Tape Head Preamp

[conan]

Kanske lasta med nåt mindre, 600 ohm kanske.

[calle_jr]

On 2022-05-07 at 21:01, conan said:

Kanske lasta med nåt mindre, 600 ohm kanske.

Hmm, jag förstår inte 

Försteget har 22k ingångsimpedans.

Ska inte lasten motsvara de förhållanden man har i verkligheten?

 

 

Jag fortsätter att finlira med layout;

 

 

 

 

 

 

 

Edited May 16, 2022 by calle_jr
uppdaterad layout

[conan]

Det går ju att testa med 600 och se om det blir skillnad. Kanske nåt galet i simuleringen.

[calle_jr]

2 hours ago, conan said:

Det går ju att testa med 600 och se om det blir skillnad. Kanske nåt galet i simuleringen.

Jag förstår!

Utgångsimpedansen sjunker från 23k till 22k om jag går ner till 600ohm.

Jag måste sänka lasten till typ 5ohm om jag ska få rimlig Zut (under 1k).

 

 

Idag har byggandet kommit igång!

 

 

 

 

 

 

 

Hylslisterna valdes med dubbla rader för att ge stabilitet, och med lite överlängd för att kunna sätta en klick superlim i mitten.

Jag har lödat spänningsmatningen med ganska styv tråd, så nu tåler listerna lite våld.

Har sökt efter någon form av lås som man kan sätta på några oanvända stift, men inte hittat något.

 

[conan]

Snyggt! En sak bara .. med bakplan är det lätt hänt att man sätter jord i ena änden av stiftlisterna och signal i den andra. Det är inge bra. Man behöver lägga in signaljordar och spänningsjordar nära sina respektive signal och matningar. Balanserade signaler är att föredra om det är låga signalnivåer.

[calle_jr]

2 hours ago, conan said:

Snyggt! En sak bara .. med bakplan är det lätt hänt att man sätter jord i ena änden av stiftlisterna och signal i den andra. Det är inge bra. Man behöver lägga in signaljordar och spänningsjordar nära sina respektive signal och matningar. Balanserade signaler är att föredra om det är låga signalnivåer.

Jag har försökt så gott jag kan, se illustration ovan. Signal och jord är placerade i mittdelen av listerna, enbart spänningsmatning i ändarna.

Det är inte lätt. Känns som att det alltid går att förbättra, men man vill ju ha en slags strategi också. Tex att hålla ihop jordarna till de aktiva delkretsarna, både för signal och matning.

 

[calle_jr]

 

Jag kommer lite smått framåt ändå trots brist på komponenter;

 

 

 

 

[calle_jr]

 

Nu har jag fått lite komponenter. Det kan hjälpa att elda på Fedex. Undrar om de vill ha det så?

Excelnissar som hittar på nya regler som kunderna blir ursinniga på, vilket får till följd att first-line-of-defense säger upp sig på löpande band.

Nåväl, lite framdrift då;

 

 

 

 

 

[calle_jr]

 

Ni börjar väl bli trötta på att se mina bruna kort, men nu är ett moderkort klart (förutom lite lödning) samt första instickskortet för X1 och X2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jag väntar med den mesta av lödningen till sist, för det är alltid kladdigt att ändra när man glömt eller behöver flytta något.

 

Man får tänka lite mer i kubik när man bygger i 3D, men det är mycket smidigare med de små korten eftersom man ju kommer åt lättare från alla håll.

Och som @Peo påpekade, ev felsökning kan ju begränsas till ett kort i taget - det går snabbare att hitta fel.

 

[conan]

Hur går det i projektet?

[calle_jr]

On 2022-06-03 at 08:36, conan said:

Hur går det i projektet?

Det går bra! 

Men sakta 

 

Jag har nu iaf gjort klart alla instickskort till en kanal.

Det var ett he...te att få bort 150nF från det gamla kortet. Jag fick klippa bort det mesta av benen.

Nu sitter det överst på kortet i nedre raden i mitten (mid + bass boost);

 

 

 

 

 

 

 

Söker efter en bra usb ad/da som inte är alltför dyr och som kan koda minst 24/96. Helst xlr.

Det borde drälla av dem, men jag har svårt att hitta en som passar mig.

Tips?

 

[calle_jr]

 

Idag har jag kommit lite längre.

Med betoning på lite. Det var en härlig kväll i hamnen, behaglig temperatur och nästan stiltje;

 

 

 

 

 

Men kanal 1 har tagit form;

 

 

 

 

Märkningen ser lite blaffig ut på bild, men den är som en 9 punkters text på ett A4-ark.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu är nog alla lödningar klara.

Det enda jag har glömt är att borra hål för två extra stöd mitt på. I och med att det är 2x20 stift för varje hylslist så sitter korten ganska hårt. Viktigt att moderkortet blir styvt monterat så att man inte behöver demontera det om man behöver ta ut ett instickskort.

 

Nu ska det snart mätas!

 

[calle_jr]

 

Förstärkningen i kretsen är som visats ovan (med senaste ändringarna) uppdelad i 2x1+2=4 steg i stället för 2x1+1=3 steg, med totalt sett ungefär samma gain men det blir då jämnare fördelat.

Jag har denna gång valt en beprövad dual bipolär/JFET OP275GP från Analog Devices;

 

 

 

 

 

Man får en stund över då och då, och nu borde vi snart närma oss!

 

 

 

[calle_jr]

 

Det har pinnat på här, men det har inte funnits så värst mycket att visa.

 

Det tar en hel del tid och kraft och det är lite ansträngande för mig att ha både simuleringar, komponentval, layout, byggande och mätning på gång samtidigt.

Men det är samtidigt både kul och stimulerande.

 

För att rekapitulera så ser krets och layout just nu ut såhär;

 

 

 

 

 

Det svåraste för mig är mätning, och just nu har jag problem att mäta hela dubbel-OPn tillsammans i kort #4 (X4 och X5), där kort #5 är kretsmässigt placerad mellan X4 och X5.

 

 

 

 

 

Jag har kontrollerat funktionen på moderkortet och varje instickskort var för sig, och är på god väg att få till spotfrekvensmätningar var för sig.

Men det är som vanligt inte helt straight forward. Man behöver ha koll på signalnivå för att inte överstyra men ändå kunna få en snygg insignal, störningar, flytande signal, matningsspänning, jordar, pinkonfigurationer på de olika OP och hylslister, hur impedanser för källa och last påverkar mätning jmf med tonhuvud osv.

Som tur är har jag @Peo att samtala med. Det behövs för att få mig tillbaks i spåret när min skalle snurrat till det rejält.

 

Det känns ändå som att jag snart kommit igenom grovjobbet för en kanal.

 

 

 

 

[calle_jr]

 

Lite mätresultat då.

Jag har simulerat varje delkrets (streckade linjer) så som den är mätt, och mätningarna (heldragna linjer med punkter) är utförda med syntetiska spotfrekvenser med konstant amplitud.

 

 

 

 

 

Jag tycker att det ser bra ut.

 

Observera att summan av dessa delkretsar inte kan sägas utgöra hela kretsen, som ju ska motsvara inversen av tonhuvudets karakteristik plus förstärkning.
Eftersom varje delkrets har avvikande källimpedans och belastningsimpedans jämfört med hela kretsen kopplad mellan ett tonhuvud och ett försteg så kan de inte summeras.

Observera också att vi rör oss med 75dB amplitud i registret. För mig är det en mätmässig utmaning när amplituderna varierar en faktor 5000 samtidigt som våglängderna varierar en faktor 1000. I det läget är det en stor fördel att kunna använda konstanta spotfrekvenser.

 

Peo har mätt upp Lundahl LL9226 belastad med 47kohm//100pF, och den håller sig inom +/-0,3dB 33Hz-50kHz (-1,6dB @ 20Hz). Vi ska prova koppla den mellan dac och preamp, så att signalen blir flytande och galvaniskt skild precis som ett tonhuvud. Det dämpar också signalen 20:1 så att jag kan styra ut signalen från DACen betydligt mer.

 

Jag har fortfarande lite problem med mätning av X4/X5 som sitter på kort #4, och jag har byggt ett nytt kort;

 

 

 

Jag har kompletterat kretsen mellan dessa med ett lågfrekvensfilter för att eliminera dc även där. Jag hade 221k och 33nF hemma och surplus, så då får jag HP-filter -3dB vid 22Hz. Såhär;

 

 

 

 

Det blir avsevärt mycket mer metodiskt att kunna ta sig fram såhär jämfört med att arbeta med hela kretsen samtidigt.

 

Det är nog en bit kvar innan vi kan spela musik, men kanske inte alltför avlägset.

 

[Double A]

Jag är imponerad av ditt arbete Calle!

och med tanke på rådande värme borde du få en tapperhetsmedalj 👌

[conan]

Jag tänkte precis hur ser fasgången ut för hela kedjan? Är det någorlunda linjär?

[calle_jr]

21 hours ago, conan said:

Jag tänkte precis hur ser fasgången ut för hela kedjan? Är det någorlunda linjär?

Fasgången är inte helt linjär. Den följer med magnituden.

Input är ju inte linjär, så det ligger liksom i karakteristiken för rullband, i likhet med riaa.

Det enda som inte följer av karakteristiken för input är lp- och hp-filter som i princip är sub- och supersoniska.

 

Ska fixa en plott med fasgång men är på tjänsteresa.

 

[calle_jr]

On 2022-08-17 at 08:23, conan said:

hur ser fasgången ut för hela kedjan?

 

Jag kan inte riktigt fundera ut om det finns en fasvariation i signalen från ett tonhuvud. Jag flackar mellan att det inte gör det och att det måste göra det.
Min bästa gissning är att fasgången är konstant från DC till ca 10kHz för att däröver få fasvridning pga skanningsförluster. Det förutsätter såklart att tonhuvudet är korrekt inställt (azimut). Ett tonhuvud har ju i övrigt inga resonansfenomen, dämpningar eller så som tex en pickup.

 

Såhär ser magnitud och fas ut för tonhuvud+krets, med antagande att fasen för källan (tonhuvudet) är konstant noll grader.
 

 

 

[conan]

Ja just det, ganska snällt ser det ut med fasvridningar. Säkert inget att oroa sig för ... men hur ser en fyrkantpuls ut? Finns det testtoner på band som kan visa stegsvaret? Vore spännande att se det sen.

[calle_jr]

2 hours ago, conan said:

Vore spännande att se det sen

 

Ska kolla upp vad jag kan göra. Det finns mig veterligen inte att få tag på som ”köpeband”, men jag kan ju skapa både fyrkant och impuls syntetiskt. 
För att utvärdera med preamp blir det nog mest korrekt om jag modifierar sådant material med anti-eq. No problem.
 

Ska förtydliga att föregående inlägg är en simulering, inte mätning.

 

[calle_jr]

 

Det är mekigt att bära hela lådan fram och tillbaka varje stund man får över att pilla med det här, och det är alltid en risk också då att man kopplar fel.

Så jag har byggt en liten bipolär variabel spänningsregulator för +/- 1.3 --> 30 VDC med max strömuttag 1.5A.

 

 

 

 

Jag valde att montera den i locket eftersom det är djupare än botten för att slippa ha kopplingstrådar mellan lock och botten.

 

 

 

  

 

 

[calle_jr]

 

Jag har gjort ett stort antal DC-mätningar både med multimeter och oscilloskop.

Nu ligger alla DC-nivåer bra, men det gjorde de inte tidigare. Kretsen är kompletterad med ett HP-filter före sista förstärkningssteg och ett HP-filter integrerat med potentiometrarna.

 

 

@Peo har byggt en liten trafolåda med LL9226 som dämpar insignalen 1:20 så att jag bättre kan styra ut signalen från dacen när jag mäter. Då mäter jag en flytande signal som är galvaniskt avskild och beter sig mycket bra med 47k // 100pF som last. Det bör representera ett tonhuvud mycket bra. Han har satt två switchar på den eftersom det varierar från fall till fall vad som blir bäst. SW1 bestämmer om dacens GND ska anslutas till trafons center tap eller vara helt flytande. SW2 bestämmer om dacens eller head amps GND som ska skärma trafon.

 

 

 

 

Schema som det ser ut nu:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mätning av spotfrekvenser från dac jämfört med simulering;

 

 

 

 

 

[calle_jr]

 

Jag har varit ganska disciplinerad och kommit en bra bit på kanal 2;

 

 

 

 

 

 

 

Jag har dragit en del lärdomar från byggandet av kanal 1 och nu har jag kunnat utföra kanal 2 med betydligt tightare och renare ledningsdragningar.

 

Upptäckte också då att jag missat ansluta pin 1 på THAT1200 (BalUn) till GND för kanal 1. Det förklarar en del angående vissa resultat från de dc-mätningar jag har gjort för kanal 1. Spotmätningarna visar ändå på väldigt bra överensstämmelse och det är väl ett bra betyg på konstruktionen avseende spänningsmatning, kvalitet på komponenter och kanske främst kretslösningens goda symmetri.

 

Jag velade ganska mycket inledningsvis kring hur jag skulle utföra jordningen för att undvika loopar, och det var nog i samband med det som jag glömde pin 1 på THAT.

 

[calle_jr]

 

Vidare framsteg med kanal 2 !!

 

 

 

150nF har jag lödat av från föregående bygge eftersom det inte gick att få tag på likadana.

Den var in i helskotta svår att få bort trots att jag klippte av benen.

 

 

 

 

 

[calle_jr]

 

Nästan klar!

 

 

 

 

 

 

För nästa steg måste hjärnan kopplas på igen. För min del är uppmätningen inget slentriangöra. Och det tar tid. Att mäta upp alltså.

Funderar på metoder för att rationalisera momenten, men det blir lätt att man då hoppar över steg och det brukar straffa sig.

Var det någon som sa att en förstärkare inte behöver stå på speciellt länge innan den låter bra?

Som syntes vid dc-mätning av kanal 1 krävdes 12 timmars gång innan matningen blev helt stabil. Jag tvekar inte en sekund att detta hörs åtminstone den första timmen innan kondensatorerna hamnat i stationärt tillstånd.

 

[AlfaGTV]

Känsligheten, eller snarare kanske gain i kretsen kanske påverkar "stabiliseringsperioden"? Du jobbar väl med väldigt små signalnivåer här likväl som man gör i RIAA-förstärkare. Och dessa är den komponent som jag (generaliserat) upplever behöver mycket tid (24h+) på sig för att uppföra sig bäst.

[calle_jr]

13 hours ago, AlfaGTV said:

Känsligheten, eller snarare kanske gain i kretsen kanske påverkar "stabiliseringsperioden"? Du jobbar väl med väldigt små signalnivåer här likväl som man gör i RIAA-förstärkare. Och dessa är den komponent som jag (generaliserat) upplever behöver mycket tid (24h+) på sig för att uppföra sig bäst.

Ja precis, det är följdeffekten av det, och att snedvridningen blir förstärkt "i kubik" vid höga förstärkningsnivåer.

Men orsaken ligger i att impedanserna i kretsen inte har hunnit stabiliseras. Det tar tid.

 

I ett slutsteg är det mycket högre förstärkning i Volt men mycket lägre i omsättning jämfört med ett riaa. 

 

[calle_jr]

On 2022-08-17 at 08:23, conan said:

hur ser fasgången ut för hela kedjan?

Vad jag menade är att ett hastighetsbaserat medium (tex rullband eller LP) har en fasvridning redan i sin karakteristik.

De poler man ansätter skapar en fasvridning redan i insignalen.

 

Den inspelade signalen ser ut såhär…

 

…för rullband (IEC/CCIR):

 

 

 

…och såhär för LP (riaa):

 

 

 

 

Så det är ”anti-eq” av denna karakteristik som är intressant, både vad gäller magnitud och fas.

I en analog krets innebär det att när magnituden korrigeras kommer även merparten av olinjäriteter i fasgången att korrigeras:

 

 

 

 

De fasvridningar som inte korrigeras är om eq inte följer karakteristiken för de band/LP man spelar av, eller om man kompletterar med sub- och supersoniska filter för att begränsa bandbredd neråt och uppåt. Som vanligt...

 

[calle_jr]

 

Min Studer A810 ger ifrån sig ett cykliskt dovt vinande som inte hörs i högtalarna, men som stör mellan spår eller i väldigt tysta partier.
Det är inte lätt att lokalisera. Det låter bara när man spelar, inte när man spolar.
Ljudet kommer från höger del av maskinen, men kan det vara länkaget, solenoiderna eller bromsbanden?
 

 

Det verkar inte så!

 

Det låter inte när jag tar bort hela tryckrullen till kapstanen. Tryckrullen är lite sliten;

 

 

 

Men kan det ge sådant oväsen?

 

 

 

Det är uppenbart det som ger det periodiskt smackande oljudet.
Bandet följer med tryckrullen en kort kort sträcka innan det släpper.

Jag beställde en ny tryckrulle i polyuretan med kullager från Athan i USA.

 

 

https://www.athan.com/store/p150/Pinch_Roller_for_1%2F4"_Tape_Machine_With_Dual_Bearings_(A810).html

 

Nu är det tyst!