DE2923863A1 - Magnetowiderstandslesekopf - Google Patents
MagnetowiderstandslesekopfInfo
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Description
2923863 N.V. Philips' 61oeiia;Tipo;i^1Ji:-skcn, Eindhoven
1.1.1979
Magnetoviderstandslesekopf.
Die Erfindung betrifft einen
magnetischen Lesekopf zum Detektieren datendarstellender
Magnetfelder, der ein auf einem Substrat angeordnetes, im
wesentlichen flaches Magnetowiderstandselement aus metalic lischeni ferromagnetischem Werkstoff mit einer Achse
Leichter Magnetisierung in der Ebene des Elements enthält, welches Element an zwei einander gegenüberliegenden Enden
mit Kontakten zur Verbindung mit einer Quelle, die einen Messstrom erzeugt, sowie zur Verbindung mit einem Lese—
Verstärker versehen ist.
Ein derartiger magnetischer
Lesekopf ist aus der Veröffentlichung "The Barberpole, a
linear raagnetoresistive head" in IEEE Transactions on
Magnetics, September 1975, λλο1. Mag. 11, Nr. 5, S. 1215
1217, bekannt.
Die Wirkung des bekannten
Magnetoviderstandslesckopfes basiert auf der Vervendung
eines streifenförmigen Elements aus einem ferroinagnetischen
metallischen Werkstoff mit niedriger Anisotropie vie Ni-Fe,
der mit einem seiner Ränder in unmittelbarer Nähe eines magnetischen Aufzeichnungsmediums oder in Berührung damit
gebracht vird. Das Feld des Auf'zeichnungsmediuins führt;
Änderungen in der Magnetisiei-ung des Elements herbei und
moduliert dessen Widerstand über den sogenannten Magneto-
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1.1.1979 . 2 PHN 9147
widerstandseffekt« Das bedeutet, dass, wenn das Aufzeichnungsmedium
den Kopf passiert, die auf dem Aufzeichnungsmedium vorhandenen datendarstellenden Magnetfelder
das Spinsystem des MagnetowiderstandsaLements drehen
lassen, wodurch sich der elektrische Widerstand ändert. Das Ausgangs signal eines Detektionskrreises, der mit dem
Element verbunden ist, ist dabei eine Funktion der im Aufzeichnungsmedium gespeicherten Daten.
Da die Änderung des elektrischen Widerstands eines Magnetowiderstandselements unter dem
Einfluss eines externen magnetischen Feldes quadratisch ist, ist es üblich, bei der Wiedergabe analoger Signale
die Wirkung des Kopfes durch Linearisierung der Kennliniewidsrstand-Magnetfeld
zu verbessern. Hierzu ist dem Element eine derartige Voreinsteilung zu geben, dass die Magnetisierungsrichtung
bei einem Signalfeld gleich Null einen Winkel von ungefähr 45° mit der Richtung des StiOmdurchgangs
durch das Element bildet.
Bei dem in der erwähnten Veröffentlichung beschriebenen Magnetowiderstandslesekopf ist
dies dadurch verwirklicht, dass die Achse leichter Magnetisierung parallel zur Längsachse des Elements verläuft
und dass Voreinstellmittel in Form von Äquipotentialstreifen
aus gut leitendem Werkstoff vorgesehen sind, die den Stromfluss unter einem Winkel C^ von ungefähr 45° mit
der Längsachse durch das Element zwingen (sogenannte elektrische Voreinstellung). Der bekannte Lesekopf ist
weiterhin mit Mitteln zum Erzeugen eines magnetischen - Hilfsfelds ausgerüstet, dessen Richtung parallel zur Achse
leichter Magnetisierung des Elements verlauft. Mit diesem
axial gerichteten Feld wird dafür gesorgt, dass eine der beiden entgegengesetzten Richtungen, in denen der Magnetisierungsvektor
stehen kann, übervorteilt wird, wodurch das Urnkippen von der einen in die andere Richtung verhindert
wird. Dies würde eine Phasendrehung des Ausgangssignals des Elements über 180° ergeben.
Ein anderes bekanntes Verfahren für eine lineare Wiedergabe basiert auf das Anlegen eines
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1.1.1979 ' >· PHN 9147
magnetischen Hilfsfelds parallel zur Ebene des
Elements und senkrecht zur Achse der leichten Magnetisierung.
Durch das ungefähre Angleichen der Stärke dieses magnetischen Hilfsfelds an die Stärke des sogenannten anisotropen
entmagnetisierenden Felds wird erreicht, dass die Magnetisierungsrichtung bei einem Signalfeld gleich Null
einen ¥inkel von ungefähr 45° mit der Richtung des Stromdurchgangs
durch das Element bildet (sogenannte magnetische Voreinstellung).
Obgleich beide bekannten Verfahren dss Voreinstellens den Zusammenhang zwischen der
Widerstandsänderung und der Stärke des Signalfelds in erster Annäherung linear machen, wird bei der praktischen
Anwendung als Nachteil empfunden, dass der Geräuschpegel hoch ist. Dieses Modulationsrauschen (Barkhausen-Rauechen)
ist die Folge des Auftetens mehrerer magnetischer Domänen im Magnetowiderstandselement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, einen Lesekopf der eingangs erwähnten Art zu
schaffen, der eine Wiedergabe mit einem guten Signal/ Rauschabstand ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Lesekopf eine elektrische Wicklung enthält,
die in einer negativen Rückkopplungsschleife des Leseverstärkers
angeordnet ist, wobei die elektrische Wicklung derart in bezug auf das Magnetowiderstandselement angeordnet
ist, dass sie, wenn sie ein Strom durchfliesst, ein
Gegenkopplungsfeld erzeugt, das einen Magnetfluss im Element bewirkt, der dem von einem zu detektierenden
Magnetfeld im Element ausgelösten Magnetfluss entgegengesetzt gerichtet ist.
Durch die Anwendung negativer
Rückkopplung in dieser Weise, wobei die Ruckkopp^mg den
ankommenden Signalfluss beeinflusst, wird erreicht, dass die Aussteuerung des Magnetowiderstandselements herabgesetzt
wird, was von einer Verringex'ung des Pegels des
Barkhausen-Rauschens begleitet wird, das mit der Aussteuerung gekoppelt ist. In einem praktischen Fall wurde fest-
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1.1.1979 · ϊ. 97
gestellt, dass durch negative Rückkopplung das Barkhausen-Rauschen
um 10 bis 2O dB herabgesetzt wurde. Hinsichtlich
des ¥iderstandsrauschens durch Temperaturschwankungen kann
der Signal-Rauschabstand ebenfalls verbessert werden, weil
es bei der Verwendung einer Rückkopplung möglich ist, ein optimal empfindliches Magnetowiderstandselement zu
verwenden. Bisher wurden die Magnetowiderstandselemente unempfindlicher gemacht, um die Möglichkeit des Verzerrens
herabzusetzen. Bei der Verwendung einer Rückkopplung kann
10
man gerade ein möglichst empfindliches Magnetowiderstandselement
gebrauchen.
Ein empfindlicheres Element
gibt einen besseren Signalrauschabstand, wobei es die Funktion der Rückkopplung ist, einen kleineren Teil der
Magnetowiderstandskennlinie zu verwenden, wodurch an sich bereits die Verzerrung verringert wird, Ausserdem
wird die Verzerrung, die bei der gleichen Aussteuerung ohne Gegenkopplung vorhanden wäre, noch um den Gegenkoppelfaktor
herabgesetzt.
20
Ein zusätzlicher Vorteil der
Verwendung einer Rückkopplung sowohl bei elektrisch als auch magnetisch voreingestellten Magnetowiderstands—
elementen ist die Konstantz der Verstärkung; diese wird bei einer Gegenkopplung nicht so sehr durch die Empfind-
25
lichkeit des Magnetowiderstandselements oder des Verstärkers, sondern durch das Verhältnis R/P bestimmt,
worin R den Gegenkopplungswiderstand und P einen Faktor darstellt, der die Kopplung zwischen der Gegenkopplungswindung und dem Magnetowiderstandselement bestimmt.
30
Diese Kopplung ist im wesentlichen vom Abstand zwischen der Windung und dem Element abhängig und diese 1st
festgelegt. (Der .Abstand entspricht der Dicke der zwischen dem Magnetowiderstandselement und der Gegenkoppelwindung
angebrachten Isolierschicht. Diese Dicke beträgt z.B. ungefähr 0,3 /um),
Die Verwendung einer Rückkopplung bei magnetisch voreingestellten Magnetowiderstands-
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1.1«1979 ¥ PHN 9147
elementen vom Typ, bei dem eine elektrische Windung zum
Erzeugen des erforderlichen magnetischen Voreinstell— feldes benutzt wird, ist schon besonders einfach, da
diese Windung jetzt ebenfalls dafür verwendet werden kann, den Gegenkopplungsstrom durchzuführen. (Andere
Typen magnetisch voreingestellter Magnetowiderstandselemente
benutzen beispielsweise eine Dauermagnetschicht zum Erzeugen des ^fcreinstellfeldes).
Der Erfindung wird anhand einiger in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher
erläutert, jedoch beschränkt sich die Erfindung nicht auf dieses Beispiel. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Lesekopf mit elektrischer Voreinstellung nach der Erfindung,
wobei das Gegenkopplungsfeld durch einen Wechselstrom
erz eugt wi rd,
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Änderung des Widerstands R eines
nicht-magnetisch voreingestellten Magnetowiderstandselements
als Funktion eines externen Magnetfelds H darstellt, wobei auf der vertikalen Achse J\ R/ Λ R und
auf der horizontalen Achse H /H aufgetragen sinde
Fig. 3 und ^ schematiscli eine
erste und eine zweite Abwandlung eines magnetisch voreingestellten Le^ekopfs nach der Erfindung, wobei das
Gegenkopplungsfeld durch einen Wechselstrom erzeugt wird.
Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die Änderung des Widerstands R eines magnetisch
voreingestellten Magnetowiderstandselements als Funktion eines tranversal externen MagnetffiLds H dargstellt, wobei
auf der vertikalen Achse /\Jl/ /\ R und auf der
horizontalen Achse H /H aufgetragen sind,
Fig. 6 schematisch einen Querschnitt und
Fig. 7 eine Draufsicht eines, in den in Fig. 1, J und k dargestellten Leseköpfen zu
verwendenden Magnetowiderstandselements mit Gegenkopplungsdraht ,
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Fig. 8 und 9 zwei verschiedene
Ausführungsformen einer Lesekopf-Konfiguration mit dem
in den Figuren 6 und 7 dargestellten Magnetowiderstandselement,
Fig. 10 und 11 graphische Darstellungen, die die Verzerrung in dB eines Magnetowiderstandselements
bei verschiedenen Stärken eines tranversal externen Magnetfelds H darstellen, wenn kein bzw. renn
ein Gegenkopplungsfeld benutzt wird.
Fig. 12 schematisch einen
magnetisch voreilige stellten Lesekopf nach der Erfindung, wobei ein Gegenkopplungsfeld durch einen Wechselstrom und
ein magnetisches Voreinstellfeld durch einen Gleichstrom
erzeugt wird.
15
15
Fig. 1 zeigt schematisch ein
Magnetowiderstandselement 1 mit elektrischer Voreinstellung, das mit einem Aufzeichnungsmedium 2 in Flusskopplung ist,
dessen Magnetfeld H den Widerstand des Elements 1 beeinflusst. Das Element 1 ist mit einer elektrischen Windung
kombiniert, die auch als gerader Draht oder als einfache Stromschleife ausgeführt sein kann. Mit Hilfe der Windung
3 kann, wenn ein Strom hindurchgeführt wird, ein Magnetfeld H, erzeugt werden, das in bezug auf das Magnetfeld H
in entgegengesetzter Richtung steht. Die Windung 3 ist 25
hier in Serie mit einem Widerstand R? geschaltet. Dieser
Widerstand R_ ist an sich nicht wesentlich wichtig. Er dient hier zur Anpassung eines Verstärkers 5>
der faktisch eine Spannungsquelle ist. Es handelt sich um den Strom,
der der Windung 3 zugeführt wird. (Wenn der Verstärker 5
30
eine ideale Stromquelle wäre, wäre der Widex°stand R2
überflüssig. Die meisten Verstärker jedoch verhalten sich mehr oder weniger als Spannungsquelle). Die Serienschaltung
aus der Windung 3 und dem Widerstand R_ befindet sich in
einer Rückkopplungsschleifβ des Verstärkers 5» der in
35
diesem Falle ein Operationsverstärker ist, wobei der Widerstand R_ an den Ausgang des Verstärkers 5 mit der
Ausgangsspannung V angeschlossen ist. Das Element 1, durch
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1.1.1979 ■ r 9
das ein Messtrom i mit Hilfe einer Stromquelle 6 hindurchgeführt
wird, ist über einen Kondensator C1 an den Eingang
des Verstärkers 5 angeschlossen.
Ein praktischer Fall war; R1 = 22 kü
R2 = 100-0-
C1 = 470 ,uF
i = 30 mA
R -, " . = 100Ü
element 1
element 1
Verstärkung des Verstärkers 5=220X(=~
element 1
Gegenkopplung über den
Gegenkopplungsdraht = 35X· Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Änderung des ¥iderstands R des Magnetowiderstandselements 1 nach Fig. 1 unter dem Einfluss eines externen Feldes II , wobei auf der vertikalen Achse Ar/ÄR
Gegenkopplungsdraht = 35X· Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Änderung des ¥iderstands R des Magnetowiderstandselements 1 nach Fig. 1 unter dem Einfluss eines externen Feldes II , wobei auf der vertikalen Achse Ar/ÄR
y ' max
und auf der horizontalen Achse das genormte Feld H /H aufgetragen ist. H ist das anisotrope entmagnetisierende
Feld, für das gilt H =—xM (t = Dicke des Elements,
1 O W S v '
w = Breite des Elements und M = die Sättxgungsmagneti-
sierung). Völlige Aussteuerung tritt bei H = H auf. In
einem praktischen Fall war H gleich 20 Oersted.
Im normalen Einstellpunkt P gehört zu einem mit a beziechneten schwankenden H —Feld eine
Spannung mit der Bezeichnung b am Element 1, wenn es gemäss Fig. 1 angeschlossen ist. Durch ein externes (Stör-)
Feld kann der Einstellpunkt ±i Q oder R liegen. Einem mit c bezeichneten externen Feld H ist beispielsweise eine mit
d bezeichnete Spannung zugeordnet. Die mit b bzw. d bezeichneten Spannungen sind gegenphasig. Für eine Gegenkopplung
ist es notwendig, dass das Signalfeld. H aus dem Aufzeichnungsmedium 2 durch das Feld H, herabgesetzt wird,
das der Leseverstärker 5 in der Gegenkopplungswindung 3
erzeugt. Um die entsprechende Phase zu erhalten, kann man
aus mehreren Möglichkeiten wählen:
909851/0841
1.1.1979 & λΟ PHN 9147
J_. Die Richtung des Stroms
i durch das Element 1 wechseln,
_2. die Phase des Verstärkers
5 umkehren (von der Umkehrstufe gemäss der Darstellung
zur Umkehrstufe),
^. die Anschlussdrähte zur Gegenkopplungswindung 3 wechseln,
^. die Gegenkopplungswindung
3 an der anderen Seite des Elements 1 anordnen. ,
Fig.. 3 und H- zeigen Magnetowiderstandselemente
11 bzw. 21, die mit Schaltungen verbunden sind, die denen nach Fig. 1 verwandt sind. Die
Widerstände R1 und R„, der Kondensator C1 und der
Verstärker 5 sind daher immer gleich. In diesem Fall
15
ist das Magnetowiderstandselement 11 jedoch vom magnetisch
voreingestellten Typ. Das erforderliche magnetische Voreins
tellfeld H. wird mit Hilfe einer elektrischen Wicklui
13 erzeugt, die ebenfalls das Gegenkopplungsfeld H.
erzeugt und wobei der Gleichstrom zum Erzeugen des Vor-20
einstellfeldes vom Verstärker 5 selbst erzeugt wird.
Hierzu kann der positive Eingang des Verstärkers über ein Potentiometer Ik mit einer gewünschten Spannung versorgt
werden. In eine Gegenkopplungsschleife des Verstärkers
5 ist die Wicklung 13 in Serie mit einem Widerstand R0 2
aufgenommen. Eine andere Möglichkeit, den Strom für das Voreinstellfeld zu erhalten, ist in Fig. k dargestellt.
Hierin ist ein Magnatowiderstandselement 21, ebenfalls vom magnetisch voreingestellten Typ, mit dem Eingang des
Verstärkers 5. verbunden. In eine Gegenkopplungs— 30
schleife desselben ist eine elektrische Windung 23 in
Serie mit einem Widerstand R„ aufgenommen. Der Windvtng 23
wird gesondert ein Einstellstrom i1 zum Voreinstellfeld
über eine. Stromquelle22 zugeführt. In beiden Fällen ist die Grosse des Voreinstellstroms ungefähr 1 mA.
Fig. 5 ist eine graphische
Darstellung der Änderung des Widerstands R der magnetisch voreingestellten Magnetowiderstandselemente 11 und 21
909851/0841
ORIGINAL WSPECTED
1.1.1979 ' # PHN 9147
nach Fig. 3 bzw. Fig. 4 unter dem Einfluss eines externen
Felds H f wobei auf der vertikalen Achse Au/ Λ R
y ' max
und auf der horizontalen Achse H /H aufgetragen ist.
Im Gegensatz zu der in Fig. 2 dargestellten Situation, in der es einen einzigen Einstellpunkt (p)· gab, gibt es hier
zwei Einstellpunkte (S und T). Einem schwankenden H-FeId
mit der Bezeichnung a' ist eine Spannung mit der Bezeichnung b1 und einem schwankenden H -Feld mit der Bezeichnung
c' ist eine Spannung mit der Bezeichnung d· zugeord-
net. Bei auf gleiche Weise schwankenden Feldern a1 und c1
sind die Phasen der Spannungen b1 und d' verschieden, was
eine zusätzliche Wahlmöglichkeit zum Einstellen der entsprechenden Phase des Gegenkopplungsfeld bietet.
Der Aufbau der Magnetowiderstands
elemente 1 und 11 bzwo 21 wird nachstehend anhand der
Fig. 6j 7» 8 und 9 näher erläutert,
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch einen der magnetischen Flussleiter 30 und 31 j die
beispielsweise aus einer Nifekel-Eisen-Legierung bestehen
können, mit einem Magnetowiderstandselement 32. Die Flussleiter 30 und 31 sind durch eine dünne Quarzschicht
33 vom Element 3^ getrennt und überlappen dessen Seiten.
Sie "Verstärken" gleichsam ein zu detektierendes Magnetfeld. Das Element 32 ist auf einem Stromleiter 34 angeord-
net, der als Gegenkopplungswindung dient, jedoch davon durch eine Quarzschicht 35 getrennt ist. Der Stromleiter
34 ist auf einem Substrat 36 angeordnet. Dies ist in
Draufsicht in Fig. 7 dargestellt.
Fig. 8 zeigt schematisch den
' ·
Einbau des in Fig. 6 und 7 dargestellten Gefüges in einen Dreifussmagnetschirm 40. Die Quarzschichten 33 und
35 sind nicht dargestellt, ebensowenig das Substrat 36.
Der Stromleiter 34 ist in diesem Fall ein Draht. In der
Praxis ist der Abstand zwischen den Flüssen des Schirms 35
40 und dem Magnetowiderstandselement kleiner und die Zwischenräume sind beispielsweise mit einer Quarzschicht
gefüllt.
909851/0BV1
1.1.1979 ψ ΡίϊΝ 91^7
Flg. 9 zeigt den Einbau eines
dem Aufbau nach Fig. 6 und 7 vergleichbaren Aufbaus im
Hinter j ocli eines Magnetkopfs 50» der zwei Polschuhe 52
und 33 enthält, die einen Lesespalt 51 definieren. Die
Quarzschichten 33 und 35 und das Substrat 36 sind nicht
dargestellt. Der Stromleiter 3^ ist in diesem Fall ein
Draht» der sich an der Seite der Flussleiter 30 und 31
des Magnetouiderstandselements 32 befindet.
Bei einem Prototyp des Magnet™ ·
kopfes nach der Erfindung bestand das Element 32 aus einer
dünnen Schicht aus einer NicketEisen-Legierung mit einer
Dicke von ungefähr 800 A, einer Längn von 600 Mikrometer
mid einer Höhe von k0 Mikrometer. Alischlusskontakt 37 und
38 (Fig1, 7) wurden durch aufgedampfte Goldstreifen gebildet.
15
Eine Anzahl dünner Goldstreifen mit einer Dicke von 0,5
Mikrometer und einer Breite von 2 Mikrometer war in gegenseitigen Abständen von 8 Mikrometer unter einem
Winkel von ^5° auf dem Element 32 angebracht. Da der spezifische
Widerstand des Goldes fünfmal niedriger als der j
des benutzten Kickel-Eisens ist und die Dicke der Goldstreifen
ungefähr zehnmal grosser als die Dicke des Elements 32? leiten die Goldstreifen 50-mal besser und arbexten
als "Äquipotentialstreifen", die den Strom in die
Nickf-.'1-Eiseii-Balmen zwischen sich unter einem Winkel von
ungefähr 'ij- mit der Längsrichtung zwingen. Wenn der
"•.Zopf «ixt einem Magnetfeld H eines Magnetbands 39 in
■''Wj.'^-^ppiiing gebracht wird, sinkt der Widerstand einer
iτ-JkJJj. :or zwischen den Äquipotentiale tareif en liegenden
'-]-_:'-Γ it :r--Ba])iien oder er steigt an, je nachdem, ob
- ""..; --■-? ι'■'.^ierungsriclitung unter dem Einfluss des Feldes
hv c· <:r -AGJiiger mit der Stromrichtung zusammenfällt*
Mit Hilfe eines Stromdrahts wird
■.in Gegtrikopplungsfeld erzeugt, das dem Feld II r entgegengesetzt
gerichtet ist. Werden die Goldstreifen fortgelassen, muse das Element 32 magnetisch! Voreiliges teilt
werden* Zu diesem Zweck muss dann ein magnetisches Voreiustellfold
erzeugt werden, vorzugsweise ebenfalls mit dem
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1.1 »1979 -V-
Stromdraht 34.
VERSUCHE;
VERSUCHE;
Sie sind mit mit schrägen Gold~
streifen ausgerüsteten und mit normalen Magnetowiderstandselementen
durchgeführt worden Nachstehende Daten beziehen sich auf ein normales Elements Es wird bei 1
Oersted pp (2e Harm, 1000 Hz» - 20 dB) aufgesteuert. Aufgenommen
in den. Verstärker mit Gegenkopplungsdraht (* 1
mA Einstellstrom) kann man die Aussteuerung auf 10 Oersted
pp erhöhen. Dabei beträgt die wichtigste 2, harmonische Verzerrung nur noch —60 dB.
Ein Element ist im Hinterkreis
eines Kopfes gemäss Fig. 9 montiert und es sind Bandmessungen
durchgefühlt. Das maximale Feld am Element ohne Gegenkopplung
beträgt dabei 0,5 Oersted pp. Die angewandte Gegenkopplung (35 x) reicht dabei gut aus*
In Fig* 10 ist die Verzerrung
dargestellt, die bei der Verwendung eines Magnetowiderstandselements
ohne Gegenkopplung gemessen wurde und in Fig. 11 ist die Verzerrung darge&ellt, die bei der Verwendung
eines Magnetowiderstandselements mit Gegenkopplung gemessen wurde (21,8 x) auf der vertikalen Achse ist
die Verzerrung in dB, auf der horizontalen Achse die Stärke des Feldes aufgetragen, das auf das Element einwirkte
(Freqtienz 1000 Hz). Die zweite Harmonischen des Lesesignals
werden durch die offenen Kreisen und die dritten Harmonischen durch die Kreuze dargestellt* Das Barkhausen-Rauschen
verringerte sich um 20 dB.
Es ist möglich, mit Hilfe eines grossen externen Feldes den Einstellpunkt soweit
zu verschieben, dass die Phase der Spannung am Element umkippt, wodurch der gegengekoppelte Kreis ins Schwingen
versetzt wird. Der Vorteil der Wechselstromgegenkopplung besteht darin, dass beim ¥egnehmen des externen Feldes
die Schaltung wieder stabil wird. Es zeigt sich in der Praxis, dass der Lesekopf ausreichend abgeschirmt werden
kann, um derartigen Verschiebungen des Einstellpiinkts zu
begegnen.
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1.1.1979 J^ PHN
AU
Xm Prinzip kann der E; dieser Verschiebungen durch externe Gleichstromfelder
durch die Verwendung von Gleichstromgegenkopplung begegnet
werdenu Man muss hier jedoch aufpassen, denn, wenn in
diesem Fall durch irgendeine Ursache der flasche Einstellpunkt erreicht wird, schwingt die Schaltung und bleibt
schwingend, auch wenn, das externe Feld fortgenornmen wird.
Man muss deshalb dafür sorgen, dass dieser Einstellpunkt nie erreicht werden kann.
Solches gelingt faktisch am besten bei der normalen MRII, der nur ein verbotenes Gebiet hat.
Solches gelingt faktisch am besten bei der normalen MRII, der nur ein verbotenes Gebiet hat.
In Fig. 12 ist ein Magnetowiderstandselement 51 dargestellt, das mit einer der in Fig. 1,
3 und h dargestellten Schaltungen verwandten Schaltung
verbunden ist, die in diesem Fall jedoch derart ausgeführt ist, dass Instabilität durch eine falsche Polarität
des magnetischen Voreinstellfelds vermieden wird.
Am Eingang eines Verstärkers 6% befindet sich eine Brückenschaltung mit dem Element
51 und mit R3. Für thermische Stabilität ist R vorzugsweise
auch ein Magnetowiderstandselement auf dem gleichen Substrat, Mit dem Strom ir wird geregelt,so dass der Ausgang
des Verstär-kers 65 negativ wird und über Rr den
Transistor T1 und Rn einen negativen Strom durch einen
Gegenkopplungsdraht 63 hindurchführen. Weil T1 nur
negative Ströme führen kann, wird eine Einstellung nur im stabilen Bereich möglich sein. Mit Rg kann ein geringer
negativer Voreinsteilstrom eingestellt werden.
Der Wechselspannungsgegenkopplungsweg ist dabei über C1 und RP mit R„ = 100 SL , C1=
470/uFf Der Gleichspannungsgegenkopplungsweg ist über
Rc, C0, T1 und R,, mit Rt.Co = R0.C1 und R,, = IO k £ ,
, T1 und R. mit R1,.C = R .C1
J (t
\ *t I) ti ti \
C2 = I
35
35
R4 = 100
909851/0841
Claims (4)
1.1.1979 1 " PHN 912I-7
PATENTANSPEIJCHE:
Λΐ ,) Magnet±seller Lesekopf zum Detektieren
datendarstellender Magnetfelder, mit einem auf einem Substrat angeordneten, im wesentlichen flachen
Magnetowiderstandselement aus metallischem ferromagnetic schem Werkstoff mit einer Achse leichter Magnetisierung
in der Ebene des Elements, das an zwei einander gegenüberliegenden Enden mit Kontakten zur Verbindung mit einer
Quelle ausgerüstet ist, die einen Messtrom erzeugt, sowie zxvr Verbindung mit einem Leseverstärker, dadurch gekennzeichnet, dass der Lesekopf weiterhin eine elektrische
Windung enthält, die in einer negativen Rückkopplungsschleife des Leseverstärkers angeordnet ist, wobei die elektrische Windung derart in bezug auf das Magnetowiderstandselement angeordnet ist, dass sie bei Strpmdurchfluss ein Gegenkopplungsfeld erzeugt, das einen Magnetfluss im
Element bewirkt, der dem von einem zu detektierenden Magnetfeld im Element bewirkten Magnetfluss entgegengesetzt gerichtet ist.
Magnetowiderstandselement aus metallischem ferromagnetic schem Werkstoff mit einer Achse leichter Magnetisierung
in der Ebene des Elements, das an zwei einander gegenüberliegenden Enden mit Kontakten zur Verbindung mit einer
Quelle ausgerüstet ist, die einen Messtrom erzeugt, sowie zxvr Verbindung mit einem Leseverstärker, dadurch gekennzeichnet, dass der Lesekopf weiterhin eine elektrische
Windung enthält, die in einer negativen Rückkopplungsschleife des Leseverstärkers angeordnet ist, wobei die elektrische Windung derart in bezug auf das Magnetowiderstandselement angeordnet ist, dass sie bei Strpmdurchfluss ein Gegenkopplungsfeld erzeugt, das einen Magnetfluss im
Element bewirkt, der dem von einem zu detektierenden Magnetfeld im Element bewirkten Magnetfluss entgegengesetzt gerichtet ist.
2. Lesekopf nach Anspruch 1t
dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Windung mit einer Schaltung verbunden ist, die einen derartigen Strom
durch die Windung sendet, dass das Gegeiikopplungsfeld aus—
schliesslich eine Wechselfeldkomponente enthält, die das Ausgangssignal des Leseverstärkers darstellt.
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1.1.1979 s PHN
3. ' Lesekopf nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung einen derartigen Strom durch das Element sendet, dass das
Gegenkopplungsfeld ebenfalls eine Gleichfeldkomponente
enthält, die das Voreinstellfeld für das Element erzeugt.
4. Lesekopf nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung Mittel enthält,
mit denen Instabilität infolge falscher Polarität des Voreinstellfelds vermieden wird.
5· Lesekopf nach Anspruch 1, 2,
3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Detektieren datendarstellender
Magnetfelder mit einer bestimmten Stärke das Element eine maximale Empfindlichkeit besitzt.
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DE2923863B2 DE2923863B2 (de) | 1981-01-08 |
DE2923863C3 DE2923863C3 (de) | 1981-11-19 |
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