Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TDK Spule 4H clonen


von Stephan B. (oberling)


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Die Korg Minipops 7 (MP7) ist eine Drummachine, die vom Schaltplan her 
für einen Nachbauversuch simpel genug aussieht (zumindest der Stimmteil) 
- bis auf ein Detail: Es sind 15 Spulen verbaut mit Induktivitäten 
zwischen 100mH und 4H.
Genauere Informationen, wie Schaltplan und Foto der bestückten Platine 
findet man hier:

http://www.colinfraser.com/mp7/index.htm

Nach langer Suche und Einlesen in die verschiedenen Materialien und 
Eigenschaften einer Spule bzw. deren möglicher Kerne, bin ich nun 
einerseits zwar wesentlich schlauer als zuvor und habe nun schonmal was 
von Ringkerne, Schalenkerne etc. gehört, aber ich habe noch kein 
Material gefunden, mit dem ich auf ähnlicher Größen sowohl in Abmaßen, 
als auch Henry zumindest erstmal rechnerisch komme, wie die in der MP7 
verwendeten von TDK.
Diese selbst scheint TDK nicht, und auch kein anderer Hersteller 
(Mouser, Digikey durchsucht) mehr herzustellen (braucht vermutlich auch 
niemand mehr 4H Spulen - wird vermutlich eher durch OpAmps gelöst, oder 
komplett umgangen, was ich für einen Nachbau zum Lernen eher nicht tun 
möchte...).

Kann mir hier vielleicht jemand den entscheidenden Denkanstoß geben?
Gibt es zu den TDK-Teilen vielleicht irgendwo noch ein Datenblatt, dass 
ich nicht gefunden habe?

von Volker S. (sjv)


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Bezüglich der Spulen wende Dich an Reinhöfer

http://www.roehrentechnik.de/html/spulen.html

oder einen anderen erfahrenen Trafohersteller, die können Dich beraten.
Wenn die Spulen sehr klein sind, ist auch der Draht sehr dünn, das macht 
die Spulen nicht besonders zuverlässig. Eine größere Spule kann da 
sinnvoller sein.

MfG

von Stephan B. (oberling)


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Danke für den Hinweis - habe soeben eine Anfrage gestellt und bin 
gespannt auf die Antwort.

Nichtsdestoweniger würde ich mich natürlich über weitere Hinweise zu 
eventuellen Materialien für solche Spulen sehr freuen.

Soweit ich momentan Berechnungen angestellt habe, war es aufgrund der 
AL-Werte der Materialien für Schalenkerne (die waren die einzigen, für 
die ich Materialien für Audiofrequenzen gefunden habe) und der 
Mindestdicke der findbaren Kupferlackdrähte (0,1mm) eh nicht möglich, 
auf diese Abmaße zu kommen.

von R. M. (Gast)


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Für Spulen, die mit einem Bein an Masse hängen, könnte man auch über 
einen Gyrator nachdenken:
https://de.wikipedia.org/wiki/Gyrator
mfG

von Mark S. (voltwide)


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Für solche Audio-Filter kommen am ehesten Schalenkerne ("pot cores") mit 
hochpermeablem T38-Ferrit in Betracht.
Selbst mit einem Al-Wert von 10.000 bräuchtest Du 1000Wdg für 10H 
Induktivität

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ferrit-Datenbuch von TDK-Epcos:
https://en.tdk.eu/tdk-en/180386/tech-library/publications/ferrites
Ab Seite 35 sind die Materialempfehlungen.

T38 steht hier eher für Breitbandtransformatoren bis 3 MHz.
Für "High-Q Inductors in Filters" bis 100 kHz wird N48 genannt.

von Volker S. (sjv)


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Stephan B. schrieb:
> Soweit ich momentan Berechnungen angestellt habe, war es aufgrund der
> AL-Werte der Materialien für Schalenkerne (die waren die einzigen, für
> die ich Materialien für Audiofrequenzen gefunden habe) und der
> Mindestdicke der findbaren Kupferlackdrähte (0,1mm) eh nicht möglich,
> auf diese Abmaße zu kommen.

Die Spulen von Korg dürften mit 0,03 oder 0,07mm CuL gewickelt sein, 
damit kannst Du nochmal nachrechnen.
Hast Du Dich schon mal mit der Beschaffung der Original Transistoren 
beschäftigt?

MfG

von Stephan B. (oberling)


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R. M. schrieb:
> Für Spulen, die mit einem Bein an Masse hängen, könnte man auch über
> einen Gyrator nachdenken:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Gyrator
> mfG

Gyratoren könnten für ein paar von den Spulen infrage kommen - jedoch 
haben nicht alle ein Bein an Masse.

Mark S. schrieb:
> Für solche Audio-Filter kommen am ehesten Schalenkerne ("pot cores") mit
> hochpermeablem T38-Ferrit in Betracht.
> Selbst mit einem Al-Wert von 10.000 bräuchtest Du 1000Wdg für 10H
> Induktivität

Danke für die Spur, dass die Dinger "pot cores" heißen :-D Das 
erleichtert mir weitere googelei.

Christoph K. schrieb:
> Ferrit-Datenbuch von TDK-Epcos:
> https://en.tdk.eu/tdk-en/180386/tech-library/publications/ferrites
> Ab Seite 35 sind die Materialempfehlungen.
>
> T38 steht hier eher für Breitbandtransformatoren bis 3 MHz.
> Für "High-Q Inductors in Filters" bis 100 kHz wird N48 genannt.


Aha - das sieht nach einem wirklich guten Material aus! Frequenzgang 
sieht gut aus und ein AL von 2200nH auf einen RM6 Schalenkern sollte mit 
0,1mm Kupferlackdraht gut auf die 4H kommen.
Bleibt noch zu gucken, ob mir der 0,1mm Kupferlackdraht 
widerstandsseitig und stromflussseitig nicht einen Strich durch die 
Rechnung macht...
Danke soweit schonmal!

von Jona (Gast)


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http://oppermann-electronic.de/html/ferrite.html

http://oppermann-electronic.de/html/ubertrager.html

Mit denen hier habe ich erfolgreich Induktivitäten für eine analoge Drum 
gebaut:
http://oppermann-electronic.de/assets/images/Bild4416a.jpg
(sind allerdings nicht mehr lieferbar)


Kennst du diese Seite hier schon?
http://www.drummachines.de/beatboxer/service/serv1.htm

von Stephan B. (oberling)


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Volker S. schrieb:
> Die Spulen von Korg dürften mit 0,03 oder 0,07mm CuL gewickelt sein,
> damit kannst Du nochmal nachrechnen.
> Hast Du Dich schon mal mit der Beschaffung der Original Transistoren
> beschäftigt?

Die Antwort hatte ich glatt übersehen...
Zu den 0,03mm CuL und 0,07CuL: habe ich noch nirgendwo für Selbstroller 
zum Kaufen gefunden, aber ja - die dürften somit den Formfaktor auch bei 
großen L ordentlich schlank halten können. Bin eh schon gespannt, ob 
sich 0,1mm überhaupt zuverlässig "per Hand" wickeln lässt... bei 0,03 
hätte ich vermutlich nicht nur um die Sorgfalt der Wicklung sondern dort 
dann endgültig auch wegen grobmotorischer Handhabung Angst um die 
Unvesehrtheit des Kupferfadens innen - ich vermute, dass hier ein Knick 
reicht, um das Teil zu brechen...

Zu den Transistoren:
In einem Forumspost auf http://electro-music.com/forum/topic-35600.html 
meinte LektroiD welche gefunden zu haben - 2009 ist zwar schon etwas 
her, aber ich war zuversichtlich, dass es die noch geben würde.
Er schrieb dort:
2SA564 = BC258
2SC644 = BC182
2SC828 = BC167
... und dass man das nochmal prüfen sollte - was ich natürlich tun 
möchte.

Ich habe da nicht den Anspruch, dass es eine 100% Replik werden soll, 
sondern dass der Klang am Ende erzeugt wird, "stimmt" und ich auf dem 
Weg dahin viel lerne :-)

Jona schrieb:
> Kennst du diese Seite hier schon?
> http://www.drummachines.de/beatboxer/service/serv1.htm

Ich glaube, über die Seite bin ich schonmal gestolpert, weil ich mit dem 
Thema generell schon etwas länger liebäugle - dennoch danke! Ich denke 
das kann sehr hilfreich werden, wenn ich tiefer in den Schaltkreis 
eintauche.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Die Epcos/TDK-Ferrite gibts gut sortiert bei Bürklin
https://www.buerklin.com/de/ferrite/c/000097
die liefern seit längerer Zeit auch ausdrücklich an Privatkunden.

So ein Schalenkernbausatz besteht aus zwei Ferrithälften, einem 
Kunststoff-Wickelkörper, einem Abgleichkern, einer Federkonstruktion um 
die beiden Hälften zusammenzuhalten und einem Sockel mit Lötstiften zum 
Einlöten in die Platine.
Die Preise für "Kernsätze" liegen soweit ich sehe bei 2..4 € plus MwSt. 
Man kann sie aber auch selbst aus Einzelschalen und Zubehör 
zusammenstellen.

von Mark S. (voltwide)


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0,1mm CuL läßt sich imho noch gut händisch verarbeiten, bei 0,05mm hört 
der Spaß so langsam auf. Der Gütefaktor von Ferritübertragern wird im 
Audio-Bereich vor allem durch den Wicklungswiderstand  beschränkt. Von 
daher empfehle ich, den Kern mit max Al-Wert zu wählen, um auf möglichst 
wenige, möglichst dicke Windungen zu kommen.
2200nH erscheint mir da ziemlich wenig.

: Bearbeitet durch User
von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Stephan B. schrieb:
> R. M. schrieb:
>> Für Spulen, die mit einem Bein an Masse hängen, könnte man auch über
>> einen Gyrator nachdenken:
>> https://de.wikipedia.org/wiki/Gyrator
>> mfG
>
> Gyratoren könnten für ein paar von den Spulen infrage kommen - jedoch
> haben nicht alle ein Bein an Masse.

Theoretisch kann man die Schaltung auch differentiell aufbauen, also 
eine "Induktivität" mit zwei, auch DC-mäßig, freien Polen erhalten. Ich 
habe aber weder davon gesehen noch gehört, dass jemand das auch nur 
versucht hat abseits von integrierten Schaltungen. Mutmaßlich braucht 
man dafür außergewöhnlich eng tolerierte Kapazitäten mit sehr guter 
Übereinstimmung der Drift.

Neuland? ;)

: Bearbeitet durch User
von Mark S. (voltwide)


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Eher Altland. Wer baut heute noch LC-audio-Filter, wo es billige DSPs an 
jeder Ecke gibt?

von Homo Habilis (Gast)


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Mark S. schrieb:
> 0,1mm CuL läßt sich imho noch gut händisch verarbeiten, bei 0,05mm hört
> der Spaß so langsam auf. Der Gütefaktor von Ferritübertragern wird im
> Audio-Bereich vor allem durch den Wicklungswiderstand  beschränkt. Von
> daher empfehle ich, den Kern mit max Al-Wert zu wählen, um auf möglichst
> wenige, möglichst dicke Windungen zu kommen.
> 2200nH erscheint mir da ziemlich wenig.

Und sogar beim 30x19 Potcore aus T38, mit AL 28µH/N², braucht man für 4H 
schon ca. 378 Windungen. Möglichst hoher AL-Wert wäre auch meine Wahl.

Und man kann doch T38 allgemein schon auch bei niedrigeren 
Frequenzen "gebrauchen", zumindest verstehe ich das so, daß der Wert 
"bis zu 3 MHz" nur die Brauchbarkeit für die Verwendung in Netzfiltern 
meint.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Bei den Datenangaben steht immer "ohne Luftspalt" oder "mit Luftspalt", 
das scheint ein wichtiger Unterschied zu sein. Englisch "gapped" oder 
"ungapped".
Ein Luftspalt im Weg der Magnetfeldlinien ist ähnlich wie ein Widerstand 
im Stromkreis. Im Epcos-PDF gibt es Applikationstexte, z.B. "Gapped 
cores for filter/resonant circuits" und "ungapped cores for broadband 
transformers"

Möglicherweise sorgt das gerade für einen besonderen Klang (Verzerrungen 
durch Übersteuerung des Ferrits), die man mit anderen Lösungen ebenfalls 
simulieren müsste.

von Miro (Gast)


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Hallo,

du brauchst T38 (µi=10000) oder T46 (µi=15000), ohne Luftspalt, mit 
Spiegelschliff.

Auch solltest du darauf achten, dass die Kernhälften vor dem Montieren 
auf einem sauberen Blatt Papier abgezogen werden. Nach dem Zusammenfügen 
der Kerne mußt du sie "einreiben" (gegeneinander bewegen), damit du 
einen möglichst hohen Induktivitätswert erhältst.

Alternativ wären auch Ringkerne geeignet, diese sind aber bei hohen 
Windungszahlen nicht leicht zu bewickeln.

Gruß

Miro

von Pandur S. (jetztnicht)


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Der Unterschied zwischen mit Luftspalt und ohne Luftspalt ist die 
Induktivitaet und die Saettigung. Mit Luftspalt hat man eine signifikant 
tiefere Induktivitaet, und ohne Luftspalt kann man nicht saettigen.
Saettigen bedeutet, die Induktivitaet nimmt mit zunehmendem Strom wieder 
ab, bedeutet die Filtercharakteristik haengt von der Amplitude ab, und 
es werden Oberwellen generiert.

: Bearbeitet durch User
von Jona (Gast)


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Stephan B. schrieb:
> Bin eh schon gespannt, ob
> sich 0,1mm überhaupt zuverlässig "per Hand" wickeln lässt...

Ja, tut er.

Mein dünnster Draht war 0,01mm für ein paar 1000 Wdg. auf einen 
Gitarrentonabnehmer. Bei so dünnem Draht wirds kniffelig.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ok, wenn ich die Daten vergleiche, ist der AL-Wert bei N38 deutlich 
kleiner als T38.
Die stehend eingelöteten Schalernkerne auf dem Foto könnten 18mm 
Durchmesser haben, man müsste mal mit den umliegenden Bauelementen 
vergleichen. Der nächstkleinere Durchmesser wäre 14mm.
Auf PDF-Seite 360 im Datenbuch hat "ungapped" T38 einen AL von 12600, 
N48 nur 2800. "Gapped" nur 160 bis 630.

Das wäre also der hier:
https://www.buerklin.com/de/schalenkernsatz/p/82d310
    Schalenform: P 18 x 11
    Material: T38
    Luftspalt: Nein
    Zubehör: P-Kernsatz
    AL-Wert: 12,6 µH

von voltwide (Gast)


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Christoph K. schrieb:
> Möglicherweise sorgt das gerade für einen besonderen Klang (Verzerrungen
> durch Übersteuerung des Ferrits), die man mit anderen Lösungen ebenfalls
> simulieren müsste.

Das sorgt vor allem für eine rapide Absenkung des wirksamen Al-Wertes - 
ist hier also überhaupt nicht zielführend.

von voltwide (Gast)


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Jona schrieb:
> Mein dünnster Draht war 0,01mm für ein paar 1000 Wdg. auf einen
> Gitarrentonabnehmer. Bei so dünnem Draht wirds kniffelig.

Chapeau!

von Stephan B. (oberling)


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Homo Habilis schrieb:
> Und man kann doch T38 allgemein schon auch bei *niedrigeren*
> Frequenzen "gebrauchen", zumindest verstehe ich das so, daß der Wert
> "bis zu 3 MHz" nur die Brauchbarkeit für die Verwendung in Netzfiltern
> meint.

Das mit dem T38 und den bis zu 3 MHz steht da möglicherweise nur zur 
Einordnung in die Anwendungsbereiche?
Was ich zu T38 fand war dann nämlich 0,01 MHz - 0,1 MHz als optimales 
Frequenzband, was für mein Verständnis in Audioanwendungen eigentlich 
zu hoch wäre...
https://en.tdk.eu/download/528868/f048fe9e930c7ae02f7a518e2f9378b4/pdf-t38.pdf

Andererseits steht das gleiche Frequenzband auch in dem Datenblatt für 
N48 drin.
https://en.tdk.eu/download/528870/47aee3fc1fa275306d068fbdce79a476/pdf-n48.pdf

Vielleicht arbeiten die darunter auch einfach nur "nicht ganz so 
optimal, aber immernoch ziemlich gut"?
T38 wäre vom Al-Wert natürlich wesentlich bequemer bei der Anzahl an 
notwendigen Wicklungen für 4 H :-)

Vermutlich sollte ich zur Beurteilung verschiedener Materialien in den 
sauren Apfel beißen und mind. 2 verschiedene Materialien bestellen, sie 
entsprechend wickeln und in einem Probeaufbau testen... Das bringt zwar 
mehr Aufwand mit sich beim Wickeln, aber am Ende womöglich den größten 
Erkenntnisgewinn...
Denn abseits vom Al-Wert unterscheiden sich die Materialien ja auch noch 
in diversen anderen (womögich unwichtigeren) Eigenschaften...

Christoph K. schrieb:
> Bei den Datenangaben steht immer "ohne Luftspalt" oder "mit Luftspalt",
> das scheint ein wichtiger Unterschied zu sein. Englisch "gapped" oder
> "ungapped".

Das stimmt offenbar und ich hätte beinahe den Fehler gemacht und 
ungapped-varianten in den Warenkorb gelegt. Danke also für den Hinweis!

Miro schrieb:
> Auch solltest du darauf achten, dass die Kernhälften vor dem Montieren
> auf einem sauberen Blatt Papier abgezogen werden. Nach dem Zusammenfügen
> der Kerne mußt du sie "einreiben" (gegeneinander bewegen), damit du
> einen möglichst hohen Induktivitätswert erhältst.

Auch sehr gut zu wissen :-)

von Mark S. (voltwide)


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Stephan B. schrieb:
> Das stimmt offenbar und ich hätte beinahe den Fehler gemacht und
> ungapped-varianten in den Warenkorb gelegt. Danke also für den Hinweis!

Dann hast Du wohl einen Fehler gemacht. "gap" steht für Lücke, was Du 
brauchst ist also "ungapped". Nach einigermaßen aufmerksamem Durchlesen 
dieses threads müßte das klar geworden sein.

von Stephan B. (oberling)


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Mark S. schrieb:
> Stephan B. schrieb:
>> Das stimmt offenbar und ich hätte beinahe den Fehler gemacht und
>> ungapped-varianten in den Warenkorb gelegt. Danke also für den Hinweis!
>
> Dann hast Du wohl einen Fehler gemacht. "gap" steht für Lücke, was Du
> brauchst ist also "ungapped". Nach einigermaßen aufmerksamem Durchlesen
> dieses threads müßte das klar geworden sein.

stimmt - Tipfehler.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ich wusst', dass ich noch irgendwo so ein altes Taschenbuchvon Helmuth 
Tünker hatte, in dem ein "elektronisches Schlagzeug" beschrieben war, 
was so aehnlich funktionierte wie das MP7.

Vorhin hab' ich das Buch gefunden - da waren Kernbezeichnungen der 
Spulen drinnen; gegooglet und das hier gefunden - das www ist ein Dorf:

Beitrag "Analoge Beatbox - Frequenzen?"

Gruss
WK

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Das mit N48 habe ich nur aus dem Datenbuch zitiert - war keine 
Empfehlung. Zum Wickeln ist der T38 sicher besser.

Im ersten Link werden als Referenz für diese Drummachine zwei Stücke von 
J.M. Jarre genannt, Equinox und Oxygene.
Die Youtube-Videos zeigen teilweise ein Riesenaufgebot an 
Musikelektronik der damaligen Zeit:
https://www.youtube.com/results?search_query=jarre+oxygene
Schön auch die Kommentare, dass man solche Musik am besten unter 
Drogeneinfluss geniessen könne... Eine Stunde lang nur dieses 
Synthigeblubber und -gewaber.

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Oh D. schrieb:
> und ohne Luftspalt kann man nicht saettigen.

Andersrum!

von Homo Habilis (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Andersrum!

Korrekt: "Mit Luftspalt kann man die Spule nicht so leicht sättigen." 
...und/oder: "Ohne Luftspalt kann/darf man nicht so weit aussteuern."

von Stephan B. (oberling)


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Dergute W. schrieb:
> Moin,
>
> Ich wusst', dass ich noch irgendwo so ein altes Taschenbuchvon Helmuth
> Tünker hatte, in dem ein "elektronisches Schlagzeug" beschrieben war,
> was so aehnlich funktionierte wie das MP7.
>

Danke - gibt ja tatsächlich immerhin noch ein paar gebrauchte exemplare 
auf Amazon...

Christoph K. schrieb:
> Das mit N48 habe ich nur aus dem Datenbuch zitiert - war keine
> Empfehlung. Zum Wickeln ist der T38 sicher besser.

Habe ich auch nicht als Empfehlung genommen - eher als "zur diskusion 
stellen".
Ich werde mir vermutlich probeweise einen N48er und einen T38er 
bestellen, die bewickeln und einen Hörtest im Testaufbau auf dem 
Breadboard machen...



Inzwischen haben sich auch die Reinhöfer-Leute zurück gemeldet, dass das 
in den Abmaßen eher schwierig ist und aber auf RM7er oder 18x11er Kernen 
definitiv möglich ist. Also werde ich hier womöglich auch noch die ein 
oder andere Testspule wickeln lassen (wenn denn der Preis in Ordnung 
geht :-) ).

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