Aufnahmeverstärker B77
#1
Hallo Forum,

ich würde gerne beim beim Aufsprechverstärker meiner B77 (sind eigentlich zwei, eine IEC High Speed und eine NAB Standard-Version) zeitweise die Entzerrung des Aufnahmeverstärkers abstellen, um Empfindlichkeiten messen zu können. Ideal wäre eine Lösung, die am Ende durch einen Schalter oder einen Jumper abschaltbar ist, um die betroffene Maschine im Normal- wie im Messbetrieb einsetzen zu können. Wenn es aber nötig wäre, könnte ich auch eine eigens dafür modifizierte Verstärkerkarte einsetzen.

Aus dem Service Manual habe ich mal den betroffenen Abschnitt des Aufnahmeverstärkers in drei verschiedenen Varianten herausgesucht: NAB normal, NAB HS und IEC HS:

           

Die Schaltungsbeschreibung sagt nun, dass die Höhenentzerrung an R12 bzw. R7 und die Tiefenentzerrung (nur bei NAB natürlich) durch C7 und R7 plus R12 passiert. Nun habe ich die Funktionsweise dieses zweistufigen Verstärkers mit Filter nicht vollständig verstanden und stochere ein wenig im Dunkeln herum:
  • Bei der IEC-Version fehlen C7 und R8, stattdessen gibt es dort R41 und C29 - wozu dienen sie?
  • Die Höhenentzerrung wird ja umgeschaltet, indem C1 oder C2 über 330 Ω an Masse gelegt werden. Würde sie einfach verschwinden, wenn keiner von beiden mit Masse verbunden wäre?

Kann jemand von Euch mir auf die Sprünge helfen?

Viele Grüße
Andreas
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#2
Beim linken Bild müsstest du C1/C2 und C7 weglassen (bzw. an entsprechender Stelle auftrennen), zusätzlich R8 verkleinern (geschätzt auf4,7k) damit die Verstärkung wieder passt.

Gruß Ulrich
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#3
Mein Vorschlag:

Ein Schalter in Serie mit den 330 Ohm. Wenn der geöffnet ist, entfällt die Höhenanhebung.
Ein Schalter parallel zu C7: Bei Schließen entfällt die Baßanhebung.

Das RC-Glied in der IEC Version reduziert die Verstärkung bei höheren Frequenzen. Müßte also geöffnet werden, um unschädlich gemacht zu werden.

Zu bedenken ist dabei, daß nicht nur der Frequenzgang verändert wird, sondern infolge veränderter Gegenkopplung auch die Verzerrungen.

MfG Kai
Nachtrag : In der nächsten Verstärkerstufe, dem eigentlichen AK-Treiber, sind bei einigen Versionen auch noch RC-Glieder im Emitterkreis zu sehen, die möglicherweise Einfluß auf den NF-Frequenzgang haben.
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#4
Hallo Ulrich, hallo Kai,

vielen Dank für Eure Hinweise! Dann lag ich ja mit C1/C2 gar nicht so daneben.

Inzwischen habe ich die betreffende Karte an meiner HS mal gezogen und genauer betrachtet (sie ist noch im Kaufzustand, insbesondere die Trimmer würde ich demnächst ersetzen):

   

Folgende Abweichungen zum Plan im Service Manual habe ich gefunden:
  • die Muting-Schaltung fehlt, stattdessen gibt es Widerstände
  • das RC-Glied R41/C29 (rechts R42/C30) fehlt - in diesem Fall ein Problem weniger Smile
  • R39/R40 in der Aufnahme-Endstufe fehlen ebenfalls

Mit diesen Änderungen sieht der Schaltplan bei mir so aus:

   

C1-C4 sind die vier gelben Kondensatoren unten links. Es wäre durchaus denkbar, die vier parallelen Leiterbahnen von dort zu den Kontakten zu unterbrechen und Steckbrücken in neue Löcher einzulöten. Alternativ könnte ich sie auch "sockeln" und bei Bedarf herausziehen. Für einen ersten Test wäre natürlich aus Auslöten möglich, aber keine Dauerlösung. Falls bei einem Trimmer erwartungsgemäß der Schleifer abfällt, habe ich auch den gleichen Effekt Wink

Ein alternativer Gedanke - angezeigt durch den blauen Pfeil: Was hieltet Ihr davon, an C10/R13 direkt den Ausgang der Soundkarte anzuklemmen? Die angegebene Spannung von 1.2V (vor C10) wäre damit gut machbar, und als Entzerrung könnte ich auf Rechner-Seite alles zwischen flach, NAB und IEC nach Herzenswunsch digital filtern. Eine Überlgung wert?

Ansonsten habe ich noch diese hier günstig kennengelernt: http://www.ebay.de/itm/291975013781 - als Teilespender (besonders Spulen und Steckverbinder) sollten sie noch dienen können. Damit wäre es auch eine Option, als "große Lösung" eine neue Platine mit den passenden Layout-Änderungen anfertigen zu lassen... mal sehen.

Viele Grüße
Andreas

Nachtrag: Eine lötfreite Lösung wäre vielleicht auch, den Frequenzgang der Entzerrung einfach zu messen und auf digitaler Seite zu korrigieren. Wäre sicher einfacher, als extra eine neue Platine zu bauen. Hm, ebenfall "mal sehen".
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#5
Die einfachste Lösung ist immer noch, den 330 Ohm Widerstand bei Bedarf mit einem Schalter zu öffnen.

Gibt es in deiner Schaltung das RC-Glied R14 C13 parallel zu R16 im Emitter von Q3 ?
Das sieht nach einer weiteren Höhenanhebung oberhalb 13 kHz aus, falls es nicht nur dazu dient , die Auswirkung der unteren Flanke des Sperrkreises auf den Audio-Frequenzgang zu kompensieren.

MfG Kai
Nachtrag: Der Gedanke mit der Rechnerentzerrung ist bei mir noch nicht verstehbar angekommen. Wenn die (amtliche) Vorschrift besagt, die Messung ist mit konstantem (frequenzunabhängigem) Aufsprechstrom vorzunehmen, dann nützt dir die Rechnerentzerrung doch nichts. Oder willst du die Soundcard zwischen Q2 und Q3 einschleifen ?
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#6
Hallo Kai,

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=198380#post198380 schrieb:Die einfachste Lösung ist immer noch, den 330 Ohm Widerstand bei Bedarf mit einem Schalter zu öffnen.

nunja, der sitzt aber wiederum auf dem "Audio Interconnection PCB" - und um da ranzukommen, muss man die halbe Maschine zerlegen. Verbindungsdrähte gibt es nicht, alles Leiterbahnen, die man auftrennen müsste. Deswegen suche ich mechanisch eher nach einer Lösung, die sich auf den steckbaren Aufnahmeverstärker beschränkt. Elektrisch sollte es ja egal sein, ob ich den Kondensator ziehe oder die Leitung zum Widerstand unterbreche.

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=198380#post198380 schrieb:Gibt es in deiner Schaltung das RC-Glied R14 C13 parallel zu R16 im Emitter von Q3 ?

Nein, die habe ich nicht, sie scheinen auch nur bei den NAB-Versionen vorgesehen zu sein. Die kommt dann später...

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=198380#post198380 schrieb:Der Gedanke mit der Rechnerentzerrung ist bei mir noch nicht verstehbar angekommen. Wenn die (amtliche) Vorschrift besagt, die Messung ist mit konstantem (frequenzunabhängigem) Aufsprechstrom vorzunehmen, dann nützt dir die Rechnerentzerrung doch nichts.

Das habe ich etwas missverständlich beschrieben - ich hätte noch zwei Alternativen:

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=198380#post198380 schrieb:Oder willst du die Soundcard zwischen Q2 und Q3 einschleifen?

Genau. Die eine Variante wäre, die erste Verstärkerstufe aus Q1 und Q2 völlig zu ignorieren, das Signal zwischen C10 und R13 direkt aus dem Soundkartenausgang ohne irgendwelche Höhenanhebung einzuspeisen, und nur die Treiberstufe aus Q3 und Q4 weiter zu verwenden.

Die andere Variante aus dem Nachtrag wäre, am Verstärker überhaupt nichts zu ändern, seinen Frequenzgang einmal zu messen und dann die Höhenanhebung im generierten Audiosignal umzukehren; Nachteil: Man darf nicht mehr an R7/R12 drehen, ohne von vorne anzufangen. Außerdem ist die notwendige Messung wieder nicht ganz einfach mit der Soundkarte zu machen, und dann ist der Vorteil von "nicht löten" schon wieder weg...

Viele Grüße
Andreas
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#7
Von den beiden Varianten erscheint mir die erste zweckmäßiger, wenn die Soundkarte ausreichend Spannung liefern kann, um bis in den Bereich oberhalb MOL3, eventuell sogar bis zur Sättigung vorzudringen. Man sollte eine Vorrichtung immer so übersichtlich/einfach gestalten wie möglich und nicht unnötig hin- und her entzerren. Je mehr man vorsieht, um so mehr Angriffsfläche bietet man dem Fehlerteufel. Schon Einstein hat sinngemäß gesagt, eine komplizierte Theorie können viele entwerfen, die Kunst liegt darin, die einfachste zu schaffen, die ein Phänomen korrekt beschreibt.

MfG Kai
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#8
So, mal wieder ein Update von mir:

Nach Einstellung des Kopfspalts (mit einem Messband von Peter als Spaltnormal) habe ich auf ein herumfahrendes PER368 (nach Datenblatt, ΔS10 = 5dB, 320 nWb/m, IEC) bei 19 cm/s eingemessen. Dabei fiel mir auf, dass ich die EQ-Trimmer beider Kanäle bis an den linken Anschlag in Richtung "weniger Höhenanhebung" gedreht habe, um einen glatten Frequenzgang zu erreichen. Es ist also unter diesen Parametern (Wiedergabeentzerrung 70µs, dieses PER368, dieser Arbeitspunkt) nicht viel Aufnahmeentzerrung notwendig.

Zur Messung des Frequenzgangs habe ich einen Sweep verwendet, dessen Frequenz logarithmisch von 10 Hz bis 40 kHz über 20 Sekunden ansteigt. Zur Auswertung habe ich dann den Pegel in 0.05-Sekunden-Abschnitten gemessen und geplottet (was zu den sichtbaren Schwebungen unter 40 Hz führt). Hier der linke Kanal über Band, und die B77 in Stellung Source zur Kontrolle dazu:

   

Dann habe ich wie schon vorher beabsichtigt die Trimmer gegen neue, gekapselte getauscht. Dabei habe ich aus den vorhandenen Exemplaren die ausgesucht, die eine möglichst gleiche Summe von R7+R12 links bzw. R22+R27 rechts ergeben. Pegel wieder eingestellt, und dann den EQ an beide Anschläge und in die Mitte gedreht:

   

Nächster Schritt war der Tausch der Elkos und Tantalkondensatoren - samt Kontrolle, dass sich dadurch nichts wesentliches verändert hat. Schließlich habe ich, wie oben diskutiert, die Kondensatoren C1 bis C4 ausgelötet, um die Höhenentzerrung gänzlich abzustellen.

   

Ein Drehen am EQ-Trimmer hat bestätigt, dass dieser keinen Einfluss mehr hatte (naja, alles andere hätte mich bei der gegebenen Schaltung auch sehr verwundert). Damit sieht der Sweep nun so aus, wieder im Vergleich zu zwei Einstellungen mit Entzerrung:

   

Der Unterschied zwischen "EQ auf Linksanschlag" und "Kondensatoren ausgebaut" ist nicht groß, bei 20 kHz gerade mal knapp 1dB. Vielleicht ist dann (bei weiteren Geräten...) die Kombination aus "Abweichung Messen und Testsignal entsprechend gegenläufig verändern" doch eine gut gangbare Alternative.

Wo ich gerade schon dabei war, habe ich dann noch den Frequenzgang der ersten Verstärkerstufe mit dem Multimeter (UNI-T UT803) gemessen, und zwar an der Verbindung von C10 und R13 (blauer Pfeil im Bild weiter oben). Beim Kondensatortausch habe ich deswegen ein Stück vom Draht stehen lassen, auch im anderen Kanal:

   

Das Ergebnis ist zur Zufriedenheit, die Abweichungen unterhalb von 0.03dB, wenn man unrealistischerweise dem Messgerät keinen Fehler zurechnet.

Code:
Hz  |  mV
------+------
  315 | 113.6
1000 | 113.7
6300 | 113.6
10000 | 113.5
12500 | 113.5
14000 | 113.5
16000 | 113.4

Eine neue Frage hat die Aktion aber aufgeworfen - ohne Signal waren an der gleichen Stelle nämlich schon 76.1 mV zu messen. Als ich am rechten Kanal angeklemmt habe, waren es dort sogar ca. 500 mV. Vielfach wurde ja schon von "herumvagabundierender HF" geschrieben - und tatsächlich, ein Umschalten in den Frequenz-Messbereich hat die vertrauten 150 kHz ergeben.

Also, Kontrolle der Sperrkreise - war unauffällig: Laut Service-Manual soll an L1 bzw. L3 weniger als 350 mV zu messen sein. Gesehen habe ich dort ca. 70 mV, und auch ein Abgleich an den Spulen hat nur ganz geringfügige Veränderungen gebracht. Allerdings auch hier: Im rechten Kanal ist der Kern der Spule schon ganz an den rechten Anschlag gedreht, wo auch der kleinste erreichbare HF-Wert lag.

Hat jemand von Euch Erfahrung oder praktische Hinweise im Bezug auf "vagabundierende HF" in der B77? Ich bin nämlich geneigt, dem weiter nicht nachzugehen, solange sich in den NF-Messwerten nichts seltsames zeigt - außer vielleicht das Oszi wieder hervorzuholen und ein paar Messpunkte mal "anzuschauen", um ein Gefühl für die Verhältnisse zu bekommen. Was meint Ihr?

So, jetzt steht eigentlich einer Band-Messung inklusive Empfindlichkeitskurven nichts mehr im Weg - vom fehlenden Referenzleerband natürlich abgesehen.

Viele Grüße
Andreas
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#9
Hallo Andreas,

du willst doch über Band messen.
Also bei Wiedergabe am Ausgang des Playback-Amp.
Wenn ich die Schaltung des B77-HF-Oszillator-Board's richtig interpretiere, wird er nur bei Aufnahme an die Versorgungsspannung gelegt.
Am Ausgang des Playback-Amp dürfte auch schon bei Aufnahme weniger HF-Pegel zu finden sein.
Demnach sind eigentlich keine Probleme durch HF zu erwarten.

MfG Kai
PS.: Der Bass-Frequenzgang kommt mir (vom Abfall abgesehen) fast unglaubwürdig erstaunlich "unwellig" vor.
Nachtrag: Kennst du die Induktivität des AK ? Die bildet mit dem Fußpunktkondensator des Biastrap's eine Parallelresonanz, die am oberen Bandende zu einer Stromanhebung führen kann. Bei einer Induktivität von 16 mH läge die Resonanz bei 20 kHz.
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#10
Hallo Kai,

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199094#post199094 schrieb:du willst doch über Band messen. Also bei Wiedergabe am Ausgang des Playback-Amp.

ja, am Ende schon - aber hier gilt es ja, sicherzustellen, dass die Höhenanhebung des Aufnahmeverstärkers nicht wirksam ist, weil ich für die Empfindlichkeitsmessung den gleichen NF-Strom für alle gemessenen Frequenzen brauche. Das war überhaupt mein Anlass, den Frequenzgang an dieser Stelle messen zu wollen, und dabei habe ich mich ich mich über einen - mutmaßlichen - HF-Anteil gewundert.

Wenn dieser nun der Funktion des Aufnahmeverstärkers nicht weiter schadet, und auch sonst keine seltsamen Nebeneffekte hat, soll es mir aber recht sein. Bisher habe ich jedenfalls noch keine weiteren Folgen bemerkt.

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199094#post199094 schrieb:Am Ausgang des Playback-Amp dürfte auch schon bei Aufnahme weniger HF-Pegel zu finden sein. Demnach sind eigentlich keine Probleme durch HF zu erwarten.

Darauf kommt es natürlich am Ende an - und bisher habe ich keine Evidenz dafür, dass hier etwas im Argen liegt. Vielleicht schaue ich trotzdem nochmal mit dem Oszi drauf...

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199094#post199094 schrieb:PS.: Der Bass-Frequenzgang kommt mir (vom Abfall abgesehen) fast unglaubwürdig erstaunlich "unwellig" vor.

Du willst auf die Spiegelwelligkeit raus? Naja, wie im Sommer diskutiert hängt die ja sehr von der Form der Kernpakete und ihrer Umschlingung durch das Band ab, und da haben die Rexov-Köpfe den damals diskutierten von Wölke und Philips eben was voraus. Unabhängig davon - man sieht doch die typischen Muster relativ eindeutig - nur sind sie eben in der Amplitude unterhalb eines halben dB. Die Messung war ja in diesem Fall auch bei nur 19 cm/s.

Im Hinterkopf gekramt und dann wiedergefunden: Peter hat im Sommer schonmal Frequenzschriebe seiner A77HS gezeigt: Vergleich Aufnahmequalität RDL vs A77?!

So ganz anders sieht es hier auch nicht aus, nur ist bei mir der Abfall im Bass noch etwas stärker.

Noch ein Nachtrag:

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=198389#post198389 schrieb:Von den beiden Varianten erscheint mir die erste zweckmäßiger, wenn die Soundkarte ausreichend Spannung liefern kann, um bis in den Bereich oberhalb MOL3, eventuell sogar bis zur Sättigung vorzudringen.

Nach einer kurzen Prüfung meiner Soundkarte habe ich die Idee genau wegen Deines warnenden Hinweises nicht weiter verfolgt: Mehr als 2.4 Volt kamen da nicht rum. Grob geschätzt wären das vielleicht 6 dB Über Vollaussteuerung - und damit zu wenig, um die Sättigung zu erreichen.

Viele Grüße
Andreas
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#11
Hallo Kai,

Dein Nachtrag hat es in sich:

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199094#post199094 schrieb:Nachtrag: Kennst du die Induktivität des AK ? Die bildet mit dem Fußpunktkondensator des Biastrap's eine Parallelresonanz, die am oberen Bandende zu einer Stromanhebung führen kann. Bei einer Induktivität von 16 mH läge die Resonanz bei 20 kHz.

Das bedeuetet, die Vorstufe kann so linear sein, wie sie will, am Ende ist der Strom durch den Kopf deswegen doch ein anderer... ?

Ich habe den Aufnahmekopf noch nicht selbst gemessen, aber alle "passenden" Einträge dieser schönen Liste legen nahe, dass es wohl 10 mH sein müssten.

Hast Du einen Vorschlag zur Messung des NF-Stroms durch den Aufnahmekopf? Am 100-Ohm-Serienwiderstand ist ja vor allem der zwei Größenordnungen höhere HF-Strom zu sehen, da erwarte ich keine besonders genaue Messung, wenn man die Summe nimmt. Man könnte den Oszillator stilllegen und dann nur NF messen, aber vielleicht stimmt das dann auch wieder nicht richtig. Oder passende Filter analog aufbauen, und damit HF und NF trennen?

Viele Grüße
Andreas
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#12
Der Effekt hängt natürlich auch noch von der Höhe der Verlustwiderstände im AK und der Biastrap-Spule ab, die damit in Serie liegt. Mit 10 mH liegt die Resonanz bei etwa 24,6 kHz. Bei einem gesamtem Verlustwiderstand von ?50? Ohm von AK+Trapspule (2,4 mH) (+100 Ohm Fußpunktwiderstand) sehe ich +1,2 dB @ 10 k, +5 dB @ 16 k, +7,2 dB @ 20 kHz.
Im Emitter des unteren Transistor's des AK-Treiber's liegen auch noch Frequenz-abhängige Bauteile. Davon scheint es auch noch diverse Varianten zu geben. Wenn du die mit nur 10nF parallel zu 2,2 mH hast ( unbekannter Verlustwiderstand) gibt das nur einen relativ unschädlichen Sperrkreis für ca. 30 kHz.
Wegen des hohen Frequenzabstandes der Biasfrequenz zu 20 kHz wäre der Entwurf eines wirksamen HF-Tiefpassfilters zum Anschluß an den 100 Fußpunktwiderstand des AK nicht weiter schwierig. Hilfreich wäre zu wissen, wie dort die Pegelverhältnisse von niedrigster zu erfassender NF-Spannung und HF-Spannung sind.
Eine andere Lösung wäre, einmal bei abgeschaltetem Bias Oszillator den Frequenzgang vom Eingang des AK-Treibers zum 100 Ohm Widerstand auszumessen, danach rechnerisch zu kompensieren und immer am Eingang oder vor dem Trimmer zu messen, also am Ausgang des eigentlichen Aufnahme-Entzerrers.

MfG Kai
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#13
Hallo Kai, geneigtes Forum,

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199105#post199105 schrieb:Eine andere Lösung wäre, einmal bei abgeschaltetem Bias Oszillator den Frequenzgang vom Eingang des AK-Treibers zum 100 Ohm Widerstand auszumessen, danach rechnerisch zu kompensieren und immer am Eingang oder vor dem Trimmer zu messen, also am Ausgang des eigentlichen Aufnahme-Entzerrers.

um die diversen weiteren Fehlerquellen nicht weiter zu suchen, abzuschätzen oder gar auszulöten, habe ich nun doch diesen Weg gewählt.

Da stellt sich zunächst die Frage, wie man den Oszillator abschalten kann. (Zum Mitlesen: Seite 12 in der Schaltungssammlung). Einfach die Karte abziehen geht nicht, denn der Steckverbinder zu Aufnahme- und Löschkopf endet auf ihr, und auch das Aufnahme-Relais sitzt darauf. Ideal wäre also, wenn das Relais anzieht, der Oszillator aber aus bleibt.

Die einfachste Lösung dafür war für mich, die Kabel zu den Aufnahme-Kontroll-LEDs an der Anodenseite von der Hauptplatine abzuziehen und unter Umgehung des Kanalwahlschalters direkt mit der geregelten Betriebsspannung zu verbinden, die ganz in der Nähe an der VU-Meter-Beleuchtung anliegt. Dort passt auch der Steckverbinder, und im rechten Kanal ist sogar das Kabel der Kontroll-LED lang genug. Links musste ich dagegen eine Messleitung zu Hilfe nehmen.

Nun habe ich an der Stelle gemessen, wo ich auch den Vormagnetisierungsstrom abgreife: Als Spannung über dem 100Ω-Serienwiderstand in der "kalten" Leitung des Aufnahmekopfs. Damit komme ich der Forderung "gleicher NF-Strom für alle Frequenzen durch den Aufnahmekopf" am nächsten. Für die Empfindlichkeitsmessung brauche ich letztlich nur eine beschränkte Auswahl an Einzelfrequenzen.

Nachdem eine erste Messung Anhebungen in der Größenordnung von 3 dB gezeigt hat, habe ich beschlossen, die Kondensatoren C1-C4 der Höhenentzerrung einfach wieder einzubauen. Die Messung vorgestern hat ja gezeigt, dass sie letztlich nur knapp 1dB Unterschied machen, wenn der EQ-Trimmer am linken Anschlag ist. Damit entfällt auch die Notwendigkeit, irgendwas an der Maschine umzubauen, wenn ich von Normal- auf Messbetrieb wechseln will!

Spannungswerte über besagtem Widerstand, gemessen bei +10VU (entspricht 10 dBu am Line-Ausgang, oder 10dB über 257 nWb/m), dass die Spannung nicht gar so klein wird:

Code:
|  19L  |  19R  |  38L  |  38R
  Hz  |   mV  |   mV  |   mV  |   mV
---------------------------------------
  315 |  81.7 |  82.1 |  81.7 |  82.1
1000 |  82.0 |  82.4 |  81.9 |  82.4
6300 |  88.1 |  88.8 |  86.5 |  87.8
10000 |  97.8 |  98.8 |  93.7 |  95.3
12500 | 107.9 | 109.2 | 101.1 | 102.9
14000 | 115.8 | 117.3 | 106.9 | 108.8
16000 | 128.9 | 130.5 | 116.5 | 118.5

Und als Bild:

   

Daraus ergeben sich folgende Korrekturen:

Code:
|  19L  |  19R  |  38L  |  38R
  Hz  |   dB  |   dB  |   dB  |   dB
---------------------------------------
  315 | +0.03 | +0.03 | +0.02 | +0.03
1000 | ±0.00 | ±0.00 | ±0.00 | ±0.00
6300 | -0.62 | -0.65 | -0.47 | -0.55
10000 | -1.53 | -1.58 | -1.17 | -1.26
12500 | -2.38 | -2.45 | -1.83 | -1.93
14000 | -3.00 | -3.07 | -2.31 | -2.41
16000 | -3.93 | -3.99 | -3.06 | -3.16

Mit diesen Abweichungen habe ich die Pegel der Messtöne schon beim Generieren angepasst, und zum Abschluss nochmal eine Kontrollmessung vorgenommen:

Code:
|  19L  |  19R  |  38L  |  38R
  Hz  |   mV  |   mV  |   mV  |   mV
---------------------------------------
  315 |  81.9 |  82.4 |  81.8 |  82.3
1000 |  81.9 |  82.4 |  81.9 |  82.4
6300 |  81.9 |  82.3 |  81.9 |  82.4
10000 |  81.9 |  82.3 |  81.8 |  82.3
12500 |  81.9 |  82.2 |  81.7 |  82.3
14000 |  81.8 |  82.1 |  81.7 |  82.3
16000 |  81.7 |  82.1 |  81.7 |  82.1

Damit sind nun die NF-Ströme durch den Aufnahmekopf im Rahmen meiner Messgenauigkeit ausreichend konstant. Und das ganz ohne dauerhafte Hardware-Änderungen an der Maschine im Messbetrieb!

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199105#post199105 schrieb:Wegen des hohen Frequenzabstandes der Biasfrequenz zu 20 kHz wäre der Entwurf eines wirksamen HF-Tiefpassfilters zum Anschluß an den 100 Fußpunktwiderstand des AK nicht weiter schwierig. Hilfreich wäre zu wissen, wie dort die Pegelverhältnisse von niedrigster zu erfassender NF-Spannung und HF-Spannung sind.

Das Schaltbild des Oszillators gibt an dieser Stelle "500mV 150kHz" und "50mV 1kHz" an. Das passt zu den Werten, die ich hier sehe: Im Arbeitspunkt des PER368 liegen etwa 460mV HF an, am rechten Anschlag des Bias-Trimmers sind es knapp unter 1V, am linken etwa 100mV.

Die hier gemessenen NF-Werte sind in der angegebenen Größenordnung. Bei den diversen Tests würde ich erwarten, nochmal vielleicht 10 oder 15 dB höher zu gehen. Damit wären es bis zu 500mV NF. Irgendwo beginnt da bestimmt auch die Sättigung... Die Empfindlichkeitsmessung geschieht aber eigentlich 20 dB unter Bezugspegel, also rund 25dB unter den hier gemessenen Werten. Dann bewegen wir uns aber leider im einstelligen mV-Bereich, wo ich wieder verschiedenste Genauigksitsprobleme erwarten würde.

Von daher würde ich zur Zeit von der Konstruktion weiterer Hilfseinrichtungen Abstand nehmen. Es sei denn, bei laufenden Oszillator sind andere NF-Frequenzgänge zu erwarten als in dieser Messung?

Ich meine mich zu erinnern, dass Friedrich mal schrieb, ein richtiges Kopfstrom-Messgerät erfasse HF und NF getrennt. Jetzt kann ich mir auch einen Reim daraus machen Smile

Danke für die Hilfe, und viele Grüße
Andreas
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#14
Hallo Andreas,

den HF-Oszillator kann man ganz einfach abschalten, indem man eine Zweidrahtleitung an R7, dem Basiswiderstand vom Transistor Q1 auf der Oszillatorplatine anbringt und nach draußen an einen Schalter führt. Bei geschlossenem Schalter sperrt Q1 und läßt den Oszillator verhungern.

Es ist mir nicht klar, ob der HF-Strom durch den Aufnahmekopf ausreicht, dessen Impedanzverhalten am oberen Ende des Audio-Frequenzganges zu verändern. Wenn es so wäre, würde die Korrektur des Frequenzganges ohne Bias nicht ganz die richtige sein.
Wenn der AK dagegen stark ge"schert" ist, sollte es ihn auch nicht weiter schehren. (Hab leider gerade keinen Duden zur Hand, um zu klâren, ob die 'h's hier richtig plaziert sind.

MfG Kai
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#15
Hallo Kai,

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199164#post199164 schrieb:Es ist mir nicht klar, ob der HF-Strom durch den Aufnahmekopf ausreicht, dessen Impedanzverhalten am oberen Ende des Audio-Frequenzganges zu verändern. Wenn es so wäre, würde die Korrektur des Frequenzganges ohne Bias nicht ganz die richtige sein.

nun, dem ließe sich dann doch nur durch den von Dir erwähnten Tiefpassfilter auf den Grund gehen - wie kompliziert wäre der denn für die gegebenen Verhältnisse?

Viele Grüße
Andreas
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#16
Hallo Andreas,

gestern abend/nacht war ich dann doch schon zu müde, um die Details deiner Infos noch auf Anhieb zu "durchschauen". Wenn du mir die Arbeit der Textexegese abnehmen kannst durch Angabe der erforderlichen HF-Unterdrückung in dB, kann ich zwischenzeitlich schon mal gucken (bzw. wenn Kaffee alle und Bauch voll Kekse) , ob ich noch auf irgendeinem Rechner ein passendes Designtool finde. Geben tut's daß (natürlich für Windows-PCs) für passive LC-Filter und für aktive Filter mit OPs.

MfG Kai
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#17
Lässt sich das HF Problem eventuell durch den Messaufbau minimieren?
Wahl des Bezugspunktes (Masse), Verwendung abgeschirmter Messkabel?

Die auf dem Bild in Beitrag 8 gewählte „Krokoklemmenmesskabellösung“ ist mit Sicherheit nicht optimal.

Gruß Ulrich
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#18
Hallo Ulrich,

uk64,'index.php?page=Thread&postID=199192#post199192 schrieb:Die auf dem Bild in Beitrag 8 gewählte „Krokoklemmenmesskabellösung“ ist mit Sicherheit nicht optimal.

diese Messung war am Ausgang des Vorverstärkers - da wäre die HF-Einstreuung bestimmt durch sinnvolleren Messaufbau zu verbessern. Bei abgestelltem Oszillator verhielten waren dort auch alle Werte wie erwartet. Jetzt bin ich eigentlich schon fast zufrieden - den NF-Strom durch den Aufnahmekopf konnte ich wie oben beschrieben am üblichen 100Ω-Serienwiderstand messen, wenn der Oszillator aus war.

Durch Kais letzten Einwand wollte ich aber nochmal ausloten, ob vielleicht die Lösung mit Tiefpassfilter einfach genug zu realisieren ist, dass ich an diesem Widerstand den NF-Anteil sinnvoll messen kann, ohne den Oszillator abstellen zu müssen. Falls nämlich der HF-Strom Auswirkungen auf das NF-Verhalten hätte, würden mir die bei meiner bisherigen Messung entgehen.

Weil hier an der beabsichtigten Stelle dann ja HF + NF anliegen müssen, sehe ich keine Möglichkeit, diese durch "mehr Sorgfalt" zu trennen... deswegen die Frage nach dem Filter.

Kai,

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199190#post199190 schrieb:Wenn du mir die Arbeit der Textexegese abnehmen kannst durch Angabe der erforderlichen HF-Unterdrückung in dB

ja, ich schreibe vielleicht etwas zu wortreich, und versuche Besserung!

Leider kenne ich die erforderliche HF-Unterdrückung noch nicht in dB - aber die Eckdaten:
  • HF bei 150 kHz
  • NF bei max. 16 kHz (erweitert: bis 20 kHz wären interessant)
  • HF hat bis zu 1V Spannungsabfall am Messwiderstand
  • NF hat ca. 80 mV an der gleichen Stelle

Was ist also eine ausreichende Unterdrückung? Wenn ich 80 mV NF messen will, sollte nicht viel mehr als 10 mV HF übrig sein, oder? das wären dann von 1000 mV runter auf 10 mV, macht 40 dB? Wenn natürlich 60 dB realistisch sind, wäre das sicher schöner.

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199190#post199190 schrieb:ob ich noch auf irgendeinem Rechner ein passendes Designtool finde. Geben tut's daß (natürlich für Windows-PCs) für passive LC-Filter und für aktive Filter mit OPs.

Ich habe gerade das hier online gefunden: Analog Filter Wizard auf der Seite von Analog Devices. Ich spiele mal ein wenig herum...

Viele Grüße
Andreas
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#19
Hier als Beispiel ein passives Chebychev LC-Tiefpassfilter 5. ter Ordnung:
   

mit laut Design 0,5 dB Ripple, Grenzfrequenz 22,5 kHz.
Dämpfung bei 150 kHz ca. 100 dB.
In der Praxis ist der Ripple immer größer und die Dâmpfung kleiner.
Die Serienwiderstände und Verluste der Spulen sind nicht berücksichtigt, da abhängig von der Bauteil-Auswahl
   

Hier das Passband:
   

Man könnte wegen der reichlichen 100 dB die Grenzfrequenz also auch höher legen.
Unbequem sind natürlich die krummen Bauteilewerte.

Die Grenzfrequenz habe ich hier vorsätzlich so gelegt, daß ca. 10mH Induktivität gebraucht werden.
Den Wert kann man jedoch auch über den Quellwiderstand (100 + 900 Ohm) skalieren.
Ls und Rs skalieren proportional, Cs umgekehrt ( bei fester Grenzfrequenz).

Aktive Filter gehen mehr ins Geld, brauchen Strom, funktionieren nur, wenn die OPs die Frequenzen vertragen,
lassen sich dafür aber leichter über trimmbare Widerstände abgleichen.

MfG Kai
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#20
Hier kommt ein Custom-Design

aktiv (etwas abstrahiert) , Grenzfrequenz bei 30 kHz, ca. -80 dB bei 150 kHz
   
Oh, da hab ich versäumt, den Ausgang zu markieren.
Der ist hinten rechts beim oberen +Pin von E2 (spannungsgesteuerte Spannungsquelle, also ein Buffer)

Mit idealen OPs ca. +- 0,2 dB Ripple, mit realen kann es aber auch +1,2 dB bei 26 kHz werden
   

Hier das Passband:
   


MfG Kai
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#21
Noch ein Hinweis:

In dem Aufsatz
Dynamic Bias Control with HX Professional by J Selmer Jensen and S.K. Pramanik, Aug 1984 (PDF file 3.7MB)
http://www.ant-audio.co.uk/Tape_Recordin...HX_Pro.pdf
wird empfohlen, nicht den Strom durch den AK zu messen, sondern die Spannung nach 1/f-Filterung (also Integration).
Begründung: Die Srommessung berücksichtigt nicht lineare (Verluste) und nichtlineare Abweichungen des erzeugten magnetischen Flusses vom Strom. Diese Effekte seien aber in der integrierten Spannung enthalten.
Was sie nicht erwähnen ist, daß man vor der Integration dann aber den Spannungsabfall am (nicht zugänglichen) inneren Serienwiderstand erstmal abziehen muß. Dazu bedarf es dann einer Brückenschaltung, wie ich sie in meiner Hysterese-Kurven-Mess-Schaltung skizziert habe.

MfG Kai
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#22
Hallo Kai,

vielen Dank für die Filterschaltungen. Wenn ich mal vorsichtig in Richtung Umsetzung denke, dann wäre natürlich die erste Frage: Aktiv oder passiv? Aus

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199205#post199205 schrieb:Aktive Filter gehen mehr ins Geld, brauchen Strom, funktionieren nur, wenn die OPs die Frequenzen vertragen,
lassen sich dafür aber leichter über trimmbare Widerstände abgleichen.

Meine ich schon eine Tendenz herauszulesen - würdest Du eher zum passiven Filter raten, oder wiegt das Abgleichargument stärker? Müsste man die Spulen selbst wickeln (wovor ich eher zurückschrecken würde), oder sind fertige Induktivitäten mit Werten aus der Normreihe auch praktikabel? Ich finde z.B. diese hier - bei einer angegebenen Toleranz von 5% kann man ausrechnen, wie viele man kaufen muss, um die passenden Werte darunter zu finden.

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199209#post199209 schrieb:E2 (spannungsgesteuerte Spannungsquelle, also ein Buffer)

Auch hier brauche ich Nachhilfe: Meinst Du die Spannungsquellen als ideale Platzhalter für reale Operationsverstärker, oder was muss ich mir da vorstellen?

Sollte ich lieber nicht versuchen, so einen Filter aufzubauen, wenn ich so einfache Sachen fragen muss? Erfahrung habe ich hier wirklich keine.

kaimex,'index.php?page=Thread&postID=199458#post199458 schrieb:Dynamic Bias Control with HX Professional by J Selmer Jensen and S.K. Pramanik

Danke für diesen Hinweiss - das Paper hat mich schon in Deinem anderen Thread interessiert, ich muss es wohl einmal durcharbeiten.

Viele Grüße
Andreas
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#23
Hallo Andreas,

ich ziehe immer einfachere Schaltungen vor, weil dann weniger Fehlermöglichkeiten lauern. Die Vor- und Nachteile passiver Filter und aktiver Filter und ihre Berwertung muß jeder für sich entscheiden. Das Hauptargument für aktive ist immer das Entfallen der Spulen. Dafür handelt man sich bei kleinen Signalen aber uU wieder neue Probleme durch die rauschenden Widerstände und Halbleiter und die Offsetspannungen der OPs ein. Letztere kann man natürlich durch "Preis"geld verringern.
Fertige Spulen, insbesondere die sogenannten Mikro-Induktivitâten haben keine hohen Güten. Bei Spulen im mH-Bereich wird sehr dünner Draht verwendet, der dann zu Serienwiderstânden von einigen hundert Ohm führen kann. Hinzu kommen noch die Verluste im Ferritkern. Gute Spulen sind groß und müssen idR selbst gewickelt werden. Wenn man Glück hat, bekommt man trotzdem mit den Mikro- Induktivitäten etwas hin, was Ähnlichkeit mit dem beabsichtigten Filter hat. Dann muß man je nach den eigenen Ansprüchen an die Filterperformance noch nacharbeiten durch zB Variation der Kondensatorwerte.
Zum Treffen der benötigten Ls ist noch zu sagen, bei diesen Designs, die nicht die höchste Performance aus dem formalen Ansatz rausholen, besteht meist noch die Möglichkeit, die Induktivitâten auf Standardwerte zu ziehen und dafür die Cs zu "krummeren" Werten laufen zu lassen. Auch die Variation von Quell- und Lastwiderstand kann man dazu ausnutzen. Man kann ja den Quellwiderstand immer durch einen Serienwiderstand erhöhen, den Lastwiderstand, wenn er im Design unendlich angenommen war, allerdings nur durch einen Shunt verringern. Insofern ist ein Design für einen endlichen Lastwiderstand taktisch klüger. Dann kann man eventuell die Spulenverluste durch verringern des Lastleitwerts kompensieren.
Die Induktivitäten haben natürlich aufgrund des Ferritkerns auch eine Temperaturabhängigkeit.
Die Auswirkungen im Bereich der Grenzfrequenz und höher lassen sich verringern, indem man die möglichst hoch gegenüber den Nutzsignalen auslegt, ohne daß es einen durch die dann nötige Filterordnung wieder von anderer Seite schmerzt.
Die E2 in LTSpice sind ideale Spannungsverstärker. Der reale OP mit seinem 1/f Frequenzgang und -90° Phasendrehung bewirkt eine Veränderung im Filterverlauf, die um so grösser ist, je näher man mit der Filtergrenzfrequenz und dem Stopband an das Ende der Nutzbandbreite des OPs kommt. Das muß man bei hohen Prazisionsansprüchen dann auch durch Variation der Widerstände und Cs gegenüber dem Entwurf mit idealen Buffern kompensieren.
Man macht alles irgendwann zum ersten mal. Da das ganze Projekt wohl Hobby und Freizeitbeschäftigung ist, schadet es doch nicht, wenn die neu zu erwerbenden Fähigkeiten über Programmieren und Soundkarte anklemmen hinausgehen. Man sagt doch "Physiker können im Prinzip alles, machen es nur. beim ersten Mal noch nicht so gut wie der Dipl.Ing aus Braunschweig oder der Elektromeister früher im Radio&Fernseher-Fachgeschäft". Ubung macht dann den Meister.
PS. An den Aktiv-Filtern stört mich am meisten, daß dann schon wieder eine geeignete Stromversorgung her muß . ( wenn sie sich nicht im Tonbandgerät finden läßt)

MfG Kai
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