DE896122C - Verfahren und Einrichtungen zur Wiedergabe von Magnetton-aufzeichnungen mit Quermagnetisierung - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtungen zur Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen mit Quermagnetisierung Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtungen zur Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen mit Ouermagnetisierung.
• Gemäß der Erfindung wird bei der Wiedergabe .dieser quer magnetisierten Magnettonaufzeichnungen so vorgegangen, daß zur Abtastung ein Spaltmagnetkopf dient, der so angeordnet ist, daß sein Spalt nur auf der einen Seite des vorzugsweise bandförmigen Tonträgers liegt.
• Gemäß Weiterbildung der Erfindung wird der Träger über eine größere Trägerstrecke abgetastet, die wenigstens größer als die Wellenlänge der tiefsten aufgezeichneten Frequenz ist, und der auf dieser Strecke austretende Streufluß wird integriert. Dieser integrierte Streufluß wird durch eine Spule geleitet, in welcher er .durch Differentiation» eine Spannung erzeugt, die der Aufzeichnungsamplitude proportional ist und unabhängig von der Frequenz. Die Integration kann auch über zwei Strecken erfolgen, wobei in jeder Strecke ein Teilfluß integriert wird. Während bei der ersten Methode nur ein Abtastpol erforderlich ist, sind in diesem Fall zwei Abtastpole in Bandlaufrichtung notwendig. Die von den beiden Polen aufgenommenen Teilflüsse werden so geleitet, .daß in der oder den Spulen nur ihre Differenz zur Wirkung kommt, deren Differential die originalgetreue Spannung ergibt.
• In Weiterbildung der Erfindung werden für die Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen Einrichtungen vorgeschlagen, die geeignet sind, die oben beschriebenen Abtastverfahren auszuüben. Die einfachste: Form hierzu bildet an sich ein einpoliges System mit entsprechend langen Polflächen. Zweckmäßig wird die Polfläche auf der einen Seite scharf begrenzt. Erfindungsgemäß wird ein zweckmäßig symmetrisches zweipoliges System verwendet, bei dem die beiden Pole auf derselben Trägerseite liegen und durch eine Stoßstelle großen magnetischen Widerstands getrennt sind. Gemäß der Erfindung erstrecken sich die Pole beiderseits der Stoßstelle symmetrisch über eine verhältnismäßig ,große Länge, so daß die von .dem über .die ganze Länge anliegenden Tonträger ausgehenden Streukraftlinien möglichst vollkommen von .den Magnetpolen aufgenommen werden: Die Abtastung erfolgt vorteilhaft über eine Strecke, deren Länge beiderseits der Stoßstelle wenigstens gleich der halben Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz ist.
• Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind an Hand von Zeichnungen beispielsweise erläutert. Bei der magnetischen Tonaufzeichnung ist die Quer- und Längsmagnetisierung bekannt. In der bisherigen Praxis wird .die Längsmagnetisierung zugrunde gelegt. Untersuchungen auf diesem Gebiet haben ergeben, daß die Quermagnetisierung der Längsmagnetisierüng überlegen ist, denn einmal ist bei der Quermagnetisierung der austretende Streufluß größer und zum anderen bietet diese Art der Aufzeichnung die Möglichkeit, den Frequenzgang von der Aufzeichnung bis zur Wiedergabe in allen Stufen linear zu halten. Die Erfindung bezieht sich daher auf die Quermagnetisierung.
• Die Fig. i zeigt in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus einem bandförmigen quer magnetisierten Tonträger, von der Schmalseite gesehen. Es ist der übersichtlichen Darstellung wegen angenommen, daß der Träger i aus Elementarteilchen aufgebaut ist, wie es praktisch' bei Trägern mit Pulverschicht verwirklicht ist, doch gelten die Betrachtungen genau so gut für Bänder bzw. Drähte aus vollem Material. Die Elementarteilchen werden als kugelförmige Gebilde angenommen, und ihre Magnetisierung ist als Pfeil dargestellt, dessen Größe und Richtung die Magnetisierung der Elementarteilchen versinnbildlicht. In der Kurve :2 ist die aufzuzeichnende Schwingung dargestellt, welche .die im Trägerlyild dargestellte Magnetisierung hervorruft; die Kurve 4 zeigt den Verlauf des remanenten Magnetismus oder, mit anderen Worten, der remanenten Induktion Br im Träger und die Kurve 5 den- Verlauf der Kraftliniendichte T .des aus dem Träger austretenden Streuflusses. Es ist ersichtlich, daß dort, wo die Aufzeichnungsamplitude A am größten ist, auch die höchste Induktion Br im Träger erzeugt ist,. die mit der Aufzeichnungsamplitude gemäß Kurve :2 bis auf Null abnimmt und unter Umkehrung der Feldrichtung ein negatives Maximum erreicht, usw. Diese Induktion hat, wie die Darstellung zeigt, den Austritt von Streukraftlinien 3 zur Folge. Diese Streukraftlinien sind die später bei der Abtastung verwendeten nutzbringenden Kraftlinien gemäß Kurve 5; es kommt also darauf an, die Aufzeichnung so zu treffen, daß möglichst viel solcher Kraftlinien austreten, um einen möglichst großen Nutzfluß zu haben. Dementsprechend ist, wie die Fig. i zeigt, gemäß der Erfindung die Aufzeichnung so getroffen, .daß an .den Stellen höchster Mägnetisierung im Träger gleichzeitig auch die größte Dichte der austretenden Kraftlinien vorhanden ist und ihre Intensität proportional der Induktion im Träger und damit auch der aufzuzeichnenden Momentanamplitude proportional; damit wird erreicht; daß .die Aufzeichnung auf dem Träger innerhalb des Übertragungsbereichs auch unabhängig von der Frequenz der aufzuzeichnenden Schwingung ist. Dies hat den besonderen Vorteil, daß es auf diese Weise gelingt, den mit Rücksicht auf .die Sättigung begrenzten maximalen Pegel bei allen Frequenzen auf das Band aufzubringen oder, mit anderen Worten, die ganze magnetische Kapazität des Trägers auszunutzen. Dies hat gleichzeitig zur Folge, daß man ein Maximum an Lautstärke auf den Träger aufbringen kann und den größtmöglichen Störabstand erreicht.
• Ein Wiedergabeverfahren sowie Einrichtungen dazu werden an Hand .der Fig. io bis 15 beschrieben.
• Es wurde schon eingangs darauf hingewiesen, ,daß die aus .dem Träger austretenden Kraftlinien für die Wiedergabe maßgebend sind. Es kommt also darauf an, bei der Wiedergabe möglichst vielevon diesen Kraftlinien zu erfassen, damit der Pegel bei- -der Wiedergabe möglichst groß ist. Dies kann gemäß der Erfindung, wie in Fig. io gezeigt, mit einem Abtastkopf erreicht werden, der einen zweipoligen Magnetkern i7 mit den Polen auf derselben Seite des Tonträgers i aufweist. Dieser Magnetkern kann dabei mit einer oder zwei Abtastspulen 18 ausgerüstet sein. Der Grundaufbau solcher Köpfe ist an sich bekannt. Der Aufbau ist hier durch die neue Erkenntnis bedingt, daß es darum geht, möglichst viel an Streuflüß aus dem Band aufzunehmen. Dies wird im Grundgedanken dadurch erreicht, daß jeder Pol in Laufrichtung verhältnismäßig große Auflageflächen mit der Länge a für den Träger i besitzt; der ganze Fluß ,des korrespondierenden Bandbereichs wird dabei von den Polen integrierend aufgenommen, und zwar von beiden getrennt, da sich zwischen den Polen an der Stoßstelle ig ein hoher magnetischer Widerstand; z. B. in Form einer stark eingeengten Stelle oder eines Luftspalts, befindet. Da auf diese Weise die beiden von den Polen aufgenommenen Flüsse gegeneinandergeschaltet sind, kommt in der Abtastspule 18 der Differenzfluß zur Wirkung und erzeugt in ihr eine Sprechspannung; diese Spannung ist .der Flußänderung proportional, d. h. dem Differential aus dem Fluß. Da der Differenzfluß aus dem Integral über die aufgezeichnete Schwingung hervorgegangen ist, ist die in der Abtastspule induzierte Spannung direkt proportional der Induktion im Band und damit auch der Momentanamplitude .der aufgezeichneten Schwingung, und zwar unabhängig von der Frequenz. Es ist vorteilhaft, dabei eine Vorkehrung zu treffen, daß die bei der Differenzbildung überschüssigen Kraftlinien möglichst bequem zum Band zurückfließen können. Zu diesem Zweck kann gemäß der Erfindung ein entsprechender magnetischer Rückschluß vorgesehen werden. Dieser Rückschluß kann beispielsweise .durch Verbreiterung .der Polschuhe quer zum Band erreicht werden, wie dies Fig. io a für den einen Pol von oben gesehen zeigt. Zur Stoßstelle hin verengt sich der Pol wegen des dort erforderlichen magnetischen Widerstands. Eine entsprechende Wirkung kann auch dadurch erreicht werden, daß vom Magnetkern aus ein Bügel bis .auf die andere Bandseite, das Band in seiner Breite umschließend, herumgeführt ist. Die Länge a, über welche beiderseits der Stoßstelle i9 die Integrierung erfolgt, bestimmt dabei die unterste Grenzfrequenz; dabei soll gemäß der Erfindung die Länge a beiderseits .der Stoßstelle wenigstens gleich der halben Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz sein. Diese Länge müßte also, wenn man bis zur Frequenz Null herunter abtasten wollte, unendlich sein. In der Praxis wird im allgemeinen die unterste zu übertragende Frequenz oberhalb Null liegen, so daß sich eine endliche Länge, z. B. gleich der halben Wellenlänge der untersten Grenzfrequenz, ergibt; doch ist es ,dabei vorteilhaft, die Pole nicht etwa senkrecht abzubrechen, sondern anschließend an das Gebiet vollkommener Flußaufnahme durch entsprechende Formgebung bzw. Trägerführung dafür zu sorgen, daß sich auf beiden Seiten symmetrisch der Stoßstelle je ein weiteres über die Länge b erstreckendes Gebiet anschließt, in welchem der vom Tonträger abgenommene M.agnetfluß nach außen stetig, z. B. exponentiell auf Null abnimmt. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß beim Abtasten von Wellenlängen, die in der Länge a ganzzahlig aufgehen, Auslöschungen auftreten; der Kurvenverlauf der stetigen Abnahme des Magnetflusses kann hierfür eingerichtet werden, z. B., wie Fig. i o zeigt, durch Wölbung .der äußeren Begrenzung des Polkerns; dabei nimmt die Länge der vom Tonträger abgenommenen Kraftlinie nach außen stetig zu. Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, die ganze Fläche, über welche der Tonträger anliegt, gewölbt auszuführen, damit der Tonträger im Bereich der vollkommenen Flußaufnahme auch möglichst eng anliegt. Der :anschließende Bereich der Flußabnahme auf Null erstreckt sich vorteilhaft über eine Länge b, die wenigstens gleich der Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz ist. Die Flußabnahme kann auch .dadurch bewirkt werden, daß sich die Breite der Polschule in dem betreffenden Bereich ändert, wie dies Fig. 12 zeigt, die eine Aufsicht von Fig. ii bildet: Die Polteile, an denen das Band i liegt, sind nach außen hin zugespitzt, und zwar entsprechend der gewünschten Flußabnahme. Dabei kann der Träger selbst, wie Fig. i i zeigt, über die ganze Länge der so ausgebildeten Pole anliegen, wobei es vorteilhaft ist, die Pole wieder leicht zu wölben. Damit das Band durch die auslaufenden Polspitzen nicht beschädigt wird, ist es vorteilhaft, eine Umkleidung 2o aus nichtmagnetischem Material vorzusehen, die gleichzeitig der Führung dient.
• Die in .den Außenbereichen angestrebte Flußabnähme nach außen kann schließlich auch noch auf andere Weise erreicht werden, beispielsweise dadurch, daß der Tonträger selbst mit entsprechender Krümmung von den Polschuhen weggeführt ist.
• Wie die Fig. 13 bis 15 zeigen, ist es vorteilhaft, die Pole an der Stoßstelle mehr oder weniger schneidenartig auszubilden. Nach Fig. 13 liegt an der Stoßstelle i9 ein Luftspalt. Dieser bildet den notwendigen magnetischen Widerstand für die Trennung der aufgenommenen Flüsse. Diese Stoßstelle ist bestimmend für die obere Grenzfrequenz, die um so höher liegt, je schmaler die Stoßstelle ist. Wenn man also die Stoßstelle gemäß Fig. 1q. so ausbildet, daß sich die Schneiden- unmittelbar berühren, so liegt die obere Grenzfrequenz des Kopfes theoretisch bei Unendlich. Durch den Träger ist normalerweise die obere Grenzfrequenz irgendwie begrenzt, es kann darum für den Abtastkopf auch eine Polanordnung gemäß Fig. 15 gewählt werden, bei .der unter Einschnürung an der Stoßstelle die Pole aus einem Stück bestehen; dies hat fertigungstechnische Vorteile. Dabei soll ,die Höhe h der Einschnürung in Richtung senkrecht zur Polfläche nicht größer als die halbe Wellenlänge der höchsten zu übertragenden Frequenz sein.
• In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Abtastkopfes nach der Erfindung dargestellt, bei dem auf der Ablaufseite des Bandes i ein oder mehrere magnetische kurzgeschlossene Zusatzpole 13 vorgesehen sind. Gegebenenfalls geht bei einem Zusatzpol 13 der Kurzschluß zum Abtastpol. Die Zusatzpole 13 sind erfindungsgemäß zweckmäßig schneidenartig ausgebildet und möglichst nahe, gegebenenfalls berührend, an den Abtastpol herangeführt. Die Abtastpole werden durch den zweipoligen Magnetkern 1q. gebildet, der die Wicklung io trägt.
• Die Polkerne bestehen vorteilhaft aus einem Material mit möglichst großer Permeabilität, z. B. Mu-Metall.
• Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, die einen nach Omega verlaufenden Frequenzgang ergeben, wird mit Hilfe der beschriebenen Abtastköpfe ein horizontal verlaufender Frequenzgang von der höchsten bis zur tiefsten Frequenz erreicht. Wenn man -dann noch den vorher beschriebenen Träger verwendet, der ebenfalls eine horizontal verlaufende Frequenzkurve von den höchsten bis zu den tiefsten Frequenzen aufweist, so ergibt sich ein Magnettonverfahren, das in allen seinen Umwandlungsstufen linear arbeitet und damit optimal ist. Etwaige Entzerrungen, die z. B. der Klangfarbenregelung dienen, bleiben davon natürlich unberührt.
• Die Erfindung kann bei allen Trägern angewendet werden, unabhängig von deren Form-und Schichtaufbau. Bei drahtförmigen Trägern sind entsprechende Abwandlungen, .die sich in erster Linie auf die Führung beziehen, möglich.

Claims (18)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen, mit Quermagnetisierung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung ein Spaltmagnetkop-f dient, der so angeordnet ist, daß sein Spalt nur auf einer Seite des vorzugsweise bandförmigen Trägers liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung über eine große Trägerstrecke, die wenigstens größer als die Wellenlänge der tiefsten aufgezeichneten Frequenz ist, unter Integrierung des aus dem Träger längs dieser Strecke austretenden Flusses erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrierung über zwei symmetrisch zu einer Trennlinie liegende Strecken erfolgt, wobei die über diese Strecken integrierten Flüsse gegeneinandergeschaltet einen Differenzfluß bilden, der in der Abtastspule eine Spannung erzeugt, die unabhängig von der Frequenz ist. q..
4. Einrichtung zur Wiedergabe von Magnettonaufzeichnungen in Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß - wenigstens ein Abtastpol vorgesehen ist, dessen Auflagefläche für den Tonträger, über welche die vom Tonträger .ausgehenden Streukraftlinien möglichst vollkommen aufgenommen werden, eine verhältnismäßig große Länge (a) besitzt, vorzugsweise gleich der halben Wellenlänge der tiefsten zu übertragenden Frequenz oder länger.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche, welche die vom Band ausgehenden Kraftlinien aufnimmt, an dem einen Ende so ausgebildet ist, däß dort eine scharfe Begrenzung der vom Band austretenden Kraftlinien stattfindet.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch q. oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche, welche die vom Band austretenden Kraftlinien aufnimmt, an deni. anderen Ende so ausgebildet ist, daß die vom Band ausgehenden Kraftlinien in nach außen stetig abnehmendem Maße vom Pol aufgenommen werden.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß .die stetige Schwächung der Kraftlinienaufnahme nach einer solchen Funktion erfolgt, daß unter Vermeidung von Auslöschungen möglichst alle Frequenzen gleichmäßig übertragen werden. B.
8. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in .dem Gebiet (b), in welchem die Kraftlinienaufnahme stetig abnehmen soll, sich die Polbreite an dem einen Ende, vorzugsweise symmetrisch, nach außen verringert.
9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gebiet (b), in welchem die Kraftlinienaufnahme stetig abnehmen soll, .die Pole so geformt, vorzugsweise nach außen gewölbt sind, daß die Länge der vom Tonträger abgenommenen Kraftlinien stetig zunimmt. io.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche q. bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche, auf welcher der Träger anliegt, für den Rückschluß der Kraftlinien breiter ist als der Träger (Abb. ioa). i i.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Polkanten an dem einen Ende schneidenartig ausgebildet sind.
12. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche q. bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bandablaufseite ein oder mehrere magnetisch kurzgeschlossene Zusatzpole vorgesehen sind, wobei gegebenenfalls bei einem Zusatzpol der Kurzschluß zum Abtastpol geht.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzpole schneidenartig ausgebildet sind .und möglichst nahe, gegebenenfalls berührend, an den Abtästpol herangeführt sind. 1q..
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche q. bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abnahmepole in Bandlaufrichtung symmetrisch zueinander angeordnet sind.
15. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, .daß die beiden Pole einen gemeinsamen Kern besitzen und an Stelle eines Luftspalts durch eine Stoßstelle (i9) großen magnetischen Widerstands voneinander getrennt sind.
16. 16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole an der Stoßstelle (i9), vorzugsweise je eine Schneide bildend, sich unmittelbar einander berühren.
17. 17. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole aus einem Stück bestehen und an der Stoßstelle (i9) einen verminderten Querschnitt besitzen, dessen Höhe (h) in Richtung senkrecht zur Polfläche etwa gleich der Wellenlänge der höchsten zu übertragenden Frequenz ist.
18. 18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, .dadurch gekennzeichnet.- .daß zwei Abtastspulen (i8) vorgesehen sind, die gegeneinandergeschaltet sind. i9. Einrichtung nach einem der Ansprüche q. bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonträger (i) wenigstens im Bereich (u) der vollkommenen Flußaufnahme eng anliegt. 2o. Einrichtung nach einem der Ansprüche q. bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteile, auf denen der Träger (i) anliegt, eine leichte Krümmung besitzen. 21: Einrichtung nach einem der Ansprüche q. bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Polkerne aus einem Material mit möglichst großer Permeabilität bestehen, z. B. Mu-Metall. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 742 172; USA.-Patentschrift Nr. 2 488 7i7.