DE69018917T2 - Magnetisches Datenspeichergerät. - Google Patents

Description

Fachgebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Datenspeichergerät und insbesondere die darin eingesetzten Magnetköpfe.
Hintergrund der Erfindung
• In den letzten Jahren hat das Datenvolumen, das von Büroautomatisierungsanlagen wie Computern behandelt wird, erheblich zugenommen. Daher besteht ein großer Bedarf an Aufzeichnungen mit hoher Dichte auf Magnetplatten, die häufig als Medium für die Speicherung solcher Daten verwendet werden.
• Es ist allgemein bekannt, daß eine Möglichkeit zur Erzielung einer höheren Aufzeichnungsdichte in der Verengung der Taktfensterbreite besteht. Allerdings wird bei digitalen Systemanlagen die minimale erreichbare Breite durch die Anforderung beschränkt, daß eine Fehlerrate von beispielsweise höchstens 10&supmin;&sup8; erreicht werden muß.
• Durch die Verengung der Taktfensterbreite kommt es zu Fehlern, wenn die erkannten Leseimpulse in bezug auf das Taktfenster falsch lokalisiert werden. Ursachen für diese falsche Abstimmung zwischen Impuls und Fenster sind die Verlagerung der Impulsspitze aufgrund der Interferenz zwischen benachbarten Impulsen und die Verzerrung, die durch den Signalverarbeitungsschaltkreis hervorgerufen wird. Daher ist eine ausreichende Fensterbreite nötig, um die Spitzenverlagerung zu bewältigen.
• Bisher wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um die Verzerrung durch den Signalverarbeitungsschaltkreis und durch die Interferenz zwischen benachbarten Impulsen auf einem Aufzeichnungsmedium zu eliminieren. Selbst mit diesen bestehenden Verfahren ist jedoch die Verzerrung des Lesesignals noch immer ein Hindernis für die Erzielung immer höherer Aufzeichnungsdichten.
• Es wurde festgestellt, daß eine Ursache der Verzerrung innerhalb des Magnetkopfgeräts liegt. In dem Spaltteil des Kopfes wird eine Zugspannung erzeugt, verursacht durch die Differenz zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten der nichtmagnetischen Substanz wie zum Beispiel Glas, die den Spaltteil bildet, und der magnetischen Substanzen wie etwa Ferrit, die den Spaltteil von beiden Seiten umschließen. Diese Zugspannung ruft in den magnetischen Substanzen einen umgekehrten Magnetostriktionseffekt hervor, der eine starke Anisotropie in der Nachbarschaft des Spaltteils der magnetischen Substanzen auslöst. Diese Anisotropie erzeugt die Verzerrung des Lesesignals JP-A-6358608 beschreibt ein magnetisches Datenspeichergerät, in dem während des Schreibvorgangs im Kopfkörper ein Vormagnetisierungsfeld erzeugt wird, um die Spaltbreite durch den Magnetostriktionseffekt zu vergrößern. Anspruch 1 ist gegen dieses Dokument gekennzeichnet. Systeme, die die Spaltbreite mit Hilfe des piezoelektrischen Effekts verändern, sind auch aus US-A-4.398.229 bekannt.
• Die vorliegende Erfindung soll das Problem der Verzerrung des Lesesignals lösen und stellt dazu ein magnetisches Datenspeichergerät bereit, wie es in Anspruch 1 dargelegt ist.
• In einem bevorzugten Magnetkopfgerät wird das Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeld erzeugt, indem ein Gleichstrom von vorherbestimmter Stärke in einer zusätzlichen Spule fließen gelassen wird; die um den Magnetkörper gewickelt ist, wobei die zusätzliche Spule von der Spule getrennt ist, die zur Erzeugung des Lesesignals dient.
• In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeld erzeugt, indem nur ein Gleichstrom von vorherbestimmter Stärke in derselben Spule fließen gelassen wird, die zur Erzeugung des Lesesignals dient.
• Wenn ein Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeld in dem Magnetkörper gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, entsteht in dem Magnetkörper, der den Spaltteil von beiden Seiten umschließt, ein Magnetostriktionseffekt, durch den der Spaltteil komprimiert wird. Diese Komprimierung des Spaltteils wirkt der Zugspannung entgegen, die in dem Spaltteil durch die Differenz zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten hervorgerufen wird, wie oben beschrieben. Dadurch entsteht in den magnetischen Substanzen kein umgekehrter Magnetostriktionseffekt, und es wird auch keine Anisotropie ausgelöst, so daß die Verzerrung des Lesesignals unterdrückt werden kann.
• Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Anschluß rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Magnetkopfes, der in einem magnetischen Datenspeichergerät gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
• Fig. 2 zeigt schematisch einen konventionellen Magnetkopf, der in einem magnetischen Datenspeichergerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
• Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Reduktion der Signalverzerrung zeigt, die durch den Einsatz von Köpfen in dem Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• In dem in Fig. 1 gezeigten Magnetkopfgerät befindet sich ein Spaltteil 3 mit sehr geringer Breite, der aus einer nichtmagnetischen Substanz wie beispielsweise Glas besteht, zwischen magnetischen Teilen 1 und 2 mit einer positiven Magnetostriktionskonstante wie etwa Ferrit.
• Eine Lese-/Schreibspule 4, die zur Erzeugung eines Lesesignals und zur Einführung eines Schreibsignals dient, ist um den einen magnetischen Teil 2 gewickelt. Außerdem ist eine Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeldspule 5 um den magnetischen Teil 2 gewickelt, um in den magnetischen Teilen 1 und 2 ein Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeld zu erzeugen.
• Wenn ein Lesesignal von der Lese-/Schreibspule 4 ausgelesen wird, wird in den magnetischen Teilen 1 und 2 ein Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeld erzeugt, indem ein Gleichstrom in vorherbestimmter Stärke in der Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeldspule 5 fließen gelassen wird. Die Stärke des Gleichstroms, der in der Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeldspule 5 fließen soll, beträgt vorzugsweise 0,5 mA, wenn die Stärke des Wechselstroms des Lesesignals, das von der Lese-/Schreibspule ausgelesen wird, 40 bis 60 mA beträgt.
• In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeld in den magnetischen Teilen 1 und 2 erzeugt, wie oben beschrieben, so daß zwischen den magnetischen Teilen 1 und 2, die den Spaltteil 3 von beiden Seiten umschließen, ein Magnetostriktionseffekt entsteht. Dies führt dazu, daß der Spaltteil 3 komprimiert wird und die Zugspannung, die auf der Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten des Spaltteils 3 und der magnetischen Teile 1 und 2 beruht, aufgehoben wird. Daher wird in den magnetischen Teilen 1 und 2 kein umgekehrter Magnetostriktionseffekt erzeugt, und es entsteht keine Anisotropie, so daß die Verzerrung des Lesesignals unterdrückt werden kann. Dadurch verbessert sich die Fehlerrate um eine oder zwei Größenordnungen im Vergleich zu Techniken nach dem Stand der Technik, oder bei derselben Fehlerrate erhöht sich die Speicherkapazität um 10 %.
• Fig. 2 zeigt den Aufbau des Magnetkopfgeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Das Magnetkopfgerät in Fig. 2, das dem in Fig. 1 dargestellten Magnetkopfgerät ähnelt, umfaßt einen Spaltteil 3, der sich zwischen den magnetischen Teilen 1 und 2 befindet, und eine Lese-/Schreibspule 4, die um den einen magnetischen Teil 2 gewickelt ist.
• Allerdings ist keine Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeldspule 5 vorhanden, und statt dessen wird in den magnetischen Teilen 1 und 2 ein Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeld erzeugt, wenn ein Lesesignal von der Lese-/Schreibspule 4 ausgelesen wird, indem ein Gleichstrom (Ausgleichsstrom) in vorherbestimmter Stärke in der Lese-/Schreibspule 4 fließen gelassen wird. Die Stärke des Gleichstroms, der in der Lese-/Schreibspule 4 fließen soll, ist ähnlich wie in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.
• Der Effekt dieses Ausführungsbeispiels ähnelt demjenigen in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, und darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß die vorliegende Erfindung ohne Konstruktionsänderung bei dem konventionellen Magnetkopfgerät allein mit einer einfachen Änderung an dem Schaltkreissystem eingesetzt werden kann.
• Fig. 3 zeigt das Ergebnis der Messung der Korrelation zwischen der Stromstärke, die das Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeld in dem Magnetkopfgerät erzeugt, und der Verzerrung des Lesesignals und weist eindeutig auf die positiven Effekte der Erfindung hin.
• Die von den Pluszeichen definierte Linie stellt experimentelle Ergebnisse bei der Verwendung eines Magnetkopfgeräts dar, bei dem die Verzerrung aufgrund der Interferenz zwischen benachbarten Impulsen auf dem Aufzeichnungsmedium relativ klein ist, wenn kein Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeld vorhanden ist; die von den offenen Quadraten definierte Linie stellt experimentelle Ergebnisse bei der Verwendung eines Magnetkopfgeräts dar, bei dem diese Verzerrung groß ist, wenn kein Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeld vorhanden ist; und die von den offenen Rauten definierte Linie stellt experimentelle Ergebnisse bei der Verwendung eines Magnetkopfgeräts dar, bei dem keine Verzerrung auftritt, wenn kein Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeld vorhanden ist.
• Wie sich dieser Figur entnehmen läßt, beträgt die Verzerrung jedes Lesesignals ungefähr 0 ns, wenn die Stromstärke zur Erzeugung des Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeldes -0,5 mA beträgt. Gleichzeitig kommt es nicht zu Problemen durch irgendwelche negativen Effekte, die durch diesen Strom ausgelöst würden, da die Stromstärke zur Erzeugung des Gleichstrom-Vorinagnetisierungsfeldes weniger als 1 mA beträgt.
• Darüber hinaus wurde experimentell festgestellt, daß die Polarität des Stroms zur Erzeugung des Gleichstrom- Vormagnetisierungsfeldes entweder positiv oder negativ sein kann.

Claims (5)

1. Ein magnetisches Datenspeichergerät mit einem Magnetkopf zum Lesen von Daten, die als Veränderungen der Magnetisierung auf einem magnetisierbaren Aufzeichnungsmedium gespeichert sind, wobei der Kopf umfaßt:

einen magnetischen Körper (1, 2);

ein Spaltglied (3) aus nichtmagnetischen Material zwischen dein magnetischen Körper, und

eine um den magnetischen Körper gewickelte Spule (4), in der Lesesignale aus den Daten erzeugt werden, die auf dem Aufzeichnungsmedium gespeichert sind,

wobei das Gerät ferner ein Mittel (5) zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes in dem magnetischen Körper zum Erzeugen von Größenänderungen durch Magnetostriktion umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfeldes das Vormagnetisierungsfeld während der Erzeugung des Lesesignals erzeugt, etwa um in dem magnetischen Körper durch Magnetostriktion Größenänderungen zu erzeugen, die den Größenänderungen entgegenwirken, die durch die Wärmeausdehnung entstehen, welche sich durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des magnetischen Körpers und des Spaltglieds ergibt.

2. Ein Gerät nach Anspruch 1, bei dem das Mittel zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfeldes eine Gleichstromquelle enthält, die so angeschlossen ist, daß der Gleichstrom während der Erzeugung des Lesesignals um den magnetischen Körper herumfließt.

3. Ein Gerät nach Anspruch 2, bei dem die Gleichstromquelle an die Spule angeschlossen ist, in der die Lesesignale erzeugt werden.

4. Ein Gerät nach Anspruch 2, bei dem das Mittel zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfeldes eine zusätzliche Spule (5) enthält, die um den magnetischen Körper gewickelt ist, wobei die Gleichstromguelle an die zusätzliche Spule angeschlossen ist.

5. Ein Gerät nach einem beliebigen obigen Anspruch, bei dem der magnetische Körper eine positive Magnetostriktionskonstante aufweist.