Schallträger für magnetische Aufzeichnung. Es ist bekannt, dass sich das magnetische Schallaufzeichnungsverfahren dadurch we- seitlieh verbessern lässt, dass- die bisher übliche Gleichstromvorma!gnetisierun:g durch eine gleichzeitig mit den :Sprechströmen auf den Schallträger einwirkende Hochfrequenz behandlun:g ersetzt wird.
Der besondere Er folg dieses Verfahrens liegt in einer bis dahin nicht gelungenen Senkung des ,Stör- geräusches. Die Aufzeichnung geschieht im allgemeinen mit Ringköpfen, bei denen das am Spalt austretende magnetische Feld auf den Schallträger einwirkt. Es konnte gezeigt werden, dass die Störgeräusehsenkung um so vollkommener ist, je stetiger und feiustufiger das in Laufrichtung auf den ,Schallträger ein.
wirkende Hochfrequenzfeld auf Null ab nimmt. Wenn jedoch das Abklingen des ein wirkenden Hochfrequenzfeldes sich in der Laufrichtung des Schallträgers so weit aus dehnt, dass es vergleichbar wird mit den Wellenlängen,der höchsten aufzuzeichnenden Tonfrequenzen, so tritt eine Schwächung der Aufzeichnung dieser hohen Tonfrequenzen ein.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist ein steiler Abfall :des Sprechkopffeldes anzustre ben. < Je steiler dieser Abfallerfolgt, um so geringer kann die Geschwindigkeit des Schallträgers bei gleicher Breite des: aufge zeichneten Tonfrequenzbandes ,gehalten wer den.
Ein steiler Abfall hat aber anderseits zur Folge, dass zur Erreichung :des gewünsch ten stetigen und feinstufigen: Abfalles des Hochfrequenzfeldes eine Hochfrequenz ent- sprecheud@er Schwingungszahl angewendet werden muss, sofern man auf höchstmögliche Senkung des Störgeräusches Wert legt. Für viele Fälle, z. B. für Diktiergeräte, wird man sich aber mit einer geringeren Dynamik der .
Aufzeichnung begnügen können; und den Hauptwert auf eine möglichst geringe Sehall- trägergeschwindigkeit legen, so dass hierfür kein übertriebener Aufwand, auch hinsicht- lieh des hochfrequenten Leistungsbedarfes, erforderlich isst.
Die Steilheit des Abfalles des auf den Schallträger einwirkenden Feldces, kumz be- zeichnet als Steilheit der Feldbegrenzungs- kurve,
wird ausser von der Form des Kopfes beeinflusst von der Dicke und der Permea.bi- lität der magnetisierbaren Schicht .des Schall- trägers. Die Abbildung zeigt als Beispiel die bei Ringköpfen vorliegenden Verhältnisse. Der von den Polschuhen 1 eingeschlossene Spalt 2 des Ringkopfes,
der mit Luft oder einem magnetisch indifferenten Material von der Permeabilität 1 ausgefüllt .ist, wird von einer bestimmten Kraftliniendichte durch setzt. An dem Sprechkopf liegt der magneti- sierba@re Schallträger, bestehend aus einem Träger 4 und einer magnetisierbarenSchicht 3, einseitig an.
Der Schichtträger 4 besteht aus einem magnetisch indifferenten Material, z. B. Zelluloid, Papier oder dergl., und die magnetisierbare Schicht 3 aus einem pulver förmigen, paramagnetischen Stoff;
der in einem Bindemittel eingebettet ist. Nach den aus der Literatur bekannten Daten liegt die Permeabilität der magnetisierbaren Schicht bei 10. Dies hat zur Folge, dass aus den Pol schuhen des Sprechkopfes Kraftlinien in die magnetisierbare Schicht 3 eintreten und dort eine um den Pormeabilitätsfaktor höhere Dichte besitzen.
Je grösser die Permeabilität der Schicht 3 ist, um so grösser ist die Kraftliniendichte, und um so weniger haben aber die Kraft linien das Bestreben, auf kürzestem Wege wieder auf die Polschuhe des Sprech- kopfes zurückzukehren.
Diese Tendenz wirkt dem .gewünschten steilen Abfall der Feld- begrenzungskurve entao-,gen. Diese Fegtstel- lung konnte auch experimentell erhärtet wer den.
Bei Benutzung eines höher permeablen Filmes war die Wiedergabe der hohen Fre quenzen untergleichen sonstigen Versuchs bedingungen schlechter als bei einem Schall- träger geringerer Permeabilität. Innerhalb eines .gewissen Bereiches war eine umgekehrt pmoportionale Beziehung zwischen
oberer Grenzfrequenz und Permeabilität festzustel-
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len. <SEP> Diese <SEP> theoretisch <SEP> erklärte <SEP> und <SEP> experi mentell <SEP> bewiesene <SEP> Beziehung <SEP> zwischen. <SEP> Per meabilität <SEP> und <SEP> guter <SEP> Aufieichnun@ä <SEP> der <SEP> hohen
<tb> Frequenzen <SEP> verschwindet, <SEP> wenn <SEP> sieh <SEP> die
<tb> Pormeabilität <SEP> der <SEP> magnetisierbaren <SEP> Schicht
<tb> dem <SEP> Wert <SEP> 1 <SEP> nähert. <SEP> In <SEP> didrem <SEP> Falle <SEP> tritt
<tb> kein <SEP> Hineinziehen <SEP> der <SEP> Kraftlinien <SEP> in <SEP> die
<tb> magnetisierbare <SEP> (Schicht <SEP> und <SEP> damit <SEP> keine <SEP> Er höhung <SEP> der <SEP> Kraftliniendichte <SEP> ein.
<SEP> Für <SEP> den
<tb> Magnetisierungsvorgansgsteht <SEP> nur <SEP> ein <SEP> Streu feld <SEP> zur <SEP> Verfügung, <SEP> welches <SEP> den <SEP> Verhältnis sen <SEP> in <SEP> Luft <SEP> entspricht, <SEP> also <SEP> mit <SEP> wachsender
<tb> Entfernung <SEP> senkrecht <SEP> zur <SEP> magnetisierbaren
<tb> Schicht <SEP> sehr <SEP> rasch, <SEP> schwächer <SEP> wird. <SEP> Hierdurch
<tb> tritt <SEP> eine <SEP> ungleichmässige <SEP> Magnetisierung <SEP> der
<tb> verschieden <SEP> tief <SEP> liegenden <SEP> Zonen <SEP> dieser
<tb> Schicht <SEP> auf, <SEP> derart, <SEP> dass <SEP> mit <SEP> wachsender <SEP> Ent fernung <SEP> vom <SEP> Kopf <SEP> in <SEP> Richtung <SEP> senkrecht
<tb> zum <SEP> Schallträger <SEP> die <SEP> weiter <SEP> hinten <SEP> liegenden
<tb> Zonen <SEP> der <SEP> magnetieierbaren <SEP> :
Schicht <SEP> immer
<tb> schlechter <SEP> ausgesteuert <SEP> werden. <SEP> Wenn <SEP> zur
<tb> Erzielung <SEP> hinreichender <SEP> Aussteuerung <SEP> der
<tb> entfernt <SEP> liegenden <SEP> Zonen <SEP> der <SEP> iSprechstrom <SEP> er höht <SEP> wird, <SEP> so <SEP> tritt <SEP> für <SEP> die <SEP> u=ittelbar <SEP> am
<tb> Sprechkopf <SEP> liegenden <SEP> Zorn <SEP> eine <SEP> magnetische
<tb> Übersteuerung <SEP> auf.
<tb> Aus <SEP> dem <SEP> Vorgesagten <SEP> ergibt <SEP> @sieh, <SEP> dass
<tb> einerseits <SEP> sehr <SEP> grosse, <SEP> anderseits <SEP> verschwin dend <SEP> kleine <SEP> Permeabilitäten <SEP> der <SEP> magnetisier baren <SEP> ,Schicht <SEP> nachteilig <SEP> sind.
<SEP> Genauerae <SEP> Vor schriften <SEP> für <SEP> die <SEP> günshgste <SEP> Parmeabilität
<tb> lassen <SEP> sich <SEP> aber <SEP> erst <SEP> unter <SEP> Berücksichtigung
<tb> der <SEP> Dicke <SEP> der <SEP> magnetisierbaren <SEP> Schicht <SEP> ab leiten.
<tb> Aus <SEP> der <SEP> Abbildung <SEP> ist <SEP> nämlich <SEP> zu <SEP> ent nehmen, <SEP> dass <SEP> bei <SEP> .gleicher <SEP> Permeabilität <SEP> eine
<tb> Zunahme <SEP> der <SEP> Dicke <SEP> der <SEP> magnetisierbaren
<tb> Schicht <SEP> dem <SEP> gewünschten <SEP> steilen <SEP> Abfall <SEP> der
<tb> Feldbegrenzungskurve <SEP> entgegenwirkt. <SEP> Auch
<tb> hierfür <SEP> wurden <SEP> die <SEP> theoretischen <SEP> Schlussfol gerungen <SEP> durch <SEP> Experimente <SEP> erhärtet.
<SEP> Durch
<tb> Dünnerschleifen <SEP> einer <SEP> ursprünglich <SEP> zirka
<tb> 20 <SEP> M@ikron <SEP> ,starken <SEP> magnetisierbaren <SEP> Schicht
<tb> auf <SEP> eine <SEP> Dicke <SEP> von <SEP> zirka <SEP> 10 <SEP> Mikron <SEP> ergab
<tb> sich <SEP> eine <SEP> Verbesserung <SEP> in <SEP> der <SEP> Wiedergabe
<tb> der <SEP> hohen <SEP> Frequenzen <SEP> um <SEP> 6 <SEP> db, <SEP> d. <SEP> h. <SEP> um <SEP> den
<tb> Faktor <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 2. <SEP> Auch <SEP> hier <SEP> wurde <SEP> also <SEP> wenig stens <SEP> in <SEP> dem <SEP> betrachteten <SEP> Bereich <SEP> eine <SEP> umge- kehrt proportionale Beziehung zwischen Schichtdieke und; oberer Grenzfrequenz fest gestellt.
Die Grenzen für die an sich wün- schenswerte Verringerung der Schichtdi.cke liegen einmal bei den Fabrikatio#usschwierig- keiten, die sich dann der Erzielung einer hinreichend gleichmässigen Sühicht entgegen stellen; dann aber auch in der Tatsache, dass der Nutzpegel der Wiedergabe proportional mit der Schächtdicke abnimmt.
Die vorstehenden Überlegungen führen zu dem 'Schluss, dass für einen optimalen Sehallträger Dicke und Permeabilität der magnetisierba@renSchicht des .Schallträgers in einer bestimmten Beziehung stehen müssen.
Erfindungsgemäss soll das Produkt aus bei den Grössen den, Wert 100 unterschreiten, wo bei die -Schichtdicke in. Mikron (1j0-3 mm)
und die Permeabilität als Verhältniszahl der magnetischen Leitfähigkeit der Schicht zu der der Luft ausgedirückt sind. Ferner soll darüber hinaus erfindungsgemäss die Permea- bilität der ma.gnetisierbareu iSchicht ,grösser als 2 sein.
Die Begründung für diesie crfi,n- dungsggemässe Beziehung ergibt sich aus der oben .gesonderten Behandlung der beiden Einzel=faktoren. Sie soll noch durch folgende Überlegungen plausibel gemacht werden.
Wenn zum Beispiel aus fabrikatoriechen Gründen die gleichmässige Herstellung einer sehr dünnen .Schicht ,Schwierigkeiten berei tet, muss zur Erzielung einer optimalen Wie dergabe, @d. h. des gewünschten Abfalles der Feldbegrenzunäskurve, die Permeabilität ge ring sein.
Der angegebene untere Grenzwert für die Permeabilität der Schicht berücksich tigt darüber hinaus" da.ss diese nicht auf Werte in der Nähe von 1 absinken. darf, weil an=dernfalls die vorbeschriebenen Nachteile eintreten würden. Anderseits kann es er wünscht sein, zum Beispiel bei wohlfeilen Geräten für Diktierzwecke, die aufgewendete Hochfrequenzleistung gering zu halten.
Da diese Le=istung nahezu umgekehrt mit dem Quadrat der Permeabilität abnimmt, kann es erwünscht sein, .diese in gewissen Grenzen höher zu halten und dafür die Schichtdicke zu verringern. Die geringere :Sthichtdicke be- wirkt zusätzlich noch -eine geringere Dicke des gesamten Sohallträgers und damit eine Verkleinerung von Spulen, Antriebsme-elha- nismue us:w.
Der erfindungsgemässe Sehallträger eig net sich nicht nur für Aufzeichnungen mit Ringköpfen, die im vorstehenden, als Bei spiel erwähnt wurden, sondern auif alle Köpfe, die zur Herstellung einer stetig ab fallenden Feldverteilungskurve geeignet sind.
Dass vorbeschriebene erfin.dungsgemässeMerk- mal des magnetisierbaxenSchallträgers wirkt sich noch in einer andern Päch!tung aus.
Bei der erreichten neuen Aufzeiehnungsgüte magnetischer Schallaufzeichnungen nach dem Hochfrequenzvormagnetisierungsverfah- ren macht sieh die Erscheinung des Durch:- kopierens @stö,rend bemerkbar.
Das von einem starken magnetischen Auf zeichnungsimpuls ausgehende Feld ruft näm- licli bleibende magnetische Veränderungen auch in den benachbarten Lagen einer Film spule hervor. Dies ist besonders dann stö rend, wenn das Durchkopieren einer starken Aufzeichnung auf eine Nachbarlage erfolgt, die an sich nur eine leise Nutzaufzeiohnung oder eine Pause enthält.
Es konnte bei den ersten Versuchen festgestellt werden, @dass bei 8challträgern, deren magnetislerbare 8'chicht nicht der erfindungsgemässen Vorschrift ge rügt,
die auf Nachbarlagen übertragene Ma- gnetiGierungsstärke 50 db unter der der das Durelikopieren verursachenden SehalltrIger- stelle liegt.
Da mit dem verbesserten, magne- tischen SS.challaufzeichnungsverfahreu eine Herabsetzun=g des Grundgeräusches auf 65 bis 70 4b unter der maximalen: Nutzlaut stärke möglich wurde, liegt die durch das Du.rchkopieren bewirkte Maguetisierung 15 bis<B>20</B> .db über dem Grundgeräusch.
Es konnte experimentell gezeigt und theoretisch plau sibel gemacht werden, dass die Stärke .des Durchkoperens von der Frequenz abhängt und ein Maximum besitzt in der Gegend von 1500 Hz.
Der sinusförmig magnetisierte Schallträ- ger trägt in seiner Längsrichtung magne tische Dipole, deren Längen der halben Wel- lenlänge entsprechen. Die von diesen Dipolen ausgehenden Kraftlinien schliessen sich nur teilweise in der magnebisierbaren Schicht selbst und. treten zum andern Teil aus dem <RTI
ID="0004.0012"> Schallträger hinaus. Der heraustretende An- teil ist massgeblich für die Stärke des D'urch- kopierens. Bei tiefen Frequenzen sind die Dipole lang, d. h.
.die Kraftlinien müssten einen entsprechend grossen Weg .durch Luft zurücklegen. Infolge der geringen magne tischen Leitfähigkeit der Luft ist die auf tretende Feldstärke entsprechend klein. Mit wachsender Frequenz sinkt die Dipoldänge und damit der Widerstand für die sich in Luft schliessenden Kraftlinien.
Bei hohen Frequenzen ist die Dipollänge vergleichbar mit dem Abstand zweier benachbarter Film lagen. Infolgedessen erreichen die austreten, den Streulinien die Nachbarlagen in vernach- lässi:gbarerStärke.
Hiermit ist die festgestellte Frequenzab- hängigkeit des Durchkopiervorganges er klärt.
Für die Stärke des Durchkopierens ist aber auch die Permeabilität von EinfluB, insofern, als sie den magnetischen Wider stand für die austretenden Kraftlinien be stimmt.
Eine grosse Permeabilität der magne- tisierbaren Schicht begünstigt also den Durchkopiervorgang. Da die Dicke der ma- gnetisierbaren Schicht die magnetische Leit fähigkeit für die austretenden Kraftlinien im gleichen Sinne beeinflusst,
begünstigt auch eine grosse iSchiehtdicke den Durchkopiervor- gang. Gleichzeitig vergrössert sich mit der Schichtdicke die magnetomotorische Kraft der Dipole und damit die Stärke des auf die Nachbarlagen hinwirkenden, Feldes.
Die geschilderten Nachteile lassen sich vermeiden, wenn das Produkt aus Dicke und Permeabilität einen bestimmten Wert unter- schreitet. Wenn' aus bestimmten Gründen zum Beispiel die Dicke einen gewissen Wert nicht unterschreiten, kann,
lässt eich die opti male Wirkung durch Anwendung einer be sonders geringen Permeabilität erzielen d umgekehrt. Die für eine optimale Frequenz kurve abgeleitete erfindungsgemässe Bezie hung bewirkt also gleichzeitig eine Besei tigung des Durchkopiereffektes.