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Verfahren zur magnetischen Schallaufzeichnung
Bei der magnetischen Schallaufzeichnung ist bekanntlich zur Vermeidung nichtlinearer Ver- zerrungen eine Vormagnetisierung des Magneto- grammträgers erforderlich. Früher verwendete man zur Vormagnetisierung ein Gleichfeld, mit dem der Arbeitspunkt für die Aussteuerung des
Magnetogrammträgers etwa in die Mitte des linearen Teiles der Grenzkurve bzw. der Neu- kurve verlegt wurde, je nachdem, ob zur Löschung eines gegebenenfalls vorher vorhandenen Magneto- gramms und zur Vorbereitung der neuen Auf- zeichnung ein sättigendes Gleichfeld oder ein entmagnetisierendes Wechselfeld verwendet wurde.
Da die Grenzkurve bzw. die Neukurve durch unvermeidbare Inhomogenitäten des Magnetogrammträgers statistischen Schwankungen unterliegt, ergibt sich bei Anwendung eines vormagnetisierenden Gleichfeldes der Nachteil, dass die Ruheremanenz des unbesprochenen Magnetogrammträgers hinter dem Aufsprechkopf ebenfalls statistisch schwankt und dadurch bei der Wiedergabe ein Störgeräusch erzeugt, welches die erzielbare Dynamik der Aufzeichnung begrenzt.
In den letzten Jahren wurde eine wesentliche Verbesserung der magnetischen Schallaufzeichnung durch Verwendung eines im (hochfrequenten) Wechselfeld entmagnetisierten Magnetogrammträgers und eines dem Aufsprechfeld überlagerten, überhörfrequenten (hochfrequenten) Wechselfeldes zur Vormagnetisierung erzielt (D. R. P. Nr. 743411 und D. R. P. Nr. 743186). Da hiebei der unbesprochene Magnetogrammträger den Aufsprechkopf wieder entmagnetisiert verlässt, wird die Dynamikbegrenzung der Aufzeichnung durch Inhomogenitäten des Magnetogrammträgers vermieden ; durch die überhörfrequente Vormagnetisierung wird erreicht, dass der Aufzeichnungsvorgang nicht der in der Nähe des Ursprungs stark gekrümmten Neukurve folgt, sondern einer weitgehend linearisierten und daher nicht verzerrenden Arbeitskennlinie.
Bei allen diesen Aufzeichnungsverfahren werden für die Löschung und Aufzeichnung getrennte Magnetköpfe (Lösch-und Aufsprechkopf) verwendet. Es ist aber auch bereits bekannt (D. R. P. Nr. 746855), beim Aufsprechen mit Vormagnetisierung durch ein Gleichfeld den Löschkopf dadurch einzusparen, dass dem niederfrequenten Aufsprechfeld und dem vormagnetisierenden Gleichfeld noch ein hochfrequentes Wechselfeld überlagert wird, das den Magnetogrammträger bis in die Sättigung hineinsteuert und dadurch die Löschung einer etwa vorher vorhandenen Aufzeichnung bewirkt. Durch die Verwendung eines vormagnetisierenden Gleichfeldes ergibt sich aber auch bei diesem Verfahren die bereits erläuterte Einengung der Aufzeichnungsdynamik.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis des schädlichen Einflusses einer Vormagnetisierung mit Gleichfeld bei dem zuletzt erwähnten Verfahren und auf dem Gedanken, das gleiche überhörfrequente Wechselfeld, das für die Löschung verwendet wird, auch zur Vormagnetisierung für die Aufzeichnung zu benutzen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Aufzeichnung eines Magnetogramms, bei dem in einem für die Löschung und die Aufzeichnung gemeinsamen Magnetkopf dem niederfrequenten Aufzeichnungsfeld ein den Träger bis zur Grenzkurve aussteuerndes überhörfrequentes (hochfrequentes) Wechselfeld für die Löschung überlagert wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses überhörfrequente Wechselfeld in dem ablaufseitigen Teil des wirksamen magnetischen Spaltes, in dem es auf den durchlaufenden Träger entsprechend der Feldverteilungskurve mit abnehmender Stärke einwirkt, in der Weise als vormagnetisierendes Wechselfeld ohne zusätzliche Gleichfeldkomponente benutzt wird, dass dieses Wechselfeld bei der Aufzeichnung den Träger jeweils nach Massgabe des Momentanwertes des (quasistationären)
Aufzeichnungsfeldes unsymmetrisch aussteuert und infolgedessen eine diesem Momentanwert nach Grösse und Vorzeichen entsprechende Remanenz im Träger hervorruft, im Sonderfall der Aufzeichnungspausen (Momentanwert Null) also eine völlige Entmagnetisierung des Trägers bewirkt. Auf diese Weise wird nicht nur der Löschkopf eingespart, sondern auch ein besonderer Hochfrequenzgenerator zur Erzeugung des Vormagnetisierungsstromes.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Verfahrens soll an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Diagramme der Fig. 1 dienen zur Erklärung des Lösch-und Entmagnetisierungsvorganges in den Besprechungs-
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pausen, während die Diagramme der Fig. 2 den Lösch-und Aufsprechvorgang im Be- sprechungsfall darstellen. Fig. 3 zeigt eine zweckmässige Wahl der Feldverteilungskurven für das überhörfrequente Lösch-und Vor- magnetisierungsfeld einerseits und das nieder- frequente Aufsprechfeld anderseits.
In Fig. 1 a ist schematisch der zeitliche Verlauf des maximalen Feldes im Magnetkopf wieder- gegeben. In den Besprechungspausen ist nur das überhörfrequente Wechselfeld mit der Amplitude Ho vorhanden ; bei niederfrequenter Besprechung mit der Feldamplitude Hs überlagern sich die beiden Felder linear. Der Feldverlauf ist jeweils nur durch die Hüllkurve angegeben und die Ausfüllung dieser Hüllkurven mit Hochfrequenz durch Schraffur angedeutet. Es soll nun die Wirkung des Magnetfeldes auf eine Partikel des Magnetogrammträgers betrachtet werden, welche im Zeitintervall t1 den Spalt des Magnetkopfes durchläuft. Dieses Intervall liegt, wie aus Fig. 1 a erkennbar ist, in einer Besprechungspause ; es ist also nur das überhörfrequente Feld Ho wirksam.
Fig. 1 b zeigt den zeitlichen Verlauf des auf diese Partikel einwirkenden Feldes. Die Hüllkurve Ko des dargestellten zeitlichen Feldverlaufes entspricht der geometrischen Feldverteilungskurve im magnetischen Spalt. Nach Massgabe der wirksamen Streuung wächst das Feld im anlaufseitigen Teil des magnetischen Spaltes zuerst von Null auf den Höchstwert Ho an und klingt dann im ablaufseitigen Teil desselben wieder auf Null ab.
In Fig. 1 c ist mit G die Grenzkurve des verwendeten Magnetogrammträgers bezeichnet, also jene Hysteresisschleife, die in einem übersättigenden Wechselfeld durchlaufen wird. Wenn nun die betrachtete Partikel des Magnetogrammträgers mit der von einer früheren Aufzeichnung herrührenden Remanenz BR'in den magnetischen Spalt eintritt, dann durchläuft der magnetische Zustand derselben im Sinne der eingezeichneten Pfeile Hysteresisschleifen, die von BR'ausgehen und nach Massgabe des in Fig. 1 b wiedergegebenen wirksamen Wechselfeldes bis zur Grenzkurve G anwachsen. Dadurch wird die Remanenz BR'gelöscht und ein magnetisch definierter Ausgangszustand für eine neue Aufzeichnung geschaffen.
Da in dem Zeitintervall :... t1 keine Aufzeichnung erfolgt, klingt das auf die betrachtete Partikel wirkende, überhörfrequente Wechselfeld nach Durchlaufen des maximalen Feldwertes wieder symmetrisch gegen Null ab, so dass der magnetische Zustand der Partikel gemäss Fig. 1 d im Sinne der eingezeichneten Pfeile kleiner werdende Hysteresisschleifen durchläuft, bis schliesslich der Ursprung 0 erreicht wird und der Magneto- gramm träger den Magnetkopf in vollkommen entmagnetisiertem Zustande verlässt. Durch die vollständige Entmagnetisierung in den Besprechungspausen wird ein Grundgeräusch bei der Wiedergabe vermieden.
Man erkennt also, dass bei Besprechungs- pausen im anklingenden ersten Teil des in Fig. 1 b dargestellten Wechselfeldes durch Aussteuerung bis zur Grenzkurve eine Löschung und im folgenden abklingenden Teil desselben eine
Entmagnetisierung des Trägers erfolgt.
In Fig. 2 sind die entsprechenden Diagramme für den Besprechungsfall dargestellt. Es wird das Zeitintervall. ! - t2 in Fig. 2 a betrachtet, in dem der Momentanwert hs des niederfrequenten Aufsprechfeldes Hs aufgezeichnet wird. Das für das Durchlaufen des magnetischen Spaltes erforderliche Zeitintervall't, ist so klein im Vergleich zur Periodendauer des Aufsprechfeldes Hs angenommen, dass das Aufsprechfeld quasistationären Charakter hat, also während des Zeitintervalles. ! - t2 als Gleichfeld mit der Stärke hs angesehen werden kann.
Der Verlauf dieses fiktiven Gleichfeldes für eine bestimmte Partikel des durchlaufenden Trägers ist in Fig. 2 b durch die Kurve K. s- wiedergegeben. Diesem Gleichfeld ist das überhörfrequente Wechselfeld mit der Amplitude Ho überlagert, u. zw. wieder entsprechend einer glockenähnlichen Feldverteilungskurve. Der analoge Verlauf der Hüllkurve des aus der Überlagerung beider Felder resultierenden Feldes ist in Fig. 2 b mit KR bezeichnet. Man erkennt, dass das resultierende Feld unsymmetrisch verläuft und daher auch eine unsymmetrische Aussteuerung des Magnetogrammträgers bewirkt.
Die Amplitudenverhältnisse sind in Fig. 2 a entsprechend dem Gedankengang der Erfindung so gewählt, dass der magnetische Zustand jeder Partikel im maximalen Aufsprechfeld auch bei stärkster niederfrequenter Aussteuerung die Grenzkurve durchläuft oder : doch wenigstens dieser Kurve sehr nahe kommt, um eine einwandfreie Löschung zu gewährleisten.
Im anklingenden Feld werden daher wieder gemäss Fig. 2 c von dem Remanenzpunkt Bu'ausgehende und bis zur Grenzkurve G anwachsende Hysteresisschleifen durchlaufen, die eine Löschung der vorher vorhandenen Aufzeichnung bewirken.
Fig. 2 d lässt hingegen erkennen, dass bei der durch den Momentanwert hs des niederfrequenten Aufsprechfeldes bedingten Unsym-] metrie der Aussteuerung des Magnetogrammträgers im abklingenden Feld die kleiner werdenden Hysteresisschleifen nicht mehr gegen den Ursprung hin, sondern gegen einen Remanenzpunkt b konvergieren, wobei sich der Mittelpunkt der durchlaufenen Hysteresisschleifen längs der Bahn m vom Ursprung zu diesem Remanenzpunkt b hin bewegt. Das Vorzeichen und die Grösse dieser Remanenz hängen vom Vorzeichen und der Grösse der Feldunsymmetrie 1 und damit vom Momentanwert des niederfrequenten Aufsprechfeldes ab. Der Magnetogrammträger hat daher hinter dem Magnetkopf
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zeitlichen Verlauf des niederfrequenten Aufsprechfeldes wiedergibt.
Im Besprechungsfalle erfolgt also wieder im anklingenden ersten Teil des Spaltfeldes eine
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Löschung der vorhergehenden Aufzeichnung ; im abklingenden Feld hingegen ergibt sich durch die unsymmetrische Aussteuerung die Aufzeichnung eines dem jeweiligen Momentanwert des Aufsprechfeldes proportionalen Remanenzwertes.
Es erscheint zweckmässig, beim erfindungsgemässen Verfahren die Feldverteilung für das niederfrequente Aufsprechfeld einerseits und das löschende bzw. vormagnetisierende Hochfrequenzfeld anderseits derart zu wählen, dass das niederfrequente Aufsprechfeld zuerst relativ wenig und dann möglichst stark zur Wirkung kommt. In Fig. 3 ist der anzustrebende zeitliche Verlauf der auf eine Partikel des Magnetogrammträgers einwirkenden Felder dargestellt, der mit der geometrischen Feldverteilung im magnetischen Spalt übereinstimmt. Die Feldverteilungskurven Kas'four das niederfrequente Aufsprechfeld und Ko'für das überhörfrequente Wechselfeld sind derart unsymmetrisch, dass das Maximum Mo des überhörfrequenten Feldes in Laufrichtung des Trägers vor dem Maximum Ms des Aufzeichnungsfeldes liegt.
Durch Addition der beiden Felder erhält man das resultierende Feld mit der Hüllkurve KR'. Man erkennt, dass im ersten Teil des Spaltfeldes das Aufsprechfeld relativ geringe Wirkung ausübt und daher den Löschvorgang wenig beeinträchtigt, während im zweiten Teil des Spaltfeldes das Amplitudenverhältnis von Aufsprechfeld zu überhörfrequentem Wechselfeld vergrössert und daher ein grösserer Aussteuerbereich erzielt wird.
Die Unsymmetrie der beiden Felder lässt sich durch unsymmetrische Wicklungsanordnung und/ oder durch magnetische Nebenschlüsse sowie durch entsprechende Formgebung des Magnetkörpers erzielen. Beispielsweise kann man bei Verwendung von Ringkernen die Unsymmetrie des Spaltfeldes dadurch erreichen, dass man auf der einen Seite des magnetischen Spaltes eine schwache Gegenwicklung anordnet, deren Streufeld das Hauptfeld einseitig schwächt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aufzeichnung eines Magnetogramms unter gleichzeitiger Löschung eines gegebenenfalls am Träger vorher vorhandenen Magnetogramms, bei dem in einem für die Löschung und die Aufzeichnung gemeinsamen Magnetkopf dem niederfrequenten Aufzeichnungfeld ein den Träger bis zur Grenzkurve aussteuerndes überhörfrequentes (hochfrequentes) Wechselfeld für die Löschung überlagert wird, dadurch gekennzeichnet, dass dieses überhörfrequente Wechselfeld in dem ablaufseitigen Teil des wirksamen magnetischen Spaltes, in dem es auf den durchlaufenden Träger entsprechend der Feldverteilungskurve mit abnehmender Stärke einwirkt, in der Weise als vormagnetisierendes Wechselfeld ohne zusätzliche Gleichfeldkomponente benutzt wird, dass dieses Wechselfeld bei der Aufzeichnung den Träger jeweils nach Massgabe des Momentanwertes des (quasistationären)
Aufzeichnungsfeldes unsymmetrisch aussteuert und infolgedessen eine diesem Momentanwert nach Grösse und Vorzeichen entsprechende Remanenz im Träger hervorruft, im Sonderfall der Aufzeichnungspausen (Momentanwert Null) also eine völlige Entmagnetisierung des Trägers bewirkt.