カセット用テストテープを作るPart3
2015年2月25作成開始 2021年1月29日更新
テストテープの自作 | |||||||||||||
「カセット用テストテープを作る」と「カセット用テストテープを作るPart2」での実験とテスト結果で、 もう少し検討してみたいところを実験してみたいと思います。 |
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テストテープの自作の難しさについて 2015年2月25作成 2016年7月29日更新 |
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2012年の「カセット用テストテープを作る」の時から、ヘッドについては解決できない問題でした。 業務用のテストテープは、主にフルトラックで録音されています。 セパレーションチェック信号や、一部のテストテープはステレオ録音になっています。 家庭用のカセットテープレコーダーを使用する限り、2トラック1チャンネルモノラルと4トラック2チャンネルステレオしかありません。 特殊なものではマルチトラックレコーダーの4トラックや8トラックがあります。 オートリバースのヘッドホンステレオは4トラックを往復2チャンネル用に使用しているものもあります。 モノラルの機種でも、ステレオヘッドを使用しているものも有ります。 カセットはモノラルとステレオの互換性があるようにするため、モノラルトラックを2つに分けてステレオトラックにしています。 ステレオデッキのステレオヘッドでテストテープを製作する場合、ヘッドの工作精度とアンプ回路が問題になります。 ステレオは2つのヘッドコアの位置がどのくらいの工作精度で出来ているか、アンプも2つが同じ動作をしているか問題となります。 3ヘッドでは録音ヘッドと再生ヘッドとの位置関係も問題になります。 3ヘッドではコンビネーションヘッドではなく、独立懸架3ヘッド方式が録音と再生ヘッドの位置関係の精度が上がります。 82年に購入したD-2200MBで、コンビネーションヘッドの互換性について当時から違和感を感じていました。 そこで、モノラル機を考えると選択肢が限られてきます。 @耐久性のあるヘッドでフェライトヘッドを使用 A録再モノラルヘッドを使用で、出来ればモニター用再生ヘッドもある。 Bマニュアル録音ができる。 3つの条件では、ビジネスデンスケとなります。 2012年の「カセット用テストテープを作る」で使用した、TCM-5000EVはモノラルでしたがステレオヘッドを使用していました。 メーカーでアジマス調整をしてもらった後に実験をしましたが、録音したテープをステレオカセットデッキTC-K555ESRで再生すると どうも結果がよくありませんでした。 このとき使用したTCM-5000EVの走行安定性もあまりよくないようでした。 その結果、2012年の「カセット用テストテープを作る」では、TC-K555ESRを使用してのテストテープ製作になりました。 このとき他にも3ヘッドデッキは何台もありましたが、クォーツロックD.Dとキャリブレーション機能と独立懸架3ヘッド方式を 使用したデッキはTC-K555ESRだけでした。 20分テープを使用して製作した種類です。 Aタイプ A面に333Hzの0VU基準レベル(10分)、B面に6.3kHzのアジマス調整信号(10分)。 Bタイプ A面に315Hzの0VU基準レベル(10分)、B面に6.3kHzのアジマス調整信号(10分)。 AタイプとBタイプのどちらかと、テスト信号用CDとのセットでした。 TCK-555ESRで製作したテストテープは、なかなかよいテストテープが製作できました。 しかし、半年ほどするとヘッドが摩耗し始めましたので、テストテープは一時製作中止としました。 その後も製作依頼がありましたが、使用デッキの都合により製作中止としていました。 自分での修理中に、手持ちにないテストテープが必要になったため、自分用にテストテープを製作することにしました。 今度は耐久性を考えて、フェライトヘッドを使用したクォーツロックの3ヘッドデッキから選びました。 条件にあったデッキは、A&D GX-Z9100とGX-Z9100EXがありました。 2013年7月にGX-Z9100を選んで、カセットデッキ修理専門業者に整備を依頼しました。 GX-Z9100の整備完了後、テストテープ製作をすることにしました。 2013年8月作成の「カセット用テストテープを作るPart2」では、より精度のよいテストテープを作るために 更に細かいデータを取りました。 テストテープの種類も増やすため、業務用テープ製作業者にもいろいろ相談と協力をしてもらいました。 レベル調整もしやすくするため、微調整用フェーダボックスも製作し改良を重ねました。 そして今度は、10分テープで7種類を製作しました。 @315Hz/0dB基準レベル A315Hz/-4dB/0VU基準レベル B333Hz/0dB基準レベル C333Hz/-4dB/0VU基準レベル D400Hz/ドルビー基準レベル E3kHz/-10dB/テープスピード調整用 F6.3kHz/-10dB/アジマス調整用 実験結果も動画も多用し、テストでの実際の再生状態がわかりやすいようにしました。 半年ほどかかり、いくつかの実験を続けました。 製作工程を確認できるようにページを作りましたので、 整備されたGX-Z9100を使用し、同じ製作方法でのテストテープ製作を理解して納得していただいた方からの 製作依頼をお受けすることにしました。 またメールでの問い合わせでは、ヘッドの工作精度についてや安定度について自作の難しさを説明もしたことも有ります。 中にはご自分で経験されないので、自作の難しさはご理解でしていただけなかったことも有りました。 磁気テープ記録の原理と仕組みをよく理解していないと難しいかと思います。 製作依頼にお答えして本数を作り続けるたびに、精度良いテストテープの製作は大変難しい事がわかってきます。 どうしても市販のテープとカセットデッキでは限界があります。 1本作るのに何回かの録音と再生を繰り返して、ミリパルの針を見続けて微調整しながら測定しています。 大変時間がかかり、根気のいる作業です。 基準レベル用はレベル変動が少ないテープを選別するので、さらに作業時間がかかります。 精度を追求するあまり、基準レベルテープなどは一日に1本から2本できるかという 大変時間のかかる作業になってしまいました。 ミリパルの針とマルチメーターの数字を見ながら、フェーダーボックスで数ミリボルトの微調整を手動で行います。 これを数時間繰り返しの作業は、とてもストレスがたまり耐えられなくなりました。 このため、2014年の11月いっぱいでテストテープ製作を終了しました。 製作終了後も製作依頼や製作しているのかの問い合わせがありました。 さらに、「カセットテープを作るPart2」を見て自作しようとする方からもメールが来ました。 2015年2月から作成の「カセット用テストテープを作るPart3」では、フェライトモノラルヘッドも挑戦してみたいのてすが、 最初にPart2での録音レベル微調整の問題をどうにかできないかに挑戦してみたいと思います。 モノラルヘッドでテストテープが製作できると、基準レベルの調整も1チャンネルだけになるので作りやすくなるはずです。 アジマス調整用テストテープは、モノラルヘッドで製作した方が原理的に位相が揃いやすいと思います。 現在使用しているGX-Z9100の3ヘッドですが、コンビネーションヘッドの工作精度と取り付け精度が基準になります。 録音と再生のコンビネーションヘッドは、アジマス調整は再生ヘッドで調整します。 コンビネーションヘッドの工作精度は、厳密には録音と再生ヘッドの位置が全く一緒になることは難しいです。 GX-Z9100は、録音ヘッドの位置調整と位相合わせはできませんので、 業務用のアジマス調整用テストテープと比較すると、位相合わせは誤差がでます。 GX-Z9100で製作するときは、再生時に左右のレベルが出来るだけ合うように録音時に調整しています。 アジマス調整は、音楽を録音したテープの再生音の高音部を聴いて調整する方法もありますが、、 整備して基準となるデッキで自作したアジマス調整用テストテープを使用した方が調整しやすくなります。 アジマス調整は、再生レベルが大きくなるようにヘッドのアジマス調整ネジを回して調整します。 ステレオの場合は再生レベルが大きくなるだけでなく、左右のレベルがなるべく同じになるように調整します。 オシロスコープを使用する場合は、リサージュが同相〜90度ぐらいになるように調整します。 詳しい調整方法は「カセット用テストテープを作るPart2」のサービスマニュアルをご覧ください。 整備されたGX-Z9100で自作のアジマス調整用テストテープでは、同相に近くなるところまでは出来るようです。 業務用のアジマス調整用テストテープと比較すると誤差は出ますが、整備されたGX-Z9100での自作の限界です。 市販のカセットデッキとカセットテープを使用してテストテープを自作する場合は、業務用のテストテープと同等のものは作れません。 テストテープの自作に使用したカセットデッキが基準になります。 自作テストテープは、業務用のテストテープと製作方法の違い、使用するテープの磁性体の違いを理解した上で使用します。 ★2015年11月1日追加★ 2012年の「カセット用テストテープを作る」のPART1では、フェライトステレオヘッド搭載でモノラルのビジネスデンスケTCM-500EVと ステレオカセットデッキTC-K555ESRでのテストテープ製作実験。 実験結果では、クォーツロックD.Dとキャリブレーション機能と独立懸架3ヘッド方式を使用したデッキはTC-K555ESRでの製作になりました。 2013年8月作成の「カセット用テストテープを作るPart2」では、ステレオカセットデッキA&D GX-Z9100での各種テストテープの製作実験。 独立懸架3ヘッド方式ではなくコンビネーションヘッドですが、アジマスに関してもほぼ問題ない状態でした。 0dB・0VU・DOLBYの基準レベル・テープスピード・アジマスの7種類のテーストテープ製作実験をしました。 より正確なレベル設定をするために、同時録音モニター時に手動での録音レベルの微調整という作業をしました。 2015年からの「カセット用テストテープを作るPart3」では、AGCの実験とモノラルヘッド搭載機種の選別をやりました。 手動での微調整に大変なストレスで挫折したため、微調整時の負担軽減のAGC実験をしました。 PART1とPART2は、自分で修理するときに必要なテストテープを自作する実験でした。 このときの実験結果が良かったため、同じように趣味で修理している方のお手伝いが出来るかと思い、 自作テストテープの製作依頼を受け付けました。 PART3は、手動調整のストレスでテストテープ製作の第2弾を終了してからの問い合わせに対応するため、 手動調整時のストレス負担軽減の方法を考え、第3弾として再開しました。 ドルビー基準レベルなどは、ミリパルの針が右側の振りきる寸前での調整になります。 この位置の針の一目盛りの幅が広いため、ほんのわずかなレベル変化が気になってしまいます。 このためドルビー基準テープ製作の場合、1本製作するために3本くらいのテープ選別をすることがあります。 1本製作するたびに、クリーニングと消磁をします。 録音後、巻き戻してから再生レベルを確認している状態をビデオ撮影しています。 録音状態の確認が終わった後にそのまま巻き戻しをすると巻き乱れが生じるので、 いったんテープを取りだし、走行系の消磁をしてから裏面を再生状態にするマスター巻きにします。 録画したビデオにテロップを入れる編集作業をしてから、WMVファイル変換をします。、 依頼主の方に確認用としてホームページに、毎回製作したテープの録画映像をアップしています。 録音同時モニター時に手動微調整をしないで、録音レベルを固定して製作することはできます。 ただしこの場合、テープのバラつきによるレベル変動が少し多くなってしまいます。 精度の高いテストテープを1本製作するのには、大変な時間と手間と根気が必要です。 市販のカセットデッキとカセットテープでの製作限界に挑戦してきました。 いくつかの条件をクリアしていれば自作であっても、ある程度テストテープとして使えるものが作れることが実証出来ています。 これらのテストテープは、趣味で修理をしている方の手助けになるかと自作してきました。 テストテープ製作業者ではないので、低価格に設定しています。 営利目的で業者が製作するとしたら、これらの作業方法では手間と時間がかかりすぎコストが合いません。 録音同時モニター時の微調整をしないのであれば、ある程度量産は可能かもしれません。 2015年10月13日から、テストテープの製作を休むことをホームページに載せました。 本業のあいた時間のほとんどを依頼されたテストテープの製作をしていたため、別の自作と実験がほとんど出来なくなっていました。 自分用のテストテープ製作の問題は解決していたので、いままで先延ばしにしていた自作と実験に取り掛かかることにしました。 いつもネットで自作テストテープの販売を検索していますが、テープスピードなどの自作テストテープの販売は見かけることは出来ました。 でも、このような精度を追求した基準レベルのテストテープ製作方法をやっている方は見つかりませんでした。 ところが、2015年10月30日、整備されたA&D GX-Z9100EVを使用して自作テストテープを販売する方が出てきました。 まずは、0dBの基準レベルの1種類でした。 11月1日から、ミラーカセットの自作もうまくいきそうなので 「カセット用テストテープの製作 第3弾」の終了をホームページにアップしました。 すると同じタイミングで、同じ方が0VUとテープスピードとアジマス用の製作追加を載せていました。 今後の展開を楽しみにしています。 2015年11月1日、「カセット用テストテープを作るPart4」をアップしました。 モノラルフェライトヘッド搭載のビジネスデンスケTC-5000での、アジマス調整用テストテープ製作の実験をしてみたいと思います。 2016年6月9日、「カセット用テストテープを作るPart5」をアップしました。 製作工程の効率化によりテストテープの販売を、オリジナル商品として再開できると思います。 そのための実験をして、現在準備中です。 2016年9月18日に、「カセット用テストテープを作るPart4」と「カセット用テストテープを作るPart5」を入れ替えました。 |
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手持ちのモノラルフェライトヘッド搭載機を比較してみる | |||||||||||||
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他のモノラルフェライトヘッド搭載の機種 | |||||||||||||
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モノラルのフェライトヘッド搭載機種で考える | |||||||||||||
現在、手元にあるモノラルのフェライトヘッド搭載機種では、候補になるものがありません。 ●第1案 TC-5000を購入する方法。 ●第2案 TCM-5000EVに、CF-1900のヘッドを取り付ける方法。 モノラルフェライトヘッドをカセットデッキに取り付ける改造はやりたくありません。 やはり、3ヘッドのビジネスデンスケが候補になりますが悩むところです。 |
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TC-5000について(2015年3月27日作成、2015年8月18日更新) | |||||||||||||
TC-5000です。 左から録音モニター用再生ヘッド、録再用のモノラルF&Fヘッド、消去ヘッドです。 録音時は録音再生モニターヘッドを使用して同時再生モニターをしますが、 通常の再生時は録再ヘッドで再生されます。 基本が2ヘッドと同じなので、録音と再生のアジマスは同じになります。 2ヘッドモノラルはアジマス調整用テストテープの自作に一番適しています。 ただし2ヘッドでは同時再生モニターが出来ないため、基準レベルのテストテープ製作をした場合には記録レベルの変化がわかりません。 そこで、2ヘッドベースのビジネスデンスケだけが、録音同時再生モニターが出来るので候補になります。 自作テストテープ製作用には、モニター回路の多少の改造が必要かもしれません。 2015年8月に、テストテープ製作用にもう一台入手しました。 整備して、必要であれば改造もしてみたいと思っています。 「カセット用テストテープを作るPart5」として挑戦してみようかと考えています。 |
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テープ製作時の手動調整の自動調整化について(2015年2月25日) | |||||||||||||
カセット用テストテープを作るPart2での手動調整の限界を感じていたので、 以前から考えていた自動調整を実験してみたいと思います。 ●手持ちのコンプレッサー/リミッターのエフェクター機器を使用しての実験。 ●以前から部品を買っていたAGC回路を製作しての実験。 時間ができ次第、実験をしてから公開します。 |
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コンプレッサー/リミッターを使用しての実験 PART1 (2015年3月27日〜28日) |
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BOSSのエフェクター CL-50というコンプレッサー/リミッターを使用します。 CL-50は1台ではモノラルですのでステレオで使用するときは2台を使用します。 このときに、左右同じ動作をするためにステレオリンクジャック同士を接続します。 今回はステレオで使用をするのではなく、ステレオリンクの機能を利用します。 使用する信号がモノラルなので、まず最初に1台目のCL-50に接続します。 次に微調整フェーダーボックス、その次にGX-Z9100、そしてミリバルへと接続します。 ミリパルからは、デジタルマルチメーターと2台目のCL-50へ接続します。 2台目のCL-50で、スレッショルドレベルとアタックタイムとリリースタイムを調整します。 左チャンネルより安定している右チャンネルの信号を利用します。 2台目のリミッターとしての動作状態を、1台目のCL-50へステレオリンク接続で伝えます。 AGC録音回路のループの中に、3ヘッドカセットデッキを入れたような状態になります。 録音同時モニターで使用するので、録音ヘッドと再生ヘッドの距離の分だけタイムラグが発生します。 また2トラックステレオヘッドですので、左右のレベル調整用に4台使用したいところです。 4台あればステレオ接続できますが、2台しかないのでまずはこの接続で実験をしました。 左チャンネルと微妙な調整は、微調整用フェーダーボックスを使用します。 AGC無しより、少しは楽のような気がします。 |
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333Hzの信号をパソコンのソフトで製作します。 |
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CL-50を加えた接続です。 |
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上が2台目のCL-50で、リミッター動作の設定です。 下は1台目のCL-50で、スレッショルドは動作しないようにしてあります。 |
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画像をクリックすると動画を再生します。(WMV SD 640×480) HD動画と画質の良いSD動画もあります、次のリンクをクリックしてください。 (WMV HD 1280×720) (WMV SD 720×480) TDKのAD 60分テープを使用しました。 627mVで録音したテープを再生しています。 616mVで0dBなのですが、少し高めになりました。 623mV位で録音した方が良さそうですが、録音し直すたびに微妙に違いが出るので大変難しいです。 左チャンネルは、このくらいのレベルは変動します。 |
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画像をクリックすると動画を再生します。(WMV SD 640×480) HD動画と画質の良いSD動画もあります、次のリンクをクリックしてください。 (WMV HD 1280×720) (WMV SD 720×480) このくらいのレベル変動は安定している状態です。 ミリパルの針は見やすいと思いますが、デジタルマルチメーターの数字はなかなか一定の数値では止まりません。 |
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TDK AD 60分テープのB面のみでも2日かかりました。 622mVで録音して、再生時は平均で616mVで表示するようになりました。 |
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コンプレッサー/リミッターを使用しての実験 PART2 AGC動作を調べる (2015年3月30日) |
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画像をクリックすると動画を再生します。(WMV SD 720×480) AGCの有りと無しの動作を調べてみます。 周期的にレベル変動するテープを使用してAGCの効果を調べました。 左チャンネルに333Hzを録音して比較しています。 ミリパルの針が大きく振れやすいように、測定レベルを調整してあります。 最初にAGC無しで録音します。 次にテープを巻き戻して、AGCを使用して規準レベルが同じになるように調整してから録音しています。 リーダーテープの繋ぎ目から、スタートを合わせています。 |
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グラフをクリックすると大きくなります。 わずかな差のようですが、AGCの効果がわかるように音声波形を簡易測定グラフにしました。 |
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自作AGC回路での実験開始は、もうしばらくかかると思います。 (2015年4月1日) |
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自作AGC回路の実験ができ次第公開します。 | |||||||||||||
コンプレッサー/リミッターのAGC動作を使用して、ドルビー規準レベル調整用テストテープの製作 (2015年4月3日) |
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使用テープは、マクセル UL 10分テープ。 機器の接続方法は、「コンプレッサー/リミッターを使用しての実験 PART1」と同じです。 400Hzの信号は、テストーテープ用信号の入ったCDを使用します。 |
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キャリブレーションでテープをバイアスと録音感度を調整します。 キャリブレーションの録音感度のレベルがプラス側になります。 テストテープに使用するのは単一信号なので、このとき調整した設定をあとで変更します。 ★カセットデッキのキャリブレーションの操作方法はここをクリックしてください。★ |
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録音モニターをソース側にして、452mV付近になるように録音レベルを設定します。 実際に録音を開始して、録音モニターをソースとテープに切換えた時に同じになるように、 キャリブレーションの録音感度のレベルを再調整します。 このとき、キャリブレーションの設定時のままでは、録音モニターをテープに切換えた時にテープのレベルが少し高くなります。 切換り時に、レベルの変化が少ないほうが後の作業がやりやすくなります。 右チャンネルの方が安定していますので、先に右チャンネルを合わせてから左チャンネルを合わせます。 |
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画像をクリックすると動画を再生します。(WMV SD 640×480) まずは、A面の1回目の録音です。 485mVで録音、巻き戻し、再生の作業で、約12分かかります。 録音同時再生モニターの時と、再生時のレベルは違います。 録音同時再生モニター時にある程度レベルが安定していても、再生時にレベルが不安定なことがあります。 そして、録音同時再生モニター時より、再生時の方が再生レベルが低くなります。 生テープに録音した時の再生レベルと、2回目や3回目と重ねて録音した時の再生レベルは違います。 重ねて繰り返し録音した方が、わずかながら再生レベルが下がります。 1回目の録音では、テープに信号が安定しての録音出来るかを見ます。 デジタルマルチメーターは、左側が左チャンネルで右側が右チャンネルです。 ミリパルの針は、赤が右チャンネルで黒が左チャンネルです。 微調整フェーダーボックスは、左手が左チャンネルで右手が両チャンネルです。 これは、基本的にレベル変動は両チャンネルで起きますが、 左チャンネルはさらにレベル変動起きやすいため、このような手動操作になっています。 2mV〜5mvぐらいの微調整ですので、つまみを回しているのはほとんど見ていて分からないと思います。 左手は、ミリパルの左チャンネルの黒い針を見て調整します。 右手は、デジタルマルチメーターの右チャンネル用の数字を見て調整します。 |
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画像をクリックすると動画を再生します。(WMV SD 640×480) 次に、B面の1回目の録音です。 485mVで録音、巻き戻し、再生の作業で、約12分かかります。 A面とB面を比べると、A面の方が安定しています。 この後は、A面で作業を続けます。 録音レベルを数ミリボルト変えて録音し、巻き戻してから再生レベルを確認する作業をくりかえします。 |
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画像をクリックすると動画を再生します。(WMV SD 640×480) A面の4回目の録音です。 録音、巻き戻し、再生の作業で、約12分かかります。 490mvで録音しましたが、再生してみるとわずかに高いようです。 平均482mVになるまで、もう一息です。 この後、何度か繰り返すことになります。 |
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ミリパルとデジタルマルチメーターの周波数による測定誤差を比較 (2015年5月26日) |
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2015年5月26日より、ミリパルの針だけでなく3kHzと6.3kHzもデジタルマルチメーターの表示を見て調整することにしました。 測定誤差を確認して、その表示を見て調整します。 ほとんどのデジタルマルチメーターは、ミリパルより周波数特性がよくありません。 正確に測定できるAC電圧の周波数は、400Hz付近までが多いです。 測定誤差のある表示を利用したいので、どのくらいの誤差があるか測定してみます。 315Hz/0dBを616mVに設定。 左のデジタルマルチメーターは、個体差による測定誤差表示分の2mVを足した電圧表示に合わせています。 333Hz/0dB。 315Hz/0dBと同じ設定のままで測定。 400Hz/0dB。 315Hz/0dBと同じ設定のままで測定。 3kHz/-10dB。 315Hz/0dBと同じ設定のままで測定。 6.3kHz/-10dB。 315Hz/0dBと同じ設定のままで測定。 |
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製作したテストテープ (2015年9月28日更新) |
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これから何本も各種テストテープを製作します。 録音同時再生モニター時のデジタルマルチメーターの電圧と、巻き戻し後のデジタルマルチメーターの電圧を表にしました。 録音時の電圧は、デッキとテープの状態で多少変化しています。 録音同時再生モニター時のデジタルマルチメーターの電圧は、微調整しながら設定しようとしている電圧です。 録音後に巻き戻してからの、再生時の動画も見られるようにしてあります。 |
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製作するテストテープの精度について 整備されたA&D GX-Z9100のカセットデッキを基準にして製作したテストテープです。 業務用のテストテープではありませんので、多少の誤差はあります。 ページトップにある、「テストテープの自作の難しさについて」もお読みください。 |
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