Tonköpfe messen, überprüfen

[pkm]

Nabend zusammen,

ich habe hier einige Tonköpfe rumliegen und grübeln darüber nach, ob man die Qualität, oder halt den Verschleiß irgendwie messen kann, ohne die in ein Gerät einzubauen und dann aufwändig nach Justierung usw., den Frequenzgang mit einem Band zu messen.

Meine Überlegung ist folgende,
wenn der Spalt durch Abnutzung größer wird, müsste sich ja theoretisch auch die Impedanz des Kopfes ändern. Wenn ich also einen ausgenudelten Kopf mit verschiedenen Frequenzen beaufschlage, müssten sich die jeweiligen  Impedanz Werte von einem neuen Kopf unterscheiden, die Resonanzfrequenz in jedem Fall. Dummerweise hab ich keinen neuen Vergleichskopf zu einen entsprechenden gebrauchten und bevor ich hier unsinnig rum messe weiß vielleicht jemand, ob ich mir die Mühe sparen kann, weil das nix gescheites bei rum kommt.
Hier ein Beispiel wie ich mir das vorstelle, die Frequenz ist von  10 kHz bis 35 kHz gewobbelt, die Köpfe sind mit einem 1000 pF Kondensator in Reihe gekoppelt.

Das erste Bild betrifft einen Halb-Spur Mono Kopf,

[attachment=37105]

das zweite einen Viertel-Spur Stereo Kopf,

[attachment=37106]

beide aus Uher Report Geräten. Man sieht also deutlich Unterschiede was aber nicht verwunderlich ist, so ähnlich hab ich mir das aber bei gleichen Köpfen vorgestellt, von denen einer platt ist.
Hat jemand eine Idee ob man das weiter verfolgen kann?

Gruß
Peter

[kaimex]

Hallo Peter,

das hab ich schon mal gemacht, zumindest bei zwei verschieden stark abgeschliffenen Köpfen einer RdL. Darüber gibt es auch irgendwo einen Beitrag. Inzwischen habe ich auch einen wohl so gut wie neuen Kopf bekommen (leider nicht für mich selbst ). Ob ich den schon mal ausgemessen habe, weiß ich garnicht. Die damaligen Mess-Werte lagen jedenfalls deutlich unter üblicherweise für frische Köpfe genannten Induktivitäten. Natürlich gibt es da auch Streuungen.
Leider weiß niemand die Korrelation zwischen Induktivitäts-Abfall und Brauchbarkeit fürs Tonbandgerät. Da mißt am besten doch die erste Nullstelle der Spaltfunktion (wenn möglich) oder die Grenze für einen sigifikanten Abfall des Frequenzgangs.

MfG Kai

[pkm]

oder die Grenze für einen sigifikanten Abfall des Frequenzgangs.

Moin Kai,

dieser Absatz hat mich auf eine andere Idee gebracht.

Den Tonkopf direkt ansteuern scheint mir nicht zielführend, die Unterschiede sind vermutlich zu gering um daraus brauchbare Rückschlüsse zu ziehen.

Wenn nun ein Band am Kopf vorbeiläuft, sagen wir mal mit 20 kHz, dann wird ein neuer Kopf eine andere Amplitude zeigen, als ein schlechter.

Ich hab das Band nun mal  durch einen "Magnetfeldgenerator",

[attachment=37129]

so nenn ich das Teil einfach mal, ersetzt. den Abstand hab ich so gewählt, das ein etwas breiteres Feld entsteht und die Amplituden bei den 2-, oder 4-Spur Köpfen bei niedriger Frequenz,  5 kHz, schon mal gleich sind. Das interessante dürfte aber wohl nebend der Amplitudenveränderung die Veschiebung des Maximums bei veränderter Frequenz sein.

Hier ein paar Bilder,

[attachment=37127]   [attachment=37128]

die Beiden gehören zusammen, es sind nur die Kanäle gewechselt, weil einer den anderen vedeckt,  1/4- Spur Kopf

1/2- Spur Kopf

[attachment=37126]

letztes Bild 1/2 Spur Mono, der Kopft sieht aus wie neu und das Frequenzmaximum ist auch höher als bei den anderen.

[attachment=37125]

Solange ich jedoch keinen neuen Kopf als Referenz habe, ist das hier vielleicht alles nur Zeitverschwendung.

Gruß

Peter

[kaimex]

Warum so selbst-kritisch ? Alles hat seine Berechtigung und ist trotzdem aus Sicht des Universums belangslos.
Das kann man aber getrost draußen vor lassen.
Auf den Kommentar-Seiten einer sehr kritischen Physikerin war vor kurzem ein Essay zu lesen, indem sie ihren Lesern erklärte, daß es nach (ihrem) Verständnis von Physik und Mathematik keinen "freien Willen" gibt, sondern alles bereits zur Zeit des Urknalls vorher-bestimmt wurde. Selbst wenn sie Recht hätte, ist es trotzdem für Milliarden von Menschen und andere Lebewesen völlig belanglos. Sie glauben (oder bilden sich ein) jederzeit nach eigenem Gutdünken zu entscheiden, was als nächstes zu tun ist.

Nun zu deinem Versuch: Zur Beurteilung für den Frequenzgang mit Band fehlt in deiner Anordnung völlig der Bezug zu einer "Wellenlänge". Die gibt es hier nicht. Der Frequenzgang entsteht sicher durch andere Effekte, die zu ergründen wären. Relevant sind hier die komplexen Impedanzen von Empfangsspule und sowie Sende-Spule im Oszillator-Kreis.

Die komplexen Impedanzen könnte man mit einem Stereo-Audio-Interface und geeigneter Software messen (so wie man auch Lautsprecher ausmessen kann). Wenn man sicher sein will, daß der Sende-Kreis keine eigene Frequenz-Beschränkung einführt, muß der viel beitbandiger gestalltet sein. Das gelingt eher mit einer Luftspule als mit einer mit Ferrit-Kern, aber zu Lasten des Koppelfaktors.  Bei zwei gekoppelten Spulen-Anordnungen braucht man dann auch noch die Transfer-Impedanzen. Die können Frequenz-abhängig sein und sind nicht unabhängig bestimmbar. Insofern könnte das durchschaubarere Konzept sein, möglichst Frequenz-unabhängig ein Magnetfeld zu erzeugen, in das man den zu testenden Kopf einbringt.Vielleicht ginge das mit einem Draht, den man in Spalt-Richtung vor dem Kopf vorbei (oder einmal rum) führt und durch den man einen ausreichend hohen Strom "jagt". Das Feld um den Draht koppelt in den Spalt.
Wenn man das bis ?100? kHz breitbandig hinbekommt, bestehen gute Chancen, aus Messungen am Kopf vorwiegend Aussagen über dessen Eigenschaften zu bekommen.
Im Idelfall wird man aber als Maximum die Eigen-Resonanz des Kopfes mit Streu- & Kabel-Kapazität sehen (irgendwo zwischen 40 ... 100 kHz). Das hat dann aber garnix mit dem Frequenzgang bei einer bestimmten Bandgeschwindigkeit zu tun.
Quintessenz: Man bekommt eine Antwort, aber nicht unbedingt zu der Frage, die einen bewegte.
Ob das dann unter "Zeitverschwendung" einzuorden wäre, möchte ich nicht beurteilen. Man hat seinen Horizont etwas weiter hinausgeschoben. Das schadet nicht.

MfG Kai

[pkm]

Hallo Kai,

gegen Meßfehler, oder unsinnige* Versuchsaufbauten hab ich auch Einwände, manchmal führen aber auch Experimente zu neuen Erkenntnissen, ohne das man zuvor Bibliotheken aufsuchen muss, oder den Rechenschieber rauskramen.

Ich hab einen Tonkopf abgeschliffen, sieht echt übel aus,

[attachment=37131]

Das Ergebnis sieht dann so aus, gleiche Frequenzen wie bisher, Amplitude im unteren Bereich fast gleich,

[attachment=37130]

Du wirst doch zugeben, das man hier einen Unterschied wahrnimmt, so, oder so ähnlich hatte ich mir das theoretisch vorgestell, wenn auch nicht so extrem, wenn man einen neuen Kopf mit einem alten vergleicht. Jetzt muss erst mal ein neuer Kopf her.
*Wer weiß schon im Voraus, was unsinnig ist.

Gruß
Peter

[kaimex]

Verrat mal, was lila und was gelb dargestellt ist. Hab ich nicht mitgekriegt.

Wenn durch Abschliff bzw Weitung des Kopfspaltes die Induktivität abnimmt, sollte die Resonanzfrequenz der Impedanz bei gleicher Kapazität zunehmen, während die obere Grenze der Eignung für Tonband-Wiedergabe abnimmt. Letztere ist durch die effektive Spaltbreite bestimmt.

Als Vorversuch würde ich mal schauen, was bei Verwendung eimes zweiten Exemplares deines "Sende"-Kopfes als "Empfangs"-Kopf rauskommt.

MfG Kai

[pkm]

Verrat mal, was lila und was gelb dargestellt ist. Hab ich nicht mitgekriegt.

Als Vorversuch würde ich mal schauen, was bei Verwendung eimes zweiten Exemplares deines "Sende"-Kopfes als "Empfangs"-Kopf rauskommt.

Nabend Kai, nee schon Moin,,

es sind die 2 Spuren des Kopfes, das letzte Bild iim vorigen Post ist von dem abgeschliffenem, den hab ich mal gemessen, 75 mH und 65 mH, das passt irgenwie zum Bild.

Ich hab die bisherigen Tests noch mal mit einer Luftspule gemacht, fast gleiche Ergebnisse bis auf die Tatsachen, dass weniger Leistung übertragen wurde. Der erste "Magnetfeldgenerator", von mir aus auch Fluxkompensator, mit dem Ferritkern hat eine f res vom 2 Mhz, der AL Wert ist sehr gering von dem Kern, deshalb auch nur 0,088 mH.

Hier nun die Bilder mit der Luftspule:

der abgeschliffene Kopf.

[attachment=37142]

das die Reihenfolge etwas anders ist, also violett zuerst, spielt wohl keine Rolle, die Kanäle sind vertauscht, der Unteschied ist interessant,

der 1/4 Spur Kopf,

[attachment=37144]

die Verschiebung ist nur gering, ich gehe davon aus, dass die Kurven bei einem neuen nicht nur deckungsgleich, sondern auch etwas anders sind,

dann der 1/2 Spur,

[attachment=37143]

schon etwas mehr verschlissen,

und dann noch der Loschkopf, endlich mal mit einer vernünftigen Resonanzkurve,

[attachment=37141]

Resonanzfrequenz bei etwa 380 kHz

Auch wenn das hier nicht dem höchsten Niveau der Meßtechnik genügt, ich will da keine Wissenschaft draus machen und auch das Rad nicht neu erfinden, ich denke aber es könnte zu Vergleichzwecken dienen.
In der "Amateurfliegerei" fliegen alle mit falschem Luftdruck und weil das alle machen gibt es wenig Zusammenstöße, wenn in meinen Tests alle Objekte den gleichen, falschen Bedingungen unterworfen sind, sollten die Ergebnisse aber irgendwie vergleichbar sein.

Mal sehen was ich da noch justieren kann.

Gruß
Peter

[kaimex]

Welche der beiden Spuren beim abgeschliffene Kopf gehört zu dem stärker vom Abschliff betroffenen Kanal ?

Bei den Hör-Sprech-Köpfen wird die Resonanz-Güte zusätzlich durch Wirbelströme im umgebenden Metall reduziert.
Wenn der Löschkopf hautsächlich Plastik-Umgebung hat, fällt die Resonanzgüte höher aus (sofern nicht zu dünner Draht für die Spule verwendet wurde).

MfG Kai

[pkm]

Hallo Kai,

die kleiner Amplitude, in dem Fall gelb, ist von der Spur mit der geringeren Induktivität also 65 mH vs. 75 mH, leuchtet ein, die Resonanzfrequenz ist ja auch höher.
Der Löschkopf hat ein Plastikgehäuse und nur 9 Ohm 1/4 Spur, 6 Ohm 1/2 Spur, 2 mH steht sogar bei beiden hinten drauf. Der A/W Kopf hat 160 Ohm 1/4 Spur, beim 1/2 Spur sind es 62 Ohm.

Gruß
Peter