Wert b führt aber zu kleinerer Hallspannung. Die früher beobachtete Unabhängigkeit von der Spurbreite ist also nur ein Sonderfall eines allgemeineren Zusammenhangs.
• Aufbauend auf diesen Erkenntnissen zeigt die Erfindung einen Weg, praktisch beliebig schmale Tonspuren mit gleich hohem Pegel abzutasten und zugleich die Ausdehnung der Halbleiterschicht optimal zu bemessen. Ein Abtastkopf mit einem Hallspannungserzeuger, der zwischen Plättchen oder Stegen aus hochpermeablem Material angeordnet ist, wird erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Auflagefläche wenigstens eines der Plättchen bzw. Stege annähernd quadratisch ist und die Breite des Hallspannungserzeugers sowie die Seitenlängen der Auflagefläche etwa gleich der Spurbreite sind. Die Bemessungsvorschrift gemäß der Erfindung geht davon aus, daß Uh etwa gleich Uh, bleibt, solange das Verhältnis größer als 1 ist. Setzt man also die Spurbreite s herab, so kann man durch gleichzeitige Verringerung der Breite b des Hallgenerators auch bei sehr schmalen Spuren den gleichen Pegel erzielen wie bei den üblichen breiteren Spuren.
• Daß die Spurbreite s keinen Einfluß auf die erzeugte Hallspannung hat, läßt sich wie folgt ableiten: Der auf dem Magnetfeld gespeicherte remanente Fluß 0,. ist proportional dem Produkt von Spurbreite s und remanenter Bandinduktion B,., d. h. 0, - s - B?. . Dieser Fluß durchsetzt die Halbleiterschicht in der Fläche s - b und erzeugt dort die Induktion B. Es gilt also auch 0,=s b B. Die Hallspannung ist dem Produkt aus Induktion und wirksamer Breite des Hallspannungserzeugers unter Berücksichtigung des Geometrieeinfiusses proportional, d. h. Die Funktion ist in F i g. 3 dargestellt. Aus den obigen Formeln ergibt sich schließlich Die Hauspannung ist also der remanenten Bandinduktion B,. proportional, solange die Funktion bzw. das Verhältnis annähernd den Wert 1 behält. Wie F i g. 3 zeigt, ist dies dann der Fall, wenn s > b ist. Unter dieser Bedingung ist die Ausgangsspannung des Abtastkopfes unabhängig von der Spurbreite der Aufzeichnung. Eine Erhöhung der Spurbreite s über den Wert b hinaus bringt also keine Erhöhung des Pegels.
• Zweckmäßig wird man bei dem Abtastkopf nach F i g. 1 den Ferritsteg mit quadratischem Querschnitt ausbilden, dessen Seitenlänge gleich der Spurbreite ist. Handelt es sich beispielsweise um Spuren von 1 mm Breite, so sind auch die Seiten des Querschnittes etwa 1 mm lang. Derartige Abtastköpfe sind also dazu geeignet, eine von vier auf einem Tonband normaler Breite nebeneinander angeordneten Tonspuren mit einer Spurbreite von etwa 1 mm mit demselben Pegel wiederzugeben, die mit einer über die gesamte Tonbandbreite erstreckten Tonspur erzielbar ist. Man kann jedoch die Spurbreite auch noch weiter verringern, bis man an der technologischen Grenze für die Herstellung kleinster Hallspannungserzeuger angelangt ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Abtastkopf für die Wiedergabe von Magnetogrammen, insbesondere von Tonaufzeichnungen, mit einem Hallspannungserzeuger, der zwischen Plättchen oder Stegen aus hochpermeablem Material angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Auflagefläche wenigstens eines der Plättchen bzw. Stege auf dem Hallspannungserzeuger annähernd quadratisch ist und die Breite des Hallspannungserzeugers sowie die Seitenlängen der Auflagefläche etwa gleich der Spurbreite sind.
2. 2. Abtastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hallspannungserzeuger auf einem Ferritplättchen angeordnet ist und zur Lenkung des Flusses ein Ferritsteg dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Electronics vom 15. Juli 1960, S. 64 bis 67; Elektronische Rundschau, November 1959, S.407 bis 4l0.