СПОСОБ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ Российский патент 1995 года по МПК G11B5/00 G11B5/08 

Описание патента на изобретение RU2034337C1

Изобретение относится к способам магнитной записи и воспроизведения сигналов. Оно позволяет повысить долговечность записи благодаря более высокой устойчивости частиц с тороидным намагничиванием, используемых в качестве носителей информации, к воздействию внешних полей и увеличить плотность записи за счет значительного ослабления взаимодействия между частицами.

Наиболее близким к предлагаемому является способ магнитной записи [1] в котором основным элементом записи и хранения информации является частица ферромагнитного материала, запрессованная в полимерную матрицу, перемагничивающуюся под влиянием магнитного поля. Благодаря анизотропии формы или кристаллической анизотропии частица имеет два направления наиболее благоприятного намагничивания. Процесс записи сигнала состоит в том, что при наложении перемагничивающего магнитного поля Н частица может изменить ориентацию вектора магнитного момента М на противоположное, если поле направлено противоположно начальной ориентации намагничивания. При воспроизведении сигнала намагниченные частицы замыкают магнитную цепь считывающей головки, в результате чего в электрической цепи возникает переменный сигнал, зависящий от направления намагничивания частицы М. Здесь описана идеализированная картина процесса, так как в действительности запись и воспроизведение сигнала обеспечивается большим числом частиц.

Однако из-за сильного магнитного взаимодействия между частицами при записи сигнала кроме перемагничивающего поля Н на частицу действует также суммарное поле, создаваемое окружающими ее частицами. Вследствие этого для достижения высокого качества записи приходится ограничивать плотность записи (число перемагничиваний на единицу длины дорожки).

Кроме того, частицы, взаимодействуя с внешним однородным магнитным полем, могут перемагнититься, в результате чего запись вообще может быть испорчена.

Одним из известных эффектов влияния внешниx полей является так называемый копирэффект [2] возникающий при хранении свернутой в рулон магнитной ленты и заключающийся в том, что соседствующие слои ленты могут взаимно намагнититься. Взаимодействие между частицами также ограничивает плотность записи сигнала (число переключений на единицу длины записывающей дорожки).

Цель изобретения повышение плотности магнитной записи и ее устойчивости к внешним полям, что позволит увеличить долговечность записи и емкость носителя.

Для этого в качестве элементарных носителей информации предлагается использовать неоднородно намагниченные частицы, на которые воздействуют вихревым магнитным полем, изменяющим тороидный момент частицы. Вектор тороидного момента Т rotM(r) описывает вихревое (тороидное) намагничивание неоднородно намагниченной ферромагнитной частицы. Как известно, тороидным намагничиванием обладают, например, частицы железа с размерами от 0,04 до 0,15 мкм. Такие частицы слабо взаимодействуют между собой и с однородным внешним магнитным полем. Запись и воспроизведение сигнала в этом случае должны производиться с помощью вихревого магнитного поля, которое взаимодействует с тороидным моментом частицы. Вихревое магнитное поле может быть получено путем создания переменного электрического поля Е(t), которое согласно уравнению Максвелла эквивалентно созданию ротора магнитного поля, или некоторым распределением токов G rotH (1/c)[(∂E/∂t) + 4πj]
Сравнение предлагаемого изобретения с прототипом позволило установить соответствие его критерию изобретения "новизна". При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг.1-4 показан предложенный способ.

Согласно изобретению в качестве элементарных носителей информации предлагается использовать неоднородно намагниченные ферромагнитные частицы с вихревым (тороидным) намагничиванием Т (фиг.2а). Для моделирования распределения намагниченности по объему частицы была использована следующая схема расчета. Исходная частица представляется в виде системы точечных диполей, которые взаимодействуют между собой и с неоднородным внешним магнитным полем. Что касается взаимодействия с полем анизотропии, то была принята во внимание только анизотропия формы частиц, которая эффективно учитывается геометрическим расположением точечных диполей.

Предполагая, например, что диполи расположены в вершинах квадрата, мы получим, что при отсутствии поля их магнитные моменты образуют кольцевую структуру (фиг.2б) с равным нулю суммарным магнитным моментом, но с отличным от нуля тороидным моментом Т. Тороидный момент такой системы может иметь два энергетически выгодных направления, которые перпендикулярны плоскости квадрата. Под действием вихревого магнитного поля происходит изменение направления тороидного момента на противоположное. Кривая гистерезиса T T(G), рассчитанная для модели четырех диполей, аналогична кривой гистерезиса М М(Н), показанной на фиг.1б.

Расчетная величина ротора магнитного поля G, при котором происходит перемагничивание частицы (эта величина аналогична коэрцитивной силе, поэтому далее обозначим ее символом Gc), равна 4 Ms/a. Считая намагниченность насыщения материала частиц Ms равной 102 ед. CGS (обычное значение этой величины для окислов железа γ-Fe2O3 и Fe3O4), а размер частицы равным 10-5 см, для поля перемагничивания получим оценку Gc ≈ 107 Э/см. Для создания такого большого градиента поля потребовался бы и очень большой ток (сотни ампер). Если же использовать частицы с малым значением Ms, то это уменьшит долговечность записи. Однако величина Gc может быть уменьшена только на момент записи, если параллельно записывающему полю G наложить однородное магнитное поле Н (фиг. 2в). На фиг.3 показано расположение магнитных моментов частиц для двух значений постоянного поля Н (Н1 > Н2), из которого видно, что при наличии поля Н существенно облегчается возможность переворота тороидного момента частицы. На фиг.4 показана зависимость поля перемагничивания Gc от величины Н.

Конструкция записывающей головки схематически изображена на фиг.2в. На конденсатор подается переменное напряжение, в результате чего в области контакта с магнитной лентой создается вихревое магнитное поле, пропорциональное производной по времени от подаваемого напряжения. Дополнительное подмагничивающее поле Н может быть создано, например, магнитной головкой. Если ротор магнитного поля превышает величину Gc, соответствующую данному Н, то при противоположной ориентации векторов G и Т происходит переориентация тороидного момента частицы. В противном случае тороидный момент частицы не изменяется.

Статическое поле вне идеального неподвижного тороида равно нулю. Движущийся тороид создает вокруг себя переменное электрическое поле, которое может быть "принято" тем же конденсатором (фиг.2в), играющим теперь роль воспроизводящей головки. При этом для увеличения интенсивности сигнала тороидные моменты частиц можно дополнительно "раскачивать" переменным, но однородным магнитным полем Н. Второй способ воспроизведения тороидной записи состоит в том, что на конденсатор подают пилообразное напряжение, возбуждающее в нем ротор магнитного поля определенной ориентации. Движущиеся поляризованные тороидные частицы в зависимости от того, как они ориентированы (по направлению этого rotH или против него) изменяют энергию поля в конденсаторе и тем самым меняют его импеданс. Предложенный способ записи и воспроизведения позволяет повысить долговечность записи благодаря более высокой устойчивости тороидных частиц к воздействию внешних полей и увеличить плотность записи за счет значительного ослабления взаимодействия между частицами.

Похожие патенты RU2034337C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ТОРОИДНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ 1993
  • Дубовик Владимир Михайлович
  • Марценюк Михаил Андреевич
  • Марценюк Николай Михайлович
  • Сенченко Виктор Алексеевич
RU2114466C1
СПОСОБ ТОРОИДНОЙ ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ, ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ И УСТРОЙСТВО ПАМЯТИ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА 1999
  • Дубовик В.М.
  • Кисляков Ю.В.
  • Марценюк М.А.
  • Осипов П.А.
  • Сенченко В.А.
RU2154863C1
СПОСОБ СВЕРХБЫСТРОГО ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ 1999
  • Алленшпах Рольф
  • Бакк Кристиан Х.
  • Зигманн Ханс-Кристоф
RU2279147C2
Способ записи информации на магнитную пленку 1988
  • Зон Борис Абрамович
  • Купершмидт Владимир Яковлевич
  • Ланцузский Михаил Леопольдович
  • Пахомов Геннадий Владимирович
  • Уразбаев Тимур Ташпулатович
  • Червоненкис Андрей Яковлевич
SU1601640A1
Способ измерения коэрцитивной силы магнитных носителей 1977
  • Златкус Казимерас Казимеро
  • Таландис Альгирдас Иозович
  • Ионаитис Римас-Станиславас Ионо
  • Ионикас Пятрас Винценто
SU773544A1
СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ОБНАРУЖЕНИЯ МАГНИТНЫХ МАРКЕРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВО ВРЕМЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА 2019
  • Агостинелли Тициано
  • Лоример Кевин
  • Хармер Квентин Джон
RU2754312C2
Способ изготовления носителя информации с полосовыми и магнитными доменами 1983
  • Кандаурова Герта Семеновна
  • Памятных Лидия Алексеевна
SU1116460A1
Способ записи информации на многоосный магнитный носитель с полосовыми магнитными доменами 1983
  • Кандаурова Герта Семеновна
  • Памятных Лидия Алексеевна
SU1269207A1
МАГНИТНЫЙ НЕЙРОН 2001
  • Касаткин С.И.
RU2199780C1
СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДЕФЕКТОВ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ 1994
  • Рандошкин В.В.
RU2092832C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 034 337 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ

Использование: изобретение используется в радиотехнике и электронике, в вычислительной технике. Цель изобретения - повышение плотности записи и ее устойчивости к внешним полям. Сущность изобретения: в способе в качестве элементарных носителей информации предлагается использовать неоднородно намагниченные частицы, на которые воздействуют вихревым магнитным полем, изменяющим тороидный момент частицы. Способ позволяет увеличить долговечность записи и емкость носителя. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 034 337 C1

СПОСОБ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ С НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ, заключающийся во взаимодействии с магнитным полем намагниченных частиц носителя, изменяющим ориентацию момента этих частиц, и регистрации параметров намагниченных частиц при воспроизведении, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности магнитной записи и достоверности воспроизведения, на неоднородно намагниченные частицы носителя воздействуют вихревым магнитным полем, изменяющим тороидальный момент частиц, а при воспроизведении регистрируют электрическое поле, возбуждаемое движущейся частицей носителя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2034337C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Гитлиц М.В
Магнитная запись сигналов
М.: Радио и связь, 1990, с.232.

RU 2 034 337 C1

Авторы

Марценюк М.А.

Марценюк Н.М.

Даты

1995-04-30Публикация

1991-04-22Подача