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Vorwort von Gert Redlich im Oktober 2017

Diese wissenschaftliche Ausarbeitung im Original zu präsentieren, macht aus meiner Sicht keinen Sinn mehr, die Technologie ist vorbei. Und wer heute nochmal einen allgemeinen Überblick braucht, wird sich kaum noch ganz am Anfang die ausgeschriebenen Bedeutungen irgend welcher griechischer Buchstaben bzw. Variablen merken, um den Sinn irgendwelcher Vergleiche oder Herleitungen zu verstehen und nachzuvollziehen. So habe ich fast alle Formeln übersprungen und dafür die Schlußforgerungen und Ergebnisse herausgestellt.

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Mitteilungen aus den Forschungs- laboratorien der Agfa Leverkusen-München

Dieses Heft gibt es NICHT IM HANDEL zu kaufen.

Herstellung und elektroakustische Eigenschaften der Agfa- Magneton- Bänder, -Filme und Bezugsbänder - März 1955 - von F. Krones - 19 Mitteilungen Agfa
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A. Allgemeines

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Die Renaissance der rund 50 Jahre bekannten magnetischen Schallaufzeichnung setzte 1941 ein, als es Braunmühl und Weber in Deutschland durch Einführung der Hochfrequenzvormagnetisierung gelang, das störende Ruherauschen in den Besprechungspausen, hervorgerufen durch die bis dahin verwendete Vormagnetisierung des bande bei der Aufnahme mittels Gleichstrom, zu beseitigen.

Gleichzeitig wird der Aussteuerungsbereich der magnetischen Kennlinie eines neutralen Tonträgers durch dieses idealisierende Verfahren um den Faktor 2 vergrößert und die nicht linearen Verzerrungen, die beim Gleichstromverfahren mit zunehmender Frequenz rasch ansteigen, bedeutend herabgesetzt.

Der erzielte Dynamikgewinn bei einem Minimum an nichtlinearen Verzerrungen
im Verein mit der sofortigen Abspielbereitschaft der hergestellten Aufnahme und deren Löschbarkeit ohne Verlust an Tonträgermaterial ergeben die Überlegenheit des magnetischen Schallaufzeichnungsverfahrens über die gebräuchlichen und bis dahin allgemein verwendeten beiden anderen Arten der Tonkonservierung, dem Licht- und Nadeltonverfahren.

Zukunftsweisend

Es war daher vorauszusehen, daß sich dieses Verfahren weitere Anwendungsgebiete erobern würde. Zunächst beim deutschen Rundfunk (RRG) verwendet, setzte nach seinem Bekanntwerden nach dem Kriege und dem Freiwerden der Patente in allen Ländern (Anmerkung : Das stimmt so nicht) eine stürmische Entwicklung ein, die bis heute noch nicht zur Ruhe gekommen ist.

Inzwischen geringere Geschwindigkeiten

In der Zwischenzeit hatten die Bandhersteller durch Verbesserung der magnetischen Eigenschaften ihrer Tonbänder die Richtung der Entwicklung, die auf eine Verringerung der Bandgeschwindigkeit abzielt, gewiesen, so daß das Ausland, hiervon Gebrauch machend, von vornherein seine neuentwickelten Geräte für eine Bandgeschwindigkeit von 38,1cm (15 Zoll/s) anstelle der bis dahin beim deutschen Rundfunk verwendeten Geschwindigkeit von 76,2cm/s (30 Zoll/s) auslegte und auch die hierfür notwendigen elektroakustischen Bandeigenschaften seiner Produktion zugrunde legte.

Und international normiert

Um einen internationalen Programmaustausch auf Magnetbändern zu ermöglichen, geht man neuerdings auch in Deutschland zu dieser Bandgeschwindigkeit über, was zur Folge hat, daß die für die größeren Bandgeschwindigkeiten bestimmten Bandtypen (z. B. Agfa-F-Band) nur noch für die Übergangszeit notwendig sind und durch neue Bandsorten ersetzt werden (z. B. Agfa-FR-Band).

Bänder auch für Heimgeräte

Weitere erzielte Fortschritte in der Bandentwicklung (Agfa-FS bzw. FSP-Band) schöpfte die Industrie bereits durch Schaffung von Heimgeräten aus, indem sie die Bandgeschwindigkeit zunächst auf 19,05cm/s (7 1/2 Zoll/s) verringerte und kleinere und billigere Geräte schuf.

Sie konnte die Industrie den Heim-Geräte Preis auf etwa 1/20 des Preises einer Studiomaschine senken, ohne eine wesentliche Qualitätseinbuße in Kauf nehmen zu müssen. Es folgte sehr bald eine weitere Herabsetzung der Geschwindigkeit auf 9,5cm/s (3 3/4 Zoll/s), die in Verbindung mit der zweifachen Ausnutzung des Bandes durch das Doppelspurprinzip (Anmerkung : immer noch Mono) eine bedeutende Verringerung der Bandkosten bei gleicher Spielzeit für den Amateur erbrachte.

Diktiergeräte laufen noch langsamer

Diktiergeräte zur Sprachaufzeichnung, für die im Vergleich mit Musikgeräten ein geringerer Frequenzbereich, etwa bis 3 kHz, benötigt wird, arbeiten mit Geschwindigkeiten von 4,7cm bis 2,37cm/s. Die hierdurch notwendige Antriebskraft des Bandtransportes wird bei solch niedrigen Geschwindigkeiten äußerst gering und ermöglicht den Bau extrem kleiner Geräte, herab bis zum Westentaschenformat, die aus Batterien betrieben, den Benutzer unabhängig vom Lichtnetz und daher frei beweglich machen.

Man hatte von den Grüchten um den Videorecorder gehört (1955)

Aus den USA wird berichtet, daß es in jüngster Zeit auch gelungen ist, Fernsehsendungen, sogar in Farbe, auf Magnetband zu konservieren. Die Aufzeichnung des dort benötigten großen Frequenzbereiches von etwa 3 Mhz soll mit einer Bandgeschwindigkeit von rund 9m/s erzielt worden sein. In das Tonfrequenzgebiet übertragen, würde dies der Aufzeichnung eines Frequenzbereiches von 10 kHz bei einer Bandgeschwindigkeit von nur 3cm/s, also nur 1/3 der hierfür in Europa erforderlichen Geschwindigkeit entsprechen. Eine weitere Herabsetzung der Geschwindigkeit wurde bereits in Aussicht gestellt.

Ideal für Schallplatte und Tonfilm

Angeregt durch die Vorzüge und die hohe Qualität des Magnetton-Verfahrens bediente sich die Tonfilm- und Schallplattenindustrie sehr rasch dieser Methode, um ihre Primäraufnahmen auf Band aufzunehmen. Dies spricht wohl am deutlichsten für die Qualitätsüberlegenheit des Magnettons über den Lichtton bzw. Nadelton.

Es wurde daher von der Agfa dem Wunsch der Filmindustrie Rechnung getragen und zunächst perforierte 35mm- bzw. 17,5mm-Magnet-Filme (MF 2) hergestellt, deren elektromagnetische Eigenschaften dem F-Band entsprechen. In den Tonfilmateliers werden seither sämtliche Tonaufnahmen zunächst auf Magnetfilm hergestellt, gemischt und geschnitten und dann erst auf das endgültige Negativ als Lichtton aufgesprochen.

Hierdurch konnte die Qualität des Lichttones durch das Wegfallen mehrerer Kopiervorgänge wesentlich verbessert werden, ganz abgesehen von den Erleichterungen für Regisseur und Schauspieler durch die gebotene Kontrollmöglichkeit beim sofortigen Abhören der aufgenommenen Szene - sogar während der Aufnahme -, sowie der Einsparung an Zeit und Geld durch das Wegfallen der Entwicklung, die eine Beurteilung erst nachträglich ermöglichte.

Mißlungene Aufnahmen konnten nun sofort als solche erkannt und wiederholt werden, solange das Orchester und die Schauspieler noch zugegen sind, während früher die Aufnahmen erst nach Tagen wiederholt werden konnten.

Wegen der größeren Aussteuerbarkeit und den hierdurch erzielbaren Dynamikgewinn geht man in jüngster Zeit auch beim Magnettilm auf sogenannte "hartmagnetische" Werkstoffe (MF 3) über.

Ganz neu - der Magnettonfilm

Neuerdings wurde der anzustrebende letzte Schritt gemacht und der Magnetton auch auf die Theaterkopie ausgedehnt, indem man an Stelle der Lichttonspur eine Magnetspur aufbringt und dadurch die Qualität durch Erweiterung des Frequenzumfanges, Erhöhung der Dynamik und vor allem durch die im Vergleich zum Lichtton weitaus geringeren Verzerrungen ganz wesentlich verbessert.

Vorteil für Agfa gegenüber der BASF - Agfa ist ein Filmhersteller

Den größten Gewinn hieraus hat der Farbfilm zu verzeichnen, bei dem der Lichtton wegen des fehlenden Silbers in der Lichttonspur und der ungünstigen spektralen Empfindlichkeit der Photozellen im Vergleich zum Schwarzweißfilm immer sehr benachteiligt war, weil nunmehr durch Anwendung des Magnettons alle diese Schwierigkeiten schlagartig beseitigt sind.

Bei der Herstellung der Bildkopie müssen keine Kompromisse mehr zwischen Bild- und Tonkopie geschlossen werden, sondern beide können voneinander völlig unabhängig und daher optimal gestaltet werden.

4 oder sogar 6 Kanäle auf dem Filmstreifen

Der stereophonisehe Film, der 4 Tonspuren für 4 getrennte Tonkanäle benötigt (Cinemascope), die praktisch nur als Magnetspuren untergebracht werden können, bringt die bedeutende Qualitätsteigerung durch die Magnettoneinführung im Lichtspieltheater voll zur Geltung.

Schließlich sei noch erwähnt, daß 16- bzw. 8mm-Filme auch nachträglich mit einer Magnetspur versehen werden können und damit dem Amateur die Gelegenheit geboten wird, seine vorhandenen Filme zu vertonen. Die "Agfa-Magneton-Gießlösung" hierfür wird durch die Agfa in Leverkusen hergestellt. Die nachträgliche Beschichtung nimmt das Agfa Camera Werk in München vor.

Jetzt etwas mehr über die Herstellung der Substanz

Wir wollen im folgenden die Herstellung der magnetischen Substanz und der Magnet-Bänder und -Filme, wie sie von der Agfa geliefert werden, kurz schildern, um dann ausführlicher auf ihre mechanischen, magnetischen und vor allem elektro-akustischen Werte unter Berücksichtigung der vorhandenen Normenentwürfe einzugehen.

Die Meß- und Prüfmethoden werden erläutert und schließlich die für den Betrieb wichtigsten Eigenschaften in übersichtlicher und in einer für die Praxis besonders geeigneten Form von Diagrammen dargestellt.

Der Verbraucher kann sich an Hand dieser Diagramme über die günstigsten Bedingungen, unter denen die Materialien verwendet werden sollen, eingehend informieren und die für sein Gerät richtige Auswahl aus der Anzahl der verschiedenen Typen treffen.

Auf die Probleme bei der Aufzeichnung kürzester Wellenlängen, wie sie bei extrem kleinen Bandgeschwindigkeiten auftreten, soll in einem weiteren Aufsatz ausführlicher eingegangen werden.

Wir betrachten alle Varianten als Magnetbänder

Die hergestellten „Magneton-Bänder" und „Magneton-Filme" (auch „Perfobänder" genannt) wollen wir weiterhin zusammenfassend als Bänder bezeichnen, weil sie sich voneinander nur durch die mechanischen Abmessungen, nicht aber in ihrem magnetischen Verhalten unterscheiden.

Massebänder und/oder Schichtbänder

Es sind sog. Schichtbänder zum Unterschied von homogenen oder Massebändern, weil die magnetisierbare Substanz, das Pigment, in einem Lack als Bindemittel fein verteilt, in Form einer dünnen Schicht von rd. 15um Stärke, auf den Tonträger aufgebracht ist.

Etwas über die Abmessungen

Der Tonträger besteht entweder aus nicht entflammbarer Acetylcellulose (Sicherheitsfilm) oder aus Polyvinylchlorid (PVC) (Anmerkung : Polyester kam est später). Seine Dicke beträgt bei normalen Bändern etwa 55um bzw. 25um für extra dünne Bänder, und bei Filmen etwa 135um. Massebänder hingegen werden aus einer die magnetisierbare Substanz enthaltenden Masse durch Kalandrieren zwischen Walzen auf die erforderliehe Dicke ausgewalzt und daraus schließlich die Bänder geschnitten.

Die Zukunft ist das Schichtband

Die Überlegenheit des Schichtbandes über das Masseband äußert sich im besseren Frequenzgang, besonders bei niedriger Bandgeschwindigkeit, als Folge der geringeren Schichtdicke. Dies wurde von der Agfa frühzeitig als Vorteil zur Verbesserung des Frequenzganges erkannt. Sie hat daher das Schichtband von Anfang an ihrer Produktion zugrunde gelegt.

2 Gruppen von magnetischen Werkstoffen

Ihrem magnetischen Verhalten nach unterscheidet man 2 Gruppen von magnetischen Werkstoffen, die zur Bandherstellung verwendet werden, und demnach auch 2 Gruppen von Bändern:

  • 1. die weichmagnetischen oder niederkoerzitiven und
  • 2. die hartmagnetischen oder hochkoerzitiven Bänder.


Auf die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften und ihre Definition soll im nächsten Abschnitt eingegangen werden.

Fließende Zuordnung zu den Gruppen

Die erste Gruppe eignet sich sehr gut für die hohen, weniger aber für die niedrigen Geschwindigkeiten. Die zweite Gruppe gibt für alle Bandgeschwindigkeiten gleich gute Resultate. Diese Definition ist allerdings nur relativ und zeitbedingt und gibt nur Aufschluß über den augenblicklichen Stand der Magnettonmaterialien.

So gehört z. B. heute das F-Band in die erste Gruppe, während es zum Zeitpunkt seines Erscheinens unter den damals am Markt befindlichen Bändern als hochkoerzitives Band anzusprechen war.

Die gleichen Eigenschaften wie das F-Band hat auch der „Magneton-Film MF 2". Zur zweiten Gruppe gehören das FR-Band, ihm analog ist der „Magneton-Film MF 3", ferner die Bandtypen FS und FSP, wobei die Bänder in dieser Reihenfolge zunehmende Koerzitivkraft aufweisen.

Diese Kennwerte sind für Laien uninteressant, nicht aber für Profis

Die rein physikalischen Kennwerte der Bänder, wie Remanenz, Koerzitivkraft und Permeabilität, sowie Sättigungsfeldstärke, sind für den Bandhersteller wichtige Größen zur Qualifizierung der Pigmente, geben aber den Benutzern von Bändern und den Geräteherstellern keine Auskunft über die für den Betrieb allein interessierenden elektroakustischen Eigenschaften, nach denen die Einstellung der Geräte vorgenommen bzw. die Auswahl der zu verwendenden Bandsorten getroffen werden soll. Im Ausland werden diese Größen jedoch noch häufig verwendet. Wir wollen deshalb auch auf diese physikalischen Kennwerte eingehen.

B. Remanenz und Koerzitivkraft

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Das magnetische Verhalten eines ferromagnetischen Werkstoffes in einem magnetischen Kraftfeld von der Feldstärke wird durch die Magnetisierungskurve bestimmt.

Solch ein magnetisches Kraftfeld wird z. B. im Innern einer stromdurchflossenen Drahtspule erzeugt. Die Feldstärke ist dem Strom und der Windungszahl der Spule direkt proportional. Die Einheit der Feldstärke wird daher als Amperewindung pro cm Spulenlänge definiert (AW/cm). Eine andere Definition ist das Oerstedt.

Bringt man einen ferromagnetischen Werkstoff, z. B. einen Eisenstab, in die Spule ein, so wird er durch Induktion magnetisch, und zwar ist die magnetische Kraftwirkung nunmehr ganz wesentlich verstärkt worden.

Der Zusammenhang zwischen der erzeugenden Feldstärke (AW/cm oder Oe) und der im Eisen wirksam werdenden Induktion B (Gauß) ist durch die Permeabilität oder magnetische Leitfähigkeit gegeben.

Der Faktor kann bei ferromagnetischen Stoffen den Wert 10 hoch2 bis 10 hoch5 annehmen. Bei Bändern beträgt er etwa 1,5-4. Das heißt, das Eisen leitet den Magnetismus um diesen Betrag besser als Vakuum oder Luft, für die die Permeabilität praktisch 1 ist. Steigert man die Feldstärke in der Spule durch Erhöhung des Stromes, dann verläuft die Induktion längs der Neukurve, bis die Sättigung des Materials erreicht ist.

Wird der Strom abgeschaltet, dann kehrt die Induktion nicht mehr auf den Nullpunkt zurück, sondern es bleibt eine remanente Induktion oder kurz "Remanenz" genannt, im Eisen zurück.

Den größten Wert der Remanenz, die Grenzremanenz, erhält man, wenn man den Werkstoff bis zur Sättigung magnetisiert. Will man die Remanenz zum Verschwinden bringen, so muß man die Stromrichtung umkehren.

Der Wert der umgepolten Feldstärke, bei der die Induktion, die Grenzremanenz, verschwindet, wird Koerzitivkraft genannt. (Um die Grenzremanenz zum Verschwinden zu bringen, ist eine etwas größere Entmagnetisierungsfeldstärke notwendig.)

Was die Hysteresisschleife bedeutet

Die Koerzitivkraft ist demnach ein Maß für den Widerstand, den ein magnetisierter Werkstoff einer entmagnetisierenden Wirkung entgegensetzt.

Je höher die Koerzitivkraft ist, um so schwerer ist der Werkstoff zu entmagnetisieren, d. h. zu löschen. Die magnetische Induktion B herrscht also im Material vor, solange die Feldstärke einwirkt, die Remanenz BK hingegen ist die zurückbleibende Induktion, wenn die Feldstärke verschwindet.

Grenzremanenz und Koerzitivkraft charakterisieren damit den magnetischen Werkstoff und bilden (Abb. 2) ein Dreieck. Schickt man durch die Stromspule einen Wechselstrom, so werden mit zunehmender Stromstärke immer größere Schleifen, sog. Hysteresisschleifen, durchlaufen. Die größtmögliche ist die Grenz-Hysteresisschleife. Sie bildet die Hypothenuse des charakteristischen Dreiecks und wird durchlaufen, wenn die Feldstärke bis in die Sättigung reicht. Hartmagnetische Werkstoffe haben breite (großes Dreieck), weichmagnetische haben schmale Schleifen (kleines Dreieck) (Abb. 3).

Diese Gesetzmäßigkeiten gelten für alle Magnete

Die Gesetzmäßigkeiten permanenter Magnete gelten auch für die magnetische Schallaufzeichnung, und es zeigt sich, daß die Bemanenz eines Pigmentes den Lautstärkepegel bzw. die Aussteuerbarkeit für die tiefen und mittleren Frequenzen bestimmt, die Koerzitivkraft aber den Lautstärkepegel für die höchsten Frequenzen beeinflußt. Zur Verbesserung der Aufzeichnung der höchsten Frequenzen wurde daher die Koerzitivkraft bei Bändern gesteigert.

Hierbei soll die Remanenz aber möglichst unverändert bleiben, d. h. nur das Verhältnis soll vergrößert werden. Dem ist aber bald eine Grenze gesetzt, weil sich Bänder mit sehr großer Koerzitivkraft mit den üblichen Einrichtungen nicht mehr löschen lassen.

C. Remanenz-Kennlinien

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Für den Aufzeichungsvorgang ist aber nicht die Induktionskennlinie, also der Zusammenhang zwischen Induktion und Feldstärke von Interesse, sondern die Abhängigkeit der Remanenz von der Feldstärke, also die Remanenzkennlinie, wie man sie erhält, wenn man zu jedem Magnetisierungsstadium, das jeweils vom Ursprung ausgeht, bis zu einem bestimmten Wert nicht die magnetische Induktion Bx aufsucht, sondern die Remanenz Brx (Abb. 4). Die erhaltene Remanenzkennlinie hat einen ähnlichen Verlauf wie die Neukurve, d. h. sie ist im Ursprung gekrümmt und zeigt, genau wie diese, Sattigungscharaktcr bei größeren Feldstärken.

Sie gibt die Verhältnisse bei der magnetischen Schallaufzeichnung ohne Vormagnetisierung wieder, wenn ein neutrales Tonträgerteilchen den Sprechkopf passiert und dabei durch einen dem momentan herrschenden Strom entsprechenden Feldstärkewert magnetisiert wird, hierbei den Induktionswert Hx annimmt und nach Verlassen des Sprechkopfspaltes auf den zurückbleibenden Remanenzwert BRX absinkt.

Zuerst mal entstehen starke Verzerrungen und hohes Rauschen

Als Folge dieser Kennlinienkrümmung entstehen beim Aufzeichnen eines sinusförmigen Tones starke Verzerrungen, die durch ungeradzahlige, vornehmlich dritte Harmonische charakterisiert sind. Eine Gleichfeld-Vormagnetisierung beseitigt zwar bei einem Tonträger, der durch Sättigung gelöscht wurde, für tiefe und mittlere Frequenzen diese Verzerrungen, indem sie den Arbeitspunkt aus dem Ursprung in die Mitte des geradlinigen Teiles verlagert, erzeugt aber eine konstante remanente Gleichmagnetisierung auf dem Band, die ein starkes Rauschen verursacht, das besonders in den Sprechpausen äußerst störend in Erscheinung tritt.

Hervorgerufen wird dieses Rauschen durch die unterschiedliche Remanenz der einzelnen Partikel, die in der Schicht statistisch verteilt angeordnet sind.

Der Hintergrund der Hochfrequenz- Vormagnetisierung

Ein dem Gleichfeld überlagertes Wechselfeld H~ (das Hochfrequenz- Vormagnetisierungs-Feld) idealisiert diese Remanenz-Kennlinie, wenn H~/Hc > 1 ist, so daß die Verzerrungen im Ursprung verschwinden (Abb. 5).

Der Aussteuerungsbereich der Kennlinie wird dadurch verdoppelt, da nunmehr der symmetrisch liegende Teil der Kennlinie im dritten Quadranten auch zur Verfügung steht. Das störende Ruherauschen in den Besprechungspausen verschwindet, weil im Band nach Verlassen des Sprechkopfes infolge der glockenförmigen Abnahme der Feldverteilung des Sprechkopfspaltes die einzelnen Teilchen unter häufigem Ummagnetisieren völlig entmagnetisiert, d. h. magnetisch neutral, den Spalt verlassen und daher keine Störspannung induzieren können [3,3].

Abb. 6 zeigt die für zwei Bandtypen mit unterschiedlicher Koerzitivkraft erhaltenen Neukurveu und die durch Hochfrequenz- Vormagnetisierung erzielten idealisierten Kennlinien, wie sie an fertigen Bändern ohne und mit Vormagnetisierung auf einem Magnettongerät erhalten werden.

Sie stimmen weitgehend überein mit den aus statischen Messungen an Bandbündeln gewonnenen Kennlinien, wie sie mit Hilfe einer in diesem Band beschriebenen Meßapparatur zur Aufnahme der Remanenzkennlinien von Pigmenten ermittelt werden1 (vgl. auch Abb. 8).
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D. Pigmentherstellung

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Das magnetisierbare Pigment ist ein y-Eisenoxydpulver vom Spinellgitter-Typ und wird in einem chemischen Prozeß hergestellt. Die für die Aufzeichnung der hohen Frequenzen günstige hohe Koerzitivkraft wird bei einem reinen Eisenoxyd bestimmt durch die Kristallstruktur bzw. die Größe und Gestalt der Primärteilchen und steigt mit dem Verhältnis Länge zu Durchmesser des Teilchens an.

Eine Herstellungsart ergibt nadelförmige Kristalle, die bei einer durchschnittlichen Länge von etwa 1um ein Verhältnis "Länge zu Durchmesser" von etwa 10:1 aufweisen Abb. 7a). Sorgt man beim Beguß für eine Ausrichtung der Teilchen in der Magnetisierungsrichtung, die beim Band in Längsrichtung erfolgt, so kann man durch diese Vorzugsrichtung die magnetischen Eigenschaften am fertigen Band im Vergleich zu denen am ungerichteten Pigment noch wesentlich steigern.

Die Steigerung der Koerzitivkraft

Ein anderer Weg zur Steigerung der Koerzitivkraft ist der Einbau von Fremdkationen in das Kristallgitter des Eisenoxyds. Auf diese Weise hergestellte Eisenoxyde zeigen eine kubische Kristallform in der Größe von etwa 0,1um (Abb. 7b). Die im Kristallgitter eingebauten Fremdkationen wirken als heterogene Teilchen nach der Fremdkörpertheorie als Lücken des ferromagnetischen Kristallgitters und verursachen eine Erhöhung des Energiebetrages des magnetischen Feldes, das erforderlich ist, um die Blochsche Wand, die sich zwischen zwei benachbarten antiparallelen magnetisierten Weißschen Bezirken befindet, zu verschieben, indem sie das Verschieben dieser Wand hemmen.

Die Tricks mit den Metallsalzen

Der Mittelwert der erforderlichen Grenzfeldstärke für diese Wandverschiebung ist aber die im gewünschten Sinn gesteigerte Koerzitivkraft. Als sehr geeignet haben sich entsprechende Metallsalze, vornehmlich die des Kobalts erwiesen, die vor Beginn der nachfolgend beschriebenen chemischen Reaktion der Ferrosulfatlösung zugegeben werden.

Als Ausgangsmaterial wird z. B. Eisensulfat FeS04 • 7H20, ein hellgrün gefärbtes Salz des Eisens verwendet, das durch Auflösen von Eisen in Schwefelsäure (Fe-f-H2S04> FeS04+H20) gewonnen wird. Es wird in Wasser gelöst und diese Eisen (II) Salzlösung mit Alkalilauge (Natronlauge oder Ammoniak) versetzt.

Dabei fällt in feiner Form und weißgrauer Farbe Eisen (II) Hydroxyd (Fe(OH)2) aus. Diese Suspension wird weiterhin mit einem geeigneten Oxydationsmittel, z. B. Natronsalpeter NaN03 bei etwa 70-90° C zum schwarzen Magnetit (Fe304) oxydiert.

Dieser wird elektrolytfrei gewaschen, abgesaugt und getrocknet. Der trockene Magnetit wird dann bei einer Temperatur von etwa 300°C einer Luftoxydation unterworfen, und geht dabei in braunes Eisenoxyd y-Fe204, dem gewünschten Endprodukt, über.

Steigert man die Temperatur über 500°C hinaus, dann geht das gamma-Eisenoxyd in die unmagnetische Modifikation alpha-Fe203 über, die als magnetisches Pigment unbrauchbar ist. Der schwarze Magnetit besitzt bereits brauchbare magnetische Eigenschaften und wird gelegentlich zur Bandherstellung verwendet.

Die magnetischen Werte des braunen y-Eisenoxyds sind aber überlegen und als Ausgangsprodukt für die anschließend beschriebene Bandherstellung geeigneter.

Die chemischen Reaktionen

Die chemischen Reaktionen verlaufen bei diesem geschilderten Prozeß folgendermaßen :

Aus den gewonnenen Pigmenten werden Proben sehr sorgfältig auf ihre magnetischen Eigenschaften hin untersucht, indem sie unter ähnlichen Bedingungen, wie sie beim Betrieb des Bandes auftreten, gemessen werden. Die Proben werden hierbei in Glasröhrchen durch eine Magnetisierungsspule gezogen, die vom Gleichstrom, der das gewünschte Gleichfeld erzeugt, und einem überlagerten Wechselstrom durchflossen ist.

Der Gleichstrom entspricht dem Signalstrom des Sprechkopfes bei tiefen Frequenzen, der überlagerte Wechselstrom dem Hoehfrequenzvormagnetisierungsstrom bei der magnetischen Schallaufzeichnung. Das Abklingen des Feldes an der ablaufenden Sprechkopfspaltkante wird durch das Herausziehen der Probe aus der Spule nachgebildet. Die so magnetisierte Probe wird im gleichen Meß-Vorgang durch eine zweite Spule gezogen, die mit einem ballistischen Galvanometer verbunden ist und dabei aus dem Galvanometerausschlag der vorher geeichten Anordnung die Remanenz bestimmt.

Die Koerzitivkraft ist gleich der Entmagnetisierungsfeldstärke, die notwendig ist, um die Induktion der so magnetisierten Probe auf Null zu bringen. Auf diese Art aufgenommene Remanenz-Kennlinien, gemessen an Bandbündeln, die an Stelle der Pigmente in das gleiche Röhrchen eingebracht werden, zeigen eine weitgehende Übereinstimmung mit den Remanenzkennlinien, wie sie beim Aufsprechvorgang mit einem Magnettongerät bei großen Wellenlängen gewonnen werden (vgl. Abb. 8 mit Abb. 6).

Die Pigmentchargen werden zusammengemischt

Pigmentchargen mit nach oben oder unten abweichenden magnetischen Eigenschaften werden in einem bestimmten Verhältnis zusammengemischt und so die endgültigen Werte festgelegt. Das angestrebte Ziel völliger Gleichmäßigkeit der elektroakustischen Eigenschaften von Bändern aus verschiedenen Produktionen innerhalb der zulässigen Toleranz wird dadurch sichergestellt.

Die große Gleichmäßigkeit der elektroakustischen Eigenschaften über die Bandlänge und zwischen den einzelnen Bandchargen der Agfa-Bänder ist das Ergebnis der äußerst sorgfältigen Ermittlung und Festlegung der magnetischen
Größen des Pigments vor dem Vergießen auf Grund langjähriger Erfahrung.

E. Bandherstellung

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Die Pigmente werden zusammen mit einer Lacklösung über mehrere Stunden gemahlen, um eine Aufteilung in die etwa 0,1um großen Primär-Teilchen des Pigmentes und eine innige Durchmischung, d. h. eine völlige Dispersion zwischen Lack und Pigment, zu erreichen.

In einem Begußvorgang wird diese Suspension aus Lack und Pigment auf das rund 1m breite Tonträgermaterial (Anmerkung: das ist das Trägerband), das aus Acetylcellulose oder Polyvinylchlorid (PVC) besteht und in einem gesonderten Arbeitsgang in der Filmfabrik hergestellt wurde, aufgetragen, anschließend in einem Trockenkanal getrocknet und zu Rollen von 1000m Länge aufgerollt.

Studiobänder haben eine mattierte Rückseite

Für die Tonbänder aus Acetylcellulose (F, FR, FS) wird eine Rohfolie verwendet, deren eine Seite mattiert ist. Durch diese Maßnahme werden beim fertigen Band bessere Wickeleigenschaften erzielt, da die rauhe Rückseite der Bänder verhindert, daß beim raschen Umspulen auf den Maschinen die einzelnen Bandlagen sich gegeneinander verschieben und der Wickel herausschießt.

Anmerkung : Die Studiobänder werden in der Regel als offene Bandwickel auf dem typischen AEG Metall-Bobby gefahren.

Bei Bändern mit glatter Rückseite ist dies häufig zu beobachten und kann nur durch Führung der Bänder zwischen Flanschspulen (unsere typischen Tonbandspulen) verhindert werden.
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Die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke

Es ist leicht einzusehen, daß die jahrelangen Erfahrungen in der Beschichtung von photographischen Filmen die Gewähr bieten, daß die Aufbringung der Magnetschicht völlig gleichmäßig über Länge und Breite ist und ihre Haftfestigkeit auf der Unterlage alle Anforderungen der Praxis übertrifft.

Eine größere Begußdicke (hiermit ist die Magnetschicht-Dicke gemeint)verbessert zwar die Aussteuerbarkeit bzw. den Klirrfaktor, verschlechtert aber den Frequenzgang des fertigen Produkts. Die Gleichmäßigkeit und Glätte der Oberfläche verbessern das Modulationsrauschen und den Frequenzgang, insbesondere bei der Aufzeichnung kürzester Wellenlängen, d. h. bei niederen Geschwindigkeiten.

Es muß daher eine große Gleichmäßigkeit der Schichtdicke innerhalb ±1um erreicht werden und die Oberfläche so glatt wie möglich hergestellt werden. Sie darf keine Störstellen in Form von Zusammenballungen und Klümpchen aufweisen, die aus der Oberfläche herausragen, weil diese ein kurzzeitiges Abheben des Bandes und eine stotterhafte Wiedergabe durch rasche Pegelunterbrechungen verursachen können.

Dies ist beim Magnetfilm besonders kritisch, da er infolge seiner etwa dreifachen Dicke viel steifer ist und geringe Erhabenheiten in der Schicht von wenigen um ein völliges Abheben des Tonträgers über die gesamte Spalt breite des Sprech- und Hörkopfes bewirken können und daher viel störender in Erscheinung treten als beim schmiegsamen "Dünnband".

Der Vorteil von dünnem PVC Band

Die PVC-Folie z. B. ist wieder viel schmiegsamer als gleich starke Acetylcellulose-Folie, und vorhandene Störungen im gleichen Ausmaß in der Oberfläche werden deshalb praktisch nicht wahrgenommen, weil sie infolge des betrieblich festgelegten Bandzuges, der den Andruck des Bandes an den Kopf bewirkt, gewissermaßen elastisch unter die Bandoberfläche gedrückt werden.

Daher eignet sich dieses Material, insbesondere in der extra dünnen Ausführung, hervorragend für die Aufzeichnung kürzester Wellenlängen, wie sie bei extrem niedrigen Bandgeschwindigkeiten auftreten. Im Zusammenwirken mit einer spiegelglatten Oberfläche, wie sie bei der Type FSP hergestellt wird, konnte der Frequenzgang für dieses Band ganz besonders günstig gestaltet werden.

Hinzu kommt eine im Vergleich zur Acetylcellulose-Folie viel größere Kanteneinreißfestigkeit der PVC-Folie, die das Band praktisch unempfindlich gegen Verletzungen der Bandkante macht. Acetyleellulose-Bänder reagieren selbst bei geringfügigen Kantenverletzungen, wie sie beim Einlegen des Bandes in Amateurgeräten entstehen können, sehr empfindlich durch Bandrisse, obwohl die mechanische Zerreißfestigkeit bei Zugbeanspruchung der beiden Tonträger praktisch gleich ist, wie die Tabelle 1 (S. 318) der mechanischen Werte und die Dehnungs- bzw. Zerreißdiagramme an fertigen Bändern in der Abb. 9 zeigen.

(Der Unterschied in der Kanteneinreißfestigkeit kommt jedoch deutlich durch die Schlagbruchfestigkeit zum Ausdruck.) Diese beiden Eigenschaften, nämlich extrem guter Frequenzgang bei kleinsten Geschwindigkeiten und größte Betriebssicherheit bei robuster Behandlung begründen die bevorzugte Eignung des FSP-Bandes im Amateurgebrauch bei 19 und 9,5cm/s.

Hinzu kommt, daß bei der Type „FSP extra dünn"; mit einer Gesamt dicke von etwa 40um bei gleichem Spulendurchmesser eine 50% längere Spielzeit gegenüber dem FSP-Band mit normaler Dicke von etwa 55um erzielt wird.

Die Rohbahn ist ca 1 Meter breit

Die etwa 1m breite begossene Bahn wird schließlich durch rotierende Messerwellen auf die endgültige (Band-)Breite von 6,25 +-0,05mm in Längen zu 1000m bei Magnetbändern bzw. 35mm oder 16mm breite perforierte Magnetfilme in Längen zu 300m geschnitten, aus denen man durch weiteres Halbieren der Breite den 17,5 bzw. 8mm einseitig perforierten Splitfilm gewinnt.

Die fertig geschnittenen Bänder und Filme werden auf der Rückseite fortlaufend mit den Chargen-Nummern und Firmenaufdruck versehen und anschließend auf Abweichungen von den festgelegten Toleranzen der elektroakustischen Eigenschaften geprüft.

Die Konfektionierung in verschiedenen Längen entweder auf Metallkerne oder auf verschieden große Kunststoff-Flanschspulen für den Amateursektor vervollständigen den Arbeitsgang bis zum versandfertigen Produkt in entsprechenden Verpackungskartons oder auf Wunsch in stabilen Archivkartons.

Herstellen von Tonspuren auf Filmmaterial

Die Gießlösung, wie sie zur Herstellung der Bänder und Filme dient, wird auch zur Herstellung der Tonspuren auf Schmalfilm und Kinefilm (das ist der ganz normale 35mm Kinofilm) verwendet. Sie wird in luftdicht verschlossenen Alu-Flaschen an die Verbraucher, wie z. B. Kopieranstalten, geliefert, welche die nachträgliche Magnetspur-Beschichtung von entwickeltem Film vornehmen. Die Beschichtung von unbelichtetem Film erfolgt bei der Agfa in Leverkusen (ISS-Umkehrfilm für Fernsehen 16mm einseitig perforiert).

Durch geeignete Maßnahmen wird sichergestellt, daß die aufgetragene Tonspur vollständig plan ist, da eine geringfügige Hohlkrümmung der Tonspur einen schlechten Frequenzgang bzw. einen Pegelverlust zur Folge hat, weil die Spur dann nicht einwandfrei an den Köpfen anliegt bzw. diese ungleichmäßig abschleift.

Bei der sorgfältig durchkonstruierten Gießmaschine wird die Tonspur etwa bei normaler Filmgeschwindigkeit aufgetragen und durch rasches Antrocknen der Schicht ein zu starkes Anlösen der Filmunterlage und Spannungen beim Trocknungsprozeß, die beide zu einer Hohlkrümmung der Spur Anlaß geben, verhindert. Außerdem ist eine elektroakustische Prüfeinrichtung vorgesehen, die eine laufende Kontrolle der eingestellten Schichtdicke ermöglicht und dadurch einen gleichmäßigen Pegel gewährleistet.
(Vergleiche den Artikel: Biedermann „Schmalfilm mit Magnetspur und die Agfa-Magneton-Auftragmaschine" in diesem Band.)
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F. Stand der Normung bei der magnetischen Schallaufzeichnung

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Zweck der Normung ist es, für Tonträger und Abspielgeräte mechanische und elektroakustische Eigenschaften international verbindlich so festzulegen, daß sie gleiche Wiedergabequalität auf beliebigen Geräten in allen Ländern sicherstellen. Die hierzu notwendigen Festlegungen erstrecken sich auf

  • 1. die Tonträgergeschwindigkeit,
  • 2. Tonträgerabmessungen,
  • 3. den Frequenzgang des Wiedergabekanals,
  • 4. das Bezugsband (Normal- und Test band),
  • 5. die Größe des aufgezeichneten Pegels (Bezugspegel).

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(F) 1. Die Tonträgergeschwindigkeit

Um Tonhöheschwankungen zu vermeiden, muß die Tonträgergeschwindigkeit bei der Wiedergabe mit der bei der Aufnahme übereinstimmen und darf auch kurzzeitig je nach Güteklasse des Gerätes ein Ausmaß von ±0,2 bis ±0,5% nicht überschreiten.

Beim Tonband wurden 5 Geschwindigkeitsklassen 76, 38, 19, 9 und 5 festgelegt (vergl. DIN 45 511), deren Geschwindigkeit (ausgehend von der höchsten mit 76,2 cm/s [30"/s]), sich jeweils durch Halbieren ergibt.

Beim Tonfilm wird die Geschwindigkeit durch den Ablauf von 24 Bildern pro sec (beim Fernsehen 25 Bilder/sec) festgelegt. Daraus ergeben sich für die verschiedenen Filmformate 35, 16 bzw. 8 mm Tonträgergeschwindigkeiten von 45,6, 18,3 bzw. 9,15cm/s (beim Fernsehen 47,5, 19,05 bzw. 9,53 cm/s).

(F) 2. Die Tonträgerabmessungen

Die Breite des Tonbandes beträgt 6,25 ±0,05mm (1/4"), seine Dicke darf 0,06 mm nicht überschreiten. Die Bänder werden in Längen von 1000, 700, 350, 260, 180m konfektioniert, je nach Gerätetype entweder auf Metallkernen freitragend gewickelt, oder auf Kunststoff-Flanschspulen.

Die Spurlage bei der Doppelspuraufzeichnung wurde erst neuerdings, nachdem bereits eine große Anzahl von Geräten mit entgegengesetzter Spurlage existiert, international so festgelegt, daß beim Lauf des Bandes von links nach rechts und Blick auf den Spalt des Kopfes die obere Hälfte der Bandbreite besprochen wird. Demnach weisen nahezu alle bis zum Jahre 1954 in Deutschland gefertigten Doppelspurgeräte nach der neuen Festlegung die falsche Spurlage auf.

(F) 3. Frequenzgang des Wiedergabekanals

Die Festlegung des Frequenzganges des Wiedergabekanals ist erforderlich, um den bei der Aufzeichnung niedergelegten Frequenzumfang beim Abspielen auf beliebigen anderen Geräten in gleicher Güte wiedergeben zu können.

Die Wiedergabe der hohen Frequenzen von etwa 3-10 kHz und darüber hinaus bis 15 kHz wird von 3 Dämpfungsfaktoren beeinträchtigt. Ein Teil dieser Faktoren, nämlich die Bandflußdämpfung Db und die Spaltdämpfung Ds sind wellenlängenabhängig, d. h. bei gleicher Frequenz f hängen sie von der Geschwindigkeit v ab, wenn lambda die auf dem Band aufgezeichnete Wellenlänge darstellt.

Der andere Teil von Dämpfungsfaktoren, von denen praktisch nur die Wirbelstromdämpfung Dw des Hörkopfes Bedeutung hat, sind nur frequenzabhängig, werden also nicht durch die Geschwindigkeit beeinflußt.

Bevor wir auf die Festlegung des Wiedergabe-Normalkanals eingehen, wollen wir die den Frequenzgang beeinflussenden Dämpfungsfaktoren näher beschreiben.

(F) 3.a) Bandflußdämpfung DB.

Der überwiegende Einflußder Bandflußdämpfung DB bewirkt einen rasch ansteigenden Pegelverlust bei der Aufzeichnung abnehmender Wellenlängen, d. h. steigender Frequenzen. Hervorgerufen wird dies durch entmagnetisierende Einflüsse während des Aufsprechvorganges und. nach erfolgter Aufspräche, durch den Selbstentmagnetisierungseffekt.

Diesem zufolge bewirkt die Annäherung der Pole der lambda/2 Magnete (als solche kann man sich eine sinusförmige Tonspur vorstellen) mit abnehmender Wellenlänge eine Schwächung des äußeren magnetischen Bandflusses, weil z. B. der Kraftfluß des einen Poles durch den nähergerückten, entgegengesetzt polarisierten Kraftfluß des Nachbarpols nach außen hin mit kürzer werdender Wellenlänge im zunehmenden Maße kompensiert wird.

Höhere Koerzitivkraft der Magnetschicht und kleinere Schichtdicke bzw. niedriger Vormagnetisierungsstrom (geringere Durchmagnetisierung der Schichtdicke) verringern die Bandflußdämpfung und verbessern dadurch den Frequenzgang. d. h. begünstigen die Aufzeichnung der höchsten Frequenzen. Dies ist der Grund für den Einsatz hoehkoerzitiver Pigmente bei Bandsorten für die niedrigen Geschwindigkeiten 19 bzw. 9cm/s (FS- und FSP-Band). Erst diese Maßnahme ermöglichte eine Aufzeichnung von 15 bzw. 10 kHz bei diesen Geschwindigkeiten, gute Kontaktgabe zwischen Band und Kopf vorausgesetzt.

Extrem wichtig - der Band und Kopf Kontakt

Eine gute Kontaktgabe zwischen Band und Hörkopf hebt durch den magnetischen Kurzschluß des Hörkopfes die Selbstentmagnetisierung teilweise wieder auf.

Welche Forderungen hinsichtlich Kontakt bzw. Fehlerfreiheit und Glätte der Bandoberfläche gestellt werden müssen, erhellt die Tatsache, daß bei 9cm Geschwindigkeit und 10 kHz, die Wellenlänge 9um (1um=1/1ooo mm) beträgt und ein völliges Abheben des Bandes vom Hörkopf um 1um schon eine Dämpfung von 12db (Faktor 4) bewirkt.

Verunreinigungen und Staub sind daher vom Band unbedingt fernzuhalten, da sie ein teilweises Abheben des Bandes von den Köpfen und damit störende Pegelschwankungen verursachen können. Schmiegsame Bänder (FSP aus PVC) sind hinsichtlich Störungen der Bandoberfläche bei niedrigen Bandgeschwindigkeiten daher "geeigneter", weil kein Abheben des Bandes eintritt, sondern die Störstelle (Staubkorn) elastisch eingedrückt wird. Am ungünstigsten liegen die Verhältnisse in dieser Hinsicht beim dickeren und daher steiferen 8mm-Film für eine Geschwindigkeit von rund 9cm.

Bei konstanter Bandmagnetisierung, d. h. Aufsprache mit frequenzunabhängigem Sprechstrom, nimmt der äußere Bandfluß mit abnehmender Wellenlänge ab. Es gibt dafür eine für das Band charakteristische Konstante, nämlich diejenige Wellenlänge, für die der Bandfluß um 1 Neper abgefallen ist.

Die Bandflußdämpfungs-Tabelle

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Eigenschaften der Agfa-Magneton-Bänder, -Filme und Bezugsbänder 303
Man sieht daraus, daß die Bandflußdämpfung etwa umgekehrt proportional mit dem Verhältnis der Koerzitivkraft geht. So ergibt das FSP-Band mit doppelter Koerzitivkraft bei der halben Geschwindigkeit und bei gleicher Frequenz von 10 kHz etwa die gleiche Bandflußdämpfung wie das F-Band und macht die Verbesserung in der Bandherstellung anschaulich.

(F) 3.b) Spaltdämpfung Dg.

Wird die aufgezeichnete Wellenlänge vergleichbar mit der Spaltbreite des Hörkopfes, so treten Pegelverluste bei der Abtastung auf. Der Grenzfall unendlich hoher Dämpfung tritt ein, wenn die Wellenlänge gleich der Spaltbreite wird.

Um die Spaltdämpfung genügend klein zu halten, soll der Spalt nicht größer sein als die Hälfte der kleinsten abzutastenden Wellenlänge.

Die Spaltdämpfung liegt dann unter db. Bei einer Wellenlänge von 9,5um (v=9,5cm/s, 10 kHz) ergibt dies Spaltbreiten von etwa 5um, deren serienmäßige Herstellung schon beträchtliche Schwierigkeiten verursacht. Eine Spaltschiefstellung wirkt sich ähnlich aus wie eine Spaltverbreiterung. Um auf 2 Geräten mit gleichen Köpfen gleiche Wiedergabequalität zu erhalten, müssen daher die Spalte der Sprech- und Hörköpfe absolut parallel und senkrecht zur Laufrichtung des Bandes einreguliert werden. Eine zulässige Spaltschiefstellung von 1/4 der Spaltbreite erfordert für obiges Beispiel eine Genauigkeit der Winkeleinstellung von kleiner als 1 Winkelminute und gibt einen Begriff von der erforderlichen hohen Präzision der Spalteinstellung bei niedrigen Geschwindigkeiten.

(F) 3.c) Wirbelstromdämpfung Dw.

Infolge Wirbelstrombildung in den Blechlamellen des Hörkopfes entstehen mit steigender Frequenz anwachsende Verluste, die sich in einer Abnahme der induzierten Spannung in der Wicklung des Hörkopfes äußern.

Durch Verringerung der Dicke der Blechlamellen des Hörkopfes können die Wirbelstromverluste verringert werden. Sie liegen bei 10 kHz unter 1db und sind in erster Annäherung zu vernachlässigen.

In einem idealen, d. h. verlustfreien Hörkopf induziert der äußere Bandfluß, abgesehen vom frequenzproportionalen Anstieg infolge des Induktionsgesetzes, eine Spannung mit gleichem Frequenzverlauf. Der Wiedergabekanal muß nun einen Frequenzgang aufweisen, der ein Spiegelbild des Frequenzganges der induzierten Spannung dieses idealen Hörkopfes ist. Bei Abtastung mit einem praktischen Hörkopf müssen dessen Spalt- und Wirbelstromverluste gesondert ermittelt und im Wiedergabe verstärk er zusätzlich ausgeglichen werden.

(F) 4. Das Bezugsband (Normal- und Testband)

Zur Erleichterung im praktischen Betrieb dienen genormte, von der Agfa hergestellte Bezugsbänder für die Klassen 76, 38 und 19*, die aus folgenden Teilen bestehen:

1. aus einem Pegeltonteil,
2. einer Aufzeichnung von 10 kHz zur Spaltjustage des Hörkopfes,
3. einem Frequenzgangteil mit Einzelfrequenzen von 30 Hz bis 15 kHz.
4. einem Gleittonteil von 30-15 kHz,
5. Durch eine Markierung getrennt ist schließlich der letzte unbetonte Teil eines Bezugsbandes, das hinsichtlich Pegel und Frequenzgang das betriebliche Normal darstellt und zur Einmessung des Aufsprechkanalcs dient.

(Agfa-F 1374 für die Klasse 76 bzw. Agfa-FR 4004 für die Klasse 38.) Mit Hilfe des Frequenzgangteiles dessen Bandmagnetisierung den festgelegten Dämpfungsverlauf aufweist, kann der Wiedergabekanal auf geraden Frequenzgang eingestellt werden, wobei die Hörkopfverluste miterfaßt werden.
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(F) 5. Größe des aufgezeichneten Bezugspegels

Die Festlegung der Größe des Bezugspegels gibt Aufschluß über den zu erwartenden Wiedergabepegel. Eine Übersteuerung des in seiner Verstärkung auf Bezugspegel eingestellten Wiedergabeverstärkers in Unkenntnis des zu erwartenden Pegels einer angelieferten Aufnahme wird mit Sicherheit vermieden, wenn während der Aufnahme von Fortissimostellen das Band gerade bis zum Bezugspegel ausgesteuert wurde.

Dies ist für den Programmaustausch zwischen Rundfunkgesellschaften von Wichtigkeit, weil man im Betrieb voraussetzen muß, daß die für die Sendung bereitliegenden Aufnahmen immer gleich ausgesteuert wurden und ein Nachregeln während der Sendung unterbleiben kann.

Maxiaml-Pegel ausreizen in Tonstudios

Für andere Anwendungen, z. B. innerhalb eines Tonstudios, bei dem (wo) ein Austausch mit anderen Stellen nicht vorgesehen ist, oder z. B. bei Amateurgeräten, kann es allerdings vorteilhafter sein, von der gebotenen größeren Aussteuerungsmöglichkeit spezieller Bandsorten Gebrauch zu machen und das Band bis zum zulässigen Klirrfaktor von 3% bei den Klassen 76 und 38 bzw. 5% bei den Klassen 19 und 9 auszusteuern (Vollaussteuerung), um so eine Dynamiksteigerung bei der Wiedergabe zu erzielen.

Der höhere Wiedergabepegel ergibt dann einen größeren Abstand von dem durch das Gerät festliegenden Störpegel (Brummeinstreuung und Röhrenrauschen) und somit eine bessere Bandausnutzung. Für den Programmaustausch wird aus dem geschilderten Grund ein Bezugspegel der remanenten Bandmagnetisierung festgelegt, der bei Verwendung gebräuchlicher Bandsorten etwa 6 db unter Vollaussteuerung liegt und einen genügend kleinen Bandklirrfaktor gewährleistet.

Der magnetische Bandfluß (Einheit: Maxwell)

Als Maß für die remanente Bandmagnetisierung wird der magnetische Bandfluß (Einheit: Maxwell) verwendet, der definitionsgemäß gleich ist der Anzahl der Kraftlinien durch eine gegebene Fläche.

Nach den magnetischen Gesetzen müssen die Kraftlinien in sich geschlossen sein, das heißt, die aus dem magnetisierten Band austretenden Kraftlinien bilden den äußeren Kraftfluß und schließen sich im Innern des Bandes.

Durch die im Vergleich zu Luft außergewöhnlich hohe magnetische Leitfähigkeit des Hörkopfkernes aus Mu-Metall, tritt praktisch der gesamte äußere Bandfluß in den Hörkopfkern ein und induziert in dessen Wicklung eine Spannung, die der Windungszahl der Wicklung und der zeitlichen Änderung des äußeren Bandflusses proportional ist.

Größenordnungen der Bezugspegel und Unterschiede

Für die Klasse 76 beträgt der Bezugspegel 100 mMaxwell, 200 mMaxwell für die Klasse 38 und 160 mMaxwell für die Klassen 19 und 9 (vgl. Entwurf DIN 45 513, Bl.l, 2, 3, „Das DIN-Bezugsband").
Die maßgebenden Gesichtspunkte für die Festlegung dieser unterschiedlichen Bezugspegel sind einerseits in der geringeren Aussteuerbarkeit der für die Klasse 76 vorgesehenen weichmagnetischen Bandsorten im Vergleich zu den für die niedrigen Geschwindigkeiten zur Verfügung stehenden magnetisch harten Bänder zu suchen, andererseits aber in der auch für hartmagnetische Bänder bei niedrigen Geschwindigkeiten erforderlichen stärkeren Anhebimg der mittleren und hohen Frequenzen und der damit verbundenen Übersteuerungsgefahr bei der Aufnahme.

So würden die für die Klasse 76 vorgesehenen weichmagnetischen Bandsorten (z.B. F-Band) bei einer Aussteuerung auf 200 m Maxwell, wie sie der Klasse 38 entspricht, bereits übersteuert sein, d. h. einen zu hohen Klirrfaktor aufweisen und sind daher für 38cm ungeeignet.

Weitere Einzelheiten für verschiedene Bandsorten

Umgekehrt aber sind die für die niedrigen Geschwindigkeiten bestimmten Bandsorten vorteilhaft auch für höhere Geschwindigkeiten geeignet. Bei einer Geschwindigkeit von 38cm/s ist die erforderliche Höhenanhebung beim Aufsprechen gering, und man konnte daher für diese Klasse den Bezugspegel ohne Übersteuerungsgefahr am höchsten wählen.

Im praktischen Betrieb erfolgt die Eichung des Wiedergabekanals auf richtige Verstärkung durch Abspielen des Pegeltonteiles des für die entsprechende Geschwindigkeitsklasse vorgesehenen Bezugsbandes.

Durch diese normenmäßigen Festlegungen wird dem heutigen Stand der Magnettontechnik weitestgehend Rechnung getragen. Im folgenden Abschnitt wollen wir die Meßeinrichtungen und Meßmethoden zur Ermittlung der elektroakustischen Werte unter Berücksichtigung dieser Festlegungen beschreiben.

G. Beschreibung des Bandmeßplatzes und Meßvorganges

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Zur Messung der elektroakustischen Werte der Bänder wurde das Magnetophon T9 TJ der AEG verwendet, das für die beiden Geschwindigkeiten 76,2 bzw. 38,1cm/s umschaltbar ist. Gleichzeitig mit der Umschaltung des Laufwerkes durch Betätigung je eines Druckknopfes werden durch Relaissätze in dem Aufsprechverstärker V66u und dem Wiedergabeverstärker V67u die erforderlichen Frequenz- und Pegel-korrekturen mit umgeschaltet. Sie sind für beide Geschwindigkeiten unabhängig voneinander regelbar und werden vor der Messung mit dem Bezugsband 76 bzw. 38 eingestellt.

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Die Kopfjustage

Durch Abspielen des Pegel- und Frequenzgangteiles des Bezugsbandes wird der Ausgangspegel am Wiedergabeverstärker jeweils auf 1,55 V für 1 kHz als Bezugspegel eingestellt und der Hörkopfspalt bei der Abtastung der 10 kHz-Aufzeichnung senkrecht zur Laufrichtung des Bandes einreguliert und mit Hilfe der Höhenkorrektur auf gleichen Pegel zwischen 1 und 10 kHz eingestellt.

Die Verstärker auf Bezugspegel einpegeln

Anschließend wird durch Aufsprechen und gleichzeitiges Abhören mittels Leerbandteil des Bezugsbandes (Agfa F1374 bzw. F2851 für 76cm und Agfa FR 4004 Band) der Aufsprechverstärker so eingepegelt, daß bei einer Eingangsspannung von 1,55 V und 1 kHz am Ausgang des Wiedergabeverstärkers wieder Bezugspegel erhalten wird.

Bei 10 kHz und -20db unter Bezugspegel wird zunächst der Sprechkopfspalt eingetaumelt und anschließend die Frequenzkorrektur des Aufsprechverstärkers so eingeregelt, daß zwischen 1 und 10 kHz wieder gleicher Ausgangspegel erhalten wird. Diese Einpegelung und alle übrigen Messungen können bei dem verwendeten Gerat direkt während der Aufnahme gemacht werden, weil das Fremdspannungs- verhältnis der am Ausgang des Wiedergabeverstärkers gemessenen Spannung ohne Modulation durch sorgfältige Abschirmung des Hörkopfes gegen Brumm- und HF-Einstreuung während der Aufnahme größer als 60db ist.

Dies bedeutet eine wesentliche Erleichterung des Meßvorganges, weil das lästige Rückspulen nach erfolgter Aufnahme zur Messung der aufgezeichneten Größen in der Wiedergabestellung entfällt und ihre Änderungen sofort ersichtlich sind.

Die Daten des Hörkopfes

Der verwendete Hörkopf hatte eine geometrische Spaltbreite von 14um, der Sprechkopf von 28um Der HF-Vormagnetisierungsstrom mit einer Frequenz von 80 kHz ist von 0-25 mA regelbar, der Löschstrom von 40 kHz ist unveränderbar und beträgt 160 mA.

Der eigentliche Meßvorgang - die Meßgeräte

An Hand dos Blockschaltbildes der Abb. 10 wollen wir nun den Meßvorgang zur Ermittlung der elektroakustischen Eigenschaften, wie sie in den Diagrammen als Funktion des Vormagnetisierungsstromes dargestellt sind, erläutern.

Die notwendigen Meßmittel sind ein Tongenerator von 0-20 kHz mit einem kubischen Klirrfaktor von kleiner als 0,2% bis zu einer Ausgangsspannung von rund 5V, die zeitlich konstant und frequenzunabhängig sein soll.

Mindestens ein, besser aber zwei Röhrenvoltmeter für HF- und NF-Spannung mit einem Meßbereich von 1 mV bis 10 V. (Anmerkug : Es sit alles noch Mono Vollspur.) Je ein Bandpaß für 1 kHz und für 3 kHz mit einer Durchlaßbreite von ±5% und einer Sperrbereichdämpfung von rund 60db.

Je ein Bezugsband für 76 bzw. 38cm Geschwindigkeit. Sehr zweckmäßig, aber nicht unbedingt erforderlieh ein Dämpfungsschreiber zur fortlaufenden Registrierung der Bandeigensehaften über die Länge des Bandes, sowie ein 30 Phon-Ohrkurvenfilter zur gehörwertrichtigen Beurteilung dw Geräuschspannung oder besser ein Geräuschspannungsmesser.

Wichtig : reproduzierbare Bandeigenschaften

Der Normentwurf DIN 45512 über die elektroakustischen Eigenschaften von Magnetbändern geht von definierten und unabhängig vom Magnetbandgerät reproduzierbaren Bandeigenschaften aus, sofern dieses nur den Bedingungen nach DIN 45511 entspricht und vergleicht sie mit den oben angegebenen, für beide Bandgeschwindigkeiten unterschiedlichen Bezugsbändern.

Als Bezugspunkt wird hierbei der (ein) optimale(r) Vormagnetisierungsstrom festgelegt, bei dem das Maximum der Ausgangsspannung auftritt. Die hier dargestellten Meßergebnisse geben darüber hinaus Aufschluß über das Verhalten der Bandeigenschaften für beliebige durch den Vormagnetisierungsstrom festlegbare Arbeitspunkte, so daß aus den möglichen Einstellungen die für den Benutzer und dessen Gerät am günstigsten erscheinende Einstellung, die im allgemeinen immer ein Kompromiß aus mehreren Eigenschaften sein wird, ausgewählt werden kann.

  • Anmerkung : Da es bei uns im Jahr 2017 (so gut wie) keine funktionierenden AEG T9 Maschinen mehr in irgend einer wichtigen Funktion oder Produktion gibt, werden die Diagramme nicht aufgeführt.

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Im einzelnen wurden folgende Messungen als Funktion des Vormagnetisierungsstromes durchgeführt.

1. Tonfrequenter Sprechstrombedarf für Aussteuerung auf Bezugspegel

Bei einer Frequenz von 1 kHz wird der Sprechstrom so verändert, daß am Ausgang des Wiedergabe Verstärkers Bezugspegel = 1,55V entsteht. Die Messung des Stromes erfolgt als Spannungsabfall an einem Meßwiderstand von 100 Ohm im Sprechkopfstromkreis, wobei der Vormagnetisierungsstrom abgeschaltet ist. Der eingestellte Vormagnetisierungsstrom wird am gleichen Widerstand mit einem HF-Röhrenyoltmeter bei abgeschaltetem NF-Strom gemessen. Der Verlauf des Sprechstromes zeigt ein ausgeprägtes Minimum, das etwa mit dem Punkt maximaler Empfindlichkeit, der normenmäßig zur Charakterisierung eines Bandes festgelegt wurde, zusammenfällt und durch die unterschiedliche Steilheit der Remanenzkennlinien bedingt ist.

2. Klirrfaktormessung für Bezugspegel

Im gleichen Meßvorgang wie unter 1. wird von der 1 kHz-Aufzeichnung der Amplituden Anteil der dritten Harmonischen von 3 kHz gemessen, die bei kleinem Vormagnetisierungsstrom von der Krümmung der Remanenzkennlinie im Ursprung verursacht werden. Wegen der Symmetrie der Kennlinien zum Ursprung haben die Verzerrungen vornehmlich kubischen Charakter. Aus ihrem Verlauf als Funktion des Vormagnetisierungsstromes ist zu erwarten, daß für gleiche Ausgangsspannung der Klirrfaktor mit zunehmender Vormagnetisierung rasch abnimmt, ein Minimum durchläuft und dann wieder ansteigt, weil die Krümmung zwar im Ursprung verschwindet, im oberen Teil der Remanenzkennlinien aber wieder zunimmt. Ferner, daß harte Bänder einen kleineren Klirrfaktor aufweisen, als weiche Bänder, weil der lineare Aussteuerungsbereich der Remanenzkennlinien viel größer ist (vgl. FR- mit F-Band in Abb. 6).

3. Vollaussteuerung des Bandes

Es wird die Ausgangsspannung Uv am Wiedergabeverstärker bestimmt, für die der Klirrfaktor für die Klassen 76 und 38 bei 1 kHz gerade 3%, für die Klassen 19 und 9 bei 333 Hz gerade 5% beträgt. Sie stellt die Grenze der zulässigen Aussteuerung des Bandes dar. Die Messung erfolgt wie unter 2. durch abwechselndes Einregeln des Widerstandes und der Eingangsspannung am Aufsprechverstärker, bis der angegebene Klirrfaktor erreicht ist. In Schalterstellung Ua wird dann mit Röhrenvoltmeter 1 die Spannung Uv bei Vollaussteuerung gemessen. Der hierfür erforderliche Sprechstrom Iv wird ebenfalls dargestellt und gibt Aufschluß über die Aussteuerungsreserve des Bandes gegenüber der Aussteuerung auf Bezugspegel.

4. Tonfrequenz-Empfindlichkeit

Die relative Tonfrequenz-Empfindlichkeit ergibt sich als Quotient aus dem Aufsprechstrom IBB, der erforderlich ist, um auf dem Leerteil des Bezugsbandes 76 bzw. 38 bei der Frequenz von 1 kHz (bzw. der Frequenz des Pegeltonteiles des Bezugsbandes einer anderen Klasse) und optimaler Vormagnetisierung wieder den Bezugspegel zu erhalten, zu dem unter 3. ermittelten Aufsprechstrom für Vollaussteuerung bei optimaler Vormagnetisierung des Prüfbandes.

Aus den Remanenzkennlinien ist zu erwarten, daß harte Bänder bei Vollaussteuerung eine wesentlich höhere Hörkopfspannung liefern als weiche Bänder.

5. Maximale Empfindlichkeit

Bei einer Frequenz von 1 kHz wird die Ausgangsspannung in Abhängigkeit vom Vormagnetisierungsstrom gemessen und der Wert des Vormagnetisierungs-Stromes festgestellt, bei dem das Maximum der Ausgangsspannung auftritt. Der Sprechstrom beträgt hierbei 10% (-20db) des Sprechstromes um den Bezugspegel bei iv= 17,5 mA zu erhalten und wird bei den Messungen konstant gehalten. Der erhaltene Empfindlichkeitsverlauf, im physikalischen Sinne nicht ganz richtig als „Differentialkurve" bezeichnet, wird zur Ermittlung des Frequenzganges auch für die obere Grenzfrequenz von 10 kHz dargestellt.

Massebänder weisen für 1 kHz kein ausgeprägtes Maximum auf. Wird aber auf die gleiche Weise der Verlauf für eine höhere Frequenz gemessen, so zeigt es sich, daß das Maximum für diese Frequenz im allgemeinen bei kleineren Vormagnetisierungsströmen liegt und nun auch bei Massebändern deutlich ausgeprägt ist.

Da die maximale Empfindlichkeit für 1 kHz in den Normenentwürfen als wichtiger Bezugspunkt für die Definition der Bandeigenschaften herangezogen wird, um von der Angabe der Sprechkopfdaten unabhängig zu sein, wird bei solchen Bändern die Messung bei 5 kHz wiederholt und der Wert für 1 kHz als das 1,25-fache des bei 5 kHz ermittelten Wertes definiert.

Bei Schichtbändern ist die Frequenzabhängigkeit des Maximums bei 76 und 38cm/s und 10 kHz im Vergleich zu 1 kHz nur sehr gering, wie die dargestellten Meßergebnisse zeigen und wird erst bei kleineren Wellenlängen, d. h. bei kleineren Geschwindigkeiten, deutlich. Eine höhere Koerzitivkraft verschiebt das Maximum nach höheren Vormagnetisierungsströmen.

6. Absoluter Frequenzgang

Als absoluter Frequenzgang wird die Pegeldifferenz der Ausgangsspannung für 10 kHz U10 und 1 kHz U1 definiert, wenn für beide Frequenzen gleiche Eingangsspannung am Aufsprechverstärker angelegt wird. Die Ausgangsspannung soll dabei 20db unter Bezugspegel, also 155 mV betragen.

Unter relativem Frequenzgang eines Prüfbandes versteht man die Abweichung des absoluten Frequenzganges des Prüfbandes FaP in db vom Bezugsband FaB (Leerbandteil des Bezugsbandes). Der Frequenzgang nimmt mit der Koerzitivkraft bzw. abnehmender Schichtdicke und Permeabilität, d. h. kleineren Wellenlängen eines Bandes, zu.

7. Gleichfeldrauschspannungsabstand

Die statistische Verteilung der magnetisierten Partikel in den 3 Dimensionen der Schicht ergibt infolge geringfügiger Remanenzunterschiede der einzelnen Partikel über der Kopfspaltfläche eine mittlere Spannung, der kleine Spannungsstöße überlagert sind.

Es handelt sich also um geringe Remanenzschwankungen, die nur auftreten können, wenn ein "Nutzton" aufgesprochen wird und diesem proportional sind. Sie verursachen ein Rauschen, mit dem der Nutzton moduliert ist. Hierdurch entstehen 2 Seitenbänder spiegelbildlich zu diesem Nutzton, deren Frequenzspektrum gleich dem ist, das bei Magnetisierung mit einem Gleichfeld erhalten wird.

Es wird daher bei der Frequenz Null gemessen, d. h., das Band mit einem definierten Gleichstrom magnetisiert, der an Stelle des tonfrequenten Sprechstromes dem Vormagnetisierungsstrom überlagert wird und in der Größe gleich dem Effektiv wert des Sprechstromes ist. Die Bewertung dieses Gleichfeldrauschens über ein Ohrfilter erscheint wegen der spektralen Verteilung des Seitenbandrausehens für einen Nutzton demnach unzweckmäßig.

Die Quelle des Gleichfeldrauschens

Nadelförmige Pigmente ergeben geringere statistische Schwankungen und damit ein geringeres Rauschen als kubische Pigmente, besonders dann, wenn die Teilchen während des Begußvorganges eine Vorzugsrichtung erhalten.

Remanenzschwankungen werden aber auch durch unregelmäßige Kontaktgabe zwischen Tonträger und Sprech- bzw. Hörkopf hervorgerufen und können durch Oberflächenunebenheiten am Tonträger, wie Staubteilehen oder Verschmutzung, zu geringem und unregelmäßigem Bandzug bzw. Verschmutzung des Kopfspiegels verursacht sein.

Solche Störstellen verursachen kurzzeitige, stärkere Remanenzschwanklingen bei der Magnetisierung über dem Sprechkopfspalt bzw. Spannungsschwankungen im Hörkopf, die sich gehörmäßig dem gleichmäßigen Bandrauschen als stärkere Polterstellen überlagern.

Für den Bandhersteller ist die Bewertung des Gleichfeldrauschens über ein Ohrfilter von Interesse, weil damit diese tieffrequentigen Polterstellen unterdrückt werden und man das im wesentlichen von Störstellen freie Rauschen des Pigmentes erhält und auf die Fehlerquellen schließen kann. Eine Verschmutzung oder mechanische Verletzung der Bandoberfläche durch unsachgemäße Behandlung im Betrieb (z. B. Staub, der sich in die Schicht eindrückt), kann den Gleichfeld-rausehspannungsabstand wesentlich verschlechtern.

Die Bewertung des Gleichfeldrauschspannungsabstandes

Um von einem Magnettongerät mit definierten Eigenschaften unabhängig zu sein, sieht der Normentwurf DIN 45519 die Bewertung des Gleichfeldrauschspan-nungsabstandes für Vollaussteuerung vor.

Demnach wird dem optimalen Vormagnetisierungsstrom ein Gleichstrom überlagert, dessen Größe gleich dem Effektivwert des für Vollaussteuerung bei der Bezugsfrequenz erforderlichen tonfrequenten Stromes sein soll.

Bei den durchgeführten Messungen mit einem den Normalbedingungen entsprechenden Magnettongerät wird die Gleichfeldrauschspannung auf den Bezugspegel von 1,55V bezogen, d.h., mit einem Gleichstrom aufgesprochen, der dem Effektivwert von IB entspricht. Bei Bändern der Klasse 76 und 38 ist der Gleichfeldrauschspannungsabstand unabhängig von der Aussteuerung, weil die Rauschspannung praktisch proportional mit dem Sprechstrom zunimmt.

Die Abhängigkeit vom Vormagnetisierungsstrom geht jedoch nicht konform mit der des Sprechstromes. Das Minimum der Rauschspannung fällt dadurch im allgemeinen nicht mit dem Punkt maximaler Empfindlichkeit zusammen, sondern liegt etwa bei 25% größeren Vormagnetisierungsstrom werten. Dies ist bei der Auswahl des günstigsten Arbeitspunktes zu beachten.

8. Kopierdämpfung

Beim Lagern einer aufgesprochenen Bandspule kann ein stark aufgesprochenes Signal die Nachbarwindungen magnetisieren und äußert sich in zwar sehr leisen, aber doch störenden Vor- und Nachechos oft über mehrere Windungen, besonders dann, wenn vor und nach Fortissimostellen Pianissimostellen folgen, wie z. B. bei Sprachaufnahmen.

Dieser Kopiervorgang ist eine logarithmische Funktion der Zeit und wird durch idealisierende Einflüsse, wie erhöhte Temperatur, erhöhte mechanische Beanspruchung und stärkere Magnetfelder (Streufluß von Transformatoren und elektrischen Maschinen) begünstigt. Die Aufzeichnung ist nicht stabil und verschwindet, zwar nicht vollständig, aber weitgehend, wenn das Band vor der Wiedergabe einige Zeit in entgegengesetzter Richtung umgespult lagert.

Durchläuft das Band vor der Wiedergabe ein geringes Hochfrequenz- vormagnetisierungsfeld (zusätzlicher Löschkopf mit geringer Energie gespeist), so kann die kopierte Aufnahme wegen ihrer geringen Stabilität praktisch völlig beseitigt werden, ohne die eigentliche Aufnahme wesentlich zu schwächen (etwa 1-2db). Der Kopiereffekt ist abhängig von der aufgezeichneten Wellenlänge und der Banddicke und der Schichtdicke und wird durch die Einwirkung des magnetisierenden Feldes von der Feldstärke hervorgerufen.

Wo ist es störend ?

Für eine Geschwindigkeit von 38 cm/s und einer Banddicke von rund 50um ergibt sich eine Frequenz von 1100 Hz, die im Bereich größter Ohrempfindlichkeit liegt. Bei geringerer Geschwindigkeit wird diese Frequenz erniedrigt und ist dem Gehör nach weniger störend.

Ein Kopiereffekt bei kleinen Geschwindigkeiten ist praktisch nicht zu beobachten. Bei Massebändern ist die magnetisierbare Schichtdicke gleich der Banddicke. Sie weisen daher einen stärkeren Kopiereffekt auf als Schichtbänder. Aus dem Verlauf der Remanenzkennlinien in der Nähe des Ursprunges erkennt man, daß hochkoerzitive Bänder eine größere Kopierdämpfung erwarten lassen, weil die Krümmung der Remanenzkurve viel flacher verläuft als bei magnetisch weichen Bändern und gleiche Magnetisierungsfeldstärken daher unterschiedliche Remanenzwerte ergeben.

Dies erklärt z. B. die höhere Kopierdämpfung des FR-Bandes gegenüber dem F-Band bei gleichen mechanischen Abmessungen der Schicht- und Banddicke.

Zur Messung der Kopierdämpfung wird bei 38cm/s

Zur Messung der Kopierdämpfung wird bei 38cm/s Bandgeschwindigkeit ein Impuls von 1 kHz und Vollaussteuerung im Optimum der Vormagnetisierung aufgesprochen und das Verhältnis der Ausgangsspannung dieses Impulses am Ausgang des Wiedergabeverstärkers zu der beim Abspielen der ersten Kopie dieses Impulses auf einer Nachbarwindung entstehenden gebildet.

Vollaussteuerung wird im Normentwurf DIN 45519 vorgesehen, um von einem Magnettongerät mit definierten Eigenschaften unabhängig zu sein. Bei den durchgeführten Messungen ist die Größe des Impulses gleich dem Bezugspegel. Der Wickeldurchmesser soll nach erfolgter Aufsprache 20cm betragen, um einen genügend langen Impuls zu erhalten.

Die Dauer des Impulses wurde bei den Messungen so gewählt, daß der Umfang des aufgespulten Wickels nicht überschritten wird. Überschreitet der Impuls den Wickelumfang, so ergeben sich etwas höhere Spannungswerte durch doppelseitiges Kopieren der überlappten Bandlagen (Abb. IIb).

Nach erfolgter Aufsprache wird das Band unter normalen Temperaturbedingungen (20°C) 24 Stunden gelagert. Bei der Wiedergabe dient der gelagerte Wickel als Vorratsspule, so daß der auf der Bandspule nachfolgende Impuls vor dem Hauptimpuls erscheint. Die Messung erfolgt mit dem Dämpfungsschreiber über den 1 kHz-Bandpaß zur Verbesserung des Störspannungsverhältnisses und ein Dämpfungsglied, das den Hauptimpuls auf ein für die Anzeige des Dämpfungsschreibers erforderliches Ausmaß schwächt (Abb. 10). Die Dämpfungswerte der Kopierimpulse gegenüber dem Hauptimpuls werden direkt in db geschrieben. Die Meßergebnisse zeigen eine geringe Abnahme der Kopierdämpfung mit steigendem Vormagnetisierungsstrom infolge stärkerer Durchmagnetisierung der tief erliegenden Schichtpartien des Bandes.
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9. Bandflußsehwankungen

Mit dem Pegelschreiber wird die Abweichung einer 5 kHz-Aufzeichnung gegenüber dem geometrischen Mittelwert auf eine Dauer von 10 Minuten registriert und in db angegeben. Die Messung erfolgt im Optimum des Vormagnetisierungsstromes und einem Pegel von -10db, also etwa 1/3 der Vollaussteuerung.

Die bei einer Geschwindigkeit von 38,1cm/s registrierten Schwankungen liegen bei allen Agfa-Bändern über eine Länge von 1000 m innerhalb eines Bereiches von ±1/4dB. Charge zu Charge betragen sie maximal ±1db.

10. Löschdämpfung

In den Normenentwürfen werden keine Angaben über die absolute Messung der Löschbarkeit eines Magnetbandes gemacht, weil noch keine befriedigenden Meßverfahren bekannt sind.

Die mit einem Magnetbandgerät nach DIN 45511 ermittelte Löschdämpfung liegt bei allen Agfa-Bändern über 70db, wenn der Bezugslöschkopf von einem Löschstrom von 150mA, 40 kHz durchflossen wird.

Nachtrag

Die in der Zusammenstellung gezeigte Bandtype FS wird in Zukunft nicht mehr gefertigt werden und durch das FR-Band abgelöst, dessen Eigenschaften gegenüber dem FS-Band in der laufenden Fabrikation (Abb. 13) verbessert werden konnten.

Die dargestellten Meßergebnisse gelten ganz allgemein für beliebige Köpfe mit abweichenden Windungszahlen und geringen Abweichungen in den Spaltbreiten. Es muß nur für diese Köpfe der Vormagnetisierungsstrom für maximale Empfindlichkeit ermittelt werden und ein neuer Abszissenmaßstab für den Vormagnetisierungsstrom so gewählt werden, daß die Maxima zur Deckung kommen.

Den Herren der Agfa-Magneton-Abteilung Dr. Abeck, Dr. Brück, insbesondere aber Dr. Hörmann, danke ich für viele Vorschläge und angeregte Diskussionen über das Thema.

Mechanische Eigenschaften von Agfa-Bändern (Mittelwerte)

  F-Band FR-Band FSP-normal FSP-E.d.
Trägermaterial Acet. Cell. Acet. Cell. ........ PVC PVC
Breite ............mm 6,25:};0,05 6,25-K),05 6,25±0,05 6,25+0,05
Foliendieke......... /an 41 ±2 41 ±2 33_[:4: 22±3
Schichtdickc........./an H±l 14 ±1 15±1 13±1
Gesamtdicke........./an 52 ±3 55 i 3 48 ±5 35±4
Elastische Dehnung mit 1 kg 1 Minute belastet......% ^ 1 ^1,2 ^ 1,7 ^1,7
Plastische Dehnung mit 1 kg belastet. Gemessen 1 Minute nach Entlastung ...........% ^0,12 ^0,13 ^0,12 ^0,12
  2,4 2,3 2,8 2,4
Elastizitätsgrenze.....kg/mm2 6,2 6,2 5,6 5,6
Bruchdehnung.........°q 33 180 33 180 52 620 52
Schlagbruchfestigkeit (Pendclhammer       620
Linearer Ausdehnungskoeffz. in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit für 20-SO % relativer 6,2 • 10 5 6,2 • 10 5 1,5- 10" 5 1,5 • 10 6
Koeffizient der diagonalen Ausdeh-        
nung in Abhängigkeit von der rel, Luftfeuchtigkeit für 20-80% rel. 6,6 • 10 5 6,6 • 10 * 2,0- 10 5 2,0- 10 5
Bleibende Dehnung nach 3 Std. Belastung mit 1 kg. Gemessen 3 Std. nach Entlastung .... . . % 0,5 0,5 1,0 1,0
Magnetische Werte        
Koerzitiv kraft S}e...... Oe 157 254 314 314
Sättigungsremanenz £>^ . . . Gauß 355 914 801 801
  4,3 1.4 }J 1,4

Zusammenfassung vom März 1955

Nach einer allgemeinen Betrachtung über den derzeitigen Stand der Magnettontechnik wird auf die Herstellung von Magnetbändern eingegangen. Der Fortschritt durch Verwendung hochkoerzitiver Pigmente wird aufgezeigt. Er äußert sich in einer Herabsetzung der Bandgeschwindigkeit durch Verbesserung des Frequenzganges der Bänder und Verringerung der nichtlinearen Verzerrungen. Die dadurch erzielte größere Aussteuerbarkeit ergibt einen Dynamikgewinn bei der Wiedergabe.

Der professionelle Sektor erfordert eine Normung der elektroakustischen Eigenschaften der Tonbänder. Die vorliegenden Normentwürfe hierzu berücksichtigen weitgehend den augenblicklichen Stand der Magnettontechnik und legen Bezugsbänder mit definierten Eigenschaften fest, die von der Agfa hergestellt werden.

Die elektroakustischen Eigenschaften der Agfa-Magneton-Bänder, ermittelt auf einem Bandmeßplatz mit genormtem Aufsprech- und Wiedergabekanal, werden in Diagrammen übersichtlich dargestellt.

Sie ermöglichen eine leichte Orientierung über die optimale Verwendung und machen den Fortschritt in der Verbesserung der Eigenschaften anschaulich. Sie haben allgemeine Gültigkeit, wenn die angeführten Richtlinien bei ihrer Benutzung beachtet werden und geben sowohl dem Gerätekonstrukteur als auch dem Benutzer Aufschluß über die günstigsten Betriebsbedingungen der Bänder.

Literatur

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  • [11] DIN 45512 Bl. 1 (März 1955) Magnetbänder - Mechanische Eigenschaften. DIN 45512 BL 2 (Januar 1955) Entwurf und Erläuterungen von H. Schiesser. Magnetbänder - Elektroakustische Eigenschaften. DIN 45513 Bl. 3 s. Elektronorm, Jg. 8, 141 und 142 (1954) Heft 3. DIN-Bezugsbänder.

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Die mitgeteilten Ergänzungen und Daten entsprechen dem Stand vom März 1955

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