Messung der Wiedergabeverstärker mit Einspeisung

Version 2022_0716

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

1. 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 .

2. 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.

Die Meßergebnisse:

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

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

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.

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

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

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.

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