DEP0048425DA - Tonträger für magnetische Tonaufzeichnungen - Google Patents

Description

Bei der magnetischen Tonaufzeichnung werden entweder homogene Tonträger, z.B. Stahldrähte, benutzt oder solche, die pulverisierte, magnetisierbare Substanzen mit oder ohne Bindemittel enthalten und Band- oder Plattenform haben. Dabei können die Tonträger entweder durchgehend aus dem magnetisierbaren Material bestehen, oder einen nichtmagnetisierbaren Träger enthalten, auf dem die magnetisierbare Schicht aufgetragen ist.

Es ist bekannt, zum Bespielen derartiger Tonträger Magnetköpfe zu benutzen, die in ihrem prinzipiellen Aufbau gewöhnlich aus einem Eisenkern mit Spule bestehen und mit einem Luftspalt versehen sind, in dem sich das zur Aufzeichnung benutzte magnetische Feld ausbildet. Es sind nun verschiedene Untersuchungen angestellt worden über die günstigsten magnetischen Eigenschaften des Tonträgers in Beziehung zur Dicke der Schicht, so ist insbesondere für Magnetogrammträger mit pulverisierter, magnetisierbarer Schicht und Hochfrequenz-Vormagnetisierung eine Beziehung zwischen der Dicke der magnetischen Schicht und ihrer Permeabilität abgeleitet worden. Es sind ferner Überlegungen angestellt worden über die günstigste Breite des Luftspaltes mit Beziehung auf den aufzuzeichnenden Frequenzbereich. Alle diese Überlegungen geben jedoch keinen endgültigen Hinweis über die günstigste Dimensionierung der Spaltbreite des Magnetkopfes bei Verwendung bestimmter Schichtdicken des Tonträgers.

Betrachtet man die in der Nähe des Luftspaltes eines Mangetkopfes auftretenden Feldverhältnisse näher, so ergibt sich folgendes Bild:

Der Kern oder die Polschuhe des Kopfes bestehen meist aus lamelliertem oder gepressten Hochfrequenzeisen, das eine große magnetische Leitfähigkeit bei geringen Verlusten hat. Der Kern ist häufig aus zwei Teilen zusammengesetzt, die durch den Arbeitsluftspalt und einen gewöhnlich dem Arbeitsspalt gegenüberliegenden Entmagnetisierungsluftspalt getrennt sind. Sprech- und Hörkopf haben dabei einander ähnliche Abmessungen. Infolge der Hochfrequenz-Vormagnetisierung erfolgt jedoch eine Tonaufzeichnung nur in einem Teil der Spaltkurve, sodaß die Spaltbreite im Sprechkopf größer gewählt werden kann als beim Hörkopf.

Für den Frequenzumfang der Tonaufzeichung ist das Feld in der Umgebung des Spaltes maßgebend. Figur 1 zeigt das Feldbild eines Spaltes in einem idealleitenden

Kern, bei dem also die Permeabilität unendlich groß ist. Die Feldstärke an der Oberfläche des Kernes ist kleiner als die im Spalt selbst und nimmt in der y-Richtung nach einer bestimmten Funktion ab.

Bringt man die zu magnetisierende Schicht in das Spaltfeld, so lassen sich im wesentlichen zwei Grenzfälle unterscheiden:

1.) Die Schichtdicke ist groß gegenüber der Spaltbreite, dann wird der Spaltfluß vollständig erfaßt und die Verteilung des Flusses H = f (x) in x-Richtung läßt sich durch eine exponentielle Funktion annähern.

2.) Die Tonträgerschicht ist, wie in Figur 2 dargestellt, dünn gegenüber der Spaltbreite, dann liegt eine nahezu rechteckige Spaltkurve der magnetischen Feldstärke in Richtung der x-Achse vor.

In dem zwischen den beiden Grenzfällen liegenden Übergangsgebiet setzt sich die Spaltkurve aus einem rechteckigen und einem exponentiellen Teil zusammen, wobei der Steilheitsfaktor des exponentiellen Teiles von dem Verhältnis der Schichtdicke zur Spaltbreite abhängt.

Eien gute Analogie bietet sich auch hier in den Spaltfunktionen, die unter Berücksichtigung des Diffusionslichthofes für den Filmfrequenzgang bei dem Intensitätsverfahren des Tonfilms berechnet wurden.

Auf Grund dieser Darstellung hat es bei einem gegebenen <Nicht lesbar> -Wert

keinen Zweck, eine bestimmte Spaltbreite zu unterschreiten. Da bei dem magnetischen Verfahren (Alpha) von der Schichtdicke abhängig ist, gibt es für jede Spaltbreite eine günstigste Schichtdicke und umgekehrt.

Erfindungsgemäß ist für eine gegebene Spaltbreite die Schichtdicke dann am günstigsten, wenn, bis auf einen kleinen Rest alle Kraftlinien, die aus dem Spalt austreten, erfaßt werden. Dies ergibt sich aus der Beziehung für den Kraftfluß , wobei B die Induktion, s die Spaltbreite, z die Breite des Tonträgers bzw. der Spur und e die Basis des natürlichen Logarithmus ist. Befindet sich über dem Spalt ein Tonträger der Permeabilität (My) mit der Schichtdicke d, so verlaufen in ihm (My) mal mehr Kraftlinien. Daraus ergibt sich also ein allgemeiner, näherungsweiser Zusammenhang, der gemäß der Erfindung zweckmäßig innerhalb gewisser Grenzen einzuhalten ist: Spaltbreite <Formel>, wenn z.B. 70% der Kraftlinien erfaßt werden sollen, da in diesem Falle y(sub)1 = 1,2 s ist.

Sollen mehr Kraftlinien erfaßt werden, dann wird der Faktor y(sub)1 entsprechend der obigen Beziehung grösser gewählt.

Daß zwischen den beiden Grenzfällen eine günstige Dimensionierung liegt, läßt sich auch aus folgender Überlegung erkennen. Bei einer zu kleinen Spaltbreite erfaßt das Spaltfeld nicht die gesamte Schichtdicke, sodaß sich die Verluste besonders bei den tiefen Frequenzen bemerkbar machen. Bei einer zu großen Spaltbreite dagegen wird infolge der Spaltfunktion die Frequenzabhängigkeit der hohen Fequenzen ungünstig.

Der erfindungsgemäße Zusammenhang zwischen Schichtdicke und Spaltbreite ist besonders dort von Interesse, wo es sich um Schichten handelt, die auf einer unmagnetischen Trägersubstanz aufgetragen sind, wie z.B. bei einem Magnetofonband oder einer Magnetofonplatte, die auf einer Basis aus Papier oder Kunststoff den magnetisierbaren Stoff trägt.

Die Bemessung spielt auch in den Fällen eine Rolle, in denen eine Tonaufzeichnung auf einen Tonträger von beiden Seiten her erfolgen soll, ohne daß die beiden einander gegenüberliegenden Aufzeichnungen sich beeinflussen. Dies ist z.B. bei der Herstellung von Magnettonplatten für Plattenspieler wichtig.

Da durch die angegebene Beziehung das Verhältnis von Spaltbreite und Schichtdicke, aber nicht die absolute Größe festgelegt wird, ist es noch möglich, beide Dimensionen gleichzeitig kleiner oder größer zu wählen. Hier ist es zur Verkleinerung der Entmagnetisierungsverluste zweckmäßig beide Abmessungen, die Schichtdicke und die Spaltbreite, möglichst klein zu halten.

Da die Entmagnetisierungsverluste hauptsächlich von der Form der bie der Aufzeichnung entstehenden Magnete abhängen, die durch Länge und Querschnitt bestimmt ist, läßt sich durch Einhaltung möglichst kleiner Werte eine Herabsetzung der Entmagnetisierungsverluste erreichen. Diese Maßnahme ermöglicht es ferner, auch zu kleinen Spurbreiten zu kommen, was wieder bei der Unterbringung einer möglichst langen Tonspur z.B. auf einer Magnettonplatte von Vorteil ist. Die Permeabilität des Materials wird dabei zweckmäßig möglichst groß gewählt, da sich hierdurch günstige Werte erreichen lassen.

Claims (3)

1. Tonträger für Magnettonaufzeichnungen, insbesondere aus pulverisiertem Material, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer maximalen Wiedergabespannung die magnetisch wirksame Schichtdicke des Tonträgers entsprechend der Beziehung <Formel> gewählt wird.

2. Tonträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verkleinerung der Entmagnetisierungsverluste die Schichtdicke und die Spaltbreite möglichst kleine sind.

3. Tonträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeabilität möglichst groß ist.