11.11.2016, 21:37
Getrieben von der Neugier, wie die Magnetisierungskennlinie von Tonköpfen aussieht, habe ich eine kleine Schaltung gebastelt, mit der man sich den Verlauf der Magnetfluß-Variation in der Spule als Funktion des durch sie fließenden Stromes ansehen kann.
Die Messung basiert auf folgendem Prinzip:
Die Spannung an einer idealen Spule ist proportional zur zeitlichen Änderung des Magnetflusses. Eine reale Spule hat auch noch einen Gleichstromwiderstand und frequenzabhängige Verluste, die sich auch als zusätzlicher Serienwiderstand beschreiben lassen. Um zu einem Signal proportional zum Magnetfluß zu kommen, muß man also von der Spannung an der Spule den "resistiven" Anteil abziehen, den Rest integrieren und "fertisch".
Das macht dieses Kästchen:
An der Buchse hinten links geht Sinus aus einem Tongenerator rein, z.B. 1kHz und wird etwas verstärkt, damit man das Teil auch mit einem Smartphone-Tongenerator treiben kann. An den Schraub-Block wird das DUT (Device Under Test) geklemmt. An der Buchse hinten rechts kommt ein Signal proportional zum Strom durch die Spule raus. An der Buchse links davon kommt das "Fluß"-Signal raus. Gibt man die beiden auf die x- & y- Eingänge eines Oszilloskops oder gleichwertigen PC-Programms, kann man die dynamische Magnetisierungskennlinie gucken. Mit dem Potentiometer gleicht man den Abzug des resistiven Anteils ab.
Hier ein paar Beispiele:
Das Teil aus meiner Bastelkiste, dessen Kennlinie mit der von µ-Metall größte Ähnlichkeit hat, ist ein Mikrofon-Übertrager T165 der Fima Haufe. Die Messung zeigt die Primär-Wicklung bei 434 Hz und Imax ~ 15 mA. Mit einem anderen System habe ich an der Wicklung Rs=29,2 Ohm und Ls=1,48 H gemessen.
Hier eine vor Jahrzehnten gebaute Spule auf einem Topfkern mit 9 mm Durchmesser, vermutlich ohne Luftspalt: Rs=29 Ohm, Ls=298 mH.
Gemessen bei 1 kHz und Imax=20 mA.
Von meiner Uher Royal 784S habe ich noch die erste Kopf-Garnitur, die irgendwann in den 70er Jahren wegen unbefriedigendem Klang infolge Abschliff durch neue ersetzt wurden. Die Systeme haben einen Rs von 166...175 Ohm und Ls bei tiefen Frequenzen um 160 mH.
Aufnahmekopf, unteres System (die folgenden Messungen alle bei 1 kHz und Imax = 10 mA)
:
AK, oberes System:
Wiedergabekopf unteres System:
WK, oberes System:
Bogen-Kopf aus einem Uher-RdL Kopfträger, unteres System. Der Kopf ist so stark abgeschliffen, daß man über die ganze "Bandhöhe" einen mittigen durchgehenden Spalt sieht:
Der zweite Bogen-Kopf aus dem Kopfträger hat keinen durchgehenden Spalt, zeigt aber auch die gleiche lineare Kennlinie ohne jedes Indiz eines magnetischen Kerns Rs : 167...175 Ohm, Ls : 49 .. 50 mH.
Leider habe ich keinen einzigen neuwertigen Kopf wehrlos rumliegen. Deshalb muß ich eine solche Messung vorerst "schuldig" bleiben.
Zum Trost hier die fast vollständige Doku der Schaltung:
Ich nehme an, daß man mit dem Kistchen Tonköpfe auch "entmagnetisieren" kann, indem man den Pegel am Tongenerator langsam runterdreht oder ein Netzteil mit ausreichend großen Speicherkondensatoren einfach abschaltet. Dann klingen Betriebsspannung und Spulenstrom auch allmählich ab.
MfG Kai
Die Messung basiert auf folgendem Prinzip:
Die Spannung an einer idealen Spule ist proportional zur zeitlichen Änderung des Magnetflusses. Eine reale Spule hat auch noch einen Gleichstromwiderstand und frequenzabhängige Verluste, die sich auch als zusätzlicher Serienwiderstand beschreiben lassen. Um zu einem Signal proportional zum Magnetfluß zu kommen, muß man also von der Spannung an der Spule den "resistiven" Anteil abziehen, den Rest integrieren und "fertisch".
Das macht dieses Kästchen:
An der Buchse hinten links geht Sinus aus einem Tongenerator rein, z.B. 1kHz und wird etwas verstärkt, damit man das Teil auch mit einem Smartphone-Tongenerator treiben kann. An den Schraub-Block wird das DUT (Device Under Test) geklemmt. An der Buchse hinten rechts kommt ein Signal proportional zum Strom durch die Spule raus. An der Buchse links davon kommt das "Fluß"-Signal raus. Gibt man die beiden auf die x- & y- Eingänge eines Oszilloskops oder gleichwertigen PC-Programms, kann man die dynamische Magnetisierungskennlinie gucken. Mit dem Potentiometer gleicht man den Abzug des resistiven Anteils ab.
Hier ein paar Beispiele:
Das Teil aus meiner Bastelkiste, dessen Kennlinie mit der von µ-Metall größte Ähnlichkeit hat, ist ein Mikrofon-Übertrager T165 der Fima Haufe. Die Messung zeigt die Primär-Wicklung bei 434 Hz und Imax ~ 15 mA. Mit einem anderen System habe ich an der Wicklung Rs=29,2 Ohm und Ls=1,48 H gemessen.
Hier eine vor Jahrzehnten gebaute Spule auf einem Topfkern mit 9 mm Durchmesser, vermutlich ohne Luftspalt: Rs=29 Ohm, Ls=298 mH.
Gemessen bei 1 kHz und Imax=20 mA.
Von meiner Uher Royal 784S habe ich noch die erste Kopf-Garnitur, die irgendwann in den 70er Jahren wegen unbefriedigendem Klang infolge Abschliff durch neue ersetzt wurden. Die Systeme haben einen Rs von 166...175 Ohm und Ls bei tiefen Frequenzen um 160 mH.
Aufnahmekopf, unteres System (die folgenden Messungen alle bei 1 kHz und Imax = 10 mA)
AK, oberes System:
Wiedergabekopf unteres System:
WK, oberes System:
Bogen-Kopf aus einem Uher-RdL Kopfträger, unteres System. Der Kopf ist so stark abgeschliffen, daß man über die ganze "Bandhöhe" einen mittigen durchgehenden Spalt sieht:
Der zweite Bogen-Kopf aus dem Kopfträger hat keinen durchgehenden Spalt, zeigt aber auch die gleiche lineare Kennlinie ohne jedes Indiz eines magnetischen Kerns Rs : 167...175 Ohm, Ls : 49 .. 50 mH.
Leider habe ich keinen einzigen neuwertigen Kopf wehrlos rumliegen. Deshalb muß ich eine solche Messung vorerst "schuldig" bleiben.
Zum Trost hier die fast vollständige Doku der Schaltung:
Ich nehme an, daß man mit dem Kistchen Tonköpfe auch "entmagnetisieren" kann, indem man den Pegel am Tongenerator langsam runterdreht oder ein Netzteil mit ausreichend großen Speicherkondensatoren einfach abschaltet. Dann klingen Betriebsspannung und Spulenstrom auch allmählich ab.
MfG Kai
