Магнитная головка с немеханическим сканированием

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>>s G 11 В 5/245

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Q 00

) а

1 !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4850715/10 (22) 18.07.92 (46) 23,09.92.Бюл. М 35 (71) Научно-исследовательский институт измерительнойй техники (72) Б.П.Турченев. M.Â.Êàùååâ и M.À.Àïàðöåâ (56) Ефимов Е.Г. Магнитные головки, М„

Энергия, 1976 г., стр.96.

Ефимов Е,Г, Магнитные головки, M., Энергия, 1976 г., стр,55, рис.40 а, (54) МАГНИТНАЯ ГОЛОВКА С НЕМЕХАНИЧЕСКИМ СКАНИРОВАНИЕМ (57) Использование: изобретение относится к средствам магнитной записи, а именно к магнитным головкам для строчной эаписивоспроизведения телевизионных сигналов.

Сущность изобретения: магнитная головка

Предлагаемое изобретение относится к средствам магнитной записи, а именно, к магнитным головкам для строчной записивоспроизведения телевизионных сигналов и может найти применение при создании видеомагнитофонов,.

Известна магнитная головка для строчной записи-воспроизведения телевизионных сигналов с электромагнитным сканированием(Ефимов Е,Г, Магнитные головки, M., Энергия, 1976, стр, 96). Она содержит три магнитопровода с обмотками, причем полюсы второго магнитопровода введены в рабочий зазор первого рабочего магнитопровода, служащего для записивоспроизведения, а третий магнитопровод соединен со вторым через немагнитные клинья. Периодическое перемещение участKB записи по рабочему зазору производится за счет смены положения зоны компенсации в полюсах второго магнитопровода, об,, Ы,, 1764081 А1 содержит корпус из двух полублоков, 2п рабочих полусердечников с 2п рабочими обмотками, контактную плату, четыре дополнительных полусердечника, 2хп + 1 передних, 2хп + 1 задних полувкладыша из того же материала, чтб и полусердечники, 2п дополнительных обмоток и две накладки из материала с малой индукцией насыщения.

Рабочие и дополнительные полусердечники, задние и передние полувкладыши одного полублока вместе образуют одну деталь.

Пары рабочих обмоток через плату параллельно подсоединяются к источнику сигнала записи, Дополнительные обмотки соединяются попарно и встречно по действию МДС и подключаются к фазам P-фаэного источника управляющето сигнала. 3 ил, разуемой противоположно направленными потоками второго и третьего магнитопроводов, Данная головка позволяет получить высокую скорость записи йри нормальйой скорости носителя и малом износе пары носитель-головка, Головка устанавливается неподвижно и, тем самым, устранена необходимость синхронизации движения головки и носителя.

Недостатком этой головки являются низкая поверхностная плотность записи, установленная конструктивно широким рабочим зазором, а также конструктивная сложность, низкая технологичность, связанная с необходимостью точной стыковки нескольких разнотипных магнитопроводов, Кроме того, головка характеризуется низкой помехоустойчивостью, что вызвано, с одной стороны, так называемым "эффектом записи (стирания) широкой щелью", в которую

1764081 превращается зазор вместе с полюсами в состоянии низкой проницаемости, а с другой стороны, малым выходным сигналом при воспроизведении из-за больших потоков рассеяния, вызванных несоответствием между размерами отпечатка и рабочей головки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретения является магнитная головка с немеханическим сканированием описанная в книге Ефимова

Е.Г, "Магнитные головки", М., Энергия, 1976; стр.55, рис.40а. Она содержит корпус, состоящий из двух полублоков, соединенных междусобой стяжными винтами, 2п рабочих полусердечников с 2п рабочими обмотками, соединенными попарно и согласованно по действию магнитодвижущей силы (МДС) и контактную плату. Каждый полублок имеет пазы для установки полусердечников с обмотками. Выводы обмоток припаиваются к контактам платы.

Рабочие зазоры всех головок расположены на одной прямой. Обмотки соответствующих полусердечников в полублоках соединяются попарно и согласованно по действию МДС, так что при подаче на них сигнала записи в сердечнике, состоящей из двух рабочих полусердечников, образуется круговой магнитный поток, Соответственно при воспроизведении круговой магнитный поток от отпечатка на ленте вызывает согласованное направление ЭДС в обмотках, увеличивающее воспроизводимый сигнал.

Два полусердечника с двумя обмотками образуют один канал записи-воспроизведения головки. Всего головка содержит и независимых магнитных каналов записивоспроизведения.

Для строчной записи этой головки телевизионный сигнал подвергается временной дискретизации, в результате чего он разделяется на пэлементов,,раздельнозаписываемых и каналами магнитной головки, При воспроизведении сигналы с каждого из п каналов распределяются во времени с учетом ранее произведенной дискретизации и складываются, в результате чего образуется суммарный телевизионный сигнал, подобный записываемому. Физические процессы записи и воспроизведения в магнитных головках и ленте здесь обычные для магнитной записи.

Достоинством данной конструкции является конструктивная простота, технологичность, не требуется выбора материала трех различных магнитопроводов и их точного размещения относительно друг друга.

Формируемый узкий рабочий зазор каналов

55 позволяет повысить помехоустойчивость головки.

Однако, недостатком этой магнитной головки остается низкая поверхностная плотность записи, обьясняемая тем, что на носителе элементарные отпечатки располагаются в виде продольных строчек (дорожек), расстояние между которыми определяется расположением каналов в магнитной головке. Число продольных строчек равно числу каналов и в головке и обычно не превосходит 2 — 3 на 1 мм в поперечном направлении носителя. Ширина дорожки равна ширине сердечника канала головки. Учитывая, что достигнутая продольная плотность записи составляет несколько тысяч отпечатков на 1 мм, видно, что возможности магнитной записи здесь используются неэффективно.

Прямому решению этого вопроса путем увеличения числа каналов в головке препятствуют конструктивные и технологические сложности, связанные с необходимостью уменьшения размера обмоток, обеспечения качественного узкого рабочего зазора в тонком сердечнике и др., не преодоленные до сих пор.

Целью предлагаемого изобретения является повышение поверхностей плотности записи путем расположения элементарных отпечатков на носителе в виде наклонных строчек (дорожек) уменьшении промежутков между ними, а также путем уменьшения ширины дорожки.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитную головку, содержащую корпус, состоящую из двух полублоков, соединенных между собой стяжными винтами, 2п рабочих полусердечников с 2п рабочими обмотками, соединенными попарно и согласованно по действию МДС и контактную плату. В веден ы четыре дополнительных полусердечника, расположенных с обеих сторон комплекса из 2п рабочих полусердечников и параллельно им (2п+ 1) передних и (2n + 1) задних полувкладышей иэ того же материала, что и полусердечники, расположенные между полусердечниками и образующих вместе с ними единые рабочий и дополнительный зазоры, 2п дополнительных обмоток, расположенных на полусердечниках, и две накладки из материала с малой индукцией насыщения, расположенных по обе стороны рабочего зазора параллельно плоскости магнитной ленты, при этом рабочие и дополнительные полусердечники и передние полувкладыши одного полублока вместе образуют одну деталь, Пары рабочих обмоток через контактную плату параллельно подсоединяются к источнику

1764081 сигнала записи или к суммирующему усилителю воспроизведения, дополнительные обмотки соединяются попарно и встречно по действию МДС, а пары дополнительных обмоток через контактную плату подключаются к фазам P-фазного источника управляющего сигнала, при п = кхр, к = 1, 2, З...,а р

>2, Ниже приведен пример реализации предлагаемой головки для случая р = n = 3, который поясняется на чертежах, где изображено: на фиг.1: а) конструкция заявляемой магнитной головки; б) магнитная головка в сборе; б) полублок магнитной головки с рабочими и дополнительными полусердечниками, рабочими и дополнительными обмотками, передними и задними полувклады шами; на фиг,2 — принцип работы заявляемой магнитной головки; на фиг.3; а, б, в) эпюры сигналов управления, подаваемых в дополнительные обмотки; г) эпюра сигнала записи; д) эпюра движения бегущего участка 16 по направлению L; е) эпюра распределения напряженности поля на рабочей поверхности головки; ж) эпюра распределения намагниченности на рабочей поверхности головки.

Заявляемая магнитная головка содержит (см.фиг.1): корпус, состоящий из двух полублоков 1 и 2, соединенных между собой стяжными винтами 3, шесть рабочих полусердечников 4, попарно образующих три рабочих сердечника, шесть рабочих обмоток 5, находящихся на рабочих полусердечниках. Рабочие обмотки 5 соединены попарно и согласованно по действию ЦДС, так, что при подаче на них сигнала в рабочих сердечниках возникает круговой магнитный поток, Подводящие проводники обмоток выведены на контакты контактной платы 6.

Выше и ниже комплекса рабочих сердечников расположены четыре дополнительных полусердечника 7, попарно образующих верхний и нижний дополнительные сердечники, параллельные рабочим. Между сердечниками расположены восемь передних и восемь разрядных полувкладышей 8 и 13.

Рабочие 4 и дополнительные 7 полусердечники, а также полувкладыши 8 и 13 сделаны из одного и того же магнитного материала.

В передней части блока магнитной головки они вместе образуют единый передний (рабочий) зазор 9, а в задней части — единый дополнительный (технологический) зазор

10. Две накладки 11 из материала с малой индукцией насыщения, например, феррита

55 расположены снаружи в передней части головки, по обе стороны рабочего зазора 9 и параллельно плоскости магнитной ленты

12. На рабочих полусердечниках 4 находятся шесть дополнительных обмоток 14, соединенных попарно и встречно по действию

МДС, так что при подаче сигнала на пару дополнительных обмоток 14 в сердечнике образуются встречные потоки, выходящие наружу сердечников. Пары рабочих обмоток через контактную плату 6 параллельно подсоединяются к источнику сигнала записи или к суммирующему усилителю воспроизведения (типа операционного усилителясумматора). Пары дополнительных обмоток

14 через контактную плату 6 подключаются к фазам трехфазного источника управляющего сигнала.

Рабочие и дополнительные полусердечники 4 и 7, передние и задние полувкладыши 8 и 13, т.е. весь магнитопровод, кроме накладок представляют из себя единую конструкцию для полублока из одного и того же материала, например, феррита или аморфного магнитного сплава, Они являются частями одной сложной неразборной детали, но здесь и далее рассматриваются раздельно для удобства изложения.

Заявляемая магнитная головка при записи ТВ-сигнала работает следующим образом (см.фиг,2 и 3), На пары дополнительных обмоток 14 подаются сдвинутые по фазе токи (см.фиг.3, а, б, в) от трехфазного (в общем случае Pфазного) источника, синхронизируемого видеосигналом. Под действием этих токов через полусердечники 4 и 7, полувкладыши

8 и 13 и накладки 11, т.е. через весь магнитопровод проходят сдвинутые по фазе магнитные потоки, которые в результате совместного действия образуют результирующий поток, состоящий из полупотоков

Ф1 и Ф2. Расположение и конфигурация полупотоков Ф1 и Ф2 в каждый данный момент определяется соотношением амплитуд и фаз первичных потоков. В результате полупотоки Ф1 и Ф2 и разделительная зона между ними непрерывно меняет свое положение, перемещаясь в направлении L вдоль рабочего зазора 9. При этом исходные потоки в парах полусердечников, направленные в одну сторону, выходят за пределы полусердечников и распространяются по всему магнитопроводу. В районе магнитопровода, примыкающем к рабочей поверхности магнитной головки, полупотоки Ф1 и Ф2 направлены в противоположные стороны, как показано стрелками на фиг.2, Они скользят вдоль зазора и не выходят за пределы магнитопровода. В зоне

1764081

10

50

55 полупотока Ф1. напряженность поля направлена в одну сторону, а в зоне полупотока Ф" — в противоположную. Между ними находится некоторая пограничная узкая зона 15, перпендикулярная зазору 9, в которой магнитное поле меняет направление и, следовательно, проходит через "нуль" (см.пунктир на фиг,2 — зону 15, а также на фиг.Зе), Расположение этой зоны 15 перемещается во времени вместе с полупотоками Ф1 и Ф2 в направлении L вдоль зазора

9, Величина потока в дополнительных обмотках 14 подбирается так, чтобы материал полусердечников 4 и 7 и полувкладышей 8 и

13был ненасыщен, аматериал накладок11, наоборот, был насыщен везде, кроме узкой зоны 15, где напряженность поля близка к нулю (см.фиг.Зе, ж). На пересечении пограничной зоны 15 и рабочего зазора 9 магнитопровода образуется "бегущий" участок записи-воспроизведения 16. Сигнал записи, подаваемый параллельно на все пары рабочих обмоток 5 (см.фиг.Зг), образует круговой рабочий магнитный поток по всему магнитопроводу. Однако лишь на "бегущем" участке 16 он "выпячивается" в направлении магнитного носителя 12, где оставляет íà его рабочем слое "отпечаток" в виде элементарного участка, намагниченного в соответствии с мгновенным сигналом записи фиг.3r, В остальных местах этому препятствует низкая магнитная проницаемость накладок 11, находящихся в насыщении, а в других местах пограничной эоны 15, кроме того — отсутствие зазора, Перемещаясь во времени вдоль рабочего зазора 9 в направлении 1 (см.фиг.Зд и фиг.2), "бегущий" рабочий участок 16 сканирует поверхность магнитной ленты 12, оставляя в ее рабочем слое элементарные отпечатки мгновенного сигнала записи {фиг.Зг), которые вместе образуют записанную строку, За время действия данной строки магнитная лента 12 перемещается на некоторое расстояние в направлении V (фиг.2), так что следующая строка располагается рядом с предыдущей и т,д.

Ширина строки записи на носителе равна ширине "бегущего" участка 16 и при определенном соотношении величин потоков

Ф1 и Ф2 и индукции насыщения материала накладок 11 может быть уменьшена до нескольких десятков микрометров, Выбор скорости движения носителя и частоты сигналов управления в дополнительных обмотках позволяет сократить до нескольких микрометров промежутки между строчками, При воспроизведении "бегущий" рабочий участок 16 также сканирует поверхность магнитной ленты 12, при этом лишь соответствует ему элементарный отпечаток в каждый данный момент образует рабочий магнитный поток в магнитопроводе и, соответственно, формирует на выходе той или иной пары рабочих обмоток 5 воспроизводимый сигнал. При этом наибольший сигнал образуется в обмотках, ближайших к "бегущему" зазору, а по мере удаления от него сигнал уменьшается. Все сигналы с пар обмоток складываются на суммирующем усилителе, что увеличивает общую отдачу. В то же время то обстоятельство, что основной воспроизводимый поток проходит через. ближайший рабочий сердечник, позволяет добиться соответствия между размером отпечатка и размером "действующей " головки и избежать излишних потоков рассеяния и потерь в магнитопроводе. Это особенно важно в случае записи данных строк.

Отпечатки, не совпадающие в данный момент с "бегущим" рабочим участком 16, не проходят через насыщенный материал накладок 11 и не формируют воспроизводимого сигнала в данный момент.

При поочередном сканировании всей строки элементарные воспроизводимые сигналы совместно образуют многоэлементный строчный сигнал, соответствующий записанному (см.фиг.Зг). При воспроизведении необходимая взаимная синхронизация управляющих токов с движением магнитного носителя, так чтобы сканирование попадало точно на записанные строки. Оно может осуществляться с помощью специального импульса в составе строчного сигнала (маркера — см.фиг.Зг), Это, однако, относится скорее к общему тракту магнитной записи, чем к магнитной головке.

Предлагаемое техническое решение обладает следующими преимуществами, Увеличение поверхностной плотности записи на носителе, Выигрыш по поверхностной плотности записи определяется тем, что в заявляемую магнитную головку введены дополнительные полусердечники, передние и задние полувкладыши из того же материала, что и полусердечники, накладки из материала с малой индукцией насыщения, которые вместе с рабочими полусердечниками образуют единую магнитную цепь, в введение дополнительных обмоток, подключенных к р-фазному управляющему сигналу, позволяет смещать зону записи элементарных отпечатков в поперечном направлении на носителе путем управ-. ления электромагнитным полем. B результате чего элементарные отпечатки на носителе располагаются в виде наклонных строчек, промежутки между которыми могут

1764081

Фиг. / б) быть уменьшены до нескольких микрометров за счет выбора скорости движения носителя и частот сигналов уПравления в дополнительных обмотках. Кроме того ширина самой строки может быть сокращена до нескольких десятков микрометров при выборе соотношения потоков Ф1 и Ф2 индукции насыщения материала накладок 11.

При увеличении поверхностной плотности записи снижается расход магнитной ленты.

Дополнительным преимуществом предлагаемого технического решения является то, что осуществляется и непрерывная запись телевизионного сигнала неподвижной головкой без его дискретизации по времени и суммирования при воспроизведении как в методе Бинга-Кросби, При этом увеличивается точность записи — воспроизведения, поскольку удается избежать свойственных этому известному методу искажений из-за дискретизации, Кроме того, упрощается аппаратура, т.к. вместе и усилителей записи и и усилителей воспроизведения требуется один усилитель записи и один суммирующий усилитель воспроизведения, Формула изобретения

Магнитная головка с немеханическим сканированием, содержащая корпус из двух полублоков, соединенных между собой че5 рез прокладку рабочего зазора и включающих 2п рабочих полусердечников с 2п рабочими обмотками, соединенными последовательно и согласованно, где п — число каналов обмотки, и контактную плату, о т л и ч а10 ю щ а я с я тем, что, с целью повышения поверхностной плотности записи путем уменьшения ширины дорожки и межстрочных расстояний, расстояний, введены четыре дополнительных полусердечника, 2п + 1

15 полувкладыша, 2п управляющих обмоток, две накладки для полублоков, причем дополнйтельные полусердечники расположены по обе стороны от рабочих полусердечников, 2n + 1 полувкладышей

20 расположены между полусердечниками, 2п управляющих обмоток расположены на рабочих полусердечниках, накладка каждого из полублоков сопряжена с рабочей поверхностью полусердечников и полувклады25 шей, которые выполнены из одного материала с индукцией насыщения, большей индукции насыщения материала накладок, Фиг.3

Составитель Б.Сычев

Техред M.Moðãeíòàë

Корректор Н,Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3459 тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5