DE2923863C3

DE2923863C3 - Magnetowiderstandslesekopf

Info

Publication number: DE2923863C3
Application number: DE2923863A
Authority: DE
Inventors: Edmond de Eindhoven Niet
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1979-06-13
Publication date: 1981-11-19
Also published as: CA1129997A; GB2023326A; US4280158A; IT1121585B; IT7923641A0; JPS589484B2; FR2429472B1; JPS551698A; DE2923863B2; GB2023326B; DE2923863A1; ES481612A1; FR2429472A1; NL7806568A

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Lesekopf zum Detektieren datendarstellender Magnetfelder, der ein auf einem Substrat angeordnetes, im wesentlichen flaches Magnetowiderstandselement aus metallischem 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 Leseverstärker versehen ist.

Ein derartiger magnetischer Lesekopf ist aus der Veröffentlichung »The Barberpole, a linear magnetorcsistivc head« in IEEE Transactions on Magnetics, September 1975, Vol. Mag. II, Nr. 5, S. 1215 ... 1217. bekannt.

Die Wirkung des bekannten Magnetowiderstandslcsekopfcs basiert auf der Verwendung eines streifenförmigen Elements aus einem ferromagnetischen metallischen Werkstoff mit niedriger Anisotropie wie Ni-Fe, der mit einem seiner Ränder in unmittelbarer Nähe eines magnetischen Aufzeichnungsmediums oder in Berührung damit gebracht wird. Das Feld des Aufzeichnungsmediums führt Änderungen in der Magnetisierung des Elements herbei und moduliert dessen Widerstand über den sogenannten Magnetowiderstandseffekt. Das bedeutet, daß, wenn das Aufzeichnungsmedium den Kopf passiert, die auf dem Aufzeichnungsmedium vorhandenen datendarstellenden Magnetfelder das Spinsystem des Magnetowiderstandselements drehen lassen, wodurch sich der elektrische Widerstand ändert Das Ausgangssignal eines Detektionskreises, 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 Kennliniewiderstand-Magnetfeld zu verbessern. Hierzu ist dem Element eine derartige Voreinstellung zu geben, daß die Magnetisierungsrichtung bei einem Signalfeld gleich Null einen Winkel von ungefähr 45° mit der Richtung des Stromdurchgangs 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 λ 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 verläuft. Mit diesem axial gerichteten Feld wird dafür gesorgt, daß eine der beiden entgegengesetzten Richtungen, in denen der Magnetisierungsvektor stehen kann, übervorteilt wird, wodurch das Umkippen 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 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 Winkel von ungefähr 45° mit der Richtung des Stromdurchgangs durch das Element bildet (sogenannte magnetische Voreinstellung).

Obgleich beide bekannten Verfahren des 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-Rauschen) ist die Folge des Auftretens mehrerer nagnetischer Domänen im Magnetowiderstandsclcment.

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 de?.Tt in bezug auf das Magnetowiderstandselement angeordnet ist, daß sie, wenn sie ein Strom durchfließt, ein Gegenkopplungsfeld erzeugt, das einen Magnetfluß im Element bewirkt, act dem von einem zu detektierenden Magnetfeld im Element ausgelösten Magnetfluß entgegengesetzt gerichtet ist

Durch die Anwendung negativer Rückkopplung in dieser Weise, wobei die Rückkopplung den ankommenden Signalfluß beeinflußt, wird erreicht, daß die Aussteuerung des Magnetowiderstandselements herabgesetzt wird, was von einer Verringerung des Pegels des Barkhausen-Rauschens begleitet wird, das mit der Aussteuerung gekoppelt ist. In einem praktischen Fall wurde festgestellt, daß durch negative Rückkopplung des Barkhausen-Rauschen um 10 bis 20 dB herabgesetzt wurde. Hinsichtlich des Widerstandsrauschens 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 man gerade ein möglichst empfindliches Magnetowiderstandselemeni 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.

Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung einer Rückkopplung sowohl bei elektrisch als auch magnetisch voreingestellten Magnetowiderstandselementen ist die Konstanz der Verstärkung; diese wird bei einer Gegenkopplung nicht so sehr durch die Empfindlichkeit 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 Diese Kopplung ist im wesentlichen vom Abstand zwischen der Windung und dem Element abhängig und diese ist festgelegt. (Der Abstand entspricht der Dicke der zwischen dem Magnetowider-Standselement und der Gegenkoppelwindung angebrachten isolierschicht. Diese Dicke beträgt z. B. ungefähr 0,3 μίτι.)

Die Verwendung einer Rückkopplung bei magnetisch voreingestellten Magnetowiderstandselementen vom Typ, bei dem eine elektrische Windung zum Erzeugen des erforderlichen magnetischen Voreinstellfeldes benutzt wird, ist schon besonders einfach, da diese Windung jetzt ebenfalls dafür verwendet werden kann, den Gegenkopplungsstrom durchzuführen. (Andere Typen magnetisch vorangestellter Magnetowiderstandselemente benutzen beispielsweise eine Dauermagnetschicht zum Erzeugen des Voreinstellfeldes.)

Der Erfindung wird anhand einiger in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert, jedoch beschränkt sich die Erfindung nicht auf dieses Beispiel. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Lesekopf mit elektrischer Voreinstellung nach der Erfindung, wobei das Gegenkopplungsfeld durch einen Wechselstrom erzeugt wird,

F i g. 2 eine graphische Darstellung, die die Änderung des Widerstands R eines nicht-magnetisch voreingestellten Magnetowiderstandselements als Funktion eines externen Magnetfelds H₁ darstellt, wobei auf der vertikalen Achse AR/AR_ma% und auf der horizontalen Achse HyJHo aufgetragen sind,

Fig. 3 und 4 schematisch eine erste und eine zweite Abwandlung eines magnetisch voreingestellten Lesekopfs nach der Erfindung, wobei das Gegenkopplungsfeld durch einen Wechselstrom erzeugt wird,

F i g. 5 eine graphische Darstellung, die die Änderung des Widerstands R eines magnetisch voreingestellten Magnetowiderstandselements als Funktion eines transversal externen Magnetfelds H_y dargestellt, wobei auf der vertikalen Achse AR/AR™., und auf der horizontalen Achse HyJHo aufgetragen sind,

F i g. 6 schematisch einen Querschnitt und

F i g. 7 eine Draufsicht eines, in den in Fig. 1,3 und 4 dargestellten Leseköpfen zu verwendenden Magnetowiderstandselements mit Gegenkopplungsdraht,

Fig. 8 und 9 zwei verschiedene Ausführungsform einer Lesekopf-Konfiguration mit dem in den F i g. 6 und 7 dargestellten Magnetowiderstandselement,

Fig. 10 und U graphische Darstellungen, die die Verzerrung in dB eines Magnetowiderstandselements bei verschiedenen Stärken eines transversal externen Magnetfelds H_y darstellen, wenn kein bzw. wenn ein Gegenkopplungsfeld benutzt wird.

Fig. 12 schematisch einen magnetisch vorangestellten Lesekopf nach der Erfindung, wobei ein Gegenkopplungsfeld durch einen Wechselstrom und ein magnetisches Voreinstellfeld durch einen Gleichstrom erzeugt wird.

F i g. 1 zeigt schematisch ein Magnetowiderstandselement 1 mit elektrischer Voreinstellung, das mit einem Aufzeichnungsmedium 2 in Flußkopplung ist, dessen Magnetfeld H_y den Widerstand des Elements 1 beeinflußt. Das Element 1 ist mit einer elektrischen Windung 3 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 /-/,· in entgegengesetzter Richtung steht. Die Windung 3 ist hier in Serie mit einem Widerstand R₂ geschaltet. Dieser Widerstand R₂ 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 eine ideale Stromquelle wäre, wäre der Widerstand R₂ überflüssig. Die meisten Verstärker jedoch verhalten sich mehr oder weniger als Spannungsquelle.) Die Serienschaltung aus der Windung 3 und dem Widerstand R₂ befindet sich in einer Rückkopplungsschleife des Verstärkers 5, der in diesem Falle ein Operationsverstärker ist, wobei der Widerstand R₂ an den Ausgang des Verstärkers 5 mit der Ausgangsspannung V',, angeschlossen ist. Das Element 1, durch das ein Meßstrom / mit Hilfe einer Stromquelle 6 hindurchgeführt wird, ist über einen Kondensator G an den Eingang des Verstärkers 5 angeschlossen.

Ein praktischer Fall war:

R₁ = 22 kn

R₂ = 100 Ω

C, = 470 μΡ

ι = 30 mA

Rclemem I 1 00 Ω

Verstärkung des Verstärkers 5 = 220 X

Gegenkopplung über den Gegenkopplungsdraht = 35 X.

Fig.2 ist eine graphische Darstellung der Änderung des Widerstands R des Magnetowiderstandselements 1 ι -> nach F i g. 1 unter dem Einfluß eines externen Feldes /·/„ wobei auf der vertikalen Achse AR/AR_max und auf der horizontalen Achse das genormte Feld HyIH₀ aufgetragen ist. Ho ist das anisotrope entmagnetisierende Feld, für das gilt H₀ = -^- χ M₅ (t = Dicke des Elements, ^J"

w = Breite des Elements und M₅ = die Sättigungsmagnetisierung). Völlige Aussteuerung tritt bei H, = H₀ auf. I η einem praktischen Fall war H₀ gleich 20 Oersted.

Im normalen Einstellpunkl P gehört zu einem mit a ι-, bezeichneten schwankenden W₁-FeId eine Spannung mit der Bezeichnung b am Element 1, wenn es gemäß F i g. 1 angeschlossen ist. Durch ein externes (Stör-)Feld kann der Einstellpunkt in Coder R liegen. Einem mit c bezeichneten externen Feld H₁ ist beispielsweise eine j₍, mit d bezeichnete Spannung zugeordnet. Die mit b bzw. (/bezeichneten Spannungen sind gegenphasig. Für eine Gegenkopplung ist es notwendig, daß das Signalfeld H₁ aus dem Aufzeichnungsmedium 2 durch das Feld H₁ herabgesetzt wird, das der Leseverstärker 5 in der j-, Gegenkopplungswindung 3 erzeugt. Um die entsprechende Phase zu erhalten, kann man aus mehreren Möglichkeiten wählen:

1. Die Richtung des Stroms ; durch das Element 1 wechseln, -to

2. die Phase des Verstärkers 5 umkehren (von der Umkehrstufe gemäß der Darstellung zur Umkehrstufe),

3. die Anschlußdrähte zur Gegenkopplungswindung 3 wechseln, 4-,

4. die Gegenkopplungswindung 3 an der anderen Seite des Elements 1 anordnen.

F i g. 3 und 4 zeigen Magnetowiderstandselemente 11 bzw. 21, die mit Schaltungen verbunden sind, die denen nach F i g. 1 verwandt sind. Die Widerstände R\ und R2, der Kondensator Q und der Verstärker 5 sind daher immer gleich, in diesem Fall iSi das Magneto widerstandselement 11 jedoch vom magnetisch voreingestellten Typ. Das erforderliche magnetische Voreinstellfeld Hi wird mit Hilfe einer elektrischen Wicklung 13 erzeugt die ebenfalls das Gegenkopplungsfeld H, erzeugt und wobei der Gleichstrom zum Erzeugen des Voreinstellfeldes vom Verstärker 5 selbst erzeugt wird. Hierzu kann der positive Eingang des Verstärkers über ein Potentiometer 14 mit einer gewünschten Spannung eo versorgt werden. In eine Gegenkopplungsschleife des Verstärkers 5 ist die Wicklung 13 in Serie mit einem Widerstand R2 aufgenommen. Eine andere Möglichkeit, den Strom für das Voreinstellfeld zu erhalten, ist in Fig.4 dargestellt. Hierin ist ein Magnetowiderstandselement 21, ebenfalls vom magnetisch voreingestellten Typ, mit dem Eingang des Verstärkers 5 verbunden. In eine Gegenkopplungsschleife desselben ist eine elektrische Windung 23 in Serie mit einem Widerstand R2 aufgenommen. Der Windung 23 wird gesondert ein Einstellstrom /' zum Voreinstellfeld üher eine Stromquelle 22 zugeführt. In beiden Fällen ist die Größe des Voreinstellstroms ungefähr 1 mA.

F i g. 5 ist eine graphische Darstellung der Änderung des Widerstands R der magnetisch voreingestellten Magnetowiderstandselemente Il und 21 nach Fig. 3 bzw. F i g. 4 unter dem Einfluß eines; externen Felds H₁, wobei auf der vertikalen Achse AR/AR_m,_x und auf der horizontalen Achse HyIH₀ aufgetragen ist. Im Gegensatz zu der in F i g. 2 dargestellten Situation, in der es einen einzigen Einstellpunkt (P) gab, gibt es hier zwei Einstellpunkte ^S und T). Einem schwankenden HyFe\d mit der Bezeichnung a' ist eine Spannung mit der Bezeichnung b' und einem schwankenden /ί,-Keld mit der Bezeichnung c' ist eine Spannung mit der Bezeichnung d' zugeordnet. Bei auf gleiche Weise schwankenden Feldern a' und c' sind die Phasen der Spannungen b'und d' verschieden, was eine zusätzliche Wahlmöglichkeit zum Einstellen der entsprechenden Phase des Gegenkopplungsfelds bietet.

Der Aufbau der Magnetowiderstandselemente 1 und 11 bzw. 21 wird nachstehend anhand der F i g. 6,7,8 und 9 näher erläutert.

F i g. 6 zeigt einen Querschnitt durch einen der magnetischen Flußleiter 30 und 31, die beispielsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen können, mit einem Magnetowiderstandselement 32. Die Flußleiter 30 und 31 sind durch eine dünne Quarzschicht 33 vom Element 32 getrennt und überlappen dessen Seiten. Sie »Verstärken« gleichsam ein zu detektierendes Magnetfeld. Das Element 32 ist auf einem Stromleiter 34 angeordnet, der als Gegenkoppiungswindung dient, jedoch davon durch eine Quarzschicht 35 getrennt ist. Der Stromleiter 34 ist auf einem Substrat 36 angeordnet. Dies ist in Draufsicht in F i g. 7 dargestellt

F i g. 8 zeigt schematisch den Einbau des in F i g. 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 40 und dem Magnetowiderstandselement kleiner und die Zwischenräume sind beispielsweise mit einer Quarzschicht gefüllt.

F i g. 9 zeigt den Einbau eines dem Aufbau nach F i g. 6 und 7 vergleichbaren Aufbaus im Hinterjoch eines Magnetkopfs 50, der zwei Polschuhe 52 und 53 enthält, die einen Lesespalt 51 definieren. Die Quarzschichten 33 und 35 und das Subsirat 36 sind nicht dargestellt. Der Stromleiter 34 ist in diesem Fall ein Dra'ni, der sich an der Seite der Flußleiter 30 und 31 des Magnetowiderstandselementes 32 befindet.

Bei einem Prototyp des Magnetkopfes nach der Erfindung bestand das Element 32: aus einer dünnen Schicht aus einer Nickel-Eisen-Legierung mit einer Dicke von ungefähr 800 A, einer Länge von 600 Mikrometer und einer Höhe von 40 Mikrometer. Anschlußkontakt 37 und 38 (Fig.7) wurden durch aufgedampfte Goldstreifen gebildet 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 45° auf dem Element 32 angebracht Da der spezifische Widerstand des Goldes fünfmal niedriger als der des benutzten Nickel-Eisens ist und die Dicke der Goidstreifen ungefähr zehnmal größer als die Dicke des Elements 32, leiten die Goldstreifen 50mal

besser und arbeilen als »Äquipotentialstreifen«, die den Strom und die Nickel-Eisen-Bahnen zwischen sich unter einem Winkel von ungefähr 45° mit der Längsrichtung zwingen. Wenn der Kopf mit einem Magnetfeld W₁ eines Magnetbands 39 in Flußkopplung gebracht wird, sinkt der Widerstand einer jeden der zwischen den Äquipotentialstreifen liegenden Nickel-Eisen-Bahnen oder er steigt an, je nachdem, ob die Magnetisierungsrichtung unter dem Einfluß des Feldes mehr oder weniger mit der Stromrichtung zusammenfällt.

Mit Hilfe eines Stromdrahts wird ein Gegenkopplungsfeld erzeugt, das dem Feld H_y entgegengesetzt gerichtet ist. Werden die Goldstreifen fortgelassen, muß das Element 32 magnetisch Voreingestellt werden. Zu diesem Zweck muß dann ein magnetisches Voreinstellfeld erzeugt werden, vorzugsweise ebenfalls mit dem Stromdraht 34.

Versuche

Sie sind mit schrägen Goldstreifen ausgerüsteten und mit normalen Magnetowiderstandselementen durchgeführt worden. Nachstehende Daten beziehen sich auf ein normales Element. Es wird bei 1 Oersted pp (2. Harm. 1000 Hz. -2OdB) 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 F i g. 9 montiert und es sind Bandmessungen durchgeführt. Das maximale Feld am Element ohne Gegenkopplung beträgt dabei 0,5 Oersted pp. Die angewandte Gegenkopplung (35 χ) reicht dabei gut aus.

In Fig. 10 ist die Verzerrung dargestellt, die bei der Verwendung eines Magnetowiderstandselements ohne Gegenkopplung gemessen wurde und in F i g. 11 ist die Verzerrung dargestellt, die bei der Verwendung eines Magnetowiderstandselements mit Gegenkopplung gemessen wurde (21,8 χ ) auf der vertikalen Achse ist die Verzerrung in dB, auf der horizontalen Achse die Stärke des Feldes aufgetragen, das auf das Element einwirkte (Frequenz 1000 Hz). Die zweite Harmonischen des Lesesignals werden durch die offenen Kreise und die dritten Harmonischen durch die Kreuze dargestellL Das Barkhausen-Rauschen verringerte sich um 20 dB.

Es ist möglich, mit Hilfe eines großen externen Feldes den Einstellpunkt so weit zu verschieben, daß die Phase der Spannung am Element umkippt, wodurch der

^ri gegengekoppelte Kreis ins Schwingen versetzt wird. Der Vorteil der Wechselstromgegenkopplung besteht darin, daß beim Wegnehmen des externen Feldes die Schaltung wieder stabil wird. Es zeigt sich in der Praxis, daß der Lesekopf ausreichend abgeschirmt werden

ίο kann, um derartigen Verschiebungen des Einstellpunkts zu begegnen.

Im Prinzip kann der Einfluß dieser Verschiebungen durch externe Gleichstromfelder durch die Verwendung von Gleichstromgegenkopplung begegnet werden. Man muß hier jedoch aufpassen, denn, wenn in diesem Fall durch irgendeine Ursache der falsche Einstellpunkt erreicht wird, schwingt die Schaltung und bleibt schwingend, auch wenn das externe Feld fortgenommen wird. Man muß deshalb dafür sorgen, daß dieser

2(i Einstellpunkt nie erreicht werden kann.

Solches gelingt faktisch am besten bei der normalen MRH, der nur ein verbotenes Gebiet hat.

In Fig. 12 ist ein Magnetowiderstandselement 51 dargestellt, das mit einer der in Fig. 1, 3 und 4

.'5 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 65 befindet sich eine

so Brückenschaltung mit dem Element 61 und mit Rj. Für thermische Stabilität ist R₃ vorzugsweise auch ein Magnetowiderstandselement auf dem gleichen Substrat. Mit dem Strom A wird geregelt, so daß der Ausgang des Verstärkers 65 negativ wird und über R₅ den Transistor

J5 Γι und Ra einen negativen Strom durch einen Gegenkopplungsdraht 63 hindurchführen. Weil T\ nur negative Ströme führen kann, wird eine Einstellung nur im stabilen Bereich möglich sein. Mit Rb kann ein geringer negativer Voreinstellstrom eingestellt werden.

Der Wechselspannungsgegenkopplungsweg ist dabei über Q und A₂ mit R₂ = 100 Ω, Ο,=470μΡ. Der Gleichspannungsgegenkopplungsweg ist über R5, C₂, T\ und Ra, mit R₅C₂=R₂Q und A₅=IOkO, C2=4,7μF, A₄=IOOO.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetischer Lesekopf zum Detektieren datendarsteilender Magnetfelder, mit einem auf einem Substrat angeordneten, im wesentlichen flachen Magnetowiderstandselement aus metallischem ferromagnetischem Werkstoff mit einer Achse leichter Magnetisierung in der Ebene des Elements, das an zwei einander gegenüberliegenden in Enden mit Kontakten zur Verbindung mit einer Quelle ausgerüstet ist, die einen Meßstrom erzeugt, sowie zur Verbindung mit einem Leseverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß der Lesekopf weiterhin eine elektrische Windung enthält, die 1 i in einer negativen Rückkopplungsschleife des Leseverstärkers angeordnet ist, wobei die elektrische Windung derart in bezug auf das Magnetowiderstandselement angeordnet ist, daß sie bei Stromdurchfluß 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 1, dadurch gekenn- y, zeichnet, daß die elektrische Windung mit einer Schaltung verbunden ist, die einen derartigen Strom durch die Windung sendet, daß das Gegenkopplungsfeld ausschließlich eine Wechselfeldkomponente enthält, die das Ausgangssignal des Leseverstärkers darstellt.

3. Lesekopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen derartigen Strom durch das Element sendet, daß das Gegenkopplungsfeld ebenfalls eine Gleichfeldkomponente enthält, r> 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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