DE1178895B

DE1178895B - Scanning head for the reproduction of magnetograms

Info

Publication number: DE1178895B
Application number: DES70760A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Kuhrt; Fritz Wolf
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-10-01
Filing date: 1960-10-01
Publication date: 1964-10-01
Also published as: GB949409A

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.Scanning head for the reproduction of magnetograms It is known for Scanning of tapes and other magnetograms. Sound heads with Hall voltage generators to use. Here, the semiconductor layer is usually between two small ones Ferrite plate placed vertically on the tape so that the outgoing from the tape Flux is directed through the semiconductor layer.

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.In Fig. 1 is one way of forming such a scanning head shown schematically. It essentially consists of a ferrite base plate 1, on which the Hall voltage generator is arranged in the form of a semiconductor layer 2 is. It can be vapor-deposited onto the base plate to create a thin layer (e.g. 1 #t). The semiconductor layer is provided with control current connections in a known manner 3, 4 and Hall voltage connections 5, 6 provided.

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.A ferrite web 7 rests on the Hall voltage generator, which is shown in FIG. 1 is shown raised for the sake of clarity. The in F i g. 1 supporting surface 8, indicated by hatching, determines the surface of the Hall voltage generator traversed by the flux. As in Fig. 1, one can attach head mirror plates 10, 11 made of soft iron to the scanning head for the exact formation of the gap 9, over which the tape runs.

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.Readheads with Hall voltage generators have a number of essentials Advantages, for example in the article »Playback of magnetic sound recordings with the help of the Hall effect ", published in" Electronic Rundschau ", November 1959, P. 407, are explained in more detail. It is also pointed out there that - im In contrast to the unfavorable conditions with inductive heads - the height of the Output voltage down to a track width of about 1 mm from the track width is independent. This property of reverberation heads, which has been confirmed by measurements now seem to contradict other measurements with different results, the one show a clear decrease in the Hall voltage when the track width is reduced.

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.In-depth investigations into the cause of this effect have shown that the dimensions of the Hall voltage generator also play an important role, which have not been taken into account up to now. Let F i g. 2 considered, which schematically shows the geometric relationships of a scanning head with Hall voltage generator in connection with a tape. The ferrite base plate is again denoted by 1-, the support surface of a ferrite web by B. The semiconductor layer 2 has a length a and a width b, while the width of the recording track 12 on a tape 13 is denoted by s.

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.F i g. 3 shows the result of systematic measurements of the achievable house voltage. If the entire area of a Hall sample of size a - b is penetrated with magnetic flux, a certain Hall voltage Uh is achieved. The above-mentioned article refers to this fact. However, if the ratio b falls below the value 1, the Hall voltage Uh drops rapidly.

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.With a given width b of the Hall voltage generator, any track widths s> b can be sampled with the same level. A reduction in the track width below the value b, however, leads to a lower Hall voltage. The previously observed independence from the track width is therefore only a special case of a more general relationship.

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.Building on these findings, the invention shows a way of scanning sound tracks of practically any narrow width at the same level and at the same time optimally dimensioning the extent of the semiconductor layer. A scanning head with a Hall voltage generator, which is arranged between platelets or webs made of highly permeable material, is designed according to the invention in such a way that the contact surface of at least one of the platelets or webs is approximately square and the width of the Hall voltage generator and the side lengths of the contact surface are approximately equal to the track width . The dimensioning rule according to the invention assumes that Uh remains approximately equal to Uh , as long as the ratio is greater than 1. If the track width s is reduced, then by reducing the width b of the Hall generator at the same time, even with very narrow tracks, the same level can be achieved as with the usual wider tracks.

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.The fact that the track width s has no influence on the Hall voltage generated can be deduced as follows: The remanent flux 0, stored on the magnetic field. is proportional to the product of the track width s and the remanent belt induction B,., ie 0, - s - B ?. . This flux penetrates the semiconductor layer in the area s - b and generates induction B there. So 0, = s b B. The function is shown in FIG. 3 shown. From the above Finally, formulas result The house voltage is therefore the remanent band induction B ,. proportional as long as the function or the ratio approximately retains the value 1. Like F i g. 3 shows, this is the case when s > b . Under this condition, the output voltage of the scanning head is independent of the track width of the recording. An increase in the track width s beyond the value b therefore does not increase the level.

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.It is expedient to use the scanning head according to FIG. 1 the ferrite bar train with a square cross-section, the side length of which is equal to the track width is. If, for example, there are tracks 1 mm wide, they are also Sides of the cross section about 1 mm long. Such scanning heads are therefore suitable for one of four audio tracks arranged side by side on a normal width tape with a track width of about 1 mm at the same level as that with a can be achieved over the entire audio bandwidth extending soundtrack. However, one can Reduce the track width even further until you reach the technological limit for the production of the smallest Hall voltage generator has arrived.

Claims

Claims: 1. Scanning head for the reproduction of magnetograms, in particular of sound recordings, with a reverb voltage generator between Platelets or webs made of highly permeable material are arranged, d u r c h it is not noted that the bearing surface of at least one of the platelets or webs on the Hall voltage generator is approximately square and the width of the Hall voltage generator and the side lengths of the support surface are roughly the same the track width are.

2. scanning head according to claim 1, characterized in that the Hall voltage generator is arranged on a ferrite plate and for steering of the river a ferrite bridge is used. Documents considered: Electronics July 15, 1960, pp. 64 to 67; Electronic Rundschau, November 1959, pp. 407 bis 4l0.