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Die Zeitschrift "Hifi Scene" aus Zürich / Schweiz

Die "Hifi-Scene" war bei uns weitgehend unbekannt. Der Verbreitungsgrad reichte offenbar selten bis nach Deutschland. Im März 2000 erschien die letzte von 18 Ausgaben. Das Beson- dere daran ist, die Autoren waren alle Praktiker und fachlich der Physik mehr verpflichtet als den Mythen und Träumen. So etwas gab es bei uns nur bei der Klangbild und bei der Hifi- Stereophonie, wobei bei letzterer in den letzten Jahren Zweifel aufkamen. Wenn Sie hier über eine Suchmaschine eingelandet sind, besuchen Sie bitte erst die einführende Seite.

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Ein neus Thema : Konstruktionsbedingte Abtastfehler

(des Tonabnehmers bei der Mono-Schallplatten)
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Der Klemmeffekt (Pinch distortion) bei Seitenschrift

Ein systembedingter Fehler der Seitenschriftbesteht darin, dass die Schallrille von einem Stichel mit flacher Form und bestimmter Aufhängung geschnitten wird, jedoch von einem Abtastdiamanten breiterer Dimension und anderer Aufhängung abgetastet wird.

Die glatte Vorderfläche des Stichels steht immer quer zur Mittellinie der unmodulierten (leeren) Rille, nicht aber quer zur modulierten (ausgelenkten) Rille. Er schneidet daher die ausgelenkte Rille nicht mit einer auf die Mittellinie bezogenen konstanten Breite.

Die Rille muss deshalb an der Stelle ihre grösste Breite besitzen, an der sie parallel zur unmoduliert gedachten Rille verläuft, und dort am schmalsten, wo sie den steilsten Anstieg aufweist. Der von den Rillenwänden eingeschlossene Winkel ändert sich folgedessen.

Das hat zur Folge, dass die Nadel in jeder Amplitudenspitze tiefer in die Rille einsinkt, im Nulldurchgang der Schwingung jedoch daraus herausgedrückt wird. Dies hat die Entstehung einer zweiten harmonischen Verzerrung zur Folge.

Erläuterung

Entgegen dem Rest der Welt wissen wir, dass sich bedingt durch die Lagerkonstruktion des Stichels, die Schallrille keineswegs in einer Ebene mit konstanter Tiefe liegt, sondern gegen die maximale Modulation (Auslenkung) hin in der Tiefe verkürzt verläuft.

Die Sckneidstichel-Konstruktion wirkt folglich bei runden Diamanten der Klemmverzerrung entgegen. Ist der Tonabnehmer durch seine Konstruktion nicht in der Lage, sich der Stichelbewegung anzupassen, muss die Abtastnadel rund sein, um der Rille folgen zu können. Ist dies nicht der Fall, wird der Abtastdiamant durch die asymmetrische Form der Rille und des Abtastdiamanten aus der Rille gerückt und die Nadelkuppe läuft bei Modulationsspitzen auf dem Rillengrund, was zu Abtastverzerrungen, hohen Laufgeräusehen, Schmutzaufnahme und defekten Rillenflanken führt.
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Wieder eine kleine Glosse :

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  • Dass Herr VandenHüll den Müll des Jahres über die Leser ausleeren konnte, mit der Aussage, man solle eine Mono-Platte mal mit einer seiner Schrottfeilen auskratzen, damit man höre, was auf der Platte drauf sei, zeugt, Sie haben's bemerkt, von weniger Gehirnschmalz des Konstrukteurs ab derjenigen einer holländischen Tulpenzwiebel, geschweige denn von Verständnis der Materie, [nachzulesen in HEF Hörerlebnisforum 29/S.68]
    Zitat. «Haben Sie schon einmal alte 78er mit dem Grasshopper gehört? Da werden Sie staunen, was da alles drin steckt. - Dreck!

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Weiter im Text

Bei Monotonabnehmern für Seitenschrift kann diese Verzerrung durch konstruktive Massnahmen praktisch vermieden werden, indem "der Generator" bei Vertikalbewegungen nicht zur Spannungserzeugung beiträgt.

  • Anmerkung : Das habe selbst ich jetzt nicht verstanden ..... - Meint der Autor, daß in der Antriebsspule des Schneidkopfes durch die Bewegung eine zusätzliche (Rück-) Spannung erzeugt wird ?


Auf selbe Weise werden Rumpelgeräusche des Plattenspielers in vertikaler Richtung unterdrückt. Es muss lediglich darauf geachtet werden, dass die bewegte Masse des Abtasters (Anmerkung : meint er hier die Nadel samt Träger ?) klein bleibt, um keine Klemmung im Nulldurchgang der Rille zu verursachen. Die in der vertikalen Richtung flexiblen Nadelträger ermöglichen die Abkopplung der Nadelmasse vom Generatorsystem. Leider werden solche reinen Mono-Systeme seit Jahrzehnten nicht mehr hergestellt.
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Richtige Mono-Abtaster mit nur einem "Generator"

Ortofon bietet auch heute (Anmerkung : es könnte zwischen 1995 und 2000 gewesen sein) als einziger Hersteller zwei Mono-MC-Tonabnehmersysteme (SPU-Mono 25/65) an, mit denen sich beide Varianten von Monoschallplatten richtig abtasten lassen.

Als einzige aktuell erhältliche MC-Monotonabnehmer sind sie entweder mit einer Abtastnadel mit Verrundungsradius 25um für Mikrorillen oder 65um für Normalrillen (Shellack) ausgerüstet.

Die Lagerkonstruktion entspricht jedoch der eines Stereoabtasters (Zweikomponenten-Abtaster). Der Nadelträger/Generator ist kreisförmig bewegbar. Ist das System nicht perfekt gebaut und nicht perfekt vertikal ausgerichtet, können sich Rumpeln und Klemmverzerrungen wie bei einem Stereosystem dem Musiksignal überlagern, was bei einem echten Seitenschrift-Monosystem (Einkomponenten-Abtaster) nicht geschehen kann.

Andererseits bietet diese (heutzutage gebaute Stereo-) Konstruktionsweise mehr Sicherheit für die Stereoschallplatte; denn, wird ein reines Seitenschrift-System irrtümlich auf eine Stereoschallplatte abgesenkt, zerstört es diese sofort.

  • Anmerkung : Das 78er Ortofon für Schellackplatten ist aussen drauf eindeutig für 78er Platten bezeichnet, man sieht es deutlich auch aus der Ferne.

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WARNUNG (vor Dilettanten und Betrügern) !

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Wenn Monotonabnehmer gar keine Monotonabnehmer sind

Immer wieder kommt es vor, dass der eine oder andere Händler glaubt, auf verschiedenen Hochzeiten tanzen zu müssen. Weil heutzutage kein High-End-Tonarm mehr abnehmbare Headshells besitzt, ist deshalb dies Tänzchen nicht möglich - kommen doch die Mono-Systeme von Ortofon bereits eingebaut in der Headshell und haben keine plane Montagefläche. Das ist erst mal Schrott, denn sowas kann ja nicht klingen und zweitens verlangen die Systeme nach einem schweren Tonarm, den man nicht hat.

Deshalb versuchen sich Ignoranten immer wieder als Mega-Entdecker, und bieten Kunden Monotonabnehmer an, die überhaupt keine sind, jedoch, ach wie schön, auf jedem Tonarm dank Normgehäuse montiert werden und folglich verkauft werden können.

Typische Vertreter dieser Spezies sind z.B. «Denon DL 102» und «ZYX-Mono». Diese Tonabnehmer sind mit einer einzelnen Spule, einer Stereoaufhängung und einem Abtastdiamanten mit 17µm für Stereo-Schallplatten !!!! ausgestattet! Durch Zusammenschalten beider Stereokanäte des Tonabnehmers oder durch Drücken der Mono-Taste am Verstärker lässt sich dasselbe erreichen, und ist viel preiswerter !

  • Amerkung : Hier irrt der Autor. Das Zusammenschalten von den beiden Stereo-Spulen oder Drücken der Mono-Taste bei Stereoabtastern ist leider Unsinn (wie auch bei DUAL und Telefunken so oft unwissend angepriesen), denn die Phasenverschiebungen der beiden Kanäle erzeugen deutlich hörbare Auslöschungen. EinMon-Abatster darf nur iene Spule haben und er darf auf keine Fall eine Stereo-Nadel mit 17µm Verrundung haben.


Diese Tonabnehmer sind für AM- oder Mono-FM- Sendestationen konstruiert,
damit der Radiomoderator aus der gesamten Plattensammlung, die natürlich hauptsächlich aus Stereoschallptatten besteht, auswählen und senden kann, ohne die Platten zu beschädigen.

Echte Mono-Platten lassen sich damit nicht korrekt abtasten, weil die 17µm Nadel zu klein ist ! Wer Ihnen diese Tonabnehmer zur Monoplattenabtastung verkauft, ist folglich ein Betrüger oder ein Ignorant. Ein Riesenmegabetrüger ist, wer anstelle der Rundnadel einen VdH-, einen Benz-Microedge-Diamanten oder ein anderes Raspelteil aufklebt !
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Peinlich peinlich: (keine Glosse !)

Noch eine süffisante Bemerkung nebenbei. Der Importeur, der im guten Glauben das «Mono-ZYX» eingekauft hat und nichts mit den technischen Daten, in denen der Verrundungsradius sehr wohl aufgeführt war, anzufangen wusste, hatte dieses System zur Probe herumgereicht, unter anderem auch dem SOUND Test- und Hörlabor.

Und wie von diesen blutigen Amateuren nicht anders zu erwarten, gab es einen durchaus positiven Kommentar. Wie immer. Entlassen sollte man die ganze, unfähige Belegschaft und den Abonnenten die Kohle zurückzahlen. Und wie man hört, interessiert sich schon das eine oder andere HighEnd-Studio für diesen Monoabtaster, der keiner ist.

Übrigens, das Test-System landete nach dem SOUND-check schlussendlich unter meinem Mikroskop, weil der Importeur meine Meinung darüber wissen wollte: Den Nadelträger haben die SOUND-Bastler verbogen und den Rest wissen Sie ja jetzt.

Der in diesem Fall ehrliche Importeur sandte das System zum Hersteller nach Japan zurück, doch es bleibt abzuwarten, bis bald jede HighEnd Tonabnehmerbude einen falschen Monoabtaster im Programm fuhrt, um sich und die Kundschaft für dumm zu verkaufen.

Tiefenschrift (die senkrechte Bewegungsrichtung)

Bei der Tiefenschrift treten ebenfalls gradzahlige harmonische Verzerrungen auf. Sie kommen dadurch zustande, dass die Nadel die modulierte (rauf und runter führende) Rillenwand nicht immer mit den gleichen Punkten der Nadeloberfläche berührt.

Je steiler die Rille, desto höher rutschen die Gleitpunkte an der Nadel empor. Insbesondere bei Stereo-Tonabnehmern (Zweikomponenten- Abtastern) führt dies zu symmetrisch induzierten Spannungen in beiden Kanälen. Das in der Rille gespeicherte Signal wird permanent moduliert.

Betrachtet man die Zeiteinheit lambda 1/4, legt die abgetastete Rille gegenüber der Nadel im ersten Viertel bedeutend weniger Weg zurück, als im zweiten Viertel; Tonhöhenmodulationen entstehen (die, wie später deutlich wird, den Klang - das Empfinden vom Hörer aus betrachtet - als farbenreicher interpretieren lassen).

Reine Tiefenschrift wird natürlich nicht mehr eingesetzt. Als eine der beiden Komponenten der Stereo-Aufzeichnung soll sie jedoch genauer betrachtet werden.
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Überschneidungsverzerrungen

durch zu steile Rillenflanken (slope overload) und Schneidstichelausführungen.

Überschneidungsverzerrungen entstehen, wenn der Aufsprechpegel und die Aufsprechfrequenz so geartet sind, dass die Steilheit der modulierten Rille grösser als die Steilheit der rückwärtigen Facetten des Schneidestichels sind.

Schneideköpfe sind so konstruiert, dass der Drehpunkt des Stichels nicht in der Ebene der Schallplatte liegt. Wenn sie in vertikaler (senkrechter) Richtung ausgelenkt werden, beschreiben sie (auch dort) einen Kreisbogen.

Diese Drehbewegung fuhrt beim Schneiden zu Verzerrungen, die von Davis und Fraye schon 1928 beschrieben wurden. Je nach Lage des Drehpunktes des Schneidestichels muss dieser mit unterschiedlich stark geneigten rückwärtigen Facetten geschliffen werden, um Überschneidungsverzerrungen möglichst auszuschließen.

Um beim Abtasten der Rille möglichst fehlerfrei folgen zu können, muss der Tonarm am Lagerpunkt aus der Horizontalen angehoben werden, um den beschriebenen Winkelfehler zu reduzieren, da der Konuswinkel des Abtastdiamanten grösser ist als derjenige des Stichels. Je weniger steil der Diamant geschliffen ist, umso mehr muss der Tonarm angehoben werden.

Verzerrungen durch zu geringe Rillenradien
(curvature overload)

Verzerrungen durch zu geringe Rillenradien entstehen, wenn der Radius der Modulation geringer ist als derjenige der Abtastnadel.

Schneidstichel können aus Stabilitätsgründen nicht beliebig steile rückwärtige Facetten aufweisen. Ist die Nadelgrösse der Rille entsprechend dimensioniert und werden die im Kapitel "Mastertape" gegebenen Anforderungen erfüllt, entstehen diese Verzerungen nicht. Trotzdem ist es interessant ihr theoretisches Entstehen zu analysieren. Auf dieselbe Weise entstehen nämlich auch die Verzerrungen in der Seitenschrift.

Sie lassen sich mathematisch beschreiben (ohne die Winkelfehler individueller Schneidstichel zu berücksichtigen).

Elektronische Kompensation

Sind sowohl Zusammensetzung von Klemmverzerrungen, das sind Verzerrungen bei der Tiefenschrift durch wandernde Gleitpunkte sowie Verzerrungen durch zu geringe Rillenradien bekannt, lassen sich elektronische Verfahren entwickeln, die diese Verzerrungen in einer Analogschaltung simulieren und diese beim Plattenschnitt dem Aufsprechsignal phasenverkehrt hinzumischen. Beim Abspielen mit einer Rundnadel löschen sich die Verzerrungen aus.

Fehler, die von der Schneidekopfgeometrie herrühren, werden nicht berücksichtigt. Trotzdem ist es möglich, die Abtastverzerrungen weitgehend vorzukompensieren.

Alle grossen Plattenhersteller wie EMI, Nippon Columbia, RCA, DECCA haben sich mit diesem Problem auseinandergesetz und Tracing-Simulatoren konstruiert. Diese Einrichtungen berücksichtigen das Abtastverhalten des Tonabnehmers.

Tracing Simulatoren wurden teilweise eingesetzt, ohne es auf dem Plattencover zu erwähnen oder teilweise als Marketingargument unter dem Namen «Royal sound» vermarktet.

Bei RCA hiess das Gerät «dynamic record correlator», das Verfahren «Dynagroove». Es lässt sich für Mono- und Stereoplattenschnitte verwenden.
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Und wieder ein wenig Glosse:

Und wie Sie, werte Leser, dies sicher auch bemerkt haben, funktioniert das Verfahren ausschliesslich, wenn die Abtastnadel RUND ist, denn nur für diese liess und lässt sich ein annähernd genaues mathematisches Modell mit entsprechend elektronischer Umsetzung realisieren. Andere Nadelformen produzieren ein je nach Eintauchwinkel des Abtastdiamanten variabel moduliertes Oberwellenspektrum.

Und weil früher alle eine Rundnadel verwendeten, hatte dieses unter hirnamputierten HighEndern geschmähte Verfahren sehr wohl seine Berechtigung. Und das dürfen nach wie vor die handvoll verbliebener Rundnadel-Tonabnehmerbesitzer geniessen.

Und der Rest stellt halt fest, dass es mit Dynagroove schlechter klingt, als ohne.

Dies ist ja auch so, denn die Ignoranten mit den unsinnig geschliffenen Abtastnadeln hören natürlich die aufgesprochene Vorkompensation des «record correlators», die nun nicht mehr kompensiert wird, sondern zusätzlich zum Signal und den systembedingten Abtastverzerrungen noch hinzukommt.

Und nun verstehen die Leser, weshalb für Dynagroove etc. - Klang-Plattenbesprechungen der Presse mit ihren neuzeitlichen Abtastern nicht mal ein bedauerndes Lächeln übrig bleibt. Und auch nicht für deren glühendes Befürworten nichtkorrelierter Schallplatten, denn nur weil auf der Hülle nicht "compensated" steht, heisst dies noch lange nicht, dass dies nicht so ist .......
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Konstruktionsbedingte Abtastfehler

des Tonabnehmers bei der Stereoschallplatte.

Alle erwähnten Verzerrungen aus der Seitenschrift und der Tiefenschrift treten bei der Stereo-Schallplatte, als Kombination beider Verfahren, auf. Zusätzlich ergeben sich weitere Verzerrungen:

Verzerrungen aus Spurfolgefehler
(Tracing distorsion)

Verzerrungen aus Spurfolge-Fehlern entstehen durch unterschiedliche Stichelformen gegenüber dem Abtastdiamanten.

Beim Abtasten einer Monorille beinhalten beide Rillenwände komplementäre Signale, so dass sich eine gegenseitige Auslöschung dieser gradzahligen Verzerrungen analog einem Push-Pull Verstärker, ergibt.

Bei der Stereorille ist dies nicht der Fall. Dies führt zu Phasenfehler beim Abtasten der Stereorille. Phasenfehler entstehen dadurch, dass die Rillenflanke nicht zur selben Zeit am selben Ort abgetastet wird, wie sie geschnitten wurde.
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