本发明涉及用于把信息信号录制在磁光信号记录盘上的磁光记录设备，该记录设备包括用于在该信号记录盘中产生磁场的磁场线圈，用于激励该磁场线圈的励磁电路以及用于依靠信息信号而控制该励磁电路、以便和该信息信号一致地调制所产生的磁场的控制电路。 本发明还涉及用于这种磁光记录设备中的励磁电路。
直到现在为止，用磁-光材料的录制技术;习惯上一直是在录制之前按特定方向对该磁-光材料进行磁化，接着，在记录期间使该材料暴露于其方向与先前所加的磁化方向相反的磁场中，同时，利用强度调制的激光束把该材料局部加热到居里点，以产生由与调制图案相对应的、具有与周围区域不同的磁化方向的磁畴所组成的图案。
这种方法的缺点是：在进行新的录制之前，必须把先前的录制部分抹掉。
<Philips Technical Review>第42卷第二期（1985年8月出版，第41页）公开了一种可减轻这种缺陷的录制技术。在该录制技术中是对磁场进行调制而不是对激光进行调制的。但是，因为一直没有为对该磁场线圈进行励磁的电路找到满意的解决办法，所以，这种利用磁场调制地录制技术未在实践中使用。此外，所遇到的问题：由于强的磁场（近于200-300奥斯特）的结果，贮存在磁场中的能量如此大，以致只能通过在该磁场线圈两端施加高的电压差值才能足够迅速地使磁场线圈的磁场反向，原则上，这可用具有高输出电压（近于100V.）的电压源来实现。此外，可以经由一串联电阻对该线圈进行励磁，以限制其稳态电流。因此，在传统的磁光记录设备中（其中，其余的电子电路工作在5至15V的电压下），这意味着必须使用另外一个100伏的电源，这使利用调制后的磁场来进行磁光记录的技术不太实用，并且，使用一串电阻具有这样的缺点，即，在该串联电阻上要耗散相当多的热量（近于10瓦）。
本发明的目的是要提供一种需要相当低的电源电压，并且，其励磁电路具有极小耗散的磁光记录设备。
根据本发明，达到这个目的原因是：把磁场线圈装成并联谐振电路;励磁电路包括由控制电路控制的各开关，所述控制电路用于交替地使第一和第二电流通路导通，以便经由所述电流通路交替地以正的和负的电流激励所述磁场;以及电流阻断装置，该装置用于在两个电流通路之一中断之后，在大体上相当于所述谐振电路的半个谐振周期的时间间隔中，阻止经由另一电流通路向该磁场线圈供电。
由于把磁场线圈装成谐振电路，因此，在电流通路阻断以后，将在该谐振电路中产生一种振荡，以致流过该磁场线圈的电流成为正弦形。然后，使电流反向。该电流在半个谐振周期以后达到极限值，该电流的绝对值基本上等于在所述端子不接通瞬间的电流绝对值，但其符号却与该不接通瞬间的电流符号相反。通过在达到该极限电流值的瞬间，经由另一电流通路激励磁场线圈，能够使该电流保持在所述极限值上。由于为了保持此电流值，只需补偿该磁场线圈的电阻两端的电压降，而该线圈两端的电压只需很少几伏，所以，能使用其它电子电路所需要低压电源作为该磁场调制器的电源。
磁光记录设备的实施例的特征在于：电流阻断装置包括设置在电流通路中的整流元件。
该实施例有利地利用了以下事实：当电流达到极限值时，该线圈两端的电压就反相，同时利用各整流元件，在半个谐振周期内，自动阻断经由另一电流通路的电流。
另一个很适用于录制无直流的编码信号的磁光记录设备的实施例的特征在于：把包含所述并联谐振电路的高通滤波器安排成各电流通路的共用部分;所述电流通路中的第一通路在导通时能够把所述共用部分连接到直流电源上;所述电流通路中的第二通路在导通时能够把所述共用部分短路。该实施例基于对以下事实的认识，即，在使用无直流的信息信号的情况下，高通滤波器在电源电路中的使用，对于由该励磁电流所产生的磁场强度是无影响的，因此，就有可能用单一电源来激励该磁场线圈。
本发明的另外一个实施例的特征在于各开关都是FET型晶体管。
这个实施例的优点是：所用的开关能够在所述电流通路断开（不接通）时经受住在该开关两端所产生的高反向电压，因此，能够获得很短的开关转换时间。
此外，对于所需电流量达1安培的磁光记录设备来说，FET晶体管的开关转换时间显著地短于既能工作于反向高压又能工作在所需大电流情况下的双极性晶体管的开关转换时间。如果利用由FET晶体管组成的电桥来激励该磁场线圈，则该主要的反向电压在两个晶体管之间分压，这就使该电路更加不会受这些反向电压的影响了。
在传统的FET晶体管中，P型沟道FET中的热耗散显著地高于n型沟道FET中的热耗散，因此，最好使用包括同型沟道的FET晶体管的励磁电路。
一种包括可满足所述需要的励磁电路的磁光记录设备的实施例的特征在于：其励磁电路包括准备接到直流电源的串联装置，该串联装置依次包括第一整流元件、第一FET晶体管、第二整流元件以及具有与第一FET晶体管同型沟道的FET晶体管;将所述高通滤波器连接到第一整流元件和第一FET晶体管之间的连接点和第二整流元件和第二FET晶体管之间的连接点上;该励磁电路还包括用于把第一FET晶体管和第二整流元件间的连接点接到固定电位点上的阻抗。
现将通过举例、参考附图1至7对本发明的若干实施例进行详细描述，其中：
图1示出按照本发明的磁光记录设备的一个实施例;
图2、4、5、6和7示出用于本发明的磁光记录设备中的磁场调制器;
图3示出在该磁场调制器中的若干信号波形。
图1示出按照本发明的磁光记录设备的一个实施例。信号记录盘4是由驱动装置所转动的，该驱动装置包括转盘2和电动机3。信号记录盘4备有由通常类型的磁-光材料制成的记录层5。利用光记录头6使例如激光束的射束7对准记录层5。于是，将该磁-光材料加热到近于居里点。利用磁场调制器8、把该磁-光材料加热部分暴露于具有适当强度的磁场下，以便以随磁场强度的方向而定的方向将该加热部分磁化。该磁性在冷却后仍继续存在着。磁场调制器8依照由例如EFM编码器的编码电路9从信息信号Vi所衍生的控制信号Vs，对该磁场强度进行调制。因此，就在记录层5中形成代表该信息信号的由磁畴组成的图案。
图2示出磁场调制器的实施例。在处于正电位Vp的端子10与节点13之间设置由电子开关11与二极管12组成的串联装置。在处于与Vp相反的电位Vn的端子14与节点13之间连接有由电子开关15与二极管16组合的串联装置。节点13接到用于产生磁场的磁场线圈18的两端之一（17）上。磁场线圈18的另一端接到地电位端子20上。电容21与磁场线圈18并联设置。磁场线圈18与电容21一起构成并联谐振电路。以这样的方式选择电容21的电容量，即，使所述选谐振电路的谐振周期小于磁场线圈反向所需的最大容许开关转换时间。在用于记录标准EFM信号的设备中，1nF的电容量同5μH的电感相配合是合适的。
控制电路22从控制信号Vs衍生出用于电子开关11和15的控制信号。表1给出开关11和15的各状态和控制信号Vs的各逻辑值之间的关系。
表1：Vs开关11开关1501断开闭合闭合断开
现将参考图3说明磁场调制器的工作。在to瞬间，该磁场调制器处在稳定状态中，其中，控制信号Vs的逻辑值为“1”，这意味着开关11是闭合的而开关15是断开的。于是，端子10和20之间的电位差（Vp）就等于磁场线圈18两端上的电压Vm。经过该线圈的电流Im取决于磁场线圈18的电阻。要是电阻为1Ω，而通常所需电流强度为1A，则所需电位差可低到几伏。在瞬间t1时，开关11随控制信号从“1”转移到“0”而断开，于是，由磁场线圈18和电容21组成的谐振电路就与端子10断开。这就在该谐振电路中产生一种以电流Im和电压Vm的正弦变化形式出现的瞬变效应。虽然，此刻开关15是闭合的，但是，由于在磁场线圈18中感应出50至100V高的负压的结果，二极管16阻断了端子17的接通。
在瞬间t2，二极管16导通，于是，端子17上的电位就等于负电位Vn。瞬间t2基本上处于开关11断开的瞬间t1后的半个谐振周期处。在此瞬间，电流已减小到值Im，Im的绝对值等于瞬间t1的电流的绝对值，但是其符号却与瞬间t1的电流符号相反。由于从瞬间t2起，端子17是接到带有负电位Vn的端子14的，所以，该电流保持等于Im直到瞬间t3为止，在瞬间t3，逻辑值Vs再次从“0”变到“1”，以致开关11闭合而开关15再次断开，电流Im的方向因此而反向。
在图2所示的实施例中，并联谐振电路包括由磁场线圈18和电容21组成的并联装置。实际上，实验证明，在许多场合，由于对磁场调制器8的正确运行来说，磁场线圈、各开关以及布线的寄生电容已经足够了，所以，不必在磁场线圈18的两端跨接电容器。
此外，应当指出，如果以这样的方式控制各开关，即，在其中一个开关已经断开之后、另一个开关直到半个谐振周期结束时才闭合，那么，就不需要二极管12和16了。但是，由于二极管的简便和对谐振频率变化的不敏感性，所以，包括二极管的本实施例将是可取的。
图4示出一个能够使用单一直流电压源供电的磁场调制器8的实施例。图中，和图2所示实施例中各元件相对应的元件带有相同的标号。开关11包括P型FET晶体管，例如，可采用型号为BST 100的晶体管。开关15包括n型FET晶体管，例如，可采用型号为BST 70A的晶体管。因为，这些FET晶体管能够经得住开关转换期间所引起高的反向电压，所以，它们非常适合用做目前的磁场调制器中的各开关。这是与双极性晶体管截然不同的，后者只能应付相当低的反向电压、因而，实际上只适合于记录频率相当低的信号。此外，一些能够工作的所需的大电流和高的反向电压下的双极性开关晶体管却具有显著大于FET晶体管的开关转换时间。控制电路22包括两个缓冲放大器30和31，后者适当地形成例如74CH125型的同一集成电路的一部分。这个电路的优点是放大器30和31的延迟时间基本上彼此相等，因此，各开关的断开与闭合时刻可很好地互相适配。
图4所示的实施例与图2所示的实施例的不同点在于：前者将电容32接在节点13和线圈18的端子17之间。电容32与谐振电路一起组成低通滤波器以消除直流分量。这具有能够使用单一电源的优点。
图4所示的实施例非常适合于记录例如EFM调制信号的无直流的编码信号。在这种无直流编码信号中，信号具有逻辑值“1”期间的平均时间等于逻辑值为“0”的时间。对于图4的实施例来说，这就意味着该线圈中礁龇较蛏系牡缌魇窍嗟鹊模庹谴殴饧锹妓枰模蛭杂诹礁龃呕较蚶此担懦∏慷扔Φ毕嗟取?
图5示出一个既可由单一电源供电而又适于录制以非-无直流方式编码的信号的磁场调制器的实施例。
图5中的对应于图2的各元件都带有相同的标号。在本实施例中，节点13和端子19组成电桥的两个对角相对的节点，该电桥包括由开关11和15以及二极管12和16组成的第一分支，以及与第一分支相同、而由开关11a、15a和二极管12a、16a组成的第二分支。开关11和15以和上面描述的相同的方法由控制电路22控制，电路22从控制信号Vs衍生出用于开关11和15的控制信号。开关11a和15a由与控制电路22相同的控制电路22a以相似的方法控制。开关11a和15a的控制信号是从信号 Vs导出的，而后者是利用倒相电路40、从信号Vs衍生出来的。在该磁场调制器的实施例中，当两个对角相对的开关是闭合的时，其它两个开关是断开的，这取决于控制信号Vs的逻辑值，因此，磁场线圈两端的电压极性取决于控制信号Vs的逻辑值。
图5的实施例除上述优点外，还具有的优点是：在不接通期间产生的高的感应电压在两个开关之间分压，因此，它可承受很高的感应电压。
图6示出磁场调制器8的另一个实施例。在端子10和14之间接有一个串联装置，该串联装置顺序包括二极管60、n型沟道FET61、二极管62以及n型沟道FET63。包括磁场线圈18和电容21的并联谐振电路同电容32一起又组成高通滤波器，该高通滤波器接在连接点64（在二极管60和晶体管61之间）和连接点65（在二极管62和晶体管63之间）之间。
反相放大器70和非反相放大器69可从信号Vs分别衍生出用于晶体管63和61的驱动信号 A和A。这两种驱动信号以这样的方式驱动FET61和63，即，使它们中交替地只有一个是导通的。当晶体管63导通而晶体管61截止时，磁场线圈18是经由包含二极管60、磁场线圈18、电容32以及晶体管63的电路而被励磁的。接着，当晶体管63截止而晶体管61导通时，则在包含磁场电路18和电容21的谐振电路中产生瞬变效应，以致产生一种持续半个谐振周期的时间间隔的感应电压，该感应电压使二极管62保持在截止状态。在所述瞬变时间间隔结束时，磁场线圈18中的电流反相，而所述二极管再次导通，结果，电容32经由包含二极管62、晶体管61以及磁场线圈的电路而放电。以这样的方式选择电容32的电容量，即，对于晶体管61和63的开关频率来说，该电容器可视为短路的。当驱动信号A和A是像记录EFM信号时那样的无直流信号时，上述情况意味着电容32两端的电压总是基本上等于端子10和端子14之间的电压差值的一半，以致流过磁场线圈的电流在某一正值和某一负值之间连续地变化，此时，所述正和负的电流的绝对值是相等的。因为，在录制期间，对于两种可能的方向，这样产生的磁场应当具有相同的强度，所以，上述情况对于磁光记录是很重要的。
图6所示的磁场调制器包含两个n型沟道FET，而不是像图4所示的磁场调制器中那样，包含一个P型沟道FET和一个n型沟道FET。由于目前可购到的P型沟道FET的热耗散显著地高于n型沟道FET的热耗散，所以，在图6所示实施例中，用于对磁场线圈励磁的电路的热耗散将显著地低于图4所示的实施例中的热耗散。
然而，为了使图6所示的电路工作可靠，最好把晶体管61和二极管62之间的连接点66、经由阻抗67而接到具有恒定电位的接点68。这是因为，为了使晶体管61导通，必需使该晶体管的栅极和源极之间的电压具有界限分明的值。如果没有阻抗67，则在二极管62截止的时间间隔中，该栅-源电压将不会是界限分明的。此外，应当指出，如果使端子10和14间电压极性反相，而且使二极管60和62的阴极和阳极互换，那么，图6中所示的电路也可配备P型沟道FET。
此外，应当指出，原则上，电容21可以由两个电容所取代，可以把这两个电容中的一个接在连接点64和端子14之间，而把另一个电容接在端子14和磁场线圈18与电容32之间的连接点71之间。另外，还可把电容21接在连接点64和65之间。这是因为，对主要的各开关频率来说，可以把电容32视为短路的。
图7示出一种磁场线圈励磁电路，它包括四个n型沟道FET72、73、74和75以及一个桥路。由磁场线圈18和电容21组成的并联装置连接在两个对角相对的电桥节点之间。该电桥的其它两个节点连接到端子10和14上。为了在磁场线圈18中的电流反相期间阻止接到端子10和14的直流电源的供电，把二极管78接在晶体管72和连接点76之间，同时，把二极管79接在晶体管74和连接点77之间。另一方面，使用低热耗散的n型沟道FET可保证使该电路中的热耗散减到最小。