HiFi-Club >Die HIGH-FIDELIKER< Plattenspieler-Technik

Als Ende August 1877 Thomas Alva Edison die Kurbel seines Phonographen zum ersten Mal in Bewegung setzte, konnte er nicht ahnen welche Entwicklung er in Gang setzte. 120 Jahre später dreht sich mit der Compact Disc der fünfte Nachfolger jener Wachswalze in modernen digitalen Abspielgeräten.

Es war aber auch ein wunderlicher Apparat der da auf dem Labortisch stand. Auf einem Brett ein Gestell mit einer Spindel und Handkurbel. Darauf befestigt eine Walze über deren ganzer Länge eine Rillenspirale eingeschnitten und mit einer Stanniolfolie umwickelt war. In diese Rille drückte ein Stift welcher von der Mitte einer Membran kam, die in ein kleines, dosenförmiges Gehäuse eingebaut war. Schließlich endete das ganze in einen kleinen Trichter und man spürte ein leichtes Zittern der Nadel, wenn man dort hineinsprach. Schließlich sprach er die ersten Worte, die je aufgenommen wurden : "Mary had a little lamp, its fleece was white as snow; and everywhere that Mary went, the lamp was sure to go." Es war die Geburtsstunde unserer heutigen Phonowelt.

Dieser Apparat, der Phonograph, war von 1877 bis 1887 das Maß der Dinge. Allerdings dachte Edison nicht im Traum daran, seine Erfindung zur Speicherung von Musik zu benutzen, vielmehr wollte er es als Diktiergerät oder ähnliches vermarkten. Als Sprachspeicher war der Phonograph auch eine ganze Zeit lang in Gebrauch. Von 1887 bis 1936 war dann das Grammophone die Technik der Musikspeicherung, welche damals noch ausschließlich als Direktschnitt in die Ohren der Zuhörer kam, denn die Bandaufzeichnung war noch nicht erfunden. Dieses sollte erst um das Jahr 1936 erfolgen und die Tonaufzeichnung revolutionieren. In der Schallplattentechnik erfolgten die Aufnahmen zumeist erst nach 1945 auf Magnetband, da diese Technik vorher von den Militärs gehütet wurde. Die erste echte Systemerweiterung kam so etwa um 1955 : Stereo. Versuche mit der Zweikanaltechnik gab es aber schon viel früher. So wurde der Disney-Film >Fantasia< schon 1940 im sogenannten Fantasound in einigen dafür ausgestatteten Kino präsentiert. Dabei handelte es sich sogar um eine Art Dreikanaltechnik (für unsere Heimkinofans : mit "Raum-Kanal"). Auch im Kriegsdeutschland von 1943/44 wurden Versuche mit Klassikaufnahmen in Stereo gemacht. Die Bänder tauchten vor kurzen in russischen Archiven auf, darunter Aufnahmen von großer historischer Bedeutung.

Da passierte etwas, was sonst nur selten passiert : Sie taten sich zusammen. Seit dieser Zeit wurde nichts mehr wirklich neues entwickelt. Alle anderen Prinzipien spielten dagegen nur Nebenrollen. Auch ein Plattenspieler mit der heute magischen Nummer 1210. Das bei DJ´s berühmte Technics-Laufwerk war (oder ist) ein Vertreter der direktgetriebenen Laufwerke. Bei diesen Laufwerken liegt der Motor direkt auf der Plattentellerachse. Die größten Stückzahlen solcher Laufwerke erzielte wohl die Firma Dual. Diese Technik war aber nicht problemlos. So neigten gerade günstige direktgetriebene Laufwerke nach ein paar Jahren Betrieb zum Rumpeln. Weitere Konstruktionen waren oder sind : Magnettellerlager (Platine Verdier), Linearantrieb (Denon), Tangentialtonarme (Revox,...).

Heute ist der Plattenspieler ein Nischenprodukt. Nennenswerte Umsätze werden nur noch mit DJ-Plattenspielern und Platten gemacht. Diesen Umstand verdanken wir wohl überhaupt das Überleben der schwarzen Scheibe. Dennoch gibt es heute so viele gute und sehr gute Plattenspieler wie noch nie vorher in Ihrer über hundertjährigen Geschichte.

Plattenspieler bestehen im Prinzip aus drei Teilen : Laufwerk, Tonarm, Tonabnehmer. Diese Einteilung besteht seit Edisons Tagen. Das Laufwerk hat die Aufgabe die Schallplatte in konstanter (33 1/3 Umdehungen pro Minute bei LP´s.) Drehung zu versetzen. Der Tonabnehmer ist der eigentliche Wandler des Plattenspielers (ja, auch der hat einen!). Er wandelt die in der Rille "eingefrorenen" mechanischen Schwingungen in elektro-magnetische Schwingungen um. Der Tonarm schließlich führt den Tonabnehmer über die Rille. Nun gab und gibt es viele Diskussionen über die Wichtigkeit der einzelnen Komponenten. In den 60er und 70er Jahren machte man sich noch wenig Gedanken über die Qualität des Plattenspielers. Der spielte Schallplatten ab und damit pasta! Erste Ansätze die Qualität auf breiter Ebene zu steigern kamen Ende der 60er Jahre auf (Thorens, Acustical Research...). In den 70er Jahren schließlich kam dann Ivor Tiefenbrunn mit seinen legendären Ausspruch >Shit in, shit out<. Damit meinte er, dass ein Verstärker eben nur so gut sein kann, wie das Eingangssignal erlaubt. Dennoch dauerte es bis in die 80er Jahre, bis es sich auf breiter Ebene durchsetzte, dass die Quelle (Plattenspieler, CD-Player, Tuner..) eben die wichtigste Komponente in einer HIFI-Anlage ist. In diesem Artikel möchte ich mich hauptsächlich auf Tonarm und Tonabnehmer konzentrieren, da im Normalfall am Laufwerk keine oder wenige Einstellungen nötig sind.

Er ist der Träger des Tonabnehmers, der die Schallplattenrille abtastet und gleichzeitig durch diese geführt wird. Damit der Tonabnehmer dieser Führung ungehindert folgen kann, muss die Reibung im Tonarmlager möglichst klein gehalten werden. Tonarme die der Bewegung eine Kraft entgegensetzen gehören ausgetauscht. Drehtonarme können nun grundsätzlich keine genaue Führung des Tonabnehmers garantieren. Woher kommt das? Der Schneidestichel im Plattenpresswerk läuft tangential über die Pressmatrize. Also müsste auch der Tonabnehmer tangential über die Platte bewegt werden. Außer bei Tangentialtonarmen ist dies aber nicht der Fall. Deshalb verpasste man den Drehtonarmen eine Kröpfung. Das bedeutet man knickt den Tonarm in Richtung Tellerlager ab. Dadurch bekommt man zwei Effekte. Erstens wird der tangentiale Spurfehlwinkel in einer Toleranz von +- 1,5 Grad gehalten. Zweitens entsteht eine nach innen gerichtete Skatingkraft, die durch geeignete Maßnahmen wieder ausgeglichen werden muss (sog. Antiskating).

Tonabnehmer

Heutzutage gibt es fast ausschließlich Tonabnehmer mit Induktionswandlern. Das sind Wandler die das Induktionsgesetz zur Erzeugung der Signalspannungen nutzen. In einem Magnetfeld sitzen Spulen, in denen durch Bewegung der Spulen (Moving Coil) oder durch Veränderung der Stärke des Magnetfeldes (Moving Magnet), eine Spannung erzeugt wird, die der "eingefrorenen" akustischen Welle in der Schallplattenrille propotional ist. Die Abtastung findet dabei durch eine Nadel statt, die in die Rille eintaucht und von den Rillenflanken in Schwingungen versetzt wird.
Um die geometrischen Verhältnisse beim Schneiden der Lackfolie und beim Abtasten der Schallplatte möglichst anzunähern, haben Schallplattenhersteller und und Hersteller von Tonabnehmern sich auf die Einführung eines vertikalen Spurwinkels von 20 Grad mit einer Toleranz von +-5Grad geeinigt. Darunter versteht man den Winkel zwischen der Senkrechten auf die Plattenoberfläche und der Tangente an den Schwingungskreis der Nadelspitze. Dank dieser Maßnahme schwingt die Nadelspitze in der gleichen Ebene wie der Schneidestichel beim Schneiden der Lackfolie.

Einstellungen am Plattenspieler

1.) Die Geometrie der Abtastung

Damit ein Plattenspieler sein klangliches Potenzial voll ausschöpfen kann, müssen Tonarm, Tonabnehmer und Lauwerk optimal ein- und aufgestellt werden. Unter der Geometrie der Abtastung versteht man alle Maßnahmen die dazu dienen, den Tonabnehmer zu jeder Zeit der Abtastung der Platte, am richtigen Ort sein zu lassen. Als erstes stellt man das Laufwerk in Waage. Diese Maßnahme in unbedingte Voraussetzung zum Gelingen aller weiterer Einstellungen. Am besten benutzt man dazu eine sehr leichte, kleine Waage, die auf dem Plattenteller plaziert wird. Besitzt das Laufwerk ein Subchassis muss dieses exakt eingestellt werden, so das bei Anregung von oben das Subchassis kolbenförmig schwingt (keine Taumelbewegungen).
Jetzt bauen wir den Tonabnehmer in den Tonarm ein. Meist befindet sich am vorderen Ende des Tonarmes ein sogenanntes Headshell ("Kopfschale") mit zwei Langlöchern. Dort bauen wir also den Tonabnehmer ein, so das er in den Langlöchern verrutscht werden kann.
Für die folgende Einstellung benötigt man eine Schablone oder Einstelllehre. Der Tonabnehmer muss jetzt in die richtige Position innerhalb der Langlöcher gebracht werden. Am besten man befolgt einfach den Anweisungen, die mit der Schablone geliefert werden. Jetzt ist der Tonabnehmer an der richtigen Position im Headshell und sollte gerade ausgerichtet sein. Man sollte beachten, das der Tonabnehmer auch von vorne gerade auf der Platte aufliegen muss. Diese Einstellung lässt sich am einfachsten mit einem Spiegel bewerkstelligen, auf den der Tonabnehmer aufgelegt wird. Bilden Tonabnehmer und sein Spiegelbild eine senkrechte Linie, so stimmt diese Einstellung. Diese Einstellungen gewährleistet die Einhaltung der Toleranzen des tangentialen Spurfehlwinkels und einer maximalen Kanaltrennung.

2.) Der vertikale Spurfehlwinkel

Um alle Vorteile der Normierung des vertikalen Spurwinkels auszunutzen, darf der vertikale Spurfehlwinkel nicht größer als 2 Grad betragen. Dazu sind zwei Einstellungen vorzunehmen. Erstens die richtige Einstellung der Auflagekraft. Man halte sich einfach an die Empfehlungen des Herstellers. Zweitens muss der Tonarm bei aufliegenden Tonabnehmer waagerecht sein.

Einstellen der Auflagekraft
Entweder man besitzt eine Tonarmwaage und kann damit die Auflagekraft direkt einstellen oder man muss die Einstellung "zu Fuß" machen. Dazu dreht man solange am Auflagekraftgewicht des Tonarmes, bis der Tonarm samt Tonabnehmer in völliger Waage steht. Jetzt hat man die Position 0 gefunden. Meist kann man am Tonarmgewicht eine Drehskala verstellen, so das sie auf 0 zeigt. Jetzt dreht man das Gewicht in Richtung höherer Auflagekräfte, bis man an der Skala die gewünschte Auflagekraft eingestellt hat. Man sollte beachten, dass solche Drehskalen meist nicht sehr genau sind, aber auf +- 0,15 sollte man damit hinkommen.

Waagerechtstellung des Tonarmes
Ob das überhaupt möglich ist hängt vom Plattenspieler ab. Falls es diese Möglichkeit gibt, sollte man sie unbedingt nutzen. Am besten schaut man den Tonarm im aufliegenden Zustand exakt von der Seite an. So kann man die Linie des Armes mit der Kante der Platte vergleichen und kommt schnell zur richtigen Einstellung.

3.) Das Antiskating

Da bei gekröpften Drehtonarmen eine Skatingkraft auftritt, die den Tonabnehmer nach innen ziehen will, muss diese kompensiert werden. Das Einstellen der Antiskating ist eine etwas diffiziele Angelegenheit, da der Tonarm leicht nach innen ziehen sollte. Die Frage ist natürlich: Was heißt hier "leicht"? Auch die Einstellung selbst ist nicht immer einfach, da die meisten Skalen keine oder völlig ungenügende Genauigkeiten haben. Am besten funktioniert die Sache mit einer unbespielten Platte. "Clarity-Records" stellte anfang der 90´er Jahre Platten her, die nur einseitig bespielt waren. Deren Rückseite kann man sehr gut zur Antiskatingeinstellung benutzen. Die Analogue Audio Association vertreibt eine Testplatte die eine Antiskatingzone besitzt. Auch damit wird diese Einstellung zum Kinderspiel. Man stellt jetzt die Antiskatingeinrichtung solange nach, bis der aufgesetzte Tonarm leicht nach innen zieht. Fertig.