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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. 1. 3. Vervielfältigung

In den seltensten Fällen tastet man bei der späteren Wiedergabe die geschnittene Platte - also die Schneid-Folie - unmittelbar ab. Dort, wo dies notwendig wäre, weil - wie im Rundfunkstudio - eine Vervielfältigung meist nicht erforderlich ist, wurde das Nadeltonverfahren vom Magnettonverfahren verdrängt.

Geschnittene Platten sind auch weniger widerstandsfähig und daher nicht beliebig oft abspielbar; sie dienen deshalb heute ausschließlich der industriellen Vervielfältigung [250].

Methoden der Vervielfältigung

Dazu erhält die geschnittene Wachs- oder Lackplatte zunächst eine leitende Oberfläche. Hierfür gibt es verschiedene Methoden, z. B. durch Aufdampfen einer Silberschicht. Zu diesem Zweck wird die Platte zusammen mit einer ihrer geschnittenen Seite gegenüber stehenden Silberfolie in ein Vakuumgefäß gebracht. Hinter der Platte ordnet man eine zweite Elektrode an und legt an die Platten eine so hohe Spannung - gewöhnlich einige Kilovolt -, daß sich eine Glimmentladung einstellt. Dabei schlagen die auf die mit dem Minuspol verbundene Silberfolie auftreffenden Ionen Moleküle heraus, die sich auf der Platte als eine dünne Silberschicht von etwa 0,02 [im Stärke niederschlagen.

Bei einer anderen Methode wird auf die geschnittene Plattenseite eine Silbernitratlösung und gleichzeitig eine andere geeignete Lösung aufgespritzt, so daß beim Zusammentreffen beider auf der Platte metallisches Silber ausgeschieden wird, das sich als dünne Schicht auf ihr niederschlägt.

Die nächste Stufe der Prozedur - Vater - Mutter ....

Auf die leitend gemachte Oberfläche wird nun in einem elektrolytischen Bad durch Galvanisieren eine Kupferschicht von etwa 1mm Stärke aufgebracht. Von der geschnittenen Platte getrennt, bezeichnet man die so gewonnene Kupferplatte als Vaterplatte.

Man überzieht sie mit einer feinen - die spätere Trennung erleichternden - Schicht und stellt von ihr auf galvanischem Wege abermals eine Platte, die Mutterplatte, her.

Auf die gleiche Weise wird von dieser die Preßmatrize gewonnen (oft als Sohn bezeichnet), die zur Erhöhung ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit verchromt wird. Eine solche Preßmatrize benutzt man als Boden und eine weitere als Deckel einer heizbaren Preßform.

In diese wird der Plattenwerkstoff eingelegt und unter hohem Druck und hoher Temperatur zu einer Platte geformt. Nach dem Abkühlen und dem Abschleifen des überstehenden Randes kann die Platte schließlich abgespielt werden.

E. 3. 1. 4. Abtastvorgang der Stereoplatte

Beim Abtastvorgang gleitet die Abtastnadel in der Rille, durch deren Auslenkungen sie bewegt wird. In Bild 228 ist das bei einer 2 • 45°-Schrift, deren beide Frequenzen sich wie 1:2 verhalten, dargestellt. Die Bewegungen werden auf ein Abtastsystem übertragen, in dem sie in Spannungsschwankungen umgewandelt werden. Das Abtastsystem wird wiederum mit einem Arm an die Abtaststelle auf der Platte herangebracht.

Sämtliche drei Teile - Nadel, Abtastsystem und Arm - aus denen die Abtasteinrichtung besteht, haben einen Einfluß auf den Abtastvorgang, das heißt auf die Nadelführung (Stabilität der Abtastung), die Größe der erzeugten Spannung, den Frequenzgang, die nichtlinearen Verzerrungen und die Abnutzungserscheinungen [251].

Die Nadelführung

Bei der Seitenschrift wird die Nadelkuppe in der modulierten Rille in horizontaler Richtung ausgelenkt und damit beschleunigt. Die an der Nadelkuppe angreifende Kraft bezeichnet man als Rückstellkraft (Direktionskraft D). Der Auslenkung entgegen wirkt die sich vorwiegend aus der Massenträgheit der Nadel und des Abtastsystems ergebende Kraft Fmh- Sie ergibt sich aus dem Fundamentalgesetz der Mechanik zu

Formel

Diese Beziehung sagt aus, daß die Kraft Fmh der auf die Nadelkuppe bezogenen bewegten Masse mb der Nadel und zum Teil auch des Abtastsystems und der durch die Auslenkung hervorgerufenen Horizontalbeschleunigung ab proportional ist.

Die Resultierende aus der Massenkraft und der Rückstellkraft, die wir hier als Horizontalkraft: Fh = D + Fmh bezeichnen wollen, bewirkt, daß die Nadel an der sie treibenden Wand hochzugleiten versucht. Dem wirkt die Resultierende der vertikal gerichteten Kräfte entgegen. Diese setzen sich aus der Auflagekraft Fa und der sich aus der auf die Nadelkuppe bezogenen Massenträgheit der gesamten Abtasteinrichtung ergebenden vertikal gerichteten Kraft: Fmv = mr ¦ g wie folgt zusammen:

Fv = Fa + Fmv

(g = Erdbeschleunigung, mr = ruhende Masse).

Nehmen wir an, daß die Kraft, mit der die Nadel an der nicht treibenden Rillenwand anliegt, gerade zu Null wird - was im Interesse einer übersichtlichen Demonstration zweckmäßig ist -, so ergibt sich das in Bild 229 dargestellte Kräfteparallelogramm. Wie wir (also der Physiker oder der Ingenieur !!) daraus erkennen, kann man zunächst einerseits die Horizontalkraft Fh in eine senkrecht auf die Rillenwand drückende und eine die Nadel an der Rillenwand hochtreibende Kraft zerlegen. Andererseits läßt sich aber auch die Vertikalkraft Fv in eine ebenfalls senkrecht auf die Wand drückende und eine die Nadel an der Wandschräge hinabtreibende Kraft zerlegen. Beträgt der Winkel, den die Wand mit der Horizontalen einnimmt, 45°, und ist die Horizontalkraft der Vertikalkraft im Betrag gleich, so sind auch die die Nadel an der Wand aufwärts oder abwärts treibenden Kräfte einander gleich. Wir hatten diesen Fall für unser Demonstrationsmodell (Bild 229) vorausgesetzt.

Wichtig ist diesen Überlegungen zufolge, daß die Vertikalkraft stets größer als die Horizontalkraft sein muß, weil sonst der demonstrierte labile Zustand eintritt oder die Nadel aus der Rille herausläuft.

Es muß demzufolge

Formel      (73)

werden.

Gewaltige Beschleunigungskräfte wirken auf die Nadel

Überschlagen wir kurz die Größe der Horizontalbeschleunigung, die sich aus: ah = omega Vs ermitteln läßt. Bei einer Frequenz von f = 12.000 Hz und einer Schnelle des Schneidstichels von Vs = 12cm/s, wie sie bei Mikrorillen bei hohen Frequenzen maximal auftreten dürfte, ergibt sich die Querbeschleunigung zu ah ~ 9 • 10 hoch5 cm/s2.

Das ist fast das Tausendfache der Erdbeschleunigung. Lassen wir zunächst die statischen Kräfte, das heißt die Auflagekraft und Rückstellkraft, außer acht, so müßte nach Gleichung (73) die ruhende Masse mr mindestens den tausendfachen Wert der bewegten Masse besitzen. Die Größe der ruhenden Masse ist nun noch dadurch begrenzt, daß die Abtasteinrichtung dem senkrechten und waagerechten Plattenschlag folgen muß. Macht man sie zu groß, so würde zum Beispiel beim Hochgehen der Platte die Nadel nicht schnell genug folgen können und somit die auf die Rillenwände wirkende Kraft so groß werden, daß eine Beschädigung eintritt. Weiterhin könnte sich bei einem schnellen Abwärtsgehen der Rille die Nadel aus dieser herausheben.

Andererseits darf die ruhende Masse nicht zu klein werden, weil sonst die gesamte Abtasteinrichtung den Rillenauslenkungen folgen würde und nicht nur - wie zur ausreichenden Spannungserzeugung notwendig - der bewegliche Teil des Abtastsystems. Das trifft nun zwar bei der Seitenschrift nur auf die horizontalen Bewegungen zu, bei der Abtastung von 2 • 45°-Schrift jedoch auch in vertikaler Richtung.

Aus diesen Einflüssen haben sich Werte von etwa mr ~ 5 bis 30g und daraus wieder für die bewegte Masse gemäß den oben angestellten Überlegungen Werte von mb ~ 5 bis 30mg als zweckmäßig erwiesen.

Die der Auslenkung proportionale Rückstellkraft beträgt bei Mikrorillen mit einer Auslenkung von 25um (äußerster Fall] bis zu etwa 2 pond. Aus Gründen der Sicherheit macht man (in den Rundfunkstudios) die Auflagekraft etwa doppelt so groß.

Abtastspannung und Wiedergabefrequenzgang

Die von den im Abschnitt E.3.2.2 aufgeführten elektromagnetischen und elektrodynamischen Abtastern induzierten Spannungen sind gemäß dem Induktionsgesetz nach Gleichung (51) der Schnelle proportional. In bezug auf den Frequenzgang sind vor allem die Resonanzfrequenzen des Ankers der magnetischen Abtaster und der Schwingspule der dynamischen Abtaster zu beachten. Sie liegen meist im Gebiet mittlerer und hoher Frequenzen. Zu ihrer Unterdrückung wendet man häufig eine elektrische Dämpfung an.

Die von den piezoelektrischen Abtastsystemen abgegebenen Spannungen sind dem auf das Kristall einwirkenden Druck und damit praktisch der Nadelauslenkung proportional. Da die Auslenkungen bei hohen Frequenzen recht klein werden, würde auch die Spannung relativ stark absinken. Um das zu vermeiden, dimensioniert man Masse und Nachgiebigkeit der Kristallhalterung so, daß sie bei tiefen Frequenzen den Kristallbewegungen nachgibt, während sie bei hohen Frequenzen wegen ihrer großen Masse als starr anzusehen ist. Hierdurch kommt auch bei kleiner Nadelauslenkung eine relativ große Druckwirkung am Kristall zustande.

Stark abweichende Frequenzabhängigkeit

Wir ersehen bereits aus diesen beiden Beispielen, daß die Frequenzabhängigkeit des Übertragungsmaßes bei den verschiedenen Abtastsystemen erheblich voneinander abweicht. Das auszugleichen und somit einen zum Schneidfrequenzgang (Bild 227) inversen Wiedergabefrequenzgang (Bild 230) bei konstanter Schnelle zu erzwingen, ist Aufgabe des Wiedergabeverstärkers (siehe Abschnitt 3.2.3).

Nichtlineare Verzerrungen

Beim Nadeltonverfahren entstehen die meisten nichtlinearen Verzerrungen auf der Wiedergabeseite [252]. Wir unterscheiden zwischen den exemplarischen und den prinzipiell physikalisch bedingten Verzerrungen.

Die exemplarischen nichtlinearen Verzerrungen

Die exemplarischen nichtlinearen Verzerrungen treten dann auf, wenn das Abspielgerät, vor allem aber die gesamte Abtasteinrichtung, nicht dem derzeitigen Stand gemäß optimal dimensioniert ist.

Hauptursache ist eine schlechte Nadelführung. So lassen zum Beispiel Verzerrungen bei tiefen Frequenzen darauf schließen, daß entweder die Auflagekraft zu gering ist, die Nadel also nicht genau der Rillenform folgt, oder die Lager des Tonarmes ein unzulässiges Spiel besitzen.

Ein Schlagen der Platte kann ebenfalls nicht-lineare Verzerrungen zur Folge haben. Dabei führt ein seitliches Schlagen der Platte besonders zu Tonhöhenschwankungen, während ein Höhenschlag zu einer unsicheren Nadelführung beiträgt. Ferner führt die Nachgiebigkeit der Rillenwände zu elastischen Rillenverformungen und damit zu nichtlinearen Verzerrungen durch die Nadel. Indem man die bewegten Massen des Abtastsystems möglichst klein macht, sorgt man für eine wirkungsvolle Abhilfe.

Physikalisch bedingte nichtlineare Verzerrungen

Bei den dem Nadeltonverfahren anhaftenden physikalisch bedingten nichtlinearen Verzerrungen unterscheiden wir zwischen solchen, die ausschließlich bei der Seitenschrift auftreten, und denen, die nur der Tiefenschrift anhaften.

Bei den ersteren handelt es sich vorwiegend um die als Folge des sogenannten Klemmeffektes auftretenden Verzerrungen. Dieser Effekt kommt dadurch zustande, daß der Schneidstichel im Gegensatz zur Abtastnadel eine flache Form besitzt. Die Vorderfläche des Stichels steht dann immer quer zur Mittellinie der unmodulierten Rille, nicht aber quer zur modulierten Rille. Er schneidet daher die ausgelenkte Rille nicht mit einer auf ihre Mittellinie bezogenen konstanten Breite. Die Rille muß deshalb dort an der Stelle ihre größte Breite besitzen, an der sie parallel zur unmoduliert gedachten Rille verläuft, und dort am schmalsten werden, wo sie den steilsten Anstieg besitzt. Wie wir aus Bild 231 erkennen, ändert sich dadurch auch der von beiden Rillenwänden eingeschlossene Winkel.

Das hat zur Folge, daß die Nadel in jeder Amplitudenspitze etwas tiefer in die Rille einsinkt, dagegen im Nulldurchgang der Schwingung aus dieser herausgedrückt wird.

Der Klemmeffekt

Sind die bewegten Massen der Nadel und der damit gekoppelten Teile des Antriebssystems zu groß, so kann es an diesen Stellen zu Klemmungen kommen, daher auch die Bezeichnung „Klemmeffekt".

In Bild 23l ist unter der horizontalen Rillenauslenkung die vertikale Bewegung der Nadel dargestellt; sie erfolgt mit der doppelten Frequenz der Rillenmodulation. Bei Abtastsystemen für Seitenschrift kann man leicht dafür Sorge tragen, daß die Vertikalbewegung nur in einem geringen Maße zur Spannungserzeugung beiträgt, nicht so bei Abtastern, die für die Abtastung einer Zweikomponentenschrift gebaut sind. Bei der 2 • 45°-Schrift hat die Vertikalbewegung eine Spannungserzeugung in beiden Kanälen zur Folge, wodurch der Klemmeffekt symmetrisch hörbar wird. In Bild 232 ist das Verhältnis der Amplituden der zweiten Harmonischen zur Grundwelle in Abhängigkeit von der Frequenz bei einer Schnelle von 8cm/s, einer Rillengeschwindigkeit von 40cm/s, einem Nadelkuppenradius von 12um und einer Wiedergabe-Rückentzerrung von 50us dargestellt. [253]. Wie wir daraus erkennen, beträgt der Anstieg bis zu 4.00 Hz 6dB/Oktave und der höchste Verzerrungswert etwa k2 ~ 3%.

Auftretende Verzerrungen bei der Tiefenschrift

Bild 233 zeigt die bei Tiefenschrift auftretende Verzerrung. Sie kommt dadurch zustande, daß die Nadelkuppe die modulierte Rillenwand nicht immer mit den gleichen Punkten der Nadeloberfläche berührt. Je steiler nämlich die Rille in das Material eingegraben ist, um so höher rutschen die Gleitpunkte an der Nadelkuppe hinauf. Bei der Abtastung einer Sinusschwingung kommt jeder Gleitpunkt der Nadelkuppe zweimal mit der Rillenwand in Berührung. Das hat - genau wie bei der Seitenschrift - die Entstehung einer zweiten Harmonischen zur Folge, die bei Zweikomponentenabtastern auch in beiden Kanälen zu symmetrischen Spannungen führt.

Das "royal-sound" Verfahren

Zur Vermeidung der erwähnten nichtlinearen Verzerrungen bei der Wiedergabe ist unter dem Namen "royal-sound" ein Verfahren bekanntgeworden, das die Abtastverzerrungen bereits beim Plattenschnitt durch Vorverzerrung kompensiert [254, 255]. Diese auch als Tracing-Simulator bekannte Einrichtung besteht darin, daß Schneid- und Abtastfehler in einer Analogschaltung simuliert und mit kompensierendem Vorzeichen dem Programm noch vor dem Gravieren beigemischt werden. Das Programm wird also mit einer genau dosierten nichtlinearen Vorverzerrung versehen, die so ausgelegt ist, daß sie durch den tatsächlichen Abtastvorgang wieder beseitigt wird.

Abtaststörungen - Rauschen und Knacken

Beim Abtastvorgang treten vorwiegend zwei Arten von Störungen auf, ein kontinuierliches Rauschen und ein diesem überlagertes mehr oder weniger häufig vorkommendes Knacken. Das Knackgeräusch kann verschiedene Ursachen haben, so z. B. die - leider - außerordentlich geringe elektrische Leitfähigkeit des Plattenmaterials, besonders der Vinylite.

Wischt man eine Vinyl-platte mit einem Lappen ab, so lädt sie sich elektrisch rasch auf und behält die Ladung über lange Zeiträume hinweg. Dadurch zieht sie einen großen Teil des in ihrer Umgebung befindlichen Staubes an, der sich auch in den Rillen ablagert und der Nadel unerwünschte Auslenkungen verleiht. Außerdem kann es zwischen der Nadel und den aufgeladenen Stellen der Plattenoberfläche zu Funkenentladungen kommen, die sich ebenfalls durch ein Knacken bei der Wiedergabe bemerkbar machen.

Das kontinuierliche Rauschen ist auf die Rauhigkeit der Rillenwände zurückzuführen, die eine ständige Modulation der Nadel im Rhythmus der kleinen Unebenheiten bewirkt. Messen wir die Rauschspannung einer mit unmodulierten Rillen geschnittenen Platte, so stellen wir im Frequenzgebiet zwischen 200Hz und 500Hz ein Amplitudenminimum im spektralen Verlauf des Rauschens fest (Bild 234). Oberhalb dieses Minimums steigt die Amplitude zunächst mit etwa 3dB/Oktave an, um bei hohen Frequenzen wieder abzufallen. Die Lage des sich dadurch ergebenden Maximums verschiebt sich mit abnehmendem Rillendurchmesser zu immer niedrigeren Frequenzen. Der Höhenabfall ist darauf zurückzuführen, daß die Nadel wegen ihrer nicht unendlich kleinen Auflagefläche über die kleinsten, dicht aneinander lagernden Unebenheiten hinweggleitet, ihre Form also nicht mehr völlig abtastet.

Der Größe der noch nahezu voll umfahrenen Unebenheiten entspricht aber auf der innersten Rille (wegen der im Vergleich zur äußeren Rille kleineren Abtastgeschwindigkeit) eine niedrigere Frequenz als auf der äußeren Rille; aus diesem Grunde verschiebt sich das Maximum mit dem Rillendurchmesser.

Das unterhalb des Minimums mit fallender Frequenz ansteigende Amplitudenspektrum des Rauschens nennt man Rumpelrauschen. Es setzt sich aus dem Plattenrauschen und den vom Antrieb herrührenden Geräuschen zusammen. Letztere werden zum Beispiel vom Motor oder Getriebe als Körperschall sowohl über Plattenteller und Platte auf die Nadel und ferner über den Tonarm auf das Abtastsystem übertragen [256].

E. 3. 1. 5. Plattenlaufzeit

Die Laufzeit der Platte ist durch die Größe der Rillenfläche und die Steigung (das ist der Schneidstichel-Vorschub der Schneidmaschine) der spiralförmig geschnittenen Rille bestimmt. Bisher haben wir stets eine konstante Rillensteigung angenommen. Im Interesse einer besseren Plattenausnutzung kann man die Rillensteigung verändern, das heißt, der jeweiligen Rillenauslenkung anpassen. Zum Beispiel wird man in Erwartung einer größeren Auslenkung den Rillenabstand rechtzeitig allmählich vergrößern und nach Beendigung der großen Auslenkung wieder verkleinern. Rillen mit geringer Auslenkung liegen dann dichter beieinander als Rillen mit größerer Aussteuerung.

Bild 235 zeigt zum Vergleich einmal eine Ausschnittvergrößerung von einer Platte mit konstanter Rillensteigung und zum anderen von einer Platte mit intelligent vorausschauend gesteuerter Steigung.

Das Füllschriftverfahren

Für die Art der Steuerung der Rillensteigung gibt es verschiedene Möglichkeiten [36, 247, 257]. Das konsequenteste und gleichzeitig aufwendigste Verfahren ist das Rheinsche Füllschriftverfahren [258]. Praktisch läßt sich auf diese Weise bei Musik die Spieldauer einer Platte auf das etwa l,7fache erhöhen; bei Sprache liegt der Gewinn, wegen der geringeren Energieanteile in den hohen Frequenzbereichen, noch etwas höher.

E. 3. 2. Einrichtungen der Nadeltontechnik

Bei den Anlagen für die Nadeltontechnik unterscheiden wir zwischen folgenden Einzeleinrichtungen:

  1. 1. Tonträger,
  2. 2. Abtasteinrichtung,
  3. 3. Verstärker,
  4. 4. Laufwerk.

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E. 3. 2. 1. Tonträger

Als Material für die uralten 78er Originalplatten diente meist ein besonderer Lack. Mit ihm kann man gleichmäßigere und blasenfreiere Schichten herstellen als mit den früher verwendeten Wachsplatten.

Die im Handel erscheinenden gepreßten 33er und 45er Mikrorillenplatten bestehen meist aus Kunststoffen, und zwar vor allem aus Polyvinylchlorid oder Polystyrol. Diese Materialien erfordern beim Pressen höhere Drücke als die früher für 78er Normalrillenplatten ausschließlich verwendeten Schellackmassen. Sie sind jedoch im Gegensatz zu den letzteren unzerbrechlich und ermöglichen die Herstellung wesentlich glatterer Rillenwände. Ihr größter Nachteil ist ihre außerordentlich geringe elektrische Leitfähigkeit, so daß sie immer stark aufgeladen sind und somit viele Staubteilchen an sich binden.

Für die Plattengrößen wurden drei verschiedene Normen, und zwar für Platten mit einem Außendurchmesser von rund 30cm, 25cm und 17,5cm, festgelegt (DIN 45 533, 45 536, 45 537).

In den Normenblättern sind auch Anzahl und Durchmesser der Einlauf-, Kenn-, Auslauf- und Endrille angegeben. Danach befindet sich die dem Modulationsbeginn vorangehende unmodulierte Einlaufrille nahezu am (äuperen) Plattenrand, und sie erstreckt sich über mindestens eine Umdrehung. Als Kennrillen bezeichnet man unmodulierte Rillen, die der Kennzeichnung eines neuen Abschnittes dienen. Zum leichteren (optischen) Erkennen schneidet man sie mit größerer Steigung als die modulierten Rillen. Der letzten modulierten Rille der Plattenseite schließt sich die unmodulierte Auslaufrille an. Sie soll sich - genau wie die Einlaufrille - ebenfalls über mindestens einen Umlauf erstrecken und in die konzentrisch geschnittene Endrille einmünden.

  • Anmerkung : Dieser Abschnitt ist recht dürftig und bedarf der Überarbeitung mit genaueren Werten und Daten.

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E. 3.2.2 Abtasteinrichtung

Wir beschränken unsere Betrachtungen auf die elektromechanischen Wandler. Als solche sind vorwiegend Ausführungen im Gebrauch, die das elektromagnetische, elektrodynamische oder piezoelektrische Prinzip zur Umwandlung der Nadelbewegungen in elektrische Spannungsschwankungen benutzen [259].

Da wir die sich bei der Umwandlung abspielenden physikalischen Vorgänge bereits bei der Behandlung der Mikrofone kennenlernten, können wir uns an dieser Stelle auf die spezifischen Erscheinungen des Nadeltonverfahrens beschränken.

Bild 236 zeigt ein piezoelektrisches System für die Abtastung einer 2 • 45°-Schrift. Bei ihm werden die Bewegungen der Nadel über ein Kupplungsstück derart auf die beiden piezoelektrischen Systeme übertragen, daß eine Bewegung der Nadel in der unter 45° zur Plattenoberfläche geneigten einen Richtung möglichst nur den einen der beiden Kristalle, dagegen in der anderen 45°-Richtung nur den anderen Kristall verformt (verdrillt). Je vollkommener diese Forderung erfüllt wird, um so größer ist die Übersprechdämpfung bei der Abtastung.

In der in Bild 236 gezeigten Anordnung wird das dadurch erreicht, daß jeweils gerade die Kopplungsstelle (die Stelle, an der das Kopplungsstück den Kristall berührt) als Drehpunkt fungiert, die sich weit außerhalb der um 45° zur Plattenoberfläche geneigten Bewegungsrichtung der Nadel befindet. Dadurch bleibt dieser Kristall weitgehend in Ruhe, das heißt, daß er keine Spannung abgibt.

In der anderen Bewegungsrichtung kehrt sich dieser Vorgang um. Weicht die Nadelbewegung dagegen von beiden 45°-Richtungen ab, so werden beide Kristalle verformt. Die Gesamtbewegung kann man sich durch ein Parallelogramm in die beiden 45°-Richtungen zerlegt denken. Die von den beiden Kristallen abgegebenen Spannungen sind jeweils der zugehörigen Richtungskomponente proportional.

2 Beispiele

Bild 237 zeigt ein elektrodynamisches Abtastsystem für 2 • 45°-Schrift in schematischer Darstellung. Die beiden Spulen sind im Magnetfeld so angeordnet, daß eine unter 45° erfolgende Nadelbewegung die eine der beiden Spulen so schwenkt, daß ihre Windungen die Flußlinien schneiden, während die andere Spule dabei nur eine Drehung um ihre Achse ausführt, also keine Flußlinien schneidet.

In der anderen 45°-Richtung kehrt sich dieser Vorgang um. Da eine Spannung nur in der jeweils geschwenkten Spule, nicht aber in der um ihre Achse gedrehten Spule induziert wird, ist eine ausreichend übersprechfreie Abtastung möglich.

Im Gegensatz zu den früheren Stahlnadeln kommen heute nur noch Saphirnadeln zur Anwendung. Aufgrund seiner großen Härte unterliegt der Saphir im Vergleich zur Stahlnadel einem wesentlich geringeren Abschliff. Erst nach etwa 200 Betriebsstunden ist die Abnutzung so groß geworden, daß der Saphir durch einen neuen ersetzt werden muß.

Eine noch größere Härte und damit längere Lebensdauer besitzen Diamantnadeln. Ihre Bearbeitung, insbesondere das Schleifen auf die erforderlichen Maße, ist jedoch sehr schwierig und kostspielig. Sie sind deshalb wesentlich teurer als Saphirnadeln.

Nachteilig ist die große Sprödigkeit des Saphirs. Er splittert bei unsachgemäßer Behandlung oder beim Passieren von Plattensprüngen an der Kuppe leicht ab. Wird er dann nicht durch einen neuen ersetzt, so wirkt er im weiteren Betrieb wie ein Fräser, er zerstört also die glatten Rillenwände der Schallplatte.

E. 3. 2. 3. Verstärker

Aufgabe des Wiedergabeverstärkers ist es, die vom Abtastsystem abgegebene Spannung so zu entzerren, daß seine Ausgangsspannung im interessierenden Frequenzbereich möglichst nahezu konstant ist. Das bedeutet, daß die Verstärkung bei piezoelektrischen Abtastern, bei denen die abgegebene Spannung der Auslenkung proportional ist, mit der Frequenz ansteigen muß.

Es ist jedoch zu beachten, daß die Verstärkung in Abhängigkeit von der Frequenz nicht unbedingt spiegelbildlich zu den in Bild 227 gezeigten Kurven verlaufen muß. Jedes Abtastsystem verursacht nämlich noch eigene lineare Verzerrungen; außerdem sind die durch die Zusammenschaltung von Verstärker und Abtaster entstandenen linearen Verzerrungen zu berücksichtigen.

Am geringsten sind diese bei elektrodynamischen Abtastsystemen. In ihnen wird deshalb eine Spannung induziert, die der aufgezeichneten Schnelle und damit dem ansteigenden Schneidfrequenzgang der Schnelle (Bild 227) proportional ist. Die Verstärkung muß daher spiegelbildlich zu diesem Schneidfrequenzgang verlaufen, das heißt mit zunehmender Frequenz abfallen.

Ebenfalls einen mit ansteigender Frequenz abfallenden Verstärkungsverlauf muß aber auch der Wiedergabeentzerrer der Magnettontechnik besitzen. Es liegt deshalb nahe, eine ähnliche Gegenkopplungsschaltung zu benutzen, wie in Bild 193 gezeigt.

E. 3. 2. 4. Laufwerk

Zum Laufwerk gehören der Antriebsmotor, das Getriebe, der Plattenteller und die Platine, an die alle Teile angebaut sind. Wichtig ist, daß der Motor zusammen mit dem Getriebe dem Plattenteller die richtige Umlaufgeschwindigkeit erteilt und sowohl langsame wie schnelle Geschwindigkeitsschwankungen vermeidet (siehe auch Abschnitt E. 1.3.4).

Der Antrieb des Plattentellers kann entweder über seine Achse oder - bei modernen Geräten ausschließlich - durch ein Reibrad an seinem Umfassungsrand an der inneren Seite geschehen.

Als Beispiel zeigt Bild 238 ein Studio-Schallplattenabspielgerät Typ EMT927 (EMT Franz Vertriebsgesellschaft mbH). Bei ihm wird der Plattenteller von einem selbstanlaufenden Synchronmotor über das Reibrad des Getriebes in Drehung versetzt. Das Getriebe ist umschaltbar, so daß Platten für 78, 45 und 33 1/3 U/min abgespielt werden können.

  • Anmerkung : Auch dieser Absatz ist sehr dürftig, wird aber in anderen Publikation weitaus besser beschrieben, vor allem in der Hifi-Stereophonie.

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