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Die Technik

Wissenswertes zur Technik Tonabnehmer Plattenspieler

tonabnehmer plattenspielerWenn ein Schallplattenspieler hinsichtlich des Klangs und Sounds auf ähnlichem oder auch höherem Niveau einer Audio-CD stehen will, muss er mit hochwertiger und exzellenter Technik ausgestattet sein.
Denn die Aufzeichnungen der Töne auf einer Schallplatte sind aus phsikalischen Gründen im Klang verfälscht, die nun die Schallplattenspieler-Technik vollends gut ausgleichen muss.

Dazu gehören insbesondere:Tonabnehmer Plattenspieler
→ Harmonische Verzerrungen (Erzeugung künstlicher Oberwellen)
→ Clipping-Verhalten (weicherer Klang bei übersteuerten Aufnahmen)
→ geringere Übersprechdämpfung (Verminderung der Stereo-Darstellung)
→ Kompressionseffekte (überhöhter Druck im Sound)
→ nichtlinearer Frequenzgang (Über- bzw. Unterbetonung bestimmter Frequenzbereiche)

Um diese damit verbundenen Klangverfälschungen optimal zu beseitigen, bedarf es also hochwertiger und -qualitativer technischer Komponenten im Schallplattenspieler. Die wichtigsten dieser Komponenten sind:

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Tonabnehmer Plattenspieler

Der Tonabnehmer Plattenspieler

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Der Tonabnehmer eines Plattenspielers ist eine komplexe Baugruppe, die am Tonarm montiert wird. Insofern besteht der Tonabnehmer vom Plattenspieler aus einer Abtastnadel, dem Nadelträger und einem Tonwandler, die im Tonabnehmer-Gehäuse untergebracht sind. Tonabnehmer Plattenspieler
Das Bild zeigt den hochwertigen und -qualitativen Ortofon Vinyl Master MM-Tonabnehmer für Plattenspieler

An der Spitze der Abtastnadel ist in der Regel ein geschliffener Diamant angebracht. Es kann aber auch ein Saphir oder Rubin sein. Der Nadelträger befindet sich in einem Schaft, der elastisch gelagert ist und der die Schwingungen über eine Gabelkostruktion an den Wandler des Tonabnehmer-Systems überträgt. Dieser wandelt schließlich die Bewegung in elektrische Spannung um. Im Gehäuse hochwertiger Tonabnehmer für Plattenspieler befindet sich auch noch ein Mitlaufbesen, der Staub und Schmutz von der Abtastnadel entfernt hält. Tonabnehmer Plattenspieler

Damit Stereophonie erzeugt werden kann, müssen zwei voneinander unabhängige Tonkanäle die Schallplatte abtasten. Somit bestehen Stereo-Tonabnehmer für Plattenspieler aus zwei Wandlersystemen bei einer dennoch einzelnen Nadel. Deren Spitzen sind dann jeweils um 45° gegenüber der Vertikalen und quer zur Plattenrille geneigt – und somit untereinander um 90° versetzt. Damit sind sie orthogonal und erreichen die erwünschte Entkopplung. Tonabnehmer Plattenspieler

Tonabnehmer für Plattenspieler mit elektromagnetischen Wandlern (MM) sind am weitesten verbreitet, weil sie relativ günstig hergestellt werden können und weil die Abtastnadel in der Regel ausgetauscht werden kann. Im Gegensatz zu elektrodynamischen Wandlern (MC) erzeugen die elektromagnetischen Abnehmer höhere Signalspannungen, weil deren Spule aufgrund der weniger beschränkten Masse eine hohe Windungszahl haben kann. Das besondere Unterscheidungsmerkmal sind die die beweglichen Magnete – „Moving Magnet (MM)“ -, die sich zwischen den Polschuhen der Spulen der beiden Stereokanäle bewegen. Elektromagnetische Wandler benötigen zudem einen Vorverstärker, um die Wiedergabe zu entzerren. Dabei wird der Tonabnehmer des Plattenspielers mit einem integrierten Entzerrvorverstärker über den Phonoeingang verbunden. Tonabnehmer Plattenspieler

Bei den elektrodynamischen Wandlern (MC) sind die Spulen beweglich (Moving Coli). Diese werden durch ein dynamisches Abtastsystem in einem konstanten und möglichst homogenen Feld eines Dauermagneten bewegt. Die Spulen haben auch nur eine gringe Windungszahl, um die bewegten Massen (Abtastnadel, Nadelträger, Spulenträger und Spulen) möglichst niedrig zu halten. Für fast alle MC-Systeme ist zudem ein empfindlicher Vorverstärker oder ein Anpassungstransformator erforderlich. Da die Spulen auch fest mit dem schwingenden Nadelträger verbunden sein müssen, ist ein Austausch einer abgenutzten oder beschädigten Abtastnadel nur bei speziell dafür konstruierten Plattenspielern möglich. Elektrodynamische Wandler weisen jedoch weniger nichtlineare Verzerrungen auf als elektromagnetische Systeme. Tonabnehmer Plattenspieler

Der piezoelektrische Wandler(auch als „Kristalltonabnehmer“ bezeichnet) erzeugt durch Keramikstreifen eine Signalspannung, wenn diese durch die Abtastnadel verbogen werden. Als Piezowerkstoff verwendet man heute Bariumtitanat/-zirkonat. Piezo-Abtaster liefern eine elektrische Ladung, die durch einen Ladungsverstärker für eine gute Tiefenwiedergabe sorgt und die in eine proportionale Spannung umgewandelt wird. Allerdings sind die Keramikstreifen durch die erforderliche Verbiegung ziemlich steif und erfordern hohe Auflagedrücke. Die Wiedergabe ist zudem durch Eigenresonanzen beeinflusst. Somit ist dieser Wandlertyp nur noch in sehr einfachen und niedrigpreisigen Plattenspielern vorhanden. Tonabnehmer Plattenspieler

Tonabnehmer Plattenspieler

Der Tonarm

Pro-Ject Plattenspieler mit Karbon-Tonarm
Der Tonarm des Schallplattenspielers fungiert als Führungsbauteil der an seinem Ende befestigten Abtastnadel. Dieser kann rein manuell (vorsichtig mit der Hand) oder mithilfe einer gedämpften Absenkautomatik oder am besten vollautomatisch auf die Schallplatte aufgelegt werden.

Das Bild zeigt den luxuriösen Pro-Ject Plattenspieler mit einem Karbon-Tonarm

Die Hauptkomponenten des Tonarms bestehen aus dem Arm selbst, der entweder in gerader oder in s-förmiger Konstruktion ausgeführt sein kann. Weiterhin gehören dazu der Befestigungsmechanismus für den Tonabnehmer, ein Gegengewicht, um den Tonarm auf unterschiedliche Tonabnehmergewichte und Auflagekräfte einzustellen und teilweise eine Anti-Skating-Vorrichtung. Tonabnehmer Plattenspieler

Der Tonarm kann in zwei verschiedenen Bauarten konstruiert sein: der Radialtonarm und der Tangentialtonarm.

Weil der Radialtonarm um eine vertikale Achse drehend gelagert ist, kann bei dieser Bauart der Tonabnehmer bei seinem Weg über die Platte keinen konstanten Spurwinkel zur Rille der Platte einnehmen. Dadurch kommt es beim Abspielen zu unterschiedlich starken Verzerrungen, je nach dem welche Position der Tonabnehmer auf der Platte einnimmt. Das wird aber vermieden, indem die Einstellung von Tonarm und Tonabnehmer so erfolgt, dass der Tonabnehmer an zwei Positionen auf der Platte (bei Radius 66,0 und 120,9 mm) exakt tangential zur Rille positioniert wird. Damit wird gewährleistet, dass mögliche Verzerrungen, die durch den Spurfehlwinkel entstehen, über die gesamte Abspielphase auf ein Minimum reduziert werden.

Im Gegensatz dazu wird der Tangentialtonarm auf einem Schlitten tangential zur Plattentellerachse in linearer Richtung mitbewegt. Der große Vorteil eines Tangentialtonarms besteht somit darin, dass die Nadel idealerweise stets genau tangential zur Rille liegt. Damit tastet die Nadel die Plattenrille genau in dem gleichen Winkel ab, wie auch der Schneidestichel, der bei der Plattenproduktion die Rille geformt hat. Mögliche Verzerrungen reduzieren sich damit von selbst auf ein Minimum. Tonabnehmer Plattenspieler
Durch einen Servomotor, der den Tonarm entsprechend der Plattenrille nachführt, wurde diese Tangentialtechnik in der Anfangszeit möglich. Dadurch konnten auch geringste Auslenkungen des Arms aus der linearen Idealausrichtung durch Nachführung des Schlittens behoveb werden.

Moderne und hochwertige Plattenspieler sind mit einem Tonarm ausgerüstet, der nicht mehr auf einen Servomotor angewiesen ist. Denn die Nachführkraft der Plattenrille (Trackingkraft) reicht bereits aus, damit der Tonarm der Plattenrille sebstständig folgen kann. Derartige Tonarme sind auch nicht mehr seitlich verdrehbar, sondern in tangentialer Ausrichtung fest auf dem Schlitten montiert.Tonabnehmer Plattenspieler

In unterschiedlichen Ausführungen werden die Tonabnehmer am Tonarm befestigt. Dabei erfolgt die Montage kaum noch direkt an einer im Tonarm integrierten Haltevorrichtung, sondern an einem speziellen Systemträger, der ein einfaches Auswechseln des Tonabnehmers ermöglicht. Dazu gehören verschiedene Klemm- oder Klebeverbindungen und bei bei höherwertigen Konstruktionen axiale Schraub- oder Bajonett-Befestigungen.

Die Halbzoll-Schraubbefestigung ist im HiFi-Bereich stark vertrten. Diese Bezeichnung bezieht sich auf den horizontalen Abstand der beiden Schrauben, mit denen der eigentliche Tonabnehmer im Systemträger befestigt wird.
Tonabnehmer Plattenspieler
Die SME-Bajonettbefestigung ist vor allem bei DJs sehr beliebt. Diese ermöglicht nicht nur einen einfachen und schnellen Wechsel des Tonabnehmers, sondern eine sehr nachgiebige Lagerung der Nadel und somit eine geringere Auflagekraft.

Tonabnehmer Plattenspieler

Die Abtastnadel

Technics Nadel EPS 24 CS Nachbau
Die Abtastnadel ist das sensibelste Bauteil in der komplexen Technik der Schallplattenspieler. Sie sollte deshalb den aktuell höchstwertigen Qualitätsansprüchen genügen, um viel Freude am Klang und Sound der Schallplattenmusik zu haben. Insofern sollte die Abtastnadel auf jeden Fall mit einem fein geschliffenen Diamanten ausgerüstet sein, der heute die Maßstäbe für lange Lebensdauer, Auflagekraft und Antiskating (in Kombination mit einem hochwertigen Tonarm- und -abnehmer) setzt.Tonabnehmer Plattenspieler

Das Bild zeigt eine hochwertige „Technics Nadel EPS 24 CS“ zur Nachrüstung.

Ein wesentliches Qualitätsmerkmal hochwertiger Abtastnadeln ist die Schliffform des Diamanten. Dabei besitz die Meisterklasse einen Multifacettenschliff mit einer durchschnittlichen Haltbarkeit von 1.800 Stunden. Bei einem Rundschfiff oder elliptischen Schliff beträgt die Lebensdauer zwischen 500 und 1000 Nutzungsstunden. Und nicht zuletzt beeinflussen die Sauberkeit sowohl von Schallplatte und Abtastnadel die Lebensdauer. Daher sind in hochwertigen Tonabnehmern auch spezielle Reinigungseinrichtungen für die Nadel bereits integriert.Tonabnehmer Plattenspieler

Tonabnehmer Plattenspieler

Die Phonovorstufe

Amari LP-10 High End Plattenspieler mit Phonovorstufe
Die MM- oder MC-Tonabnehmer, mit denen die modernen Plattenspieler ausgestattet sind, haben allerdings eine sehr kleine Ausgangsspannung. Daher benötigen sie auch eine Phonovorstufe, also einen sogenannten „Phono-Entzerr-Vorverstärker“. Dieser regelt dann automatisch das Signal vom Plattenspieler insofern an, dass an seinem Ausgang der Pegel genauso laut ist wie bei CD-Playern, Tunern und anderen Geräten.

Das Bild zeigt einen hochqualitativen Amari LP-10 High End Plattenspieler mit integrierter Phonovorstufe.

Je nach Art des Tonabnehmers ist die Phonovorstufe mit den Eingängen für „MM“ und „MC“ ausgestattet und beschriftet, an den der Endverstärker direkt angeschlossen wird. Für Plattenspieler ohne eingebaute Phonovorstufe ist daher ein externes Gerät sehr zu empfehlen, wenn man viel Wert auf bestmöglichen Klang und Sound legt. Dabei sollte man auch nicht am falschen Ende sparen und einen Vorverstärker wählen, der in seiner Leistung dem jeweiligen Plattenspieler gerecht wird und nicht gleich an seine Qualitätsgrenzen stößt.

Tonabnehmer Plattenspieler

Die Antriebstechnik

Audio Technica AT-LP120USBHC Plattenspieler mit Direktantrieb
Die Antriebstechnik ist ebenfalls eine sehr wichtige Kompnente für leistungsstarke Plattenspieler mit optimalem Klang und Sound. Dafür müssen vor allem drei Anforderungen erfüllt werden: ein schnelles Hochlaufen des Plattentellers, eine minimalste Übertragung von Motorvibrationen auf den Plattenteller und eine exakte Regelbarkeit der Plattentellerdrehzahl.

Das Bild zeigt den beliebten Audio Technica AT-LP120USBHC Plattenspieler mit Direktantrieb.

Bei einem Direktantrieb ist die Plattenteller-Achse auch gleichzeitig die Achse des Antriebsmotors. Somit gehört im Prinzip der Plattenteller zu einem Bauteil des Motors, wie es bei einigen Modellen (z.B. Technics SL-1210) auch eindeutig der Fall ist. Die Elektromagnete des Motors wirken dabei direkt auf den Plattenteller bzw. dieser liegt auf dem Rotor des Motors auf. Damit wird die Plattentellerdrehzahl dirkt über die Drehzahländerung des Motors beeinflusst. Auch wenn die Motordrehung über ein Zahnrad auf die Plattentellerachse übertragen wird, handelt es sich um einen Direktantrieb.Tonabnehmer Plattenspieler
Der Direktantrieb ist vor allem im DJ-Bereich sehr beliebt und verbreitet, weil damit extrem kurze Hochlaufzeit realisiert werden.

Beim Riemenantrieb erfolgt die Übertragung der Motordrehung auf den Plattenteller mittels eines Gummieriemen oder -bandes. Diese Antriebsart ist auch am meisten verbreitet, weil durch die mechanische Entkopplung zwischen Motor und Plattenteller die besonders unerwünschten Vibrationen des Plattenteller fast ausgeschlossen werden können.Tonabnehmer Plattenspieler
Die Steuerung der Drehzahl des Plattentellers kann einerseits direkt über die Motordrehzahl oder andererseits durch den Einsatz unterschiedlich großer Laufscheiben (Übersetzungen) zwischen Motorachse und Plattenteller erfolgen. Bei letzterem wechselt der Antriebsriemen von einer Scheibe auf die andere, was bei modernen Dual-Plattenspielern mit Vario-Pulley ganz automatisch erfolgt und dabei sogar eine Drehzahlfeineinstellung (Pitch) möglich ist.

Eine dritte Antriebsart ist der Reibradantrieb. Dabei wird die Übertragung der Drehzng durch ein Gummirad realisiert, das an den zylindrischen Innenrand des Tellers andockt. Dadurch kann zwar eine recht gute Übertragung des Drehmoments auf den Plattenteller – und damit ein schnelles Hochdrehen – erreicht werden, jedoch besteht dabei die Gefahr, Vibrationen des Motors über die relativ starre Kopplung auf den Teller zu übertragen. Deshalb ist der Reibradantrieb auch nur noch selten (z.B. in alten Nostalgie-Plattenspielern) vorhanden und wird in modernen Geräten nicht mehr eingesetzt.

Tonabnehmer Plattenspieler

Der Plattenteller

Pro-Ject Debut Carbon (AC) Esprit Plattenspieler mit Acrylteller
Ein hochwertiger und leistungsstarker Plattenteller garantiert eine optimal ebene Drehung der Schallplatte, ohne dabei Schwingungen und Vibrationen zu erzeugen. Dazu sind schwere Plattenteller aus hochwertigem Material (insbesondere Acryl) sehr gut geeignet, um diesen Qualitätskriterien bestens zu entsprechen.Tonabnehmer Plattenspieler

Das Bild zeigt den Pro-Ject Debut Carbon (AC) Esprit Plattenspieler mit einem hochwertigen Acrylteller.

Denn durch eine angemessen hohe Masse laufen die Plattenteller einerseits sehr ruhig und andererseits sind massive Teller für Körperschall weitaus weniger anfällig, mit der Folge, dass diese deutlich weniger Störgeräusche übertragen.

Tonabnehmer Plattenspieler

Das Gehäuse

Onkyo CP-1050 (D) Hi-Fi Plattenspieler
Ein hochqualitatives Plattenspieler-Gehäuse gewährleistet in erster Linie eine effektiv schwingungsdämpfende Konstruktion. Neben einer guten Materialwahl (Holz, Kunststoff oder Aluminium) muss dafür das Gerät auf höhenverstellbaren schwingungsdämpfenden Füßen stehen, die am besten aus elsatischem Gummi gefertigt sind. Natürlich spielt auch das Design des Gehäuses eine wichtige Rolle bei der Auswahl eines optimalen Plattenspielers – und deshalb sollte es auch die Qualitätskriterien gleichzeitig erfüllen.Tonabnehmer Plattenspieler

Das Bild zeigt den Onkyo CP-1050 (D) Hi-Fi Plattenspieler mit edlem Holzplatten-Gehäuse.