DE1474367C3 - Magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für digitale Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Aufzeichnung- und Wiedergabevorrichtung für digitale Signale, mit einem mit einem magnetischen Aufzeichnungsträger magnetisch koppelbaren, eine Spulenanordnung zur Signalzu- und -abführung aufweisenden Aufnahme- und Wiedergabemagnetkopf und einer Antriebseinrichtung zur stufenweisen Weiterbewegung des Aufzeichnungsträgers um den aufgezeichneten Informationsbits entsprechende Längeneinheiten.

Auf dem Gebiet der digitalen Informationsaufzeichnung besteht ein Bedürfnis für einfache, jedoch zuverlässige magnetische Aufzeichnungsgeräte, mit denen die Aufzeichnung und Wiedergabe im intermittierenden Betrieb durchführbar ist, ähnlich den Lochstanzern und -abtastern, wie sie etwa in Fernschreibgeräten mit automatischer Ausdruckmöglichkeit zur Anwendung kommen. Dieses Bedürfnis wurde bisher" teilweise befriedigt "durch statische Magnetflußabtasteinrichtungen, die den Magnetfluß auf einem stationären oder langsam bewegten magnetischen Aufzeichnungsträger in eine entsprechende Spannung übersetzen. In solchen Einrichtungen variiert man den magnetischen Widerstand in einem oder mehreren Magnetkreiszweigen der Magnetkopfstruktur z. B. in der Weise, daß ein elektrischer Wechselstrom an eine Erregerspule angelegt wird und das dadurch entstehende amplitudenmodulierte Wechselstromsignal auf eine entsprechende angekoppelte Lesespule übertragen wird. Die Trägerkomponente des übertragenen Signals beruht auf dem abwechselnden Sperren und Entsperren des Magnetkreiszweiges durch das Wechselstromsignal der daran angekoppelten Erregerspule, während die Amplitudenmodulation des Signals ausschließlich durch die im Spaltbereich des Magnetkreiszweiges herrschenden statischen Magnetflußverhältnisse des Aufzeichnungsträgers bestimmt ist. Es handelt sich bei diesen Einrichtungen also um flußempfindliche Abtasteinrichtungen, die proportional auf den statischen Magnetfluß des Aufzeichnungsträgers ansprechen, im Gegensatz zu den weitaus gebräuchlicheren dynamischen Abtasteinrichtun-

gen, die auf die Größe von Magnetflußänderungen ansprechen.

Derartige flußempfindliche Abtasteinrichtungen sind zwar durchaus geeignet für die meisten Anwendüngen der Abtastung stufenweise bewegter magnetischer Aufzeichnungsträger; sie erfordern jedoch zusätzliche Wechselstromquellen, zusätzliche Erregerspulcnanordnungen und zusätzliche Modulationsschaltkreise, diellie Kosten für eine derartige Einrichtung wesentlich erhöhen. Ferner ist eine flußempfindliche Abtasteinrichtung im allgemeinen nur für die Abtastung verwendbar, jedoch nicht zur Aufzeichnung. Nach dem Anlegen eines Schreibsignals großer Amplitudc an den flußempfindlichen Magnetkopf verbleibt nämlich ein gewisser Restmagnetismus im Magnetkopf, der sich auf das abwechselnde Sperren und Entsperren durch das Erregerspulensignal störend bemerkbar macht, wodurch die Wirksamkeit des Magnetkopfes als Abtasteinrichtung herabgesetzt wird.

Bei einer magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der· eingangs genannten Art (deutsche Patentanmeldung 11972IX b/43a, ausgelegt am 29.7. 1954) erfolgt die Abtastung der magnetischen Aufzeichnungen jeweils während des Stillstandes des Aufzeichnungsträgers; es wird hierzu eine auf einer umlaufenden Äbfühltrommel angeordnete Abführmagnetspule an der betreffenden Stelle des Auf-Zeichnungsträgers vorbeibewegt, und das dadurch in der Spule induzierte elektrische Signal wird ausgewertet. Für eine einwandfreie Abtastung ist es dabei erforderlich, daß in der Stillstandsphase des Auf-Zeichnungsträgers der abzutastende Informationsabschnitt genau relativ zum Magnetkopf positioniert ist, was mittels am Rand des streifenförmigen Auf-Zeichnungsträgers vorgesehener Perforationen erfolgt. Die Abtastung durch die bewegte Magnetspule ist mechanisch relativ aufwendig. Die Abtastgeschwindigkeit ist gewissen Beschränkungen dadurch unterworren, daß die Abtastung während des Stillstandes des Aufzeichnungsträgers erfolgt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine zuverlässige Abtastung des Aufzeichnungsträgers im intermittierenden Betrieb ohne die Notwendigkeit einer Bewegung des Magnetkopfes in einfacher Weise gestattet. ·

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Magnetkopf mit mehreren Stegen versehen ist, die eine Mehrzahl von verschiedenen Magnetkreiswegen bilden, die entlang dem Aufzeichnungsträger in Bruchteilen der genannten Längeneinheit voneinander entfernt angeordnet sind, derart, daß während der Bewegung eines auf dem Aufzeichnungsträger befindlichen Magnetpols durch den durch die Magnetkreiswcgc bestimmten Bereich unabhängig von der zu Beginn der Bewegung vorliegenden Anfangslage des Magnetpols eine unterscheidbare Magnetflußänderung in wenigstens einem der Magnetkreiswege stattfindet.

Bei der Erfindung wird die zur Erzeugung des Abtastsignals ausgenutzte Magnetflußänderung durch die schrittweise Bewegung des Aufzeichnungsträgers selbst bewirkt, während der Magnetkopf in Ruhe bleibt. Bei Verwendung der Vorrichtung zum Aufzeichnen von Signalen ist ein dabei entstehender remanenter Magnetismus für einen nachfolgenden Abtastvorgang unschädlich, da er lediglich eine Gleichstromverschiebung des erhaltenen Abtastsignals bewirkt. Die Erfindung ist vorzugsweise für solche Schreibweisen anwendbar, bei denen eine Magnetflußänderung stets in einer Umkehr der Magnetisierungsrichtung von dem einen gesättigten Zustand in den anderen besteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. E zeigt

Fig. 1 schematisch eine Perspektivansicht einer magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung,

Fig. 2 ein Diagramm, das die Ortsverschiebung und die Geschwindigkeit eines eine Magnetflußumkehr aufweisenden Punktes des Aufzeichnungsträgers in Abhängigkeit von der Zeit darstellt,

F i g. 3 bis 6 Ansichten der in dem zweispaltigen Magnetkopf hervorgerufenen Magnetflußwirkungen, während der eine Magnetflußumkehr aufweisende Punkt unter Ausführung eines Bewegungsschrittes an den Magnetspalten vorbeiläuft, wobei in jeder Figur von einer anderen Ausgangslage des Flußumkehrpunktes bezüglich der Spalte ausgegangen wird,

Fi g. 7 bis 10 die Änderung des Magnetflusses im Magnetkopf in Abhängigkeit von der Zeit während der in Fig. 3 bis 6 dargestellten Bewegungsabläufe und

F i g. 11 den Wellenzug des Ausgangssignals bei kontinuierlicher Fortbewegung des Aufzeichnungsträgers.

Gemäß F i g. 1 ist ein vorzugsweise mit einem Oxid beschichteter Aufzeichnungsträger 1 relativ zu einem zweispaltigen Magnetkopf 2, der zum Schreiben und Ablesen von magnetischen Aufzeichnungen dient, intermittierend bewegbar. Der Magnetkopf 2 setzt sich zusammen aus den magnetischen Seitenstegen 4 und S und einem magnetischen Mittelsteg 3, die alle vorzugsweise aus einer Eisen-Nickel-Legierung hergestellt sind. Diese sind untereinander verbunden durch die magnetischen Verbindungsstege 6 und 7, wodurch diskrete Magnetkreise Zustandekommen, die in zwei nichtmagnetischen Spalten enden. Die Spalte sind voneinander etwa um ein Viertel der Länge eines auf dem Band befindlichen Informations-Intervalls entfernt. Wicklungen 8 und 9 auf den entsprechenden Seitenstegen 4 und 5 sind gleichsinnig in einer Reihenschaltung mit der Lese- und Schreibeinheit 10 verbunden, die bezüglich der Wicklungen für eine Signalverarbeitung in beiden Richtungen ausgelegt ist, um Aufzeichnungen auf das Band aufzuschreiben oder vom Band gelesene Aufzeichnungen wiederzugeben.

Das Band 1 wird durch ein Antriebssystem 11 fortbewegt, von dem im folgenden nur die für eine intermittierende Bewegung vorgesehenen Teile beschrieben werden. Die intermittierende Antriebsvorrichtung 12 ist mit einer Antriebshaspel 16 verbunden, die schrittweise durch bestimmte Winkelinkremente rotiert. Ein um die Achse 18 drehbarer Kipphebel 17 ermöglicht das selektive Andrücken der Andruckrolle 20 gegen die Antriebshaspel 16, wodurch der intermittierende Bandantrieb herbeigeführt wird.

Bei jedem Schritt der intermittierenden Antriebseinheit 12 dreht sich die Antriebshaspel 16 um einen kleinen Bruchteil einer Umdrehung derart, daß der Aufzeichnungsträger einen Weg von 0,12 mm nach rechts bewegt wird; dies ist gerade die für das vorliegende Ausführungsbeispiel gewählte Längenein-

heit, die einem einzelnen auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Bit entspricht. Infolgedessen sollte die Distanz zwischen den beiden Luftspalten im Magnetkopf, d. h. die Breite des Mittelsteges 3, etwa ein Viertel dieses Wertes, also etwa 0,03 mm betragen. In den Fi g. 3 bis 6 zeigen die Positionsbilder (a) bis (/) die Lagen eines Punktes der Umkehrung des magnetischen Flusses auf Band 1 relativ zu den Luftspalten des Kopfes 2 beim Durchlaufen des Bandes durch einen Fortschaltschritt. Auf dem Band ist ein binäres Informationsmuster nach dem sogenannten NRZ-Verfahren (nicht-nach-Null-Rückkehr-Schreibweise) aufgezeichnet, d. h., daß das Band während jedes Bit-Intervalls jeweils in den vollen magnetischen Sättigungszustand gebracht wird. Um den Wert eines Bits festzustellen genügt es, eine Zone der Magnetflußumkehr zu ermitteln. In der Darstellungsabfolge der F i g. 3 bis 6 wird die Wirkung untersucht, die eine Magnetfluß-Umkehrzone 61 hervorruft während das Band einen Einheitsschritt fortschreitet.

Die Fig. 7 bis'10 stellen Magnetflußvariationen in Abhängigkeit der Zeit dar, wie sie im Magnetkopf 2 vorkommen, unter Berücksichtigung der in den F i g. 3 bis 6 gezeigten Umstände während eines Bandfortschaltschrittes. Die durch diese Flußänderungen bedingten elektrischen Ströme werden von den Spulen 8 und 9 auf die in der Schalteinheit 10 untergebrachten Lesekreise übertragen (vgl. Fig. 1). Wo wie beispielsweise in den F i g. 7 und 8 die zusammengeführten elektrischen Signale nicht identisch in Koinzidenz liegen mit den in den Abbildungen (a) dargestellten magnetischen Änderungen, sind zusätzliche Abbildungen (b) hinzugefügt worden.

Wie in F i g. 2 dargestellt, ist die für die Bandfortschaltung um eine Einheit benötigte Zeit in sieben gleiche Zeitintervalle unterteilt, die rechts durch die Zeitmarken t_t bis t. begrenzt sind und die auf einen Anfangszeitpunkt i₀ bezogen werden.

Die Flußumkehrzone 61 (vgl. Fig. 3) auf dem Band 1 ist als ideal im Punkt P konzentriert dargestellt und die Augenblickspositionen des Punktes P zu den Zeiten t₀ bis i₇ werden in entsprechender Weise bezeichnet mit X₀ bis X₁ und mit .X₀(P) bis Z₇(P) in F i g. 2 bzw. in F i g. 3 bis 6. In gleicher Weise ist die Augenblicksgeschwindigkeit des Punktes P mit F(P) bezeichnet. Aus der Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Geschwindigkeit V des Punktes P und damit die des Bandes während der ersten Hälfte jedes Schrittes von 0 bis zur Maximalgeschwindigkeit V_max linear ansteigt und dann in der zweiten Hälfte des gleichen Schrittes linear bis zu Null wieder abnimmt. Da die Geschwindigkeit die zeitliche Ableitung der Verschiebung des Punktes P bedeutet, so ist es offensichtlich, daß die Verschiebungen X(P) in der ersten und zweiten Hälfte der Schritte durch entgegengesetzt gekrümmte Parabeln dargestellt werden, wie es in Fi g. 2 gezeigt ist. Die Verschiebungen über die sieben gleichen Zeitintervalle variieren somit exponentiell, d. h., die Verschiebungen des Punktes P im ersten und letzten (siebten) Intervall sind ungefähr gleich Null; die Verschiebungen während des zweiten und sechsten Intervalls betragen jeweils etwa 5% der totalen Schrittweite (D) von 0,12 mm; die ungefähr gleichen Verschiebungen während des dritten und fünften Intervalls betragen je ungefähr 20% der totalen Schrittweite D; die größte Verschiebung während des vierten Intervalls beträgt ungefähr 50% der totalen Schrittweite D.

Um die späteren Ausführungen besser verstehen zu können, erscheint es angebracht, die relativen Abmessungen der Teile des Kopfes in Beziehung zu der 0,12 mm-Schrittweite der Information auf dem Band anzugeben. In dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel sind die Seitenstege 4 und 5 je etwa 6,192 mm breit (das sind etwa 52 Bits), während der Mittelsteg 3 etwa 0,03 mm breit ist (das ist etwa ¹U Bit). Die Spalte zu beiden Seiten des Mittelsteges sind je

ίο etwa 0,00216 mm breit (das ist etwa 9/500 eines Bits).

In F i g. 3 ist die Ausgangslage des Punktes P (Bild a) so gewählt, daß dieser Punkt während eines Bandschrittes an den durch die Überweisungszeichen 62 und 63 markierten Positionen vorbeikommt, die symmetrisch zu beiden Seiten des Mittelsteges 3 liegen; die Entfernung von der Position 62 zur Position 63 beträgt 0,12 mm. In Fig. 4 ist eine Ausgangsposition angenommen, die näher beim linken Spalt liegt. In F i g. 5 befindet sich die Ausgangsposition der magnetischen Flußumkehrung in der Mitte des Mittelsteges 3. In F i g. 6 befindet sich die Ausgangsposition direkt über dem linken Spalt zwischen dem Mittelsteg 3 und dem Seitensteg 4. Wie also der Punkt 61 in jeder der Darstellungsabfolgen von links nach rechts fortschreitet, so werden die daraus resultierenden magnetischen Auswirkungen in bezug auf die Seitenstege und den Mittelsteg einer Betrachtung unterzogen.

Unter Kennzeichnung der magnetischen Wege durch die Stege 4 und 5 als Wege I bzw. II und unter Bezeichnung der Magnetflußrichtung durch den Magnetkopf mittels der Pfeile 70, wird es offenkundig, daß weder in dem Weg I noch in II eine Flußänderung auftritt bis die Zone der Flußänderung bzw. der durch P gekennzeichnete Pol in die unmittelbare Nähe eines der Spalte auf irgendeiner Seite des Mittelsteges 3 kommt. Wenn man die Änderungen des Magnetflusses (Φ) in dem Magnetkopf infolge der bewegten Magnetflußumkehrzone P durch (d ΦI dt) ρ bezeichnet, so bezeichnet man folgerichtig die Flußänderungen in den Wegen I und II durch (d Φ Ildt) ρ bzw. (d Φ ll/dt) p.

Wie aus F i g. 7 ersichtlich ist, treten bei dem in F i g. 3 gezeigten Fortschreiten um ein Inkrement, das ist ein Schritt, zwei voneinander unterscheidbare, positive Stromimpulse gleicher Amplitude auf, während in Fig. 8, wegen der zum linken Spalt näheren Ausgangslage (Bild a; Fig. 4) zwei voneinander unterscheidbare Impulse, ungleicher Amplitude und einer insgesamt längeren Zeitdauer auftreten. Der Grund für diese längere Dauer ist darin zu suchen, daß in der Bildfolge von F i g. 4 die Pole die zwei Spalte mit verschiedenen Geschwindigkeiten passieren. Der zum Weg I benachbarte Spalt wird mit einer Geschwindigkeit durchmessen, die zwischen ¹Ii und ³A der Maximalgeschwindigkeit V_max liegt, wie sie in dem Diagramm V (p) von F i g. 2 gezeigt ist, während der gleiche Pol den zweiten Spalt mit fast der Spitzengeschwindigkeit V_max durchmißt. Es scheint offenkundig zu sein, daß man somit zwei unterscheidbare, jedoch nicht notwendigerweise gleiche Ausgangsimpulse erhält, wenn die Anfangsbedingungen so liegen, wie sie entweder in Bild 3 (α) oder in Bild 4 (a) angenommen wird, wobei der positive Störsignal-Grenzpegel in den Fig. 7 und 8 mit dem Überweisungszeichen 72 gekennzeichnet ist.

Es wird angenommen, daß sich die nächste Magnetflußumkehr auf dem Band genau einen Bit-Abstand (0,12 mm) hniter der Flußumkehr beim Punkt F befindet, und zwar bei einem zweiten Punkt 73, der allgemein mit P' bezeichnet ist. In den Bildern 3 (e) und 3 (/) nimmt der Punkt P' genau die Lage ein, die der Punkt P zu Beginn des Schrittes einnahm (Bild 3 [a]). In den Bildern 4 (e) und 4 (/) nimmt der Punkt P' genau die Anfangsposition des Punktes P ein, während sich der Punkt P aus dem dargestellten Bildbereich bereits hinausbewegt hat.

Wie in Bild 3 (d) gezeigt ist, gehen die Magnetflußlinien 70 vom Punkt P aus, durchsetzen die Wege I und II im Magnetkopf und kehren zum Band zurück an einer nicht gezeigten weiter rechts gelegenen Stelle, die abhängig ist vom Abstand zwischen dem vorangegangenen Flußumkehrpunkt auf dem Band und der Magnetflußumkehr beim Punkt P. Die Flußlinien 75 verzweigen sich auch vom Punkt P ausgehend nach links und, wie in Bild 3 (d) gezeigt ist, durchsetzen, sobald der Punkt P über beide Spalte hinweggelaufen ist, die Wege II und I in einem zu den Flußlinien 70 umgekehrten Richtungssinn, wodurch die Vollständigkeit der Flußumkehr in beiden Wegen angezeigt wird.

Mit einer solchen Vereinbarung der Charakterisierung der Flußverteilung im Magnetkopf werden die in F i g. 4 dargestellten Verhältnisse leicht verständlich sein. Besonderes Augenmerk ist zu richten auf die Lage des Poles in Bild 4 (c) wo die divergenten Flußlinien 70 und 75 den Mittelsteg 3 durchsetzen und sich dann auf die Wege I und II im entgegengesetzten Richtungssinn verzweigen, so daß, obschon die vollständige Flußumkehr im Weg I stattgefunden hat, bislang noch keine Änderung im Weg II zum Zeitpunkt i₃ stattgefunden hat.

In der in F i g. 5 dargestellten extremen Situation befindet sich der Punkt der Flußumkehr P anfänglich in der Mitte über dem mittleren Steg 3 und kann deshalb den Weg I nicht beeinflussen. Es kommt also nur zu einer Variation des Flusses im Weg II während des Zeitintervalles t₂ bis i₃, was die in F i g. 9 gezeigte positive Flußänderung im Weg II zur Folge hat, während es keine korrespondierende Änderung im Weg I gibt. Später, wenn der Punkt P' sich auf den Mittelsteg 3 zubewegt (Bilder 5 [e] und [/]), wird der zur Linken von P' befindliche Flußzweig 81 so umgelenkt, daß zwischen der Zeit I₄ und t₅ eine Flußumkehr im Weg I stattfindet, verbunden mit dem in Fig. 9 gezeigten negativen Ausgangssignal. Es ist wichtig festzuhalten, daß die Spitzen beider Kurven 80 und 82 über den durch die Linien 72 und 84 dargestellten Störgrenzpegel hinausgehen.

Im Bild 6 (a) beginnt der Punkt P seine Wanderung gegenüber dem linken Magnetkopfspalt. Wie durch die Kurvenspitze 91 in Fig. 10 gezeigt, gibt es in diesem Falle nur eine einzige Spitze im Ausgangssignal hervorgerufen durch den Punkt P, die den durch die Linie 72 bezeichneten Störgrenzpegel überschreitet, während die durch den Pol P' hervorgerufene einzige Spitze knapp unterhalb des Störgrenzpegels 84 liegt.

Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß offensichtlich für alle möglichen Ausgangslagen eines magnetischen Pols, der im Begiffe ist, an der Zone der Magnetkopfspalte vorbeizulaufen, die Bandbeschleunigung so groß ist, daß mindestens einer der Spalte und in den meisten Fällen sogar alle beide mit genügender Geschwindigkeit durchlaufen werden, um ein Ausgangssignal in der mit dem entsprechenden Steg verkoppelten Spule zu erzeugen, das über den Störpegel hinausgeht. Es gibt somit keine kritische Anfangslage für einen Pol auf dem Band, für den das Ausgangssignal zweideutig oder unbestimmt wäre.

Das von einem beliebigen einzelnen, in jeder beliebigen Anfangsposition auf dem Band befindlichen Magnetpol erzeugte Ausgangssignal wird entweder

ίο eine oder zwei Spitzen einer vorher bestimmten Polarität aufweisen, die allein durch die Polarität des Pols auf dem Band bestimmt ist. Nachfolgende positive und negative Ausgangssignale treten nur auf, wenn zwei aufeinanderfolgende Pole die Spaltzone während eines Inkrementschrittes des Bandes erreichen.

Mit Hilfe des hier beschriebenen intermittierenden

Bandvorschubs kann man das Band relativ präzise schrittweise fortschalten relativ zu dem Magnetkopf, sobald der Anfang einer gewünschten Informations-

ao aufzeichnung lokalisiert worden ist im Anschluß an einen kontinuierlichen Vorschub über solche Stellen des Bandes hinweg, die ungewünschte Aufzeichnungen oder Zwischenräume enthalten. Die zum Kopfspalt relative Anfangsposition des ersten Pols in der lokalisierten Aufzeichnung und damit aller weiteren Pole innerhalb dieser Aufzeichnung ist etwas unbestimmt wegen der Unsicherheiten in der Freigabe des sich kontinuierlich bewegenden Bandes und der Bandträgheit nach der Freigabe. Demnach ist es möglich, jeden Pol einer Aufzeichnung die Spalte mit der gleichen Anfangsphase durchlaufen zu lassen wie es der Pol P in F i g. 6 tut. Würde im Falle von F i g. 6 der Magnetkopf eine Einzelspaltstruktur aufweisen, beispielsweise nur einen Spalt zwischen den Stegen 3 und 4 haben, so würde man in Fig. 10 keine Ausgangssignalspitze erzielen, die über dem Störpegel liegt, was infolgedessen eine Unbestimmtheit in der Ausgangsinformation zur Folge hätte.

In Fig. 1 1 ist die durch die kontinuierliche Bandbewegung mit einer Geschwindigkeit von 36 cm pro Sekunde (entsprechend 3000 Bits pro Sekunde) bedingte Ausgangssignalform gezeigt unter der Annahme, daß abwechselnd positive und negative Pole im gleichmäßigen Abstand von 0,12 mm entlang des Bandes angeordnet sind; aus dieser Darstellung ist zu ersehen, daß bei kontinuierlicher Bandbewegung das Ausgangssignal demjenigen ähnlich ist, das man erhält bei intermittierender Bandbewegung mit einer Anfangsphasenlage entsprechend der Darstellung in Bild 3 (a).

Das Schreiben von Information kann durchgeführt werden entweder unter Anwendung des intermittierenden oder kontinuierlichen Bandvorschubs und unter Anwendung von mit der Bandbewegung synchronisierten Ausgangssignalen unter Zugrundelegung der in F i g. 1 eingezeichneten relativen Polaritäten bezüglich der Eingangsklemmen 100, 101, 102 der Lese- und Schreibschaltungen 10. Für das Schreiben der Information benutzt man stufenförmige Impulse von der Länge einer Bitzeit und einer Amplitude, die ausreicht zur einheitlichen Sättigung des Bandes über eine Zone, die sich zwischen den zwei Spalten erstreckt. Die Polarität der an die Spulen 8 und 9 angelegten Schreibimpulse wird so gewählt, daß der Magnetfluß in den Wegen I und II (vgl. Fig. 3 bis 6) sich aufeinanderfolgend unterstützt unter Ausbildung eines Weges durch die Stege 4, 6, 7, 5 und die Bandoberlläche. Der Minimaldurchmesser der

409 581/326

Seitenstege 4 und 5 (0,48 mm in der Spaltzone) ist groß im Verhältnis zum kleinsten Durchmesser (0,33 mm) des Mittelsteges 3, so daß der letztere beinahe sofort beim Auftreten einer Polaritätsumkehr des Schreibsignals gesättigt wird und dabei einen vernachlässigbaren Prozentsatz des gesamten mit dem Band verkoppelten Schreibflusses führt. Die zur Sättigung des Bandes in der Spaltzone erforderliche Schreibsignalamplitude wird dadurch minimal klein gehalten. Die Auflösung der Bitgrenzen, d. h. die Konzentration jeder Flußumkehrzone auf dem Band bei oder in der Nähe eines Punktes, ist durch die Dicke des Aufzeichnungsträgers, den Kopf-Band-Abstand und die Spaltbreite, bestimmt. Aufzeichnungen mit sehr zufriedenstellender Grenzauflösung bei der Wiedergabe wurden erzielt mit einer Magnetkopfstruktur, wie sie in den F i g. 1 und 3 bis 6 gezeigt ist, im Zusammenwirken mit einer magnetischen Oxydschicht auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger. Bei diesen Verhältnissen beschränkt sich der gesamte oder nahezu der gesamte Magnetfluß, der vom Kopf zum Band übergeht, auf die engen Bereiche der zum Mittelsteg benachbarten Seitenstege.

Ein nach dem Schreiben im Magnetkopf verbleibender remanenter Magnetismus bedingt lediglich eine Gleichstromverschiebung im Pegel des an die Schaltung 10 abgegebenen Ausgangssignals, die in diesen Schaltungen ohnehin eliminiert wird. In den vorbekannten, statischen, magnetflußempfindlichen Köpfen zerstört ein vom Schreiben zurückbleibender remanenter Magnetismus die beim Lesen erhaltene Form des Ausgangssignals so, daß das sich nach der Demodulation ergebende Signal unbestimmt sein würde, wenn die wegen der entgegengesetzten Flußbedingungen auf dem Band entstehenden Unterschiede im Modulationspegel schon von Anfang an klein waren.

Es ist vorgesehen, als Format für die Aufzeichnung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine als NRZI bekannte Variante der konventionellen NRZ (nicht-nach-Null-Rückkehr) Schreibweise zu verwenden. Bei der üblichen NRZ-Schreibweise wird bei jedem Wechsel des Informationswertes (also entweder von »eins« nach »null« oder von »null« nach »eins«) eine Magnetflußänderung auf dem Band vorgesehen, während bei der NRZI-Schreibweise nur die Bits eines bestimmten Wertes (z. B. »eins«) durch das Vorausgehen einer Magnetflußänderung gekennzeichnet werden. Jedenfalls ist das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung für jede beliebige Art einer nicht-nach-Null-Rückkehr-Schreibweise in gleicher Weise geeignet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für digitale Signale, mit einem mit einem magnetischen Aufzeichnungsträger magnetisch koppelbaren, eine Spulenanordnung zur Signalzu- und -abführung aufweisenden Aufnahme- und Wiedergabemagnetkopf und mit einer Antriebseinrichtung zur stufenweisen Weiterbewegung des Aufzeichnungsträgers um den aufgezeichneten Informationsbits entsprechende Längeneinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf mit mehreren Stegen versehen ist, die eine Mehrzahl von verschiedenen Magnetkreiswegen bilden, die entlang dem Aufzeichnungsträger in Bruchteilen der genannten Längeneinheit voneinander entfernt angeordnet sind, derart, daß während der Bewegung eines auf dem Aufzeichnungsträger befindlichen Magnetpols durch den durch die Magnetkreiswege bestimmten Bereich unabhängig von der zu Beginn der Bewegung vorliegenden Anfangslage des Magnetpols eine unterscheidbare Magnetflußänderung in wenigstens einem der Magnetkreiswege stattfindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkopf zur Bildung der Magnetkreiswege ein Paar verhältnismäßig dicker Seitenstege und einen verhältnismäßig dünnen Mittelsteg aufweist, wobei sich zwischen den nahe der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers befindlichen freien Enden dieser Stege ein Paar schmaler, nicht magnetischer Spalte befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Seitenstegen Spulenwicklungen angebracht sind, die in den Magnetkreiswegen auftretende Magnetflußänderungen aufnehmen und die dabei induzierten elektrischen Signale an einen Leseverstärker weiterleiten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Seitenstegen befindlichen Spulenwicklungen gleichsinnig in Reihe miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüchen bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand jedes der .Seitenstege klein ist im Vergleich zum magnetischen Widerstand des Mittelsteges, derart, daß ein zum Zwecke des Aufzeichnens einer binären Information angelegtes Magnetflußsignal hoher Amplitude im wesentliehen nur in dem durch die zwei Seitenstege definierten Magnetkreis und dem von diesen Enden umrissenen Teilabschnitt des Aufzeichnungsträgers fließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Querschnitt jedes einzelnen Seitensteges groß ist im Vergleich zum kleinsten Querschnitt des Mittelsteges.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Querschnitt jedes Seitensteges etwa 0,5 mm und der des Mittelsteges etwa 0,03 mm beträgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den beiden Luftspalten und dem Mittelsteg gebildete Strecke eine Länge zwischen einem Viertel und der Hälfte eines Bit-Intervalls auf dem Aufzeichnungsträger aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Strecke eine Länge von einem Viertel eines Bit-Intervalls aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines Bit-Intervalls etwa 0,12 mm beträgt und daß der Aufzeichnungsträger in bewegtem Zustand diese Länge in etwa 0,01 Sekunden durchmißt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufzeichnen eines Informationsbits die Seitenstege zur Erzeugung eines zur magnetischen Sättigung des betreffenden Aufzeichnungsträgerabschnittes ausreichenden Magnetflusses gemeinsam wirksam werden und daß sie beim Lesen zur Erzeugung zumindest eines unterscheidbaren Ausgangssignals für jeden auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Magnetpol in unterschiedlicher Weise ansprechen.