Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Tonband: Bias über LDR regeln, funktioniert das?


von Ste N. (steno)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Wie schon im Betreff angedeutet, möchte ich den Bias an meinem Tonband 
regelbar machen um verschiedene Bandsorten optimal nutzen zu können. Ich 
möchte jetzt nicht über Sinn oder Unsinn der Aktion diskutieren. Ja ich 
weiß, Tonband ist seit mindestens 30Jahren obsolet, aber wenn es doch 
Spaß macht ;)

So, nun mein Anliegen. Um den Eingrif möglichst wenig invasiv zu 
gestalten, wollte ich die Potis R8,11,14,18 durch passende LDRs 
ersetzen. Die würde ich jeweils gemeinsam mit einer LED lichtdicht in 
ein kurzes Rohrstück einkleben. Die LED wiederum möchte ich mit einer 
PWM dimmen um so den Bias einzustellen. Da die LDRs relativ träge 
reagieren, sollte eine PWM mit ein paar kHz genügen. Die Frequenz der 
HF-Vormagnetisierung liegt bei ca. 130-150kHz, die Amplitude 50V.

Kann das so funktionieren? Bis zu welcher Frequenz kann man die LDRs 
überhaut nutzen? Für Audio soll es ja gehen und dafür habe ich auch 
schon Schaltungen gesehen. Wie Langzeitstabil ist denn so ein LDR und 
wie temperaturabhängig ist der Widerstand? Ich denke zwischen 20-60°C 
sind realistisch.

Gruß, Steffen

Nachtrag: Ich bin natürlich für Alternativvorschläge offen. Ziel soll es 
sein, das ich möglichst über einen µC 3-4 Bandtypen einstellen und 
wiederholgenau abrufen kann.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Ste N. schrieb:

> Wie schon im Betreff angedeutet, möchte ich den Bias an meinem Tonband
> regelbar machen.

Ich nehme an, Du meinst einstellbar?

> Ich wollte die Potis R8,11,14,18 durch passende LDRs
> ersetzen. Die würde ich jeweils gemeinsam mit einer LED lichtdicht
> in ein kurzes Rohrstück einkleben.

Ja, sowas gibt (gab?) es sogar fertig zum kaufen. Da LDRs normaler-
weise grünempfindlich sind, sollte man grüne nehmen

> Die LED wiederum möchte ich mit einer PWM dimmen um so den Bias
> einzustellen. Da die LDRs relativ träge reagieren, sollte eine
> PWM mit ein paar kHz genügen.

Ich würde sicherheitshalber doch ein einfaches RC-Glied zum Filtern
nehmen.

von Ste N. (steno)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> Ich nehme an, Du meinst einstellbar?

Ja natürlich, sorry.

Harald W. schrieb:
> Ja, sowas gibt (gab?) es sogar fertig zum kaufen. Da LDRs normaler-
> weise grünempfindlich sind, sollte man grüne nehmen

Ja, das mit der Grünempfindlichkeit hatte ich auch gelesen und das wäre 
auch mein Plan.

von Lu (oszi45)


Lesenswert?

Ste N. schrieb:
> sollte eine PWM mit ein paar kHz genügen

Ein paar kHz? Es sollte ja die Aufnahmen möglichst nicht durch 
Rechteckimpulse stören? Zu geringe Vormagnetisierung erhöht den 
Klirrfaktor und zu hohe dämpft die Höhen. Das zu optimieren ist mit PWM 
und mit trägen Fotowiderständen wahrscheinlich möglich. Haralds 
Vorschlag mit RC-Glied ist natürlich sicherer.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Ste N. schrieb:
> Die LED wiederum möchte ich mit einer
> PWM dimmen um so den Bias einzustellen. Da die LDRs relativ träge
> reagieren, sollte eine PWM mit ein paar kHz genügen.

Warum nicht mit Konstantstromquelle?

Da kann nichts einstreuen, rein analog...

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> Ja, sowas gibt (gab?) es sogar fertig zum kaufen.

Vactrol

von Ste N. (steno)


Lesenswert?

Mani W. schrieb:
> Warum nicht mit Konstantstromquelle?
> Da kann nichts einstreuen, rein analog...

Ja gut, über solche Details kann man sich dann sicher auch noch Gedanken 
machen. Jetzt geht es ja erst mal um die grundsätzliche Machbarkeit und 
wie es bisher aussieht, scheint es ja keine großen Bedenken zu geben.

PWM wollte ich halt nehmen, wegen der einfachen Realisierbarkeit mittels 
µC. Eine Konstantstromquelle müßte man dann auch analog ansteuern. 
Haralds Vorschlag mit dem Tiefpass werde ich auf alle Fälle übernehmen.

H. H. schrieb:
> Vactrol

Guter Tip, leider nicht mehr zu bekommen. Aber jetzt weiß ich schon mal, 
wonach ich suchen muß. Zur Not wird eben selbst gebaut, ist ja keine 
Raketenwissenschaft.

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

LDRs sind nichtlinear, temperaturabhängig und streuen.
Ich würde 4 Relais (DPDT) nehmen und damit zwei 16 Stufen DAC aufbauen.

von Ste N. (steno)


Lesenswert?

Peter D. schrieb:
> LDRs sind nichtlinear, temperaturabhängig und streuen.

Das war ja meine Eingangsfrage. Die Nichtlinearität und Streuung kann 
man meiner Meinung nach ignorieren. Es wird ja eh jeder Kanal 
individuell eingestellt. Ist ja bei Potis auch nicht anders und zur Not 
könnte man das als Tabelle im µC hinterlegen. Die große Frage ist die 
Temperaturabhängigkeit und Alterung.

Peter D. schrieb:
> Ich würde 4 Relais (DPDT) nehmen und damit zwei 16 Stufen DAC aufbauen.

Puh, das wird dann aber ein ganz schöner Trum? Dann kann ich ja gleich 
pro Bandsorte ein Relais und Trimmer spendieren.

von Karl B. (gustav)


Lesenswert?

Habe mir das Schaltbild der B77 MKII angesehen.
Oscillator PCB 4 Track 1.177.240.00/1.177.242.00/1.177.243.00
und bin davon überzeugt, dass es wenig Sinn macht, hier ohne 
entsprechendes Know-How reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
Noch nicht einmal bei der Revision meiner B77 wurde da etwas an 
vorherigen Einstellungen geändert.
Das Problem liegt auch darin, dass die Einmessung werksseitig mit 
Bandsorten erfolgte, die heute nicht mehr verfügbar sind.
Und gealterte Bänder, sollte man jetzt darauf etwas aufnehmen wollen, 
haben auch geänderte Werte. Das Ergebnis wenig vorhersehbar.

Die Idee des TO setzt ein Verfahren voraus, das auf bestimmte 
standardisierte Bandsorten eingestellt ist. Diese sind aber nicht mehr 
verlässlich. Jedes Band ist individuell zu behandeln. Vor allem was die 
Quermagnetisierung und damit die Wiederbespielbarkeit anbelangt. Alte 
Aufnahmen "schlagen" durch.

Mir sagte einmal vor Jahrzehnten ein Tontechniker, er würde für 
Neuaufnahmen nur fabrikneue Bänder verwenden. Diese werden praktisch nur 
einmal bespielt, kämen dann nur noch zur Wiedergabe aus dem Archiv.
Denn: Der mechanische Verschleiß, aka Bandabrieb, ist zwar minimal, aber 
bei jedem Abspielen vorhanden. Und das beste Beispiel für den Versuch, 
wie das Problem angeblich umgangen werden könnte, waren ja die Scotch 
Tapes.
Anbeblich durch "Spezialschmierung" abriebfest. Nur nicht 
langzeitstabil.
Ergebnis: Ein Risendesaster mit schmierenden, quietschenden Bändern und 
Aufnahmen, mit verschmutzen Tonköpfen.

Und eine noch so gute voreingestellte HF-Vormagnetisierung bringt 
gegenüber der Werkseinstellung kaum messbare Klangoptimierungen.
Man darf auch nicht vergessen: Für jede Bandgeschwindigkeit nochmals 
neu.
Das Einmessen ist auch nicht so einfach.
Das Ergebnis soll ja sein: Kein Unterschied zwischen Aufnahme und 
Wiedergabe hörbar. Dazu wird mit Hinterbandkontrolle gearbeitet. Und 
dann noch für jeden Stereokanal extra. Mit ein paar grobmaschigen 
Poti-Einstellungen alleine bei Record-BIAS ist da nichts zu reißen.

Ich würde es so lassen. Ich mache auch keine Aufnahmen mehr damit.
Nur noch Wiedergabe. Ob nun NAB Oder IEC. Egal.
Die Band-Aufnahmen können mit modernen Aufnahmetechniken nicht mehr 
konkurrieren. Vor allem die Gleichlaufschwankungen vermasseln einem 
Overdubbing.

Und die B77 kann das garnicht synchron.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Lu (oszi45)


Lesenswert?

Habe vor vielen Jahren mal 1/2" Geräte repariert. Mehrfach benutzte 
Messbänder musste ich am Anfang immer kürzen, weil sie total 
verschlissen waren. Die Magnetschicht wurde durchsichtiger und das 
Trägerband ausgeleiert. Ob es jetzt sinnvoll ist, die alten Bänder x 
fach zu bespielen? Das Ergebnis muß für den User ausreichend sein.

von Marcel V. (mavin)


Lesenswert?

Ste N. schrieb:
> Puh, das wird dann aber ein ganz schöner Trum? Dann kann ich ja gleich
> pro Bandsorte ein Relais und Trimmer spendieren.

Einfach die Relaismimik weglassen und nur die Trimmer nehmen, bzw. statt 
der Trimmer richtige Potis mit Drehknöpfen mit Zeiger einsetzen, dann 
kann man sich die entsprechende Skala mit dem Filzstift selber dranmalen 
und man kann sogar die entsprechenden Zahlenwerte für den 
Vormagnetisierungsstrom von 1 bis 50 mA auch noch mit dranschreiben.

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
>> Die LED wiederum möchte ich mit einer PWM dimmen um so den Bias
>> einzustellen. Da die LDRs relativ träge reagieren, sollte eine
>> PWM mit ein paar kHz genügen.
>
> Ich würde sicherheitshalber doch ein einfaches RC-Glied zum Filtern
> nehmen.

"Relativ"ist hier sehr relativ. Die Dinger sind zwar recht träge was den 
"Vollausschlag" angeht. Es dauert recht lange bis die von 0% bis 100% 
bzw. wieder zurück sind. Aber wenn die Beleuchtung "flimmert" kann man 
das durchaus noch messen, weil sich der Wert um einige wenige % um den 
Mittelwert herum verändert. Ein sauberes Rechteck kommt da nicht mehr 
heraus, aber einige Artefakte im hörbaren Bereich kannst du damit 
durchaus aufmodulieren.

Ich würde die LED, wenn schon Dimmbar, nur mit einem sehr sauber 
gefilterten analogen Spannung/Strom ansteuern und nicht dauern eine und 
ausschalten (schon garnicht in einem hörbaren Freq. Bereich).

von Rüdiger B. (rbruns)


Lesenswert?

2 10-Gang Potis mit Anzeige.

von Johann S. (johann_s285)


Lesenswert?

Ste N. schrieb:
> Da die LDRs relativ träge reagieren, sollte eine PWM mit ein paar kHz
> genügen

Sind LDRs wirklich so träge? Vor Jahrzehnten experimentierte ich als 
Kind mit Kosmos Experimentierkästen. Da kann ich mich an einen Aufbau 
mit einer Lichtschranke erinnern. Ein Audiosignal wurde über eine 
Leuchtdiode und einen LDR 07 von einer Sendeeinheit, gespeist aus einem 
Radio oder Kassettenrekorder über eine Distanz von ca. 1 m auf eine 
Empfangseinheit mit Lautsprecher übertragen.

Gruß Hans

von Karl B. (gustav)


Lesenswert?

Im Diaprojektor finde ich einen Doppel-LDR für den Autofokus-Regelkreis.
Schnell ist der nicht.

ciao
gustav

von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Johann S. schrieb:
> Sind LDRs wirklich so träge?

Sind schon träge, aber NF kommt schon noch einiges drüber.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Johann S. schrieb:
> Sind LDRs wirklich so träge?

Weniger, als ich dachte. Ich steuere in einem AV Umschalter Lautstärke 
mit LDRs und 4kHz PWM sind deutlich zu hören. Bin dann auf 31kHz 
gewechselt.
Ich musste die LDRs für Stereo auch auf Gleichlauf ausmessen, weil die 
doch recht weit streuen, wie schon oben angemerkt.

von Ste N. (steno)


Lesenswert?

Johann S. schrieb:
> Sind LDRs wirklich so träge? Vor Jahrzehnten experimentierte ich als
> Kind mit Kosmos Experimentierkästen. Da kann ich mich an einen Aufbau
> mit einer Lichtschranke erinnern. Ein Audiosignal wurde über eine
> Leuchtdiode und einen LDR 07 von einer Sendeeinheit, gespeist aus einem
> Radio oder Kassettenrekorder über eine Distanz von ca. 1 m auf eine
> Empfangseinheit mit Lautsprecher übertragen.

Wow, das hätte ich jetzt nicht gedacht. Gut zu wissen, aber man kann ja 
mit der PWM Frequenz auch höher gehen und wenn man dann noch einem 
Tiefpass dazu packt.

Zum Rest. Ich wollte doch eigentlich nicht über die Sinnhaftigkeit 
diskutieren ;) Nur soviel. Ich nutze vorwiegend Maxell-Bänder UD, XL und 
XLI. Die sind selbst jetzt nach 30 Jahren noch einwandfrei. Wenn da so 
ein Band 1,5h durchläuft, sind die Tonköpfe und die Führungen 
blitzblank. Hingegen meine noch älteren ORWO Bänder schmieren wie sau. 
Keine 30sek und alles ist zu.

von Thomas S. (thommi)


Lesenswert?

Die Trägheit der LDR ist dann gegeben, wenn sie voll beleuchtet werden 
und der Halbleiterwerkstoff im Mäander voll durchionisiert ist. Da 
dauert es ein paar Sekunden, bis bei Dunkelheit der Widerstand von ca 
200 Ohm...2 kOhm wieder den Megaohmbereich erreicht.

Bei LED-Blitzen wird lange nicht so viel Masse ionisiert, da reagieren 
die LDR deutlich flinker. So im unteren einstelligen 
Millisekundenbereich.

Aber ich meine, dass es immer schwieriger wird, die zu bekommen, da sie 
nicht RohS-konform sind (Cadmium- oder Bleiverbindungen als 
Halbleitermaterial).

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Thomas S. schrieb:
> Die Trägheit der LDR ist dann gegeben, wenn sie voll beleuchtet werden
> und der Halbleiterwerkstoff im Mäander voll durchionisiert ist.

Deshalb hält sich wohl das Gerücht, dass ein LDR träge ist...

Thomas S. schrieb:
> Bei LED-Blitzen wird lange nicht so viel Masse ionisiert, da reagieren
> die LDR deutlich flinker. So im unteren einstelligen
> Millisekundenbereich.

Eben, darum ist eine Ansteuerung mit PWM gut zu dimensionieren...

von Lu (oszi45)


Lesenswert?

Habe früher verschiedene Cds-Fotowiderstände benutzt. Die Trägheit war 
auch ganz unterschiedlich je nach Fläche und Typ. Leider war die 
Lichtempfindlichkeit nicht ewig gleich. Dauerhafte Lagerung in der Sonne 
haben z.B. CDS8 ganz schlecht vertragen.

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Lu schrieb:
> Dauerhafte Lagerung in der Sonne
> haben z.B. CDS8 ganz schlecht vertragen.

Ok, als Optokoppler sehe ich auch über Jahre kein Problem
mit Alterung...

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Lesenswert?

Ich würde über abgeschirmte Kabel von außen bedienbare Potis dran bauen, 
von mir aus auch 10-Gang mit Skala. Die Kabel sollten natürlich kurz 
sein wegen der hohen Löschfrequenz.

Die LDR hätten für mein Verständnis zu geringe Wiederholgenauigkeit.

Zur exakten Einstellung müßte man sowieso Messtöne vor der Aufnahme 
drauf geben, um eine möglichst passende Bias-Einstellung zu finden als 
Kompromiss für den geradlinigen Frequenzgang.

mfg

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Christian S. schrieb:
> Die LDR hätten für mein Verständnis zu geringe Wiederholgenauigkeit.

Das hingegen kann ich nicht unterschreiben. In meiner o.a. 
Audiosteuerung treffen die LDR immer wieder den gleichen Punkt.

von Bauform B. (bauformb)


Lesenswert?

Ste N. schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Warum nicht mit Konstantstromquelle?
>> Da kann nichts einstreuen, rein analog...
>
> PWM wollte ich halt nehmen, wegen der einfachen Realisierbarkeit mittels
> µC. Eine Konstantstromquelle müßte man dann auch analog ansteuern.

Wenn sowieso ein µC drin ist, kann der auch die 150kHz am Kopf messen: 
nimm einen uC mit DAC und ADC. Dazu einen Dual-OP mit FET-Eingang, und 
PWM-Ripple, Reproduzierbarkeit, Temperaturdrift und Alterung sind kein 
Thema mehr.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.