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April 2012 - Analoge Quadrophonie von der Schallplatte,
aber es gab 3 Systeme, eines davon war CD-4.

Ein Grund, warum die analoge Qauadrophonie nie einen Durchbruch erlangen konnte, war die Komplexität. Es war ein Ingenieursystem mit ganz vielen Ecken und Haken.

War die normale 33er Stereo-Langspielplatte schon anfällig genug, die CD-4 CD hatte es in sich. In diesem Artikel wird auf die difizile Technik des 50 Kilohertz Abtasters von Ortofon eingegangen.

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Aus der FUNK-TECHNIK 1974 Nr. 6

von H.- J. HAASE - im Frühjahr 1974

Ortofon Quadro-Tonabnehmer „SL15Q"
Die Theorie der analogen Quadrophonie 1972

Eine CD-4 Vinylplatte von 1972
RCA hatte sich für CD-4 entschieden

Das haben uns die Hersteller damals 1972 versprochen: Jeweils vier tonfrequente Informationen der Quadro-Systeme CD-4, SQ und QS - in einer normalen 45°/45°-Schallrille untergebracht - können auch mit einem Stereo-Tonabnehmer wieder abgetastet werden.

Die Erwartung

Von allen Systemen sind vollkompatible Schallplatten zu erwarten, die sich ohne wesentliche Qualitätseinbußen auch mit Stereo - gegebenenfalls auch Mono-Apparaturen abspielen lassen.

Beim CD-4-Verfahren wird jedoch
- im Gegensatz zu den beiden anderen Quadro-Systemen - ein Übertragungsbereich bis etwa 50kHz verwendet. Das bedeutet, daß die bisher auf dem Markt befindlichen Stereo-Tonabnehmer, wegen ihres höchstens bis 20 kHz reichenden Übertragungsbereiches, zwar SQ- beziehungsweise QS-Platten vollwertig abtasten können, aber nicht in der Lage sind, die vier einzelnen Kanalinformationen aus der CD-4-Platte über eine Quadro-Anlage mit CD-4-Decoder wiederzugeben.

Ein neues Ortofon CD-4 System

Bild 1. Quadro-Tonabnehmer „SL15Q"

Ortofon hat nun den Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" (Q = Quadro) herausgebracht (Bild 1), der speziell wegen der erhöhten Anforderungen der CD-4 Technik an die Tonabnehmer entwickelt wurde.

Dazu gehören die Erweiterung des oberen Übertragungsbereiches bis 50kHz und gute Kanaltrennung innerhalb dieses Bereiches. Hierfür eignet sich besonders gut eine Abtasterkonzeption, deren Funktionsweise das elektrodynamische Prinzip mit bewegten Spulen (moving coil) in einem starken Dauermagnetfeld ist.

Die Historie

Bereits seit 1948 beschäftigt man sich bei Ortofon mit MC = "moving coil" Systemen. Tonabnehmer dieses Typs werden wegen ihrer absoluten Spitzenqualität in fast allen europäischen Tonstudios der Rundfunkanstalten benutzt.

Ihr Fehlen auf dem Hi-Fi-Markt liegt vor allem an zwei systemtypischen Eigenarten :
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  • 1. Da wegen der Forderung nach geringen bewegten Massen die Abmessungen und damit die Windungszahlen der bewegten Spulen trotz äußerst geringen Drahtdurchmessers nur gering sein können, ist die in ihnen induzierte Spannung sehr gering (einige micro Volt). Daher wird ein magnetisch gut abgeschirmter, hochübersetzender Übertrager erforderlich, wenn man auf den bei Magnetsystemen üblichen Übertragungsfaktor von etwa 1 mVs/cm kommen will, um die Phono-Magnet-eingänge der üblichen Wiedergabeverstärker voll aussteuern zu können.
  • 2. Aus konstruktiven Gründen ist es nicht möglich, die Abtastnadel nur durch Herausziehen eines Einschubes auszuwechseln, da der Nadelträger starr mit der Spulenanordnung verbunden ist. Nadelwechsel im Tonabnehmer erfordert hier das Einsenden des Abtasters an das Lieferwerk (gegebenenfalls an die Werks-Vertretung).

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Das erste Problem

Bild 2. Übertrager „STM-72" zum Quadro- Tonabnehmer „SL15Q" mit Übergangskabel Cynch-DIN-Buchse

Das erste Problem wurde nun mit Hilfe eines zum System gehörenden separaten Übertragers gelöst.

Bild 2 zeigt den Übertrager „STM-72" zum Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" mit Übergangskabel Cynch-DIN-Buchse. Er wird so in die Zuleitung zum Wiedergabeverstärker eingefügt, daß das vorhandene Laufwerkkabel über Cynch-stecker in die Buchsen am Übertrager, die dort herausgeführten, festmontierten Kabel in den entsprechenden Phonoeingang des Verstärkers gesteckt werden. Ein Eingriff in vorhandene Anlagenbausteine ist somit nicht erforderlich. Übergangskabel Cynch-stecker-DIN-Buchse sind im Handel erhältlich.

Das zweite Problem

Im Hinblick auf die CD-4-Technik hat das zweite Problem mit seinen Konstruktionseigenarten wesentlich zur gewünschten Erweiterung des Übertragungsbereiches der Abtastung bis 50kHz beigetragen, und zwar aus folgenden Gründen:

Durch einen gelungenen Kompromiß zwischen mechanischer Stabilität und bewegter Masse konnte beim Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" die auf die Nadelspitze bezogene effektive Schwingmasse auf 0,0007g reduziert werden.

Ein derart geringer Wert ist erforderlich, wenn man die Ausbildung von mechanischen Resonanzen bei der Schallplattenabtastung verhindern will, weil sich aus Plattenelastizität und effektiver Schwingmasse des Abtasters bei entsprechender Anregung im oberen Übertragungsbereich mehr oder weniger stark bedämpfte Resonanzüberhöhungen ausbilden, die bei den zur Zeit handelsüblichen Schallplatten und HiFi-Tonabnehmersystemen etwa im Bereich von 14 bis 20kHz zu finden sind [5].

Der Übertrager oder die Anpassung

Das System hat ferner infolge der geringen Windungszahl auch nur eine geringe Quellenimpedanz, das heißt, trotz des angeschlossenen Übertragers wird das System praktisch im Leerlauf betrieben - Spannungsanpassung -, wobei die Kapazität (also die Länge der angeschlossenen Leitung bis zum Übertrager) relativ uninteressant ist.

Elektrische Resonanzen können sich auch nicht bis 50kHz ausbilden, wie das beim Magnetsystem je nach Qualität und Länge des angeschlossenen Kabels schon ab etwa 16 ... 20kHz möglich ist.

Über die Resonanzfrequenzen

Bild 3. Vergleich der elliptisch (a) und bi-ellip-tisch (b) verrundeten Abtastnadelspitze (RH, rH Radien des Nadelquerschnitts zwischen den Berührungspunkten; Rv, rv Radien der Nadelprojektion im Rillenbereich)
Tabelle 1a
Tabelle 1b

Da die Empfindlichkeit eines Abtasters oberhalb dieser Resonanzfrequenzen sehr steil abfällt, ist es für einen Tonabnehmer, der CD-4-Platten abtasten soll, sehr wichtig, daß beide möglichen Resonanzfrequenzen nach oben verschoben werden.

Nun läßt sich die bewegte Masse des Abtasters einerseits und die Plattenelastizität andererseits nicht beliebig reduzieren, so daß durch verstärkte Dämpfungsmaßnahmen (Verringerung der Compliance der eingespannten Nadelhalterung) die Bandbreite der Resonanzüberhöhung vergrößert werden muß.

Vorteile der bi-elliptisch geschliffenen Shibata- Nadel

Wegen der außerordentlich kurzen Wellenlängen der auf den Rillenflanken aufgezeichneten Modulationsprodukte im Bereich um 30kHz ist der normale kegelförmig oder biradial verrundete Abtaststift zur Abtastung von CD-4 Platten wegen des hohen spezifischen Flächendrucks an der Kontaktstelle Nadel-Rille nicht geeignet.

Ortofon benutzt deswegen die bi-elliptisch geschliffene Shibata-Abtastnadel [6]. Den wesentlichen Unterschied zwischen der elliptisch und bi-elliptisch verrundeten Abtastnadelspitze zeigt Bild 3.

Während die Flächen A beider Nadelquerschnitte zwischen den beiden Berührungspunkten an den Rillenflanken L und R infolge gleicher Begrenzungsradien etwa gleich groß sind, ist die bi-elliptische Nadel auch im Bereich des Nadel-Rillenkontaktes - in der Projektion gesehen - nicht mehr kreisförmig, sondern elliptisch verrundet, wodurch sich der Berührungspunkt an der Rillenflanke entsprechend vergrößert, der Flächendruck und damit die Abnutzung also reduziert.

Die technischen Daten des „SL15Q" gehen aus Tab. I hervor.

Die Meßergebnisse I - Übertragungsfaktor

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  • Ausgangsspannung bei 1kHz, 8cm/s, im Leerlauf gemessen: 130uV = 0,016mVs/cm.
  • Mit dem Übertrager „STM-72" (die Sekundärseite mit 47kOhm abgeschlossen): 12mV = l,5mVs/cm.


Das ist ein Übertragungsfaktor, der etwa 3dB über den zur Zeit bekannten Werten von Magnetsystemen liegt. Der demnach etwa 1:100 übersetzende Übertrager soll nach Werkanweisung von Ortofon bei der Abtastung von CD-4 Schallplatten auf der Sekundärseite mit 100kOhm abgeschlossen werden.

Das ist bei vorhandenen Anlagen schwer zu realisieren, da die Phono- Magneteingänge in den Wiedergabeverstärkern meistens einen Eingangswiderstand von 47kOhm haben. Die Zuleitung zum Verstärker soll ferner möglichst kurz sein (C ~ 100pF). Die Abweichung beider Kanäle ist bei 1 kHz < 1dB.

Bild 6. Rechtteckkurven-Vergleichstest (1 kHz) zwischen den O/tofon-Syste-men Hi-Fi-Stereo „M15E-Super" bei 1 p und 47 kOhm (a) und Quadro „SL15Q" bei 1,5 p und 100 kOhm über „STM-72"
(b) zur Ermittlung der System- und plattenbedingten Eigenresonanz (Laufwerk Dual < „701")

Die Meßergebnisse II
Optimale Tonarm-Auflagekraft

Ortofon gibt als günstigsten Wert der Tonarm-Auflagekraft für den Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" 1,5p an.

(Anmerkung: Damals gab es noch Pond als Maßeinheit für den Auflagedruck.) Rechtecktests mit 1 kHz bestätigten diesen Wert für die Testfrequenz nicht genau.

Er hätte nach dem Oszillogramm (siehe Bild 6) geringer sein können.

Die statische Nadel-Compliance mit 15 ... 25 • 10 hoch-6 cm/dyn im Vergleich zu Spitzen-Stereo-Tonabnehmern ist relativ niedrig. Das Stereo-HiFi-System „M15E-Super" von Ortofon hat eine Compliance von 50 • 10 hoch-6 cm/dyn.

Es ist im Interesse einer sicheren Spurführung bei hohen Frequenzen jedoch günstiger, den empfohlenen Wert von 1,5p zu wählen. Die Antwort auf die Frage nach den hieraus resultierenden erhöhten Abnutzungserscheinungen kurzwelliger Aufzeichnungen auf CD-4 Platten und die damit verbundene Verschlechterung der Kanaltrennung muß weiteren Versuchen vorbehalten bleiben.

Die Meßergebnisse III - Trackability

Bild 4. Oszillogramme der Ausgangsspannung des Quadro-Tonabnehmers ,,SL15Q" mit „STM-72" bei Überpegel (Abtastsicherheit); a) 315-Hz-Tiefenschrift 56 |jim (+ 6 dB),
b) 315-Hz-Seitenschrift 90fxm (+ 10 dB)

Die Kontrolle der Trackability wurde bei einer Tonarm-Auflagekraft von 1,5 p zunächst mit der Meßplatte DGG 1099112 durchgeführt. Sie enthält für die Testfrequenz 315 Hz Seitenschrift- aufzeichnungen von 28 bis 90um (+10dB) sowie Tiefenschriftamplituden von 28 bis 56um (+6dB).

Wie die Oszillogramme von Bild 4 zeigen, tastet der Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" mit dem Übertrager „STM-72" alle obengenannten Seiten- und Tiefenschriftamplituden spursicher ab, jedoch bei +10dB schon verzerrt. Bild 4a stellt die 315Hz Tiefenschrift 56um (+6dB) und Bild 4b die 315Hz Seitenschrift 90um (+10dB) bei 1,5p dar.

Eine zahlenmäßig fundierte Messung der Trackability
in einem sehr entscheidenden Frequenzbereich ist mit der neuen Testplatte TTR103 von Shure möglich. Die hier in Pegelsprüngen von jeweils 2dB aufgezeichneten 10,8kHz Impulsfolgen lassen sich beim Abtasten unter variablen Bedingungen gut oszillografisch kontrollieren und meßtechnisch über einen Frequenzanalysator zahlenmäßig erfassen.

Vergleich „M15E-Super" und Quadro-System „SL15Q"

Bild 5. Trackability-Test mit 10,8-kHz-lmpulsen; Bild 5a) ,,M15E-Super" bei 19 cm/s und 1 p,
Bild 5b) „SL15Q" bei 19 cm/s und 1,5 p,
Bild 5c) bei 30 cm/s und 1 p;
Bild 5d) bei 30 cm/s und 1,5 p
Bild 7. Trackability-Test mit dem Testsignal 1+1,5 kHz; Bild 7a) 15 cm/s (von beiden Systemen gleich gut abgetastet),
Bild 7b) ,,M15E-Super" bei 25 cm/s und 1 p,
Bild 7c) „SL15Q" bei 25 cm/s und 1,5 p (Laufwerk Dual ,,701")

Bei diesem Test wurde das Stereo-System „M15E-Super" von Ortofon, das in einem früheren Test [7] als echtes HiFi-Spitzensystem zu erkennen war, unmittelbar mit dem Quadro-System „SL15Q" in derselben Meßanordnung verglichen.

Die Oszillogramme im Bild 5 zeigen beide Systeme an der Grenze der Trackability bei einer Spitzenschnelle von 19cm/s. Nach einem Pegelsprung von 2 x 2dB auf 30cm/s ging die Spurführung verloren.

Bild 5a stellt den „M15E-Super"
bei 19cm/s und 1p, Bild 5c bei 30cm/s und 1p dar; Bild 5b zeigt den „SL15Q" bei 19cm/s und 1,5p und Bild 5d bei 30cm/s und 1,5p.

Bild 6 (weiter oben) zeigt das Verhalten des Quadro-Tonabnehmers „SL15Q" beim Abtasten einer Aufzeichnung [8], die ein mäanderförmiges Ausgangssignal der Frequenz 1kHz ergeben muß, wieder im Vergleich mit dem Ortofon „M15E-Super".

Bereits hier erkennt man, daß die Resonanzfrequenz, die sich aus Plattenelastizität und effektiver Schwingmasse ergibt, beim „SL15Q" erheblich höher liegt als beim „M15E-Super" [7].

Wirklich bis 30 Kilohertz

Vergleichende Darstellungen in einem Oszillogramm mit schnellerer Zeitablenkung zeigten eine Resonanzfrequenz von etwa 30kHz. Die später beschriebenen Frequenzgangmessungen bestätigten dieses Testergebnis.

Mit dem Teil 2 der Testplatte TTR103 von Shure wurde die Spurführung für laterale Auslenkungen bei einer Tonarm-Auflagekraft von 1p mit den einander überlagerten Testfrequenzen 1 und 1,5kHz oszillografisch nochmals kontrolliert (Bild 7).

Bild 7a zeigt die von beiden Systemen gleich gut abgetastete Kurvenform des Testsignals mit der Spitzenschnelle 15cm/s. Während der „M15E-Super" die Spurführung - in diesem allerdings nicht so schwierigen Frequenzbereich - auch bei 25cm/s noch behielt (s. Bild 7b),

war sie beim „SL15Q" doch schon deutlich erkennbar beeinträchtigt (Bild 7c).

Das Band 7 (31,5cm/s) konnten beide Systeme nicht mehr abtasten.

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Die Meßergebnisse IV
Übertragungsbereich und Frequenzgang

Wie bereits erwähnt wurde, reicht der "normale" (30-18kHz) Übertragungsbereich der bisher auf dem Markt befindlichen Hi-Fi-Stereo-Tonabnehmer zur Abtastung von SQ-Platten aus.

Bild 8 zeigt vergleichsweise Übertragungsbereich und Frequenzgang der beiden Abtaster „M15E-Super" und „SL15Q", gemessen mit einer Stereo-Meßplatte nach DIN 45541, Meßbereich 31,5Hz ... 20.000Hz. Die Meßapparatur blieb dieselbe, beim „SL15Q" wurde nur der Übertrager „STM-72" vor den Entzerrer-Vorverstärker „TTV41" von Dual geschaltet.

Bild 8. Übertragungsbereich und Frequenzgang; Kurve 2 Stereo-Abtaster ,,M15E-Super" bei 1 p, Kurve / Quadro-Tonabnehmer ,,SL15Q" bei 1,5 p; Stereo-Meßplatte nach DIN 45 541 (Laufwerk Dual „701")

Die Pegelstreifen lassen erkennen, daß sich das Stereo-System „M15E-Super" durch seinen breiten Übertragungsbereich und weitgehend linearen Frequenzgang zur Abtastung von SQ-Platten sehr gut eignet.

Der Frequenzgang des „SL15Q" fällt unterhalb 1kHz zu den Tiefen hin gleichmäßig um etwa 5 dB ab; oberhalb 1kHz steigt er ab etwa 4kHz relativ stark an, bis sich die Ausgangsspannung bei 20kHz - bezogen auf 1kHz um 10dB erhöht hat.

Bei einer höherfrequenten Anregung wird sich diese Erhöhung vermutlich etwas steilflankiger wieder abbauen. Durch Widerstandsbedämpfung der Sekundärseite des Übertragers ließ sich diese Überhöhung nicht wesentlich reduzieren, so daß angenommen werden kann, daß sie aus einer mechanischen Resonanz herrührte, deren Resonanzlage durch die Plattenelastizität bestimmt wurde.

Verschiedene Meßplatten, verschiedene Ergebnisse

Diese Vermutung bestätigte sich unter Einhaltung der Meßbedingungen durch Messungen mit anderen Meßplatten. Bei einer Messung mit der DGG 1099112 verläuft die Ausgangsspannung im Höhenbereich völlig anders (Bild 9).

Bild 9. Übertragungsbereich und Frequenzgang des Quadro-Tonabnehmers „SL15Q" (Kurve 7) und des Stereo-Abtasters „M15E-Super" (Kurve 2); Meßplatte DGG 1 099112

Eine Überhöhung deutet sich beim „SL15Q" erst ab etwa 15 kHz an; auch beim „M15E-Super" liegt die Resonanzüberhöhung nun höher als bei der Messung mit einer DIN-Platte.

Die neue Brüel & Kjaer-Meßplatte QR2010 erlaubt eine kontinuierlich durchlaufende Messung des Frequenzbereiches 20Hz ... 45kHz. Die Kurven im Bild 10 zeigen die außerordentliche Gleichmäßigkeit der beiden Kanäle des „SL15Q".
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Bild 10. Übertragungsbereich und Frequenzgang des Quadro-Tonabnehmers ,,SL15Q", gemesser mit einer Meßplatte mit erweitertem Übertragungsbereich (Brüel & Kjaer QR 2010) bei 1 p (Laufwerk Dual ,,701")

Da vermutet wurde, daß der aus den Bildern 8 und 10 erkennbare unterschiedliche Höhenanstieg - der mit der Meßplatte QR2010 oberhalb 10kHz maximal nur etwa 4dB erreichte - durch die unterschiedliche Plattenelastizität bedingt war, wurden weitere Messungen durchgeführt.

Unter anderem wurde versucht, die bisher benutzten Stereo-Meßschallplatten mit der Drehzahl 78 statt 33U/min anzutreiben, um sie so für eine Bewertung von Tonabnehmern mit erweitertem Übertragungsbereich verwenden zu können. (Ende von Teil 1)

Detaillierte Tests mit Pegeltönen

Bild 11. Ausgangsspannungen des Quadro-Tonabnehmers ,,SL15Q" und des Stereo-Tonabnehmers ,,M15E-Super" beim Abtasten der mit 2,34facher Tourenzahl umlaufenden DIN-Meßplatte mit gleitenden Übergängen zwischen 74 Hz und 46,8 kHz

Der Pegelstreifen im Bild 11 zeigt, wie sich die Ausgangsspannungen der beiden Tonabnehmer von Ortofon bei den Frequenzen 2,34 (31,5 ... 20.000) Hz verhalten. .

Unmittelbar nach dem Pegelton 2,34 • 1kHz = 2,34kHz beginnt die Abtastung bei 74Hz, der Pegelsprung liegt bei 2,34 kHz. Bei gleitenden Frequenzübergängen liegt die höchste Abtastfrequenz nun bei 46,8kHz.

Offensichtlich ist der Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" in der Lage, diese höchste Frequenz mit der sich dabei ergebenden Schnelle von 18,2cm/s einwandfrei abzutasten, was der Stereo-Abtaster „M15E-Super" nicht leistete.

Die wechselweise Anregung der Kanäle mit der DIN-Meßplatte, Seite 2, Teil 3, war besonders aufschlußreich. Aus den Meßresultaten mit erhöhter Abspielgeschwindigkeit ließen sich frequenzgenau die Abweichungen der Frequenzgänge der beiden Kanäle und das frequenzabhängige Übersprechen im Höhen- und Tiefenbereich feststellen.

Sensible Übertragertechnik

Bild 12 zeigt die Ausgangsspannung beider Kanäle des Quadro-Tonabnehmers „SL15Q" bei wechselweiser Anregung der Flanken. Die Gleichmäßigkeit der Kanäle ist innerhalb des Bereiches von 74Hz bis 37kHz mit ±2dB außerordentlich gut. Zwischen 37 und 47kHz unterscheiden sie sich maximal um 4dB.
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Bild 12. Ausgangsspannung beider Kanäle des Quadro-Tonabnehmers „SL15Q" bei wechselweiser Anregung der Flanken

Frequenzgang und Übertragungsbereich des Quadro-Tonabnehmers ,,SL15Q"

Die in beiden Kanälen etwa gleich starke Resonanzüberhöhung bei 30 beziehungsweise 32kHz ließ sich auf der Sekundärseite des Übertragers „STM-72" nicht bedämpfen. Sie mag bei dem untersuchten Testmuster in der aus Bild 13 ersichtlichen Form ein Grund für die brillante Höhenwiedergabe gewesen sein (s. Abhörtest).

Bild 13 zeigt den Frequenzgang
und den Übertragungsbereich des Quadro-Tonabnehmers „SL15Q".

Bild 13. Frequenzgang und Übertragungsbereich des Quadro-Tonabnehmers ,,SL15Q"

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Bild 14. Kontrolltestdiagramme der Tonarm- Schüttelresonanz; Kurve /; Quadro- Tonabnehmer „SL15Q" mit Laufwerk ,,1019" von Dual; Kurve 2; ,,SL15Q" mit Laufwerk ,,701" von Dual; DIN-Meßplatte, Seite B, 4. Teil

Danach ist der „SL15Q" in der Lage, den gesamten Frequenzbereich von 20Hz bis etwa 50kHz einwandfrei abzutasten.

Eine ausgeprägte Tonarm-Schüttelresonanz der Kombination „SL15Q"-Tonarm mit Dual „1019" (Kurve 1 im Bild 14)

und mit dem Laufwerk 701 von Dual (Kurve 2) konnte innerhalb des Kontrollbereiches 5 ... 125 Hz nicht festgestellt werden.

Übersprechen

Den Frequenzgang des Übersprechens im Bereich zwischen 20Hz und 45kHz bei einer Tonarm-Auflagekraf t von 1p des Quadro-Tonabnehmers „SL15Q" einschließlich des Übertragers „STM-72" zeigen das Diagramm im Bild 13 (oben) und der Meßstreifen im Bild 15 (unten).
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Bild 15. Frequenzgang des Übersprechens im Bereich zwischen 20 Hz und 45 kHz bei einer Tonarm-Auflagekraft von 1 p des Quadro- Tonabnehmers „SL15Q" einschließlich des Übertragers „STM-72"

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Bild 16. Frequenzgang von Nutzspannung und übersprechen des Quadro-Tonabnehmers „SL15Q" im Toleranzfeld von JVC

Bei 1 kHz ist der Übersprechabstand rund 18 ... 20dB und bleibt etwa zwischen 100Hz und 14kHz erhalten. Leider war bei dem Testmuster das Übersprechen im Höhenbereich oberhalb etwa 15kHz ziemlich unsymmetrisch, L -> R > R -> L. Es ließ sich auch durch Verwinkeln des Abtasters im Tonkopf nicht symmetrieren. Dennoch ist die Übersprechdämpfung des „SL15Q" im Bereich >30kHz noch erstaunlich gut.

Damit erfüllt der „SL15Q" die von JVC als erforderlich angesehenen Abtastbedingungen für CD-4 Platten hinsichtlich seines Übertragungsbereiches und der Übersprechdämpfung. Bild 16 zeigt den Frequenzgang von Nutzspannung und Übersprechen des Quadro-Tonabnehmers „SL15Q" im Toleranzfeld von JVC.
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Abtast-Verzerrungen

Bild 17. Die Schaltung
Bild 17. Nichtlineare Verzerrungen des ,,SL15Q" im mittleren Frequenzbereich (1,5 p; 47-kOhm-Abschluß, linearer Meßverstärker - k < 1 % - beide Kanäle parallel geschaltet)
Bild 18. Die Schaltung
Bild 18. FIM-Verzerrungen des ,,SL15Q" als Funktion des Pegels; Meßplatte DIN 45 542, 1,5 p, Kanal R, Rillenradius 140 mm
Bild 19 Verzerrungen und Trackability-Test mit dem Testsignal (400 Hz + 4 000 Hz) bei verschiedenen Pegeln, lateral; Bild 19 a) 15 cm/s (von beiden Tonabnehmersystemen beherrscht);
Bild 19 b) Verzerrungen und Trackability-Test mit 24 cm/s, ,,M15E-Super", 1 p;
Bild 19 c) Verzerrungen und Trackability-Test mit 24 cm/s, „SL15Q", 1,5 p

Eine sehr einfache Verzerrungsmessung ist ebenfalls mit der Shure-Meßplatte TTR103 möglich.

Unter Verwendung der Beziehung

Formel folgt

lassen sich die im Abtastvorgang entstandenen nichtlinearen Verzerrungen im mittleren Frequenzbereich in Abhängigkeit vom Pegel zahlenmäßig erfassen (s. Bild 17).

Die FIM-Verzerrungen des „SL15Q" als Funktion des Pegels zeigt Bild 18. Bei diesen beiden Messungen wurde der Übertrager „STM-72" in die Messung mit einbezogen und auf einen der handelsüblichen separaten zweistufigen Transistor-Entzerrervorverstärker verzichtet, da dieser schon bei mittleren und hohen Aussteuerungen einen erheblichen Eigenklirrfaktor hat. Die hier nicht vorhandene Schneidkennlinienentzerrung stört die Meßwertbildung nur unwesentlich.

Beide Abtaster waren im Trackability-Test gleich gut fähig, das Testsignal (400 + 4000)Hz der Schnelle 15cm/s in der lateralen Auslenkrichtung störungsfrei abzutasten (Bild 19a); den Pegelsprung auf 24cm/s konnte der „M15E-Super" gerade noch schaffen (Bild 19b), nicht mehr der Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" (Fig. 19c). Obwohl das (400 + 4000)Hz Signal die Tonabnehmersysteme kritischer prüft als das (1 + l,5)kHz-Signal, stimmt das Testergebnis hier mit dem Ergebnis nach Bild 7 überein.

Jetzt kommt der eigentliche Abhörtest

Der Verfasser hatte die Möglichkeit, in einem Schallplattenstudio unter optimalen Abhörbedingungen den Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" vergleichsweise mit den „CD-4-tüchtigen" Abtastern „UV-15/2400Q" von Pickering und „MD-20X" von JVC akustisch zu kontrollieren.

Das Vorhaben, den Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" akustisch zu testen, war nicht einfach. Es ergaben sich nämlich mit neuartigem Programmaterial in ungewohnter akustischer Umgebung neuartige akustische Eindrücke, so daß sich eine Abtasterbewertung lediglich auf den empfundenen Übertragungsbereich, vermeintliche Verzerrungen und ein Ortungsempfinden erstrecken konnte. Dabei leistete dem Verfasser ein Aufnahmeteam Hilfestellung.

Es ist sehr schwierig mit diesem neuen Medium

Wie bei allen akustischen Tests, ließ sich auch hier wieder feststellen, daß ein Qualitätsurteil schwierig zu definieren ist und die Akzentuierung möglicher Gewichte - erstaunlicherweise gerade bei hörgeschulten Hörern - oft stark variiert.

Bei der Beschränkung auf einige wenige, aber kritische Passagen ließ sich nach Ablauf einer erheblichen „Einhörzeit" jedoch erkennen, daß der Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" im Höhenbereich wegen seines brillanteren und gleichzeitig differenzierteren Klanges den wohl besten Eindruck hinterließ. Beim Abhören von SQ- und Stereo-Platten wurde diese Empfindung (mit „Stimmenmehrheit") bestätigt.

Katastrophale Mono-Wiedergabe

In diesem Zusammenhang darf auf ein Randergebnis der akustischen Tests hingewiesen werden. Bei allen Versuchen, CD-4 Platten stereophon oder monophon wiederzugeben, ließ sich - abgesehen von der Frage nach der künstlerischen Kompatibilität - eine unnatürliche, oft störende Halligkeit bei verminderter Durchsichtigkeit des Klangbildes feststellen. Besonders in der Betriebsstellung „Mono" war das Klangbild völlig unbefriedigend, weil der gesamte Raumanteil von einer „quasi"-punktförmigen Schallquelle abgestrahlt wurde [9].

Zusammenfassung

Der neue Quadro-Tonabnehmer „SL15Q" arbeitet nach dem elektrodynamischen Prinzip (moving coil) und benötigt daher den nachgeschalteten, zusätzlichen Stereo-Übertrager „STM-72". Die Empfindlichkeit entspricht dann etwa dem eines Magnetsystems. Der „SL15Q" überträgt einen bis auf 50kHz erweiterten Frequenzbereich. Das Abtastverhalten (Trackability und Verzerrungen) kann unter den erhöhten Anforderungen der CD-4-Technik als hervorragend bezeichnet werden.

Übertragungsbereich und Übersprechdämpfung entsprechen den Forderungen der Entwickler des CD-4-Verfahrens. Vergleicht man jedoch die Meßergebnisse im üblichen Tonfrequenzbereich bis 20 kHz mit den Leistungen des Stereo-Magnetsystems „M15E-Super" von Ortofon, scheint es günstiger, zur Abtastung von Stereo- oder SQ-(QS)-Quadro-Platten den „M15" zu verwenden, da dieser nicht nur einen gleichmäßigeren Frequenzgang und geringere Abtastverzerrungen bei geringerer Tonarmauflagekraft hat, sondern auch ohne zusätzlichen Übertrager betrieben werden kann. Ein Nadelaustausch ist beim „SL15Q" nicht möglich.

Schrifttum


  • [1] Takahashi, N.: System zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von vier Signalkanälen auf/von einer Schallplatte. DAS 2 058 334 (1971)
  • [2] M oor t g a t - Pick, W.: Quadrofonie, Experiment oder technischer Fortschritt? Funkschau Bd. 45 (1973), Nr. 18, S. 697-700
  • [3] Kühn, H.-R.: Quadrophonie - ein neues Musikerlebnis. FUNK-TECHNIK Bd. 27 (1972) Nr. 23, S. 859-863 u. Nr. 24, S. 899-900
  • [4] Haase, H.-J.: Quadrophonie, eine neue Phonotechnik. Elektro-Börse (1972) Nr. 5, S. 271-273
  • [5] Haase, H.-J.: Technische Probleme des Hi-Fi-Plattenspielers. FUNK-TECHNIK Bd. 18 (1963) Nr. 15, S. 531-533 u. Nr. 16, S. 564 bis 566
  • [6] Kühne, F.: Die Shibata-Abtastnadel. Funkschau Bd. 43 (1971) Nr. 21, S. 695
  • [7] Haase, H-J.: Testbericht: Hi-Fi-Stereo-Tonabnehmersystem „M15E-Super" FUNK-TECHNIK Bd. 28 (1973) Nr. 1, S. 21-23
  • [8] Haase, H.-J.: Tonabnehmerprüfungen mit Rechtecksignalen. FUNK-TECHNIK Bd. 23 (1968) Nr. 20, S. 767-768
  • [9] Harden, I.: Quadrophonie-Platten kritisch abgehört. Funkschau Bd. 45 (1973) Nr. 20, S. 774

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