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Grundlagen der HiFi-Technik XVI (16)

Der Inhalt des Kompendiums steht hier ..

Anmerkung :

Die gesamten Ausführungen über die Magnetbandtechnik beziehen sich nur noch auf die Technik der Kassetten-geräte nach dem Philips CC System. Die großen Bandmaschinen sind seit 1984 Auslaufmodelle und werden (mit ein paar Ausnahmen) nicht mehr hergestellt.

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Optimal aufs Band und wieder herunter

Soll die Aufnahme gelingen, so muß die Musikdynamik sich geschickt auf den nutzbaren Bereich zwischen Rauschen und Verzerrung zwängen. Falsche Aussteuerung rempelt die zu dicht hockenden Nachbarn an, entweder das Rauschen oder die Verzerrung. Aber bevor die Aufnahme losgehen kann, sollte der bewußte HiFi-Cassetten-Fan die richtige Bandsorte auswählen.

Wie in der Politik kann nirgends das Richtige gefunden werden. Die einen können das eine hervorragend, aber vernachlässigen das andere über Gebühr. So bekommen dann doch die anderen auf dem Stimmzettel ihr Kreuz.

Die Qual der Wahl bei Compact Cassetten

Bei Bändern wäre es vorteilhaft, das Band mit der größten Dynamik auswählen zu können, aber das hat oft genug einen Frequenzgangfehler oder, genauer, Kompatibilitätsprobleme von Banddaten und Gerätejustage.

Bei normalen Spulenbandmaschinen störte den HiFi-ler weitgehend nur der Frequenzgangfehler. Eine etwas leisere oder lautere Wiedergabe war nebensächlich, höchstens die Aussteuerungsanzeigen arbeiteten weniger verläßlich. Bei Cassettenrecordern ist das nun anders.

Es gibt tolle Rauschverminderungssysteme

Die Rauschverminderungssysteme halfen dem Recorder zu HiFi-tauglichen Rauschabständen, aber sie haben auch Probleme. Sie verändern zusätzlich den Frequenzgang und - was oft nicht beachtet wird - auch Feinstrukturen im dynamischen Lautstärkeablauf.

So kann aus einer Höhenanhebung von 1,5dB eine solche von 3dB werden. Eine Folge unterschiedlich lauter Töne kann in ihrer Relation zueinander gestört werden. Auch das kann eine Folge des Rauschkillers sein.

Äußerst geringe Fehler produziert ein solches Kompandersystem (Kompressor und Expander), wenn es bei Aufnahme und Wiedergabe genau spiegelbildlich arbeitet - und das kann es, wenn das Band das Musikprogramm möglichst exakt speichert.

HiFi ist nicht möglichst viel, sondern richtig

Fehler im Bandfrequenzgang (dazu gehören auch übermäßige Anhebungen) und eben auch in der Lautstärke (dem Pegelunterschied zwischen Aufnahme und Wiedergabe) vereiteln ein spiegelbildliches Rückentzerren. Konsequenz für den Recorder: Die Frequenzgangfehler müssen von vornherein sehr gering sein.

Aber auch Lautstärkeunterschiede müssen niedriggehalten werden. Ein und dasselbe Signal muß bei Aufnahme wie bei Wiedergabe mit der gleichen Stärke durch das Rauschverminderungssystem laufen. Das bedeutet bei Geräten mit Hinterbandkontrolle, daß beim Umschalten von Vor- und Hinterband das Musikprogramm gleichlaut weitertönt.

Können möglichst viele magnetische Partikel besonders leicht ummagnetisiert werden, so ist die Grundempfindlichkeit des Bandes hoch. Das bringt eine lautere Wiedergabe bei gleicher Aussteuerung (Vorband).

Jetzt wird es richtig kompliziert

Um den negativen Einfluß des Rauschverminderungssystems geringzuhalten, sollte ein Band genutzt werden, das hinreichend genau die spiegelbildliche Arbeitsweise erlaubt und die Frequenzgangabweichungen in Grenzen hält. Dieses Verhalten wird kompatibles Verhalten von Band und Recorder genannt.

Das IEC-Band - das "IEC-primary-reference tape"

Üblicherweise wird ein Recorder mit einem bestimmten Band eingemessen. Sinnvoll ist die Verwendung des IEC-primary-reference tape (IEC = International Electrotechnical Committee). Ein Einmessen auf bewußt gewählte tiefere Grundpegel und auf einen Höhenabfall ermöglicht optimale Ergebnisse in der Praxis.

Wird das Gerät auf dieses weltweit maßgebliche Bezugsband exakt eingemessen (es gibt für jede Bandklasse eins), so harmoniert es mit jedem Band gut, das diesem IEC-Band weitgehend entspricht. Bei den Cassettentests (März und April 1985) stellt stereoplay Kompatibilitätseigenschaften der Bänder in einem E/F-Diagramm dar: Grundempfindlichkeit (E) horizontal und Hochtonfrequenzgang (F) vertikal. Dort ist das IEC-Band im Nullpunkt plaziert.

Die für ein Klangergebnis zulässige Abweichung kann als Entfernung von einem Bezugspunkt im E/F-Diagramm gedacht werden (siehe verschiedene Zonen in den Diagrammen nächste Seite). Im Normalfall ist der IEC-Punkt bzw. Nullpunkt dieser Orientierungspunkt.

Beinahe perfekt - aber nichts hält ewig

Eine Rekorderjustage kann entweder im Gerät, von außen zugänglich oder auch automatisch über Einmeßcomputer erfolgen. Sie gilt nicht für immer und ewig, sondern ist aufgrund von Tonkopfabnutzung oder bei Bandsortenwechsel angeraten. Sehr viele Geräte erlauben nur wenige der gewünschten Justierungen.

Jeder Recorder läßt sich aber auf eine ausgewählte Bandsorte einmessen, so daß Empfindlichkeit und Frequenzgang stimmen. Bei nur wenigen Geräten ist es möglich, auch die Dynamikwerte dabei in einem optimalen Bereich zu halten. Bei vielen Geräten ist zudem nur eine einzige interne Justiermöglichkeit für alle Bandklassen (I, II, IV) zusammen vorhanden. Hier ist der Justierwillige abhängig von den Ansichten der Konstrukteure des jeweiligen Gerätes.

Je nachdem, was sich die Konstruktionsabteilung gedacht hat und auf was für eine Bandsorte nun eingemessen werden soll, funktioniert das Bandgerät in den jeweils anderen Bandklassen nach der Justage vielleicht nur noch schlecht.

Man müsste einen "Dual-Recorder" haben . . .

Da können sich die Anwender freuen, die solche Dual-Recorder besitzen, die zwei verschiedene Positionen sowohl für I als auch II anwählen und so bereits ohne Spezialjustage fast alle Bänder gut fahren konnten. In allen anderen Fällen helfen nur die Recorder mit eingebauten Einmeßhilfen - Tongeneratoren plus Drehpotis - oder Computerautomatiken, die dann allerdings noch universeller arbeiten.

Einstellpunkt 1

Der erste Einstellpunkt ist die Pegelkalibrierung. Sie optimiert die Verstärkung des Aufsprechverstärkers in Hinsicht auf die Bandempfindlichkeit. Nun wird mit dem Aussteuerungsdrehknopf ja auch die Verstärkung vor der Aufnahme eingestellt. Die Aussteuerung beeinflußt das Signal vor dem Aufnahmekompressor (Teil des Rauschverminderungssystems), der kalibrierbare Aufsprechverstärker aber dahinter und damit zwischen Kompressor und Expander.

Einstellpunkt 2

Der zweite Einstellpunkt ist der Frequenzgang. Sinnvoll ist eine Justage vom Frequenzgang des Aufsprechverstärkers, um das Hochtonverhalten des Bands zu beeinflussen. Der Wiedergabefrequenzgang ist ja genormt und damit fest. Auch hier ist entscheidend, daß die Korrektur zwischen Kompressor und Expander vorgenommen wird. Ein externer Equalizer liegt dagegen entweder vor dem Kompressor (Aufnahme) oder hinter dem Expander (Wiedergabe). Er kann den Signalweg zwischen Kompressor und Expander nicht optimieren.

Eventuell den "bias" verändern ?

Eine andere Möglichkeit, den Frequenzgang über Band zu verändern, ist die Variation des Arbeitspunktes (Vormagnetisierung, bias). Das ist die Billigmethode; sie ist mit Vorsicht zu genießen, da sie außer dem Frequenzgang auch immer gleich die Dynamikwerte stark verändert. Was nützt eine Aufnahme mit optimiertem Frequenzgang, wenn die Höhen oder Tiefen verzerrt sind. Ein optimierter Frequenzgang bedeutet einen linearen Frequenzgang für leise (!) Signale, optimierte Dynamikwerte bedeuten keine zusätzlichen Fehler (Kompression, Verzerrungen) bei lauteren Signalen. Hier Kompromisse eingehen, heißt Fehler machen, daher ist die Vormagnetisierung mit Vorsicht zu verändern.

Do it "not" yourself

. . . zumindest solange nicht, wie man nicht sicher ist, was man tut, oder sich an einem „alten" Gerät austoben kann. Einmessen - gerade bei Cassettophonen - erfordert eigentlich eine Fachwerkstatt, allerdings auch nicht irgendeine, sondern eine gute. „Gut" bezieht sich nicht auf die Ausrüstung, da genügt recht wenig. Nein, wichtig ist ein gehöriger Schuß guter Wille, Fachwissen und Erfahrung (Anmerkung: und Geduld).

Werkstätten, deren „Fach" Fernseher und Radiorecorder sind, scheinen suspekt. Spulenband- und Cassettenprofis sind gefragt. Alles wirklich richtig zu machen, ist schwierig, aber das soll nicht entmutigen, schließlich machen viel zu viele Hersteller etwas beim Einmessen falsch.

Und wenn's doch selbst sein soll

Das nötige Vielfachmeßgerät (aber bitte mit Zeiger und tonfrequenzfähig, wenn es etwas aktives Silizium verinnerlicht hat, ist es kein Nachteil) und ein einfacher Tongenerator kosten rund 200.- Mark. Notwendig ist auch ein Kopfhörer (die einfachste Verzerrungs- und Rausch/ Brumm-„Meß"- möglichkeit überhaupt) und ein HiFi-Verstärker für das Vielfachmeßgerät (Anschluß an der Lautsprecherklemme) und um den Kopfhörer richtig auf Touren bringen zu können.

Die Messung an sich:

Dieser Aufwand reicht, Genauigkeit bei den Meßmitteln ist eigentlich kaum erforderlich, da Relativ-Messungen ausreichen. Es wird in ein und demselben Meßbereich das Signal Hinterband mit Vorband verglichen. Bei Pegelgleichheit und linearem Frequenzgang ist der Unterschied beim Umschalten gleich Null. Da genügt sozusagen ein „Schätzeisen" für genaueste Frequenzgangeinstellungen. Voraussetzung: Vorband ist alles linealgerade, aber das ist ausreichend genau gegeben. 1dB Unterschied sind auch noch leicht einzustellen, das sind gut 10% mehr oder weniger auf der Anzeige. Bei diesen Anzeigeveränderungen erhält man noch keine Fehler.

Und dannnoch die Meßfehler minimieren

Der Verstärker bringt alles auf 3 bis 10 Volt, da hier die Fehler der Vielfachmeßgeräte meist am geringsten sind, aber bitte alle Klangregler und Filter auf Neutral-Stellung. Der Verstärker muß schon etwas arbeiten, da er sich mit ungefähr nur 50 Millivolt Ausgangsspannung am Cassettenrecorder zur Aufbereitung begnügen muß. Mit Profi-Meßgeräten geht es natürlich einfacher und schneller, wenn auch nicht unbedingt genauer.

Noch besser mit einem Oszilloskop

Ein Oszilloskop ist für ergänzende Messungen nützlich, aber dann sollte es auch ein Zweikanaltyp sein (ab 900.- Mark). Sehr vornehm für Privatzwecke und sehr schnell für Fachwerkstätten ist das Universal-Meßgerät T-100 von Nakamichi (über 2.000.- Mark). Es ist äußerst kompakt, wirklich einfach bedienbar und sozusagen optimal (was nicht heißt, daß es nicht noch besser ginge). Alternativen gibt es von Ferrograph. Aber es tut auch jeder Tongenerator und jedes Millivoltmeter.

Das beste Meßgerät ist das Ohr !!

Eigentlich kann der Frequenzgang auch ganz ohne Meßgerät justiert werden. „Gemessen" wird über das Ohr per Kopfhörer oder über ein zweites Tonbandgerät (aber bitte mit Analog-Aussteuerungsanzeige). Als Testsignalquelle bieten sich die Schallplatten Nr. 2 (Sinus) oder 4 (Rauschen) des Deutschen High-Fidelity Instituts an oder die DHFI-CD oder -Cassette (können alle über die Vereinigten Motor-Verlage Stuttgart bezogen werden).

So oder so, die Garantie ist hin

Vor jeder Justage mit Eingriff ins Gerät sollte klar sein, daß Garantieansprüche verloren gehen. Bei der eigentlichen Justage hilft eine gute Serviceanleitung (und die ist, wenn sie gut ist, nicht billig, geschweige denn kostenlos)..

niemals ohne Schaltplan

Zumindest sollte ein Schaltplan vorliegen. Gesucht werden die Potentiometer „record level" (Aufnahmepegel), „record eq" (Aufsprechentzerrung, wenn vorhanden) und „bias" (Hf, Vormagnetisierung, Arbeitspunkt). Die Hersteller unterscheiden Links und Rechts durch Hochstriche, ungerade und gerade Nummern oder Nummer plus L/R. Für die Vormagnetisierung kann neben zwei Justagepotentiometern oder -kondensatoren für die Stereokanäle auch zusätzlich ein Drehpotentiometer gemeinsam für beide Kanäle vorhanden sein.

noch besser mit Detail-Meßanleitung

Auch ist zu klären, welche Einstellpunkte für welche Bandklassen gelten und ob sich die Potentiometer gegenseitig beeinflussen. So kann in einigen Geräten für jede Bandsorte getrennt der Pegel eingestellt werden, bei anderen bleibt das Pegelverhältnis zwischen den Bandklassen immer konstant, wiederum andere erfordern in einer Bandklasse eine Grundeinstellung (beeinflußt alle Bandklassen) und dann unterschiedliche Poti-Justierung.

Fangen wir mit dem Messen an :

Gemessen wird alles 20dB unter dem 0dB Punkt der Aussteuerungsanzeige (exakter: dem Dolby-Punkt). Bei höheren Pegeln würde das Übersteuerungsverhalten statt des Frequenzganges gemessen, bei tieferen das Rauschen. ±5 Dezibel sind aber auch nicht kritisch.

Mit 250 bis 500 Hz Sinus (vom Tongenerator des Recorders, Tuners, eines Eigenbaus oder von einer der genannten Platten) wird auf Pegelgleichheit bei Hinterband gegenüber Vorband eingestellt (Potis record level). Dann wird das Ganze wiederholt bei 10 bis 14 kHz. Jetzt wird aber die Aufsprechentzerrung (rec. eq) verändert, bis die Pegelgleichheit Hinterband/Vorband hergestellt ist. Möglich ist auch das Einstellen auf gleichen Klang von Tunerrauschen Vor/Hinterband, am besten mit Kopfhörer. Das ist dann schon alles (für eine Bandsorte).

Es ist sehr mühsam und zeitaufwendig

Kann der Frequenzgang nur über die Vormagnetisierung (bias) verändert werden, so ist deren Pegel bei Höhenabfall herunterzudrehen und umgekehrt. Aber Vorsicht, der Vormagnetisierungspegel selbst kann mit einem Vielfachmeßgerät nicht kontrolliert werden. Danach muß die Pegeleinstellung noch einmal kontrolliert und eventuell beides abermals nachjustiert werden.

Zu hohe Genauigkeitsanforderungen und penibel ausgetüftelte Kompromisse zwischen der optimalen Justage für I, II und IV kosten Zeit und so auch Geld. Hohe Toleranzen und Cassettenrecorder sind leider ein unzertrennliches Paar. Aber trotzdem kann eine einfache schnelle Nachjustage Klangfehler gewaltig vermindern, besonders wenn der Tonkopf bereits 100.000 Kilometer ohne Inspektion hinter sich hat.

Das ideale Paar

Der Recorder muß auf das Band einjustiert sein, dann stimmt alles, der Frequenzgang und die Funktion des Rauschverminderungssystems.

Die wichtigen Banddaten sind die Grundempfindlichkeit (E=351Hz oder S=315Hz, engl, sensitivity) und der Hochtonfrequenzgang (F=14kHz). Sie sind kein Qualitätskriterium, sondern nur Angaben zur Recorderabstimmung.

Natürlich hat auch der Frequenzgang im Präsenzbereich Einfluß. Die Fehler in diesem Bereich (3,15 kHz) sind zwar wesentlich geringer, allerdings in der Hörbarkeit trotzdem nicht vernachlässigbar. Die Präsenzfehler können aber nicht so einfach per Gerätejustage korrigiert werden. Da hilft nur ein aufwendiger Recorder mit besonderer Frequenzgangentzerrung (per Einmeßsystem). Zur Gerätejustage kann der Präsenzbereich daher außer acht bleiben.

und jetzt noch die E/F-Diagramme

Die anderen Banddaten hat stereoplay in Form der E/F-Diagramme gezeichnet und die für eine befriedigende Klangqualität noch erlaubte Zone als Fläche abgebildet. Im Idealfall sollte sie möglichst viele, in jedem Fall aber die gewünschten Bandtypen umschließen. Die Positionen an der Peripherie dieser Zone haben es natürlich schwerer als die Bänder im Zentrum der Fläche, klanglich mithalten zu können.

Die folgenden Diagramme stellen für verschiedene Einsatzbereiche die unterschiedlichen Toleranzzonen dar. Sie müssen bei der Bandauswahl und vor der Gerätejustage berücksichtigt werden.

"Private reference" statt "Primary reference"

Um eine für die meisten Cassetten sinnvolle Recordereinmessung zu finden - was den Frequenzgang betrifft, von stereoplay praxiskompatibel genannt -, können zur Justage die folgenden Cassetten empfohlen werden:

Typ  I: Sony HF-S
Typ II: im Pegel: BASF CR S-II im Frequenzgang: BASF CR II
Typ IV: FUJI IV
(hier sind wegen möglicher Azimutprobleme mehrere Exemplare zu verwenden)

Alternative: Maxell MX (hier ist ein verminderter Hinterbandpegel und ein Höhenabfall zu justieren)

Man sollte diese Bänder überall kaufen können

Es sind Bänder, die überall gut erhältlich sind, geringe Streuungen und sinnvolle Daten haben, um eine relativ allgemeingültige Justage zu erlauben. Bei allen Justagen des Überband-Frequenzgangs ist eine leichte Höhenbetonung einzustellen (bis 1dB); Ausnahme: Maxell MX eher auf -0,5dB einstellen. Der Pegel hinterband ist, bezogen auf Vorband, auf 0 bis +0,5dB einzustellen; Ausnahme MX: Hinterband -1dB gegenüber Vorband.

Nun ist ein guter Kompromiß für die optimale Verwendung sehr vieler verschiedener Bänder einjustiert. Natürlich kann auch speziell auf ein beliebiges Band exakt eingemessen werden. Aber Vorsicht mit Ausreißern, die Cassetten können streuen.

Justage-Grundregeln

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  1. Der Garantieanspruch geht verloren.
  2. Auf offenliegende Netzleitungen und Kontakte achten.
  3. Einstellungen vor der Justage genau merken. Winkelpositionen der Steller wie Uhrzeiten aufschreiben oder Steller mit Folienfaserschreiber
  4. markieren (Bleistift leitet).
  5. Nie an einem Steller drehen, wenn die Wirkung nicht vorher bereits völlig klar ist.
  6. Nur Vergleichsmessungen sind sehr genau, alles andere benötigt aufwendiges Meßgerät.
  7. Günstig ist es oft, nur die Hälfte des festgestellten Fehlers zu korrigieren, erst recht, wenn die Meßtoleranzen hoch sind und langjährige Erfahrung fehlt.

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In der nächsten Folge: Azimutjustage und richtige Aussteuerung

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