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Magnetisierungskopf Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetisierungskopf
zur Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschung für einen band- oder drahtförmigen Tonträger,
der ein Stahldraht, ein mit Stahlpulver belegtes Papierband und/oder irgendein anderes
magnetisierbares Material sein kann, welches für eine magnetische Tonaufzeichnung
verwendet werden kann.
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Die bekannten Magnettonköpfe sind derart aufgebaut, daß die Tonaufzeichnung,
die Tonwiedergabe und die Entmagnetisierung des Tonträgers bewerkstelligt werden
kann. Die Löschung der Tonaufzeichnung findet vorzugsweise durch En.tmagnetisierung
des Tonträgers statt, der unmittelbar anschließend während ein und derselben Bewegung
des Tonträgers eine neue Tonaufzeichnung folgt. Zu diesem Zweck bewegt sich der
.Tonträger an einem ersten für die Entmagnetis,ierung vorgesehenen Löschspalt und
an einem zweiten Aufzeichnungsspalt vorbei.
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Bei der Tonwiedergabe, die während einer anderen Bewegungsphase stattfindet,
kann vorzugsweise der Aufzeichnungsspalt verwendet werden. Durch die den Tonwellen
entsprechenden magnetischen Feldänderungen wird dann in einer Wicklung auf dem den
Aufzeichnungsspalt bildenden Magnetkern eine tonfrequente Spannung induziert.
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Bei den bekannten Magnetto:nköpfen ist zur Einsparung von Gewicht,
Material und hauptsächlich Platzbedarf schon versucht worden, einen dreischenkligen
Eisenkern zu verwenden, wobei der Löschspalt zwischen einem äußeren und dem mittleren
Schenkel und der Aufzeichnungsspalt zwischen dem anderen äußeren und dem mittleren
Schenkel
gebildet ist. Ein, weiterer Vorteil dieser bekannten Tonköpfe ist bei Verwendung
von hochfrequentem Wechselstrom zur Entmagnetisierung vorhanden, was gewöhnlich
der Fall ist, weil dann dasselbe Hochfrequenzmagnetfeld leicht so verzweigt werden
kann, daß es auch zur Vormagnetisierung des Tonträgers während der Tonaufzeichnung
benutzbar ist. Zur Vermeidung von Verzerrungen zufolge Hysteresiserscheinung der
Magnetisierungskurve wird dem tonfrequenten Magnetfeld bei der Aufzeichung bekanntlich
mit Vorteil ein durch einen Wechselstrom erzeugtes Feld überlagert, dessen Frequenz
wesentlich oberhalb der Hörgrenze des menschlichen Ohres liegt.
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Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt. Dabei enthält der eine Schenkel
die Wicklung für den Tonfrequenzstrom, während der andere Schenkel eine Wicklung
für den Hochfrequenzstrorn trägt, die im Löschspalt ein wesentlich stärkeres Magnetfeld
als im Aufzeichnungsspalt erzeugt.
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Eine Abänderung dieser Vorrichtung ist auch bekannt, bei der dieWicklung
für denTonfrequenzstrom auf dem einen Joch und die Wicklung für den Hochfrequenzstrom
auf dem anderen Joch des dreischenkligen Kernes angeordnet sind. Auch bei dieser
Vorrichtung wird ein stärkeres iMagnetfeld im Löschspalt und ein schwächeres Magnetfeld
im Aufzeichnungsspalt erzeugt.
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DerTon,kopf für die Aufzeichnung und derjenige für die Wiedergabe
sind aus praktischen Gründen mit dem Verstärker, dem Mikrophon, dem Lautsprecher,
dem Antriebsmotor für den Tonträger, dem Netztransformator für die Speisespannungen
usw. in, eine Baueinheit z.usamrnengeha,ut. Diese Teile jedoch, besonders der Motor
und der Netztransformator, verursachen magnetische Streufelder, die selbst bei bester
magnetischer Abschirmung nicht vollständig an einem Eintreten in. den Eisenkern
des Tonkopfes verhindert werden können. Diese Streufelder können während der Tonaufzeichnung
eine Erhöhung dies Störpegels bewirken, die aber praktisch nicht nennenswert ist;
bei der Wiedergabe hingegen. verursachen die in die Wiedergabewicklung hineinstreuenden
Störfelder unter Umständen im Lautsprecher oder anderen Wiedergabemitteln starke
Netzbrumm- und Motorgeräusche. Die Vorrichtung ist also für Störfelder sehr empfindlich,
wenn für den Tonfrequenzstrom nur eine einzige Spule vorgesehen ist, so daß die
von den Störfeldern erzeugten Ströme nicht ausgeglichen werden können.
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ZurVermeidung des Nachteils hat man den Aufzeichnungs- und Wiedergabekern
mit einer weiteren Wicklung versehen, die wie die Aufzeichnungs-und Wiedergabewicklung
ausgebildet und mit dieser derart verbunden ist, daß ein externes, homogenes Magnetfeld
in beiden Wicklungen, entgegengesetzte und sich daher gegenseitig aufhebende Störspannungen
induziert. Nach einer bekannten Vorrichtung bringt man entweder die Gesamtwicklung
in zwei gleichen Teilen auf die beiden Joche eines dreischenkligen Kernes auf, oder
man verwendet einen Kern mit sechs Schenkeln und bringt zwei gleich große Spulen
in der entsprechenden Schaltung auf die beiden Mittelschenkel auf.
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Die Erfindung behebt diese Nachteile der bekannten. Tonköpfe, die
einen dreischenkligen Kern mit einem Löschspalt und einem Spalt für Aufzeichnung
bzw. Wiedergabe (Sprechspalt') enthalten, wobei am Sprechspalt ein schwaches Hochfrequenzfeld
und am Löschspalt ein wesentlich stärkeres Hochfrequenzfeld vorhanden ist. Nach
der Erfindung ist die Sprechwicklung in an sich bekannter Weise in zwei gleiche
hintereinandergeschaltete und mit Bezug auf äußere Störfelder gegensinnig gewickelte
Spulen unterteilt. Diese Spulen sind auf dem mittleren und einem äußeren Schenkel
des Kernes angeordnet und so an einen Hochfrequenzgenerator angeschlossen, daß am
Sprechspalt ein schwaches Hochfrequenzfeld erzeugt wird, so, daß die Hochfre,quenzfe-lder
beider Wicklungen sich am Löschspalt addieren-, so: diaß dort ein: wesentlich stärkeres.
Hochfrequenzfeld erzeugt wird. In einem Tonkopf nach der Erfindung werden also nur
zwei Spulen verwendet. Trotzdem erhält man eine Vorrichtung, die für äußere Störfelder
unempfindlich ist, bei der die beiden Spulen für Aufzeichnung und Wiedergabe wirksam
sind und bei der durch dieselben Spulen die für die Aufzeichnung und für die Löschung
erforderlichen Hochfrequenzfelder erzeugt werden. Der Tonkopf nach der Erfindung
kann deshalb viel kleiner und billiger ausgeführt werden als die bekannten Tonköpfe.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. i zeigt die Schaltung eines Gerätes mit einem Tonkopf, der einen
dreischenkligen, bewickelten Eisenkern besitzt; Fig.2 zeigt den durch den Aufzeichungsstrom
erregten magnetischen. Kreis; Fig%3 den durch den Entmagnetisierungsstrorn erregten
magnetischen Kreis.
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Ein Eiseidce-rn mit den drei Schenkeln io, ii und 12 besitzt einen
zwischen den Schenkeln io und i i gebildeten Löschspalt 13 zur Entmagne.tisierung
eines in Richtung des Pfeiles 15 bewegten Stahldrahtes 14. und einen zweiten zwischen
den Schenkeln i i und 12 gebildeten Aufzeichnungsspalt 16, der auch zur Tonwiedergabe
dient. Die beiden Schenkel i i und 12 sind je mit einer Wicklung 17 bzw. 18 versehen,
die beide gleich ausgebildet und derart in Reihe geschaltet sind, daß sich ihre
magnetischen Wirkungen für den Tonfrequenzstrom, der über die Klemmen icg und 20
zugeführt wird, unterstützen. Wenn ein äußeres, homogenes Magnetfe@ld auf den Eisenkern
trifft, dann herrscht in den beiden. Schenkeln i i und 12 im wesentlichen der gleiche
vom äußeren Feld herrührende rnxgnetische Fluß, der in den beiden Wicklungen 17
und 18 gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Spannungen induziert, die sich
infolgedessen praktisch gegenseitig aufheben. Weder bei der Aufzeichnung noch bei
der Wiedergabe treten also durch äußere Felder nennenswerte Störspannungen
auf.
Feldänderungen im Sprechspalt 16, die bei der Wiedergabe durch den. bewegten Stahldraht
hervorgerufen werden, haben dagegen ein wechselndes Magnetfeld in den Schenkeln
i i und 12 zur Folge, welches in diesen. Spulen so gerichtet ist, daß sich die induzierten
Spannungen derWicklungen 17 und 18 summieren, wobei die Summenspannung an den Klemmen,
i9 und 20 zur Weiterverstärkung abgenommen werden kann.
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Für die Erzeugung des Entmagnetisierungsfeldes kann die gleiche Wicklung
17 Verwendung finden, indem sie auf die in Fig. i dargestellte Weise über einen
Kopplungskon;densator 25 mit einer Wicklung 21 eines Hochfrequenzoszillators verbunden
ist. Zwecks Schließung des Hochfrequenzstromkreises ist die Wicklung 21 einpolig
geerdet, ebenso die Klemme 20. An der Wicklung 21 ist eine derartige Anzapfung 22
vorhanden, daß zwischen dieser Anzapfung und dem Wicklungsende 23 eine beträchtlich
schwächere Spannung abgenommen werden kann, die über den. Kopplungskondensator 24
und den schon erwähnten Kondensator 25 an die Wicklung i8 angelegt ist. Die zwei
Kondensatoren 2.4 und! 25 besitzen eine genügend kleine Kapazität, so daß der Tonfrequenzstrom
oder die -spannung an den Klemmen i9 und 2o praktisch keinen merkbaren Nebenschluß
erleidet.
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Die magnetischen Flüsse in. den Schenkeln i i und 12 unterstützen
sich, soweit sie vom Tonfrequenzfeld herrühren, und: fließen im wesentlichen wie
in. Fig. 2 durch die punktierte Linie 26 dargestellt. Die durch den Hochfrequenzstrom
erzeugten Flüsse in den Schenkeln. i i und 12 verlaufen gemäß der punktierten Linie
27 (Fig. 3) und schließen. sich durch den dritten Schenkel io und den Luftspalt
13 gemäß der Linie 28. Da die beiden Teilflüsse- in. den Schenkeln, i i und 12 verschieden
groß sind, entsprechend den ungleichen Hochfre:quenzspannungen an den Wicklungen
17 und 18 (der Teilfluß im mittleren Schenkel i i ist beträchtlich größer), so herrscht
im Sprechspalt 16 ein magnetisches Feld, das gleich der Differenz der beiden durch
die Spulen; 17 bzw. 18 erzeugten Feldkomponenten ist, während im Löschspalt 43 das
Feld gleich der Summe der beiden Feldkomponenten ist. Dadurch erreicht man also
ein starkes, hochfrequentes Magnetfeld im Löschspalt 13, das für die En.tmagnetisierung
des Stahlbandes benötigt wird, und ein schwächeres, hochfrequentes Magnetfeld im
Sprechspalt 16 für die während der Aufzeichnung notwendige Vormagnetisierung des
Stahlbandes.
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Wie an sich bekannt ist, benutzt man für die Entmagn.etisierung bzw.
für dieVormagnetisierung eine Frequenz, die wesentlich oberhalb der höchsten, hörbaren
Tonfrequenz liegt, beispi,el.sweise zwischen 30 und 50 kHz. Die Bewegungsgeschwindigkeit
des Stahlbandes vor dem Löschspalt 13 ist klein im Vergleich zum schnellen Wechsel
des hochfrequenten Feldes, so daß während der Zeit, da jedes Teilchen des Stahlbandes
den Bereich des Luftspaltes durchwandert, eine große Anzahl Hysteresisschleifen
der Magn,etisierungskurve durchlaufen wird. Je mehr sich ein betrachtetes Teilchen
von der Mitte des Luftspaltes entfernt, um so, schwächer wird das Magnetfeld durch
das Teilchen und nimmt schließlich ganz ab. Dann kann das Stahlband als entmagnetisiert
betrachtet werden. Vollständige En.tmagnetisierung wird zwar nie, mehr möglich sein,
doch sind die bleibenden magnetischen Kräfte so gering, daß sie eine neue Tonaufzeichnung
praktisch nicht beeinträchtigen..
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Bei der beschriebenen Anordnung der Wicklungshälften ist auch mit
einem dreischenkligen. Magnetkern, eine vollständige Kompensation der durch äußere
Magnetfelder induzierten Ströme ermöglicht, so daß äußere Streufelder keinen störenden
Einfluß ausüben, wie das sonst der Fall ist.