SHIELDED MAGNETORESISTIVE SENSOR TO READ INFORMATION TRACKS FROM A MAGNETIC RECORD CARRIER

Abstract: 1. A screened magneto-resistive sensor for scanning the information track (2) of a magnetic data carrier (1), having a strip (5), through which a constant current (i) flows and which is made of a magneto-resistive material and which has a magnetization (M'), is supplied with a stray field induction of the magnetic recording (M 1-3) and orientated at right angles to the longitudinal axis of said strip, which at the ends is provided with terminals (16) for transmitting a sensor signal (Us ), and having two screening plates (6, 7) which are made of a ferromagnetic material and delimit a gap, which houses the strip (5), between them, where the strip (5) is arranged at a predetermined distance (d1 + d2) from the information track (2), whereas the end faces of the screening plates (6, 7) approach the information track (2) as nearly (d2) as possible, characterized in that the strip length exceeds the width of the information track (2) and that the screening plates (6, 7) respectively comprise a first parallelepiped component (18), which is matched in its width to the strip length, and a second component (19) which tapers to the track width.

Description: Abgeschirmter magnetoresistiver Sensor zum Abtasten von Informationsspuren eines magnetischen Aufzeichnungsträgers Die Erfindung bezieht sich auf einen abgeschirmten magnetoresistiven Sensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Sensor, der beispielsweise aus den IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-12, No. 6, Nov.1976, S. 716 - 718, insbesondere S. 717, Figur 5, bekannt ist, weist ebenso wie jederungeschirmte magnetoresistive Sen sor die Nachteile auf, dass er durch die abzutastenden Magnetflüsse, die von den Informationsspuren allgemein verwendeter magnetischer Aufzeichnungsträger herrühren, sehr leicht übersteuert wird. Um dem zu begegnen, wäre es an sich möglich, die Informationsspuren mit einer geringeren Aussteuerung der Schreibköpfe aufzubringen, nur würde das zu einem ungünstigen Signal-Rausch-Verhältnis beim Abtasten der Spuren führen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetoresistiven Sensor an die von den Informationsspuren üblicherweise zur Verfügung gestellten Magnetflüsse anzupassen, ohne hierdurch das Signal-Rausch-Verhältnis des ausgelesenen Sensorsignals zu beeinträchtigen. Ausgehend von einem abgeschirmten magnetoresistiven Sensor der einganges genannten Art wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennnzeichneten Merkmale gelöst. Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht insbesondere darin, dass von dem magnetoresistiven Sensor ein optimales Lesesignal abgegeben wird, ohne dass eine Gefahr der Übersteuerung des Sensors besteht. Das Signal-Rausch- Verhältnis wird durch die Massnahmen nach der Erfindung nicht verschlechtert. Damit kann der erfindungsgemässe Sensor ohne Bnpassungs schwierrgkeiten ztir Abtastung von Informationsspuren herangezogen werden, die sonst mit induktiven Leseköpfen abgetastet werden müssten. Die Ansprüche 2 bis 5 sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel und Figur 2 ein zweites Ausfühuungsbeispiel der Erfindung. Ein bandförmiger magnetischer Aufzeichnungsträger 1, der Informationsspiren 2, 3 aufweist, wird in Richtung des Pfeils 4 an einer orstfesten Anordnung vorbeibewegt, die aus einem Streifen 5 aus magnetoresiqtivem Material und zwei ferromagnetischen Abschirmplatten 6, 7 besteht. Die Info=ationsspuren 2, 3 sind abschnittsweise entgegengesetzt magnetisiert, wie an Rand der Abschnitte 8 bis 10 der Spur 2 und der eingezeichneten Magnetisierungspfeile M1 bis M3 angedeutet ist. Auf Grund dieser in Längsrichtung der Spur 2 orientierten Magnetisierung treten aus der Spur 2 Magnetflüsse aus. Bei einer bewegung des Auf zeich- nungsträgers 1 in Richtung 4 wird der Streifen 5 jewe-ils mit der Differenz zweier solcher Magnetflüsse beaufschlagt, die entsprechend der in der Spur 2 gespeicherten lnforma- tion unterschiedlich gross sind, wobei sich der eine Magnetfluss über den Spalt zwischen den Teilen 5 und 6 und der andere Magnetfluss sich über den Spalt zwischen den Teilen 5 und 7 schliesst. Der magnetoresistive Streifen 5 besteht beispielsweise aus einer Ni-Fe-Legierung mit 81 bis 84% Ni und 16 bis 19% Fe, Er ist über elektrische Leitungen 11, 12 mit den Anschlüssen 13, 14 einer konstanten Stromquelle verbunden, die einen Strom i liefert. Der Streifen 5 ist ferner mit einer Mehrzahl von schraffiert eingezeichneten, zueineinander parallelen Leiterbahnen 15 versehen, die zu seiner in Richtung der Leitungen 11, 12 zu denkenden Längsachse etwa unter einem Winkel von 450 verlaufen. Die Leiterbahnen 15, die in der englischsprachigen Fach- literatur auch als barber poles" bezeichnet werden, bestehenaus einem elektrisch gut leitenden Material, z.3. aus Gold. Der Strom i durchfliesst die einzelnen Leiterb#en 15 und bildet zwischen denselben Strompfade, die senkrecht zu den Rändern der Leiterbahnen 15 aus- bzw. eintreten. Damit ergibt sich im Streifen 5 eine senkrecht zu den Rändern von 15 orientierte Stromrichtung. Ist der Streifen 5 nun zusätzlich mit einer in Richtung seiner Längsachse orientierten Magnetisierung M' versehen, so wird diese in Abhängigkeit von der Richtung und Grösse der aus der Informationsspur 2 jeweils austretenden Magnetflüsse + #2 gedreht, wobei an endseitig mit dem Streifen 5 verbundenen Anschlüssen 16 eine das Sensorsignal bildende Spannung u5 abgreifbar ist. Die Grösse us hängt von dem Winkel ab, der von der sich ergebenden Magnetisierungsrichtung und der durch die Leiterbahnen 15 bestimmten Stromrichtung eingeschlossen wird. Der Magnetisierung M', die bei der Iterstellung des Streifens 5 aufgebracht wird, überlagert sich die in Richtung der Längsachse des Streifens 5 liegende Komponente des von dem mittels der Leiterbahnen 15 abgelenkten Strom in dem Streifen 5 erzeugten, inneren Magnetfeldes, wie in den IEEE Transactions on Magnetics, Vol. M#G-13,No.5, Sept. 1977 auf den Seiten 1466-1468 beschrieben ist. Wenn der Streifen 5 nicht mit Leiterbahnen 15 versehen ist, ist es zweckmässig, ein äusseres Magnetfeld vorzusehen, das senkrecht zur Richtung der Magnetisierung M' orientiert ist. Hierdurch wird die Magnetisierung M1 aus der Richtung der Längsachse des Streifens 5 und damit aus der Stromrichtung im Streifen 5 um einen Winkel gedreht, der z.B. 45 beträgt. Dieser Winkel ändert sich dann entsprechend der informationsabhängigen Magnetflüsse, die aus der Informationsspur aufgenommen werden. Die ferromagnetischen Abschirmplatten 6, 7, die z.B. aus Permalloy bestehen, begrenzen zwischen sich einen den Streifen 5 aufnehmenden Spalt. Dabei liegt der Streifen# 5 mit seiner Unterkante um einen Abstand d1 oberhalb der unteren 3egrenzungsfläche der Abschirmplatten 6, 7, die der Oberfläche der Informationsspur 2 möglichst weitgehend angenähert ist. Der hier verbleibende Abstand d2 ist durch die Rauhigkeit des Aufzeichnungsträgers 1 oder, z.B. bei einem Plattenspeicher, bei dem der Informationsträger 2 aus einer Magnetplatte besteht, durch die Blug- höhe des Sensors über der Plattenoberfläche bedingt. Die Länge des Streifens 5, der die Breite der Abschirmplatten 6, 7 angepasst ist, entspricht hiebei der Breite der Informationsspur 2. Die Abschirmplatten können durch einen den Spalt abschliessenden Steg 17 aus ferromagnetischem Material, der gestrichelt eingezeichnet ist, miteinander verbunden sein. Die Differenz der in der Informationsspur 2 vorhandenen Magnetflüsse s 1 und Q 2, die den von den Teilen 5 und 6 sowie den Teilen 5 und 7 zwischen sich begrenzten Teil- spalten gegenüberliegen, wird dem Streifen 5 zugefuhr#t. Nimmt man eine Sättigungsinduktion des Streifens 5 von 10 -4 Vs/cmê an, so ergibt sich bei einer Streifendicke von 30 m und einer der Spurbreite von 2 angepassten Länge von 30/Um ungefähr ein maximal aufnehmbarer Magnetfluss von 3 x 10-12 Vs. Der Abstand dl, um den der Streifen 5 gegenüber der Grenzfläche der Abschirmplatten 6, 7 zurückversetzt ist, ist nun so zu wählen, dass der von der Informationsspur 2 gelieferte, den Streifen 5 beaufschlagende resultierende Magnetfluss, soweit er über den maximal aufnehmbaren Wert von z.B. 3 x 10-12 Vshinausgeht, zwischen den Abschirmplatten 6, 7 kurzgeschlossen wird. Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von Figur 1 dadurch, dass die Länge des Streifens 5 die Breite der Informationsspur 2 übersteigt. Die Abschirmplatten 6, 7 weisen dabei drei Teile 18 bis 20 auf, von denen der erste Teil 18 eine Quaderform besitzt und in seiner Breite der Streifenlänge angepasst ist. Der zweite Teil 19 verjüngt sich in seiner Breite-in Rich tung auf die Informationsspur 2 auf einen der Spurbreite entsprechenden Wert. Der dritte Teil 20 ist wieder quaderförmig ausgebildet und entspricht in seiner Breite der Informationsspur 2. Die untere Begrensuqpfläche des Teils 20 ist wider möglichst weitgehend, d.h. bis auf den verbleibenden Abstand d2, der Informationsspur angenähert. Bei einer derartigen Formgebung der Teile 6, 7 und der Überlänge des Streifens 5 in Bezug auf die Breite der Informationsspur 2 findet eine Auffächerung der aus der In formationsspur aufgenommenen Magnetflüsse statt, wobei der Streifen 5 pro Längeneinheit mit einem wesfitlich geringeren Magnetfluss beaufschlagt wird als das bei der Ausführungsform nach Figur 1 der Fall ist. Unter der Annahme, dass die Länge des Streifens 5 der fünffachen Spurbreite von 2 entspricht, kann von ihm auch der fünffache Wert des von einem in seiner Länge der Spurbreite angepassten Streifen maximal aufnehmbaren Magnetflusses ver arbeitet werden. Das führt zu einem Sensorsignal u5 der fünffachen Grösse. Nimmt man wieder eine Sättigungsinduktion des Strefens 5 von 10-4 Vs/cmê an, so ergibt sich für eine Streifenlänge von 150/um ein maximal aufnehmbarer Sättigungsfluss von 1,5 x 10 11 Vs. Damit können die Magnetflüsse, die von allgemein verwendeten magnetischen Aufzeichnungsträgern, z .3. Eisenoxidträgern, herrühren, bis zu einer Dicke der informationstragenden Schicht von 4#um ohne Übersteuerung des Sensors voll ausgewertet werden. Eine Vereinfachung der Ausführungsform nach Figur 2 ergibt sich dadurch, dass die Teile 20 der Abschirmplatten 6, 7 weggelassen werden, wobei die Teile 19 mit ihren unteren Grenzflächen der Informatbnsspur 2 bis auf den Abstand d2 angenähert werden. 5 Patentansprüche 2 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Abgeschirmter magnetoresistiver Sensor zum Abtasten der Informationsspur eines magnetischen Auf zeichnungs- trägers, mit einem von einem konstanten Strom durchflossenen Streifen aus magnetoresistivem Material, der eine Magnetisierung aufweist, mit einer senkrecht zu seiner längsachse orientierten Streufeldind uktion beaufschlagt wird und mit endseitigen Anschlüssen zur Abgabe eines Sensorsignals versehen ist, und mit zwei Abschirmplatten aus ferromagnetischem Material, die einen den Streifen aufnehmenden Spalt zwischen sich begrenzen, dadurch g ek e n n a e i c h n e t , nass der Streifen (5) in einem vorgegebenen Abstand (d1) von der Informationsspur (2) angeordnet ist, während die Abschirmplatten (6, 7) der Informationsspur (2) möglichst weitgehend (d2) angenähert sind. 2. Abgeschirmter magnetresistiver Sensor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Streifenlänge die Spurbreite übersteigt und dass die Abschirmplatten (6, 7) jeweils aus einem ersten, quaderförmigen, in seiner Breite der Streifenlänge angepassten Teil (18) und einem zweiten, sich auf die Spurbreite verÅaüngenden Teil (19) bestehen. 3. Abgeschirmter magnetoresistiver Sensor nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abschirmplatten (6, 7) jeweils einen dritten quaderförmigen Teil (20) aufweisen, dessen Breite der Spurbreite angepasst ist. 4. Abgeschirmter magnetoresistiver Sensor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ab schirmplatten (6, 7) durch einen den Spalt abschliessenden Steg (17) aus ferromagnetischem Material miteinander verbunden sind. 5. Abgeschirmter magnetoresistiver Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Streifen (5) mit einer Mehrzahl von zueinander parallelen, zur Längsachse unter einem vorgegebenen Winkel verlaufenden Leiterbahnen (15) versehen ist.

Inventors: METZDORF, WERNER, DIPL.-PHYS.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: G11B5
IPC codes: G11B5