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DUAL wollte einen neuen Begriff definieren - erfolglos .....

In dem Artikel "ULM - Die Neuerfindung von DUAL" habe ich schon meine Meinung zu DUALs U.L.M. dargelegt, ein versuchter Markteing Trick mit einem Alleinstellungsmerkmal, mit dem man wieder mal "wuchern" gehen "könnte". Doch auch andere Autoren hatten recht schnell - und vor allem viel viel früher bereits in 1979 - die Nachteile herausgefunden und gnadenlos seziert. Und das lesen Sie hier in dem 9-seitigen Artikel in KlangBild 1979 Heft 12.

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KlangBild 1979 Heft 12 - "Abtastprobleme miniaturisiert ?"

Massearme Tonabnehmer der Dual-ULM-Serie sowie der LM-und Concorde-Serie von Ortofon. KlangBild Heft 12 aus 1979.
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Ortofon Concorde 30 + LM 30
ULM = federleichte Systeme

Einige theoretische Betrachtungen zur Entwicklung von Tonabnehmern undTonarmen mit besonders geringer Masse wurden schon in KLANGBILD Heft 8/1979 angestellt.

Inzwischen kamen massearme Tonabnehmer in den Handel. Der große Vorteil bei diesen Winzlingen ist, daß sie Tonarmlager, Platte und Nadel samt Aufhängung weniger beanspruchen als massereichere Konstruktionen. Denn neben ihrer guten Höhenabtastfähigkeit folgen massearme Tonabnehmer und Tonarme Schallplattenunebenheiten williger als massereichere.

Trotzdem sind mit ihnen nicht sämtliche Probleme gelöst, wie der folgende Bericht zeigt.

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Tonabnehmer-Entwicklungen von Ortofon

Bild 1 Der neue magnetische Ortofon- Leichttonabnehmer Concorde 30
Bild 2 Die LM-Ausführung des Ortofon-Leichttonabnehmers in einem Leichttonarm zur 1/2 Zoll Befestigung
Bild 3 Die Dual-Ausführung der Low Mass Magnetsysteme heißt ULM..., hier das Modell 45 S. Der letzte Buchstabe steht für sphärisch, E = elliptisch.- Die Bezeichnung der Baueinheiten bedeutet: W = Wandler, E = Nadelträger Einschub, NT = Nadelträger, N = klappbarer Nadelschutz, A = Adapter für Dual-Tonarme und S = Kontaktstifte.
Bild 4 ULM-Tonabnehmer 60E im Tonkopf des Dual CS731Q, aufgeschnitten.

Den KLANGBILD-Lesern wurden in jüngster Zeit (siehe Heft 6/79) einige hervorragende magnetische und dynamische Tonabnehmer-Entwicklungen von Ortofon vorgestellt, an denen unschwer zu erkennen war, daß sie sich in ihrem funktionellen Aufbau bereits weitgehend dem theoretisch möglichen Optimum eines elektro-mechanischen Wandlers näherten.

Wohl einer der letzten Schritte in diese Richtung ist nun mit der neuen Low-Mass-Technologie (Low-Mass = geringe Masse) eingeleitet worden.

Durch eine nochmalige konsequente Miniaturisierung des Wandlers (Bild 3) konnte dessen Eigengewicht bis auf 1,5g reduziert werden, womit es nur etwa bei einem Drittel des bis dahin leichtesten Magnet-Tonabnehmers liegt (siehe auch KLANGBILD 8/79, Seite 26).

Dreimal massearm

Unter Berücksichtigung der großen Anzahl guter Tonarme auf dem Hi-Fi-Markt werden die neuen Low-Mass-Tonabnehmer in zwei grundsätzlich verschiedenen Versionen hergestellt.

Die eine Version (Bild 1) ist ein integrierter Tonabnehmer für Tonarme mit Schraubbefestigung. Dieses Modell ist augenfälligerweise auf den Namen „Concorde" getauft worden.

  • Anmerkung : Im Nachhinein ist der Name unglücklich gewählt, weil nach 20 Jahren Betrieb dann doch eine der 12 "Concorde" Überschallflieger "runter gefallen" war.


Es wiegt, trotz des langen Auslegers, der Kontaktanordnung und des Griffstückes, nur 6,5 g und ist damit immer noch leichter als die meisten auf dem Markt befindlichen Magnet-Tonabnehmer.

Die zweite Version ist in einem Aufbau mit 1/2-Zoll-Befestigung in die üblichen Tonköpfe einbaubar und wird unter der Bezeichnung „LM" geliefert (Bild2).

Mit der charakterisierenden Bezeichnung ULM-Systeme (ULTRA LOW Mass) wird die Entwicklung geringfügig geändert unter anderem auch von Dual in die neue Laufwerks-Generation eingebaut.

Für ältere Laufwerke steht ein Adapter zur Verfügung, so daß ULM-Systeme ebenso wie LM-Systeme grundsätzlich in jeden Tonarm mit der 1/2-Zoll- Befestigung eingebaut werden können (Bild 3 und 4).
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Ausgleichsgewichte unerläßlich

Leider kann es jedoch problematisch werden, wenn man gedenkt, die neuen Low-Mass-Abtaster, zur weiteren Verbesserung der eigenen Schallplatten- Wiedergabe, in seinen (vertraut gewordenen) Plattenspieler einzubauen.

Das rückwärtige Balance-Ausgleichsgewicht des Tonarms, das ja auf die Verwendung wesentlich schwererer Abtaster abgestimmt wurde, ist dann zu schwer und kann meist auch nicht ausreichend weit genug zum Tonarmlager hin verschoben oder verdreht werden.
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So wird das Konzepot aber kontakariert

Für diesen Fall liefert Ortofon zwar ein auf den Tonarm aufsteckbares Gewicht mit, doch das kann - wie später noch gezeigt wird - auch nachteilige Folgen haben. Außerdem wird dadurch die ursprüngliche Absicht der Masse-Reduktion zum Teil wieder aufgehoben.

Gleichzeitig mit der Miniaturisierung des eigentlichen Wandleraufbaus wurde eine Reduzierung der effektiven Schwingmasse des Nadelträgers um etwa 30% auf nur 0,35mg (!) erreicht.

Je geringer die auf die Nadelspitze bezogene Masse ist, desto besser ist das Impulsverhalten des Abtasters auch bei sehr geringer Auflagekraft, und um so höher liegt die Eigenresonanz des Nadelträgers in der (weichen) Plattenmasse.

Die Reduzierung hat man durch Verwendung eines sehr leichten Nadelträgers aus einer Spezial-Aluminium-Legierung und einer außergewöhnlich kleinen, ungefaßten Fine-Line-Diamantspitze erreicht. Deutlich wird der erreichte Fortschritt durch den Vergleich mit dem laut Hi-Fi-Norm DIN 45 500 zulässigen Maximalwert der bewegten Masse von 2 mg.
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Warum eine geringe Masse der Abtaster/Tonarm-Kombination so wichtig ist

Wäre die Masse der Abtaster/ Tonarm-Kombination gleich Null, könnte eine Abtastung der Rillen-auslenkungen durch die Abtastnadel überhaupt nicht erfolgen, denn die Masse stellt ja die Gegenkraft dar, die den Nadeiträger gegenüber dem Rest des Tonabnehmers zu einer Auslenkung und damit zu einer elektrodynamischen Aktion zwingt.

Anmerkung : Eine schwer zu verstehende Beschreibung. Besser : Das Abtastsystem muß eine bestimmte Mindest-Masse besitzen, damit die Nadel von der Rille ausgelenkt wird und nicht der ganze Abtaster bewegt wird.

Würde die Reibung im vertikalen Tonarmlager extrem gering sein, könnte die Tonarm-Masse ruhig groß sein, da sie dann über den nach innen laufenden Rillenzug der (idealen Leerrillen-) Platte ohne einseitigen Verzug des Nadelträgers anstandslos mitgeführt werden könnte.

Idealbedingungen sind fast immer nur theoretisch

Nun, diese Idealbedingungen gibt es praktisch nicht. Und wenn sie auch vom Tonarm und Laufwerk erreicht würden, die (ständig schlechter werdende) Schallplatten-Fertigungsqualität macht alles wieder hinfällig. Denn dadurch, daß die Schallplatte sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Ebene durch den Seiten- und Höhenschlag ständig pendelt, wird der mit großer Nachgiebigkeit (Compliance) eingespannte Nadelträgerzu proportionalen Auslenkungen gezwungen, die um so stärker sind, je höher das sogenannte Masseträgheitsmoment der Abtaster/Tonarm-Kombination ist.
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Sichtbar am Tieftöner, aber unhörbar - der Infraschall

Die höchst unerwünschten Auslenkungen werden von einem breitbandigen Tonabnehmersystem (und die meisten Hi-Fi-Abtaster reichen erstaunlich weit nach unten !) in elektrische Impulse umgesetzt und über gute Wiedergabeverstärker und Tieftonlautsprecher übertragen. Der so erzeugte, an sich unhörbare Infraschall führt zu Intermodulations- Verzerrungen, insbesondere im unteren Tieftonbereich, da sich Nutz- und Störsignale gegenseitig beeinflussen (d. h. sich über Nichtlinearitäten des Wandler- und Übertragungsvorganges gegenseitig modulieren) und daraus unerwünschte Summen- und Differenztöne entstehen, die dann zwar nicht direkt, aber als Unsauberkeit des Nutzsignals hörbar werden.

Kommt das noch vor ? Der Höhenschlag der Schallplatte

Zusätzlich bedeutet die Bewegungsübertragung auf die Nadelspitze eine fortlaufende Änderung der statisch eingestellten Tonarmauflagekraft, die besonders beim Höhenschlag der Schallplatte beträchtliche Werte annimmt. Rumpelt dann noch der Plattenteller oder überträgt sich Körperschall auf die Abtastnadel, kommen zu den erstgenannten Stößen noch höhenfrequente Spektralanteile hinzu.

Sind die angestoßene Masse und die Lagerreibung des Tonarms jedoch gering, folgt der Tonarm den Stoßbewegungen (fängt sie gewissermaßen elastisch auf), und die Rillenmodulation wird vom Wandlersystem ohne ständige Verkantungen des Nadelträgers mit der weitgehend konstant bleibenden Auflagekraft abgetastet.

Ausgesuchter Tonarm nötig

Aus diesen kurzen Erläuterungen mag der aufmerksame Leser erkennen, daß ein an sich noch so gutes Tonabnehmersystem nicht in irgendeinen x-beliebigen Tonarm eingebaut werden kann. Beide Bausteine müssen auf einander angepaßt sein, wenn optimale Abtastergebnisse erzielt werden sollen.

So bildet zum Beispiel das LM-System mit dem Tonarm 3009/III von SME eine gute Hi-Fi-Kombination. Auch spezielle Leicht-Tonarme, wie beispielsweise der "Black Window" von Infinity und der "Formula 4" von Mayware, sind besonders geeignet.
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Doch Vorsicht!

Nicht jeder sogenannte Leichttonarm ist zur Kombination mit einem Low-Mass-Abtaster geeignet.

Bei einem sonst hi-fi-gerecht konstruierten japanischen Rohrtonarm zeigte sich mitten im Übertragungsbereich bei 250 Hz eine deutliche Tonarm-Resonanz mit typischem Phasenwechsel, so wie man sie von den früher benutzen Kunststoff-Tonarmen her kannte (Bild 5, Kurve b).
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Bild 5 Vergleich der Frequenzgänge des LM 30 in verschiedenen Tonarmen quarzgesteuerter HiFi-Laufwerke im Vergleich mit dem Frequenzgang des (alten) Dual-Magnetsystems DMS 220 : a = DMS 220 im Dual 731 Q; b = LM 30 im Fujiya RC 9400; c = LM 30 im Dual 731Q (Auflagekraft jeweils 15 mN).

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Da sie sich gleichermaßen in beiden Kanälen ausbildet, kann die Übertragung deutlich gestört werden.
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Eigene Kombinationen / Kreationen sind nicht sinnvoll

Wer sich bei der Auswahl eines Tonarmes bzw. eines Laufwerkes mit integriertem Tonarm für ein Low-Mass-System nicht sicher fühlt, sollte lieber gleich ein Laufwerk wählen, das der Hersteller bereits auf die Verwendung dieser Systeme hin konstruiert hat.

So bietet beispielsweise das neue Laufwerk 731Q von Dual (über das KLANGBILD in einem der nächsten Hefte ausführlich berichten wird) eine optimale Kombination von Tonarm und Abtaster, obwohl auch hier der Frequenzgang nicht frei von Ansätzen zu Resonanzeinbrüchen im mittleren Frequenzbereich ist (Bild 9).

Bild 9 Übertragungsbereich, Frequenzgang, Kanalgleichheit und Übersprechdämpfung des ULM 60E im „angepaßten" Tonarm des quarzgeregelten Dual Hi-Fi-Plattenspielers 731Q. Die Tonarm-Resonanzstellen sind durch Pfeile markiert ! Meßplatte DIN 45543, Auflagekraft 15 mN, Abschluß: 47 kOhm/169 pF.

Ein Magnet wird nicht bewegt

Bild 6 Aufbau des LM-Magnettonabnehmers

Bei den neuen Tonabnehmern handelt es sich um Magnet Systeme, die nach dem VMS-Prinzip arbeiten. VMS steht für „Variable Magnetic Shunt", was soviel heißt wie "variabler magnetischer Nebenschluß".

Bereits die früher von Ortofon herausgebrachten Magnetsysteme, wie das VMS 20, arbeiteten nach diesem Funktionsprinzip, in dem nicht der Magnet bewegt wird, wie bei Elac, Shure usw., sondern ein Leichtgewichts-Eisenstäbchen (Bild 6).

  • Anmerkung : Jetzt weiß der Laie, also der Nicht- Elektro-Ingenieur immer noch nicht, was ein Nebenschluß (verglichen mit einem Reihenschluß) ist.


Dieser durch die Rillenauslenkungen bewegte, weitgehend resonanzfreie Polschuh ruht in einem rohrförmigen Gummilager, das wiederum in einem leicht auswechselbaren pyramidenförmigen Einschub gehalten wird. Das Wandler- Konzept ermöglicht unter anderem die geringe effektive Schwingmasse von nur 0,35 mg. Die Ausgangsspannung und die erforderliche Last-Impedanz eines VMS-Systems entsprechen weitgehend denen anderer Magnet-Systeme.
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Dreimal messen ist besser

Der Übertragungsfaktor der neuen LM- und ULM-Abtaster liegt im Mittel bei etwa 0,8 mVs/cm, die Typen LM 20 und ULM 45 sind um etwa 2 bis 3dB empfindlicher.

Gegenüber Modellreihen wie denen der Shure M 75 und Elac ESG 79 liegen sie im Ausgangspegel fast um die Hälfte niedriger. Das kann jedoch in den meisten Wiedergabeanlagen verstärkungsmäßig ausgeglichen werden, wobei es allerdings bei Umschaltungen zwischen den anderen Signalquellen (Tape, Tuner, Aux) zu Lautstärkesprüngen kommen kann, wenn keine Vorpegelsteller vorhanden sind. Die Kanalgleichheit ist innerhalb des ganzen Übertragungsbereiches recht gut (Bild 7).
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Bild 7 Vergleich der Frequenzgänge des Concorde 30 beim Abtasten verschiedener Meßschallplatten auf demselben HiFi-Laufwerk (Wega 42 P) mit einem integrierten Tonarm, auf den zum exakten Balanceausgleich auf die vordere Tonarmhälfte ein Zusatzgewicht (Original Ortofon) geklemmt wurde. Abschluß: 47 kOhm/231 pF, jeweils 15 mN Auflagekraft.

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Im Rahmen der Veröffentlichungen von Tonabnehmer-Testberichten wurde von KLANGBILD immer wieder darauf hingewiesen, daß die Meßschallplatte (besonders in den Höhen!) einen bedeutenden Einfluß auf den frequenzabhängigen Übertragungsverlauf nimmt. Natürlich sucht sich der Hersteller immer gerade die aus, die ihm am besten paßt.
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Drei verschiedene ! Meßschallplatten

Aus diesem Grund wurden - zunächst beim Concorde - die Frequenzkurven unter sonst gleichen Bedingungen mit drei verschiedenen Meßschallplatten aufgenommen (Bild 7). Innerhalb des Übertragungsbereiches von 20 Hz bis 22 kHz bleibt die Ausgangsspannung des getesteten Concorde 30 weitgehend linear, wobei jedoch auch hier wieder zu erkennen ist, daß Frequenzgang- Abweichungen hauptsächlich auf die Unterschiede in den Platten zurückzuführen sind. Im Mittel ist der rechte Kanal - frequenzunabhängig - etwa um 1dB empfindlicher als der linke Kanal.

Die leidigen Resonanzen

Im Höhenbereich oberhalb von 10 kHz muß man bei Resonanzüberhöhungen unterscheiden zwischen der mechanischen Resonanz aus effektiver Schwingmasse des Nadelträgers und Elastizität der Plattenmasse, die bewirkt, daß - wie in Bild 7 dargestellt - bei verschiedenen Platten unterschiedlich hohe Resonanzen auftreten. Sie kann in bestimmten Bereichen durch erhöhte Auflagekraft etwas bedämpft werden.
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Bild 8 Der Einfluß der parallel zum Ausgang des LM 30 liegenden Kapazität CL auf den Höhen-Frequenzgang bei optimalem Abschlußwiderstand (47 kOhm).

Zusätzlich kann sich jedoch auch eine elek- trische Resonanz ausbilden durch den Einfluß von Wicklungs- Induktivität und (hauptsächlich) Kabelkapazität.

Im Labor läßt sich durch Zuschaltung einer Last- Kapazität CL und Bedämpfung der elektrischen Resonanz der Höhenfrequenz- gang optimal erweitern und linearisieren (Bild 8).

In der Heimpraxis sieht es in dieser Hinsicht schlecht aus. Bedauerlicherweise sind weder die Kabelkapazitäten an den Plattenspielern noch die Verstärker- Eingangskapazitäten genormt.

Sie lassen sich ohne Meßmittel auch nicht erfassen, so daß man nur hoffen kann, daß bei der eigenen Anlage keine (bedeutende) Fehlanpassung vorliegt. Hier wird es Zeit, daß sich die Normenausschüsse etwas einfallen lassen.

  • Anmerkung : Etwas aufwendigere Verstärker aus dem oberen Preisbereich wie der Vollverstärker Revox B251 (und der B252) haben 3 Schalterstellungen zum Einstellen der Eingangskapazitäten.

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Übertragungsbereich, Frequenzgang, Kanalgleichheit und Übersprechen zwischen den Kanälen des ULM 60 E zeigt Bild 9 (siehe weiter oben).

Der Frequenzgang innerhalb des Bereiches von 20 Hz bis 20 kHz weicht vom Pegel der Bezugsfrequenz (1 kHz) zu den Tiefen hin um maximal +1,5dB (Faktor 1:1,2) und zu den Höhen hin um -1,5dB ab. Das ist ein hervorragendes Verhalten, wie man es auch bei wesentlich teureren Spitzenmodellen nur ganz selten findet.

Leider zeigen sich jedoch deutlich erkennbare Ansätze zu Tonarm/Abtaster- Resonanzen im Bereich um 70Hz und stärker noch bei 350 Hz, über die später noch berichtet wird.

Die Kanalgleichheit, das heißt, die Ausgangsspannungen beider Kanäle, ist im gesamten Übertragungsbereich mit Abweichungen von weniger als 0,5dB (1:1,06) ungewöhnlich gut.
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Gute Kanaltrennung beim LM

Die Kanaltrennung (Übersprechen) des LM-Systems ist ausgezeichnet, sofern der Abtaster so im Tonkopf sitzt, daß das Achsenkreuz des Wandlers senkrecht auf den Rillenflanken steht. Um das bei den relativ kleinen und damit leicht verkantbaren LM-Systemen zu erreichen, liefert Ortofon eine Aufstecklehre und einen kleinen Inbusschlüssel mit, mit deren Hilfe es möglich ist, das bereits eingebaute System in der Längsachse ohne weitere Meßmittel genau auszurichten.
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Für das Concorde ein Gegengewicht ( = unglücklich)

Schraubt man das Concorde-System an einen Tonarm, der für schwerere Systeme konstruiert wurde, muß - für den statischen Balanceausgleich - auf den vorderen Tonarmteil ein derzeit (noch) lieferbares Zusatzgewicht aufgesteckt werden. Wo man das nun aufdrückt, hängt vom Variationsbereich des rückwärtigen Ausgleichsgewichtes ab.

Grundsätzlich sollte es jedoch so weit als möglich am Tonarmlager sitzen, da das Masseträgheitsmoment des Tonarms durch diesen Gewichtszusatz quadratisch mit dessen Abstand vom Lagerpunkt zunimmt.
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Bild 10 Übertragungsbereich, Frequenzgang, Kanalgleichheit und Übersprechen des Concorde 30 im Wega-Plattenspieler 42P mit aufgeklemmtem Zusatzgewicht zum Balanceausgleich. Meß- platte QR 2009, Auflagekraft 18 mN, Abschluß 47 kOhm/231 pF.

Wie bei allen gewichtsbalancierten Tonarmen ist dann darauf zu achten, daß der Plattenteller exakt in der Horizontalebene umläuft, da sich sonst die eingestellte Auflagekraft unsym- metrisch auf die beiden Rillenflanken verteilt.

Bei Verwendung des Zusatzgewichtes kann es aber ebenfalls zu Tonarm- resonanzen im mittleren Frequenz- bereich kommen, die sich rein meßtechnisch weniger deutlich im Nutzkanal als im Übersprechkanal zeigen (Bild 10) und auch beim Abtasten einer Musikschallplatte angestoßen werden können.
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LM-Zubehör entlehnt

Entfernt man das Original-Balanceausgleichsgewicht und ersetzt es durch ein geringeres Gewichtstück (aus dem Ortofon- LM-Zubehör), läßt sich die Auflagekraft an gewichtsbalancierten Tonarmen nicht mehr durch Verdrehen des Gewichtes, sondern lediglich durch experimentelles Hin- und Herschieben einstellen.

Dann hilft die Auflagekraft-Prüfwippe (Shure nennt das Tonarm-Waage), die mit dem LM-System geliefert wird, zur exakten Einstellung der gewünschten Auflagekraft. Sorgen um die richtige Auflagekraft brauchen sich Besitzer von Tonarmen, an denen die Auflagekraft durch eine Spiralfedervorspannung am horizontalen Tonarmlager erzeugt wird, nicht zu machen, wenn sie den Balanceausgleich mit dem Low-Mass-System erreicht haben.
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Einschwingverhalten teilweise gestört

Ortofon nennt für das LM 30 den zulässigen Auflagekraftbereich von 12 ... 18mN und empfiehlt 15mN. Versuche zeigten jedoch, daß man eher den oberen Bereich einstellen sollte, insbesondere wenn die genannten Spitzen-Tonarme nicht zur Verfügung stehen und man auf das Abspielen von Platten mit Höhenschlag nicht verzichten will. („Clevere" Tontechnikerinnen im Rundfunkstudio legen dann ein Radiergummi oder ein Zuckerstückchen auf den Tonkopf!)
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Bild 11 Einschwingverhalten beim Abtasten einer Rechteckaufzeichnung bei unterschiedlichem Systemabschluß:

Wie die Oszillogramme in Bild 11 zeigen, wird das Rechtecksignal bei 15mN Auflagekraft einwandfrei abgetastet, wobei der Kanal L (oben) mit 47kOhm/169 pF, Kanal R mit der offensichtlichen Fehlanpassung 100kOhm/400 pF abgeschlossen wurde.

Bei einer Fehlanpassung werden das Impulsverhalten durch wenig gedämpftes Überschwingen und der Höhen-Frequenzgang (Bild 8) erheblich gestört.

Unverständlich ist daher auch die Empfehlung von Ortofon, die Systeme mit einer Kapazität CL von 400pF abzuschließen, die sich auch bei kaum einem serienmäßig mit dem Laufwerk fest verbundenen Tonabnehmerkabel finden läßt (eine Aufsteck-Kapazität, ähnlich der in KLANGBILD 6/79, Seite 70, in Bild 14 gezeigten Ausführung, wird zur Zeit nicht angeboten und ist wegen der geringen Abstände zwischen den vier Anschlußstiften der LM-Systeme auch nicht zu erwarten).

Ausgezeichnete Spursicherheit

Bild 12 Verzerrte Ausgangsspannung des rechten Kanals beim Abtasten einer 315-Hz-Schwingung der Aufzeichnungsschnelle 16cm/s mit der minimalen Auflagekraft von 8mN (= 0,8p), wenn die Antiskatingvorrichtung auf „0" gestellt, also außer Funktion ist.
Bild 13 Die Tonarm/Abtaster-Resonanz des Concorde 30 in zwei verschiedenen, nicht für LM-Systeme vorgesehenen Tonarmen von Hi-Fi-Plattenspielern: a = Wega 42P, b = Lenco L246; Auflagekraft jeweils 18 mN.
Bild 14 Die Wirkung des Tuning-Antiresonators am Balanceausgleichsgewicht des Tonarms im Dual-Plattenspieler 731Q auf die Tonarm/Abtaster-Resonanz: a = Antiresonator aus und b = Antiresonator im günstigsten Dämpfungsbereich nach Hersteller-Angaben.

Die Spursicherheit (Tracking ability oder auch kurz Trackability) bei erhöhtem Aufzeichnungspegel wurde sowohl mit der Einton- (315Hz) als auch mit der Doppelton- Methode (1kHz + 1,5kHz) bei der vom Hersteller empfohlenen Auflagekraft von 15mN getestet.

Wie die Tabelle „Bewertung der Spurführung" zeigt, setzen Kurvenformverzerrungen bei extremen Pegeln nur dann ein, wenn die Antiskating- Einrichtung nicht benutzt wird.
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Obwohl die Auflagekraft (bei entsprechend wirksamer Antiskatingkraft) bei der Nennamplitude von 60um bis auf 8mN verringert werden konnte, sollte sie doch zur Einhaltung einer betriebssicheren Abtastung nicht unter 15mN verringert werden.

Das Oszillogramm in Bild 12 zeigt deutlich, daß im besonders gefährdeten rechten Kanal die Kurvenform der Abtaster-Ausgangsspannung schon bei geringem Aufzeichnungspegel stark verzerrt ist, wenn bei derart geringen Tonarm-Auflagekräften die Antiskating-Einrichtung nicht sorgfältig eingestellt wird. Allerdings nicht jede Antiskating- Einrichtung funktioniert schon für geringste Auflagekräfte einwandfrei ! Eine einfache Kontrollmöglichkeit wurde in KLANGBILD 2/79, Seite 35, beschrieben.

Resonanzen nicht immer zu vermeiden

Je leichter ein Tonabnehmer ist, desto weiter rutscht in der Regel die Abtaster/Tonarm- Resonanz aus dem Infraschallgebiet (unter 16Hz) in den Hörbereich. Setzt man nun das Concorde 30 einfach in einen für schwerere Abtaster vorgesehenen Tonarm, zeigt sich eine sehr ausgeprägte, stark überhöhte Resonanzerscheinung (Bild 13).

Zwar wird sich bei der Abtastung von Musikschallplatten eine Resonanz kaum in der gezeigten Form (die man sogar mit bloßem Auge beobachten kann!) aufschaukeln, doch ist eine Störung der Abtastung, unter anderem durch Rückkopplungseffekte, durchaus möglich.

Bei einer gegenseitigen Anpassung von Abtaster und Tonarm (z. B. wie beim Dual 731 Q) läßt sich die Resonanzfrequenz in den am wenigsten störenden Bereich verschieben und die Überhöhung im Frequenzgang durch entsprechende Dämpfungsmaßnahmen (z. B. durch den „Tuning Antiresonator" am Balance-Ausgleichsgewicht) reduzieren (Bild 14).

Bei ULM-Typen bekommt man die Resonanzen nicht völlig weg

Bild 15 Tonarm/Abtaster-Resonanz der Dual-ULM-Systeme in den zugeordneten Plattenspielern unter jeweils günstigsten Bedingungen: a = ULM 60E im Plattenspieler 731Q mit eingestelltem Antiresonator; b = ULM 45S im Plattenspieler 1257; Auflagekraft jeweils 15mN.

Aber auch mit angepaßten Tonarmen ist es anscheinend bei den leichten ULM-Typen grundsätzlich nicht möglich, die Abtaster/Tonarm-Resonanzen völlig zu unterdrücken (Bild 15).
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Bild 16 Vergleich der FIM-Verzerrungen des älteren Ortofon-VMS- Abtasters VMS 20 und des neuen Leichttonabnehmers LM 30 bei verschiedenen Auflagekräften, Laufwerk Dual 731Q.

In Bild 16 sind die Frequenz-Intermodulations- verzerrungen der Ortofon-Abtaster VMS 20E und LM 30 in Abhängigkeit von der Aussteuerung und der Tonarmauflagekraft dargestellt.

Bezieht man die sehr geringen Verzerrungen rein zahlenmäßig auf die Forderung der HiFi-Norm (unter 1% bei -6dB), erkennt man den zwischenzeitlich erreichten Fortschritt bei den magnetischen Wandlern.

Nun stellt dieses 400 Hz + 4000Hz (Intermodulations-Test-) Signal gegenüber den komplexen Signalformen einer Musikschallplatte keine allzugroßen Anforderungen, insbesondere nicht im Höhenbereich.
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Neu - Zum Vergleich der Tonburst-Test nach SHURE

Bild 17 Tonburst-Testsignal (250 Hz / 10 kHz) zur meßtechnischen Ermittlung des Hochfrequenz- Verzerrungsfaktors Dh bei verschiedenen Aufzeichnungspegeln und unterschiedlicher Tonarmauflagekraft (Meßplatte nach DIN 45 549): oben = Kanal L, unten = Übersprechen aus Kanal L in Kanal R.

Daher wurde der ursprünglich von Shure empfohlene Tonburst-Test nun auch in die neue DIN-Meßplatte 45 549 aufgenommen, weil er ebenfalls zu objektiven Qualitäts-Hinweisen führt. Hier folgt in 250Hz- Abständen ein typisch geformtes 10-kHz-Impulspaket (Burst), siehe Bild 17, das für den Abtaster schon eine recht schwierig zu meisternde Signalform darstellt, besonders, wenn er die erhöhten Pegelstufen mit geringer Auflagekraft störungsfrei abtasten muß.
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Aus der selektiven Messung der beiden Signalanteile (250 Hz und 10 kHz) läßt sich ein Verzerrungsfaktor "Dh" ableiten, der zukünftig ein typisches Qualitätsmerkmal des Tonabnehmers sein wird.

Da derzeit noch keine ausreichenden Vergleichsmöglichkeiten bestehen, wurden zur Kennzeichnung der Verzerrungseigenschaften des ULM-Systems das ältere VMS20E-System von Ortofon und ein Dual-Magnetsystem (DMS 220) in den Test einbezogen.
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Ein Blick auf die Verzerrungen

Bild 18 Vergleich der aussteuerungsabhängigen Dh-Verzerrungen: ULM 60 E = neuer Low-Mass-Abtaster von Dual (1979), DMS 220 = älteres Magnetsystem von Dual (1970) und VMS 20 = älteres VMS Magnetsystem von Ortofon (1975); Auflagekraft je-weils 18mN.

Wie Bild 18 zeigt, ist die Tendenz des pegelabhängigen Verlaufs bei allen drei Abtastern gleich. Während das Impulspaket bei geringen Pegeln (und geringer Auflagekraft) anscheinend mit einer geringeren Trackability abgetastet wird als bei mittlerem Pegel, wirken sich darüber hinaus die höheren Aussteuerungen wieder in einem Anstieg der Verzerrungen aus. Überraschenderweise zeigte das zunächst höher eingeschätzte System ULM 60 E die schlechteren Werte.

Es ist natürlich irrig anzunehmen, daß Gewicht und Baugröße eines elektromagnetischen Wandlers in irgendeiner Form einen unmittelbaren Einfluß auf die Klangqualitäten haben kann, etwa in der Weise, je kleiner, desto besser (ganz anders übrigens als beim Mikrofon!).
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Der Einfluß des Tonarmes auf die Abtastwerte

Der saubere Klang, die Verfärbungsfreiheit und die Panoramatreue (bei Stereo) lassen sich lediglich auf die Bandbreite, Linearität, Kanaltrennung und Störfreiheit der Übertragungsfunktion zurückführen (optimale Anschluß- und Arbeitsbedingungen vorausgesetzt), wobei sich - wie bei jeder Kombination von Übertragungselementen - auch die Eigenschaften des verwandten Tonarms nicht ausklammern lassen. Dieser kann aber nur einen nachteiligen, bestenfalls einen meßtechnisch nicht mehr nachweisbaren Einfluß auf den Abtastvorgang haben.

Das heißt, ein noch so gutes Tonabnehmersystem kann die Mängel des Tonarms nicht kompensieren, und ein guter Tonarm macht ein schlechtes System nicht besser.

Die Erkenntnisse aus den akustischen Vergleichen

Der akustische Vergleich erfolgte nun einerseits mit dem älteren Magnetsystem VMS 20E im Dual 701 und mit dem dynamischen Referenzsystem MC 20 (Vorvorverstärker MCA 76) im Technics SL-1310 MK2.

Als Ergebnis aus umfangreichen Abhörsitzungen ließ sich erkennen, daß beide VMS-Systeme mit Sicherheit nicht in der Lage sind, die hervorragenden Übertragungsqualitäten des MC 20 zu erreichen (siehe auch KLANGBILD 6/79).

Ab und zu vermeintlich herausgehörte Unterschiede zwischen dem LM 30 und dem VMS 20E sind kaum allgemeingültig zu definieren und könnten auch vom gerade vorliegenden Exemplar geprägt sein.

Das gleiche läßt sich auch bei einem Vergleich der beiden ULM-Typen 60E und 45E erkennen. Steht für diesen Vergleich nicht eine exzellente (Lautsprecher-) Wiedergabeanlage zur Verfügung, fallen Klangunterschiede kaum auf.

Zusammenfassung

Wie schon seinerzeit [1] bei der Vorstellung des VMS 20E betont wurde, muß der VMS-Wandler zu den Spitzen-Magnetsystemen gezählt werden. Das gilt auch für die neuen Low-Mass-Modelle. Es wäre aber übertrieben, zu behaupten, daß sie wiedergabemäßig besser sind als die älteren Modelle, was jedoch nicht ausschließt, daß die Low-Mass-Technologie unter bestimmten Abtast- und Einbau-Bedingungen praktische Vorteile erbringen kann.

Auf jeden Fall reagiert das Low-Mass-System sehr nachhaltig auf einen ungeeigneten Tonarm und Justierfehler (auch in geeigneten Tonarmen!).


Es empfiehlt sich hier, auf eine freizügige Kombination zu verzichten, wenn man nicht in der Lage ist, exakte meßtechnische Kontrollen durchzuführen.

Hans-Joachim Haase im Dezember 1979

Verweis :
[1] Funktechnik 1975, Heft 4, S. 67; H.-J. Haase, „Ortofon VMS 20"

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(1) Wichtige Daten auf einen Blick
Concorde-Tonabnehmer-Serie von Ortofon

  Concorde 30 Concorde 20
Gewicht komplett 6,5g 6,5 g
Artdes Diamanten Fine-Line, Fine-Line,
  nackt nackt
Effektive Masse d. Diamantenspitze 0,35 mg 0,40 mg
Übertragungsbereich 20 Hz. ..25kHz 20Hz...20kHz
Übertragungsfaktor (1 kHz) > 0,6 mV > 0,7 mV
Übersprechdämpfung (1 kHz) > 25 dB >25dB
Unterschied des Übertragungsmaßes (1kHz) < 1,5dB <2dB
Nadelnachgiebigkeitvert. (stat.) 28 mm/N 22 mm/N
Nadelnachgiebigkeithor. (dyn.) 25 mm/N 15 mm/N
Empfohlene Auflagekraft 15mN 18mN
Erlaubte Auflagekraft 12-18mN 15-21 mN
Abtastfähigkeit bei 300 Hz und 15 mN > 70um > 60um
Abtastfähigkeit bei 10kHz und 15mN > 30 cm/s > 30 cm/s
Vertikaler Abtastwinkel 20° 20°
FIM-Verzerrungen < 1% (15mN) < 1% (18mN)
Gleichstrom-Innenwiderstand 600 0hm 600 0hm
Induktivität 500 mH 500 mH
Empfohlener Abschlußwiderstand 47kOhm 47kOhm
Empfohlene Lastkapazität 400 pF 400 pF
Brummeinstreuung bei 50 Hz <0,2uV <0,2uV
Handelspreis in 1979 ungefähr 290 DM 240 DM

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(2) Wichtige Daten auf einen Blick
ULM-Tonabnehmer-Serie von Dual

  ULM 45E ULM 55 E ULM 60 E
Artdes Diamanten 6x 18um biradial 6x 18um biradial 6x 18um biradial
Übertragungsbereich 10Hz...28 kHz 10Hz...28kHz 10Hz.. .30kHz
Übertragungsfaktor (1 kHz) > 0,8 mV > 0,7 mV > 0,7 mV
Unterschied des      
Übertragungsmaßes (1 kHz) <2dB <2dB <2dB
Übersprechdämpfung      
(1kHz) >25dB >25dB >28dB
(10kHz) >20dB >20dB >20dB
Nadelnachgiebigkeit statisch      
(horizontal) 30 mm/N 30 mm/N 35 mm/N
(vertikal) 25 mm/N 25 mm/N 30 mm/N
Fl M-Verzerrungen <1% < 0,8% <0,8%
Tiefenabtastfähigkeit      
(300Hz) DIN45 549 > 70uim > 70um > 70um
Empfohlene Auf lagekraft 15mN (12,5...17,5) 15mN (12,5...17,5) 10mN (5...12,5)
Induktivität 600mH 600mH 600mH
Gewichtdes Systems 2,5g 2,5g 2,5g
Handelspreis in 1979 ungefähr 93 DM 150 DM 300 DM

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83) Wichtige Daten auf einen Blick
LM-Tonabnehmer-Serie von Ortofon

  LM30 LM30H LM20 LM20H
Gewicht kompl. 2,6g 2,6 g 2,6 g 2,6 g
Art des Diamanten Fine-Line, Fine-Line, Fine-Line, Fine-Line,
  nackt nackt metall gefaßt metall gefaßt
Effekt. Masse der Diamantspitze 0,35 mg 0,35 mg 0,45 mg 0,45 mg
Übertragungsbereich 20 Hz... 25 kHz 20 Hz... 20 kHz 20Hz...20kHz 20 Hz... 20 kHz
Übertragungsfaktor(1 kHz) > 0,6 mV > 0,6 mV > 0,7 mV > 0,6 mV
Übersprechdämpfung (1 kHz) >25dB >25dB >25dB >25dB
Unterschied des Übertragungsmaßes (1 kHz) < 1,5dB < 1,5dB <2dB <2dB
Nadelnachgiebigkeit vert. (stat.) 28 mm/N 40 mm/N 22 mm/N 40 mm/N
Nadelnachgiebigkeit hor. (dyn.) 25 mm/N 35 mm/N 15mm/N 35mm/N
Empfohlene Auflagekraft 15mN 10mN 18mN 10mN
Erlaubte Auflagekraft 12-18mN 8-12 mN 15-21 mN 8-12 mN
Abtastfähigkeit (300 Hz) > 70um(15mN) > 80um(10mN) > 60um(18mN) > 70um(10mN)
Vertikaler Abtastwinkel 20° 20° 20° 20°
FIM-Verzerrungen < 1% < 1% < 1% < 1%
Gleichstrom-Innenwiderstand 600 0hm 600 0hm 600 0hm 600 0hm
Induktivität 500 mH 500 mH 500 mH 500 mH
Empfohlener Abschluß-Widerstand 47kOhm 47kOhm 47kOhm 47kOhm
Empf. Lastkapazität pro Kanal 400 pF 400 pF 400 pF 400 pF
Brumm-Einstreuung bei 50 Hz <0,2uV <0,2uV <0,2uV <0,2uV
Handelspreis in 1979 ungefähr 250 DM 260 DM 180 DM 190 DM

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