Sie sind hier : Startseite →  Hifi Wissen und Technik→  (1) Die Speicher / Medien→  Die Schallplatte→  1982 - Plattentechnik und Hifi 1

.

3.2 - Die Schallplatte - Historisches

Die Walze von Edison
Schellack in Blätterform

Die Entwicklung der Schallplatte, beginnend im Jahre 1877 mit der „Tonwalze" von Thomas Alva Edison und der wenige Jahre später folgenden „Ur-Schallplatte" von Emile Berliner war lang und beschwerlich.

Die Normalrillenplatte aus "Schellack"

Wie in einer Kette reihte sich Fortschritt an Fortschritt, und das Ende dieser Entwicklung ist noch nicht abzusehen.

Bis Anfang der 1950er Jahre gab es nur die (rückwirkend so genannte) Normalrillenplatte aus Schellack (Anmerkung: Es war nur recht wenig Schellack dabei, es war ein Steinmehl-Schellack- Gemisch) mit 78 Umdrehungen in der Minute. Ihre kurze Spieldauer und die starken Abspielgeräusche verhalfen ihr nicht zum entscheidenden Durchbruch. (Anmerkung : das ist definitv falsch, die Schellackplatte hat dem Medium Schallplatte "an sich" zum Durchbruch verholfen.)
.

Die Langspielplatte von 1949/1951

Eine ganz frühe Mono LP

Erst die Langspielplatte von 1949/1951 mit ihrer geringeren Nenndrehzahl von 33 1/3 U/min (nach DIN 45547, Entwurf Feb. 1979) und das sogenannte Füllschriftverfahren (nach Eduard Rhein) erhöhten die Spieldauer soweit, daß auch längere Musikwerke auf der Platte untergebracht werden konnten.

Neuentwickelte Plattenwerkstoffe (PVC) und verbesserte Aufnahmetechniken steigerten die Wiedergabequalität wesentlich. Mit ihrem fast unerschöpflichen Repertoire an Werken aus der gesamten Musikwelt, dargeboten von den unterschiedlichsten Interpreten, ist sie unbestritten die beliebteste HiFi-Programmquelle (nach dem WissenStand von 1981/1982). Man schätzt, daß heute weltweit etwa 400 Millionen Plattenspieler der moderneren Bauart im Gebrauch sind. Für diese werden jährlich etwa 1,5 Milliarden Schallplatten gefertigt.

Die Schallplattennormen

Um sicherzustellen, daß die Schallplatten der verschiedenen Hersteller auf jedem normalen Abspielgerät abgespielt werden können, müssen eine Reihe von Normen beachtet werden. Die bekanntesten sind die Drehzahlen 33 1/3 und 45 U/min sowie die Plattendurchmesser 17,5 und 30cm Ø.

Einer weiteren Norm unterliegen aber auch die Ein- und Auslaufrille, das Mittelloch und die Dicke der Platten. Ebenso ist die Normung des Schneidfrequenzganges, der Aussteuerung (Pegel) und der Rillenform unerläßlich. Die wichtigsten Stereo-Schallplatten-Kenndaten sind in der Tabelle 3.2-1 aufgeführt.
.

Tabelle 3.2-I - Stereo-Schallplatten-Kenndaten

Drehzahl 1/min oder min -1 oder U/min 45 (Single) 33 1/3 (LP)
Normblatt: DIN 45546 45547
eine Umdrehung in Sekunden 1,3 1,8
Nenndurchmesser der Platte cm (mm) 17,5 (175 ± 1) 30 (301,6 ± 0,8)
größter Ø der modulierten Rille (mm) 168 292,6
kleinster Ø der modulierten Rille (mm) 107 119
     
Rillengeschwindigkeit erste Rille (cm/s) 39,6 50,8
Rillengeschwindigkeit letzte Rille (cm/s) 25,2 20,7
Endrillen Ø (mm) 98,4 (-2) 106,4 (-0,8)
Breite der modulierten Rille (µm) 40 40
Rillenwinkel 88° ±2° 88° ±2°
Rillengrundradius (µm) 4 4
Schneidfrequenzgang (µs) 75,318,3180 75, 318, 3180
Vollaussteuerung bei 1000 Hz (cm/s) 8/Kanal 8/Kanal
Länge einer 50-Hz-Schwingung in mm 7,9 bei 168 Ø 10 bei 290 Ø
bei Rillen Ø (mm) 4,71 bei 100 Ø 3,5 bei 100 Ø
Länge einer 15-kHz-Schwingung in mm 0,027 bei 168 Ø 0,034 bei 290 Ø
bei Rillen Ø (mm) 0,016 bei 100 Ø 0,012 bei 100 Ø

.

Abb. 3.2-1 Profil der Schallrille

Die Rille der Schallplatte

Das Profil der geschnittenen Rille zeigt Abb. 3.2-1. Die schräg liegenden Seitenwände schließen einen Winkel von etwa 90° ein und sind im Schnittpunkt mit dem Rillengrundradius verrundet. Durch den Rillenabstand werden die Stegbreite zwischen benachbarten Rillen und die Steigung der spiralförmig verlaufenden Rille gebildet.

Die Tiefenschrift (Edisonschrift)

Abb. 3.2-2 Tiefenschriftrille
Abb. 3.2-3 Seitenschriftriile

Bei der Tiefenschrift erfolgt die Auslenkung des Schneid- stichels senkrecht zur Plattenoberfläche, so daß eine Rille mit unterschiedlicher Tiefe und Breite geschnitten wird. Beim Abspielen dieser Rille bewegt sich die Abtastnadel ebenfalls senkrecht zur Plattenoberfläche (Abb. 3.2-2). Tiefenschriftrillen sind heute noch bei Verzerrungs- und Übersprech-Meßschallplatten im Gebrauch.

Die Seitenschrift

Im Gegensatz zur Tiefenschrift bewegt sich bei der Seitenschrift (von Emil Berliner) der Schneidstichel - unter Beibehaltung der Rillentiefe - in horizontaler Richtung aus der Mittellinie der unmodulierten Rille heraus und schneidet entsprechende Wellenzüge (Abb. 3.2-3) Die Abtastnadel wird beim Abspielen dieser Rille ebenfalls in dieser Richtung ausgelenkt. Alle Mono-Schallplatten sind in Seitenschrift geschnitten.

Die Stereoaufzeichnung

Abb. 3.2-4 Die vier Grundmöglichkeiten der Modulationsrichtungen bei der 45°-Stereoaufzeichnung

Die Seitenschrift enthält wie auch die Tiefenschriftrille nur je eine Information. Da jedoch für stereofonische Schallaufzeichnungen zwei Informationen benötigt werden, hat man eine Kombination von Tiefen- und Seitenschrift gewählt.

Die beiden orthogonal (rechtwinklig zueinander verlaufenden) Bewegungsrichtungen wurden um 45° gedreht, so daß beim Schneiden der Stereorille die linke Rillenflanke Informationen des linken Kanals und die rechte Flanke Informationen des rechten Kanals erhält. Wird diese Rille abgespielt, erfährt die Abtastnadel Auslenkungen, die sich aus den resultierenden Komponenten beider Kanäle zusammensetzen.

Abb. 3.2-4 zeigt die vier Grundmöglichkeiten der Modulationsrichtungen bei der 45°- Stereoaufzeichnung:

  1. „links",
  2. „rechts",
  3. „links plus rechts" = Seitenschrift,
  4. „links minus rechts" = Tiefenschrift.


Nach diesem System gemachte Stereoaufnahmen sind bei der Wiedergabe „kompatibel", das bedeutet, daß sie auch ein-kanalig (monofon) wiedergegeben werden können.

  • Anmerkung : Das stimmt so auch nicht, denn da war nur die Theorie und es stand auf den Plattenhüllen so drauf. Jedoch mono abgespielte Stereo-Platten hatten jede Menge Auslöschungen.

.

Abb. 3.2-5 Rheinsche Füllschrift
Abb. 3.2-6 Neues Füllschriftverfahren für 45°-Stereorillen

Das Füllschriftverfahren

Zum besseren Ausnutzen der Plattenoberfläche schneidet man die spiralförmige Rille nicht mit gleichbleibendem Abstand von dem benachbarten Rillenteil, sondern paßt diesen Abstand (Steigung) mit Hilfe eines (Anmerkung : anfänglich mechanischen - jetzt in 1982) elektronisch gesteuerten Rechengerätes der jeweils zeitlich genau vorausschauenden zu erwartenden Signalamplitude an.

So versucht man, die Platte so dicht wie möglich - also optimal - mit Rillen zu füllen - daher der Name. - Wie man aus der Abb. 3.2-5 erkennt, wird bei Mono-Schallplatten die Rille z.B. bei einem Paukenschlag entsprechend nach außen geführt und damit Platz für die größere Auslenkung geschaffen.

Nach Beendigung der großen Auslenkung wird die Rille wieder auf den normalen Rillenabstand zurückgeführt und beim nächsten Umlauf der vorangegangenen Ausbuchtung angepaßt.
.

Noch komplizierter : Die Stereorille

Ein neues Aufzeichnungsverfahren erforderte die Stereorille. Hier wird der Vorschub für den linken und den rechten Kanal getrennt behandelt. Abb. 3.2-6 zeigt das Prinzip der Vorschubsteuerung und der sich daraus ergebenden Rillenanordnung auf der Stereo-Schallplatte:

  1. Der Rillenteil 1 ist nicht moduliert,
  2. der Rillenteil 2 wird im rechten Kanal moduliert,
  3. der Rillenteil 3 ist ohne Modulation,
  4. beim Rillenteil 4 tritt ein Signal in der linken Flanke auf,
  5. der nachfolgende 5. Rillenteil ist ohne Modulation.

.

Abb. 3.2-7 Grundsätzlicher Aufbau einer Stereo-Schneidanlage

.

Die Plattenproduktion

Abb. 3.2-8 Eine Neumann VM70

Der Signalweg von den Mikrofonen im Studio führt über den Regietisch im Regieraum (Anmerkung: oft - aber nicht immer) zu einer 24-Spur- Tonbandmaschine, mit der die erste Aufzeichnung gemacht wird. Danach erfolgt das Abmischen mit einem weiteren Durchlaufen des Signals im Regietisch und anschließend die endgültige Aufzeichnung (das Masterband) auf einer 2-Spur-Tonbandmaschine.

Die nun auf dem Masterband gespeicherte Aufnahme wird mit einer Schneidanlage auf eine Lackplatte (Anmerkung : Der Ffachmnann spricht immer noch von einer Schneidfolie) geschnitten. Der grundsätzliche Aufbau einer Stereo-Schneidanlage geht aus dem Blockschema Abb. 3.2-7 hervor. Abb. 3.2-8 zeigt die Ansicht einer solchen Anlage von der Firma Georg Neumann, Berlin.

Die Wechselgeschwindigkeit - die Schnelle

Die Wechselgeschwindigkeit (Anmerkung : also die gesamte Bewegungsschwindigkeit des Stichels), mit der sich der Schneidstichel (und später die Abtastnadel) bewegt, bezeichnet man als Schnelle (v). Der Scheitelwert der Schnelle ergibt sich aus der Amplitude (a) und der Frequenz (f) der aufgezeichneten Schallschwingung zu:

Die Amplitude (Bewegung) der Auslenkung wird in um angegeben, Omega ist die Kreisfrequenz (2 • pi • f.
So beträgt beispielsweise die Auslenkung der geschnittenen Rille bei 1 kHz und Vollaussteuerung = ±12,7µm (1µm = 0,001mm).

Kleinste Auslenkungen von nur ± 12,7µm (milliardstel Meter)

Da auf einer Schallplatte ein Ton mit einer Aussteuerung von -60 dB, d.h. einem tausendstel der Vollaussteuerung, (also ganz knapp über dem Granulat-Rauschen der Schallplatte gerade) noch wahrnehmbar ist, bedeutet dies, daß der Schneidstichel ein Signal = eine Amplitude von nur ±12,7nm (milliardstel Meter) noch einwandfrei aufzeichnet (schneidet). Diese wirklich winzigen Auslenkungen, die der Wellenlänge weicher Röntgenstrahlen entsprechen, sollen bzw. müssen später vom Tonabnehmer imme rnoch einwandfrei gelesen und reproduziert werden !

Das lineare "Schneiden" von Musik geht nicht

Würde man die Schallplatte mit konstanter (linearer) Schnelle schneiden, so ergäben sich mit abnehmender Frequenz immer größere Amplituden (Rillenauslenkungen); (Anmerkung : Hier wird zum ersten mal im Originaltext der Begriff Amplitude erklärt)- der Platzbedarf dafür nehme zu. Andererseits würden sich bei steigender Frequenz die Rillenauslenkungen so verkleinern, daß das Musiksignal bei der Wiedergabe im Rauschen (des Plattengranulates) unterginge.

Abb. 3.2-9 Schneidfrequenzkurve der Schallplatte (Frequenzgang der Schnelle bei konstanter Eingangsspannung der Schneidapparatur); Aufnahme- und Wiedergabekennlinie

.

Aufnahme- und Wiedergabekennlinie

Diese Gründe führten dazu, den Schneidfrequenzgang nach den Empfehlungen der R.I.A.A. (Recording Industrie Association of Amerika) sowie der deutschen Norm DIN 45.541 festzulegen. Der Verlauf der Schneidfrequenzkurve ergibt sich aus den Teilkurven entsprechend Abb. 3.2-9. Unterhalb der Übergangsfrequenz f2 = 500 Hz (318us) vermindert man die Schnelle mit einer Steilheit von 6dB/Oktave, hebt sie aber ab Übergangsfrequenz fx = 50 Hz (3180us) wieder an. Von der Übergangsfrequenz f3 = 3180 Hz (50us) läßt man die Schnelle mit 6dB/Oktave ansteigen. Das Absenken der Tiefen kann man nicht unbegrenzt durchführen, da bei der Wiedergabe auch das Rumpeln des Abspielgerätes entsprechend der Wiedergabekennlinie mit angehoben wird. Der Schneidfrequenzgang bildet deshalb einen Kompromiß zwischen möglichst langer Spieldauer (siehe die vorangegangenen Bemerkungen über die „Schnelle") und möglichst kleinem Störgeräusch. Das in den Höhen besonders starke Rauschen wird bei der Wiedergabe durch die gegenläufige Entzerrung abgeschwächt.

Herstellung der Matrizen und Preßvorgang

Bis zur fertigen Schallplatte müssen nach dem Schneidvorgang noch weitere Stufen durchschritten werden.

Erster Schritt ist die Herstellung einer „Vaterform". Hierzu wird die Lackfolie mit einer dünnen Silberschicht versehen, die man galvanisch durch eine Nickelschicht verstärkt. Die so erhaltene Vaterform ist ein Negativ, d.h. die Rillen sind auf ihr erhaben.

Vom Vater zur Mutter

Im zweiten Schritt wird aus der Vaterform eine Mutterform hergestellt. Sie wird hierzu so behandelt, daß wieder Silber und Nickel aufgalvanisiert werden kann. Nach dem Trennen der aufgetragenen Schicht von der Vaterform erhält man die Mutterform, die erstmalig zur Kontrolle abgespielt werden kann.

Erst mit dem "Sohn" wird gepresst

die Platte wird entnommen

Als dritter Schritt werden von der Mutterform in gleicher Weise wie vorher weitere Negativformen angefertigt, die man Matrizen oder Söhne nennt.

In einer Schallplattenpresse, in der zwei Matrizen, je eine für die Vorder- und Rückseite der Schallplatte eingesetzt sind, erfolgt nach dem Einlegen der vorgeheizten Preßmasse, der Preßvorgang. Als Preß-Werkstoff wird Polyvinylchlorid (PVC), dem etwas Ruß zum Schwarzfärben zugesetzt ist, verwendet.

Was ist eine Direktschnitt-Schallplatte ?

Gebraucht wird eigentlich auch nur eine ganz normale Schneidmaschine

Obwohl die Schallplatte heute ein beachtliches Qualitätsniveau erreicht hat, bleibt sie - im Bestreben, eine ideale Wiedergabe zu erzielen - ständiger Weiterentwicklung unterworfen. Einen bemerkenswerten Schritt in dieser Richtung stellt die direktgeschnittene Schallplatte dar.

Im Gegensatz zur konventionell hergestellten Platte, bei der der Aufnahmeweg vom Mikrofon mehrfach über Regietische, über Tonbänder im Studio und bei der Überspielung unter Zwischenschaltung von Rauschunterdrückungssystemen, Entzerrern und Verhalleinrichtungen führt, bis er schließlich in die Schneidmaschine gelangt, wird bei der Direktschnitt-Schallplatte das vom Toningenieur gemischte Signal (Anmerkung : im Idealfall) direkt auf den Eingang der Schneidmaschine gegeben.

Direktschnitt-Schallplatte ist eine deutliche Steigerung

Das Ergebnis ist eine Schallplatte, die in ihrem Klangreichtum und ihrer Natürlichkeit einer Live-Produktion entspricht. Hierbei ging man davon aus, daß selbst die perfektesten Techniken es nicht verhindern können, daß mit jeder Bandüberspielung und jeder zusätzlichen Signalaufbereitung geringe, im Einzelnen gewisse Abweichungen vom Originalsignal eintreten.

Wenn auch die Laufzeit einer Direktschnitt-Schallplatte - weil ohne Füllschrift geschnitten - etwas kürzer ist (ca. 18 min) als die einer konventionell hergestellten Platte und ihr Preis zudem höher liegt, weil keine Korrekturen vorgenommen werden können und die Künstler das Musikstück deshalb in einem Zug durchspielen müssen, erfreut sie sich wegen ihrer höheren Dynamik und Ursprünglichkeit steigender Beliebtheit. Sie gehört heute zu den bevorzugten Vorführplatten von HiFi-Studios. (Anmerkung : Wir schreiben 1982 !!.)

- Werbung Dezent -
Zurück zur Startseite © 2007/2018 - Deutsches Hifi-Museum Wiesbaden - Copyright by Dipl. Ing. Gert Redlich - DSGVO - Privatsphäre - Zum Telefon der Redaktion - Zum Flohmarkt
Bitte einfach nur lächeln: Diese Seiten sind garantiert RDE / IPW zertifiziert und für Leser von 5 bis 108 Jahren freigegeben - kostenlos natürlich.

Privatsphäre : Auf unseren Seiten werden keine Informationen an google, twitter, facebook oder andere US-Konzerne weitergegeben.