Tonkopf -> Berechnung des Kondensators (Tapedeck)

[applause]

Moin,

die Frage schwirrt mir schon lange im Kopf rum:
Wie berechne ich den richtigen Wert für den parallelen Kondensator am Tonkopf.
Oder gibt es dafür eine Annährungstabelle bzw. Faustformel?

Grade interessant wenn man einen anderen Tonkopf einbaut weil man z.B. keinen anderen passenden zur Hand hat.

Grüße, Piet

[Analoghoerer]

Der Kondensator bildet mit der Kopfinduktivität einen Parallelschwigkreis, durch die Resonanzspitze werden die bei der Abtastung des Bandes bei geringer Geschwindigkeit unvermeidlichen Höhenverluste (zumindest teilweise) ausgeglichen. Die Resonanz legt man auf die obere Grenzfrequenz bzw. ganz kurz darüber (abhängig von der Höhe der Resonanz, bedingt durchKopfqualität bzw. -zustand). Durch einen Reihenwiderstand zur Kapazität kann (wenn erforderlich) die Höhe der Resonanzspitze angepaßt werden, so daß sich im obersten Bereich ein gerader Frequenzgang ergibt. Für die korrekte meßtechnische Optimierung ist ein Bezugsband erforderlich.

Die Kapazität bestimmt sich zu: C=1/(L*(2*PI*f)^2) . (C in F, L in H, f in Hz)

Gruß Holger

[Ferrograph]

Pauschal kann man das meiner Meinung nach nicht beantworten.
Mit der Resonanz des gebildeten Parallelschwingkreises kann die Wiedergabespannung bei höheren Frequenzen vergrößert werden.
Das hängt aber auch von der übrigen Auslegung des jeweiligen Wiedergabeverstärkers ab.
Da nur die magnetische Abbildung auf dem Band genormt ist existieren verschiedenste Konzepte im Wiedergabeverstärker zu dessen Entzerrung....

Gruß Jan

[applause]

Dankeschön.
Das mit dem Schwingkreis war mir klar, nur die Berechnung dazu nicht
Ich denke mal das ^2 soll "hoch 2" bedeuten, leider kann Excel auf die Schnelle damit nüscht anfangen bzw. kommt da bei 265mh und 20000Hz ein Kondi von 2,39F heraus.

Gruß, Piet

Nachtrag,
Hat ein Kopf nicht um die 265uH anstatt 265mH?
Bin grade nicht zuhause, daher die Verwirrung

Verwirrung entwirrt:
Point One: mH scheint richtig
Point Two: Ich und die Formatierungen in Excel. Muss natürlich das Format der Ergebniszelle anpassen. Dann passt es. Und natürlich dran denken: 1 Farad entspricht 1,000,000,000,000 PicoFarad

@Jan
Da hast du natürlich absolut Recht, aber so hat man zumindest Annäherungswerte ala:
Der neue Kopf hat 350mh anstatt 265mh, somit könnte man den Kondi von 239pf auf 181pf verringern

[DropOut]

Deine letzte Idee ist richtig. Mit der Induktivität des alten Kopfes rechnest du die Resonanzfrequenz aus und dann mit der neuen Induktivität die zur Resonanzfrequenz passende neue Kapazität.

[applause]

Boah, Schule/Ausb. ist seit ca. 35Jahren vorbei und ich steht grade sowas von auf dem Schlauch

Lt Wiki ist das die org. Formel

  formel.png (Größe: 1.69 KB / Downloads: 360)

Was ich grade nicht begreife: Was ist LC bzw. wie generiere ich diesen Wert?

Tante Edith:
Habs, LC bedeutet L*C
Ist halt zulange her, und seit Ewigkeiten keine solchen Formeln verwendet.

Danke euch schon mal bis hierhin

[Kuni]

L ist die Spuleninduktivität und C die Kondensatorkapazität.
LC ist die Multiplikation der beiden Werte.

[applause]

Falls es jemanden interessiert, hier die Excel-Formeln
für Kondensator (B4 ist die Induktivität in mH, C4 ist die ResoFreq. in Hz)
=(1/((B4*0,001)*(2*PI()*C4)^2))*1000000000000

Für ResoFreq. (B14 ist die Induktivität in mH, C14 ist der Kondensator in pf)
=1/(2*PI()*WURZEL((B14/1000)*C14/1000000000000))

Ich arbeite gerne mit Excel, kann ich doch gleich die mir bekannten Werte der vorhandenen Tapedecks und der Reserveköpfe
in eine Tabelle eintragen und im Bedarfs/Bastelfall gleich die passende Konstellation wählen bzw. ein kleines Tuning betreiben

Beste verbastelte Grüße, Piet

[Technics123]

Welche Frequenz nehmt ihr als Grundlage für die Induktivität des Tonkopfes? Bei Tonköpfen ändert sich die Induktivität im Bereich von 1KHz-20KHz, anders als bei Festinduktivitäten. Jochen (McWangine) hatte diesbezüglich mal Messungen am SS15RAA4 und MS15RAA2 durchgeführt.
Auch verliert ein eingeschliffener Tonkopf etwas an Induktivität, da ja Kernmaterial verloren geht. 

Viele Grüße

Michael

[DropOut]

@Piet: Eigentlich brauchst du nur den C ums gleiche Verhältnis verkleinern, wie sich L vergrößert hat, um die Resonanzfrequenz konstant zu halten.
@Michael: Da es hier um die Resonanz bei 20kHz geht, sicher diese Induktivität. Kannst du mir den Beitrag mit den Messungen nennen? Habe nichts gefunden.
Liebe Grüße
Frank

[Technics123]

War eine private Nachricht,hier der Inhalt,ich denke Jochen hat nichts dagegen.



Hab heute mal mit der HM8118 einen MS15 und SS15 "durchgeheult" und jeweils Güte und Induktivität gemessen. Angefangen hab ich mit 1 kHz und bin schrittweise bis 20 kHz hoch. Es war echt irre, wie sich Induktivität und und Güte verhalten haben. Die Güte des MS15 lag bei 1 kHz bei 3,3 und fiel mit steigender Frequenz bis zu einem Maximum wie die Induktivität, und danach mehr oder weniger kontinuierlich ab, bis sie bei 20 kHz knapp 1,7 betrug, equivalent beim SS15 3,6 bis 1,8. Die Induktivität beim MS15 lag bei 1 kHz bei 139 mH, um bei 1,5 kHz ein Maximumvon 164 mH zu erreichen, und fiel dann wieder ab. Bei 5 kHz waren es 144 mH, bei 10 kHz 122 mH, bei 20 kHz 112 mH. Der SS15 hatte bei 1 kHz 110 mH, bei 1,8 kHz ein Maximum von 134 mH, bei 5 kHz 127 mH, bei 10 kHz 117 mH und bei 20 kHz 104 mH.

Parallel habe ich Drosselspulen mit Ferritkern gemessen, die Induktivitäten lagen zwischen 42 mH und 3,3 mH, aber im Bereich von 1 - 20 kHz schwankten sie nur geringfügig um ihren Sollwert.

Ergo: so ein preiswertes LCR-Messgerät ist durchaus geeignet, "normale" Bauteile verlässlich zu messen, aber Tonköpfe sind offenbar ein ganz eigenes Kapitel...



Vield Grüße

Michael

[applause]

Deswegen habe ich mir bei meinen Messungen an den Ersatzköpfen notiert das ich mit 1khz gemessen habe.
Mein "grosses" LCR kann mit 100, 120, 1k, 10k, 100khz messen
mein "kleines" LCR misst glaube ich nur bei 1,2khz.
Weiß jetzt grade nicht wo der Chinatester misst.
Aber selbst bei normalen Audiospulen und Kondies ist es nicht egal mit welcher Frequenz du misst.
Das ist aber eine andere Geschichte

Beim obigen Beispiel weichen die Messwerte der Köpfe ja ganz schön voneinander ab. 
Das wirft weitere Fragen auf:
Anderes Material? Messschnüre zufällig anders hingelegt, bei einem Kopf waren magnetische Madenschrauben drin,
dichter am Messgerät? Wenn da man nicht sogar die Güte/Qualität/Wickeltechnik des verwendeten Spulendrahtes eine Rolle spielt.
Fragen über Fragen

MS15
1 kHz 139 mH,
5 kHz 144 mH,
10 kHz 122 mH,
20 kHz 112 mH.
SS15
1 kHz 110 mH,
5 kHz 127 mH,
10 kHz 117 mH
20 kHz 104 mH.

der MS15 verliert mH bei 10khz, der SS15 gewinnt mH

Aber wahrscheinlich kommt hier wieder der übliche wahre Spruch zum tragen:
Wer viel misst, misst Mist und wir sollten uns nicht verrückt machen.

Grüße, Piet

[franzm]

Der Kondensator bildet mit der Kopfinduktivität einen Parallelschwigkreis, 

Jain. Für das Signal vom Kopf ist es ein Reihenkreis (RLC), für den Rauschstrom des Vorverstärkers aber ein Paralellkreis.
Beim Messen von Tonköpfen muss man sehr auf den Pegel des eingespeisten Signals achten. Gerade bei niedrigen Messfrequenzen.

[Technics123]

Gibt es Literatur zum Thema, wo z.B. der Aufbau des Wiedergabeverstärkers und dessen Dimensonierung beschrieben wird? Möglicherweise mit Berechnungen.

Ich habe hier folgenden ziemlich simple gestrickten Wiedergabeverstärker,vielleicht kann man den mal technisch  "zerlegen"


   



Viele Grüße

Michael

[franzm]

Grundlagen:
Roger Mascho "Techniques du magnetophone", Marvin Camras, etc. und etliche in deutscher Sprache.
Die Berechnung geht am einfachsten mittels Simulator, erfordert aber Kenntnis der Kopfdaten.
Habe mir vor etwa 45 Jahren ein Tonbandgerät von Null aufgebaut und die Elektronik ohne Simulator entwickelt (Rechnen, Messen, Rechnen, Messen, usw.).

[applause]

Also ich fände das schon interessant so etwas an einem konkreten Beispiel mal zusammen durchzuspielen.
z.B. Welches Bauteil beeinflusst was, worauf muss man achten, kann man rein aus der Schaltung erkennen/erahnen welche Werte der Kopf haben soll, ect.
Zum Glück sind die Wiedergabeverstärker in den Tapedecks meistens sehr ähnlich aufgebaut. Leider schweigen sich die SM zu 99,9% darüber aus,
welche Werte jeweils die Köpfe haben sollen.
Besonders ärgerlich, wenn der/die Vorbesitzer bereits wild die Köpfe getauscht haben.

[Technics123]

Ja, aber selbst wenn noch die Originalköpfe eingebaut sind haben die Köpfe durch den Abrieb mit der Zeit schon andere Induktivitäten. Sofern man nicht durch Glück noch Originale Köpfe findet,wird man sehr wahrscheinlich nie die Möglichkeit erhalten die Originalwerte der Köpfe zu erfahren.
Womöglich ist dies auch nicht unbedingt notwendig, wenn man ein wenig mit  "try and error" oder rechnerisch versucht den passenden Kondensator zufinden, um z.B. die Grenzfrequenz des Schwingkreis zu erhöhen um Höhenverluste auszugleichen.

Wenn ich es richtig verstehe, besteht dieser Eingangschwingkreis aus der Induktivität des Tonkopfs, der Kapazitivität der Wicklung und Anschlussleitung und des parallelen Kondensator,sowie dem ohmschen Anteil der Wicklung. Letztere fällt aber bei der Berechnung der Grenzfrequenz hinten runter.
Im Schaltbild würde das so abgetastete und veränderte Signal jetzt am 100 Ohm Widerstand anliegen.

Viele Grüße

Michael

[applause]

Moin,

Die Frage wäre eher wie groß sind die Unterschiede zwischen Neu und Gebraucht und ob das nicht sogar mit in die Fertigungstoleranzen fällt.

Die Resofrequenz könnte man theoretisch ja aus dem Datenblatt Frequenzbereich z.B. 20Hz-16kHz entnehmen (das ist mir grade so eingefallen)

Anhand dessen habe ich jetzt mal geschaut wie es sich mit den Daten des Metz-Decks und der miserablen Höhenwiedergabe ausgibt.
https://tonbandforum.de/showthread.php?tid=33751

Lt Schaltbild sind dort 2 Kondis C102 (470p) und C103 (200p) verbaut, wobei der C103 wohl über eine Lötbrücke angebunden sein soll.
Aus meiner Erinnerung heraus ist nur der C102 mit 470p verbaut. Wenn ich damit jetzt anfange zu rechnen ergäbe das bei einer ResoFreq. 15khz eine
Induktivität von ca. 240mH. Verbaut habe ich aber um die 126mH.
Ich muss mir das doch nochmal in aller Ruhe anschauen.

Verständnisfrage : Wenn die ResoFreq. durch die Kombination Kopf+Kondi viel zu hoch gewählt wird, z.B. 22kHz, verschwinden dann ggf. auf die Höhen?

Grüße, Piet

[Technics123]

Wenn im Metz ein baugleicher Tonkopf wie im Nordmende CD 1500 verbaut ist, dann müsste das ein Sendust Kopf sein. Sendust Tonköpfe weisen höhere Verluste gegenüber Hardpermalloy- der Amorphous-Tonköpfen auf. Dies wird entsprechend im Wiedergabeverstärker berücksichtigt. Wenn also ohne Schaltungsanpassung der Tonkopf gegen einen nicht Sendust Tonkopf getauscht wird, werden die hohen Frequezen stärker angehoben. Dadurch hast du sehr wahrscheinlich ein eher höhenlastiges bis überspitztes Klangbild. Gut zu erkennen sind Sendust Tonköpfe an den wenigen Lamina, meist ein bis drei Stück.

Viele Grüße

Michael

[Technics123]

Wenn die Kombination Tonkopf Kondensator zu sehr in den oberen Frequenzbereich verschoben wird, könnte ich mir vorstellen das im Bereich zwischen 10Khz und der Resonanzfrequenz eine hörbare Frequenzdelle entsteht. Ein Versuch wäre es ggf. den Kondensator gegen einen veränderbaren Kondensator zu tauschen, so könnte man das genauer erkunden.

Viele Grüße

Michael

[applause]

Habe jetzt ein bisschen Geforscht und gerechnet  

-> Im Metz, Nordmende und NEC wird die selbe Entzerrschaltung verwendet
-> in allen Schaltplänen ist C103/C203 mit einer anscheinend nicht vorhandenen Brücke bestückt
-> Beim Metz ist der C103/C203 lt. alten Bildern vorhanden, kann aber aktuell nicht schauen ob die Brücke gesetzt ist


  C102+C103.jpg (Größe: 11.79 KB / Downloads: 44)

   

Wenn ich jetzt mit den mir vorhandenen Daten rechne, so müsste ich einen Kopf mit 
211mH bei 470pF und 16000Hz 
oder
148mH bei 670pF und 16000Hz
einbauen.

Eingebaut habe ich einen Kopf mit 134/142mH gemessen bei 1khz. Was ja ziemlich gut funktioniert. Nur nicht bei Typ-IV, was aber nicht so schlimm ist.

Rechne ich mit 138mH (gemittelt) rückwärts:
470pF -> ResoFreq. bei 19762Hz
670pF -> ResoFreq. bei 16552Hz

Somit könnte man davon ausgehen das die Brücke gesetzt ist.

Rechne ich mit den bescheiden klingenden Köpfen, im mittel 110mH
470pF -> ResoFreq. bei 22135Hz
670pF -> ResoFreq. bei 18539Hz

so hätte es eigentlich auch funktionieren können, aber ich weiß jetzt nicht wie groß die Senke vor 18kHz bei der Bestückung gewesen ist und wie sehr die nachfolgende
Beschaltung vllt. alles über 16kHz wegfiltert.

In meinem Portfolio habe ich jedenfalls keinen Kopf der über 148mH bei 1kHz liegt.
Eine stichprobenhafte Messung ergab das aus 148mH bei 1kHz nur noch um die 100mH bei 10kHz übrigbleiben.

Da stellt sich für mich die Frage: gibt es überhaupt Köpfe in der Konsumerklasse mit um die 211mH bei 1khz?

Wie gesagt, ich kann aktuell nicht prüfen ob die Brücke im Metz gesetzt ist.
Leider habe grade ich auch keine Decks bei denen man mal eben den Deckel abnehmen kann um den org. Kopf zu messen und das mit der eingesetzten Schaltung zu vergleichen.

Ich denke ich habe für heute erstmal fertig  

Grüße, Piet