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Dr. E. Christian |
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Normgemäße Meßverfahren der Magnettontechnik
2. Teil |
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Neben den zur Schallaufzeichnung verwendeten Magnetbändern
(siehe 1. Teil, Heft 11, S. 437) müssen natürlich
auch die Magnetbandgeräte bestimmte einheitliche Voraussetzungen
zur Sicherstellung der Austauschbarkeit der Aufzeichnungen erfüllen.
Zur fachgerechten meßtechnischen Erfassung der wichtigsten
Geräte-Eigenschaften und Betriebsdaten wurden entsprechende
Meßverfahren genormt. In diesem zweiten Teil werden die
wichtigsten genormten Meßverfahren besprochen. |
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Magnetbandgeräte
Gleichlauf-Meßverfahren
(DIN 45 507)
Der Gleichlauf, d. h. die Gleichmäßigkeit der Bandgeschwindigkeit
innerhalb kurzer Zeiteinheiten, ist wohl die wichtigste mechanische
Qualitätsgröße eines Magnetbandgerätes.
In der Praxis muß grundsätzlich mit geringfügigen
kurzzeitigen Geschwindigkeitsschwankungen, auch Gleichlauffehler
genannt, gerechnet werden. Gleichlauffehler werden gehörmäßig
als Tonhöhenschwankungen empfunden. Je nachdem wie häufig
sie pro Zeiteinheit auftreten, unterscheidet man zwischen langsamen
und schnellen Tonhöhenschwankungen. Besonders störend
werden 2 bis 6 Schwankungen pro Sekunde empfunden. Das normengemäße
Meßverfahren sieht daher nicht nur die Erfassung der Größe
der Geschwindigkeitsabweichung, sondern auch die Erfassung der
Schwankungsfrequenz vor.
Die Messung erfolgt durch Spitzenwertanzeige über ein Bewertungsfilter
entsprechend Bild 5. Die Bewertungskurve des Filters umfaßt
den Bereich von 0,2 Hz bis 200 Hz. Der Bereich zwischen 0 und
0,2 Hz wird gesondert durch die sogenannte Schlupfmessung erfaßt.
Dabei soll neben der Größe insbesondere auch die
Richtung der Abweichung erkannt werden.
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Bild 5. Bewertungskurve
für Frequenzschwankungsmessungen |
Nach dem normgemäßen Meßverfahren
wird 3150 Hz als Pilotfrequenz mit dem zu prüfenden Tonbandgerät
aufgezeichnet und anschließend mit dem gleichen Gerät
wiedergegeben. Geeignete Geräte zur Gleichlaufmessung sind
z. B. EMT 420 A, Woelke ME 102 und ähnliche. Durch Anschließen
eines Pegelschreibers läßt sich neben der Gleichlaufschwankung
in % auch die Schwankungsfrequenz feststellen. Die Norm schreibt
vor, daß als Gleichlauffehler immer der schlechteste mögliche
Wert angegeben werden muß.
Die Auswirkung eines Gleichlauffehlers ist stark von der Art
der übertragenen Musik abhängig. Bei hohen Gleichlauffehlem,
die Hi-Fi-Norm läßt beispielsweise maximal ± 0,2 %
zu, klingt eine Musikaufnahme rauh oder verjault.
Für Kassettengeräte¹) ist mit E DIN 45 529
(E bedeutet Entwurf) eine Gleichlauf-Meßkassette genormt.
Sie besteht aus einer Kassette nach DIN 45 516, die
ein mit 3150 Hz bespieltes Magnetband enthält. Dieses Meßmittel
ist insbesondere für Geräte anzuwenden, die nur Wiedergabefunktion,
also keine Aufnahmefunktion besitzen.
¹) Mit der weltweit genormten Compact-Cassette
Bandgeschwindigkeits-Meßverfahren
(DIN 45 524)
Durch konstruktions- oder fertigungsbedingte Ursachen können
in der Praxis Bandgeschwindigkeitsabweichungen relativ zu den
genormten Bandgeschwindigkeiten 38,1 cm/s, 19,05 cm/s, 9,53
cm/s, 4,76 cm/s und 2,38 cm/s auftreten. Bandgeschwindigkeitsabweichungen
bedingen störende Verfälschungen der Aufzeichnung.
Die Geschwindigkeitsabweichung ist in ± % als "Abweichung
der mittleren Geschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit über
30 s gemittelt" anzugeben. Die Hi-Fi-Norm läßt
beispielsweise maximal ± 1,5 % zu.
Repräsentativ für die Qualität eines Gerätes
in dieser Beziehung ist die Geschwindigkeitsabweichung zwischen
Bandanfang und Bandende. Die Bandgeschwindigkeit wird durch
Messen der Durchlaufzeit und Bandlänge bestimmt. Für
die Messung soll Bandmaterial verwendet werden, das dem DIN-Bezugsband-Leerteil
entspricht. Die Messung der Bandlänge muß bei definierter
Bandzugkraft, beispielsweise 0,5 N bei Bändern mit
6,3 mm Bandbreite und 25 µm Banddicke, erfolgen. Die Norm
läßt dem Praxisfall angepaßt folgende drei
Meßverfahren zu:
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1) Laufzeit-Meßverfahren entsprechend der
Beziehung
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2) Frequenzvergleichs-Meßverfanren entsprechend
der Formel
t = Zeit für einen Phasendurchlauf
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3) Frequenz-Meßverfahren entsprechend der
Gleichung
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In der Gerätefertigung werden überwiegend
die zwei letztgenannten Verfahren angewendet. In beiden Fällen
geht man von einem mit der Bezugsfrequenz f0, bei
der Bandgeschwindigkeit v0 bespielten Prüfband
aus.
Anschließend wird dann die mit dem zu prüfenden Gerät
erhaltene Frequenz f mit der Bezugsfrequenz f0 verglichen
oder direkt gemessen. Verwendet man beispielsweise 3150 Hz als
Bezugsfrequenz, so läßt sich die Geschwindigkeitsabweichung
Δ v/v0 mit einem Gleichlaufmesser nach DIN
45 507 direkt bestimmen.
Geräuschspannungsabstands-
und Fremdspannungsabstands-Meßverfahren
(DIN 45 512 Teil 2 und DIN 45 633 Teil 1)
Unter Geräuschspannungsabstand oder Dynamik eines Magnetbandgerätes
versteht man das Verhältnis der Wiedergabespannung des
vollausgesteuerten Magnetbandes zur Wiedergabespannung des betriebsmäßig
gelöschten und anschließend vormagnetisierten Magnetbandes.
Die Vollaussteuerung ist nach DIN 45 512 Teil 2
durch einen Klirrfaktor k3 von 3 % für Studiogeräte
und Hi-Fi-Heimstudiogeräte bzw. durch einen Klirrfaktor
k3 von 5 % für alle übrigen Gerätegruppen
bestimmt.
Das normgemäße Meßverfahren schreibt die Verwendung
des jeweiligen DIN-Bezugsband-Leerteils vor. Bei Studiogeräten
ist 1 kHz als Meßfrequenz zu verwenden, bei allen anderen
Gerätegruppen 333 Hz. Die Messung der Wiedergabespannungen
erfolgt über ein der Frequenzabhängigkeit der Ohrempfindlichkeit
angepaßtes Filter. Es ist die Messung mit Bewertungskurve
A nach DIN 45 633 Teil 1 vorgesehen.
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Bild 6. Bewertungskurve
A für Rauschmessungen |
Bild 6 zeigt die Bewertungskurve A mit ihrem
relativ flachen mittleren Teil und ihrem um mehr als 12 dB je
Oktave unterhalb 125 Hz und oberhalb 12,5 kHz abfallenden steilen
Teil. Da die Bandeigenschaften durch das verwendete Bezugsband
vorgegeben sind, ist der gemessene Dynamikwert eine echte Betriebsgröße,
die durch die Gerätekonzeption, insbesondere Bandgeschwindigkeit
und Spurbreite beeinflußt wird. Bandgeschwindigkeit und
Spurbreite beeinflussen sowohl den Nutzpegel als auch den Rauschpegel.
Die Dynamik steigt im allgemeinen mit der Bandgeschwindigkeit
und mit der Spurbreite. Aufgrund dieser physikalischen Randbedingungen
wurde beispielsweise für Heimgeräte mit Kassette 51
dB, für Heimgeräte mit Spule 53 dB und HiFi-Heimstudiogeräte
56 dB als normgemäßer Dynamik-Mindestwert festgelegt.
Ein ergänzendes Geräte-Qualitätskriterium zum
Geräuschspannungsabstand ist der Fremdspannungsabstand.
Das Meßverfahren des Fremdspannungsabstandes weicht gegenüber
dem des Geräuschspannungsabstandes nur geringfügig
ab. Bei der normgemäßen Messung des Fremdspannungsabstandes
sind die Wiedergabepegel, d. h. Vollpegel und Geräuschpegel
über ein im Bereich von 20 Hz bis 22 kHz lineares Filter
ohne Bewertungskurve zu ermitteln. Alle Spannungswerte der Geräuschspannungsabstands-
und Fremdspannungsabstands-Messung werden als Effektivwert gemessen.
Meßverfahren für den
Übertragungsbereich
Der Übertragungsbereich eines Magnetbandgerätes wird
durch seinen Gesamtfrequenzgang sowie durch die untere und obere
Grenzfrequenz bestimmt. Die Magnetbandgerätenormen schreiben
für die einzelnen Gerätegruppen bestimmte Toleranzfelder
des Gesamtfrequenzganges vor. Bild 7 zeigt die Toleranzfelder
des Gesamtfrequenzganges (Aufnahme und Wiedergabe) für
Geräte nach DIN 45 511 und nach DIN 45 500
Teil 4.
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Bild 7. Toleranzfelder
für den Frequenzgang nach DIN 45 500 und DIN 45
511: a = Studiogeräte, b = HiFi-Heimstudiogeräte,
c = Heimgeräte mit Spule und Heimgeräte mit Kassette |
Für Heimgeräte sind geschwindigkeitsbezogen
die Mindestforderungen bezüglich der Grenzfrequenzen gemäß
Tabelle 1 festgelegt:
Tabelle 1
Band
geschwindigkeit |
4,76
fu/fo |
9,53
fu/fo |
19,05
fu/fo |
cm/s
Hz |
Heimgeräte mit Spule |
80/6300 |
63/10.000 |
40/12.500 Hz |
Hz |
Heimgeräte mit Kassette |
80/630 |
--- |
--- |
Hz |
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Die untere Grenzfrequenz fu darf dabei nicht überschritten
und die obere Grenzfrequenz fo nicht unterschritten
werden.
Die Gesamtfrequenzgang-Messung ist mit dem jeweiligen DIN-Bezugsband-Leerteil
auszuführen. Der aufgezeichnete Pegel soll zur Vermeidung
von Band-Übersteuerungen etwa 20 dB unter dem Bezugspegel
liegen. Der Frequenzgang wird zweckmäßigerweise mit
gleitender Frequenz ermittelt und durch einen Pegelschrieb festgehalten.
Übersprechdämpfungs-Meßverfahren
(DIN 45 521)
Unter Übersprechen versteht man die Pegelbeeinflussung
einer Aufzeichnungsspur durch die Nachbarspuren. Die Übersprechdämpfung
dient als Maß für das Übersprechen. Sie ist
als das Verhältnis der Wiedergabespannung einer vollausgesteuerten
Spur eines Mehrspurtonträgers zur Wiedergabespannung der
gleichen unbespielten Spur definiert, wobei alle vorhandenen
weiteren Spuren voll ausgesteuert sind. Die normgemäße
Messung hat vorzugsweise bei 1 kHz zu erfolgen, kann jedoch
zusätzlich auch bei anderen Frequenzen des Übertragungsbereiches
vorgenommen werden. Aus qualitativer Sicht ist zu unterscheiden
zwischen Übersprechen bei Monobetrieb und bei Stereobetrieb.
In der Normensprache spricht man im letzteren Fall von zusammengehörigen
Stereokanälen.
Bei der Messung ist der Leerteil des jeweiligen DIN-Bezugsbandes
zu verwenden. Zur meßtechnischen Ausschaltung sonstiger
Störquellen wird selektiv, z. B. mit einem Terzfilter,
gemessen. Bei mehreren Betriebsarten (Mono, Stereo, Playback,
Multiplayback) ist die Betriebsart anzugeben, auf die sich die
Messung bezieht.
Als besonders kritisch erweist sich das Übersprechen bei
nicht zusammenhängenden Kanälen. In diesem Fall schreibt
die Norm bei 1 kHz für Heimgeräte mit Kassette mindestens
40 dB, für Heimgeräte mit Spule mindestens 50 dB und
für Hi-Fi-Heimstudiogeräte mindestens 60 dB Übersprechdämpfung
vor.
Wesentlich unkritischer ist das Übersprechen zwischen zusammenhängenden
Stereokanälen, da eine Kanaltrennung von mindestens 15
dB für die Stereo-Ortung ausreicht.
Selbstverständlich gibt es außer den hier ausführlicher
oder nur am Rand behandelten Meßverfahren der Magnettontechnik
noch weitere, weniger wichtige, auf die aus Gründen der
Übersichtlichkeit verzichtet wurde. Wohl aber werden sicherlich
auch in Zukunft Erweiterungen der bestehenden Meßverfahren
und neue Meßverfahren infolge der ständigen anwendungsmäßigen
Ausweitung der Magnettontechnik notwendig sein.
Tabelle 2 DIN-Blätter der
Magnettontechnik (E = Entwurf)
Magnettontechnik allgemein |
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DIN 40 700 |
April 1974 |
Schaltzeichen, Magnetköpfe |
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DIN 45 510 |
Mai 1971 |
Magnettontechnik, Begriffe |
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Heimstudio-Technik (Hi-Fi) |
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DIN 45 500 |
Teil 4/April 1975 |
Mindestanforderungen an Magnetbandgeräte
für Schallaufzeichnung in Spulen- und Kassettentechnik |
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DIN 45 500 |
Teil 9/April 1975 |
Mindestanforderungen an Magnettonbänder
4 und 6
für Schallaufzeichnung |
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Magnetbandgeräte für Schallaufzeichnung |
E |
DIN 45 511 |
Teil 1/April 1975 |
Studiogeräte für Schallaufzeichnung
auf Magnetband 6
Mechanische und elektrische Anforderungen |
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DIN 45 511 |
Teil 2/Mai 1971 |
Magnetbandgeräte für 3-
und 4-Spur-Schallaufzeichnungen auf Magnetband 12
Mechanische und elektrische Anforderungen |
|
DIN 45 511 |
Teil 3/Mai 1971 |
Magnetbandgeräte für 4-Spur-Schallaufzeichnungen
auf Magnetband 25
Mechanische und elektrische Anforderungen |
|
DIN 45 511 |
Teil 4/April 1975 |
Kassettengeräte für Schallaufzeichnungen
auf Magnetband 4
Mechanische und elektrische Anforderungen |
E |
DIN 45 511 |
Teil 5/April 1975 |
Heimgeräte für Schallaufzeichnungen
auf Magnetband 6
Mechanische und elektrische Anforderungen |
|
Magnetbänder für Schallaufzeichnung |
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DIN 45 512 |
Teil 1/Aug. 1968 |
Maße und anzugebende mechanische
Eigenschaften |
E |
DIN 45 512 |
Teil 2/April 1975 |
Elektroakustische Eigenschaften |
|
DIN 45 513 |
|
DIN-Bezugsbänder |
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Teil 1/April 1968 |
76,2 cm/s Bandgeschwindigkeit |
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Teil 2/Okt. 1967 |
38,1 cm/s Bandgeschwindigkeit |
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|
Teil 3/Okt. 1966 |
19,05 cm/s Bandgeschwindigkeit |
|
|
Teil 4/Jan. 1968 |
9,53 cm/s Bandgeschwindigkeit |
|
|
Teil 5/Juli 1972 |
4,76 cm/s Bandgeschwindigkeit mit
Magnetband 6 |
E |
|
Teil 6/April 1975 |
4,76 cm/s Bandgeschwindigkeit mit
Magnetband 4 |
|
|
Teil 7/Febr. 1976 |
4,76 cm/s Bandgeschwindigkeit mit
Magnetband 4 für Hi-Fi-Kassettengerät |
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Spulen und Kassetten |
|
DIN 45 514 |
Jan. 1975 |
Spulen für Magnetband 6 mit Dreizack-Aufnahme |
|
DIN 45 515 |
März 1955 |
Wickelkern für Bandgeräte
(Europäische Ausführung) |
E |
DIN 45 516 |
Sept. 1974 |
Magnetbandkassette für Schallaufzeichnung
auf Magnetband 4 |
|
DIN 45 517 |
Teil 1/Okt. 1963 |
Spule Spule für Magnetband 6
mit NAB-Aufnahme |
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Meßverfahren für Magnetbänder |
|
DIN 45 519 |
Teil 1/Febr. 1976 |
Bestimmung der Kopierdämpfung |
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Teil 2/Jan. 1975 |
Bestimmung der Bandflußschwankungen |
E |
|
Teil 3/April 1975 |
Bestimmung der Löschdämpfung |
|
DIN 45 520 |
Jan. 1973 |
Bestimmung des Bandflusses auf Magnettonbändern |
|
DIN 45 522 |
Teil 1/Dez. 1968 |
Bestimmung der Reibungszahl von Magnetband
6 |
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Teil 2/Aug. 1968 |
Bestimmung der Schmiegsamkeit von
Magnetband 6 |
|
|
Teil 3/Aug. 1968 |
Bestimmung der Nennbelastbarkeit von
Magnetbändern |
|
|
Teil 4/Aug. 1968 |
Bestimmung der Säbelförmigkeit
von Magnetband 6 |
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Meßverfahren für Magnetbandgeräte |
|
DIN 45 405 |
Juli 1967 |
Geräusch- und Fremdspannungsmesser
für elektroakustische Breitbandübertragung |
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DIN 45 507 |
Okt. 1966 |
Meßgerät für Frequenzschwankungen
b. Schallspeichergeräten |
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DIN 45 521 |
Okt. 1963 |
Messung der Übersprechdämpfung
bei Mehrspurgeräten |
E |
DIN 45 523 |
Dez. 1974 |
Auslösung von Schaltvorgängen
durch Magnetbandgeräte |
|
DIN 45 524 |
Mai 1971 |
Bestimmung der Bandgeschwindigkeit
bei Magnetbandgeräten |
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DIN 45 525 |
März 1970 |
Bestimmung der Gebrauchsdauer von
Batterien für Magnetbandgeräte |
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DIN 45 528 |
März 1975 |
Bestimmung der automatischen Aussteuerung
von Magnetbandgeräten |
E |
DIN 45 529 |
März 1975 |
Meßkassette für Frequenzschwankungen |
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DIN 45 633 |
Teil 1/März 1970 |
Präzisionsschallpegelmesser |
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aus: FUNKSCHAU Heft 12/13 1976,
Seite 531 ff.
Herzlichen Dank an die
Funkschau für die Erlaubnis, diesen Artikel hier zu
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