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Von Franz Schöler - Alle Tonabnehmer haben um Grunde nur eine Aufgabe: nämlich die mechanischen Auslenkungen (Modlationen) einer Schallplattenrille mit größtmöglicher Exaktheit in ein entsprechendes elektrisches Signal zu wandeln.

Diese Modulationen, die ein Schneidstichel beim Überspielvorang in eine Kunststoff-Masse eingraviert hat, müssen - populär gesprochen - von einem Tonabnehmer wieder „entziffert" werden. Der Dechiffrier-Prozeß hat allerdings seine Tücken.

Die Frage nämlich, wie genau man den mechanisch aufgezeichneten „Schrieb" wieder in das zurückverwandeln kann, was er einmal war, über elektrische Signale wieder in tonfrequente Schwingungen der Luft, die man gemeinhin als Musik bezeichnet.
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Seit Edison und Berliner hat man ständig daran gearbeitet, immer "perfektere" Geräte zur Reproduktion von mechanisch gespeicherten Informationen zu entwickeln. Als schließlich der unlängst verstorbene Ingenieur Peter Goldmark die Langspielplatte mit der zum Standard gewordenen Umdrehungsgeschwindigkeit von 33 U/min erfand,war der Weg frei für eine Musikwiedergabe in hoher Qualität.

Praktisch zum gleichen Zeitpunkt - im Jahr 1948 - ließ die dänische Firma Ortofon ein Wandlerprinzip patentieren, das Playbac Qualität von hoher Güte garantierte: den Tonabnehmer, der nach dem Prinzip der „bewegten Spule" arbeitete.
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• Anmerkung : Hallo Herr Schöler, konnte man in 1978 das absolute Attribut „perfekt" wirklich steigern ?

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Industriell billiger und rationellerproduzierbar waren aber andere Tonabnehmer, nämlich die sogenannte Kristall- und Keramik-Systeme und die magnetischen Abtaster, bei denen das Ortofon-System genau umgekehrt wurde.

Hier bewegten sich nicht mehr die mit einem Nadelträger fest verbundenen Spulen in einem permanenten Magnetfeld, sondern kleine, am Ende des Nadelträger- Röhrchens montierte Magnete.

Durch die Bewegung induzierten sie in den ruhenden Spulen mittels Veränderung des magnetischen Flusses die benötigte Spannung für den Verstärker.

Man konnte dieses Prinzip immer weiter konstruktiv verfeinern. Als ein großer praktischer Vorteil erwies sich die Tatsache, daß der Nadeleinschub samt Diamant vom Benutzer selbst ausgewechselt werden konnte, wen der Diamant nach einer gewissen Betriebszeit abgeschliffen war.

Dieser Umstand und die rationelle Fertigung in großen Stückzahlen führten dazu, daß heute die sogenannten magnetischen Tonabnehmer die größte Verbreitung haben.
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Variationen des „moving magnet"-Abtasters (1) sind die Tonabnehmer, die nach dem Prinzip des „moving iron" (bewegtes Weicheisenteilchen) (2) und des „induzierten Magneten" (3) arbeiten.

Bei allen drei genannten Wandlerprinzipien ist die vom Tonabnehmer gelieferte Spannung so hoch, daß man die Phonoeingänge des Vorverstärkers direkt ansteuern kann. Dasselbe gilt für die Kondensator- und Elektret-Systeme von Stax, Toshiba („Aurex") und Micro-Acoustics.

Bei den meisten Tonabnehmern mit „bewegten Spulen" ist die induzierte Spannung konstruktionsbedingt (und nicht prinzipbedingt, wie manchmal noch behauptet wird) so klein, der Ausgangswiderstand andererseits aber so gering, daß man zur Anpassung an normale Phono-Eingänge von HiFi- Verstärkern einen Impedanz- oder Spannungswandler benötigt.

Und genau darin lag die Schwierigkeit für den „Normalverbraucher" unter den Hifi-Liebhabern, aber auch für den Ingenieur, der solche Geräte zur Impedanz- und Spannungs- Anpassung konstruiert.
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Für das „moving coil" Prinzip beim Tonabnehmer sprechen zwar technische und letztlich auch klangliche Vorteile. Aber die Tatsache, daß man mit diesen sogenannten dynamischen Tonabnehmern nicht die von den Phonoeingängen benötigte Spannung erzielte, verhinderte bis heute (wir befinden uns im Jahr 1978) ihre größere Verbreitung.

Im professionellen Einsatz bei Rundfunkanstalten und Tonstudios wurden sie zwar immer bevorzugt. Aber bei Hi-Fi-Konsumenten ist ein gegenläufiger Trend erst in den letzten Jahren zu beobachten. Denn die Übertrager (passive Transformatoren oder aktive Vor-Vorverstärker) haben mittlerweile in ihren technischen Eigenschaften ein so hohes Qualitätsniveau erreicht, daß eine negative Beeinflussung des Tonabnehmer-Signals kaum noch auftritt. Die technisch und klanglich besten sind allerdings auch nicht gerade billig.
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Warum sich „moving coil"-Systeme unter Hi-Fi- Perfektionisten neuerdings wieder zunehmender Beliebtheit erfreuen, hat durchaus Gründe, nämlich praktische Hörerfahrungen! Die Masse der billigeren Magnetabtaster liefert zwar eine vielleicht gerade noch akzeptable Klangqualität, aber nur ganz wenige der Magnetsysteme kann man eindeutig in die oberste Spitzenklasse dessen einordnen, was aufgrund der gegenwärtigen Technologie an klanglicher Wiedergabegüte realisierbar ist.

Dagegen besticht das Gros der dynamischen Abtaster durch eine so hohe Wiedergabequalität, daß man letztere fast automatisch mit ihnen identifiziert.

Was fast zu einem Glaubenskrieg in Hi-Fi-Zirkeln führte. Manche Fraktionen schwören auf dynamische Systeme wegen der exakteren, detaillierteren und impulsfesteren Durchzeichnung des Klangbilds, andere - vor allem die „soft sound"-Fanatiker in England und in den USA - verteufeln die „Aggressivität" und die mangelnde „Musikalität" dynamischer Systeme - was immer man unter „Musikalität" verstehen mag. Dazu ist folgendes zu sagen:
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Man konnte mit allen modernen Wandlerprinzipien bei Tonabnehmern eine extrem hohe Qualität der Wiedergabegüte erzielen, auch mit Kondensator- und Magnetabtastern, falls die Konstruktion auch unter mechanischen Aspekten so gut wie perfekt und eine Serienfertigung ohne große Streuverluste möglich war.

Die Probleme des „mechanical engineering" lösten allerdings die verschiedenen Entwickler nicht gleichermaßen und in allen Punkten genauso perfekt.

Die Vorteile dynamischer Tonabnehmer sind also nicht von vornherein und im strikten Sinne systembedingt, sie rühren zunächst einmal daher, daß von der mechanischen Konstruktion her enge Toleranzen eingehalten werden konnten, ja sogar mußten, wenn ein solches System einwandfrei funktionieren sollte.
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Ein anderer entscheidender Punkt ist die Frage der Nadelnachgiebigkeit (Compliance), bei der man mit Magnetsystemen in den sechziger Jahren waghalsige Experimente anstellte und dem Konsumenten suggerierte, die höchste Nadelnachgiebigkeit garantiere optimale Abtastung der Rille und größtmögliche Plattenschonung.

Bei dynamischen Systemen beschritt man - eigentlich schon vom Prinzip her dazu gezwungen - nie den Irrweg, die Nadelnachgiebigkeit so extrem zu erhöhen, daß man bei fast allen Tonarmen und Schallplatten Abtastschwierigkeiten bekam.

Die geringere Nadelnachgiebigkeit von durchschnittlich 10 x 10~6 cm/dyn bis maximal 15 x 10~6 cm/dyn erwies sich angesichts der Resonanzprobleme der Arm/Abtaster- Kombination, der relativ hohen effektiven Masse von Tonarmen und der Welligkeit sowie Exzentrizität von Schallplatten in der Praxis als besser als die bis zu unsinnig hohen Werten von 60 x 10-6 cm/dyn erhöhten Nadelnachgiebigkeiten mancher Magnetsysteme.
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Unter der Voraussetzung, daß man ausschließlich total ebene und konzentrisch geschnittene Platten spielen könnte, die Resonanz- und Rumpelprobleme des Laufwerks und der Tonarm/Tonabnehmer-Kombination vollkommen gelöst wären und nur massearme Tonarme benützt würden, wären durchaus Magnetsysteme wünschenswert, die man bei hoher Nadelnachgiebigkeit mit geringem Auflagedruck fahren könnte. Die Praxis aber sieht anders aus, und aus der Praxis der Schallplattenabtastung resultieren viele Vorteile dynamischer Systeme.

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1. • Damit ein der Modulation der Rille exakt entsprechendes elektrisches Signal produziert werden kann, dürfen keinerlei unerwünschte mechanische Schwingungen auftreten. Die Auslenkungen des Nadelträgers müssen also präzis kontrolliert sein, was bei Magnetsystemen meist nur durch die Rückstellkraft des Gummis geschieht, beim dynamischen System aber zusätzlich noch durch die feste Verbindung mit den Spulen.
   Alle Bewegungen um den Drehpunkt sind also mehrfach kontrolliert, unerwünschte Teilschwingungen gut bedämpfbar und insgesamt eine sehr korrekte Austastung der feinsten Modulationen möglich.
   Bei vielen Magnetsystemen kann die Gummidämpfung durch „Alterserscheinungen" nach einiger Zeit zum Problem werden. Eine Problematik, die nur dadurch nicht so kraß in Erscheinung tritt, daß man den Nadelträger nach Verschleiß des Diamanten sowieso insgesamt auswechselt.
   Außerdem ist auf einen weiteren Umstand hinzuweisen: Die sogenannte „needle drag distortion" (Verzerrungen durch die Zugbelastung des Nadelträgers in Richtung der laufenden Platte) und der dadurch eintretende Effekt eines „time smearing" (ein „Verschmieren" des Klangs durch Frequenzmodulation, also eine Art „Tonhöhenschwankung") seien bei Magnetsystemen eine unangenehme Form von Verzerrungen, die sich als ein weniger exakt durchgezeichnetes Klangbild gehörmäßig auswirken müßten.
   Der genannte Effekt sei bei dynamischen Systemen wegen der spezifischen Aufhängung und der besser kontrollierten Axial-Bewegungen des Nadelträgers um ein Vielfaches geringer.
   
   
2. • Bei dynamischen Systemen bewegt sich nicht ein Magnet mitsamt seinem Streufeld, sondern die Spulen bewegen sich, fest verbunden mit dem Nadelträger, in einem konstanten starken Magnetfeld, und zwar in dessen Zentrum. Von der Theorie her erfolgt die Induktion der Spannung damit schon präziser als bei Magnetsystemen, bei denen sich auch ein größeres magnetisches Streufeld bewegt. Wie klein man diesen Effekt halten kann, hängt von der Sorgfalt bei der Konstruktion ab.
   Bei den bewegten Spulen muß man dagegen das Maximum der Auslenkungen konstruktiv so halten, daß sie sich immer noch im Zentrum bewegen und auf keinen Fall die Verbindung zwischen Nadelträger und Spule brechen kann.
   Das heißt aber nicht, daß „moving coil"-Systeme in ihrem Dynamikumfang begrenzt wären, ganz im Gegenteil. Sie produzieren nur keine in der Rille gar nicht vorhandene Dynamik durch unkontrollierte stärkere Auslenkungen !
   
   
3. • Mit der besseren Kontrolle über die Bewegung hängt direkt zusammen, daß dynamische Tonabnehmer weniger empfindlich gegen Plattenrumpel sind und die Frequenz- Intermodulation infolge unerwünschter Schwingungen bei korrektem Auflagegewicht und geeignetem Arm auf ein Minimum reduziert ist.
   Was als klarere Durchzeichnung des Klangbilds bezeichnet wird, ist schließlich nur die Abwesenheit von Verzerrungs- und Intermodulationsprodukten, die bei der Abtastung entstehen.
   
   
4. • Wegen des geringeren Innenwiderstandes (in der Regel nominell zwischen 3 und 40 Ohm), der in den Rauschfaktor mit eingeht, ist der durch das thermische Widerstandsrauschen bedingte Rauschabstand bei dynamischen Systemen um 10 bis 20 dB besser als bei Magnetsystemen. Von der Theorie her ein Vorteil, der allerdings durch die ebenfalls geringere Ausgangsspannung und nicht rauschfreie Vor-Vor-verstärker wieder zunichte gemacht wird.
   
   
5. • Es ist - jedenfalls vom Prinzip her - kein Nachteil, daß die zu bewegenden Spulen eine größere Masse haben als die winzigen Magnete in den üblichen Tonabnehmern, weil ein Ausgleich durch leicht erhöhten Auflagedruck möglich ist. Daß die Schallplattenrillen dadurch in gefährlichem Maße belastet und plastisch deformiert werden, ist ein Gerücht aus den sechziger Jahren, als man anfing, die Nadelnachgiebigkeit immer weiter zu erhöhen und Auflagedrücke zu empfehlen, die so gering waren, daß man weit eher Gefahr lief, die Rillen durch einen in ihr „schlitternden" Diamanten zu beschädigen und beim Abtastvorgang Verzerrungen zu produzieren.
   
   
6. • Wegen des geringen Innenwiderstands von dynamischen Systemen spielt auch die Frage der Kabelkapazität keine Rolle. Bei Magnetsystemen dagegen muß man sorgfältig auf die korrekte Gesamtkapazität von Phonokabel und -eingang achten (sie ist bei vielen Systemen unterschiedlich und liegt zwischen 100 und 400 pF für die meisten Stereo-Magnetsysteme), weil nur bei richtiger Belastung ein glatter Frequenzgang erzielt wird.
   
   
7. • Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, daß dynamische Tonabnehmer in vergleichsweise kleinen Stückzahlen und mit rigoroser Fertigungs- und Endkontrolle produziert werden. Die Ausfallquote liegt werkseitig nach zuverlässigen Angaben der Hersteller unter 5 Prozent (bei Magnetsystemen bei etwa 20 Prozent, wie man zugibt).
   Bei solch strenger Qualitätskontrolle ist ein gleichmäßiger Standard gewährleistet. Tests von Magnetsystemen ergeben immer wieder größere Exemplarstreuungen. Die gleichmäßig hohe Qualität, die Fertigung in Handarbeit und die rigorose Endkontrolle, nicht zuletzt die vielen hochwertigen Abtastern beigelegten Meßschriebe bezahlt der Endverbraucher allerdings mit einem höheren Preis.

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Die Nachteile dynamischer Abtastsysteme sollen hier nicht verschwiegen werden (man kann sie heute aber durchweg beseitigen). Diese Tonabnehmer müssen wegen der geringen induzierten Spannung sehr gut gegen Brummeinstreuungen (durch den Motor und den Trafo im Laufwerk des Plattenspielers) abgeschirmt werden.

Darum benötigt man Gehäuse aus gut abschirmendem Material, die oft zusätzlich außen vergoldet werden. Weil die Phonokabel nur diese sehr geringen Spannungen weiterleiten, dürfen sie nicht nahe dem Netzkabel oder irgendwelchen Transformatoren mit ihren magnetischen Streufeldern liegen, weil dadurch der Brummabstand schlechter wird.

Um die Übergangswiderstände angesichts der geringen Spannungen so verschwindend gering wie möglich zu halten, vergoldet man fast immer sämtliche Kontakte und Anschlüsse bei System, Kabeln, Übertragern und Vor-Vorverstärkern, weil das Signal nicht beeinträchtigt werden soll. Eine Notwendigkeit bei dynamischen Systemen, wünschenswert aber auch bei Magnetabtastern.

Bleibt die Frage der zur Impedanzwandlung und Spannungsanpassung nötigen Übertrager bzw. Vor-Vorverstärker, die ein zusätzliches Glied zwischen Tonabnehmer und Entzerrer-Vorverstärker sind. In der Praxis sind für diese Geräte dieselben Qualitätskriterien wie für Verstärker entscheidend, nämlich hoher Rauschabstand bzw. geringe Brummempfindlichkeit bei Transformatoren, geringste Intermodulationsverzerrungen und Klirrwerte, glatter Frequenzgang und hohe Übersprechdämpfung.

Verstärkungsfaktor und Impedanz können konstant, unter Umständen aber auch umschaltbar sein; in jedem Fall sollte der tatsächliche Eingangswiderstand des Übertragers um das Fünf- bis Zehnfache höher sein als der Innenwiderstand des Tonabnehmers, damit der Frequenzgang im Baßbereich nicht abfällt.

Wichtig ist auch, daß die Spannungsver-Stärkung in Verbindung mit einem Tonabnehmer, der einen relativ hohen Übertragungsfaktor besitzt, nicht zu hoch ausfällt. Bei manchen Kombinationen ist nämlich die abgegebene Spannung so hoch, daß Phonoeingänge mit einer geringen Übersteuerungsfestigkeit von z. B. nur 30 mV übersteuert werden können.
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In der nächsten „Klang-Bild"-Ausgabe (Anmerkung: vom April 1978 - kommt weiter unten) wird die Mehrzahl der heute (Frühjahr 1978) angebotenen Übertrager und Vor-Vorverstärker vorgestellt, darunter wirklich alle, die heute technisch wie klanglich zur absoluten Spitzenklasse zu rechnen sind. Daß nicht alle diese Zwischenverstärker auf demselben Qualitätsniveau stehen und auch nicht jeder mit jedem dynamischen System kombiniert werden kann, versteht sich von selbst.

Die klanglich neutralsten und in der praktischen Nutzung am wenigsten problematischen sind entsprechend gekennzeichnet.

Wer den Kauf eines dynamischen Tonabnehmers erwägt und in seinem Verstärker keinen entsprechend empfindlichen und nieder-ohmigen Phonoeingang besitzt, sollte auf die Qualität dieses Zwischenverstärkers größten Wert legen, denn erst dann kommen die klanglichen Vorzüge auch voll zur Geltung.
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Einige wenige dynamische Tonabnehmer, die derzeit angeboten werden, kommen aufgrund der spezifischen Bauweise beziehungsweise des modifizierten Wandler-
prinzips (höhere Wicklungszahl der Spulen und größerer magnetischer Fluß, dadurch höherer Übertragungsfaktor) ohne zusätzlichen Vor-Vor-verstärker aus, darunter die von Satin angebotenen Modelle der 117er und 118er Serie, dieaußerdem als einzige „moving coil"- Systeme abnehmbare Nadelträger besitzen. Die eine wie die andere Tatsache sollten für die Kaufentscheidung nicht ausschlaggebend sein, sondern nur - wie bei allen Tonabnehmern - die Klangqualität und die mechanische Robustheit des Systems.
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In der Regel aber benötigen die meisten Tonabnehmer, die nach dem Prinzip der „bewegten Spulen" arbeiten, wegen der extrem geringen abgegebenen Spannung (von einigen -zig bis hundert Mikrovolt - uV - reichend) bei ebenfalls kleinem Ausgangswiderstand zur Impedanz- und Spannungsanpassung an die üblichen Phonoeingänge einen (passiven) Übertrager, also einen Transformator, oder einen mit Batterien oder Netzspannung betriebenen (aktiven) Vor-Vorverstärker. Letztere nennt man im Englischen „head amplifier" oder „pre-preamplifier".

Passiv arbeitende Transformatoren besitzen zwar eine sehr hohe Übersprechdämpfung und geringen Klirrfaktor, sind aber oft brummempfindlich und im Frequenzgang nicht so linear. Aktive Vor-Vorverstärker können dagegen in nicht akzeptablem Maße die üblichen Mängel von Verstärkern aufweisen: höheren Klirrfaktor, geringeren Rauschabstand und größere Intermodulationsprodukte.

Der Grund ist natürlich technischer Natur: Bei Hi-Fi-Geräten kann man aus ökonomischen Gründen nicht so extrem hochwertige und rauschfreie Bau-Elemente anwenden wie in der Forschung für Universitäts- und Rüstungszwecke, wo sehr kleine Signale bis hinauf in den Gigahertz-Bereich so rauschfrei und klirrarm wie nur möglich hochverstärkt werden müssen. Solche Bauteile sind, auch wenn sie einem -HiFi-Gerätehersteller zugänglich wären, nun mal sehr teuer.
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Nicht alle Übertrager und Vor-Vorverstärker für „moving coil"-Systeme bieten in ihren technischen Daten und der letztlich entscheidenden klanglichen Wiedergabegüte dieselbe Qualität, und die wenigsten sind wirklich universell verwendbar. Klangliche Unterschiede mögen in einigen Fällen nur subtil und ausschließlich bei direktem Umschalten - korrekte Kapazität und Impedanzanpassung natürlich vorausgesetzt - wahrnehmbar sein.

Und man sollte auch vermuten, daß die Hersteller von dynamischen Tonabnehmern auch „head amps" produzieren, die technisch absolut perfekt auf das System abgestimmt sind. Aber durch Messungen und ausführliche Hörvergleiche kann man ermitteln, welche Kombinationen am perfektesten arbeiten und welche Übertrager oder „pre-preamps" das ihnen vom Tonabnehmer gelieferte Signal am wenigsten negativ beeinflussen.
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Passiver Übertrager mit Spannungsverstärkung von 23,5 dB und einem Klirrfaktor weniger als 0,01 %; nominelle Eingangsimpedanz 20 Ohm; Kanalgleichheit innerhalb 0,5 dB; vergoldete Cinch-Anschlüsse; mehrfache Abschirmung gegen Brummeinstreuungen und hohe Übersprech-dämpfung. (Vertrieb: JWS Systems, Offenbach)

(..... den es aber erst im Herbst 1979 zu kaufen gab.)
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