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"Audio-Wissen von 1974" - Die Themen dieser Artikel sind:

Was war mit der analogen Audio-Studio-Technik machbar und was sollte bzw. mußte ein Toningenieur wissen und gelernt haben. Daß viele dieser Themen (wir schreiben zur Zeit 2016) bereits 35 Jahre alt sind und durch die schleichende Digitalisierung völlig überholt sind, bedeutet nicht, daß sich die physikalischen Grundlagen wesentlich geändert haben.

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E. 3. Nadeltonverfahren

Das Nadeltonverfahren wurde in der Rundfunk-Studiotechnik vorwiegend angewandt, ehe die Magnettontechnik ihre heutige Vollkommenheit erreicht hatte. Sämtliche zu speichernden Aufnahmen wurden damals in Wachs- oder Lackplatten geschnitten. Heute ist das Nadeltonverfahren aus der Studiotechnik - mit Ausnahme der schallplattenherstellenden Studios - verschwunden. Aber auch im Schallplattenstudio wird die Originaltonaufnahme erst auf Magnetband aufgezeichnet und danach auf die Wachs- oder Lackplatte überspielt, die später die Ausgangsbasis für die große Zahl der zum Verkauf gelangenden Schallplatten bildet [36].

E. 3. 1. Die mechanische Schallspeicherung
E. 3. 1. 1. Prinzip und Schriftarten

Das Prinzip der mechanischen Schallspeicherung besteht darin, daß die mit Hilfe eines Schneidkopfes in Bewegungen umgeformten tonfrequenten Schwingungen auf einem geeigneten platten- oder bandförmigen Tonträger eine zeitabhängige und damit auch ortsabhängige Materialverformung bewirken.

Das geschieht mit einem Schneidstichel, der in den sich bewegenden Tonträger eine Rille eingräbt. Solange der Schneidstichel keine Bewegungen vollführt, stellt diese Rille nur eine Führungsrille dar. Bei einer Bewegung des Stichels im Rhythmus der Tonfrequenz, die meist mit einem elektrodynamischen Antriebssystem erzwungen wird, erfährt die Rille dagegen Verformungen, oder anders ausgedrückt, sie wird moduliert.

Seitenschrift und Tiefenschrift

Wie bei den anderen beiden Schallaufzeichnungsverfahren gibt es auch bei der mechanischen Speicherung verschiedene Schriftarten. So kommt eine seitliche Modulation der Rille zustande, wenn der Schneidstichel quer zur Rille, und eine in die Tiefe gerichtete Modulation, wenn er längs seiner Achse - also in senkrechter Richtung - bewegt wird.

Die erste Schriftart bezeichnet man als Seitenschrift, die letztere als Tiefenschrift (Bild 221). Kennzeichnend für die Seitenschrift sind die seitlichen Auslenkungen der Rille, für die Tiefenschrift ist es die wechselnde Rillenbreite. In der Praxis findet fast nur die Seitenschrift Anwendung.

Die zweikanalige (stereofonische) Schallaufzeichnung

Besondere Beachtung erfordern die Schriftarten bei der zweikanaligen (stereofonischen) Schallaufzeichnung. Es lag zunächst sehr nahe, jedem Kanal eine eigene Rille zuzuordnen, das heißt entweder zwei ineinander verschachtelte Rillenspiralen zu schneiden oder auf jeder Plattenseite einen Kanal unterzubringen. Diese Lösungen führten jedoch nicht nur zu einer Halbierung der Spieldauer einer Platte, sondern ließen die Abtasteinrichtungen derart kompliziert werden, daß ihnen kein praktischer Erfolg beschieden sein konnte.

Besonders die bis zu den höchsten Frequenzen notwendige phasengleiche Abtastung beider Kanäle war nur schwierig zu erreichen. Die weitere Entwicklung führte deshalb zur gleichzeitigen Speicherung der Informationen beider Kanäle in nur einer Rille. Hierfür besteht z. B. die Möglichkeit, die Information einer der beiden Kanäle direkt zu speichern und mit der des anderen erst eine Trägerfrequenz zu modulieren und diese dann aufzuzeichnen; diese Methode hat sich aber wegen des erforderlichen großen Frequenzbereiches und des für die saubere Trennung der Bereiche notwendigen Filteraufwandes nicht durchgesetzt.

Ferner kann man daran denken, jedem Kanal eine andere Schriftart zuzuordnen; es handelt sich dann um eine Zweicomponentenschrift [247]. Neben der naheliegenden Möglichkeit, für den einen Kanal die Seiten- und für den anderen die Tiefenschrift vorzusehen, besteht auch die weitere, zwei um 45° gegen die Oberfläche des Tonträgers geneigte Schnittrichtungen zu verwenden.

Die Schnittrichtung der RIlle

Die Lage der Schnittrichtungen ist dabei im Grunde gar nicht so wichtig; wichtig ist aber ihre genau rechtwinklige Zuordnung zueinander. In Bild 222 sind modulierte Rillen der letzteren Art dargestellt.

Je nach der Frequenz, Amplitude und Phasenlage der Tonfrequenzspannungen
beiden Kanälen ergibt sich ein verschiedenartiges Rillenbild. Sind die drei genannten Bestimmungsgrößen in beiden Kanälen einander völlig gleich, so ist dieses Bild mit dem einer Tiefenschrift identisch (Bild 222 c).

Wird dagegen die Phase eines Kanals um genau 180° verschoben, so scheint eine reine Seitenschrift vorzuliegen (Bild 222 a). Man kann sich also die 2 • 45°-Schrift auch in eine Seiten- und Tiefenschrift zerlegt denken.

Diese 2 • 45°-Schrift besitzt mehrere Vorteile. Zunächst ist der Schneidevorgang für beide Kanäle der gleiche. Das bedeutet, daß auch die physikalischen Bedingungen, zum Beispiel der Widerstand gegen die Verformung, für beide Kanäle die gleichen sind, eine Bedingung, die für die anderen Schriftarten nicht zutrifft. Die Verzerrungen in beiden Kanälen sind somit einander ebenfalls nahezu gleich.

Die Mono-Kompatibilität

Weiterhin wünscht man, daß eine Platte mit stereofonischer Aufzeichnung auch von einem einkanaligen Abtaster für Seitenschrift abgetastet werden kann, ohne daß die Wiedergabe, im Vergleich mit einer einkanaligen Platte, eine große Qualitätseinbuße erleidet. Diese Bedingung ist bei der 2 • 45°-Schrift dann erfüllt, wenn man bei der Tonaufnahme nach dem Prinzip der reinen Intensitätsstereofonie verfährt.

Wie wir aus Bild 222d ersehen, ergibt sich bei gleicher Frequenz, Amplitude und Phasenlage der beiden Kanäle eine reine Seitenschrift. Einer solchen Gleichheit entspricht aber ein genau frontaler Schalleinfall auf das Doppelmikrofon. Beim Abspielen einer stereofonischen Platte mit einem einkanaligen Abtaster wird also praktisch auch dieser Schallanteil wiedergegeben, der das Optimum dessen darstellt, was man unter diesen Bedingungen überhaupt erwarten kann.
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Prinzip der Wiedergabe

Die Rückgewinnung der gespeicherten Schallenergie erfolgt praktisch umgekehrt wie die Aufzeichnung. Die Abtastnadel ist je nach dem verwendeten mechanisch-elektrischen Umwandlungsprinzip mit einem Kristall oder einem zwischen den Polen eines Magneten angeordneten Anker gekoppelt. Die von der modulierten Rille in Schwingungen versetzte Nadel hat eine elektrische Spannung zur Folge, die der Rillenverformung praktisch proportional ist.

E. 3.1.2 Aufzeichnungsvorgang

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Schneidkopf für die einkanalige Aufzeichnung

Für den Schneidkopf findet am häufigsten das elektrodynamische Wandlerprinzip Anwendung. In Bild 223 ist ein elektrodynamischer Schneidkopf für die Aufzeichnung einkanaliger Schallvorgänge dargestellt [248]. Die zwischen den beiden Polen des Magneten angeordnete Antriebsspule ist über ein trichterförmiges Teil mit dem Schneidstichel fest verbunden. Spule, Trichter und Stichel stellen ein bewegliches System dar, das nur über eine kleine Blattfeder mit den feststehenden Teilen des Schneidkopfes verbunden ist. Wird ein Strom durch die Spule geschickt, so erfährt diese je nach dessen Richtung eine Auslenkung nach der einen oder anderen Seite, und damit wird auch der Stichel ausgelenkt. Das System schreibt also eine Seitenschrift.

Geschlossener Regelkreis durch Gegenkopplung

Wichtig ist noch die als Gegenkopplungsspule gekennzeichnete zweite Spule, die etwa in der Mitte zwischen Blattfeder und Schneidstichel liegt und sich ebenfalls in einem Magnetfeld bewegt. Bei einer Bewegung des schwingenden Systems wird in ihr eine Spannung induziert, die der Bewegung proportional ist. Diese Spannung wird verstärkt und der an den Eingang des Schneidverstärkers angelegten Tonfrequenzspannung mit passender Phasenlage zugesetzt, damit sich eine Gegenkopplung einstellt. Durch diese werden die vom Schneidverstärker und Schneidkopf verursachten Verzerrungen herabgesetzt.

Die Wirksamkeit dieser Gegenkopplung setzt jedoch voraus, daß in der Schalleitung vom Schneidstichel zur Antriebsspule keine nennenswerten zeitlichen Verzögerungen eintreten. In dem für den Trichter verwendeten Material muß die Schallgeschwindigkeit groß sein und außerdem müssen die Abmessungen des Trichters möglichst klein gehalten werden.

Der Stichel muß beheizt werden

Wie aus Bild 227 weiterhin zu erkennen, sind um den Schneidstichel einige Windungen eines Heizwiderstandes gelegt. Beim Schneiden wird der Stichel aufgeheizt, wodurch das Plattenmaterial, meist Lack, an der Schnittstelle erwärmt und sein Widerstand gegen die Verformung herabgesetzt wird. Gleichzeitig erzielt man damit glattere Rillenwände, die bei der Abtastung einen geringeren Geräuschpegel hervorrufen.

Schneidkopf für die zweikanalige Aufzeichnung

Zum Aufzeichnen zweikanaliger stereofonischer Schallereignisse benötigt man eine etwas abgewandelte Ausführung des Schneidkopfes, streng genommen braucht man sogar für jeden Kanal einen Schneidkopf.

Für den Schnitt der 2 • 45°-Schrift ist es notwendig, beide Köpfe in geeigneter Weise so zu kombinieren, daß zur Aufzeichnung nur ein Schneidstichel notwendig ist. In Bild 224 ist ein solcher Schneidkopf, den man auch als Zweikomponentenschreiber bezeichnet [249], schematisch dargestellt. Im Gegensatz zu dem in Bild 223 gezeigten Schneidkopf, bei dem sich die Antriebsspule in einem magnetischen Längsfeld befindet, schwingt sie hier in einem radialen Feld, wie wir es auch vom dynamischen Mikrofon oder Lautsprecher her kennen.

Fließt in ihr ein Strom, so bewegt sich der Schneidstichel auf und ab, er schneidet also eine Tiefenschrift. Zusätzlich zur Tauchspule sind jedoch noch zwei weitere, diametral zueinander angeordnete Spulen von besonderer Form aufgebracht. Sie sind so in Reihe geschaltet, daß ein Stromfluß eine Verdrehung des Systems und damit des Stichels bewirkt und dieser wiederum - bedingt durch den großen Abstand zwischen dem Stichel und dessen Drehpunkt - praktisch eine reine Seitenschrift schneidet.

Fließt in allen drei Spulen ein Wechselstrom, so bewegt sich der Stichel nicht mehr wie früher in einer Linie, sondern in einer Ebene quer zur Rille. Damit er das kann, muß die früher verwendete Blattfeder durch eine andere geeignete Halterung ersetzt werden.

Die Tiefen-Seitenschrift

Da dieses System also eine Tiefen-Seitenschrift schreibt, international für die zweikanalige Aufzeichnung aber eine 2 • 45°-Schrift genormt ist, müssen die Signale des linken und rechten Stereokanales vor der Aufzeichnung so umgeformt werden, daß sie trotz der Tiefen-Seitenschrift nach der Aufzeichnung unter jeweils 45° real in Erscheinung treten. Das ist leicht möglich, wenn man aus den Wechselspannungen beider Kanäle einmal die Summen- und zum anderen die Differenzspannung bildet (Bild 224) und diese dann den Antriebsspulen des Schreibers zuführt. Diese Möglichkeit der Umwandlung hatten wir bereits im Abschnitt "C. IV. 2. 2. 6." kennengelernt. Hinfällig wird diese Umwandlung beim MS-Stereoverfahren. Hier wird einfach die M-Information den Seitenschriftspulen und die S-Information der Tiefenschriftspule zugeführt.

Die Rillenform

Die Festlegung von Form und Abmessungen der Rille wird von einer Vielzahl von Überlegungen beeinflußt. Hauptforderung ist eine möglichst lange Spieldauer einer Platte bei "ausreichend" guter Qualität der Schallaufzeichnung. Durch eine ständige Verbesserung der Schneidköpfe, des Plattenmaterials und der Abtaster konnte dieser Forderung im Laufe der Jahre immer besser entsprochen werden. Das bedeutet, daß die Abmessungen der Rillen von der früher üblichen Normalrille bis zur heutigen kleinsten Picorille herabgesetzt, entsprechend mehr Rillen auf einer Platte untergebracht und die Spieldauer wesentlich erhöht werden konnte.

Bevor jedoch auf die verschiedenen Rillenabmessungen im einzelnen kurz eingegangen wird, soll in Bild 225a noch die grundsätzlich richtige Form einer Rille mit der darin liegenden Abtastnadel gezeigt werden. In den Bildern 225b und c sind falsche Rillen-Nadelkombinationen dargestellt.

Bei der in Bild 225b gezeigten Anordnung ist der Nadelkuppenradius zu groß, so daß die Nadel nur auf den Rillenschultern läuft und somit nur sehr labil geführt wird. Die Gefahr des Herausspringens ist dabei sehr groß. Da die Rillenränder im allgemeinen weniger glatt sind und meist auch häufiger beschädigt werden als die Rillenwände, ist ein stärkeres Rauschen die Folge.

In Bild 225 c ist der Nadelkuppenradius im Verhältnis zur Rillenbreite zu klein. Die Gefahr des Herausspringens ist hierbei zwar geringer, die Führung ist jedoch ebenfalls nicht so sauber wie nach Bild 225a. Außerdem liegt im Rillengrund mehr Staub als an den Rillenwänden; in Verbindung mit der labileren Nadelführung würde er ebenfalls ein stärkeres Rauschen verursachen.
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Die Normalrille (78er Platte) :

Die Umdrehungszahl der mit Normalrillen geschnittenen Platten beträgt 78 U/min. Die Abmessungen betragen:
Rillenbreite (kleiner oder gleich) > 100um,
Rillen-Abrundungsradius (kleiner oder gleich) > 25um,
von den Rillenwänden eingeschlossener Winkel 88° ±5°,
Nadelkuppenradius 60 bis 65um (DIN 45 533).

Hintergrund :

Diese Abmessungen wurden seinerzeit dadurch bestimmt, daß die Platten mechanisch-akustisch abgetastet wurden. Die Rille mußte also einerseits eine solche Tiefe besitzen, daß die Führung der Nadel kräftig genug war, und andererseits eine genügend große Auslenkung aufweisen, damit sich auch eine ausreichende Wiedergabelautstärke erzielen ließ.

Da die ersten elektrischen Abtaster noch ein relativ großes Gewicht und nur eine geringe Wandlerempfindlichkeit besaßen, waren auch für sie diese Rillenabmessungen notwendig. Im gleichen Maße, wie die Abtaster jedoch leichter und empfindlicher gebaut werden konnten, war auch eine Veränderung der Rillenabmessungen möglich. Das führte zur Schaffung von Platten mit Mikrorillen.

Die Mikrorille (45er und 33er Platten)

Die Umdrehungszahlen der mit Mikrorillen geschnittenen Platten betragen 45 U/min und 33 U/min. Die Abmessungen betragen:
Rillenbreite (kleiner oder gleich) > 55um,
Rillen-Abrundungsradius (kleiner oder gleich) > 4um,
Winkel der Rillenwände 90°,
Nadelkuppenradius 25um (siehe auch DIN 45 536 und DIN 45 537).

Hintergrund :

Dadurch, daß man die Breite der Mikrorille auf etwa die Hälfte der Normalrille reduzierte, konnte man zunächst einmal auch etwa das Doppelte an Rillen auf der gleichen Plattenfläche unterbringen. Gleichzeitig war aber auch eine Reduzierung der Aufzeichnungs- und Abtastgeschwindigkeit möglich, wobei die obere Grenzfrequenz sogar noch erhöht werden konnte. In dem vorliegenden Fall bedeutet das, daß sich mit der Mikrorillenplatte unter Berücksichtigung der halben Umdrehungszahl ungefähr das Vierfache an Spieldauer im Vergleich zur Normalrillenplatte erreichen läßt. Allgemein ausgedrückt nimmt also die Spieldauer mit einer um 1/n erfolgenden Abnahme der Rillenbreite bei gleicher oberer Grenzfrequenz mit n Quadrat zu.

Beachten der Grenzen zwingend

Bei diesen Überlegungen wurde vorausgesetzt, daß der Rillenabstand stets im gleichen Maße mit verkleinert wird. Das ist jedoch praktisch nicht möglich, da eine gewisse, von der Härte des Plattenmaterials abhängige Mindeststegbreite auch im ungünstigsten Fall bei maximaler Aussteuerung und gegenphasiger Lage der benachbarten Schwingungen stehenbleiben muß.

Wird dies nicht beachtet, so wird der dünne Steg zu nachgiebig und beim Schneiden wird die bereits fertig geschnittene Nachbarrille nachträglich wieder verformt. Die Folge ist also ein Übersprechen. Für die Mindeststegbreite genügen im allgemeinen 10um. Das ist der Abstand der beiden benachbarten Rillenkanten voneinander. Berücksichtigt man die Rillenbreite von etwa 60um und läßt eine Auslenkung der Rille von maximal 30um zu, so beträgt der Abstand der unmodulierten Rillen:

60um + 10um + 2 • 30um = 130um.

Praktisch legt man diesen Abstand mit etwa 110um fest, und man kann dann die Rillenauslenkung bis 20um groß machen. So kommen etwa 90 Rillen auf 1cm radialer Plattenstrecke. Wie diese Zahl ohne Verkleinerung der Auslenkungen noch gesteigert werden kann, lernen wir später kennen.

Die Picorille

Eine weitere Verkleinerung der Rillenbreite führte zur Schaffung der Picorillen. Rillen- und Stegbreite etwa 46um, Rillen-Abrundungsradius kleiner 3um, Nadelkuppenradius etwa 8um.

Hintergrund :

Diese Verkleinerung der Rillen gestattete bei gleichbleibendem Frequenzbereich eine Herabsetzung der Platten-Umdrehungszahl auf 16 1/3 U/min. Weitere Bestrebungen gehen dahin, die Drehzahl abermals auf die Hälfte, also auf 8 1/3 U/min, herabzusetzen.

Die Rille der 33er Zweikomponentenschrift - die Stereorille

Rillen für stereofonische Aufzeichnungen: Da bei der Zweikomponentenschrift die Rille sowohl eine Tiefen- als auch eine Seitenmodulation erfährt, sind ihre Auslenkungen bei gleicher Aussteuerung der einzelnen Kanäle im Vergleich zu einer Einkomponentenschrift größer. Das erfordert entweder eine Vergrößerung des Rillenabstandes oder eine Verkleinerung der Rillenbreite im Vergleich zur Mikrorille. Um nun die Spieldauer einer stereofonen Platte trotzdem nicht herabsetzen zu müssen, geht man praktisch den letzteren Weg.

Die Abmessungen der stereofonen Platte betragen somit :

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  • Rillenbreite etwa 40um,
  • Rillen-Abrundungsradius etwa 5um,
  • Nadelkuppenradius 15um.

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Mit einer solchen Abtastnadel kann man dann auch noch die Mikrorillen einkanaliger Schallaufzeichnungen abtasten.

Der Schneidfrequenzgang

Unter dem Begriff "Schneidfrequenzgang" wollen wir hier die Abhängigkeit einer physikalischen Größe, zum Beispiel die Schnellebewegungen des Schneidstichels oder die Rillenauslenkung, von der Frequenz verstehen.

Die Schnelle des Stichels

Dabei stellt die Schnelle des Stichels - in Analogie zur Schallschnelle - die Geschwindigkeit dar, mit der er die Auslenkungen ausführt. Der Größe der Stichelschnelle sind - durch das Verfahren bedingte - Grenzen gesetzt, die in ihrer Frequenzabhängigkeit die Normung des Schneidfrequenzganges wesentlich beeinflussen.

Die Betrachtungen eines Schneidfrequenzganges können sich zunächst jeweils nur auf eine bestimmte Schnittgeschwindigkeit beziehen. Bei konstanter Umdrehungszahl einer Platte nimmt die Schnittgeschwindigkeit durch den kleiner werdenden Rillendurchmesser nach dem Platteninneren hin stetig ab.

Es ist deshalb notwendig, die dadurch bedingten Veränderungen des Schneidfrequenzganges so auszugleichen, daß dieser über die gesamten Rillenradien hin konstant bleibt.

Die Grenzen der Stichelschnelle

In Bild 226 sind die Grenzen der Stichelschnelle Vs in Abhängigkeit von der Frequenz für Platten mit Mikrorillen dargestellt. Bei den tiefen Frequenzen ist die Stichelschnelle nach oben hin durch die bei dem festgelegten Rillenabstand maximal zulässige Auslenkung des Stichels gegeben.

Dem Verlauf der Kurve 1 liegt die festgelegte Grenze der Auslenkung der Mikrorillen von 20um zugrunde. Die Grenze der minimalen nutzbaren Schnelle in den Tiefen wird durch das dem Verfahren anhaftende Rumpelrauschen gezogen. Den spektralen Verlauf dieses in Schnellewerte umgerechneten Rauschens zeigt die Kurve 2.

Bei den hohen Frequenzen darf die nutzbare Schnelle ebenfalls nicht unter der Rauschgrenze (Kurve 3) liegen. Die obere Grenze ist dagegen im wesentlichen durch den Nadelkuppenradius, der für die Abtastung von Mikrorillen bestimmten Nadel festgelegt.

Genauer genommen ist dies eigentlich nicht der Nadelkuppenradius, sondern der Krümmungsradius der Nadel, den sie an der Stelle besitzt, an der sie die Rillenwände berührt.

Dieser Berührungsradius ist etwa um 2/3 kleiner als der Nadelkuppenradius rN. Ist nun der Radius der Rillenkrümmung kleiner als der Berührungsradius der Nadel, so kann sie der Rillenkrümmung nicht mehr folgen.

Der Rillen-Krümmungsradius darf also nicht kleiner als der Berührungsradius rB werden. Die Schnelle, deren Größe zusammen mit der Schnittgeschwindigkeit den Krümmungsradius bestimmt, darf nur

Formel

werden.

Die Innenrillen sind besonders kritisch

Da bei Mikrorillenplatten die Geschwindigkeit der innersten Rille etwa 22cm/s und der Nadelkuppenradius 25um betragen, ergibt sich bei einer Frequenz von 10.000 Hz die maximale Schnelle zu 4,6cm/s. Proportional mit abnehmender Frequenz darf dann die Schnelle größer werden, wie es auch Kurve 4 in Bild 226 zeigt. In dem von den vier Kurven eingeschlossenen Bereich dürfen sich also die zulässigen Schnellewerte für Mikrorillen bewegen. Selbstverständlich lassen sich diese Betrachtungen auch bei den anderen Rillenarten durchführen.

Die Auswirkungen auf den Frequenzgang

Bei der Festlegung eines für sämtliche Aufzeichnungen zu benutzenden Frequenzganges stehen wirtschaftliche und qualitative Fragen im Vordergrund. Man strebt nämlich einerseits eine möglichst große Spieldauer der Platte an, als auch andererseits danach, den Frequenzbereich auf den des Hörbereiches zu erweitern und den Geräuschspannungsabstand möglichst groß zu machen. Die Spieldauer ist durch die schon angegebenen Rillenabmessungen und Rillenabstände festgelegt. Daraus resultiert bei den Mikrorillen eine maximale Rillenauslenkung von 20um.

Historische Altlasten der mechanischen Abtaster

Wegen der früher viel verwendeten mechanischen Abtaster und auch wegen der elektromagnetischen Abtaster, bei denen die induzierten elektrischen Spannungen der Schnelle proportional sind, strebte man damals einen Schneidfrequenzgang an, bei dem im größten Teil des Frequenzbereiches bei konstantem Aufzeichnungspegel die Schnelle ebenfalls konstant blieb.

Eine Einschränkung fand diese Maßnahme lediglich darin, daß die Auslenkung bei tiefen Frequenzen größer als der Rillenabstand wurde. Unterhalb einer bestimmten Frequenz - etwa 250Hz bis 500Hz - hielt man deshalb nicht mehr die Schnelle, sondern die Auslenkung unabhängig von der Frequenz konstant.

Der größte Nachteil dieses Verfahrens liegt darin begründet, daß durch die konstante Schnelle bei ansteigender Frequenz die Auslenkung absinkt, wodurch der Raum zwischen den Rillen immer weniger ausgenutzt wird.

Der nach DIN genormte Schneidfrequenzgang

Viel besser ist es, auch im Bereich der hohen Frequenzen die Auslenkung nahezu konstant zu halten. Das macht sich vor allem bei der Verwendung von Kristallabtastern - die heute teilweise verwendet werden - vorteilhaft bemerkbar, weil bei diesen die an den Elektroden sich ausbildende Spannung der Auslenkung annähernd proportional ist. Genormt wurde deshalb nach DIN 45 533, 45 536 und 45 537 sowohl für Normalrillen als auch für Schmalrillen ein Schneidfrequenzgang, bei dem die Schnelle in Abhängigkeit von der Frequenz nach der in Bild 227 dargestellten Kurve mit der Frequenz ansteigt.

Die Kurve besteht im wesentlichen aus zwei Abschnitten, in denen die Auslenkung konstant, die Schnelle aber mit 6dB je Oktave ansteigt. Es sind dies die Bereiche von 50 Hz bis 500 Hz und 3180 Hz (Zeitkonstante r = 50us) bis 15.000 Hz. Der Übergang zwischen diesen Bereichen erfolgt nun nicht sprunghaft, sondern allmählich in der in Bild 227 gezeigten Form. Bemerkenswert ist ferner noch der Übergang zu einer konstanten Schnelle und damit zu einer relativen Anhebung der Auslenkung unterhalb von 50 Hz. Diese erfolgt, weil sonst die vom Abtaster abgegebene Spannung bei diesen niedrigen Frequenzen zu gering ist und sie sich nicht mehr genügend vom Rumpelrauschen abhebt.

Überträgt man die in Bild 227 dargestellte Kurve in das Diagramm des Bildes 226, so stellt man eine Überschreitung der Schnellegrenze bei hohen Frequenzen fest. Das ist deshalb zulässig, weil - wir bereits früher sahen - die Schallintensität natürlicher Schallereignisse nach hohen Frequenzen zu abfällt und somit die Schnelle praktisch doch in den zulässigen Grenzen bleibt.

Es gibt auch Aufzeichnungsverluste ganz innen

Der Schneidfrequenzgang in Bild 227 soll nach Möglichkeit bei allen Rillen unabhängig von deren Durchmesser (korrekt : also bei der gesamten "einen" Rille von Anfang bis Ende) wirksam bleiben. Das ergibt sich nicht von selbst; weil sich der Durchmesser der äußersten Rille zu dem der innersten Rille im Verhältnis von etwa 1 : 3 ändert, ändert sich im gleichen Verhältnis auch die Schnittgeschwindigkeit und damit die aufgezeichnete Wellenlänge.

Innen wird es bei hohen Frequenzen kritisch

Bei tiefen und mittleren Frequenzen ist das unbedeutend, da deren Wellenlängen auch auf der innersten Rille noch genügend groß sind, um verlustfrei abgetastet werden zu können, nicht aber bei hohen Frequenzen.

Die geschnittenen Wellenlängen werden bei hohen Frequenzen auf der innersten Rille so kurz und die Krümmungen in den Amplitudenspitzen so scharf, daß die Abtastnadel diese nicht mehr voll ausfahren kann. Werden keine besonderen Maßnahmen getroffen, so stellt sich mit abnehmendem Rillendurchmesser bei hohen Frequenzen eine zunehmende Dämpfung ein; sie beträgt bei einer 30cm-Mikrorillenplatte und einer Frequenz von 12.000 Hz etwa 10 dB.

Die Radiuskompensation

Den damit verbundenen Amplitudenabfall gleicht man dadurch aus, daß man beim Schneiden der Platte die hohen Frequenzen mit abnehmendem Rillendurchmesser so weit anhebt, daß sich beim späteren Abtasten eine vom Durchmesser nahezu unabhängige Abtastspannung einstellt. Man nennt diese Maßnahme Radiuskompensation.

Aufzeichnungsstörungen

Die Störungen, die mit aufgezeichnet werden, sind fast ausschließlich auf das Schneiden selbst zurückzuführen. Infolge der Körnigkeit des Plattenmaterials werden nämlich die Wände der vom Stichel eingegrabenen Rille nicht völlig glatt sein können; daraus ergibt sich bei der Abtastung eine Rauschmodulation der Nadel, deren Stärke mit größerer Wandrauhigkeit ansteigt.

Man trachtet deshalb danach, möglichst glatte Rillenwände zu schneiden; das erreicht man u. a. durch Beheizung des Schneidstichels. Dadurch wird gleichzeitig der Widerstand des Plattenmaterials gegen die Verformung herabgesetzt. Der auf diese Weise erzielbare Gewinn an Rauschspannungsabstand kann bis zu 18 dB betragen.

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