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Es geht um die Qualität vom Platte und Abspielgerät
"Ein Nadeltonabspielgerät für hohe Ansprüche"

von Ing. G.HOHMUTH und Ing. H. MARQUARDT in 1968
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Mitteilung aus dem VEB Deutsche Schallplatten - der T 146

(veröffentlicht in "rfe" 1969 - Heft 7)

Mitarbeiter des "VEB Deutsche Schallplatten" haben in den letzten Jahren für spezielle Aufgaben ein Nadeltongerät entwickelt und in einigen Exemplaren gebaut. Auf Grund des Interesses, das andere Betriebe und Institutionen dem Gerät entgegenbrachten, hat die Thurow KG, Berlin, die Fertigung dieses Gerätes unter der Typenbezeichnung T146 übernommen.

Das Gerät war erstmals auf der Frühjahrsmesse 1968 in Leipzig der Öffentlichkeit vorgestellt worden. Nachstehend werden einige Besonderheiten der Gerätekonzeption erläutert sowie Meßergebnisse wiedergegeben.

Prinzip

Die für Meßzwecke begonnene Neuentwicklung wurde so ausgeführt, daß praktisch alle bestehenden Anforderungen mit einem Gerät bzw. einer Typenreihe erfüllt werden können. Das Gerät ist für das Abspielen aller vorkommenden Formen der Schallplatten einschließlich der produktionstechnischen Zwischenstufen (Folien, Galvanos in Norm von Nickelmüttern und Originalen) bis zum Durchmesser von mindestens 420 mm geeignet.

Durch die elektroakustischen Eigenschaften kann eine Beeinträchtigung bzw. Beeinflussung der Aufzeichnungen nicht eintreten. Der Einsatz als Meßgerät für Messungen an Schallplatten ist möglich. Das Gerät besitzt vier Drehzahlen. Alle für die Entzerrung und Verstärkung auf den studiomäßigen Pegel erforderlichen Verstärker sowie alle Geräte zur Stromversorgung derselben aus dem Netz gehören mit zum Gerät. Eine Einrichtung zum Auffinden bestimmter Stellen (Rillenanzeige) ist vorhanden. Das Gerät ist als komplette Einheit transportabel und durch weitere Zusatzeinrichtungen (Meßmikroskop, Seitenschlagmeßeinrichtung) zu ergänzen.

Aufbau

Die tragende Konstruktion ist der Rahmen aus Stahlleichtbauprofilen mit der
daraufgesetzten Grundplatte aus Aluminiumsandguß. Seitlich angesetzte Bleche bilden die Außenflächen des Gerätes. Versenkbare Traggriffe ermöglichen einen leichten Transport.

Der Rahmen ist so ausgebildet, daß das Gerät auch als Einschub verwendet werden kann. Das Reibradgetriebe besitzt vier Drehzahlen, die durch Hebelumschaltung vorgewählt werden.

Die Inbetriebnahme erfolgt mittels Drucktasten. Der Antriebsmotor ist ein Synchronmotor vom Typ 1082.12 des VEB Elektromotorenwerk Hartha. Die Zwischenrolle des Übersetzungsgetriebes wird elektromagnetisch betätigt. In Betriebspausen wird sie zwangsläufig ausgekuppelt.

Der aus einer Aluminiumlegierung bestehende Plattenteller gestattet auch das Abspielen von 16-Zoll-Folien. Die Plattentellerbremse ist abschaltbar.

Über den Tonarm

Die Absenkeinrichtung des Tonarms wird durch einen Motor angetrieben. Die Betätigung über Drucktasten ermöglicht ein völlig gleichmäßiges und erschütterungsfreies Arbeiten auch bei geringen Auflagekräften.

Der Tonarm ist in Präzisionskugellagern gelagert und ausbalanciert. Der serienmäßige Tonkopf ist auf das Gerät abgestimmt. Er ist nach Lösen einer Ringmutter leicht abnehmbar. Durch eine Stütze mit automatischer Verriegelung wird der Tonarm gehalten. Die Auslösung erfolgt durch leichten Druck auf eine Lösevorrichtung.

Mit dem Tonarm ist eine elektronisch arbeitende Rillenanzeigevorrichtung gekoppelt. Als Anzeigeorgan dient ein in der Grundplatte eingebautes spannband-gelagertes Präzisions-Drehspulmeßwerk. Durch diese Lösung wird eine genaue und betriebssichere Anzeige erreicht, die frei von Reibungs- bzw. Rückwirkungsmomenten arbeitet. Das Anzeigeinstrument wird gleichzeitig als Pegelinstrument für die Tonfrequenz verwendet.

Die Elektronik ist in Steckkartentechnik mit gedruckten Schaltungen im Gerät enthalten. Die Verstärker sind transistorisiert und werden ebenso wie die Magnete und Relais aus einem im Gerät enthaltenen stabilisierten Netzgerät gespeist.

Meßergebnisse
1. Verstärker

Die Aufteilung der Verstärker auf insgesamt drei Leiterplatten (zwei einheitliche Endstufen und einen Entzerrer für zwei Kanäle) gestattet die Anpassung an alle Anwendungsfälle. Obwohl normalerweise der ST 1-15 (VEB Funkwerk Zittau) als Abtaster verwendet wird und der Entzerrer für dieses System ausgelegt ist, stehen für die verschiedensten Abtaster Entzerrer mit unterschiedlichen Eingangsschaltungen zur Verfügung.

Ebenso wurden verschiedene Entzerrungskurven realisiert, die bei Bedarf in kurzer Zeit gegeneinander ausgewechselt werden können. Die Einhaltung der gewünschten Entzerrungskennlinien bereitet heute keine besonderen Schwierigkeiten, selbst wenn nur geringe Abweichungen (< 0,5 dB) von den vorgegebenen Kennlinien und niedrige nichtlineare Verzerrungen (K < 0,5% bei UA +6dB) in einem weiten Frequenzbereich gefordert werden. Die Entzerrer und Verstärker sind für einen Übertragungsbereich von 20 bis 20 000 Hz ausgelegt.

Für den Einsatz als Meßgerät zur Untersuchung an Schallplatten ist das Grundgeräusch eine besonders wichtige Größe, da die zu untersuchenden Störgrößen außerordentlich klein sind [1]. Bild 4 zeigt die Terzanalyse des Grundgeräusches eines betriebsmäßig geschalteten Kanals mit einem ST 1-15 als Quelle (Nadel des Abtasters ohne Kontakt mit der Rille). Als Bezugspegel 0dB ist der Ausgangspegel beim Abtasten einer 1kHz-Aufzeichnung mit v = 10 cms-1/45grad  angesetzt. Alle in diesem Bericht mitgeteilten Meßergebnisse beziehen sich auf diesen Pegel.

2. Abtaster und Tragarm

Der Abtastkopf ST 1-15, ausgerüstet mit dem magnetischen Stereoabtastsystem MS15SD, weist auf Grund seines Wandlerprinzips praktisch kein austretendes Magnetfeld auf. Dadurch sind auch die aus Nickel bestehenden Mütter (Anmerkung : das sind die Mutter-Matritzen) ohne besondere Maßnahmen abspielbar. Somit ist es möglich, mit einem Abtastertyp alle im Schallplattenproduktionsbetrieb vorkommenden Formen der Schallplatte abzutasten.

Typische Übertragungskurven des Gesamtgerätes für den Übertragungsbereich 31,5 .... 16.000 Hz zeigt Bild 5, aufgenommen mit der LB42 und einem ST 1—15 als Abtaster. Die erkennbare Welligkeit im Gebiet um 15 kHz resultiert aus den Wechselwirkungen von Rille und Nadel.

Der Pegelsprung bei 1 kHz von 10dB ist auf der Schallplatte aufgezeichnet. Der Abfall unterhalb 50 Hz ist beabsichtigt und am Entzerrer eingestellt. Die Übertragungskurve verläuft sehr linear und läßt die eigentliche Problematik des Zusammenwirkens von Abtaster, Tragarm und Verstärker nicht erkennen. Diese Problematik wird erkennbar, sobald über den eigentlichen Übertragungsbereich hinaus gemessen wird.

Für derartige Messungen besitzt die LB42 eine besondere Aufzeichnung gleitender Frequenzen von 120 ... 20 Hz. Bei der Abtastung mit 16 2/3 U/min ergibt diese Aufzeichnung als tiefste Frequenz 7,5 Hz. Einen beim Abtasten dieser Aufzeichnung erhaltenen Pegelschrieb zeigt Bild 6. Unter Berücksichtigung der Korrekturwerte der LB 42 und umgezeichnet auf die normierte Darstellung ergibt sich eine Fortsetzung der Übertragungskurve, wie sie im Bild 5 für den linken Kanal gestrichelt eingetragen ist.
Der Tragarm ist bis zu Auflagekräften von 0,5 p geeignet. Der Fehlwinkel des Tragarms (Abstand Drehachse - Nadelspitze 300 mm) ist sehr gering (Bild 7).

3. Tonhöhenschwankungen

Gemessen wurde mit dem MM 5 (Clamann & Grahnert, Dresden), unbewertet in verschiedenen Frequenzbereichen, sowie mit dem ME 101 (Woelke, München), bewertet nach TGL 200-7756 und linear. Als Meßschallplatten wurden die LB11 mit 5000 Hz für das Meßgerät MM 5 und die LB 12 mit 3150 Hz für ME 101 verwendet. Die Meßwerte (Tabelle 1) liegen sehr niedrig. Die Unterschiede zwischen den beiden Meßgeräten resultieren aus der unterschiedlichen Frequenzbewertung.

Tabelle 1: Tonhöhenschwankungen

  ME 101   MM 5  
  lin. bew. 1 .... 480Hz 1 .... 10Hz
16 273 U/min ±0.1% ±0,06% ±0,08% ±0,06%
33 1/3 U/min ±0.09% ±0,06% ±0,05% ±0,03%
45 U/min ±0,1% ±0,06% ±0,05% ±0,03%
78 U/min ±0,14% ±0,11% ±0,05% ±0,04%


Da die Hauptstöranteile bei der Drehfrequenz des Plattentellers liegen und diese bei 33 1/3 U/min nur 0,56 Hz beträgt, zeigt das ME 101 „linear" die ungünstigsten Meßwerte an. Bei der Abtastung von Originalaufzeichnungen (Folien) ergeben sich noch günstigere Meßwerte.
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4. Laufwerkstörgeräusche

Nach TGL 200-7065 (Juli 1963) gibt es für die Bestimmung der Laufwerkstörungen zwei Meßverfahren, und man erhält einen unbewerteten Meßwert (Schütterspannungsabstand) sowie einen bewerteten Meßwert (Störspannungsabstand). Im neuen Entwurf (Oktober 1968) der gleichen TGL Blatt 3 ist das Meßverfahren für die unbewertete Messung als Rumpel-Fremdspannungsmessung bezeichnet. Das Verfahren selbst und somit auch die Meßergebnisse decken sich mit den älteren Verfahren und auch mit DIN 45 539.

Durch Änderung der Bewertungskurve in Verbindung mit einer anderen Bezugsfrequenz ist aber ein Vergleich zwischen dem bisherigen Störspannungsabstand und dem neuen Rumpelgeräuschspannungsabstand nur bedingt möglich. Dafür decken sich die neuen Meßwerte praktisch mit solchen nach DIN 45 539 [2]. Tabelle 2 enthält einen Vergleich der Meßwerte nach den verschiedenen Meßverfahren; ein Unterschied zwischen dem linken und dem rechten Kanal ist nicht vorhanden. Beim Abtasten von Folien oder Müttern ergeben sich noch günstigere Werte.

Während der Entwicklung hat sich die Terzanalyse des Störgeräusches als sehr nützlich erwiesen, da nur so Klarheit über einzelne Störursachen gewonnen werden konnte. Bild 8 zeigt solche Kurven, die beim Abtasten einer guten Leerrillenschallplatte gewonnen wurden. Die Meßbedingungen entsprechen denen von Tabelle 2. Daß diese Meßwerte jedoch noch nicht die Grenze des Abspielgerätes darstellen, zeigt Bild 9. Diese Kurven wurden beim Abtasten einer Folie gewonnen, die keine Aufzeichnung (also auch keine Leerrillen) trug. Die Meßwerte wurden am kompletten Gerät mit Netzteil, Rillenanzeige usw. gemessen.

Tabelle 2: Laufwerkstörgeräusche

Meßplatte DIN 45 544 Schütterspann ungs-abstand =1 Rumpel-Fremdspannungs-abstand Störspannungs-abstand Rumpel-Geräusch-spannungsabstand
0 270 mm 0 120 mm 50 dB 52 dB 54 dB 56 dB 62 dB 65 dB

5. Hochlaufzeit und Stoppzeit

Zur Ermittlung der Hochlaufzeit wurde das Gerät bei aufgelegter Schallplatte mit abgesetztem Abtaster eingeschaltet und aus einem Pegelschrieb die Zeit bestimmt, innerhalb derer der Ausgangspegel vom Wert 0 bis zu seinem Maximalwert angestiegen ist (Tabelle 3).

Bild 10 zeigt ein typisches Pegeldiagramm mit einer solchen Aufzeichnung. Im Gegensatz zu vielen hochgezüchteten neuen Geräten zeichnet sich das Laufwerk T146 durch relativ kurze Hochlaufzeiten aus. Die Stoppzeit, d.h. die Zeit zwischen dem Ausschalten und dem Stillstand des Plattentellers (Bremse eingeschaltet), beträgt etwa 50% der Hochlaufzeit.

Tabelle 3: Hochlaufzeit

Geschwindigkeitsstufen      
  16 U/min 33 1/3 U/min 45 U/min
  etwa 1,1s etwa 1,4s etwa 2,1s

Zusammenfassung

Das vorgestellte Gerät zeichnet sich durch teilweise unkonventionelle Lösungen aus. Bei relativ kleinen Abmessungen (gemessen an den üblichen Studioplattenspielern) handelt es sich um eine kompakte Anlage, die alle Nebengeräte (wie Stromversorgungsgerät, Verstärker) beinhaltet. Das Gerät ist einfach zu bedienen. Die erreichten Eigenschaften gestatten den Einsatz des Gerätes für Meßzwecke. Alle laufwerk- und verstärkerbedingten Störungen liegen weit unterhalb der Wahrnehmbarkeitsgrenze, so daß das Gerät T146 ein ideales Plattenabspielgerät darstellt, dessen universeller Einsatz nicht nur im Schallplattenproduktionsbetrieb, sondern praktisch an allen Stellen möglich ist, an denen eine optimale Schallplattenwiedergabe erforderlich ist.

Technische Daten

Laufwerk    
Tellerdurchmesser: 420 mm  
Drehzahlen: 78; 45; 33 1/3, 16 2/3 U/min  
Tonhöhenschwankungen unbewertet nach TGL 200-7065 < 0,1 %  
bewertet nach DIN 45 507 < 0,08%    
Fremdspannungsabstand des Gesamtgerätes: > 60 dB  
Störspannungsabstand nach TGL 200-7065: >50dB  
Rumpel-Geräusch-spannungsabstand nach DIN 45 539: > 60 dB  
Schütterspannungsabstand nach TGL 200-7065: > 45 dB  
Rumpel-Fremdspannungsabstand nach DIN 45 539: > 45 dB  
Betriebsbereich der Auflagekraft des Tonarms: 0,5 ... 5 p  
     
Entzerrer    
Übertragungsbereich: 31,5 .... 16 000 Hz +1 -3dB  
  100 ... 16 000 Hz ±0,5 dB  
Schneidkennlinienentzerrung : 3180; 318; 75us  
Ausgangsspannung: + 6 dB (1,55 V)  
Klirrfaktor: <0,5% bei + 6 dB  
Innenwiderstand:    
symmetrisch <30 Ohm  
unsymmetrisch < 10 Ohm  
     
System    
Studio-Steckkopf: ST 1-15  
Verrundungsradius der Nadelspitze: 15um +3 - 2pm,  
Material der Nadelspitze: Diamant  
Übertragungsbereich: 31,5 ... 16 000 Hz ± 3 dB  
Übersprechdämpfung: > 25 dB bei 1 kHz  
empfohlene Auflagekraft: 3,5 p  
     
Sonstige Werte    
Stromversorgung: 220 V + 10%; 50 Hz  
Leistungsaufnahme: ^35 VA  
Abmessungen: 560mm x 450mm x 220mm  
Masse: ^30 kg  
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Literatur

[1] Anton, O.: Untersuchungen des Grundgeräusches von Schallplatten, radio fernsehen elektronik 17 (1968), H. 18, S. 56«
[2] Hohmuth, G.: Zur Bewertung der Störgeräusche von Fonolaufwerken. radio und fernsehen 15 (1966), H. 20, S, 621

Die Bilder

Bild 1 zeigt das Gerät mit geöffneter Frontklappe. Dabei sind die Steckkarten gut zu erkennen.

Bild 2 zeigt das Gerät bei abgehobenem Plattenteller. Zur Erläuterung der Aufteilung in die verschiedenen elektrischen Bausteine ist im Bild 3 das Blockschaltbild für Modulation und Rillenanzeige dargestellt.

Bild 1: Gerät mit geöffneter Verkleidungsklappe
Bild 2: Gerät ohne Plattenteller, Verkleidung und elektronische Bausteine
Bild 3: Blockschaltbild für Modulation und Rillenanzeige. 1. Studio-Abtastkopf ST 1-15, 2. Stereo-Transistor-Entzerrer, 3. Endstufe (linker Kanal), A. Endstufe (rechter Kanal), 5. Regel-und Anzeigeteil, 6. Transistor-Breitbandverstärker, 7. Anzeigeinstrument, 8. veränderbare Induktivität

Bild 4: Terzanalyse des Grundgeräusches des Verstärkers
Bild 5: Typische Übertragungskurve des Gesamtgerätes
Bild  6: Übertragungskurve, gemessen  bis 7,5 Hz
Bild 7: Fehlwinkel in Abhängigkeit vom Abtastdurchmesser
Bild 8: Terzanalyse des Störgeräusches beim Abtasten einer Leerrillen Schallplatte
Bild 9: Terzanalyse des Störgeräusches beim Abtasten einer Folie
Bild 10: Hochlaufund Stoppzeit bei n = 334/3 U/min
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