Klirrfaktormessung

[hannoholgi]

Hallo,

ich muss jetzt mal die messtechnisch versierten Forenmitglieder fragen: normalerweise wird der Klirrfaktor bei Bandgeräten und -Maschinen in Form des k3 von 333 Hz gemessen. Viele Hersteller geben hier Werte an, nach denen der Aufsprechpegel zu justieren sei, etwa 3% bei 0dB.
Nun bin ich seit Kurzem im Besitz eines Klirrfaktormeters aus einem ELV-Bausatz, das den Klirrfaktor nur als "sämtliche" Harmonische von 1 kHz misst. Es besitzt nämlich einen klirrarmen Sinusgenerator mit 1000 Hz und ein steilflankiges Filter, das eben diese 1000 Hz-Grundwelle mit etwa 80 dB unterdrückt.
Gemessen werden also die Klirrprodukte bei 2 kHz, 3 kHz.... usw.

Meine Frage zielt nun darauf, ob der Klirr bei diesen Frequenzen sich ebenfalls zur Einpegelung der Vollaussteuerungsgrenze eignet, oder ob es unbedingt die dritte Harmonische von 333 Hz sein muss..
Mit anderen Worten: unterscheidet sich der Klirr bei 1kHz wesentlich von jenem bei 333 Hz? Spielt es eine Rolle, dass die 3. Harmonische nicht ausgefiltert wird?
Vielleicht ist jemand hier in der Lage, mir Auskunft zu geben, ob ich dieses Klirrfaktor-Messgerät für meine Zwecke nutzen kann.

Ich sehe euren geschätzten Antworten gespannt entgegen!

Gruß
Holgi

[pausenprofi +]

Hallo Holgi,

der Grund, weshalb bei 1kHz gemessen werden soll (oder bei Revox 1,5 kHz)
liegt darin, daß für NAB und CCIR bei 1 kHz noch keine Entzerrung erfolgt.
Somit reicht eine Klirr-Angabe für beide Entzerrungen.

Die Frequenz 3 kHz liegt bereits in dem Frequenzbereich der
durch die Aufsprech- und Wiedergabe Entzerrung beeinflußt wird.

Nebenbei bemerkt würde ich die Vollaussteuerung nicht nach dieser Methode von
1965 einstellen.
Die Bänder sind heute so gut, daß man nicht mehr jedes dB herausquetschen muß.
Mir ist ein geringer Klirr auch bei baßlastiger Musik lieber als 2 dB weniger
Geräusch.

Meint der Pausenprofi.

[DB]

... wobei ich Klirrfaktormeßbrücken nicht für Bandgeräte verwenden würde. Die filtern ihre Grundwelle sehr steilflankig raus. Und zwar so steilflankig, daß die Gleichlaufschwankungen stören. Da braucht man was mit mitlaufendem Filter.

MfG

DB

[pausenprofi +]

Also, wenn man nur K3 erfassen will, braucht man eben einen selektiv messenden Apparat, der nur die 2 Oberwelle mißt. Sennheiser UPM gab es mit dieser Filteroption.

Mit einem HP 332A Klirranalyser habe ich auch schon mal gemessen, das ging
schon, da bei 3% die Notch-Bandbreite noch ausreichend ist und die A77 mit 0,1% Wow und Flutter noch keinen verfälschenden Einfluß hatte.

Ich stelle meine Wiedergabepegel mit Pegelreferenzband ein und justiere die Aufnahme auf den gleichen Pegel. Fertig.

Meint der Pausenprofi.

[4504]

Hallo Holgi,

....normalerweise wird der Klirrfaktor bei Bandgeräten und -Maschinen in Form des k3 von 333 Hz gemessen.

Nein, das ist so nicht richtig. In Abhängigkeit von Bandmaterial, Bandgeschwindigkeit usw. kommen auch andere Frequenzen zum Einsatz. Im Studiobereich sind die 1000Hz anzutreffen. Andere Länder, andere Sitten.

Viele Hersteller geben hier Werte an, nach denen der Aufsprechpegel zu justieren sei, etwa 3% bei 0dB.

Hm, eine ganz schwierige Aussage, die so alleine leider keine Aussagekraft hat. Auch hier die Bemerkung: Es gibt nicht den EINEN Bezugspegel. 0dB kann alles sein, es kommt auf die Einmessung Deiner Maschine an. Ein Beispiel: Das Bandmaterial LPR 35 hat laut Datenblatt eine Kennzahl für 3% des k3 Klirr bei:
- 320 nWb/m = 0dB Bezugspegel bei 19cm/s
- 514nWb/m = 0db Bezugspegel bei 38cm/s

Was also kannst Du mit Deinem Gerät machen? Auch mit diesem Gerät ist eine Einmessung nach Klirrfaktorminimum möglich, da die die dritte harmonische Schwingung bei weitem die am ausgeprägste Oberschwingung ist. Über das für und wieder über eine Einmessung nach Klirrfaktominimum ist im Forum schon an manchen Stellen dikutiert worden => SUCHFUNKTION. Wenn Du Dir über die Faktoren "Bandmaterial, verwendete Geschwindigkeit, Bandmaschine" im klaren bist, ist diese Einmessung möglich. Ich persönlich bevorzuge die Einmessung nach delta S10, also den Empfindlichkeitsrückgang für den empfohlenen Arbeitspunkt. In beiden Fällen schraubt man an dem inneren der Maschine rum, da man ja das Poti für die Vormagnetisierung muss.

Statt einer Einmessung kannst Du ebenfalls das Gerät für eine Überprüfung einer Bandmaschine benutzen. Band auf die Maschine, Aufnahme bei 0VU Deines 1000Hz Prüftons und Kontrolle des Ganzen mit Deinem Gerät, das Du am Ausgang Deiner Maschine anschließt. Dabei solltest Du unter/auf den angegebenen Wert aus der Bedienungsanleitung kommen. Wenn Du mit dem Aussteurungspegel ein wenig spielst kannst Du an Deinem Gerät die Veränderungen beobachten. Wechsel auch mal die Geschwindigkeit um den Einfluss dieser auf den Aussteurungspegel und den Klirrfaktor zu sehen. Ein anderes Bandmaterial sollte natürlich bei der selben Aussteuerung andere Ergebnisse bringen, hier kann man richtige Messreihen fahren.

Über die Steilflankigkeit des Filters des Gerätes würde ich mir keine Sorgen machen. Eine Gleichlaufschwankung von 0,1% bei 1000Hz sind +/- 1Hz.

Gruß, Thomas!

[PhonoMax]

Da, lieber Thomas, möchte ich vielleicht doch noch dazwischen.

Wenn man mit einem technisch sehr aufwendigen Bandpass arbeitet wie du mit deinem HP-Dingen, dann rennt das durchaus. Wenn man aber mit einem Gerät arbeitet, das Holger oben ansprach ("THD+Noise"), wird das etwas enger, weil die Unterdrückung des 1. Partialtons (Grundwelle) dabei mit einem extrem kritisch abgestimmten Wienbrückenfilter bewerkstelligt wird, aus dem der Messton durch stärkere Gleichlaufschwankungen des Tonbandgerätes durchaus (in frequenz und/oder Pegel) herauslaufen kann, was (bei niedrigen THD-Werten) dann zu einer recht instabilen oder ungenauen Anzeige führen kann, weil schlecht abgestimmt gemessen werden muss.

Natürlich hast du mit deiner Aufforderung, die Kirche im Dorf zu lassen, genauso Recht, denn schon einen Klirrfaktor von 0,1 % über Band zu messen, dürfte zu den mittleren Wunschträumen gehören. Bei Amateurgeräten ohnehin.
Deine pragmatische Sicht wird auch durch meine 'Erfolge" in jenen Zeiten belegt, in denen auch ich solch eine Messbrücke "THD+Noise" einsetzte (IM 5258 als Bausatz von Heathkit, also ein Ahnherr von Holgers ELV-Baukasten). Das ging nicht zuletzt deshalb tadellos, weil prinzipbedingt der K3 sowohl vormagnetisierungs- wie pegelabhängig im Klirrsignal eines Magnetbandgerätes eine einsame Spitzenstellung beansprucht. Man misst also in erster Linie ihn, K2, K4, K5 treten deutlich zurück, haben ihre Minima über der VM-Änderung aber etwa an derselben Stelle. Es gibt daher keinen Grund die generelle Eignung der K3-Messung anzuzweifeln, egal ob man mit selektivem Voltmeter messen kann oder einem Wienbrückenfilter messen muss.

Wenn es wegen der Gleichlaufschwankungen oder sonstiger Instabilitäten (schon der Pegel allein reicht ja) mit der stabilen Abstimmung zu schwierig wird, muss man halt doch auf die Fast-Fourier-Transformation umsteigen, die heute über kleine Rechnertestprogramme für unsere Ansprüche vergleichsweise wohlfeil zu haben ist. Natürlich 'passt' das dann wieder nicht so ganz zum Bandgerät, aber ... Selektive Voltmeter sind bekanntlich (...) eher selten auf dem Markt; da muss man schon an den Quellen sitzen.

Übrigens tut es meine oben genannte Klirrfaktormessbrücke nach einer kürzlich erfolgten Überholung (mit Beseitigung einer kalten Lötstelle von 1975..., geht's anders??) nach 33 Jahren noch immer glänzend. Auch insofern kann man Holger nur ermuntern, sinnvolle Erfahrungen mit seinem Opus zu sammeln.

Hans-Joachim

[WOW]

Hallo zusammen,

zum Thema Klirrdämpfung für k3 über FFT-Programme kann ich ergänzend zu Hans-Joachims Ausführungen wärmstens die Freeware Scope von
C. Zeitnitz empfehlen. Darin enthalten ist ein Oszilloskop, ein Spektrum-Analyzer und ein Signalgenerator, eigentlich alles, was man so braucht. Voraussetzung ist ein hinreichend gutes Soundmodul im PC.

Dieter

[hannoholgi]

Vielen Dank ihr Lieben,

für eure erschöpfenden Antworten. Ich hatte diese Klirrfaktormessbrücke auch nicht speziell zum Einstellen der Vollaussteuerungsgrenze bei meinen Bandmaschinchen gekauft, sondern weil mir ein solches Gerät in meinem Audio-Messgerätepark noch fehlte (Dieser umfasst jetzt Funktionsgenerator, Frequenzzähler, Wau- und Flattermann, Millivoltmeter von Grundig, Röhrenvoltmeter, Zweikanal-Oszilloskop, Klirrfaktormessbrücke, div. Analog- und Digital-Multimeter).

Dann jedoch fiel mir die Geschichte mit der Einstellung der Vollaussteuerung nach Klirrgrad ein, die z.B. Uher in seinen Serviceanleitungen vorgibt.
Und wenn ich so ein Gerät schon habe, dann kann ich ja wenigstens den Klirrfaktor etwa bei meinem Report Moni mal überprüfen.

Das ELV-Gerät, das übrigens, wie alle ELV-Projekte, sehr professionell und durchdacht konstruiert und aufgebaut ist, hat der Vorbesitzer in ein sündhaft teures und aufwändiges Aluprofilgehäuse gesetzt und dabei in einer Weise gearbeitet, das der Innenaufbau wirklich ein Augenschmaus ist!
Aber das nur nebenbei.
Vielen Dank nochmal.

Gruß Holger

[Peter]

Hallo,
das Problem hatte ich auch. Nachdem ich von Grundig eine gebrauchte Klirrfaktormeßbrücke ersteigern konnte, kann ich nun K 3 und THD messen.
Der Unterschied ist nicht so groß.Selbst Revox gab in seinen Unterlagen bei der A 77 und B 77 nicht ausdrücklich k 3 an.
Auch der Nakamichi T 100 mißt nur THD. Auf einem alten Sennheiser Katalog konnte man sehen, daß Uher damals mit der Sennheiser- Meßbrücke THD maß.
Trotzdem ist die K 3- Messung natürlich am genauesten, da K 3 sehr ausgeprägt ist.
MfG
Peter

[Peter]

Hallo Holger,
ich melde mich noch mal kurz zu wort, nachdem ich mein Testprotokoll wiedergefunden habe.
Bei Aussteuerung bis + 2 dB über 0 Vu bei einer REVOX B 77 ergaben sich mit Maxell Band XL I folgende Klirrfaktor-Werte:

Sennheiser UPM 550 ( K 3) : 1,7 %
Grundig KM 5a ( K 3) : 1,6 %
Nakamichi T 100 ( THD): 1,8 %

Also für den normalen Service innerhalb tolerierbarer Fehlergrenzen.
Mit freundlichem Gruß?
Peter

[capstan]

Da die Meßspannung über Band zu einem kleinen Teil frequenzmoduliert ist, können Klirrfaktormeßbrücken nicht verwendet werden.
Man benutzt deshalb Differenztonmeßgeräte oder wertet die 3. Harmonische über Filter aus.
Bei deutschen Studiomaschinen wurde die Messung mit +6dBm (1,55V) bzw. +12dBm (3,1V) bei einer Frequuenz von 1kHz vorgenommen.
Bei der Messung nach der Differenztonmethode ergibt sich der Eintonausteuerung gleichwertige Spitzenaussteuerung quadratisch gemessene Eingangspegel von +3dBm (1,1V bzw. +9dBm (2,2V).
Bei der Messung über Filter wird der Faktor k3 über ein 3-kHz Filter ermittelt.
Flankensteilheit, Grunddämpfung und Anpassbedingungen des Filters sind zu beachten.

Bernd

[Peter]

Hallo Holger,
hier meine eigenen Messungen: Bandmaschine UHER 4200 Report Monitor. Band: BASF DP26 LH, rückseitenmattiert (ist beim Ruhe-Geräuschspannungsabstand 3 dB besser als das BASF DP 26 LH ohne Rückseitenmattierung). Bei jeder einzelnen Messung wurde darauf geachtet, daß Hinterband am Monitorausgang ein Pegel von 775 mV gemessen wurde, dabei stand das Aussteuerungsinstrument auf 0 dB.Einspeisung mittels Grundig Tongeneator TG 41, immer Hinterbandmessung. Aussteuerugeinsteller auf Mitte.
Gemessen wurde immer mit der Bandgeschwindigkeit 19 cm/s. Es wurde immer nur der linke Kanal gemessen. Nun die Ergebnisse:

Grundig Klirranalysator KM 5 A 1000 Hz, Gesamtklirrgrad (THD): 2,1 %
Grundig Klirranalysator KM 5 A 333 Hz Kubischer Klirrgrad K 3: 1,5 %
Nakamichi T-100 400 Hz Gesamtklirrgrad THD: 2,0 %
Nakamichi T-100 400 Hz Gesamtkliirgrad THD: 1,5 % (mit seinem eigenen besondes,klirrarmen Oszillator)
Hameg HM 8027 1000 Hz Geamtkliirgrad THD: 2,4 % (Digitalanzeige)
Sennheiser UPM 550-1: 1000 Hz Gesamtklirrgrad THD: 2,2 % (rechnerisch ermittelt)
Sennheiser UPM 550-1: 333 Hz Kubischer klirrgrad K 3 1,6 5 (rechnerisch ermittelt)

Abgesehen von der Meßgenauigkeit der unterschiedlichen Meßgeräte ist die Tendenz klar zu erkennen. Bei Routinemessungen verwende ich gerne das Nakamichi T-100. Bei meinen Messungen fiel mir auf, daß schon eine Erhöhung des Tongeneratorpegels um 1 dB (Uher-Aussteuerungsanzeige +1 dB) den Klirrfaktor blizschnell auf 3 % hochschnellen ließ. Die Instrumente haben also keinen Vorlauf, was bei der Aussteuerung zu beachten ist.
was deinen ELV betrifft, würden mich deine eigenen Messungen sehr interessieren. Schreib doch mal deine Ergebnisse.
Mit freundlichen Grüßen
Peter

[hannoholgi]

Ergebnisse habe ich vor15 Jahren mal gehabt! Heute habe ich weder das Report Monitor noch das erwähnte ELV-Gerät noch. Ehrlich gesagt erinnere ich mich überhaupt nicht mehr an dieses Teil...
Klirr messe ich schon seit Längerem mit einem Naka T-100.

LG Holgi

[Peter]

Alle Routinemessungen führe ich auch mit dem Nakamichi T-100 durch.Ich bin mit dem Gerät sehr zufrieden.
Gruß Peter.