DE2124912A1 - Magnetischer Lesekopf - Google Patents

Description

PATENTANWALT

H. F. E L L M E R

627 IDSTEIN

FRIEDENSSTRASSE 29/31 ERA-1947 Ί 1 O / Π 1 TELEFON: IDSTEIN 8237 ^ » Ä 4 3 I

SPERRY RAND CORPORATION, New York, N. Y./USA

Magnetischer Lesekopf

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Lesekopf zum Lesen von magnetisch in digitaler Form gespeicherten Informationen.

Um eine hohe Bitdichte zu erreichen, muß ein Lesekopf mit einem engen Lesespalt verwendet werden. Beim vorliegenden magnetischen Lesekopf wird ein dünner, magnetischer Film von uniaxialer Anisotropie benutzt, der zweckmäßigerweise mit Hilfe eines bekannten Vakuumaufdampfverfahrens hergestellt sein kann.

Beim magnetischen Lesekopf gemäß der Erfindung sind auf einer Unterlage zwei überlappende, dünne, magnetische Filme von uniaxialer Anisotropie angebracht, zwischen denen ein Abtastleiter eingeschoben ist, und deren leichte Achsen senkrecht zum Abtastleiter gestellt sind; von einer Vorrichtung wird außerdem ein magnetisches Treibwechselfeld den dünnen Filmen in der harten Richtung aufgeprägt, wobei die Amplitude dieses Feldes das Anisotropiefeld der Filme übersteigt.

Vorzugsweise wird das Treibfeld mit Hilfe eines Treibleiters aufgebaut, der auf derjenigen Seite der Unterlage angebracht ist, die zu den dünnen, magnetischen Filmen und dem Abtastleiter entgegengesetzt ist, und der von einem Treibstromgenerator aus mit einem Wechselstrom passender Amplitude gespeist wird.

Die Erfindung ist auf das Lesen ruhender oder sich bewegender Aufzeichnungsträger oder -medien, ζ. B. der mit einem Oxid überzogenen Bänder, Scheiben oder Trommeln anwendbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden ausführlich beschrieben. Die Figuren geben die wichtigsten Merkmale der Erfindung wieder. Es stellen dar:

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Figur 1 die aktiven Elemente eines magnetischen Lesekopfes gemäß der Erfindung,

Figur 2 die Magnetisierung eines sich bewegenden, magnetischen Aufzeichnungsträgers, der in Verbindung mit dem Lesekopf der Figur 1 benutzt wird,

Figur 3 den Verlauf der magnetischen Felder, die im Betrieb des Kopfes nach der Figur 1 auftreten, und

Figur 4 eine Anordnung mehrerer Magnetköpfe nach Figur 1 zum Lesen k eines von mehreren mehrspurigen Signalkanälen, die auf einem sich bewegenden Aufzeichnungsträger aufgezeichnet sind.

Gemäß Figur 1 enthält ein Lesekopf 10 zwei Schichten 12 und 14 aus je einem dünnen, anisotropen, magnetischen Film, zwischen denen ein Abtastleiter 18 eingelegt ist. Die leichten Achsen der Filme verlaufen in einer Richtung 16 in Umfangsrichtung um den Abtastleiter, und die Filme überlappen an beiden Rändern den Abtastleiter, um einen geschlossenen, magnetischen Kreis zu bilden. Dieser Kreis ist durch einen engen Spalt 20 im äußersten Film unterbrochen, dessen Längsrichtung parallel zum Abtastleiter 18 liegt; dieser Spalt dient als Lesespalt des Magnetkopfes.

Die so weit beschriebenen Komponenten sind mit Hilfe eines Vakuumaufdampfverfahrens auf der Oberfläche einer Unterlage 22 aufgetragen, die aus einem dünnen Plättchen polierten Glases besteht; der Spalt 20 ist durch Ätzen ausgebildet. Auch die isolierenden Schichten und die dazwischen liegenden Klebschichten sind durch ein Aufdampfverfahren aufgebracht, wie es von der Herstellung von Geräten aus dünnen, magnetischen Filmen bekannt ist.

Ein Lesetreibleiter 24 ist auf der Unterseite der Unterlage 22 parallel zur Richtung der leichten Achsen der Filme, also senkrecht zum Abtastleiter 18 aufgebracht.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Unterlage 22 ein

poliertes Glasplättchen von 6 Mil (O₁15 mm) Dicke, und die Schichten 12 und 14 aus einem Material mit einer rechtwinkligen Hysterese-

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schleife sind etwa 2.000 A dick und 10 Mil (0,25 mm) breit; ihre Länge reicht aus, um den Abtastleiter 18 auf beiden Seiten zu überlappen. Der Abtast- und Lesetreibleiter 18 und 24 sind aus Kupfer von 40.000 A Dicke und 10 Mil (0,25 mm) Breite.

Gemäß Figur 1 ist der Lesekopf 10 so angeordnet, daß er eine magnetische Aufzeichnung auf einem Medium 30 abliest, das dem Spalt dargeboten wird und ein dünner, magnetischer Film mit einer leichten Achse 34 sein oder aus einem permanent magnetisierbaren Material bestehen kann; z. B. kann es als Band mit einem magnetischen Oxid überzogen sein.

Im obigen Beispiel kann der Spalt 20 eine Breite von 1 Mil (0,025 mm) aufweisen, und das Medium 30 kann ein mit einem Oxid überzogenes Band sein, das unter dem Handelsnamen "700 GP Black Watch" vertrieben wird. Der Abstand des Bandes vom Lesekopf kann vom unmittelbaren Kontakt bis zu etwa 2 Mil (0,051 mm) variieren, und das Band trägt eine magnetische Aufzeichnung in einer Bitdichte von 1.000 bit/Zoll (397 bit/cn

Figur 2 zeigt schematisch die Art der Aufzeichnung. Sie verläuft in der Längsrichtung in dem Sinne, daß aufeinanderfolgende Elemente 40 des bandförmigen Mediums 30 Domänen enthalten, die in der einen oder anderen Richtung parallel zur Bandlänge magnetisiert sind und je nach der Magnetisierungsrichtung eine binäre Null oder Eins wiedergeben. Zwischen den hintereinander aufgezeichneten Bits von entgegengesetzter Polung ist eine Domänenwand 42 vorhanden. Zwischen den Bits gleicher Polung kann nur eine hypothetische Grenze 44 angenommen werden, da die aufeinanderfolgenden gleichen Bits eine einzige zusammenhängende Domäne bilden.

Um die Informationen vom Aufzeichnungsträger abzulesen, wird der Lesetreibleiter 24 mit einem Wechselstrom aus einem Lesetreiber 50 gespeist. Dieser Strom hat in dem angegebenen Beispiel eine Frequenz von F_Q = 1 MHz und erzeugt an den dünnen, magnetischen Schichten 12 und 14 ein Feld, das in der harten Richtung dieser Filme verläuft,

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dessen zeitlicher Verlauf in Figur 3 zu sehen ist. Die Amplitude die ses Wechselfeldes ist so groß, daß sich die Magnetisierungen der Schichten völlig in die harte Richtung drehen; ihre Amplitude entspricht oder übersteigt etwas die Größe H^ der Schichten.

Wenn die Maxima der Lesetreibfelder erreicht werden, ist die Magneti sierung der dünnen Schichten gerade in die harte Richtung gedreht; während das Lesetreibfeld wieder abnimmt, fällt die Magnetisierung dieser Schichten in dem einen oder anderen Sinn zur leichten Achse hin zurück. Ein beliebiges magnetisches Feld quer zum Spalt 20 magne tisiert die Schicht durch eine Drehung vor und bewirkt einen Rückfall in der einen oder anderen Richtung entsprechend der Richtung de F Feldes. Infolge dieser Magnetxsierungsänderung wird im Abtastleiter 18 ein Wechselsignal mit der doppelten Treibfrequenz 2 F induziert, dessen Phase jedoch von der Richtung des Magnetfeldes am Spalt 20 ab· hängt. Das Ausgangssignal des Abtastleiters 18 wird einem verstärken· den Phasendiskrxminator 52 zugeleitet, dessen Ausgangssignal entsprechend der Phase der Spannung im Abtastleiter 18 eine binäre Null ode: Eins wiedergibt.

Die Figur 4 veranschaulicht eine Anwendung der Leseköpfe nach den Figuren 1-3 in-einer Anordnung zum Auslesen eines von mehreren mehl spurigen Kanälen, die auf einem sich bewegenden,magnetischen Medium, z. B. einem mit einem Oxid überzogenen Band 30a aufgezeichnet sind.

Das Band 30a läuft über eine Anordnung mit sechzehn Leseköpfen 10 dei zuvor erläuterten Art hinweg. Auf dem Band sind vier Kanäle 60, 62, 64, 66 mit Informationen aufgezeichnet, die jeweils aus vier magnetischen Spuren bestehen. Im Falle des Kanals 60 sind diese Spuren mit 60a, 60b_s 60c und 6Od bezeichnet. Die Anordnungen zum Auslesen des Kanals 60 seien nun ausführlich beschrieben; die Anordnungen zum Lesen der drei anderen Spuren sind ähnlich.

Die vier Spuren 60a, 60b, 60c und 6Od sind so angeordnet, daß jede von einem gesonderten Lesekopf 10a, 10b, 10c und 1Od gelesen werden

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kann. Diese vier Leseköpfe weisen einen geraeinsamen Lesetreibleiter 24a auf, der durch einen Lesetreiber 50a mit einem Wechselstrom von der Frequenz F gespeist wird. Jeder Kopf besitzt einen Abtastleiter 18a, 18b, 18c und 18d, den er mit einem Lesekopf der anderen Kanäle 62, 64 und 66 teilt. Im Betrieb wird zu einem gegebenen Zeitpunkt nur ein Lesetreiber 50a, 50b, 50c bzw. 50d erregt, so daß gleichzeitig nur ein Kanal ausgelesen werden kann. Der einzelne Abtastleiter 18a kann daher nacheinander von den entsprechenden Leseköpfen der vier Kanäle beaufschlagt werden. Jeder Abtastleiter ist mit dem Eingang eines verstärkenden Phasendiskriminators 52a, 52b, 52c bzw. 52d verbunden, dessen Ausgangssignal angibt, ob das ausgelesene Digit eine binäre Eins oder Null ist.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Magnetischer Lesekopf zum Lesen magnetisch gespeicherter Informationen mit einem einen Lesespalt enthaltenden, magnetischen Kreis, der mit einem Abtast eiter magnetisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis zwei dünne, magnetische Filme (12, 14) von uniaxialer Anisotropie enthält, zwischen denen der Abtastleiter (18) eingeschoben ist, zu dem die leichten Achsen (16) der Filme (12, 14) senkrecht stehen, daß der Lesespalt (20) im äußersten, dünnen, magnetischen Film (14) vorgesehen ist, und daß von einer Vorrichtung (24, 50) dem dünnen, magne ischen Film (14) in der harten Richtung ein magnetisches Wechselfeld aufprägbar ist, das eine Amplitude aufweist, die das Anisotropiefeld des Filmes (12, 14) übersteigt.

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