Projekt "Referenzkopfträger zur Messbandherstellung"

[Peter Ruhrberg]

Hallo zusammen,

Letzte Woche habe ich - nach langer Zeit des Suchens und Ausprobierens - aus einer Auswahl von Magnetköpfen, Kopfträgern und Spezialbandführungen mir einen Präzisionskopfträger für die M15A zusammenbauen können, der sich zur Herstellung von Messbändern eignet, die diese Bezeichnung auch verdienen.

Hier einige Bilder von der Aktion. Zunächst ein Teil des Werkzeugs und das Sammelsurium an Kopfträgern, Bandführungen und Köpfen unterschiedlicher Spurlagen, die ich zunächst jeweils auf Herz und Nieren untersuchte, um dann die Besten der Besten miteinander zu kombinieren.



Die beste Kombination ergab sich letztendlich mit einem Vollspur-AK (mit Überbreite) und einem Halbspur-Stereo-WK (Azimutablage <0,5').

Der improvisierte Werkstückhalter:



Nach Montage der ausgesuchten Köpfe stand laut Trennspuraufzeichnung der Wiedergabekopf um 25 µm zu niedrig. Telefunkentypisch findet die Höhenfeinkorrektur durch Zwischenscheiben statt, doch woher nehmen? Schließlich sorgten zwei kurze Stücke Doppelspielband (PE 46) für die exakte Wiedergabekopfhöhe:



Die Überbreite des Vollspur-Aufnahmekopfs (beidseitig ca. 0,3 mm) macht für diesen eine mikrometergenaue Höhenjustage entbehrlich, optische Symmetrie nach Fadenzähler genügt.

Diese Kombination ergab auf Anhieb ermutigende ELA-Resultate: Mit Feld-Wald-und-Wiesen-PER 528 bei 19 cm/s und 20 kHz ergaben sich Pegelschwankungen <0,2 dB, eine elektrische Phasendifferenz von <2°(!), LR-Pegeldifferenzen von max. 0,3 dB bei Wiedergabe und - nach zweitägiger Lagerung - ein reproduzierbarer (und damit kompensierbarer) Pegelabfall von max. 0,3 dB bei 20 kHz und 19 cm/s, bei größeren Wellenlängen entsprechend weniger.

Hier die ersten Testschriebe. Zunächst die Pegelkonstanz für 1 kHz bei 38 cm/s, Dauer ca. 2 Minuten:



Die gelegentlichen Aussetzer in Spur I (blau) waren verursacht durch eine hier noch nicht optimale Umschlingungswinkeljustage des WK.

Pegelkonstanz für 20 kHz bei 19 cm/s, Dauer ca. 2 Minuten:



Schließlich die Phasendifferenz (rot) und die Pegeldifferenz L-R (blau) für 20 kHz bei 19 cm/s (die Extremwerte für eine M15A), Dauer ebenfalls ca. 2 Minuten:



Dieses bemerkenswerte Resultat spiegelt sich auch im Video des Vektorskops (Goniometer) für 16 und 18 kHz bei 19 cm/s.

Hauptverantwortlich für die erfreulich stabilen Pegel- und Phasenverhältnisse bis zu den kürzesten Wellenlängen sind drei spezielle Bandführungen mit Federscheiben, welche das Band sanft aber stetig an die untere, mit Mikrometergenauigkeit beschliffene Bezugskante führen. (Zu diesem Zweck wird die Höhe der Distanzhülse der Bandführungen von den üblichen 6,35 mm auf 6,25 mm verringert, weil sonst die Federscheibe keine Druckwirkung auf das Band ausüben könnte.)

Mit dieser Konstruktion wird nun eine Bandlaufpräzision erreicht, die um eine weitere Größenordnung höher liegt als die genauesten Messaufzeichnungen, denen ich je begegnet bin: dem BASF „Spaltnormal“ und AGFA „Geschwindigkeitsnormal“ mit jeweils ±0,1 Winkelminuten Azimut-Toleranz (die zulässige Toleranz für Bezugsbänder betrug laut letztgültiger DIN/IEC Norm ±2 Winkelminuten).

Leider haben solche Federscheiben einen unvermeidlichen Nebeneffekt, weswegen Telefunken sie später durch andere Konstruktionen ersetzte, welche aber die für Messbänder nötige Präzisionsführung kaum leisten können: Durch die geringfügige Klemmung und Reibung bei jeder Bandführung an beiden Bandkanten gerät das Magnetband viel leichter in Längsschwingungen, die dann ebenfalls aufgezeichnet werden und sich als eine Art sehr helles Fauchen bemerkbar machen, sobald ein Testsignal (speziell 8, 10 und 12,5 kHz) anliegt. Dieses Geräusch ist zwar viel zu leise, um Pegelmessungen beeinflussen zu können, es wurmte mich aber trotzdem, dass bei den genannten Frequenzen der "Sound" nicht bestmöglich clean war.

Abhilfe fand sich schließlich in Form einer aus einem T9 Kopfträger ausrangierten Bandberuhigungsrolle unmittelbar bei der Bandführung vor dem Aufnahmekopf. Diese beseitigte sämtliche Nebengeräusche schlagartig und vollkommen, ohne die Azimutpräzision zu verschlechtern. Hier die rettende Rolle im Einsatz:






Zur abschließenden Kontrolle ermittelte ich die Frequenzgänge von zwei fertiggestellten Messbändern. Hier der erste komplette Frequenzdurchlauf (die beiden Wiederholungen ab 4 kHz verlaufen analog):

38 NAB



19 NAB


Anmerkung: Die sichtbaren Schwankungen bei 31,5 und 63 Hz sind natürlich nicht aufgezeichnet, sondern ein Resultat der SH-Funktion des digitalen Anzeigeprogramms, die bei dieser Frequenz bereits einzelne Halbwellen "einfängt".

Damit wäre das Projekt „Referenzkopfträger zur Herstellung hochgenauer Messbänder" - 19 oder 38 in CCIR/IEC I oder NAB/IEC II - fürs erste abgeschlossen.

Viele Grüße,
Peter