Tape Head Preamp

[calle_jr]

 

Det har tagit sin tid, men nu är båda kanaler färdigbyggda och jag är igenom med kontrollmätningar;

 

 

 

 

 

Jag tycker att komponenttoleranserna är väl inom vad man kan förvänta sig. Man har ju sett betydligt större avvikelser för kommersiella bandspelare.

Övergripande nivå är inte exakt lika mellan kanalerna, men det skiljer bara 0.4dB och det är enkelt att hantera i volympotarna.

Jag vet ju inte heller hur bra oscilloskopet är, så det är inget att ge sig på.

 

 

[calle_jr]

 

Nu har jag mätt med MRL testband 21J303 15ips 320nWb/m med Studer B62.

Jag tycker det ser ganska bra ut, ca +/-1dB i registret.

 

 

 

 

 

Jag mäter hastighetsfelet för Studer B62 till 0.3% för sakta.
För 15ips rekommenderar man i IEC Standard 60 094-1 max +/-0.2% hastighetsfel för pro-spelare och max +/-2% för konsumentspelare.
För svaj (weighted peak flutter) rekommenderas max +/-0.10%.
Notera dock att banden från MRL i sig innehåller både hastighetsfel och svaj. De garanterar att svaj är max +/-0.03% för deras 15ips-band.
För hastighetsfel beror det ju även på andra faktorer än deras inspelningstoleranser, såsom skillnad i bandspänning mellan inspelnings- och uppspelningsmaskin, att bandmaterialet är plast, temperatur etc. Därför kan de inte garantera mindre hastighetsfel än +/-0.5%.
Så, man ska inte ens bry sig om ett hastighetsfel som mäts till -0.3%. Det kan lika gärna bli dubbelfel åt andra hållet om man ger sig på att justera.
Svaj är mycket viktigare, men det har jag inte gett mig på att mäta än. Jag har inte standarden och jag vet inte exakt hur jag ska gå tillväga. Jag kan inte höra något svaj.

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

Det är mer arbete kvar, men det går framåt.

Jag kanske ska prova parallellkoppla 47k med R24. Då kommer jag sänka mid-topp med start från 800Hz med ca 1dB.

 

[MatsT]

26 minutes ago, calle_jr said:

Jag tycker det ser ganska bra ut, ca +/-1dB i registret.

Det ser ju riktigt fint ut och med lite finjustering kan du säkert pricka simulerad kurva tämligen exakt.

 

26 minutes ago, calle_jr said:

Svaj är mycket viktigare, men det har jag inte gett mig på att mäta än. Jag har inte standarden och jag vet inte exakt hur jag ska gå tillväga.

Jag skulle spela in en ton på t.ex 3150 Hz och sedan plocka ut signalen via tape monitor så att det inte blir svaj 2 gånger. 

 

[calle_jr]

1 hour ago, MatsT said:

Jag skulle spela in en ton på t.ex 3150 Hz och sedan plocka ut signalen via tape monitor så att det inte blir svaj 2 gånger.

Jag kan spela in 3150Hz, men hur ska jag beräkna svajet?

Ska jag jämföra med en syntetisk 3150Hz-ton, hastighetsjustera och sedan subtrahera dem?

 

[MatsT]

Jag grävde lite på nätet.

 

Wow & flutter: what is it, and and how to measure it? | Medium

Software Based Wow and Flutter Analysis – Teribil Audio (teribil-audio.com)

Any Point in Wow & Flutter? Part I (korfaudio.com)

Any Point in Wow & Flutter? Part II (korfaudio.com)

Any Point in Wow & Flutter? Part III (korfaudio.com)

Fun with vinyl measurements | Audio Science Review (ASR) Forum

 

Jag hinner inte läsa igenom noggrant nu men det verkar finnas vettig information för den som söker.

 

[calle_jr]

3 hours ago, MatsT said:

Jag grävde lite på nätet.

 

Tack!

Ska se om jag ger mig på WFGUI eller något liknande verktyg.

Det kanske går att trixa till med Feickerts Adjust+ faktiskt.

 

[calle_jr]

 

Nu har jag läst på. Det är inte helt enkelt att hitta relevant information.
Man beräknar svaj & fladder*) med följande steg;

1. Spela in 3150 Hz, minst 10sek.
2. Bandpassfiltrera 315 - 6000 Hz.
3. FM-demodulera. Bärvågen sätts till den faktiskt uppmätta, så om din uppmätta våglängd i medeltal är tex 318us så använd 3142 Hz som bärvåg. Demodulering kan utföras med kvadraturdemodulering och FFT för att bestämma frekvensavvikelser.
4. Ta bort DC och lågpassfiltrera med f_c=1500 Hz.
5. Vikta frekvensavvikelserna enligt IEC 386, där +/-4Hz hastighetsvariation ger max viktning. Väldigt låg variation (<0.2Hz), så kallad drift, likställs med hastighetsfel och vägs därför inte in. Högfrekvent variation (>200Hz), så kallad scrape flutter, vägs inte heller in på samma grund att örat inte uppfattar det som svaj.
6. Peak W&F beräknas med 2sigma, dvs det omfång som 95% av svajet ligger inom.

 

*) AES6-2008 skiljer inte på svaj (0.5-6Hz) och fladder (6-100Hz), utan rekommenderar att man mäter och beräknar dem tillsammans.

[calle_jr]

 

Jag gick igenom proceduren, mest för att sätta mig in i hur man gör.

Jag har ingen 3.15kHz-ton på band, men jag hade en inspelad 4kHz-ton från MRL-bandet som jag saktade ner digitalt med en faktor 0,7875.

 

Här är en FFT av den efter bandpassfilter etc.

Jag har dock inte viktat än, ska göra det.

 

 

 

 

Såhär ser viktningsfunktionen ut som rekommenderas i AES6-2008;

 

 

 

Såhär ser då täthetsfunktionen ut om jag beräknar medelvärde och standardavvikelse;

 

 

 

Edit;

Det var inte så enkelt det här att bestämma frekvensavvikelse i en frekvensdemodulering.

Jag vet inte hur jag kommer vidare. Synd att jag inte får tag på standarden.

Min gissning är att;

 

[calle_jr]

On 2019-08-25 at 16:26, calle_jr said:

Denna tråd kanske mest är intressant för att belysa tekniken kring magnetband och rullbandspelare. Det är inte säkert vi kommer längre än så, men har vi tur kanske vi även klarar få ihop en tape head preamp

Det har tagit 3½ år att komma hit, men nu spelar det!

 

 

 

 

 

Det finns lite kvar att göra, men inget brådskande. Det finns en hel del man kan göra men inte behöver, och det är nog det som lockar mig mest.

 

 

 

 

 

 

Det var ett fel på balunen THAT1200 till kanal 1, och det var det inte så lätt för mig att komma fram till. Det har spökat i flera månader. @Peo hjälpte mig att lokalisera det och igår byggde vi en adapter för AD SSM2141 eftersom den fanns hemma på Electrokit men har lite annan pinout. 
Vill här verkligen promota Electrokit, som har fysisk butik i Malmö. Jag beställde SSM2141 via hemsidan, och en halvtimme senare kom det ett mejl att den låg klar för avhämtning.
Jag ska beställa en ny THAT1200 som är lite svårare att få tag på, men det fungerar utmärkt med SSM2141 tills vidare.

 

Har även kalibrerat output till 775mVrms vid 1kHz samt vu-mätare så att 0dB motsvarar 0VU för 320nWb/m med aktuellt avspelningshuvud (200mH/50ohm).

 

Jag ska komplettera med resistor R24 som jag skrev om tidigare, men det är inte brådskande.

 

Drivkretsen till vu-mätare (som jag köpte färdig) har lite för låg ingångsimpedans. Den belastar kretsen och dämpar signalen ca 6dB, vilket är onödigt. Jag ska bygga en liten buffert och Peo ritade ett skissförslag med en OP275;

 

[lindome]

Strålande bra @calle_jr, men varför ligger det en "walkman" på golvet för?

[calle_jr]

2 hours ago, lindome said:

Strålande bra @calle_jr

Tack 

 

 

2 hours ago, lindome said:

varför ligger det en "walkman" på golvet för?

Jag känner igen din förhandlingsteknik vid det här laget, men Lyrec Frida är inte till salu.

 

 

[calle_jr]

On 2022-12-31 at 11:39, calle_jr said:

Min gissning är att;

Det stämde inte riktigt och jag har grottat vidare i de olika metoder som används.

För att få lite styrsel har jag börjat sätta ihop en sammanfattning som garanterat ska revideras innan jag fått rätt på det.

Tanken är alltså att beräkna svaj och fladder (W&F) från en digitalt inspelad 3150Hz-ton (24/96) och koppla resultatet till standarden AES6.

 

 

 

 

 

Inspel, tips, frågor mottages tacksamt 

 

 

 

 

[conan]

Ja, det där läste vi på LITH, men skulle nog inte vilja ge mig på att beräkna något själv ... men om jag skulle försöka hade jag försökt hitta nåt Matlabskript för beräkningen eller en mjukvara avsedd för sådana beräkningar.

 

[calle_jr]

1 hour ago, conan said:

itta nåt Matlabskript för beräkningen eller en mjukvara avsedd för sådana beräkningar.

Det går bra i Audacity, men innebär lite pill.

Det har ingen funktion för att invertera en FFT, men man kan importera den modifierade FFTn med ett skript från en Nyquist-prompt.

Jag testade en liten snutt som fungerade perfekt. Med hysteriskt mycket data som det lätt blir här så kanske det blir problem.

 

(setf data(list

3000.000000 -62.163433
3005.859375 -61.921597
3011.718750 -61.364902
.
.
.
3292.968750 -62.984062
3298.828125 -63.043465
3304.687500 -63.128334

))
(simrep (i (/ (length data) 2))
  (scale (db-to-linear(nth (+ 1 (* i 2))data))(hzosc (nth (* i 2)data))))

 

Exporten sker i dB, så jag gör importen också i dB även om mellanberäkningarna utförs i volt.

 

[Ivery]

On 2023-01-06 at 14:21, calle_jr said:

Vilket underbart ljus du får in i rummet!

[calle_jr]

 

Jag använder nu en 4-kanals Tascam DR-40X för inspelning;

 

 

 

 

 

 

 

Den har inbyggda kondensatormikrofoner för två kanaler som kan konfigureras i XY- eller AB-linjering. 

Den har också två ingångar (XLR / 6.3mic kombo) för inspelning med två externa mickar alternativt en stereo-linjeingång. Det går att spela in i mono, stereo eller fyra kanaler.

Det finns ett högpassfilter 40/80/120Hz, limiter och en funktion för dubbelinspelning med normalnivå och sänkt nivå för att ha en reservinspelning i lägre nivå om det plötsligt skulle överstyra (exvis liveband). Externa mickar kan fantommatas med 24/48V från enheten.

Det finns även en liten inbyggd högtalare och en hörlursutgång.

Spänningsmatning är 3st AA-batterier, usb eller extern psu.

Man kan använda SD, SDHC eller SDXC med max 128GB som minneskort.

 

 

Här spelar jag in i 24/96 lpcm wav-format med enbart linjeingångarna;

 

 

[calle_jr]

 

Här är en inspelning av B62 med den nya preampen med de inbyggda mickarna i XY-läge från sweetspot.

Jag vet inte riktigt vad YouTube gör med audio, men håll tillgodo; fungerar ej med enbart audio.

Edit; här är en 16-bitars flac-fil i lägsta kvalitet;

 

Tascam-2023-01-14_Sting-La-Belle-Dame.flac

 

 

 

Det var igår 

Idag har jag kompletterat instickskort #5;

 

 

 

 

 

Det ser mätmässigt ganska bra ut;

 

 

 

Det finns några till mindre komponentförändringar som jag kan göra (här markerat med röda pilar);

 

 

 

Men jag behöver lite komponenter som jag kanske får i nästa vecka!

 

 

 

[Muffin]

1 hour ago, calle_jr said:

 

Jag använder nu en 4-kanals Tascam DR-40X för inspelning;

 

 

 

 

 

 

 

Den har inbyggda kondensatormikrofoner för två kanaler som kan konfigureras i XY- eller AB-linjering. 

Den har också två ingångar (XLR / 6.3mic kombo) för inspelning med två externa mickar alternativt en stereo-linjeingång. Det går att spela in i mono, stereo eller fyra kanaler.

Det finns ett högpassfilter 40/80/120Hz, limiter och en funktion för dubbelinspelning med normalnivå och sänkt nivå för att ha en reservinspelning i lägre nivå om det plötsligt skulle överstyra (exvis liveband). Externa mickar kan fantommatas med 24/48V från enheten.

Det finns även en liten inbyggd högtalare och en hörlursutgång.

Spänningsmatning är 3st AA-batterier, usb eller extern psu.

Man kan använda SD, SDHC eller SDXC med max 128GB som minneskort.

 

 

Här spelar jag in i 24/96 lpcm wav-format med enbart linjeingångarna;

 

 

Prisvärd inspelare  

Den borde man ta med på konsert  om det är tillåtet pga upphovsrätt.

(Här en inspelning med Tascam på Youtube av Sonus Faber Maxima Amator, bra mycket bättre ljud än med de flesta videokameror)

[calle_jr]

On 2023-01-15 at 20:30, calle_jr said:

Det finns några till mindre komponentförändringar som jag kan göra (här markerat med röda pilar);

 

 

Jag har nu ersatt R10 till 1.5kohm, C9 till 135nF och R24 till 6.84kohm och bytt SSM2141 till THAT1200 i båda kanaler.

 

 

 

 

 

 

 

 

Jag lödade dessa komponenter igår morse och lät sedan preamp stå på flera timmar innan lyssning. Det låter förvånansvärt bra. Full dynamik som bandet återger, bra stereobild, lågt brus och inte minst ... det låter rullband!

 

Mätmässigt är jag nöjd såhär;

 

 

 

Det är små komponentavvikelser och trots att jag inte har matchat så väldans noga själv ser man detta i frekvensgången.

Jag har nästan genomgående använt Vishay filmkondensatorer av metalliserad polypropylen (MKP1839) och Vishay metallfilmsresistorer (CMF55). Jag måste nog tillskriva dessa val en del av det goda resultatet även om det är en gissning. Man ska beakta att det finns avvikelser även i tonhuvudet.

 

[AlfaGTV]

Nu ser det ju felfritt ut, eller iaf väl inom marginalerna!  Snyggt jobbat!

Hur ser det ut om du skulle mäta direkt efter uppstart? (kall elektronik) Är det betydande skillnader?

[calle_jr]

7 minutes ago, AlfaGTV said:

Hur ser det ut om du skulle mäta direkt efter uppstart? (kall elektronik) Är det betydande skillnader?

Ja, jag har sett det när jag har mätt här under byggtiden. Man måste låta kondensatorerna stabilisera flera timmar.

Det gäller både signalkondensatorer för filterverkan och avkopplingskondensatorer för att op-ampar och övriga ic ska fungera som avsett.

 

[calle_jr]

 

Jag behöver nu kunna koppla om mellan tre källor förutom phono, så jag har skaffat en Kramer VS-4X;

 

 

 

 

 

[calle_jr]

 

Jag kunde inte hitta så mycket info och inga bilder på hur den är byggd, så det var lite chansning. Men Kramer har gott rykte för robusta produkter inom pro audio och video. Och eftersom den är passiv och mekanisk gick jag på Kramers erfarenhet av just sådana produkter.

Utifall någon annan är på jakt så bjuder jag därför på lite bilder;

 

 

 

 

Den fungerar mycket bra och jag kan inte höra några som helst problem;

 

 

 

https://www1.kramerav.com/product/vs-4x

 

[calle_jr]

 

Man får alltid räkna med brumhantering när man tar sig framåt såhär med åtskilda huvudkomponenter.

Ibland svårt att veta på förhand exakt vad som fungerar bäst.

Men det första att se till är att tvinna och skärma kablaget till tonhuvudet;

 

 

Som jag redogjort för tidigare är det en tvinnad solid 24awg silverpläterad kopparledare i teflontub. Den är skärmad med flätad kopparskärm som endast är ansluten på GND i headblock. Tonhuvudet är ju en flytande källa och ev återstående störningar på signalen släcks ut i BalUnen.

 

Nästa steg (för mig) var att koppla en jordtråd mellan B62 och jordskruven på tape preamp. Mycket viktigt.

 

 

 

Sist och lika viktigt är att koppla både B62 och tape preamp på samma fas som övrig hifi, och med rätt polaritet.

 

Nu finns det inget brum och brusnivån är helt acceptabel!

 

[calle_jr]

 

Jag störde mig en del på drivkretsen till vu-mätarna.

Dels är impedansen så låg att det dämpar audiokretsen med ca 6dB, dels är mätarna lite för stressade. Men kanske sämst av allt så är kort+mätare inte linjära.

Om jag spelar en 0dB-ton och mätarna visar 0VU, och sedan spelar en -10dB-ton så visar de -20VU.

 

Jag tror att själva mätarna är bra så jag skaffade ett bättre kort.

Kortet var mycket större än det gamla, men det gick fint att montera med lite god vilja;

 

 

 

 

Det var enkelt att kalibrera, och jag tycker kortet verkar mycket bättre. Det är mer linjärt och mätarna är snabba men inte så flaxiga. Snabb respons men lite dämpad återgång.

 

Nu fick jag även kopplat in hörlursförstärkaren och den fungerar bra.

 

 

 

 

Mission complete!

 

[byZan]

17 minutes ago, calle_jr said:

Mission complete!

Måste var härligt att både bli klar och nöjd samt veta att du nu kan slå dig till ro i fåtöljen, för du har väl inga andra projekt på G

Snyggt jobbat @calle_jr

 

/byZan

[calle_jr]

On 2023-03-12 at 18:49, byZan said:

veta att du nu kan slå dig till ro i fåtöljen

Det spenderas alltid mycket av egentiden i fåtöljen, men jag inbillar mig att knoppen mår bra av lite utmaning för att inte torka in.

Detta projekt var en grym utmaning för mig. Peo har dragit upp mig från träsket ett otal gånger under denna tid. Det finns nästan inget skrivet om ämnet och jag känner inte till någon enda redogörelse på området. Försteg, slutsteg, riaa och högtalare finns det ju spaltmeter skrivet om och tusentals exempel om teori och praktik.

Tape head preamps är nästan ett vitt fält.

I teorin kan man betrakta det som ett riaa med lite andra tidskonstanter, men i praktiken är det nog mer som ett riaa i kvadrat 

 

[ulfsan]

3 hours ago, calle_jr said:

Detta projekt var en grym utmaning för mig.

Du är otrolig, Calle! Var det en lika stor utmaning som att få till MalmöLive konserthus?

 

Båda projekten är ju dessutom jättefint dokumenterade bild- och textmässigt för den som förstår det hela. 

😳👍

/ Ulf

[calle_jr]

Läste vad jag skrev här senast och inser att det kan misstolkas. Jämförelsen med riaa är alltså på ett fundamentalt plan. 
Jag är ganska novis i vad som kretstekniskt skiljer agnarna från vetet inom highend riaa, och än mer oförmögen att åstadkomma något sådant själv. Inte ens i närheten. Men jag är ganska säker att en tape preamp som skulle motsvara tex mitt eget riaa Pass XP25 skulle vara en utmaning även för Wayne Colburn. Det var så jag menade 

 

En avgörande skillnad både vad gäller mc riaa och tape preamps är att man normalt använder ingångstransformatorer. För tape preamps (exvis Studer) använder man därutöver både linjesteg, förstärkning i flera reprosteg och utgångstransformatorer.

Då blir eq en ganska enkel, passiv sak. En sådan arkitektur passar också mycket bättre för en kommersiell spelare som ska anpassas för olika tonhuvuden, hastigheter, bandtyper och eq-standarder.

Det som förvånar mig är att man ändå normalt får så högt SNR utan att signalen överstyrs nånstans i kretsen.

Det är detta jag menar som blir mycket enklare att hantera med ett riaa. Ändå översvämmas marknaden av riaa-steg som presterar avsevärt sämre än nästan vilken consumer rullbandspelare som helst.

 

[Peo]

Nu har jag äntligen fått möjlighet att lyssna på denna skapelse och jag är djupt imponerad av vad jag hörde, även i jämförelse med din 810:a (med samma band).

Ljudet var öppet och klart med en perfekt tonal balans, extremt dynamiskt och med gott om detaljer. 

Jag gratulerar till det lyckade resultatet och till ett väl genomfört projekt av en dignitet som få skulle ge sig på, även de med goda elektronikkunskaper i bagaget

Tack för demonstrationen.

Vad blir nästa utmaning?