专利名称：用来读永久构造磁记录的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用来读具有第一矫顽力的永久构造磁记录的设备，包括一个带有联接到一个电路布置上的电感读磁头的振荡器。
一种该类型的已知设备在GB-A-2035659中描述。该设备能从专门建造的磁带上读数据，该磁带包括具有300奥斯特(即24kA/m)量级矫顽力的针状磁性颗粒的对准区域。该磁带通过商标“WATERMARK(水印)”得知。
由“软”磁材料制成的“Watermark”磁带除该永久结构外，能具有记录在其上的非永久数据。在GB-A-2035659中描述的有源磁头电路的特征之一是，它擦除可能已经记录在磁带上的任何“软”数据。该特征对防止欺骗性使用非永久记录数据是有用的。在这种磁带中使用的针状磁性颗粒由低矫顽力(LoCo)材料制成。
在最近几年，高矫顽力(HiCo)磁记录的使用一直在增长，例如作为信用或银行卡或者其他重要文件上的磁带。这样的材料一般具有高于约1200奥斯特(即100kA/m)的矫顽力，并且在标准文件ISO7811/6中更充分地描述。在GB-A-2035659中描述的已知读磁头不具有擦除在这种高矫顽力磁带上记录的数据的足够强大磁场。然而，本发明者已经发现，这种高矫顽力磁带不能用来欺骗地伪造“Watermark”磁带，因为已知的读设备对高矫顽力磁带上的可擦除数据没有响应。尽管这对于“Watermark”磁带系统是一个优点，但对通用的磁读出器设备是一个缺点，因为如果希望使用同一设备读两类数据，则需要两个不同的读磁头或两个分离的读操作。
根据本发明，提供有用来读具有第一矫顽力的永久构造磁记录的设备，包括一个带有联接到一个电路布置上的电感读磁头的振荡器，该设备的特征在于读磁头的至少一侧在感兴趣的频率范围上经受比读磁头的阻抗大的阻抗，从而该读磁头响应具有比第一矫顽力高的第二矫顽力的磁记录而提供一个电信号。该设备使单个读磁头能用来读“Watermark”数据和高矫顽力数据。高矫顽力数据可以永久地构造或是可擦除的。
最好，电信号由跨过读磁头的电压导出。该电压便利地由一个微分积分器捕获，该微分积分器把读磁头两则上的电压相减以给出电压差值，并且对时间积分该差值。
感兴趣的频率范围便利地比振荡器的工作频率低。最好比10kHz低，更好的是比5kHz低。
本发明特别涉及，尽管不是仅涉及，高安全性磁数据读出器系统。
现在仅通过例子，参照附图，描述本发明的实施例，在附图中
图1表示根据本发明第一实施例的方块图，图2表示图1电路的一部分，及图3表示图1电路的另一部分。
图4表示本发明第二实施例的一部分。
图1表示一个在一个有源振荡器中的常规“Watermark”磁带读磁头1，该振荡器包括一个比较器2、和一个由读磁头和一个电容器3组成的谐振电路。在水印磁带读设备中的振荡器的工作频率典型为33kHz，尽管如果希望，能使用较高或较低的频率。为了清晰起见，起振荡器作用的电路部分单独表示在图2中。
该设备还包括一个得到与水印数据信号频率有关的一个或多个信号的频率鉴别电路4、和一个得到与水印数据信号振幅有关的一个或多个信号的峰值检测电路5。频率和振幅检测电路基本上如在GB-A-2035659或WO 94/02943中描述的那样，因此在这里将不详细地描述。
一个电源电压(一般8伏特)供给到比较器的端子20，并且把4伏特电压供给到端子21。在图1中所示的例子中，电阻器6和7都具有值47kΩ，而电容器3、8和9都具有值4.7nF。在操作中，跨过电容器3的谐振电压在频率33kHz下峰对峰是约60伏特。通过从HiCo磁带读数据产生的信号在频率1-3kHz下峰对峰是10毫伏。来自HiCo磁带上数据的频率实际值将取决于进给磁带通过磁头的速度和记录数据的密度。典型数据密度具有每英寸75个二进制位或每毫米3个二进制位。因为来自HiCo磁带的信号很小，所以应该把电路的振荡器部分设计成具有低固有噪声。采用一个低通滤波器11，来衰减电路布置的HiCo信号检测部分中的33kHz信号。在该例子中，它是一种具有5kHz截止点的4极点Butterworth类型，这能使具有1.5kHz频率的HiCo信号与其二次和三次谐波一起通过，同时提供33kHz下的显著衰减。如果需要较高的HiCo数据密度和/或较高的猛击速度(swipe speeds)(给出比以上例子中大的HiCo信号频率)，则可以希望使用比33kHz大的振荡器频率，以实现HiCo信号的良好检测和振荡器频率的良好衰减。
来自HiCo磁带的信号由放大器10放大，放大器10是电路检测部分的部分。为了清晰起见，电路的该部分单独表示在图3中。在图3中，该电路的局部已经重画，以使在本发明中电路的该部分作为微分积分器操作更清楚。
在操作中，图2中所示电路布置的振荡器部分驱动方波电压进入由电感读磁头1和电容器3组成的谐振电路中。比较器2具有低输出阻抗。在谐振处，跨过3的电压滞后来自2的驱动电压90°。电容器3和电阻器6的结合提供进一步的90°相位滞后。通过比较器的倒相提供最终180°相移，以带来稳定振荡所需要的总共360°。
电阻器6也提供从比较器的输出到输入的低频负反馈，这当平均输入电压是供给电压的一半(即本例中的4伏特)时稳定，因而保证来自振荡器的信号具有1∶1的标空比。
当来自HiCo磁带的信号由磁头初始拾取时，它跨过在低频下具有高阻抗的电容器3出现。以后，上述低频反馈以这样一种方式改进标空比，从而HiCo信号更强地出现在比较器2的输出处(图1中的点12)，而不顾这是一个低阻抗点。就图2中振荡器电路的短反馈时间常数而论，拾取HiCo信号的最好单点是比较器2的输出。这是布置信号检测装置的最佳地点。
在一个最佳实施例中，检测跨过读磁头的电压，如图3中所示。元件的这种布置认为是一个微分积分器，该微分积分器把来自读磁头两则端子的电压相减，并且对时间积分差值。
积分器将在一个给定时间后饱和。为补救这点，应该与电阻器7串联添加一个大电容器，并且与电容器9并联添加一个大电阻器。为了提高清晰度，这两个元件从图1中略去。
注意，形成图3积分器部分的电阻器6和电容器8是形成图2的振荡器部分的相同元件。因而在图1的最佳实施例中，他们具在双重功能。
由上述读磁头检测的信号振幅和频率都与猛击速度成比例。其振幅响应与频率成反比的图3的积分器补偿这点，给出独立于猛击速度的输出振幅，因而使得在宽猛击速度范围上区别于Watermark(33kHz)分量更容易。
描述的积分器和低通滤波器一般把HiCo与Watermark信号的比值改进95dB(分贝)。
为了成功检测来自HiCo材料的数据信号，在读磁头一侧的高阻抗必须足够高，从而在操作中跨过读磁头端子出现的电压不下降，以致于它不能由信号检测装置检测。在实际系统中的阻抗可能是读磁头的至少两或三倍，最好大于读磁头阻抗的5倍。如果阻抗低，则信号将衰减并且可能失真。
本发明的第二实施例(具有不同的分量值)表示在图4中的电路图中。在该实施例中，磁头两侧受到的阻抗大于电感磁头在感兴趣频率范围内的阻抗。图4中所示电路的部分对应于图3中所示第一实施例的部分。
权利要求
1.用来读具有第一矫顽力的永久构造磁记录的设备，包括一个带有联接到电路布置上的电感读磁头(1)的振荡器(1、2、3、6、8)，该设备的特征在于读磁头的至少一侧在感兴趣的频率范围上经受比读磁头的阻抗大的阻抗(3)，从而该读磁头响应具有比第一矫顽力高的第二矫顽力的磁记录而提供一个电信号。
2.用来读具有第一矫顽力的永久构造磁记录的设备，包括一个带有联接到电路布置上的电感读磁头(1)的振荡器(1、2、3、6、8)，该设备的特征在于读磁头的一侧在感兴趣的频率范围上经受比读磁头的阻抗大的阻抗(3)，从而该读磁头响应具有比第一矫顽力高的第二矫顽力的磁记录而提供一个电信号。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中电信号由跨过读磁头的电压导出。
4.根据权利要求3所述的设备，其中跨过读磁头的电压由一个微分积分器(6、7、8、9、10)检测，该微分积分器把读磁头两则上的电压相减以给出电压差值，并且对时间积分该差值。
5.根据任何以上权利要求所述的设备，其中感兴趣的频率范围低于振荡器的振荡频率。
6.根据任何以上权利要求所述的设备，其中感兴趣的频率范围低于10kHz。
7.根据任何以上权利要求所述的设备，其中由读磁头的至少一侧经受的阻抗在感兴趣的频率范围上至少大于读磁头阻抗的三倍。
8.根据任何以上权利要求所述的设备，其中具有第二矫顽力的磁记录是可擦除的。
9.用来读基本上如这里描述的磁记录的设备。
全文摘要
用来读具有第一矫顽力的永久构造磁记录的设备。包括一个带有联接到电路布置上的电感读磁头的振荡器。读磁头的至少一侧在感兴趣的频率范围上经受比读磁头的阻抗大的阻抗,从而读磁头响应具有比第一矫顽力高的第二矫顽力(一般2,000至5,000奥斯特)的磁记录而提供一个电信号。电信号由跨过读磁头的电压导出,该电信号最好由一个微分积分器检测,该微分积分器把读磁头两则上的电压相减以给出电压差值,并且对时间积分该差值。
文档编号G06K19/12GK1253645SQ9880446
公开日2000年5月17日 申请日期1998年4月3日 优先权日1997年4月22日
发明者伊恩·麦克唐纳德·格林 申请人:索恩防护科学有限公司