Ein paar Fragen zum BIAS-Signal

[truder2]

Hallo miteinander,

wie sieht ein sauberes/ordentliches BIAS-Singal (Waveform) am Oszi aus (sauberer Sinus, Sägezahn, Dreieck, ...) ?

Hat jeder TB-Hersteller seine eigene BIAS-Signalform ?
(Glaube ich zwar nicht, sonst könne es beim Abspielen auf anderen Hersteller-Geräten wohl zu Klangdifferenzen führen - frage aber lieber)

Ist es ok, dieses Signal direkt am Aufnahmekopf mit dem Oszi zu messen ? (Wüsste nicht, was dagegen spricht - aber frage auch hier lieber)

Hat ein "unsauberes" BIAS-Signal Einfluss auf die eigentliche Musikaufnahme ?

Zu meinen Fragen habe ich nichts gescheites gefunden.

Gruß Helmuth

[Vollspurlöschkopf]

Hallo Helmuth,

die BIAS-Hochfrequenz muss ein sauberer Sinus sein, alles andere ergäbe eine Vielfalt an Problemen und eine unsaubere Aufzeichnung.

"Ist es ok, dieses Signal direkt am Aufnahmekopf mit dem Oszi zu messen ?" - Ja, absolut. Am besten einen Tastkopf 1:10 verwenden.
VG Stefan

[kaimex]

Das Bias-Signal sollte sinus-förmig sein.
Eine quadratische Verzerrung überträgt sich auf das Audio-Signal.
Deshalb sind bessere Bias/Lösch-Oszillatoren in Gegentaktschaltung mit mindestens 2 Transistoren ausgeführt.
Dann ist meist die stärkste Verzerrung die kubische, die unschädlich ist, bzw. nicht mehr viel Schaden anrichten kann, weil die magnetische Kennlinie selbst (im Idealfall) antisymmetrisch ist mit ungeraden Nichtlinearitäten.
Das Original siehst du am Lösch-Oszillator. Am Aufnahmekopf kann es schon anders aussehen, wenn die Signal-Übertragung dahin Filter-Charakter hat.
Es kann auch einen Unterschied machen, ob du dir die Spannung am Kopf oder den Srom durch den Kopf anschaust. Für die magnetische Wirkung ist der Strom zuständig. Deshalb haben manche Geräte dafür einen kleinen Mess-Widerstand (10...100 Ohm) im Fußpunkt von Aufnahmekopf und vielleicht auch Löschkopf.

MfG Kai

[truder2]

Hallo Stefan, hallo Kai,

vielen Dank für Eure Erklärungen. Da lag ich ja für mich nicht so verkehrt.

Aber Wissenslücken habe ich noch ´ne Menge.
Schaltpläne sind auch nicht meine Stärke.

Deshalb noch ein paar Fragen:

Thema Lösch/BIAS-Oszillatoren:

Sind es zwei verschiedene Oszillatoren oder wird das Löschsignal für das BIAS-Signal durch
eine Schaltung angepasst (Spannung und/oder Frequenz)?
(Es geht um eine Philips N4506 und die hat eine 100 kHz (+/- 10%) Löschfrequenz lt. SM)

So richtig löschen tut die Maschine nicht. Ich höre beim Löschen (Aufnahmepegel 0) bei der Hinterbandkontrolle
leise immer noch die Aufnahme.
Da kommt es mir nach Kai´s Erklärung so vor, als wäre der "Löschstrom" zu gering.

Das BIAS-Signal ist auch kein richtiger Sinus.

Und nun die schlimmste Frage für mich:

Was ist ein Fußpunkt ?

Gruß Helmuth

[kaimex]

Hallo Hellmuth,

Es gibt in der N4506 nur einen Oszillator, wie in fast allen Tonbandgeräten.
Er ist schon in der besseren Gegentaktschaltung ausgeführt. Im Schaltbild sind das die Transistoren TS4 & TS10 auf Blatt 24 des Service Manuals bzw. S.29 und S.30 des pdf-Fiies (hier im Download-Bereich).
Nicht-Löschen kann mehrere Gründe haben. Außer zu geringem Löschstrom käme auch noch unpassende Höhen-Justage der Köpfe in Frage und Dreck auf dem Löschkopf.
Das Bias-Signal wird über einen Serien-Widerstand (Potentiometer) und einen Serien-Kondensator aus der Spannung am "Hochpunkt" der Löschköpfe bzw. dem Oszillator-Ausgang zu den Aufnahme-Köpfen geführt. Das Signal sollte möglichst sinus-förmig sein. Da es keine (edle) Amplituden-Regelung bzw Stabilisierung gibt, stellt sich die Oszillator-Amplitude durch Begrenzung ein. Das führt zu antisymmetrischer Abplattung des Sinus (also betrags-mäßig gleichartig für + und - ). Schlimmer sind quadratische Verzerrung, die ungleiche Form von positiver und negativer Halbwelle bewirken.
Kannst du ein Bild der Verzerrung machen oder skizzieren ?

Es ist guter Brauch in Schaltungen die Punkte hoher Spannung oben zu zeichen und die niedriger Spannung unten. Daher kommen die Begriffe "Hochpunkt" und "Fußpunkt" von Zweipolen (Widerstand, Kondensator, Spule, alles was nur zwei Anschlüsse hat). Der Fußpunkt des Aufnahme-Kopfes ist also das untere Ende der Wicklung, die meistens an Masse angeschlossen ist. Philips hat hier zu Messzwecken 10 Ohm eingefügt. Der Hochpunkt ist das "heiße" Ende, das mit dem Aufnahmeverstärker und dem Bias-Signal verbunden ist.

MfG Kai

[truder2]

Hallo miteinander

@Kai:

Danke für die Erklärungen

Hier die gewünschten Bilder:

Löschkopf (5V/Div, 2µS, Tastkopf 1:10)
   

Aufnahmekopf (5V/Div, 2µS, Tastkopf 1:1)
   

Dual, nichts invertiert.
   

Alle direkt am Kopf gemessen - beide Kanäle am Aufnahmekopf (1-4/2-3) gleiche Signalform/Stärke.
Aufnahmepegel 0 (Null).

Anhand Deiner Aussage interpretiere ich für mich, die BIAS-Signalform wohl "in der Toleranz" liegt.

Gruß Helmuth

[kaimex]

Es sieht jedenfalls nach einer antisymmetrischen Kennlinie aus, die ab etwas mehr als einem Kästchen Höhe etwas flacher wird für beide Polaritäten.
Auf dem Weg zum Aufnahmekopf gibt es zwischen der Grundwelle und der dominanten k3-Oberwelle durch die R-C-Kopplung auf dessen Induktivität L eine Phasenverschiebung, die das auf dem zweiten Bild aussehen läßt, als würden die oberen Teile etwas nach vorn/link kippen.
Wenn man Zeit und Lust zum Experimentieren hat, kann man versuchen, die Rückkopplung im Oszillator zu verringern. Dann wird das Signal sinus-förmiger, aber der Pegel wohl auch etwas kleiner. Ob sich das hörbar auswirkt, steht auf einem anderen Blatt.

In etwas aufwendigeren Maschinen, wurde dem Oszillator eine Amplituden-Regelung spendiert. Das kann man sich zB im Service Manual der N4520 abgucken.-

MfG Kai

[truder2]

Mit dem Ausstesten der Signaländerung werde ich noch warten.

Ich gehe mal davon aus, das die Signale brauchbar sind
und ich damit arbeiten kann, da die Maschine einige Probleme hat, die ich bald angehen kann

Vielen Dank bis hierher

Gruß Helmuth

[Ragnar_AT]

Nicht-Löschen kann mehrere Gründe haben. Außer zu geringem Löschstrom käme auch noch unpassende Höhen-Justage der Köpfe in Frage und Dreck auf dem Löschkopf.

Oder ein Band das mit dejustierten Köpfen aufgenommen wurde oder auf einem Kopf mit anderer Spur-/Trennspurbreite. Gerade der Versuch, ein Band mit einem Kopf mit breiterer Trennspur zu löschen ist ziemlich frustrierend, weil auf dem Rasen immer altes Signal stehen bleibt. Oder auch der Versuch, ein auf Halbspur bespieltes Band viertelspurig zu löschen, wo der Viertelspurkopf zwangsläufig einen Teil nicht mitnimmt.

Also mal ein vllständig jungfräuliches (oder mit einer Löschdrossel bearbeitetes) Band auf diesem Gerät bespielen und anschließend wieder löschen!

[truder2]

@Ragnar_AT

Danke für den Tipp Werde ich mal im Laufe des Tages machen.

Nur ein Hinweis: Das Band war bespielt (andere Maschine). Ich habe es überspielt und dann nur gelöscht (meine Maschine).
Meine Aufnahme ist leise, aber deutlich zu hören. Aber nicht die "Originalaufnahme", also kein "Gemansche".

Gruß Helmuth

[kaimex]

Hallo Ragnar,

danke für die Ergänzung.
An sowas denke ich nie, weil ich selbst immer nur neue Bänder benutzt habe oder auf der gleichen Maschine schon mal bespielte.
Das ist deshalb außerhalb meiner naheliegenden Szenarien.

Meine Aufnahme ist leise, aber deutlich zu hören. Aber nicht die "Originalaufnahme"

Das zeigt dann aber, daß es doch ein Problem des Gerätes und nicht eines unvorteilhaft gelöschten Fremdbandes ist.

MfG Kai

[Peter Ruhrberg]

Das zeigt dann aber, daß es doch ein Problem des Gerätes und nicht eines unvorteilhaft gelöschten Fremdbandes ist.

Wobei mich die gezeigten HF-Kurven an verstimmte Resonanzkreise erinnern, die auch den Löschstrom vermindern (können).
Dazu müsste ich den SP näher studieren, leider habe ich gerade keine Zeit dazu.

Grüße, Peter

[kaimex]

Hier ein Ausschnitt aus dem Schaltbild mit einem Teil des HF-Oszillators:
   
Das kalte Ende der Löschköpfe liegt nicht an Masse sondern über einen 4.7 kOhm Widerstand und einen Schaltkontakt (bei Spur 1/4 bzw 2/3). Bei Stereo soll der Strom wohl über C29 und den darunter gezeichneten Schaltkontakt fließen (beide Wicklungen in Serie gegenphasig durchflossen)
Wenn diese Zweige nach Masse nicht ok sind, fließt weniger Löschstrom als vorgesehen.
Die Aufnahme-Köpfe werden durch C-R-Glieder wie das links unten mit C112 & R122 gespeist.

MfG Kai

[Peter Ruhrberg]

Wenn diese Zweige nach Masse nicht ok sind, fließt weniger Löschstrom als vorgesehen.

Das ist ein Winderstand in einer Größenordnung, die mir bei Löschköpfen bislang noch nicht untergekommen ist, da "normale" Löschströme sich im Bereich von 80...120 mA bewegen, doch die Philips kenne ich nun mal nicht.

Falls die Ursache tatsächlich nicht in den Resonanzkreisen liegt, würde ich den Widerstand schrittweise verkleinern (Belastbarkeit beachten!) und dabei den Löschstrom messen. Wird dem Löschkopf zu warm (Temperaturanstieg im Betrieb >10K), ist es auf jeden Fall zuviel.

Zeigen die Schaltkontakte Übergangswiderstände, äußert sich das zumeist durch ein mehr oder weniger lautes Nebengeräusch auf dem Band (Fauchen, Krachen, Knacksen).

Grüße, Peter

[kaimex]

Ja, der Wert von R29 ist merkwürdig groß.
Vielleicht ein Druckfehler.
Der C29 hat bei 100 kHz etwa -j178 Ohm.
Hier wäre es hilfreich, die Impedanz der Löschköpfe bei 100 kHz zu wissen.

100 mA an 4.7 kOhm ergibt nicht verfügbare 470 V.
Der Widerstand ist aber nur bei Mono 1/4 oder 2/3 wirksam.
Bei Stereo dürfte der Schalter geöffnet sein.
Insofern braucht man sich damit nicht quälen, wenn immer nur Stereo benutzt wird.

MfG Kai

[truder2]

@Kai:
Monozeiten und 4,75 cm/s wegen "Band zu teuer" sind vorbei

@Peter:
Außer der leisen Aufnahme ist nichts zu hören.
Löschstrom messen und evtl. den Widerstand schrittweise verkleinern mache ich später.
Birgt ein zu hoher Löschstrom nicht eine Gefahr für die andere (ich meine nicht die dunkle) Seite ?

Gruß Helmuth

[Peter Ruhrberg]

Birgt ein zu hoher Löschstrom nicht eine Gefahr für die andere (ich meine nicht die dunkle) Seite ?

Was ist mit der Frage gemeint?
Was bedeutet "dunkle Seite"?
Ich bräuchte den SP der gesamten HF-Stufe, dann kann ich vielleicht mehr sagen.

Grüße, Peter

[kaimex]

und evtl. den Widerstand schrittweise verkleinern mache ich später.

Offenbar muß ich es ein drittes Mal schreiben:
Der Widerstand wird bei Stereo nicht benutzt, der Schalter darunter ist dann geöffnet.
Da kannst du soviel verkleinern wie du willst, es hat keine Wirkung mit einem Bein in der Luft.

MfG Kai

[Peter Ruhrberg]

Der Widerstand wird bei Stereo nicht benutzt, der Schalter darunter ist dann geöffnet. Da kannst du soviel verkleinern wie du willst, es hat keine Wirkung mit einem Bein in der Luft.

Seltsam ... was ich bislang dem SP entnehme, ist dass bei "Stereo" die Anschlüsse 14/15 bzw 16/15 der Schalters SK 8 geschlossen werden, nicht geöffnet. Anders würd es mir auc nicht einleuchten. Aber wie gesagt, ohne die komplette HF-Stufe einschl. AK stehe ich ein wenig im Wald.

Grüße. Peter

[kaimex]

Wo hast du das denn gesehen ?
Ich beziehe mich nur auf den gezeigten Schaltungsausschnitt, und da steht drin:
Kontakte 3-4 geschlossen bei Mono 1/4 und Stereo
1-2 geschlossen bei Mono 3/4 was aber 2/3 heißen muß, denn Mono 3/4 gibt es nicht,
14-15 geschlossen bei Mono 1/4 und Mono 2/3,
15-16 geschlossen bei Stereo
18-19 bei Mono 2/3 und Stereo.
Die Schaltung des Oszillators ist unvollständig. Es wurde ohne Überlapp kopiert. Auf dem vorigen Blatt des pdf ist nicht zu sehen, was hier fehlt.
Es fehlt aber auch nur ein Teil des Rückkopplungsnetzwerkes.

MfG Kai

[Peter Ruhrberg]

14-15 geschlossen bei Mono 1/4 und Mono 2/3,
15-16 geschlossen bei Stereo

Ah, Danke!
Ich hatte das "Stereo", das offenbar nur für Kontakte 16/15 gilt, auch auf 14/15 bezogen.

Jetzt ist mir nur noch nicht klar, was die Funktion von C29 und C28 ist. Gehören die Kopfsysteme zu den frequenzbestimmenden Gliedern oder nicht? Gibt es überhaupt abstimmbare Resonanzkreise? Zumindest die Endstufe des AV müsste ja gegen HF geschützt werden, oder?

Fragen über Fragen ...

Grüße, Peter

[kaimex]

Es gibt keine Induktivitäten außer den Kopf-Wicklungen.
C28 ist ein Teil der Kapazität des Resonanz-Kreises und der Rückkopplungsschaltung. Anders formuliert: der Ausgang des HF-Verstärkers (die beiden Komplementärtransistoren) ist an eine kapazitive Anzapfung des Kreises angeschlossen. Bei Stereo liegt die Reihenschaltung von C26, C27, C28 & C29 parallel zur Serienschaltung der beiden Löschkopfwicklungen. Der Verstärkerausgang ist über C28 eingekoppelt, damit die Kreisgüte größer sein kann.
Der Oszillator ist ganz ähnlich wie der in der N4504,
nur links und rechts vertauscht gezeichnet:
   
Allerdings liegen dort die beiden Löschkopfwicklungen bei Stereo paralllel.
In dem Schaltungsausschnitt der N4506 geht die Rückkopplung über die Leitung mit R89 auf die obere Basis.
In anderen Philipsgeräten sieht man zusätzlich noch eine Amplituden-Regelung.

MfG Kai

[Peter Ruhrberg]

Hallo Kai,

Danke für den SP! Endlich verstehe ich, wie die Geschichte gemeint ist. Und das alles nur, weil in der vorigen Schltung der Rückkopplungsweg fehlte.

Tja, dann weiß ich ohne Experimentieren und Nachmessen leider auch nicht weiter.
Nix mit verlängerte Werkbank und so, vor alem wenn Sollwerte fehlen ...

Grüße, Peter

[truder2]

@Peter:
Das ist ein 4-Spur-Gerät. Wenn ich in Stereo aufnehme und die erste Seite durch ist, drehe ich das Band um und nehme die 2. Seite auch in Stereo auf.
Birgt ein zu hoher Löschstrom nicht eine Gefahr für die aufgenommene, also für die 1. Seite (die ich mit meinem Humor in Anlehnung
an Star Wars "Dunkle Seite" genannt habe) ?


@Kai:
Danke, endlich verstanden
Gruß Helmuth

[Peter Ruhrberg]

@Peter:
Birgt ein zu hoher Löschstrom nicht eine Gefahr für die aufgenommene, also für die 1. Seite (die ich mit meinem Humor in Anlehnung
an Star Wars "Dunkle Seite" genannt habe) ?

Nein, weil die Löschung nur dort wirksam ist, wo der Kern des Löschkopfs liegt. Die Grenze ist sogar ziemlich scharf gezogen, wie an diesem Beispiel eines Höhenjustierbands (Vollspur-Aufzeichnung mit herausgelöschten Spuren 2+3) zu sehen ist, siehe unten.

Bei Erhöhung des Löschstroms sollte allerdings auch der Bias kontrolliert und nachjustiert werden, da dieser direkt von jenem abhängt.

[kaimex]

In der Schaltung ist keine Möglichkeit vorgesehen, den Löschstrom zu justieren. Das ginge nur durch Ändern der Schaltung.
Ein Rätsel ist mir, wozu der Transistor über dem Oszillator da ist. Der hat an der Basis ein Poti, mit dem man die Emitterspannung einstellen kann. Damit wäre mittelbar die Einstellung des Oszillator-Pegels möglich. Dieser Transistor wird aber bei "REC" durch einen Schalter überbrückt.
Noch merkwürdiger ist, daß offenbar nach "Start" ohne "REC", also bei Wiedergabe, der HF-Oszillator mit verringerter Amlitude aktiviert ist.

MfG Kai
Nachtrag: Beim Betrachten der Oszillographenbilder erschien mir die HF-Amplitude am AK mit 15 Vpeak vergleichweise niedrig. Bei anderen Geräten sind da 60-70 V gängig. Die Frequenz scheint nach den Bildern mit geringfügig unter 100 kHz ok zu sein.

[Peter Ruhrberg]

Dieser Transistor wird aber bei "REC" durch einen Schalter überbrückt.
Noch merkwürdiger ist, daß offenbar nach "Start" ohne "REC", also bei Wiedergabe, der HF-Oszillator mit verringerter Amlitude aktiviert ist.

Mich würde es wenig wundern, wenn der SP mit dem Aufbau nicht übereinstimmt.

Grüße, Peter

[truder2]

@Peter:
Danke für die tolle Erklärung

@Kai:
Es sind 94,3kHz. Laut SM sollen es 100kHz +/- 10% sein - also ok.

Gruß Helmuth

[kaimex]

Wenn du die Sache weiter "erforschen" willst, würde ich da mal einen Widerstand von enigen Ohm (zB 10) in den Masse-Anschluß von C29 einfügen und daran während Stereo-Aufnahme mit dem Oszi die Spannung messen. Daraus kannst du dann den HF-Strom berechnen. Ebenso kann man es bei den Aufnahme-Köpfen machen. Einige Geräte haben da schon 10 Ohm eingebaut. In einigen Service-Manuals ähnlicher Geräte gibt es Angaben über den typischen Spannungsabfall bzw Strom für HF-Bias und 1kHz Audio bei 0 dB. Da in vielen Philips-Geräten die gleichen Köpfe und ähnliche Schaltungen verwendet werden, gibt das dann vielleicht auch Anhaltspunkte wie es bei dem N4506 sein sollte.
Am einfachsten läßt sich wohl klären, wann denn nun der ominöse Schalter parallel zu der optionalen Betriebsspannungsreduzierung für den HF-Oszillator wirklich betätigt wird. Im Moment habe ich keine Idee, wozu da zwei Zustände mit unterschiedlichem HF/Lösch-Pegel gut sein sollen. Falls der Schalter garnicht funktioniert und deshalb der Oszillator mit kleiner Betriebsspannung betrieben wird, könnte das schon der Grund für das mangelhafte Löschen sein.

MfG Kai

[truder2]

Hallo miteinander,

ich habe eine N4420 soweit zusammen gesetzt
um ein Lösch- und BIAS-Signal zu erhalten. Ob man diese Signale überhaupt vergleichen kann
oder sollte (wegen der "zusammengeschusterten" N4420) ist eine Frage für sich, aber ich stelle die Bilder mal rein.
(Zu Weiteren ist die N4420 nicht zu gebrauchen)

Löschkopf (5V/Div, 2µS, Tastkopf 1:10)

   

Aufnahmekopf (5V/Div, 2µS, Tastkopf 1:1)

   

Die Frequenz beträgt 96,1 kHz.

Gruß Helmuth

[kaimex]

Das war eine gute Idee.
Vergleich der Schaltbilder zeigt nämlich bei der N4420 exakt die gleiche Verschaltung von HF-Oszillator und Löschköpfen,
bis auf den Unterschied, daß R29 mit "4.7" statt "4.7k" bechriftet ist. Ersteres ist glaubwürdiger.
Außerdem fehlt die Option zur Reduzierung der Betriebsspannung des Oszillators parallel zum SK6_REC Schalter.
Die Spannung am Oszillator sieht wesentlich sinusförmiger aus.
Die erste negative Halbwelle am Aufnahmekopf erscheint mir allerdings auf der vorderen Flanke etwas krummer als beim Aufwärtsast.
Der Vormagnetisierungsstrom wird wie bei der N4506 mit 4mV an 10 Ohm = 0.4 mA angegeben.

MfG Kai

[truder2]

Hallo,

Löschen funktioniert nach Bandlauf- und Kopfjustage wieder einwandfrei.
Trotzdem wird das Signal im Auge behalten bei weiteren Einstellungen ...

Gruß Helmuth

[truder2]

Hallo mitenander,

ich habe meine N4506 fast fertig bis auf das BIAS-Signal.

Beim Messen und Testen ist mir etwas aufgefallen.

Die Frage stelle ich interessehalber.

Wenn ich Mono aufnehme liegt das volle Löschsignal bei Spur 1-4 am Lösckopf an.
Es liegt aber auch ein Signal an 3-2 an (auch andersrum). Es hat ca. 8 Vss.
Ein unsauberes Signal, aber es ist da.
(Bei meiner eilig zusammengebauten N4420 ist das Signal auch da, sauberer und ca. 6 Vss)

   

Wenn ich das Band auf Seite 1 und 2 auf 1-4 bespiele, dann auf Seite 1
mit 3-2 weitermache, wird die Aufnahme auf 1-4 durch das Signal beeinflusst ?

Gruß Helmuth

[truder2]

Hallo miteinander,

nach dem Tausch von C26 und C27 sieht das BIAS-Signal wieder gut aus (ca. 96 kHz).

   

40 Jahre neben zwei Wdst. (R57 und R396), die über 100 Grad C entwickeln
in einem Gehäuse ohne Luftbewegung hinterlassen Spuren ...

Gruß Helmuth

[kaimex]

Die beiden genannten Cs haben aber nichts mit dem Übersprechen zu tun.

Für die Wirkung auf das Band sind nicht die Spannungen an den Wicklungen zuständig, sondern die fließenden Ströme.
Wichtig ist also, daß durch die Löschwicklung der gerade nicht bespielten Spur kein HF-Strom fließt.

MfG Kai

[truder2]

Da war ich wohl etwas undeutlich.
Der letzte Beitrag bezog sich auf #6, 2. Bild mit dem schiefen BIAS-Signal,
nicht auf meine letzte Frage wg. Übersprechen.

Gruß Helmuth