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  • »Peter Ruhrberg« ist der Autor dieses Themas

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Donnerstag, 4. August 2016, 17:37

Projekt "Referenzkopfträger zur Messbandherstellung"

Hallo zusammen,

Letzte Woche habe ich - nach langer Zeit des Suchens und Ausprobierens - aus einer Auswahl von Magnetköpfen, Kopfträgern und Spezialbandführungen mir einen Präzisionskopfträger für die M15A zusammenbauen können, der sich zur Herstellung von Messbändern eignet, die diese Bezeichnung auch verdienen.

Hier einige Bilder von der Aktion. Zunächst ein Teil des Werkzeugs und das Sammelsurium an Kopfträgern, Bandführungen und Köpfen unterschiedlicher Spurlagen, die ich zunächst jeweils auf Herz und Nieren untersuchte, um dann die Besten der Besten miteinander zu kombinieren.



Die beste Kombination ergab sich letztendlich mit einem Vollspur-AK (mit Überbreite) und einem Halbspur-Stereo-WK (Azimutablage <0,5').

Der improvisierte Werkstückhalter:



Nach Montage der ausgesuchten Köpfe stand laut Trennspuraufzeichnung der Wiedergabekopf um 25 µm zu niedrig. Telefunkentypisch findet die Höhenfeinkorrektur durch Zwischenscheiben statt, doch woher nehmen? Schließlich sorgten zwei kurze Stücke Doppelspielband (PE 46) für die exakte Wiedergabekopfhöhe:



Die Überbreite des Vollspur-Aufnahmekopfs (beidseitig ca. 0,3 mm) macht für diesen eine mikrometergenaue Höhenjustage entbehrlich, optische Symmetrie nach Fadenzähler genügt.

Diese Kombination ergab auf Anhieb ermutigende ELA-Resultate: Mit Feld-Wald-und-Wiesen-PER 528 bei 19 cm/s und 20 kHz ergaben sich Pegelschwankungen <0,2 dB, eine elektrische Phasendifferenz von <2°(!), LR-Pegeldifferenzen von max. 0,3 dB bei Wiedergabe und - nach zweitägiger Lagerung - ein reproduzierbarer (und damit kompensierbarer) Pegelabfall von max. 0,3 dB bei 20 kHz und 19 cm/s, bei größeren Wellenlängen entsprechend weniger.

Hier die ersten Testschriebe. Zunächst die Pegelkonstanz für 1 kHz bei 38 cm/s, Dauer ca. 2 Minuten:



Die gelegentlichen Aussetzer in Spur I (blau) waren verursacht durch eine hier noch nicht optimale Umschlingungswinkeljustage des WK.

Pegelkonstanz für 20 kHz bei 19 cm/s, Dauer ca. 2 Minuten:



Schließlich die Phasendifferenz (rot) und die Pegeldifferenz L-R (blau) für 20 kHz bei 19 cm/s (die Extremwerte für eine M15A), Dauer ebenfalls ca. 2 Minuten:



Dieses bemerkenswerte Resultat spiegelt sich auch im Video des Vektorskops (Goniometer) für 16 und 18 kHz bei 19 cm/s.

Hauptverantwortlich für die erfreulich stabilen Pegel- und Phasenverhältnisse bis zu den kürzesten Wellenlängen sind drei spezielle Bandführungen mit Federscheiben, welche das Band sanft aber stetig an die untere, mit Mikrometergenauigkeit beschliffene Bezugskante führen. (Zu diesem Zweck wird die Höhe der Distanzhülse der Bandführungen von den üblichen 6,35 mm auf 6,25 mm verringert, weil sonst die Federscheibe keine Druckwirkung auf das Band ausüben könnte.)

Mit dieser Konstruktion wird nun eine Bandlaufpräzision erreicht, die um eine weitere Größenordnung höher liegt als die genauesten Messaufzeichnungen, denen ich je begegnet bin: dem BASF „Spaltnormal“ und AGFA „Geschwindigkeitsnormal“ mit jeweils ±0,1 Winkelminuten Azimut-Toleranz (die zulässige Toleranz für Bezugsbänder betrug laut letztgültiger DIN/IEC Norm ±2 Winkelminuten).

Leider haben solche Federscheiben einen unvermeidlichen Nebeneffekt, weswegen Telefunken sie später durch andere Konstruktionen ersetzte, welche aber die für Messbänder nötige Präzisionsführung kaum leisten können: Durch die geringfügige Klemmung und Reibung bei jeder Bandführung an beiden Bandkanten gerät das Magnetband viel leichter in Längsschwingungen, die dann ebenfalls aufgezeichnet werden und sich als eine Art sehr helles Fauchen bemerkbar machen, sobald ein Testsignal (speziell 8, 10 und 12,5 kHz) anliegt. Dieses Geräusch ist zwar viel zu leise, um Pegelmessungen beeinflussen zu können, es wurmte mich aber trotzdem, dass bei den genannten Frequenzen der "Sound" nicht bestmöglich clean war.

Abhilfe fand sich schließlich in Form einer aus einem T9 Kopfträger ausrangierten Bandberuhigungsrolle unmittelbar bei der Bandführung vor dem Aufnahmekopf. Diese beseitigte sämtliche Nebengeräusche schlagartig und vollkommen, ohne die Azimutpräzision zu verschlechtern. Hier die rettende Rolle im Einsatz:






Zur abschließenden Kontrolle ermittelte ich die Frequenzgänge von zwei fertiggestellten Messbändern. Hier der erste komplette Frequenzdurchlauf (die beiden Wiederholungen ab 4 kHz verlaufen analog):

38 NAB



19 NAB


Anmerkung: Die sichtbaren Schwankungen bei 31,5 und 63 Hz sind natürlich nicht aufgezeichnet, sondern ein Resultat der SH-Funktion des digitalen Anzeigeprogramms, die bei dieser Frequenz bereits einzelne Halbwellen "einfängt".

Damit wäre das Projekt „Referenzkopfträger zur Herstellung hochgenauer Messbänder" - 19 oder 38 in CCIR/IEC I oder NAB/IEC II - fürs erste abgeschlossen.

Viele Grüße,
Peter

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Donnerstag, 4. August 2016, 19:01

Moin,

sehr interessant dieses Projekt. Danke für die Erwähnung des Fadenzählers, denn nun weiß ich endlich womit ich meine Köpfe justieren kann, wenn ich meine Kopfträger umrüste. Darf man auf Messbänder von dir hoffen? :)

Interessierter Gruß, Heiko

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3

Donnerstag, 4. August 2016, 19:38

Die Amis kommentieren sowas mit "awesome",

ich schließe mich mit "ehrfurchtsgebietend" an 8o .

MfG Kai

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Donnerstag, 4. August 2016, 19:49

Danke für die Erwähnung des Fadenzählers, denn nun weiß ich endlich womit ich meine Köpfe justieren kann, wenn ich meine Kopfträger umrüste.

Der Fadenzähler war für mich hinreichend, weil der Vollspur-Aufnahmekopfspalt über die Bandkanten hinausragt. Die Höhe eines normalen Stereokopfes, dessen Systeme nicht über die Bandkanten ragen, würde ich so nicht justieren wollen.

Dafür bieten sich nach meiner Kenntnis hauptsächlich zwei Möglichkeiten an: 1) Trennspuraufzeichung, 2) Kontrolle durch Sichtbarmachung und Vermessung der Aufzeichnungsspuren (z.B. mit Magnetspurendispersion).

Darf man auf Messbänder von dir hoffen? :)

Sicher. Ich halte es für sinnvoll, Messbänder einzeln auf Bestellung hin zu fertigen. Die möglichen Kombinationen aus Bezugspegeln, Geschwindigkeiten und Entzerrungsnormen sind zu zahlreich, um Messbänder vorrätig zu halten.

Viele Grüße, Peter

5

Donnerstag, 4. August 2016, 20:24

Hut ab!

niels
Ich halte die analoge Aufzeichnung einer qualitativ gut erzeugten digitalen Aufzeichnung für unterlegen.
Aber jene macht mir mehr Freude.

6

Freitag, 5. August 2016, 13:53

Hallo Peter,

und das in der "Bastelecke" - das ist Understatement. 8)

Was verwendest Du zur Kalibrierung als Referenz? Du hattest hier ja ausführlich beschrieben, wie unterschiedlich Bezugsbänder sein können:

Bezugsbänder - damals und heute

Ich stelle mir naiv vor, dass Du ein Referenzband brauchst, um die Wiedergabeverstärker darauf einzumessen.

Viele Grüße
Harald
Abhörkette Stereo: Linn G-Akurate DS/1 DAC, Telefunken M-15A, Oppo G-Ha 1, AGM 5.4 Lautsprecher
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Freitag, 5. August 2016, 18:51

Hallo Peter,

fantastisch! Dir gebührt hier inzwischen schon ein Verdienstorden, soviel Mühe wie du in die Tonbandtechnik steckst.
Eine Verständnisfrage: Du brauchst doch für deinen Referenzkopfträger auch eine Referenz, nach der du ihn justierst. Nimmst du da ein BASF/Emtec/Agfa/Whoever-Bezugsband oder was sonst?
Wie auch immer, das Projekt verdient Unterstützung, außerdem ist hier so mancher (ich auch) scharf auf ein frischgebackenes Referenzband Marke Ruhrberg. Nur so als Wink mit dem Zaunpfahl...

Beste Grüße nach KR

Stefan

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Freitag, 5. August 2016, 20:24

Hallo Stefan und Harald,

Du brauchst doch für deinen Referenzkopfträger auch eine Referenz, nach der du ihn justierst. Nimmst du da ein BASF/Emtec/Agfa/Whoever-Bezugsband oder was sonst?

Mehrere, um genau zu sein.

Für den Bezugspegel orientiere ich mich nach einer „statistisch glaubwürdigen Mitte“ - quasi ein verspätetes Pendant der notorischen Ringmessung aus den 1950er Jahren zur Absolutbestimmung des Ur-Bezugspegels (v. Bommel - Die Entzerrung in der magnetischen Schallaufzeichnung 1973 S. 38; Winckel - Technik der Magnetspeicher 1960 S. 492). Ich beschränke mich dabei auf Bezugsbänder, deren Bezugspegel nach derselben Messmethode (Abziehspule und ballistisches Galvanometer nach DIN 45520) ermittelt wurde, um Abweichungen auszuschließen, die durch unterschiedliche Methoden verursacht sind.

Zu den Ergebnissen einiger vergleichender BP-Messungen verweise ich auf meinen früheren Beitrag.

Für die Azimuteinstellung habe ich zwei „Urwinkel“ zur Verfügung, die im freien Handel nicht erhältlich waren: ein sog. Geschwindigkeitsnormal (Agfa 1982), und zusätzlich ein sog. Spaltnormal (BASF 1992) mit derselben Spaltlage, jedoch geringeren zufälligen Abweichungen vom Mittelwert als das Geschwindigkeitsnormal (0,1 Winkelminuten).

Eine abschließende Kontrollmessung findet statt durch die Abtastung der Rückseite des Magnetbandes. Bei exakter Spaltausrichtung muss sich dieselbe elektrische Phasenlage (0°) ergeben. Genaueres zum Prozedere ist in v. Bommel S. 35f beschrieben.

Beim Frequenzgang wird die Angelegenheit etwas kniffliger, weil hier mehrere Indizien zusammenspielen, um die Reliabilität einer vorliegenden Bezugsbandaufzeichnung abzuschätzen.

Beispiel: Drei zu unterschiedlichen Zeiten gefertigte Bezugsbänder - 19S und 19H, alle NOS und mir erst vor kurzem zugänglich geworden - weisen nach Umrechnung der unterschiedlichen Entzerrungskurven denselben Frequenzgang auf. Zudem sind die Pegel der beiden Wiederholungen ab 4 kHz identisch im Rahmen der Messgenauigkeit (0,1 dB). Hier würde ich schlicht sagen: viel genauer wird’s kaum gehen. Dass drei Messbänder exakt dieselben Pegelfehler enthalten, ist zwar prinzipiell möglich, jedoch recht unwahrscheinlich.

Für 38 cm/s habe ich mehrere fast unbenutzte sog. Betriebsbezugsbänder von 1992 miteinander verglichen. Auf diesen Bändern sind vollständige Frequenzgänge in drei verschiedenen Spurlagen aufgezeichnet (Vollspur, Halbspur, Zweispur) die ebenfalls wiederholt werden.

Letztendlich habe ich mich für ein Exemplar als Referenz entschieden, bei dem die praktisch nicht vermeidbaren Streuungen der einzelnen Frequenzgänge am geringsten sowie die Gleichmäßigkeit (Pegelkonstanz) und der Kanalgleichlauf der einzelnen Aufzeichnungen am höchsten sind. Als letztgültiges Maß dient für mich dessen Vollspuraufzeichnung, weil diese die höchste Wahrscheinlichkeit eines einwandfreien Kanalgleichlaufs bietet.

Wie auch immer, das Projekt verdient Unterstützung, außerdem ist hier so mancher (ich auch) scharf auf ein frischgebackenes Referenzband Marke Ruhrberg. Nur so als Wink mit dem Zaunpfahl...

Bei Interesse: PN genügt.

und das in der "Bastelecke" - das ist Understatement. 8)

War mir nicht wirklich bewusst. Es war eher so, dass ich keine geeignetere Rubrik finden konnte.

Grüße, Peter

Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »Peter Ruhrberg« (6. August 2016, 05:44)


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Samstag, 6. August 2016, 00:58

Hallo Peter,

sehr beeindruckend - Beschreibung wie Messergebnisse!

Viele Grüße
Andreas

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Sonntag, 14. August 2016, 23:25

Neues aus den Krefelder Laboratorien für Magnetbandtechnik (1)

Update zum Thema "Referenzkopfträger und Messbandherstellung"


Aus aktuellem Anlass habe ich mich die letzten Tage wieder mit Verfahren zur Trennspuraufzeichnung für die Kopfhöhenjustage beschäftigt. Das Prinzip: Nur bei korrekter Höhenjustage des WK sprechen die 1 kHz aus der Trennspur gleich stark in beide Kopfsysteme über.

Hätte ich meine gute alte M28 aus Schülerzeiten noch, wäre diese Aufgabe ohne Weiteres erledigt gewesen. Die hatte nämlich einen per Madenschraube höhenjustierbaren Löschkopf, so dass man aus einer Vollspuraufzeichnung nur jeweils dieselbe Spur „hin und zurück“ herauszulöschen brauchte. (Ich erinnere mich nicht mehr, ob in der M12 dieselbe Konstruktion steckt.)

Einwandfreie Bandführung vorausgesetzt ist das Ergebnis eine exakt symmetrisch zur Bandlängsachse verbleibende Rasenaufzeichnung, deren Breite sich auch verändern lässt (z.B. für Zweispur). Apropos: Breite Trennspuraufzeichnungen gab es m.W. in den 1970er Jahren noch nicht käuflich, und wenn, wären sie mir damals sowieso zu kostspielig gewesen 8|

Anyway, meine Methode ist vielleicht etwas umständlich, aber effektiv. Auch ihre Genauigkeit ist leicht zu prüfen: Man legt die Testaufzeichnung „Ende auf Anfang“ ein, gibt sie also rückwärts wieder. Die Pegelanzeige in beiden Wiedergabekanälen muss dann dieselbe bleiben wie bei Vorwärtswiedergabe.

Ein paar dieser vierzig Jahre alten selbstgestrickten Testbänder habe ich immer noch, sie sind ebenso bandlaufstabil wie die Trennspuraufzeichnungen der BASF-Betriebsbezugsbänder der frühen 1990er Jahre - und notabene erheblich stabiler als die eines „ARD Stereo-Bezugsbands 38“ von Agfa aus den späten 1970ern, das ich als corpus delicti aufbewahrt habe :whistling:

Nun sah ich also die schöne Aufgabe vor mir, dasselbe ohne M28 hinzubekommen. Also kramte ich meine treue A77 HS aus Studententagen wieder hervor, deren Halbspurlöschkopf eine Trennspur von etwa gleicher Breite hat. (Den hätte ich probehalber natürlich an einen M15A-Kopfträger adaptieren können, zumal die Löschfrequenzen beider Maschinen kompatibel sind, doch ich finde man kann den Aufwand auch übertreiben :D )

Die ersten Tests auf der A77 verliefen enttäuschend: Der Bandlaufhöhen-Spielraum (regulär bei 6,35 mm) war für meine Zwecke viel zu groß, so dass die Pegeldifferenz beider Kanäle wie ein Lämmerschwanz um mehr als ±5dB hin- und herwackelte, und das sowohl periodisch als auch unregelmäßig ;(

Also schnitt ich kurzentschlossen in den Alu-Gussblock am A77-Bandeinlauf ein 3-mm-Gewinde, um anstelle des zwischen zwei Führungsscheiben montierten Kugellagers eine der Federscheiben-Bandführungen des M15A-Kopfträgers einzusetzen. Die Materialstärke dort beträgt übrigens gerade mal 3 mm, was bei dem extrem weichen Material ein gewisses Fingerspitzengefühl erfordert, um das Gewinde weder beim Schneiden noch beim späteren Reindrehen der Schraube zu vermasseln :!:

So sieht das Ergebnis aus. Das regulär verbaute Bandeinlauflager ist natürlich weiterhin verwendbar:







Nach etwa vier Stunden Herumjonglierens mit Uralt-M5-Bandführungs-Hartmetallscheiben - die mussten erst auf einer Seite abgeschliffen werden, und die Biester sind aus geradezu unanständig hartem Material :psst: -, diversen Passscheiben von teilweise nur 10µm Dicke (was sich so alles in der Bastelkiste findet…) und ähnlichen improvisatorischen Eskapaden wurde schließlich sogar auf der A77 eine exakte und ausreichend stabile Höhenführung möglich.

Der größte Spaß lag aber noch vor mir: Da bei der Trennspuraufzeichnung ich mich an keine ARD-interne Norm (sprich Stereo-Bezugspegel) zu halten brauchte, entschied ich, den aufgezeichneten Pegel - zwecks besserer Ablesbarkeit bei der späteren WK-Höhenjustage - so nah wie möglich an die magnetische Sättigung zu bringen, die meist 4...6 dB über der Vollaussteuerung (also k3=3%) liegt.

Hier kam mir ein Kunstgriff unserer Altvorderen wieder in den Sinn: die "Klirrkompensation" (in Winckel II S. 96 "nichtlineare Vorverzerrung" genannt). Hierbei werden Sättigungsverzerrungen während der Aufzeichnung durch Beimischung derselben Harmonischen in gleicher Stärke, aber mit 180° Phasenlage eliminiert (das wurde m.W. so erstmals in der Nagra 4.2 verwirklicht).

Digital ist es ja kein Problem, beliebig viele Harmonische mit den gewünschten Betrags- und Phasenbeziehungen hinzuzufügen. Also habe ich munter k3, k5, k7 und k9 zugemischt, und nach einigem Herumprobieren erreichte ich tatsächlich eine praktisch klirrfreie Aufzeichnung bis knapp 0,5 dB unterhalb der Sättigung (natürlich nicht per FFT-Analyse, sondern nach alter Väter Sitte ausschließlich durch Hinhören :thumbup: ).

Mit diesem Kunstgriff spuckte ein schlichtes Agfa PER 528 von 1983 einen verblüffend sauberen 1kHz Sinus mit 11 dB über 514nWb/m aus - „normal“ wären +7 dB, laut älteren Agfa-Datenblättern sogar weniger.

Der Aufnahmekopf ist dabei übrigens nicht geplatzt, wurde nicht mal warm. Mit einem SM 900 allerdings würde ich diesen Versuch nicht unbedingt wiederholen wollen ...

Derart ausgestattet produzierte ich dann fünfzig Trennspursignale, die ich nach Bedarf in Messbänder einkleben kann. Um die einzelnen 30-Sekunden-Aufzeichnungen leichter wiederzufinden, habe ich jeweils dazwischen kurze 15-Hz-Signale gesetzt, die man beim Cueing leicht hört (ein Trick aus goldenen Electrola-Zeiten zum Markieren der Takenummer; dasselbe Prinzip wurde auch bei der Musicassettenkonfektionierung zur Schnittmarkierung für den Loader verwendet).

Das Pegelbild der anschließenden Kontrollwiedergabe auf dem M15A-Referenzkopfträger:



Die schwarzen sekrechten Linien sind die 15 Hz "Pausenzeichen", die zwar mit geringerem Pegel aufgezeichnet wurden, jedoch wesentlich stärker von der Trennspur aus in die Nutzspuren streuen und deswegen lauter wiedergegeben werden.

Idealerweise sollten die einstreuenden 1 kHz in beiden Nutzspuren gleiche Pegel zeigen. Wegen der extremen Empfindlichkeit des Verfahrens (3µm Höhenversatz entsprechen 1 dB Pegelunterschied) ist dies aber selbst bei einer gepimpten A77 mehr oder weniger Glückssache, hauptsächlich wegen ihrer fehlenden Bandzugregelung.

Eine sinnvolle Toleranzgrenze für die Höheneinstellung liegt bei 2 dB Pegeldifferenz. Die meisten Bandmaschinen erzeugen bereits von sich aus deutlich höhere Bandlaufschwankungen (d.h. Schwankungen der Pegeldifferenz).

Mit den von mir hinzugefügten horizontalen Pegelmarkierungen (3dB-Teilung) ist zu erkennen, dass von den fünfzig Trennspuraufzeichnungen rund dreißig verwendbar sind. Dies sollte für die nächste Zeit ausreichen :thumbup:

Tja - was tut man nicht alles für die Kunst …

Hoffentlich habe ich mit meinen Ausführungen niemanden gelangweilt.

Einen schönen Wochenanfang allerseits wünscht
Peter

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Sonntag, 14. August 2016, 23:44

Neues aus den Krefelder Laboratorien für Magnetbandtechnik (2)

Nun auch Messbänder für 9,5 Geschwindigkeit

Nach weiterem Experimentieren habe ich einen Kunstgriff herausgefunden, wie ich mit der M15A plus besagtem Referenzkopfträger sogar Messbänder für 9,5 cm/s herstellen kann.

Bis jetzt habe ich nicht gewusst (und nicht wissen müssen) dass es möglich ist, die M15A stufenlos bis auf 4,75 cm/s (!) herunterzufahren, ohne dass sie zu leiern anfängt. Dazu braucht man bloß einen Rechteckgenerator mit genügend stabiler Frequenz (150 Hz für 9,5 und 75 Hz für 4,75 cm/s) und 12 Vss Ausgangsspannung. Mein Tongenerator ist zwar nicht quarzstabil, kann aber auf eine externe (in meinem Falle quarzstabile) Quelle synchronisiert werden, wodurch seine Drift nicht mehr in die Bandgeschwindigkeit eingeht.

Nachdem dieses geklärt war, ermittelte ich den Wiedergabe-Frequenzgang der M15A mit einem BASF NOS 9,5er Bezugsband, natürlich ohne die Entzerrung der M15A auf 9,5 umzuschalten (das ist bei ihr schließlich nicht vorgesehen). Eine Entzerrungsumschaltung ist aber auch gar nicht notwendig, weil der registrierte WV-Frequenzgang nur noch bei der Aufnahme exakt nachgebildet werden muss - fertig ist das Messband mit DIN-präzisem Frequenzgang :thumbup:

Schließlich habe ich geprüft, ob auch der 7µm Aufnahmekopf der Herausforderung standhält. Das Ergebnis war rundheraus ermutigend: Bei 20 dB unter 250 nWb/m lässt sich ein normgerechter Frequenzgang bis 18 kHz ohne Sättigungserscheinungen oder Bias-Interferenzpfeifen aufzeichnen.

Was mich allerdings bei diesen Versuchen - einmal mehr - überrascht hat: Azimutabweichungen waren sogar bei 9,5 cm/s und 18 kHz nicht feststellbar! Bei niedrigen Aufzeichnungspegeln wird zwar - wegen des geringeren Abstands zum Bandrauschen - die Lissajousfigur ein wenig "verbreitert", es ist jedoch immer noch klar zu erkennen, ob sie senkrecht "steht" oder wandert. Ich kann also guten Gewissens - oder genauer gesagt, bei verschärfter Messtechnik - keine Azimutschwankungen der Messaufzeichnungen feststellen. Offen gestanden wird die Angelegenheit sogar mir langsam ein wenig unheimlich. Ich hatte auch schon an meinen Messmethoden oder -ergebnissen gezweifelt, doch die Resultate bleiben einfach unerbittlich ....

Einen noch zum Schluss: Beim kühnen Vorstoß in die Welt der kleinsten Wellenlängen war es für mich natürlich auch reizvoll zu schauen, wie gleichmäßig sie aufgezeichnet werden können. Hier der Pegelschrieb (Dauer ca. 4 Minuten) eines BASF LPR 35 von 1992 (NOS) bei 9,5 cm/s und 18 kHz. Kanal II ist hier mit Bedacht etwas tiefergelegt, um zufällige Abweichungen bei Aufzeichnung und Wiedergabe optisch leichter zu trennen von Gleichmäßigkeitsschwankungen, die allein durch das Bandmaterial verursacht sind. Letztere sind daran zu erkennen, dass die Abweichungen synchron in beiden Spuren (Kanälen) auftreten. Das ist bei diesem Pegelschrieb fast durchgehend der Fall, die Bandmaschine kann also diesbezüglich als hinreichend "objektiv" oder neutral angesehen werden.



Das Bandmaterial kann sich nach über 25 Jahren noch sehen lassen, oder?

Grüße, Peter

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Dienstag, 16. August 2016, 11:28

Hoffentlich habe ich mit meinen Ausführungen niemanden gelangweilt.

Hallo Peter,

erstmal ganz großer Respekt vor deiner Arbeit. Den zitierten Satz hast du hoffentlich ironisch gemeint. Deine Beiträge sind für mich immer ein grosser Gewinn an Fachwissen, vielen Dank dafür.

MfG, bitbrain2101
<<--- Sony BVH-2000PS, prof. 1 Zoll "C"-Standard Videorecorder Bj. 1983
bildgenauer Insert- und Assemble- Schnitt für Video und 3 Tonspuren
Video Zeitlupen-Wiedergabe, Hinterband-Wiedergabe für Video und Audio

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Dienstag, 16. August 2016, 12:07

erstmal ganz großer Respekt vor deiner Arbeit.

Herzlichen Dank, mach ich ja gerne!

Ich weiß übrigens nicht recht, warum ausgerechnet jetzt, wo die Magnetbandtechnik längst Schnee von gestern ist, ich so intensiv mich wieder mit diesen Themen befasse. Womöglich weil ich inzwischen Muße, Equipment und nicht zuletzt auch teilweise vergessene Kenntnisse wieder soweit parat habe, dass ich mir Fragen beantworten und Experimenten nachgehen kann, die mich bereits vor vierzig Jahren beschäftigten? Just for fun & recreation?

Den zitierten Satz hast du hoffentlich ironisch gemeint.

Leider nein.
Anlass dafür ist eine mitunter spärliche Reaktion.
Noch aus meiner professionellen Vergangenheit wohlvertraut sind mir Fachdiskussionen der Expertenkollegen, die sich am Ende solcher Beiträge regelmäßig anschlossen, z.B. bei wissenschaftlichen Tagungen. (Eine der frühen Formen dessen, was heutzutage als "Peer-Review" bekannt ist.)

Wenn aber sich niemand äußert, kann ich kaum wissen, wie andere Foristen über solche Themen und Arbeitsansätze denken (sofern sie sich dafür überhaupt genügend interessieren).

Deine Beiträge sind für mich immer ein grosser Gewinn an Fachwissen, vielen Dank dafür.

Gut zu wissen!
Gerade kommt aus längst vergangen geglaubten Hörfunkzeiten die stehende Redewendung der fiktiven Redaktion eines fiktiven Nischenressorts bei mir wieder an die Oberfläche: "Hat unser Hörer heute schon angerufen?"
:D

In diesem Sinne nochmals Dank und viele Grüße,
Peter

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Dienstag, 16. August 2016, 14:11


Leider nein.
Anlass dafür ist eine mitunter spärliche Reaktion.


Hallo Peter,

Ich lese den Thread interessiert mit.
Nur habe ich keine Beiträge geschrieben, (wie wohl viele Mitleser auch ^^ ) weil ich kein Profi bin und nur allgemeine Kenntnisse über die Bandmaschienen habe (insb. A + B77), zuwenig, um was Sinnvolles zu schreiben. Aber Deine Beiträge sind höchst interessant und lehrreich - weiter so, so ein Forum braucht sowas !!! :D, dafür ist es ja existent. Und Profis wie Du sind in einem BM-Forum unersetzlich. Beispielsweise finde ich es noch immer schade, daß Hans-Joachim nicht mehr aktiv ist...

Heribert

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Samstag, 20. August 2016, 02:27

Ich weiß übrigens nicht recht, warum ausgerechnet jetzt, wo die Magnetbandtechnik längst Schnee von gestern ist, ich so intensiv mich wieder mit diesen Themen befasse. Womöglich weil ich inzwischen Muße, Equipment und nicht zuletzt auch teilweise vergessene Kenntnisse wieder soweit parat habe, dass ich mir Fragen beantworten und Experimenten nachgehen kann, die mich bereits vor vierzig Jahren beschäftigten? Just for fun & recreation?
Hang on to that spirit... 8) :love:


Lieber Peter,

so langsam wirst Du mir unheimlich. ;)

Erst der kleine, berechtigte bzw. nachvollziehbare, aber Angst machende Schwanengesang im BB-damals-und-heute-Thread

(…ganz abgesehen davon, dass unter kontrollierten Bedingungen gelagerte BB praktisch nicht mehr existieren….)

Und dann gleich der Bau der Arche Noah?


Wie sagten doch gleich die beiden Abbey-Road-Biographen, als Peter Burkowitz ihnen ganz unprätentiös Hinweise zu seinem selbstkonstruierten Pult zukommen ließ: „We’re absolutely thrilled!“

So am I.



Was soll ich sagen…von wegen „spärliche Resonanz“…mitnichten! Wo muss ich unterschreiben? ;)

Es geht mir ein wenig so wie Heribert…nicht alles, wie z.B. die Nichterfordernis der Entzerrungsumschaltung der M15A bei 9,5 erschließt sich mir….aber man möchte sich in einem Thread mit höheren Weihen ungern blamieren.

Anyway…auch ich habe ernsthaftes Interesse, primär an einem originalen Krefelder Labor-Messband 19 NAB 320.

Um es schmiegsamer- und bandzugtechnischerweise auch auf einem 4200 Report Monitor verwenden zu können, wäre DP- oder LP-Band (z.B. DP26LH prof. FE oder LPR35 aus den 90ern) wohl zielführend, oder?
Die „besten Güsse der Güsse“ wären ja nicht soo einfach erreichbar, oder erschrickst Du uns jetzt noch mehr? 8|

Ach ja: ist die deutsche Schichtlage Absicht oder Pragmatismus?

Und: den Bezug von Spalt- und Geschwindigkeitsnormalbändern stelle ich mir kaum schwieriger vor, als das Urmeter aus Paris zu „beschaffen“. :P

Schöne Grüße und ein ebensolches Wochenende
Frank

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16

Samstag, 20. August 2016, 12:42

Ich weiß übrigens nicht recht, warum ausgerechnet jetzt, wo die Magnetbandtechnik längst Schnee von gestern ist, ich so intensiv mich wieder mit diesen Themen befasse. Womöglich weil ich inzwischen Muße, Equipment und nicht zuletzt auch teilweise vergessene Kenntnisse wieder soweit parat habe, dass ich mir Fragen beantworten und Experimenten nachgehen kann, die mich bereits vor vierzig Jahren beschäftigten? Just for fun & recreation?

Hallo Peter,
genau die gleichen Fragen habe ich mir auch gestellt. Ich war ja in meinem Berufsleben mit fast allen Consumer- und professionellen Video- Bandformaten befasst, da war der Ton meist zweitrangig. Bei Musikfilmen wie Pink Floyd - The Wall haben wir aber richtig aufgepasst beim Ton, Phasendreher zwischen Kanal 1 + 2 auf dem 1 Zoll Master. :rolleyes: Erst in den letzten Jahren habe ich mich wieder intensiver mit der reinen Tonaufzeichnung beschäftigt. Muße und Messequipment habe ich auch, einige Kenntnisse mussten noch aufgefrischt werden aber dann war ich schnell wieder in der Materie und es macht Spass. Ich glaube, das hat jetzt auch was mit dem Alter zu tun. Man braucht einfach die Bestätigung, das man noch was richtig kann, und zwar etwas, das nicht viele andere können. Mir macht es grosse Freude, alte Geräte wieder zum Leben zu erwecken, speziell wenn da dann musikalische Töne raus kommen, wie zum Beispiel bei einer Röhren- Hammond Orgel, es muss ja nicht immer eine Bandmaschine sein. :D Musiker sind auch sehr dankbare Kunden und nette Leute. Ich brauche mir im Moment über Langeweile in meinem Rentnerleben keine Sorgen zu machen.

MfG, bitbrain2101

P.S. Ein Schweizer Kollege fragte immer "Na, läuft das Band ?" - egal ob da gerade ein Monitor, eine Kamera oder ein Videomischer auf dem Reparaturtisch stand :D
<<--- Sony BVH-2000PS, prof. 1 Zoll "C"-Standard Videorecorder Bj. 1983
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17

Samstag, 20. August 2016, 13:22

Hallo Frank,
Hang on to that spirit... 8) :love:

Wird mir nicht schwerfallen, solange es mir Spaß macht.
Wie lange dieser eigenartige Zustand anhält, weiß ich natürlich nicht im Voraus.


Erst der kleine, berechtigte bzw. nachvollziehbare, aber Angst machende Schwanengesang im BB-damals-und-heute-Thread… Und dann gleich der Bau der Arche Noah?

Aus dieser Perspektive habe ich das bis jetzt noch gar nicht gesehen … Ja, da könnte was dran sein. Mit etwas Phantasie könnte jemand sogar auf die Idee kommen, dass hier einer von langer Hand … nee, wohl eher nicht.

Im Nachhinein zeichnen mir die letzten 20 Monate eher das Bild einer Entwicklung, deren Ablauf, Richtung und Zweck mir im Grunde wurscht war und ist. Ich bin einfach nur neugierig Themen und Fragen nachgegangen, die mich in dem Moment besonders interessierten und habe daraufhin konsequent zusammengesucht, was ich zur praktischen Umsetzung und Erkundung brauchte.

Wenn ich so drüber nachdenke, bin ich eigentlich noch nie anders vorgegangen, selbst wenn ich damit immer wieder angeeckt bin bei Leuten, die wohl meinten, so hätte das richtige Leben gefälligst nicht auszusehen …. Na ja, ist zum Glück inzwischen auch egal.


„We’re absolutely thrilled!“So am I.

Freut mich zu hören :thumbsup:


Wo muss ich unterschreiben? ;)

Da höre ich doch gleich Herrn Lohse aus „Pappa ante Portas“, war das beabsichtigt?


nicht alles, wie z.B. die Nichterfordernis der Entzerrungsumschaltung der M15A bei 9,5 erschließt sich mir….aber man möchte sich in einem Thread mit höheren Weihen ungern blamieren.

Ich weiß nicht, wie ich es sagen soll ....
Einerseits kenne ich dieses Empfinden ja selber nur zu gut aus meiner Lehrzeit (die zum Glück keineswegs beendet ist).
Andererseits werde ich nicht müde zu betonen, dass jemand, der etwas zu einem Thema lernen möchte, das ihn interessiert, sich bei mir gar nicht blamieren kann.
Die meisten Fragen, die ich bekomme, sind übrigens deutlich intelligenter als die Fragenden es mitunter befürchten, so auch deine. Vor allem helfen sie mir dabei zu erkennen, wo ich ansetzen muss, um nicht ständig „über Köpfe hinweg“ zu reden, was ja reine Zeitverschwendung wäre, und da ich mittlerweile auch nicht mehr der Jüngste bin, achte ich mehr auf Ökonomie als früher.

Fazit: Bei Fragen und Kommentaren - nur zu!
Wie sonst könnte ich wissen, mit wem ich spreche, hier im Forum oder sonst im Leben?

Was die Entbehrlichkeit der Entzerrungsumschaltung angeht: Für ein Messband prinzipiell entscheidend sind die Höhe des aufgezeichneten Bandflusses (plus seine Gleichverteilung über die Breite des Magnetbandes) sowie die Spalteigenschaften des Aufzeichnungskopfes, d.h. möglichst geringe Abweichungen seiner Spaltform und -Lage vom theoretischen Ideal. Für den Wiedergabekopf gilt Ähnliches, da die Aufzeichnung nur durch seine akustische/messtechnische Lupe kontrolliert werden kann.

Fehler in der Spaltgeometrie beispielsweise äußern sich in typischen, messtechnisch nachweisbaren Anomalien, deren Erörterung aber den Rahmen eines Internetforums mühelos sprengen würde. (Wer mehr über die Herstellung von Bezugsbändern erfahren möchte, sei auf die entsprechende Literatur verwiesen, z.B. v. Bommel - Die Entzerrung in der magnetischen Schallaufzeichnung S. 38 ff oder Morrison - Reproducer Test Tapes, Evolution and Manufacture [s. Anhang].)

Für den Moment schätze ich mich glücklich genug, alle denkbaren qualitätsverschlechternden Faktoren soweit systematisch beseitigt zu haben, wie es eine Messbandherstellung erfordert.

Wie stark die Wiedergabeverstärker vom Frequenzgang des Normbandflusses des herzustellenden Messbands abweichen, zeigt sich beim Abspielen des zugehörigen „Ur-Bezugsbands“. Dessen Frequenzgang wird kanalweise notiert und bei der Herstellung des Messbands reproduziert. Damit ist gewährleistet, dass der Bandflussverlauf des Messbandes über der Frequenz dem des Ur-Bezugsbands entspricht. Da der Frequenzgang der Wiedergabeverstärker sich auf beide Bänder gleichermaßen auswirkt, bleibt er irrelevant, solange stabile und reproduzierbare Pegelanzeigewerte möglich sind.

Hier zum Beispiel ein Pegeldiagramm des Frequenzgangteils eines „Bezugsband 9“ bei Geschwindigkeit 9,5 und Entzerrung 19:



Wie zu erwarten fällt der Pegel zu hohen Frequenzen hin drastisch ab. Für die Messbandherstellung kommt es aber vor allem auf die Reproduzierbarkeit der BB-Wiedergabepegel bei den einzelnen Messfrequenzen an. Diese ist bis zu den höchsten Frequenzen hin als gut bis sehr gut anzusehen.

Auffallend ist auch die ausgezeichnete Konstanz dieses BB-Exemplars, was sich vor allem an seinem Höhenfrequenzgang zeigt, sobald man den ersten Durchgang mit den beiden Wiederholungen ab 4 kHz vergleicht. Hier erreicht die Maximalabweichung gerade mal 0,5 dB (Vergleich der ersten Aufzeichnung mit der zweiten Wiederholung bei 16 kHz), was für 9,5 cm/s einigermaßen bemerkenswert ist.

Durch den starken Höhenabfall bedingt wurde die y-Achse für dieses Bild stark gestaucht. Im praktischen Betrieb spielt dies aber kaum eine Rolle, da ich zur Ablesung der Pegelwerte eine zusätzliche quasi-analoge Anzeige mit 0,1 dB Auflösung verwende. Es ist allerdings auch möglich - und zeitaufwendiger, aber nicht genauer -, beide Skalen fast beliebig zu spreizen. Hier zum Beispiel die drei höchsten Frequenzen der zweiten Wiederholung in vergrößerter Darstellung:



Hier zeigen sich vor allem die Aufzeichnungsschwankungen des Bezugsbandes selber, daran zu erkennen, dass sie in beiden Spuren fast durchweg synchron auftreten.

Übrigens ist auch die Abweichung des Frequenzgangs der beiden Wiedergabeverstärker um knapp 0,4 dB am oberen Ende des Übertragungsbereichs belanglos, solange die Wiedergabe der Messbandaufzeichnung dieselben Pegel und dieselbe Kanaldifferenz erzeugt wie das Ur-Bezugsband (die bei mir intern angestrebte Genauigkeit liegt abhängig von der Wellenlänge bei 0,1…0,3 dB).


Anyway…auch ich habe ernsthaftes Interesse, primär an einem originalen Krefelder Labor-Messband 19 NAB 320.

Gebongt - wo soll ich es hinschicken? :D

Hier liegen noch zwei oder drei Messbänder aus aktueller Produktion (denn steht die Maschinenjustage gerade auf Kimme und Korn, zeichnet man am besten einige Messbänder auf derselben Bandrolle auf).

Ab nächsten Mittwoch bin ich für vier Wochen oder so unterwegs, aber die Bänder laufen ja nicht weg.


Um es schmiegsamer- und bandzugtechnischerweise auch auf einem 4200 Report Monitor verwenden zu können, wäre DP- oder LP-Band (z.B. DP26LH prof. FE oder LPR35 aus den 90ern) wohl zielführend, oder?

Den besten Kompromiss zwischen Stabilität und Schmiegsamkeit - nahezu maschinenenunabhängig - dürfte ein 35µm-Band bieten. Nicht von ungefähr wurden die BB 19H und 9 regelmäßig auf LP-Material aufgezeichnet (mit oder ohne Rückseitenmattierung).

Momentan werden meine 19er Messbänder auf NOS LPR 35 von 1992 aufgezeichnet (solange der Vorrat reicht), von denen ich zufälligerweise eine erfreulich gleichmäßige Charge abstauben konnte.
Für 38 suche ich aus meinem NOS Bestand an Agfa PER 528 die besten Exemplare heraus.


Die „besten Güsse der Güsse“ wären ja nicht soo einfach erreichbar, oder erschrickst Du uns jetzt noch mehr? 8|

Falls dem so sein sollte, täte es mir leid, weil mir kaum etwas ferner liegt.

Ob es „die besten der besten“ sind, kann ich kaum beurteilen, aber ich schaue natürlich, dass das verwendete Material meinen Anforderungen genügt, die zwangsläufig etwas höher liegen, als wenn ich nur mal eben das White Album für die nächste 60er-Jahre-Fete auf Band umschneiden möchte.


Ach ja: ist die deutsche Schichtlage Absicht oder Pragmatismus?

Ähm … bezieht sich deine Frage auf einen Kontext, den ich gerade nicht präsent habe?
Ist „Absicht oder Pragmatismus“ als Gegensatz gemeint?


Und: den Bezug von Spalt- und Geschwindigkeitsnormalbändern stelle ich mir kaum schwieriger vor, als das Urmeter aus Paris zu „beschaffen“. :P

Ich konnte sie schon deswegen nicht beschaffen, weil ich von ihrer Existenz nichts wusste. Sie kamen quasi auf mich zugeschwommen, als ein NDR-Kollege und Freund mich bat zu prüfen, was da überhaupt drauf sei und ob sie noch verwendbar wären.

Da sogar unser dienstältester Hase Friedrich Engel von derartigen Normalaufzeichnungen bis dahin noch nie etwas gehört hatte, können wir nur vermuten, dass sie Zweit-(Dritt-…)Exemplare jener sind, die vor 25 Jahren bei der PTB hinterlegt wurden und wie das legendäre Urpegelband der 1950er Jahre vermutlich heute noch dort aufbewahrt werden.

Auch dir und allen anderen ein schönes Wochenende,
Peter
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Samstag, 20. August 2016, 22:31

Hallo lieber Peter,

noch einmal danke für die weiteren Erläuterungen.

Beim Mehrfachzitieren tue ich mich etwas schwer, hoffentlich klappt's:
Aus dieser Perspektive habe ich das bis jetzt noch gar nicht gesehen … Ja, da könnte was dran sein. Mit etwas Phantasie könnte jemand sogar auf die Idee kommen, dass hier einer von langer Hand … nee, wohl eher nicht.
Oh, pardon, hier wollte ich bestimmt niemandes Gedanken in eine solche Richtung bringen. Gut, dass Du es selbst verwirfst. Ich hoffe, dass sich jeder schämt, der ein primäres kommerzielles Anliegen auch nur denkt... :evil:

Da höre ich doch gleich Herrn Lohse aus „Pappa ante Portas“, war das beabsichtigt?
Das bedarf zum Glück keiner Antwort. :D

Einerseits kenne ich dieses Empfinden ja selber nur zu gut aus meiner Lehrzeit (die zum Glück keineswegs beendet ist).
Andererseits werde ich nicht müde zu betonen, dass jemand, der etwas zu einem Thema lernen möchte, das ihn interessiert, sich bei mir gar nicht blamieren kann.
Danke fürs Nachvollziehen und Motivieren. Ich werde mich bemühen...bei arger Verlegenheit halt via PN.

Wie zu erwarten fällt der Pegel zu hohen Frequenzen hin drastisch ab. Für die Messbandherstellung kommt es aber vor allem auf die Reproduzierbarkeit der BB-Wiedergabepegel bei den einzelnen Messfrequenzen an. Diese ist bis zu den höchsten Frequenzen hin als gut bis sehr gut anzusehen.
Aah... 8o ...es kommt in diesem Falle also eher auf das Pegel-Delta als auf die absolute Pegelhöhe an und zweitere ist vernachlässigbar...

Ein wenig frage ich mich schon, warum die Konstanzer nicht per se 3 Geschwindigkeiten frontseitig vorsahen, wenn es die Konstruktion eh auf dem Silbertablett hergibt. (Kopfspaltmaße mal außen vor)

Ich konnte sie schon deswegen nicht beschaffen, weil ich von ihrer Existenz nichts wusste. Sie kamen quasi auf mich zugeschwommen, als ein NDR-Kollege und Freund mich bat zu prüfen, was da überhaupt drauf wäre und ob sie überhaupt noch verwendbar wären.
Das war auch nur ein alberner, hoffentlich nicht allzu neidischer Bonmot. Es hätte in der Tat ja kaum in bessere Hände fallen können.
Gebongt - wo soll ich es hinschicken?
Freut mich sehr! Post kommt...

Ab nächsten Mittwoch bin ich für vier Wochen oder so unterwegs, aber die Bänder laufen ja nicht weg.
Genau, bin zwar neugierig, aber Hobby hat Zeit... :sleeping:
Ähm … bezieht sich deine Frage auf einen Kontext, den ich gerade nicht präsent habe?
Ist „Absicht oder Pragmatismus“ als Gegensatz gemeint?
Nein, mir ist die "Schichtlage außen" nur aufgefallen und ich habe mich gefragt, ob dies zielführender als die Internationale sei oder ob Du "halt" einfach die geeignetste Maschine herangezogen hast.

Viele Grüße
Frank

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19

Samstag, 20. August 2016, 23:16

Ich werde mich bemühen...bei arger Verlegenheit halt via PN.

Gern. Und falls sich dabei Themen entwickeln, die für die Forumsallgemeinheit interessant werden könnten, werden wir vielleicht auch einen akzeptablen (sprich unkompromittierenden) Weg dorthin finden, was meinst du?


Ein wenig frage ich mich schon, warum die Konstanzer nicht per se 3 Geschwindigkeiten frontseitig vorsahen, wenn es die Konstruktion eh auf dem Silbertablett hergibt. (Kopfspaltmaße mal außen vor)

Eigentlich vier, weil der 24V Tonmotor der M15A ja auch die 76 „schafft“ (der in der M15 konnte das noch nicht). Und es gab zu der Zeit auch schon TFK-Köpfe, die für vier Geschwindigkeiten geeignet waren.
Ich vermute die M15A hatte regulär nur 19/38, weil der Hauptabnehmer ARD/ZDF nichts anderes verlangte.


Es hätte in der Tat ja kaum in bessere Hände fallen können.

Jedenfalls durfte ich von jedem Exemplar fünf Minuten behalten. Dadurch kann ich zweifelsfrei nachweisen, dass die systematischen und zufälligen Azimutabweichungen jedes einzelnen Messbandexemplars inzwischen kleiner sind als die des Spaltnormals :thumbsup:


mir ist die "Schichtlage außen" nur aufgefallen und ich habe mich gefragt, ob dies zielführender als die Internationale sei oder ob Du "halt" einfach die geeignetste Maschine herangezogen hast.

Ach so. Von der Aufzeichnung her betrachtet wären beide Schichtlagen völlig gleichwertig.
Meine Studiomaschinen haben aber durchweg deutsche Schichtlage. Das ist vor allem praktisch wegen des vorhandenen Bandarchivs: wiederzugebende Bänder muss ich nicht erst zurückspulen (wegen höheren Vorechos bei int. Schichtlage).
Unpraktisch ist die deutsche Schichtlage vor allem beim Bandschnitt, doch daran habe ich mich mit den Jahrzehnten auch gewöhnt.

Bei der Messbandherstellung habe ich mich für die M15A entschieden, obwohl eine M21 auf den ersten Blick vorzuziehen wäre, da sie keine Bandzugschwankungen kennt. Ausschlussgrund war aber vor allem ihre für meine Bedürfnisse nicht genügend stabile Azimutlage (±15° Toleranz bei 10 kHz und 19 cm/s, in einer Einstellanweisung steht sogar "±40° mit Oszilloskop"!) plus der Umstand, dass ihr eng bestückter Kopfträger praktisch keine Modifikationen zulässt.

Also habe ich mich nach geeigneten Köpfen und zusätzlichen Bandführungen für die M15A umgesehen, die sich mit der Zeit auch einfanden. Im Moment suche ich nach einem Wiedergabekopf, der zur Kontrolle evtl. noch geeigneter ist. Der ausschlaggebende Aufnahmekopf kann zum Glück bleiben, hier würde ich ein ähnlich perfektes Exemplar vermutlich erst wieder in zehn Jahren finden …

Grüße, Peter

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Dienstag, 23. August 2016, 21:16

Neues aus dem niederrheinischen Magnetbandlabor

Wer seinen analogen Bandmaschinen gerne mit digitaler Messtechnik auf den Zahn fühlt, dem kann ich demnächst Messbänder auf Wunsch auch mit einer zusätzlichen Multifrequenzsignalaufzeichnung versehen.

Dieses Signal enthält alle 17 Frequenzen der Bezugsband-Normfrequenzreihe (31,5, 40, 63, 125, 250, 500, 1k, 2k, 4k, 6,3k, 8k, 10k, 12,5k, 14k, 16k, 18k 20k), jede Frequenzkomponente ist mit etwa 20 dB unter Bezugspegel aufgezeichnet.

Mit einer FFT-Analyse lässt sich so der Wiedergabefrequenzgang einer Bandmaschine relativ schnell als Ganzes darstellen und in Echtzeit justieren.

Hier zwei mit diesem Signal ermittelte typische Frequenzgänge, oben eine M15A vor der Einmessung, unten eine M21R danach:


M15A



M21R




Grüße, Peter

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Dienstag, 23. August 2016, 23:09

Hallo Peter,

dazu fallen mir spontan 2 Fragen und eine Anmerkung ein :

1. -20 dB = 0,1 oder 10%.
Bei 17 Tönen mit je diesem Pegel kommt betimmt irgendwann mal ein Spitzenpegel von 1,7 = 170 % zustande,
sicher nicht gerade oft und repräsentativ, aber ist das nicht ein bischen unvorsichtig ? Oder meinst du, der Headroom im unteren und mittleren Frequenzbereich läßt das zu ?

2. Wie sähe zum Vergleich eine Messung mit weißem Rauschen bei -20 dB aus ?
Ach da fällt mir doch noch eine zweite Anmerkung ein:
Man könnte auch mit rosa Rauschen bei deutlich höherem Pegel und damit Störabstand messen und Display-seitig den 1/sqrt(f) Abfall bei Pegeldarstellung "rausrechnen", so daß man nur nach Abweichungen von der Horizontalen ausschauen muß.

Und nun die eigentliche Anmerkung: (mancheiner wird vielleicht sagen, darauf reitet er gerne rum)
Der Scalloping Loss (das ist die Pegelvariation zwischen Tönen, die genau ins FFT-Raster passen und solchen, die genau zwischen den FFT-bins liegen) des Lattenzaum-Effektes (Picketfence effect) beträgt je nach Window-Funktion zwischen 0,9 ... 1,8 dB. Das wäre dann wohl leider auch die mögliche Präzision dieser Einstellmethode, es sei denn, die Töne zappeln (per Frequenz-Dithering) ständig etwas über die Bins hinweg. Das wäre ab mittleren Frequenzen machbar, bei den tiefsten Meßfrequenzen allerdings unerfreulich.

Was ist deine Meinung zu diesen "Einwänden" ?

MfG Kai

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Mittwoch, 24. August 2016, 09:02

Hallo Kai,

… meinst du, der Headroom im unteren und mittleren Frequenzbereich läßt das zu ?


Bei den von mir verwendeten Bandtypen ja, ich hab’s getestet. Für 19 cm/s würde ich - unabhängig vom gewünschten Bezugspegel - die Multifrequenzaufzeichnung 20 dB unterhalb des DIN-Bezugspegels (320 nWb/m) aufzeichnen und erforderlichenfalls die 20 kHz weglassen.

Meine Vorüberlegungen unter anderem: In den frühen 1990er Jahren enthielt das „ARD/ZDF Betriebsbezugsband nach IRT-Empfehlung“ eine Multifrequenzaufzeichnung bei 38 cm/s. Auch hier wurde auf 20 dB unter 514 nWb/m pro Teilfrequenz ausgesteuert.

Für 17 Quellen ergibt die Pegelrechnung eine Erhöhung um 24,61 dB (die von dir angegebenen 170%) in Momenten, wo alle Teilfrequenzen in Phase sind. In der Praxis zeigt bei diesem Signal ein analoger Aussteuerungsmesser nach DIN IEC 60268 (vormals DIN 45406) mit 10 ms Integrationszeit +18 dB an, das digitale PPM zeigt +21,5 dB an (samplegenau), mit Vierfach-Oversampling (zur Erfassung evtl. höherer Zwischenwerte bei der DA-Umwandlung) +22 dB.

PER 528 [Pegel 514 bei 38] oder LPR 35 [Pegel 320 bei 19] sind damit noch hinreichend weit von der Sättigungskompression entfernt.


2. Wie sähe zum Vergleich eine Messung mit weißem Rauschen bei -20 dB aus=

Unruhiger, denn man hat nicht mit genau berechneten Pegelwerten einzelner Frequenzen zu tun (Linienspektrum), sondern mit unvorhersagbaren Augenblickswerten eines statistisch gleichverteilten Signals (Rauschspektrum).

Eine Genauigkeit in der Größenordnung von ±0,5 dB wie beim Multifrequenzsignal kann mit Rauschen nicht erreicht werden, vor allem nicht zu den Tiefen hin. Um eine einigermaßen verwertbare Anzeige hinzubekommen, musste ich die FFT-Punkteanzahl auf 8192 einstellen und vor jeder Anzeige den Mittelwert über 20 Messungen bilden lassen. Andere Einstellungen führen entweder zu ständig wechselnden, zerklüfteten, insgesamt wenig brauchbaren Kurven oder zu unpraktisch langen Messzyklen (5 Sekunden oder länger).

… zwischen 0,9 ... 1,8 dB. Das wäre dann wohl leider auch die mögliche Präzision dieser Einstellmethode, es sei denn, die Töne zappeln (per Frequenz-Dithering) ständig etwas über die Bins hinweg. Das wäre ab mittleren Frequenzen machbar, bei den tiefsten Meßfrequenzen allerdings unerfreulich.

Das könnte an meinem Messprogamm (AudioTester) liegen, dass bei mir nichts zappelt. Für Multifrequenz verwende ich eine FFT mit 262144 Punkten (≙ 0,37 Hz Auflösung bei 96 kHz SF) mit Window „Rife Vince 3“. Die Anzeige wird über 2…3 Messungen gemittelt, dies benötigt etwa 1 Sekunde pro Messzyklus.

Man könnte auch mit rosa Rauschen bei deutlich höherem Pegel und damit Störabstand messen und Display-seitig den 1/sqrt(f) Abfall bei Pegeldarstellung "rausrechnen", so daß man nur nach Abweichungen von der Horizontalen ausschauen muß.

Rosa Rauschen ergibt - bei gleicher Fensterbreite über der Frequenz (wie in meinem Messprogramm) - eine mit 3 dB pro Oktave fallende Kurve. Weißes Rauschen ist da besser geeignet.

Als Beispiel habe ich einige Frequenzkurven aufzeichnen lassen. Die Bandmaschine und ihre Unwägbarkeiten habe ich dabei aus dem DA/AD Übertragungsweg entfernt und ihren Frequenzgang per Filterkurve digital nachgebildet.

Zunächst die FFT der frequenzlinearen DA/AD-Übertragung des Multifrequenzsignals (Parameter wie oben angegeben):



Typischer Frequenzgang einer Bandmaschine, nachgebildet per DAW:



Das zugehörige Multifrequenz-FFT:



Mit weißem Rauschen, frequenzlinear übertragen, sieht das FFT so aus:



Und so mit „Bandmaschinen-Filterung“:



Erwartungsgemäß sind vor allem zu den Tiefen hin Frequenzgangveränderungen schwer zu quantifizieren.

Der Vollständigkeit halber nochmals mit rosa Rauschen:

ungefiltert


… und mit Bandmaschinenfilter



Grüße, Peter

PS.
Ich bitte um Verständnis, dass ich während der nächsten Tage nicht dazu komme, Messungen an Bandmaschinen durchzuführen.

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Mittwoch, 24. August 2016, 09:31

Moin moin Peter,

vielen Dank für deine Erläuterungen.

Meinen Hinweis auf rosa Rauschen möchte ich doch nochmal erläutern:
Das mit den -3dB/Oktave ist mir klar, ich hatte das 1/sqrt(f) genannt, ist das gleiche.
Mit "Rausrechnen" meinte ich, daß man nicht das Ergebnis der FFT direkt darstellt/anschaut, sondern mit einem Faktor proportional zu sqrt(f) multipliziert. Dann sieht es wieder so aus wie bei Messung mit weißem Rauschen. Der Vorteil ist, daß man mit höherem Pegel auf Band aufzeichnen kann, weil weniger Höhenanteile drin sind.

Deine Angaben zur Meßzeit mit 262144 FFT bei 96kHz kann ich nicht nachvollziehen: Das analysierte Zeitintervall sind 262144/96000=2,73 s. Wenn du dann über 3 Messungen mittelst, werden daraus 8,2 s + Overhead. Hast du dich bei der Angabe 1s verschrieben ?

Bei der Frequenzauflösung von 0,37 Hz "zappeln" höhere Meßfrequenzen aufgrund der endlichen Geschwindigkeitskonstanz des Bandgerätes schon über einige FFT-bins hinweg, was dann wohl den Lattenzaun-Effekt zum verschwinden bringt. Bei den tiefsten Meßfrequenzen würde ich ihn aber immer noch befürchten, es sei denn es wird ein so schmales Window verwendet, daß die Bandbreite der Meßtöne dadurch größer als die Bin-Breite von 0,37 Hz wird.

Frohes erfolgreiches Schaffen in Berlin
wünscht Kai

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24

Mittwoch, 24. August 2016, 09:59

Das mit den -3dB/Oktave ist mir klar, ich hatte das 1/sqrt(f) genannt, ist das gleiche.

Schon klar. Ich wollte aber sicherstellen, dass hier auch Mitleser mitbekommen, die evtl. weniger „vom Bau sind“ als wir.


Der Vorteil ist, daß man mit höherem Pegel auf Band aufzeichnen kann, weil weniger Höhenanteile drin sind.

Das läuft so ziemlich aufs Gleiche hinaus, nur dass beim weißen Rauschen die Tiefen auf dem Band entsprechend geringer ausgesteuert werden (was bei NAB-Entzerrung vorteilhaft sein kann). Erfahrungsgemäß sind aber noch Pegelwerte von 30dB unter Vollaussteuerung zuverlässig messbar. Kurzum: Es funktioniert mit weißem Rauschen genauso gut, und man braucht nicht nochmals umrechnen lassen.


Deine Angaben zur Meßzeit mit 262144 FFT bei 96kHz kann ich nicht nachvollziehen: Das analysierte Zeitintervall sind 262144/96000=2,73 s. Wenn du dann über 3 Messungen mittelst, werden daraus 8,2 s + Overhead. Hast du dich bei der Angabe 1s verschrieben ?

Nein, aber ich habe mich über die kurzen Zeiten auch gewundert. Hab’s gerade nochmal nachgeprüft. Es dauert tatsächlich ziemlich genau 1 Sekunde bei 4 Mittelungen, bei 2 also nur 0,5 Sekunden. Keine Ahnung warum das so ist, aber zumindest kann ich damit arbeiten.


Frohes erfolgreiches Schaffen in Berlin

Danke! Nach Berlin bin ich aber erst Ende nächster Woche unterwegs :whistling:

Grüße, Peter

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Mittwoch, 24. August 2016, 11:13

Dann schummelt der audiotester offenbar.
Entweder stimmt die Länge der FFT nicht oder er wendet sie nicht auf nacheinder aufgenommene Zeitintervalle an, sondern auf überlappende. Dann hätte er aber auch nicht den Mittelungsgewinn unabhängiger Messungen.
Für 50% Überlapp wird im Aufsatz von Harris über Windows vorgerechnet, was passiert. Da ist bei "vernünftigen" Windows die Korrelation zwischen den Messungen noch nahezu vernachlässigbar. Würde aber immer noch auf die Häfte der oben abgeschätzten Meßzeit, also 4-5 s hinauslaufen.

MfG Kai

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Mittwoch, 24. August 2016, 19:25

Dann schummelt der audiotester offenbar.

Vielleicht, nur verstehe ich davon zu wenig.
Als Anwendungstechniker sehe ich nur, dass das Programm zuverlässig anzeigt, womit ich die Soundkarte füttere.
Mehr brauche ich offen gestanden nicht.

Grüße, Peter

27

Mittwoch, 24. August 2016, 22:13

Vielleicht möchte ja mal irgend jemand mit dem Audiotester oder vergleichbaren Programmen spielen (oder Fehler nachweisen).
Daher im Anhang ein Multifrequenzbeispiel, erst eine 1kHz Referenz und danach addierte Einzelfrequenzen jeweils 20dB unter der Referenz.
Mit einem Audioeditor kann man es ja auseinander basteln und auch beliebig verlängern.

Gruß Ulrich
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Donnerstag, 25. August 2016, 00:23

Hallo Ullrich,

vielen Dank für dieses File-Angebot.
Es hat mir bewußt gemacht, daß meine Aussage nicht prâzise genug war.
Sie ging davon aus, daß Peter's Dauerhinweis sich auf eine Live-Messung hinter Band bezog, also die Meßzeit beinhaltete.

Wenn ich dagegen "offline" einen File per FFT analysiere, entfällt natürlich die Meßzeit und ich habe es nur noch mit der Rechenzeit zu tun. Dann sind 1s für eine 262144-FFT möglich, da die Samplerate hier garnicht relevant ist, sondern nur die Rechengeschwindigkeit des PC.

Reingeguckt hab ich noch nicht, da gerade erst gesehen und ich mich schon in Horizontallage befinde.
Morgen steht dem entweder das schöne Wetter oder die erstmalige Anwendung eines gerade aus einer Krefelder Bezugsbandmanufaktur eingetroffenen Bandes entgegen. Kommt aber noch...

MfG Kai

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Donnerstag, 25. August 2016, 07:17

Sie ging davon aus, daß Peter's Dauerhinweis sich auf eine Live-Messung hinter Band bezog, also die Meßzeit beinhaltete.

Aha. Und mir fällt dabei ein, dass ich durchweg auf das Zeitintervall zwischen den sich wiederholenden Kurvenschrieben geachtet habe (was ja für meine Zwecke relevant ist).

Es dauert tatsächlich etwa 5 Sekunden, bis nach Start der Messung die erste Kurve geschrieben wird (262144 FFT Punkte, Mittelung über 4 Messungen).
Beim weißen Rauschen (8192 FFT Punkte, Mittelung über 20 Messungen) dauert es jeweils 2 Sekunden bis zum jeweils nächsten Kurvenschrieb.

Klärt sich dadurch das Rätsel?

Reingeguckt hab ich noch nicht, da gerade erst gesehen und ich mich schon in Horizontallage befinde.

Das ist das komplette Multifrequenzsignal in digitaler Form.

Die Einzelfrequenzen (mit Ansagen auf Spur 2) sehen auf meiner DAW so aus:



Die Multifrequenzaufzeichnung besteht aus denselben Einzelfrequenzen, nur alle gleichzeitig, wofür so viele Spuren wie Einzelfrequenzen nötig sind. Das sieht dann so aus:



Vereinfachungshalber nicht dargestellt ist in diesen beiden Bildern die (manuell vorgenommene) Nachbildung des Frequenzgangs der Referenzbandmaschine, um einen möglichst exakt normgemäßen Magnetflussverlauf zu erhalten.

Die Nachbildung macht sich in unterschiedlich hohen „Balken“ bemerkbar, wie hier in feinerer Frequenzabstufung zu sehen:




Wegen des stark vergrößerten Vertikalmaßstabs sieht die Kurve drastischer aus als sie ist: Eine „Stufung“ entspricht real 0,05 dB.

Ist die Nachbildung abgeschlossen, brauchen die Einzelfrequenzen nur noch untereinander „geschoben“ zu werden, fertig ist das Multifrequenzsignal.

Morgen steht dem entweder das schöne Wetter oder die erstmalige Anwendung eines gerade aus einer Krefelder Bezugsbandmanufaktur eingetroffenen Bandes entgegen.

Wenn ich so aus dem Fenster sehe, setze ich für die nächsten Tage aufs gesamtdeutsch schöne Wetter ...

Grüße, Peter

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Peter Ruhrberg« (25. August 2016, 09:57)


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30

Donnerstag, 25. August 2016, 17:41

Klärt sich dadurch das Rätsel?
Man kommt mit deiner Zeitschätzung zu Vermutungen über den angewandten Überlapp von Meßintervallen:
Bei 50% Überlapp von 4 Messungen betrüge die gesamte Meßzeit 2,5 * 262144/96000 = 6,83 s.
Paralleles Berechnen von 2 FFTs benötigt 2 CPU-Kerne.
Bei 75% Uberlapp resultieren 1,75 * 2,73 s = 4,78 s, für flottes Rechnen werden 4 CPU-Kerne benötigt.
Bei 2/3 Überlapp ergeben sich 2 * 2,73 s = 5,46 s. 3 CPU-Kerne für parallele Berechnung von 3 FFTs.

Da es nach mehr als 50% Überlapp aussieht, bekommt man wegen der Korrelation der Messungen weniger Mittelungsgewinn als bei unabhängigen Messungen. Bei Mittelung über 4 Messungen reduziert sich die Varianz des Ergebnisses also nicht auf die Hälfte, sondern bleibt etwas größer.

Deine farbenprächtigen Ausführungen beziehen sich sicher auf dein Multifrequenzsignal und nicht auf Ullrich's File, gell ?