DE2315277A1 - Mehrspur-magnetkopfanordnung - Google Patents

Description

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RCA Docket No. : 64,690 Δ O I O Z / /

Convention Date:
March 27, 1972

RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.A,

Mehrspur-Magnetkopfanordnung

Die Erfindung betrifft eine Mehrspur-Magnetkopfanordnung zum Bespielen und Abspielen mehrerer Informationsspuren auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger.

Bei der mehrkanaligen magnetischen Aufzeichnung (Mehrspur-Magneto graphie) ist es wünschenswert, den Abstand zwischen den einzelnen Spuren oder Kanälen möglichst klein zu halten, damit für eine gegebene Informationsmenge möglichst wenig Platz auf dem magnetischen Aufzeichnungsträger oder Speichermedium benötigt wird. Zu diesem Zweck braucht man eine Mehrspur-Wandler- oder -Magnetkopfanordnung von möglichst kompaktem oder gedrängtem Aufbau. Bei bekannten Anordnungen dieser Art führt jedoch der kompr'cte Aufbau zu einem Übersprechen zwischen den verschiedenen kanälen. Dies ist natürlich unerwünscht und kann je nach der beab_ sichtigten Betriebsweise der Magnetkopfanordnung Schwierigkeiten zur Folge haben.

Man bettachte beispielsweise die in Figur 1 gezeigte Mehrspur-Magnetkopfanordnung, die typisch ist für den Stand der Technik. Dabei sind eine Anzahl von Magnetkernen 2 mit je einem Magnetspalt 4 längs eines Leiters 6 angeordnet. Mittels einer Schalteranordnung 8 werden bestimmte der Magnetkerne 2 über die an den

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Leiter 6 beiderseits der einzelnen Magnetkerne angekoppelten Drähte 10 nacheinander mit Signalen angesteuert. Eine solche Anordnung
ist solange brauchbar, wie jeweils immer nur ein Kanal oder eine
Spur bespielt oder abgespielt werden soll oder die gleiche Information auf mehreren verschiedenen Spuren aufgezeichnet wird,
da in diesen Fällen ein etwaiges Übersprechen sich nicht besonders nachteilig auswirkt.

Sollen dagegen in benachbarten Kanälen oder Spuren verschiedene Informationen gleichzeitig getrennt aufgezeichnet bzw» abgespielt werden, so bringt die erforderliche Kompaktheit der Wandleranordnung Schwierigkeiten mit sich, da in diesem Fall ein
nennenswerter Übersprecheffekt nicht zugelassen werden kann. In
dieser Hinsicht ist jedoch die Anordnung nach Figur 1 ungeeignet. Um benachbarte Magnetkerne mit unterschiedlichen Signalen gleichzeitig anzusteuern, muß man nämlich gleichzeitig zwei verschiedene Signale durch die gemeinsamen Anschlußdrahte 10 zwischen den Kernen schicken. Da solche Drähte einen endlichen Widerstand (Impedanz) haben, ergibt sich eine Mischung der beiden Signale und
folglich ein Übersprechen zwischen den Nachbarkanälen. Man kann
zwar dem Übersprechen dadurch abhelfen, daß man Drähte 'mit großem Durchmesser und folglich entsprechend geringerer Impedanz verwendet; jedoch gerät man in diesem Fall hinsichtlich des erforderlichen 'kompakten Aufbaus in Schwierigkeiten. Macht man anderer seits die Drähte so dünn, daß die Kompaktheit erreicht wird, so
erhöht sich ihre Impedanz und entsprechend der unerwünschte Übersprechef f ekt .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei sehr kompaktem Aufbau der Mehrspur-Magnetkopfanordnung das übersprechen zwischen benachbarten Wandlerelementen zu minimalisieren,

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Mehrspur—Magnetkopf anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
durch eine Anzahl von in dichtem Abstand voneinander angeordneten Magnetkreis-Kernelementen aus magnetischem Werkstoff mit ,ie einem Übertragungsspalt, an dessen einem Ende die Signalübertragung" zum bzw. vom Aufzeichnungsträger erfolgt., im Abstand von diesem .3paljb

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ende ein gemeinsames Leiterelement hindurchgeführt ist und daß für jedes Kernelement ein isolierender Signalkoppler vorgesehen ist, der durch eigene Leiter, die beiderseits des betreffenden Kernelements mittels elektrischer Verbindungen an das gemeinsame Leiterelement angeschlossen sind, mit dem Kernelement gekoppelt ist, derart, daß das gemeinsame Leiterelement, die Leiter des Signalkopplers und die elektrischen Verbindungen jeweils eine eigene elektrische Schleife durch lediglich den betreffenden Signalkoppler und das dazugehörige Kernelement bilden.

Dadurch wird erreicht, daß bei äußerst gedrängtem Aufbau gemeinsame ohmsche Verbindungen für das Erregen oder Ansteuern benachbarter Wandlerelemente vermieden werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die oben erörterte Mehrspur-Magnetkopfanordnung gemäß dem Stand der Technik;

Figur 2a und 2b perspektivische Darstellungen von Magnetkern anordnungen gemäß Ausführungsbexspxelen der Erfindungj

Figur 3 eine Grundrißdarstellung einer erfindungsgemäßen Mehr spur-Magnet kopf anordnung! und.

Figur 4 eine perspektivische Darstellung einer für die Magnejb kopfanordnung geeigneten Signalkoppleranordnung".

Figur 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Magnetkernanordnung für eine Mehrspur-Magnetkopfanordnung 3· Die Magnetkopfanordnung 3 besteht aus einer Anzahl von einzelnen Kernelementen 5 in Form von je zwei dicht beieinander angeordneten Magnetkernen, wobei die einzelnen Kernelemente 5 so nebeneinander angeordnet sind, daß eine Reihe von getrennten Signalübertragungsspalten 7 gebildet wird, wie in Figur 2a gezeigt. Jedes der Kernelemente ist von einer Öffnung 9 durchsetzt, durch die ein Leiterelement hindurchgeführt werden kann, wie noch erläutert wird. Die Kernelemente 5 sind als Erhebungen eines gemeinsamen Stückes 11 aus magnetischem Werkstoff ausgebildet. Für die Kernelemente 5 des Stückes 11 kann irgendein geeigneter magnetischer Werkstoff wie

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Ferrit, Alfecon, Sendust verwendet werden.

Figur 2b zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer geeigneten Kernanordnung. Die Kernelemente 12 mit den Signalübertragungsspalten 14 sind räumlich in der gleichen Weise angeordnet wie in Figur 2a, jedoch getrennt auf einer gemeinsamen Unterlage l6 aus nichtmagnetischem Werkstoff befestigt, beispielsweise festgeklebt. Die Kernelemente 12 sind vorzugsweise in im xvesentlichen paralleler Ausrichtung nebeneinander in der in Figur 2b gezeigten Weise so angeordnet, daß sie mit ihrer Oberfläche 18 den magnetischen Aufzeichnungsträger (nicht gezeigt) erfassen. Wiederum kann für die Kernelemente 12 irgendein geeigneter magnetischer Werkstoff wie Ferrit, Alfecon, Sendust verwendet werden.;

Jedes der Kernelemente 12 in Figur 2b ist dicht beim Über— tragungsspalt 14 von einer mit diesem in Verbindung stehenden Öffnung 20 durchsetzt. Ein vorzugsweise durchgehendes Leiterelement 22^s, beispielsweise ein Draht, ist durch sämtliche Öffnungen 20 der Kernelemente 12 hindurchgeführt.

Der Aufbau und die Herstellung von Magnetkernelementen von der in Figur 2a und 2b gezeigten Art sindim einzelnen in der USA-Patentschrift 3 544 982 beschrieben.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrspur-Magnetkopfanordnung mit mehreren Kernelementen. In Figur 3 sind mehrere Magnetkopf-Kernelemente 30 im wesentlichen parallel zueinander längs einer imaginären Achse 32 durch die entsprechenden Signalübertragungsspalte 34 angeordnet. Die einzelnen Kernelemente 30 gehören jeweils zu eigenen Kanälen N bis N + 5 für das Bespielen und Abspielen von getrennten Signalspuren eines magnetischen Aufzeichnungsträgers (nicht gezeigt). ,

Für jedes Kernelement 30 der Kanäle N bis N + 5 ist ein eigener isolierender Signalkoppler 36 vorgesehen. Der Signalkoppler 36 dient dazu, getrennte Signale dem dazugehörigen Kernelement 30 zuzuleiten und von ihm abzuleiten. Der isolierende Signalkoppler 36 kann irgendeine geeignete bekannte Transformator- oder Gegentakt-

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Treiberanordnung sein, die eine zweitaktige Ansteuerung für das das Kernelement 30 durchlaufende Signal bietet.

Zwischen jedem der Kernelemente 30 und dem dazugehörigen Signalkoppler 36 ist ein eigener, getrennter Signalweg vorgesehen. Und zwar ist in der in Figur 2b gezeigten Weise ein gemeinsames Leiterelement in Form z.B. des Drahtes 38 durch sämtliche Kernelemente 30 hindurchgeführt. Der Signalweg für die einzelnen Kernelemente 30 wird durch jeweils ein Paar von weiteren Leitern in Form z.B. der Drähte 40 gebildet, die jeweils beiderseits der Kernelemente 30 an den Stellen 42-48 mit dem gemeinsamen. Leiterelement oder Draht 38 verbunden sind. Dies ergi.b/t einen eigenen Leitungsweg zwischen jedem der Kernelemente 30 und dem betreffenden Signalkoppler 36. Die individuellen Signalwege für die einzelnen Kernelemente 30 zur Aufzeichnung und Wiedergabe sind durch die Pfeile 49 bis 54 angedeutet, die den einzelnen Kanälen N bis N + 5 entsprechen. Beispielsweise fließt bei der Aufzeichnung im Kanal Ii + 2 der Strom durch die betreffende Schleife einschließlich des Teils des gemeinsamen Leiterelements 38 zwischen den Punkten 44 und AS, und es erfolgt durch normale magnetische Trans formation die Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger, wobei das erzeugte Magnetfeld dem Strom in der Schleife für N + 2 und der Anzahl der Windungen in der Schleife für N + 2, die das Kernelement 30 der Schleife N + 2 verkoppeln, proportional ist. Wie in Figur 3 gezeigt, bilden die Schleifen N bis N + 5 eine einzige Windung, bestehend aus den Leiterelementen 38 und 40. Jedoch können die einzelnen Schleifen N bis N + 5 auch jeweils mehrere Windungen umfassen, die das betreffende Kernelement 30 mit dem aszugehörigeη Signalkoppler verkoppeln.

Zwischen den einzelnen Schleifen tritt im wesentlichen kein Übersprechen oder keine Mischung von SisnalstrÖmen auf, da die jeweils benachbarten Schleifen nur einen einzigen Berührungspunkt haben. So hat beispielsweise die Schleife N + 2 nur den einen ?unkt 44 gemeinsam mit der Schleife N + 1 und nur den Punkt 45 gemeinsam mit der Schleife .V. + 3.

V/ie bereits erwähnt, ist dies wichtig, da die verbindenden

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Leiter wie 38 und 40 eine erhebliche Impedanz haben. Wird für das Bespielen von benachbarten Kanälen mit getrennten Informationen eine äußerst kompakte Mehrspur-Kopfanordnung gewünscht, so müssen die Leiter extrem klein in der Querschnittsfläche sein, so daß ihre Eigenimpedanz ziemlich groß ist. Da bei-der erfindungjs gemäßen Anordnung in einem gegebenen Leiter keine Signale verschiedener Kanäle zusammentreffen und sich vermischen können, ist bei minimalem Übersprechen zwischen den Kanälen ein äußerst gedrängter Aufbau möglich.

Figur 4 zeigt eine Mehrspur-Magnetkopf anordnung 56 von der an Hand der Figuren 2a, 2b und 3 erläuterten Art. In Figur 4 sind zu Erläuterungszwecken nur zwei Kanäle N und N + 1 gezeigt; jedoch können in der Praxis hundert oder mehr solche Kanäle in gleicher Weise vorgesehen sein. In Figur 4 ist der Signalkoppler für die einzelnen Kernelemente 58 ein Transformator 60. Jeder Transformator 60 hat einen Kern 62 aus magnetischem Werkstoff. Wie gezeigt, haben die Kerne 62 der Transformatoren die Form von Ringkernen. Jeder Ringkern 62 ist mit einer ersten Wicklung 64 bewickelt. Die Wicklung 64 besteht vorzugsweise aus mehreren Windungen und hat Anschlüsse 66 für die Signalübertragung zwischen dem betreffenden Kernelement und der Aufnahme/Wiedergabeschaltung (nicht gezeigt). Die zweite Wicklung 68 für jeden Kanal besteht aus einer einzigen Windung, die den Ringkern 62 durchsetzt und mit dem entsprechenden Kopf kern 58 verkoppelt. Die Wicklungen sind jeweils beiderseits des entsprechenden Kopfkerns 58 an den gemeinsamen Leiter 70, der sämtliche Kopfkerne 5,8 durchsetzt, wie gezeigt, angeschlossen. Das Windungsverhältnis für die Wicklungen 64 und 68 kann nach Belieben so gewählt werden, daß sich die gewünschte Aufwärts- oder Abwärtstransformation der übertragenen Signale ergibt.

Unter Anwendung der erfindungsgemäßen Prinzipien wurden Mehrspur-Magnetwandleranordnungen mit IOC Kanälen mit einer FaIckung von 80 Spuren pro 2,54 cm hergestellt, obwohl auch 100 bis 200 Spuren pro 2,54 cm möglich sind. Die Wandleranordnungen, wurden auf lineare Packungsdichten von 12 000 bis 40-QOO 3its pro 2,54 cm bei 1 bis. 3 Megabits pro Sekunde und Bandgeschwindigkeiten im

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Bereich von 102 - 305 cm/see (40 - 120 Zoll/sec) getestet. Tests auf Übersprechen (unter statischen und Aufnahme/Wiedergabebedingungen) zwischen benachbarten und übernächsten Spuren bei Verwendung von Ringkern-Transformatoren für die Signalkopplung ergaben Vierte von beispielsweise 7 db unter der Rausch-Schwelle. Die Tests ergaben, daß. ein Übersprechen, wenn überhaupt, nahezu ausschließlich zwischen den Ringkern-Koppeltransformatoren und nur bei den höchsten verwendeten Aussteuerungspegeln und Frequenzen auftritt. Weitere Verbesserungen hinsichtlich des Übersprechens lassen sich durch Optimalisierung der Aufzeichnungsströme und durch Transformatorabschirmung erzielen.

Es wurden extrem kompakte Wandleranordnungen in erfindungsgemäßer Ausbildung angefertigt. So ergab sich beispielsweise für die Abmessung A (Figur 4) der einzelnen Kopfkerne 58 mit Spalt eine Spurbreite von 0,170 mm (0,007 Zoll) bei einem Spurabstand B von 0,127 mm (0,005 Zoll). Für die Leiterelemente 68 und 70 wurde beispielsweise Draht mit einem Durchmesser von nur 0,09 mm (0,0035 Zoll) verwendet.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   \lX Mehrspur-Magnetkopfanordnung zum Bespielen und Abspielen mehrerer Informationsspuren auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Anzahl von in dichtem Abstand voneinander angeordneten Magnetkreis-Kernelementen (30) aus magnetischem Werkstoff mi,t je einem Übertragungsspalt, an dessen einem Ende die Signalübertragung zum bzw. vom Aufzeichnungsträger erfolgt, im Abstand von diesem Spaltende ein gemeinsames Leiterelement (38) hindurchgeführt ist und daß für jedes Kernelement (30) ein isolierender Signalkoppler (-36) vorgesehen ist, der durch eigene Leiter (40), die beiderseits des betreffenden Kernelements mittels elektrischer Verbindungen (42 - 48) an das gemeinsame Leiterelement (38) angeschlossen sind, mit dem Kernelement (30) gekoppelt ist, derart, daß' das gemeinsame Leiterelement (38), die Leiter (40) des Signal kopplers (36) und die elektrischen Verbindungen (42 - 48) jeweils eine eigene elektrische Schleife durch lediglich den betreffenden Signalkoppler und das dazugehörige Kernelement bilden.
2. 2. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der Signalkoppler.einen Trans formator mit einer ersten Wicklung (64) mit mehreren lbindungen und einer zweiten Wicklung (68), die durch die geschlossene Schleife mit dem gemeinsamen Leiterelement und den eigenen Leitern gebildet wird, enthält (Figur 4).
3. 3. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r ch gekennzeichnet, . daß die Kernelemente (30) im wesentlichen symmetrisch längs einer gegebenen Achse (32) angeordnet sind und daß die Signalkoppler (36) für die aufeinanderfolgenden Kernelemente jeweils abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seite dieser Achse angeordnet sind.

   4· Magnetkopfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3/ dadurch gekennzeichnet, . daß die einzelnen

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   Kernelemente jeweils in unmittelbarer Nähe des Übertragungsspaltes von einer Öffnung durchsetzt sind, durch die das gemeinsame Leiterelement geführt ist, derart, daß es mit den eigenen Leitern der Sxgnalkoppler jeweils getrennte geschlossene Einwindungs-Signalschleifen für die einzelnen Kernelemente bildet.

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