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stereoplay Kompendium 1988 - "Grundlagen der HiFi-Technik"
Es müsste aber "Grundlagen der Digitaltechnik" heißen.

von Gert Redlich im Januar 2014 - Unter der Chefredaktion von Karl Breh wurden ab 1984 bis etwa 1988 in jede Ausgabe der stereoplay so ziemlich in der Mitte blaue Seiten mit Grundlagen-Wissen eingeklebt. Diese Seiten wurde später nach Abschluß der ganzen Artikel in einem Kompendium zusammengefaßt. Nach meiner Meinung sind diese Artikel hier nicht Hifi spezifisch sondern allgemeine akustische Grundlagen. Einige Artikel verlangen volle Aufmerksamkeit und gezieltes "Verstehen Wollen" für diese hochkomplexe Materie. Die einzelnen Verfasser haben sich dennoch bemüht, immer wieder mit plausiblen Beispielen nachzuhelfen. Der Inhalt des Kompendiums steht hier.

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Grundlagen der HiFi-Technik XXI (21)
Aufnahme Analog, HiFi-Video, Digital - Teil 2 -

Die Compactcassette zeigt, daß "echte" HiFi-Qualität bei 4,8cm/s (Zentimeter pro Sekunde) möglich ist. (Anmerkung: Nach Karl Brehs Erfahrung betrifft das aber auch gerade nur die DIN 45500. Richtige Studioqualität war und ist mit der CC-Kassette selbst heute in 2014 noch nicht machbar.) Nun sollen nur noch 1,2 cm/s (VHS Longplay) eine bessere Klangqualität bieten.

Man muß aber einige moderne technologien benutzen

Frequenzmodulation (FM) und rotierende Tonköpfe machen es möglich. Die „Slow Fidelity"-Schallkonserve heißt HiFi-Videorekorder.

Er bietet gerade auch für Fernsehmüde, aber Radioaktive HiFi-Freaks neue Alternativen, und zwar als Nur-Tonbandgerät (mit der Bildspeicherung als Gratis-Zugabe). Musikfilme werden ansehbar, weil sie anhörbar werden. Fehlt es dem Fernsehsender an einem guten Tonteil, so hilft ab und zu die Simultanaufnahme. Das Bild kommt vom Fernsehsender, der Ton vom UKW-Tuner.

Heutige Videorecorder haben zuallererst mal einen rotierenden "Tonkopf"

HiFi-Videorecorder zeichnen den Ton ähnlich wie auch das Fernsehbild auf: mit zwei Magnetköpfen, die zusätzlich in der sich schnell drehenden Trommel montiert sind. Die Köpfe schreiben mit hoher Geschwindigkeit extrem schmale, zur Bandrichtung schrägliegende Spurstückchen und tasten diese zerteilte Information auch wieder in stetem Wechsel ab. Und zwar schaltet eine Elektronik die Knöpfe bei jedem Fernsehhalbbild und damit 50mal in der Sekunde um.

Allgemein wird nur noch die Schrägspuraufzeichnung verwendet

Diese sogenannte Schrägspuraufzeichnung erlaubt, sehr hohe Frequenzen aufzuzeichnen, ähnlich dem Mittelwellen- und Kurzwellenbereich. Die vergleichsweise tiefliegende Tonfrequenz wird einem hochfrequenten Träger aufmoduliert; dieses Modulationsprodukt wird aufgesprochen. Spulen- und Com-pactcassetten-Tonbandgeräte sprechen das Signal dagegen mit Unterstützung der Vormagnetisierung direkt auf.

UKW doppelt gemoppelt

Im Klang bietet das FM-Auf-zeichnungsverfahren mehr als die bekannte UKW-Qualität. Jeder Kanal wird für sich wie bei einem Mono-UKW-Sender moduliert und dann gespeichert. Das ist wesentlich verzerrungsärmer und rauschfreier als die bei UKW-Stereo angewendete Multiplexmethode. Der Hochtonbereich endet nicht bei 15 Kilohertz, sondern erstreckt sich bis über 20kHz. Und während dem allgemeinen Einsatz von Rauschverminderungssystemen bei UKW gravierende Probleme entgegenstehen, bietet sich die FM-Bandspeicherung hierfür geradezu an.

Beim Fernseh-Bild heißt es "Time-Base Corrector"

Ein technisches Problem bei diesem FM-Ton auf Videocassette stellt der „Staffellauf der Köpfe dar. Die „Stabübergabe" funktioniert nicht immer so reibungslos, wie sie soll. Jeder nicht ganz gelungene Wechsel erzeugt ein Knacken, wenn auch recht leise, so doch kaum hohen HiFi-Anforderungen entsprechend. Besonders der Hochtonbereich macht Video-HiFi zu schaffen.

Oft genug verdeckt zum Glück die (laute) Musik die schwachen Knacke. Die Kopfwechsel-Störunterdrückung zeigt zur Zeit deutliche Unterschiede zwischen den Videosystemen. Kinderkrankheiten gehen oft schnell vorbei und sind dann für immer geheilt. Allerdings schützen oft Patente und systembedingte Unterschiede den Vorsprung einer auskurierten Neuentwicklung.

Solche Fehler kann man selbst austesten

Probeaufnahmen einer leisen, günstig instrumentierten Musikpassage zeigen die möglichen Knack-, Ratter und Rumpelstörungen von Video-HiFi sofort. Im Gequirle eines unruhigen Ausstellungsraums empfiehlt sich hierzu der ruhige „Hörraum" am eigenen Kopf, der Kopfhörer.

Endlich ist die Bandsorten-Qual ausgestanden

Aber neben Klangqualität, Bandkosten und unterbrochener Spieldauer sollte ein Vorteil nicht übersehen werden: Die Bandsorten-Qual ist ausgestanden. Nun sollte man in keinem Fall irgendein Videoband kaufen. Gut muß es schon sein, speziell dropoutarm. Aber der Bandsortenwahlschalter und die Bandsortenfeinabstimmung, und sei es über den eingebauten Microcomputer eines (zu) hoch gezüchteten Compactcassettenrecorders, haben ausgedient.

Unabhängig vom Band kommt der FM-Ton immer gleich rauscharm. Das Band hat weder Einfluß auf den Hochtonfrequenzgang noch auf die Verzerrungen. Die empfohlene Aussteuerung liegt immer gleich hoch. Bei UKW bestimmen Sender und Empfänger die Daten, beim HiFi-Videorecorder sind es der FM-Ton-Modulator und Demodulator, es wird über das Band „gesendet".

Aber bitte keine "schlechten" Bänder

Schlechte Bänder - und das ist die einzige, wenn auch wesentliche Einschränkung - weisen zu große Fehler in der magnetischen Beschichtung auf. Der Klang leidet an diesen Stellen.

Beim Dropout in der Bildwiedergabe gibt es horizontale weiße oder schwarze Kometstreifen. Allerdings können diese Bildfehlstellen durch einen elektronischen Kniff (siehe oben) übermalt werden. Dropouts im Ton sind seltener, die Wirkung allerdings auffälliger.

Eigentlich sind die großen Spulengeräte gar nicht so schlecht

Spulengeräte bieten, wie Messungen zeigen, eine vergleichbare Klangqualität, in einigen Punkten sind sie unterlegen, in anderen überlegen. Die Bandgeschwindigkeit entscheidet bei der Spule über die Qualität, aber auch über die deutlich ansteigenden Bandkosten. HiFi-Videorekorder verfügen über das HiFi-Tonaufnahmeteil nur als Beigabe zur Videoaufzeichnung. Der HiFi-Fan wünscht sich dagegen kompromißlos sauber nach HiFi-Gesichtspunkten konstruierte Schaltungen. Aussteuerung, Mikrofoneingang und vieles mehr entsprechen (bisher - 1986 - noch) nicht dem Qualitätsstandard einer hochwertigen Spulenmaschine.

Der "Cutter" konnte damals noch nicht "schneiden"

Das Schneiden von Bändern entfällt bei Video-HiFi durch die Schrägaufzeichnung vollkommen. Das Rangieren zum Stückanfang ist umständlich und langwierig. Tonbandamateure beklagen sich über die „Videokisten", bei Spulengeräten positionieren sie dagegen das Band millimetergenau einfach und schnell von Hand. (Anmerkung : Das ist alles Schnee von Gestern.)

Vor dem Kauf empfiehlt sich der Versuch, ein Musikstück sauber hinter oder - fast unmöglich - in eine vorhandene Aufnahme zu setzen. Hier zeigen sich wesentliche Unterschiede in der Bedienung und der technischen Ausstattung zwischen Videorecordern. Das Rangieren des Bandes fällt beim Beta-Format leichter, das Band wird hier nicht immer von der Kopftrommel ein- und ausgefädelt. Das Gerät antwortet prompt auf Kommandos. Kurze Umspulstrecken gelingen daher bei VHS auch besser im Bild-Suchlauf.

Bedienbarkeit und Komfort prüfen

Bei keiner Gerätewahl ist die Bedienung so wichtig wie bei einem Bandgerät, - was man vor dem Kauf bedenken sollte. Eine Aufnahme erfordert exakt die richtigen Handgriffe. Mögen die Werte im Datenblatt noch so glitzern, die volle HiFi-Klangqualität geht verloren, wenn durch ein ungeeignetes Design dem Anwender bei der Handhabung Knüppel zwischen die Beine geworfen werden.

Immer prüfen, ob etwas und was da drauf ist . . .

Eine Spulenmaschine bietet Hinterbandkontrolle. Alle Bedienungsfehler zeigen sich bereits während der Aufnahme. Beim Videorecorder ist das unmöglich, und Bedienungsfehler sind vorprogrammiert, insbesondere bei abwechselnder Fernseh- und Ton-Anwendung, die Knopfvielfalt kennt bei vielen Recordern keine Grenzen.

Störgeräte müssen fern bleiben

Keinesfalls darf auch der Fernseher direkt neben der HiFi-Anlage stehen. Seine magnetischen Störungen sind recht hoch und streuen in die HiFi-Geräte ein, wenn sie nicht besonders aufwendig geschirmt sind.

Neues Thema : Rauschverminderungssysteme

HiFi-Videorecorder besitzen festeingebaute Rauschverminderungssysteme. Um problemlosen Bandaustausch zu gewährleisten, müssen alle Geräte des jeweiligen Systems gleichartig ausgerüstet sein.

Die Qualität des Rauschverminderungssystems muß also für hochwertige HiFi-Anwendung bei der Video-Systemwahl mit berücksichtigt werden. Übliche Datenblätter glänzen nur mit den Rauschwerten, die für die Pausen zwischen den Musikstücken gelten, aber nicht mit Angaben zu dem Rauschen, das noch an leisen Musikpassagen im Hintergrund oder beim Ausklingen eines Tons auffallen kann.

Musik mit PCM Technik auf Videorecorder aufnehmen

Für HiFi-Freaks fast schon ein alter Hut, nun aber in einer breiteren Produktpalette auf dem Markt: die digitale Tonaufzeichnung in Puls-Code-Modulation statt eines Bildes auf Videoband gespeichert. Auch Nicht-HiFi-Recorder bieten diese Möglichkeit, allerdings nicht alle Video-Systeme gleich gut.

Ein zusätzlicher Baustein, der PCM-Prozessor, stellt die Umwandlungsstation zwischen HiFi-Anlage und Videorecorder dar. Er kodiert den Ton digital und bietet ihn wie ein Fernsehbild dem Recorder zur Aufnahme an. Stückanfänge sind am Bildschirm als Schwarzweißmuster erkennbar und so gelingt es auch, das Band anhand des Bildlaufs recht genau zu positionieren.

PCM ermöglicht höchste Qualität.

Die Digitaltechnik muß jedoch nicht notwendigerweise hochwertiger Analogtechnik überlegen sein. Übliche Daten sind nicht aussagekräftig genug. So können 0,5% Kirrverzerrungen bei PCM deutlich schlechter klingen als 3% bei üblichen (analogen) Bandgeräten. PCM bietet allerdings prinzipiell - und da sind sich wohl alle Fachleute einig - die Möglichkeit, Spulengeräte zu übertrumpfen. Die Bedienung ist etwas günstiger als bei FM-Ton, jedoch einem Spulengerät immer noch hoffnungslos unterlegen.

Nachteil : Dropouts wirken sich katastrophal aus.

Dropouts wirken sich, wenn sie verstärkt auftreten, und nur dann, katastrophal aus, es knackt deutlich, oder der Ton setzt sogar kurzzeitig aus. Bei FM-Ton ist der Übergang fließender. Die Wahl drop-outarmer Bänder ist eine absolute Notwendigkeit, wie auch eine sorgsame Band- und Gerätehygenie. Staub ist der Feind jeder Bandaufzeichnung. Eine hervorragende Klangqualität belohnt jedoch die Mühe mit PCM.

Die vierte Wahl: Geld oder Leben

Vor dem Kauf gilt es, nicht nur den Gerätepreis zu berücksichtigen, sondern auch Bandkosten und Wartungsarbeiten samt Magnetkopfwechsel. Hier die Bilanz:

Compact Cassetten

Besonders preisgünstige Aufnahmen, das gilt für die Geräte und die Bandminute, sehr universell verwendbar, die Klangqualität variiert vom Einfach-HiFi bis zu gutem HiFi, jedoch nicht eigentlich Spitzen-HiFi. Probleme bestehen mit der Band-führung/Tonkopfjustage, den Aussteuerungsanzeigen und der Bandsortenwahl. Dort, wo eine Aufnahmezeit über 45 Minuten gefordert ist, hilft eine C-120-Cassette. Das allerdings nur mit Metallpigment-Band, denn bei dieser Bandlänge kann die übliche Oxidbeschichtung keine gute HiFi-Qualität mehr liefern. IN den Situationen, in denen 60 Minuten an einem Stück nicht ausreichen, muß zur Spule oder Videocassette gegriffen werden (Video-Longplay bis zu acht Stunden).

Spulen-Bänder

Spulen-Vierspurgeräte verlieren gegenüber Cassettenrecordern und Zweispurgeräten immer mehr. Bei vergleichbarer Klangqualität und oft sogar etwas geringeren Bandkosten lassen sie sich durch diese ersetzen. Akai übergab kürzlich ein Gerät aus der ausgelaufenen Produktion ans Museum, die Spule beginnt Historie zu werden aber ... Zweispurgeräte leisten mehr als Compactcassetten. Ein optimales Preis/Qualitäts-Verhältnis erfordert allerdings ein eingebautes Dolby-Rauschminderungssystem.

Noch preisgünstige gute Qualität bieten 9,5cm/s. Die 19cm/s Zweispur Maschine ermöglicht saubere Bandmontage und eine der Cassette merkbar überlegene Qualität. Die Kosten liegen aber auch drei- bis sechmal so hoch wie bei der Compactcassette, trotzdem alles in allem auch heute noch die ideale Maschine für den HiFi-Bandamateur.

38cm/s lohnt sich wirklich nur noch wegen der erstklassigen Editiermöglichkeiten und für den Bandaustausch mit professionellen Studios. In den Kosten und meist auch im Klang ist auch 38cm/s Geschwindigkeit der Videocassette mit PCM-Aufzeichnung unterlegen, das gilt besonders im Baßbereich.

FM auf Video-Cassetten

Aufnahmen mit Video-HiFi klingen ähnlich gut und kosten vergleichbar viel wie Aufnahmen mit einem Cassettenrecorder der Spitzengruppe oder einem Spitzen-Spulengerät mit 9,5 cm/s Zweispur. Bei toleranten Vielaufnehmern gewinnt preislich allerdings die Compactcassette und verliert die Spule gegenüber FM-Ton. FM-Longplay ist allerdings im Bandpreis unschlagbar.

Video-HiFi eignet sich eher für Langzeitaufnahmen wie Radiomitschnitte und komplette Plattenseiten, weniger für sorgsam zusammengestellte Programme.

Wesentliche Unterschiede in der Klangqualität und der Bedienung sind (zur Zeit) noch zwischen den Video-Systemen, aber auch zwischen den Geräten festzustellen. Die Lektüre von Testberichten (geplant fürs Novemberheft zusammen mit Tests der allmählich auftauchenden 8mm PCM-Recorder) sowie ein individueller Kurztest lohnen sich.

PCM auf Video-Cassetten

Trotz des hohen Anschaffungspreises liegen die Kosten der digitalen Aufzeichnung mit PCM gegenüber Spulenband (bei 38 cm/s) teilweise unter 30%.

Es gelten ähnliche strenge Bedienungs- und Editiereinschränkungen wie beim FM-Ton. Bei einem über die Lebensdauer des Gerätes kalkulierten Mehrpreis von 25 bis 50% bietet PCM gegenüber FM die wesentlich bessere Klangqualität mit Videocassette. Für den Tonbandamateur ist insbesondere die Kopiermöglichkeit ohne jeden Qualitätsverlust zu erwähnen. Auch hier liegt die Bildaufzeichnung 'kostenlos' bei, allerdings ist sie nur alternativ zur HiFi-Aufnahme möglich, da PCM ja an Stelle des Bildes auf dem Bildbereich des Vidoebandes aufgenommen wird.

FM- und PCM-Ton bieten ungewohnte Vorteile: Alterungserscheinungen entfallen, keinerlei Frequenzänderungen treten auf.

(Anmerkung aus 2014 : Das war damals ein Trugschluß. Die Videorecorder altern schneller als Spulenbandmaschinen und die Video-Bänder verschleißen schneller.)

Bei Bandmaschinen stellt sich vornehmlich der Kopiereffekt, bei Cassettenrecordern ein leichter Höhenverlust ein.

Fehler hören sich bei PCM Aufnahmen anders an und erfordern Übung im Früherkennen (Tracking). Die Bandgeschwindigkeit von Videorecordern ist besonders stabil. Die Kopftrommeldrehzahl und damit die Bandgeschwindigkeit wird aus der hochstabilen Bildwechselfrequenz von 25Hz gewonnen. Ein Quarzoszillator springt bei hochwertigen HiFi-Videorecordern ein, wenn ausschließlich FM-Tonaufnahmen ohne Bild erstellt werden.

Bei PCM empfiehlt sich ein kleiner Video-Monitor zur Qualitätskontrolle des „Bildes" und zum Bandrangieren. Bei (Nur-) FM-Ton entfällt die Möglichkeit, über das Bild Stückanfänge zu suchen und Tracking zu justieren. Ein Ersatz wäre Cueing, das Mithören beim Suchlauf.

Arndt Klingelnberg

In der nächsten Folge: Tracking auf 25um, Dropout, Videofrequenzgang

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