Pievox  Information

           Statt Calibration tape - Messung des Wiedergabeverstärkers mit Stromeinspeisung in die Köpfe

mit Ergänzung für Sweepmessungen mit Generator oder Soundsystem  - am Schluß des Artikels.
  

 
Das Pievox -Anti-EQ Modul   für Wiedergabe-Verstärker Frequenzgang messen ohne Band

Hier mehr Informationen   Das Pievox  Anti-EQ Amplifier Modul

Version 2017_0714

Die Vorgeschichte

Ausgangspunkt war, als ich bei einer Routineprüfung  feststellte, daß an meiner A77 Dolby der Wiedergabe-Spalt bei 19cm/s  nicht mehr stimmt.
Bei 9,5cm/s war die Spaltlage ok.
Das kann aber eigentlich gar nicht sein, denn der Spalt ist der Spalt, unabhängig von der Geschwindigkeit.

Nähere Untersuchung ergibt dann, daß auch der Frequenzgang danebenliegt .
Ursache war dann letztlich der Schiebeschalter, der justiert werden mußte (am Netzschalter gibt es dafür extra eine Schraube)
deshalb war der eine Kanal immer auf 9,5cm entzerrt.

Um dem Fehler auf die Spur zu kommen, habe ich, wie
in  eine Skizze im Revox A77 Service Handbuch auf S. 66. illustriert
ein Generatorsignals 0,1V über je einen 1 MOhm  Widerstand auf die Kanäle des  Kopfes eingespeist 
und die Frequenzgänge und  Phasenparallelität der Wiedergabeverstärker mit einem Oszilloskop
entweder in Zweikanal- oder x-y Darstellung
verglichen.

Wichtig : Die Masse muß immer als Erstes  angeklemmt werden  und als Letztes  abgklemmt, um den Wiedergabe-Verstärker nicht zu beschädigen !!
    Die Gefahr ist zwar nicht groß aber man muß auch keine Risiken eingehen.

Zum Ausführen der Messung mit Einspeisung
muß das Tonbandgerät - ohne Band - im Wiedergabebetrieb laufen
, d.h. bei der B77 z.B. den Bandende-Sensor
mit einem Stück schwarzen Isolierband abkleben,
     oder bei der Revox A77 einfach das Lämpchen ziehen.

Die Spulen laufen dabei im Leerlauf. Das schadet nicht.

Am Soundsystem war die Output voltage auf  -20dBFS eingestellt  bei meinem Phase 26.

Einspeisung  in B77 W-Köpfe    die 1MOhm Widerstände sind im Schrumpfschlauch
Einspeisung  in A 77 W-Köpfe    Achtung auf Massekabel!




Diese Methode ist auch bei der Reparatur von - nun ja  - älteren Tonbandgeräten generell anzuraten, denn,
bevor man ein Bezugsband auflegt, sollte man sicherstellen, daß die Wiedergabeverstärker richtig funktionieren und die Frequenzgänge stimmen.

Basis der Methode ist - wie erwähnt - das A77- Service Manual    Revox_A77_Serv.pdf   vom Studer-Server.
Allerdings ist die  Ausgangsspannung - wie zu erwarten, stark frequenzabhängig.




hier gemessen an B77  9,5cm/s  lineare Einspeisung
hier gemessen an B77  19cm/s lineare Einspeisung

Zurück zu meinem  fehlerhaften A77 Gerät:
Diese Kurven stimmten bei 9,5cm/s , bis auf eine kleine Abweichung von 1,5dB bei 10kHz  recht gut mit dem Diagramm aus dem Service manual der A77 zusammen.

Aber nach der Umschaltung auf 19 cm /s 
blieb ein Kanal nach mit 90 us entzerrt, der andere war richtig auf 50us geschaltet,
das ergab natürlich eine Verstärkungsdifferenz in den Höhen und damit eine Phasendifferenz, die ich als Spalt-Lagefehler gemessen hatte.

In diesen Diagrammen oben, die ohne großen Aufwand gemessen werden können, sieht man sehr schon die Parallelität der Verstärkungskurven und kann auch am
Oscilloscope mit X-Y Darstellung die Phasenverschiebung der Kanäle erkennen.

Aber wo ist die bei NAB erforderliche Tiefenabsenkung?

Zunächst hatte ich keine Erklärung, weshalb bei der linearen Einspeisung in die B77 keine NAB-Tiefenabsenkung meßbar ist .
    War auch nicht Ziel meiner Bemühung.
   Die gefundene Erklärung finden Sie hier



Aber wo ich schon mal so ein schönes Diagramm hatte,
wäre es doch einen Versuch wert, die Frequenzgangskurve linear darzustellen.
Die Idee war, um einen Frequenzgang wie vom Bezugsband zu erhalten,
die Eingangsspannung der Einspeise-Widerstände
frequenzgangsmäßig entsprechend der Bandfluß-Zeitkonstanten zu gestalten,.
so daß die Ausgangsspannung des Wiedergabe-Verstärkers 
einen linearen Verlauf annimmt.

Zwei Möglichkeiten ergeben sich :

Lösung 1:  Vom Generator mit einem entsprechenden Anti -NAB Entzerrrer den Anti-Frequenzgang erzeugen - Analog und anspruchsvoll , viel Messen.
aber vorteilhaft, weil man jedes Sweep Programm verwenden kann.

Lösung 2:  Berechnete Wave -Files über eine Soundkarte als Playliste ausgeben - sehr genau und schnell zu realisieren

Lösung 1 habe ich nun auch für meine Tonbandfreunde realisiert - Siehe Lösung 1

Die Realisierung von Lösung 2 :
Objekt waren  die Revox A77 und B77 in 9,5/19  in Position 19cm/s

Software   Wave Files berechnen
Mit einem Wave-Generator-Programm wurden die Einzelfrequenzen  von 3s Dauer (genormte Frequenzfolge - wie beim IEC 94 Bezugsband verwendet)  
entsprechend  der NAB Bandflußkurve (3180 und 50us) INVERS gerechnet .

Durch eine Playlist wurden die Einzelfrequenzen verkettet als Sweep, die Einzelfrequenzen sind mit 0,5s Pausen unterscheidbar gemacht,
und zur Kenntlichmachung der Frequenzen 1kHz  und 10kHz  wurden Pausen von 2s  davor und dahinter eingefügt .

Hardware 
Ausgegeben wurden die Töne über ein externes Soundsystem mit recht gutem Frequenzgang.
Verwendet wurden Aureon 5.1  und Phase 26.
Die Kanalparalleltät und Phasentreue des Soundsystems -Generators ist nebensächlich, da ich nur vom linken Kanal des
Soundsystems ab
über die 1MOhm  Widerstände in die Kopfsysteme eingespeist hatte.

Die folgenden  Frequenzgangsschriebe für Links und Rechts wurden per Waveplayer erzeugt.

Nachteilig bei dieser Methode ist, daß wegen der Schutzleiter-Verkopplung des PC / Notebook es zu Brummschleifen kommen kann

Die Meßergebnisse:

Hier der Plot des  Bruel& Kjaer Schreibers 2306  der Ausgangsspannung des Wiedergabeverstärkers .

Erst Linker Kanal , dann rechter Kanal
Die Auflösung ist 2dB / Linie
Die kurzen Spitzen sind meine Signaltöne

Die Meßfrequenzen  1kHz  und 10kHz sind mit 2s Pausen eingerahmt zur leichteren Erkennung.
Frequenzfolge: 1k   31Hz  40Hz   63Hz   125Hz   250Hz   500Hz   1kHz    2 kHz  4kHz  6,3kHz  8kHz    10kHz   12,5kHz  14kHz  16 kHz  18kHz   20kHz 

Die Amplituden der Einzelfrequenzen wurde anhand der Bandfluß Tabelle bezogen auf 1kHz berechnet und je ein Wavefile pro Freq. mit der richtigen Amplitude erzeugt.

Auf diesen Schrieben mit reiner 1 Megohm Einspeisung dieses simulierten NAB Mag flux
ist anstatt des erwarteten linearen Verlaufs eine Anhebung der Tiefen erkennbar.
Ja, wo kommt jetzt das her?

Die Anhebung ist 
nicht im Wiedergabe-Verstärker begründet, denn hier wird ja abgesenkt.
Die NAB Kurve war auch exakt auf 0,1dB nachgebildet.
 




Die Suche nach Ursache  der Anhebung

Statt langer Erklärungen, hier ein Plot aus der Simulation der Einspeisung: mit den Daten  der Revox 2mm Halbspur Köpfe:

Schaltung direkt und über Einspeise-Hochpaß zum XL Ausgleich
Frequenzverlauf  der Spannung am Kopf
direkt und  über Einspeise-Hochpasses zum XL Ausgleich

Die grüne Kurve des Plots zeigt den Verlauf der Spannung am Wiedergabekopf (out_lin),
der ja nicht nur eine Induktivität hat, sondern auch einen Wicklungswiderstand.

Dieser "Z-Gang"  der Induktivität des  Wiedergabekopfes  zusammen mit dem Gleichstromwiderstand erzeugt bei tiefen Frequenzen einen Anstieg der Spannung
 

Auf der grünen Kurve out_lin erkennbar, wie der Wicklungswiderstand bei tiefen Frequenzen dominant wird.

Die rote Kurve  "out_EQ"  zeigt, wie der Hochpaß einen linearen Omega-Gang bis unter 10 Hz damit einen Ausgleich des Effektes ermöglicht.


Wie Kompensieren ?

Für eine genaue Kompensation des Rcu Einflusses ist die Messung der Wiedergabeköpfe bezüglich Induktivität und Kupfer-Wicklungswiderstand erforderlich.

Die 2mm Zweispur Revox-Köpfe haben ca. 85 Ohm Gleichstromwiderstand (Rcu) und eine Induktivität von 250mH
Das ergibt bei 50Hz  Rcu =  XL des Kopfs.

Der Hochpaß C1 - R1 ist mit der Grenzfrequenz auf die gleiche Frequenz 50Hz dimensioniert
so daß die Eingangsspannung des Einspeisegliedes bei  tieferen Frequenzen stärker reduziert wird, damit den Einfluß von RCu kompensiert .
Die rote Linie im Plot  oben zeigt deutlich die Wirkung.


Und hier ist auch die Erklärung für das ganz oben erwähnte Phänomen, daß die Absenkung der NAB Wiedergabekurve nicht meßbar ist:

Die Erklärung ist, daß sich hier zufällig zwei Effekte exakt kompensieren:
Die Tiefenabsenkung des NAB Wiedergabeverstärkers mit 3150us (f gr 50Hz )
und der Anstieg der Spannung durch den Rcu Effekt, bei der 2 Spur Revox Köpfen auch auf ziemlich genau 50Hz Grenzfrequenz liegt -
so gleichen sich Anstieg und Absenkung exakt aus - und ergeben einen scheinbar linearen Verlauf  der Wiedergabefrequenzkurve.


Hier der Schrieb der Wiedergabe-Ausgangsspannung mit der "gerechneten" EQ -  Methode  bei eingefügter Rcu Kompensation:




Erst Linker Kanal , dann rechter Kanal
Die Auflösung ist 2dB / Linie
Die kurzen Spitzen mittig und am Ende des Schriebes sind meine Signaltöne

Die Meßfrequenzen  1kHz  und 10kHz sind mit 2s Pausen eingerahmt zur leichteren Erkennung.
Frequenzfolge: 1k   31Hz  40Hz   63Hz   125Hz   250Hz   500Hz   1kHz    2 kHz  4kHz  6,3kHz  8kHz    10kHz   12,5kHz  14kHz  16 kHz  18kHz   20kHz 
Damit ist  eine  Erfassung des realen Frequenzganges des Wiedergabeverstärkers möglich, wie in den beiden unteren Schrieben erkennbar ist
Der leichte Verlust in der Wiedergabespannung in den Tiefen wird durch die schwache "Kopfspiegelresonanz " der  Revox Köpfe ausgeglichen.

DIe "Kopfspiegelresonanz" tritt nur bei echten Band-Kopf-Kontakt auf und kann deshalb ohne Band ebensowenig wie die Spaltlage gemessen werden.

Diese Methode (Grenzfrequenz XL / R Cu) ist anzupassen  für Köpfe anderer Hersteller
entsprechend des Gleichstromwiderstandes und der Induktivität
der jeweiligen Köpfe.



Hier die Methode 1 mit Anti-EQ Verstärker, um mit  Generator oder Soundsystem die Frequenzgangskurve aufzunehmen

Es hat aber nicht jeder einen Bruel und Kjaer Schreiber,
 und außerdem kann man nur immer einen Kanal Plotten.

Deshalb hier die Methode 2 mit Anti-EQ Modul, was aber ein genaues Aussuchen und ausmessen der RC Glieder erfordert, um
hier 0,1dB zur Sollkurve zu erreichen.

Eine Methode der Einspeisung mit dem Pievox Anti-EQ Amplifier