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Frequenzgang nach RIAA-Schneidkennlinie nach DIN 45541
(Zeitkonstanten 3180, 318 und 75 us)
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1. Pegelton 1 kHz 0db (entspricht einer Schnelle von 8cm/s)
2. Pegelton 1 kHz - 10db (entspricht einer Schnelle von 2,528cm/s)
3. Festfrequenzen mit Ansage von 20 kHz bis 11 kHz, gegenüber Pegelton von 0db um - 16db abgesenkt.
4. Festfrequenzen mit Ansage von 10 kHz bis 1 kHz, gegenüber Pegelton von 0db um - 10db abgesenkt.
5. Kennrille
6. Festfrequenzen mit Ansage von 1 000 Hz bis 20 Hz, gegenüber Pegelton von 0db um - 10db abgesenkt.

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1. Pegelton 1 kHz 0db (entspricht einer Schnelle von 8cm/s)
2. Pegelton 1 kHz - 10db (entspricht einer Schnelle von 2,528cm/s)
3. Festfrequenzen mit Ansage von 20 kHz bis 11 kHz, gegenüber Pegelton von 0db um - 16db abgesenkt.
4. Festfrequenzen mit Ansage von 10 kHz bis 1 kHz, gegenüber Pegelton von 0db um - 10db abgesenkt.
5. Kennrille
6. Festfrequenzen mit Ansage von 1.000 Hz bis 20 Hz, gegenüber Pegelton von 0db um - 10db abgesenkt.

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Bei 10 kHz und bei 20 kHz beträgt die "Schnelle" 12cm/s und liegt daher 3,5db über 8cm/s.

• Anmerkung : Hier leider auch wie so oft: Zu der Zeit um 1970 wußten wir alle nicht, was "Schnelle" bedeutet - und es war nicht erklärt.

Bei 6,8 kHz und bei 13,5 kHz beträgt die Schnelle 8cm/s (Pegel etwa 0dB).

Im Frequenzbereich von 20 bis 16.000 Hz ist der Frequenzgang entsprechend der RIAA-Schneidkennlinie (DIN 45.541) mit einer Genauigkeit von besser als ±1db geschnitten. In diesem Bereich beträgt die größte Abweichung auf beiden Kanälen gegenüber der "Meßplatte CBS STR 130" ±0,5db, bei 15 kHz beträgt sie -3db und bei 20 kHz -0,8db.

Der 0dB-Pegelton von 1 kHz weicht im linken Kanal maximal um 0,2db im rechten maximal um 0,1db von 0db ab.

Phasentest: Als Signal für den Phasentest wird gefärbtes und verhalltes Rauschen verwendet, das von Gegenphase in Mitphase übergeht. Das Signal wird dreimal wiederholt. Die Verwendung von Rauschen bietet die Gewähr, daß sich im Hörraum keine stehenden Wellen ausbilden, die erfahrungsgemäß eine sichere (bessere) Beurteilung der Phasenrichtigkeit der Lautsprecherboxen erschweren.

Seiten- und Mittentest: Gefärbtes und verhalltes Rauschen erscheint zuerst im linken und dann, bei gleichem Pegel, im rechten Kanal. Schließlich erscheint es gleich laut in beiden Kanälen, so daß bei korrekter Balance der Anlage das Signal genau in der Mitte zwischen beiden Lautsprecherboxen lokalisierbar sein muß.

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Rumpeltest: Frequenz von 315 Hz bei Pegeln von 0dB (Schnelle = 5,4cm/s), -10dB, -20dB und -30db in Seitenschrift, gefolgt von Kennrille und Leerrillen.
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Frequenzgang mit gleitenden Frequenzen und Frequenzmarken

2. Band: linker Kanal 30 Hz bis 12.000 Hz
Frequenzmarken bei: 62,5 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1.000 Hz, 2.000 Hz, 4.000 Hz und 8.000 Hz.

3. Band: rechter Kanal 30 Hz bis 12 000 Hz
Frequenzmarken bei: 62,5 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1.000 Hz, 2.000 Hz, 4.000 Hz und 8.000 Hz.

Bemerkungen: Die gleitenden Frequenzgänge sind nach der RIAA-Schneidkennlinie (DIN 45.541) geschnitten und mit dem Brüel- und Kjaer-Schreiber 2305 „Level Recorder" synchronisiert. Der Pegel der Aufzeichnung bei 1 kHz beträgt -12db, bezogen auf eine Schnelle von 8cm/s.
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Antiskating-Test: Glatte Plattenoberfläche zur Prüfung der Kompensation der Skating-Kraft.

Abtasttest für Tonabnehmersysteme:
Sinus-Signale von 300 Hz in Seitenschrift (horizontal) und Tiefenschrift (vertikal) wachsender Amplituden mit Ansage.

Horizontal: 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 und 100µ

Vertikal: 20, 30, 40 und 50µ

Der Zusammenhang zwischen Amplitude, "Schnelle" und Pegel, bezogen auf 10cm/s bei 1 kHz, ist aus folgender Tabelle zu entnehmen:

Prüfung der Übersprechdämpfung:

linker Kanal ausgesteuert, Prüfung der Übersprechdämpfung von links nach rechts bei folgenden, angesagten Frequenzen:

rechter Kanal ausgesteuert, Prüfung der Übersprechdämpfung von rechts nach links bei folgenden, angesagten Frequenzen :

Die Kontrolle einer High Fidelity-Anlage sollte nach einer logischen Reihenfolge ablaufen. Diese stimmt nicht mit der Abfolge der einzelnen Bänder auf der Hörtest-Platte überein.

So war es beispielsweise aus technischen Gründen erforderlich, die Festfrequenzen für die Frequenzgangprüfung auf einem Außendurchmesser unterzubringen.

Weil das Rumpeln eines Plattenspielers sich außen immer stärker auswirkt als innen, wurden auch die Bänder für den Rumpeltest außen angeordnet.

Hingegen kennte man die Bänder für den Phasen- und den Balancetest und die Prüfung der Übersprechdämpfung ohne Nachteile auf innere Durchmesser legen. Das Leerband für die Prüfung der Skating-Kompensation befindet sich auf einem mittleren Durchmesser, was wegen der, zwar nur geringfügigen, Abhängigkeit der Skating-Kraft vom Plattendurchmesser zweckmäßig ist.

Außerdem kann man vor dem Abtasttest, bei dem ja die Auflagekraft des Tonabnehmersystems verändert wird, sehr leicht die Skating-Kompensation nachprüfen, weil das Leerband unmittelbar vor den Bändern für den Abtasttest angeordnet ist.

• Anmerkung : Dem Dipl.-Phys- Karl Breh war aber schon bekannt, daß der Abtast-Test ab etwa der Mitte der 30cm Platte (also halber Radius) erheblich kritischer ist als auf den Außenbereichen der Platte.

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Für die Generalkontrolle einer neu installierten HiFi-Anlage ist es sinnvoll, folgende Reihenfolge zu beachten:

Die zwei für Stereowiedergabe erforderlichen Lautsprecherboxen müssen gleichphasig angeschlossen werden, weil sonst eine Lokalisierung des Klanggeschehens nicht möglich ist. Das vorletzte Band der A-Seite enthält gefärbtes und verhalltes Rauschen, das von Gegenphase auf Mitphase übergeht. Wenn die Lautsprecherboxen korrekt angeschlossen sind, muß das Geräusch undefinierbar im Raum entstehen und in der Mitte zwischen den Boxen verebben. Wird das Umgekehrte festgestellt, d. h. entsteht das Geräusch in der Mitte zwischen den Lautsprechern und verebbt im Raum, so muß an einer der beiden Boxen die Polung der beiden Kabeladern umgekehrt werden. Das Testgeräusch wird dreimal wiederholt.

Bei Stereowiedergabe ist es wichtig, daß die Stereobalance stimmt, d. h. daß an einem Ort im Hörraum, dessen Abstand von den Lautsprecherboxen etwa gleich groß ist wie derjenige der beiden Boxen untereinander, beide Boxen den gleichen Schallpegel erzeugen, wenn ihnen ein Signal gleicher Stärke zugeführt wird.

Auf dem letzten Band der A-Seite ist gefärbtes und verhalltes Rauschen enthalten, das zuerst aus der linken Box und dann mit genau gleicher Lautstärke aus der rechten Box erklingen muß. Erklingt zuerst der rechte Kanal und dann der linke, so sind an einer Stelle der Anlage die Kanäle vertauscht worden.

Das kann beim Einbau des Tonabnehmersystems, beim Anschluß der Tonleitungen an den Verstärker oder der Boxen an den Verstärker passiert sein. Es genügt, an einer dieser Stellen die Kanäle zu vertauschen, um die richtige Kanalzuordnung zu erhalten. Klingen am oben definierten Ort des Hörraumes die beiden Boxen nicht gleich laut, so stimmt die Balance nicht.

Dies kann an akustischen Asymmetrien des Hörraums, an etwas unterschiedlichen Wirkungsgraden der Boxen oder an Kanalabweichungen im Tonabnehmersystem oder im Verstärker liegen. Durch Betätigen des Balancereglers sorgt man dafür, daß beide Geräusche genau gleich laut klingen. Ist dies der Fall, so muß das dritte Signal dieses Bandes genau in der Mitte zwischen beiden Boxen lokalisierbar sein.

Auf diesem Band ist zuerst ein Ton von 315 Hz bei einem Pegel von 0db hörbar. Sodann wird der Pegel dieses Tons auf -10, -20 und -30db abgesenkt. Darauf folgt, durch eine Kennrille getrennt, ein Band mit Leerrillen. Tritt Rumpeln auf, so kann man durch Lautstärkevergleich mit den vorausgegangenen Bezugspegeln feststellen, ob das Rumpeln zwischen -20 und -30db oder darüber oder darunter liegt. Selbstverständlich kann es sich hierbei nur um eine grobe Abschätzung des Rumpel-Geräuschspannungsabstand handeln. Wer über ein Röhrenvoltmeter und geeignete Filter für Rumpel-Fremdspannung und Rumpel-Geräuschspannung verfügt, kann unter Benutzung des OdB Pegels des 315Hz-Tones als Bezugspegel, eine normgerechte Messung von Rumpel-Fremdspannungsabstand und Rumpel-Geräuschspannungsabstand durchführen.

Die Bänder 2 (linker Kanal) und 3 (rechter Kanal) gestatten die gehörmäßige Prüfung, ob im „Überalles-Frequenzgang" der Anlage Resonanzen auftreten. Der Frequenzbereich von 30 bis 12.000 Hz wird mit gleitenden Frequenzen zuerst im linken und dann im rechten Kanal durchlaufen.

Frequenzmarken zeigen den Durchgang folgender Frequenzen an:
62,5, 125, 250, 500, 1.000, 2.000, 4.000, 8.000 Hz.

Die Frequenzen sind nach der RIAA-Kennlinie (DIN 45.541) geschnitten. Würden das Tonabnehmersystem, der Verstärker und die Boxen ideale Frequenzgänge haben, so würde die Aufzeichnung des Schalldruckpegels dieser gleitenden Frequenzen von 30 bis 12.000 Hz eine zur Abszisse parallele Gerade ergeben. Wo ein Brüel- und Kjaer-Schreiber „Level Recorder 2305" vorhanden ist, kann der Frequenzgang unter Verwendung dieser Schallplatte synchron aufgezeichnet werden.

Bei der gehörmäßigen Beurteilung des Frequenzganges ist zu beachten, daß wegen der Abhängigkeit der Ohrempfindlichkeit von der Frequenz, die subjektiv empfundene Lautstärke von 30 bis 3.000 Hz ansteigt und von 4.000 bis 12.000 Hz wieder abfällt, auch wenn der Schalldruckpegel völlig linear verlaufen würde.

Bei Schallpegeln über 90 Phon hört das menschliche Ohr jedoch einigermaßen linear. Es ist aber wegen der Gefahr nicht ausreichender Belastbarkeit der Boxen nicht ratsam, die gleitenden Frequenzen bei derart hohen Pegeln abzuhören. Vielmehr sollte beim Abhören mit kleineren Lautstärken (soweit vorhanden) die physiologische Lautstärkekorrektur am Verstärker eingeschaltet werden. Damit erhält man dann den gleichen subjektiven Lautstärkeeindruck wie bei großen Lautstärken.

Vor allem ist auf kurzzeitige Lautstärkeschwankungen zu achten, die auf Resonanzen oder Einbrüche im „Über-alles-Frequenzgang" der Anlage zurückzuführen sind. Meistens wird es sich allerdings um Resonanzen und Einbrüche im Frequenzgang der Lautsprecherboxen handeln.

Um das Übersprechen vom linken zum rechten Kanal zu prüfen, verwendet man Band 7 der B-Seite. Bei vielen Verstärkern kann man wahlweise den linken oder rechten Kanal auf beide Boxen geben. Schaltet man nun auf den linken Kanal, so erhält man den Pegel des Bezugssignals. Schaltet man auf den rechten, so hört man nur noch, was vom linken Kanal in den rechten überspricht. Je größer der Pegelunterschied zwischen linkem und rechtem Kanal ist, desto größer ist die Übersprechdämpfung. Entsprechend ist die Übersprechdämpfung von rechts nach links unter Benutzung von Band 8 der B-Seite zu beurteilen. Folgende, angesagte Frequenzen stehen zur Verfügung: 125, 500, 1.000, 4.000 und 10.000 Hz.

Mit Hilfe eines Röhrenvoltmevers, das mit den Tonbandausgängen des Verstärkers verbunden wird, lassen sich die Übersprechdämpfungen für die 5 Frequenzen exakt bestimmen. Mangelhafte Übersprechdämpfung, insbesondere in den Höhen, geht im allgemeinen auf das Schuldkonto des Tonabnehmersystems. Weichen die Werte der Übersprechdämpfung von links nach rechts und von rechts nach links stark voneinander ab, so liegt der Verdacht nahe, daß das Tonabnehmersystem verkantet in den Tonarmkopf eingebaut wurde.

Ob die Nadel auf der Plattenoberfläche senkrecht steht oder nicht, wenn man von vorne auf das System schaut, läßt sich am besten beurteilen, wenn man einen Spiegel auf den Plattenteller legt und den Tonarm auf den Spiegel aufsetzt. Die gedachten Senkrechten auf das Abtastsystem und dessen Spiegelbild dürfen keinen Knick machen, wenn das System korrekt eingebaut ist.

Bei Tonarmen, die mit einer Antiskating-Vorrichtung ausgestattet sind, kann man mit Hilfe dieses Bandes mit glatter Plattenoberfläche prüfen, ob die Skating-Kraft richtig kompensiert ist. Zu diesem Zweck setzt man den Tonarm bei sich drehender Schallplatte auf das glatte Band auf. Wandert der Tonarm nach innen, so ist die Skating-Kraft nicht ausreichend kompensiert, wandert er hingegen nach außen, so ist sie überkompensiert.

Bei korrektem Ausgleich der Skating-Kraft bleibt der Tonarm in der Position stehen, in der er aufgesetzt wird. Es ist zu beachten, daß, wenn man Schallplatten naß abtastet, die Reibung zwischen Diamant und Rillenflanken und damit auch die Skating-Kraft herabgesetzt wird. Sie vermindert sich bei Naßfahren um fast die Hälfte.

• Anmerkung : Ein Abtaster-Spezialist von Stanton hatte in einem Interview nach 1980 genau das Gegenteil behauptet. Nämlich, daß "Naßfahren" die Reibung erhöht. So unterschiedlich sind die Aussagen.

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Ein wichtiges Qualitätskriterium für Tonabnehmersysteme und Tonarme ist das Abtastverhalten. Dieses wird gleichermaßen durch die Eigenschaften des Tonabnehmersystems (Nadelnachgiebigkeit) wie durch diejenigen des Tonarms (Lagerreibung, Massenverteilung) bestimmt.

Je größer die Nadelnachgiebigkeit eines Tonabnehmersystems und je hochwertiger der Tonarm ist, an dem es betrieben wird, bei umso kleineren Auflagekräften werden auch kritisch modulierte Schallplatten (gemeint sind weit ausgelenkte Rillenbewegungen) sauber abgetastet.

Die Bänder 5 und 6 der B-Seite dieser Platte gestatten die Bestimmung der optimalen Auflagekraft für eine bestimmte Tonarm-System-Kombination.

Das Band 5 enthält in Seitenschrift eine (Anmerkung : Wichtig - Sinus-)Frequenz von 300 Hz, deren Amplitude in Schritten von 10µ von 20µ bis 100µ gesteigert wird (1µ = 0,001 mm).

Auf Band 6 werden die Amplituden der gleichen Frequenz in Tiefenschrift, ebenfalls um 10µ-Schritte von 20µ bis 50µ gesteigert.

Eine weitere Steigerung der Amplituden der Tiefenschrift wäre sinnlos, weil bei der stereofonen 45°-Schrift die vertikalen Komponenten üblicherweise nicht mehr als 50% der horizontalen ausmachen (dürfen).

Der Tonarm wird ausbalanciert. Dann wird eine Auflagekraft von 0,5p (Pond) eingestellt und ausprobiert, welche dieser Amplituden noch sauber abgetastet werden. Sodann wird die Auflagekraft auf 0,8p erhöht und der Versuch wiederholt. Das gleiche geschieht bei Auflagekräften von 1p, 1,3p, 1,5p, 1,8p, 2p und, wenn notwendig, auch mehr.

Je größere Amplituden bei um so kleineren Auflagekräften sauber abgetastet werden, desto besser ist das Abtastverhalten der Tonarm-System-Kombination für tiefe Frequenzen.

Als optimale Auflagekraft kann diejenige angesehen werden, bei der die 50µ-Amplituden horizontal und vertikal sauber abgetastet werden. Um das Abtastverhalten von Tonarm und System bei hohen Frequenzen zu prüfen, kann man die 10.000Hz-Festfrequenz von Band 1 und 2 der A-Seite verwenden.

Diese Frequenz ist mit einer "Schnelle" von 12cm/s geschnitten, was, bezogen auf die Vollaussteuerung bei Stereoschrift von 8cm/s, eine Übersteuerung von 3,5db bedeutet.

Eine Tonarm-System-Kombination, die das 10.000Hz-Signal links (Band 1) und rechts (Band 2) sauber abtastet, wird auch Musik-Schallplatten sauber abtasten, die in den Höhen einigermaßen kritisch moduliert sind. Unsauberes Abtasten ist bei dieser Frequenz an knisterähnlichen Geräuschen festzustellen.

Die Bänder 1 und 2 der A-Seite enthalten in 45 -Schrift für den linken (Band 1) und den rechten Kanal (Band 2) nach der RIAA-Schneidkennlinie (DIN 45 541) geschnittene Festfrequenzen von 20.000 Hz bis 20 Hz mit Frequenzansage.

Vorangestellt sind jeweils ein 1.000-Hz-Pegelton von 0db (8cm/s Schnelle) und -10db (2,528cm/s Schnelle). Die Frequenzen von 20.000 Hz bis 11.000 Hz sind gegenüber 0db um -16db abgesenkt, diejenigen von 10.000 Hz bis 20Hz gegenüber 0db um -10db.

Ein ideal arbeitendes, magnetisches oder dynamisches Tonabnehmersystem, das über einen nach RIAA entzerrenden Phono-Eingang an einen Verstärker angeschlossen ist, würde bei Abtastung der aufgezeichneten Frequenzen von 20.000 bis 11.000Hz eine Gerade und von 10.000 Hz bis 20 Hz wieder eine Gerade ergeben, die gegenüber der ersten einen Pegelsprung von +6db aufweisen wurde.

Beim Ablesen eines Meßinstrumentes oder beim Zeichnen der Frequenzgangkurve muß man diesen Pegelsprung durch Addition von +6db für alle Frequenzen von 11.000 bis 20.000 Hz berücksichtigen.

Dann erhielte man als Frequenzgang eines idealen Tonabnehmersystems vom Typ eines Induktionswandlers (Magnetsystem oder dynamisches System) eine zur Abszisse parallel verlautende Gerade. Diese Messung kann durchgeführt werden, wenn man den Tonbandausgang des Verstärkers kanalweise mit einem Röhrenvoltmeter verbindet.

Selbstverständlich kann man mit Hilfe dieser Festfrequenzen den Überalles-Frequenzgang der Anlage auch gehörmäßig prüfen. Dabei ist allerdings zu beachlon, daß das menschliche Gehör mit zunehmendem Alter die Fähigkeit verliert, hohe Frequenzen zu hören.

Der Übertragungsfaktor ist ein Maß für die Empfindlichkeit von Tonabnehmersystemen. Er wird in mVs/cm ausgedrückt, weil hier Betrag der vom System pro Kanal abgegebenen Spannung (in mV) von der Größe der abgetasteten Schnelle (in cm/s) abhängt. Je größer die abgetastete Schnelle, um so größer ist auch die an den Verstärker abgegebene Spannung. Den Übertragungsfaktor erhält man dadurch, daß man die vom System je Kanal bei Abtastung einer gegebenen Schnelle gelieferte Spannung durch die Schnelle dividiert.

Zur Messung des Übertragungsfaktors wird man den 0dB-Pegelton von 1kHz verwenden (I.Signal von Band 1 ^ linker Kanal, I.Signal von Band 2 ^ rechter Kanal). Für die Messung wird das Tonabnehmersystem kanalweise an ein ausreichend empfindliches Röhrenvoltmeter angeschlossen. Die für jeden Kanal in mV gemessene Spannung wird durch 8cm/s dividiert, was den Übertragungsfaktoren der beiden Kanäle des Tonabnehmersystems entspricht.

Im Vorausgegangenen war viel von db die Rede. Deswegen mag es zweckmäßig sein, zu definieren, was man darunter zu verstehen hat.

Die in der Akustik und Elektroakustik auftretenden Größen variieren innerhalb eines enorm großen Bereiches, der z. B. beim Schalldruck von der Hörschwelle (2 x 10 4 ubar) bis zur Schmerzgrenze (103 ubar) insgesamt 7 Zehnerpotenzen umfaßt.

Aus diesem Grunde ist es unzweckmäßig, diese Größen in einem linearen Maßstab darzustellen. So bezieht man zum Beispiel einen gegebenen Schalldruck auf denjenigen der Hörschwelle. Von der so gewonnenen Verhältniszahl wird der Zehnerlogarithmus gebildet und mit 20 multipliziert. Auf diese Weise hat man den Schallpegel in db erhalten.

Ebenso kann man jede andere Größe, z. B. die Schnelle des in einer Schallplatte aufgezeichneten Sinustones oder die elektrische Spannung eines Verstärkers auf geeignete Bezugswerte beziehen und erhält durch Logarithmieren und Multiplikation mit 20 dann Dezibel-Werte, die man auch als Pegel bezeichnet. Bei Stereo-Schallplatten werden z. B. die Schnellen auf den Wert 8cm/s bezogen, den man als 0db Pegel definiert.

In nebenstehender Tabelle sind die einigen wichtigen d3-Pegeln entsprechenden Verhältniszahlen von Schalldrücken, elektrischen Spannungen, Schnellen und von Schallintensitäten und elektrischen Leistungen für Verhältniszahlen größer als 1 (positive Pegel) und kleiner als 1 (negative Pegel) angegeben.

dhfi-Deutsches High-Fidelity Institut e. V., Frankfurt a. M.
Idee: Dipl.-Phys. Karl Breh und Ing. D. Ludenia, Düsseldorf
Buch und Text: Dipl.-Phys. Karl Breh, Karlsruhe
Herstellung und technische Beratung:
Carl Lindström Geseilschaft m.b.H., Köln

Entwurf der Plattentasche: Wolfgang Garbotz, Krefeld
Titelfoto: Dipl.-Phys. Karl Breh
Verlag: HiFi-Stereophonie, Verlag G. Braun, Karlsruhe

Diese Stereo-Meßschallplatte dient zur Prüfung und Einpegelung von HiFi-Stereo-Anlagen. Sie sollte daher schonend behandelt und keinesfalls Auflagekräften über 3p ausgesetzt werden. Tonabnehmer behutsam aufsetzen und abheben, Platte und Abtastspitze sauber und staubfrei halten.
In Deutschland hergestellt. Made in Germany. Fabrique en Allemagne