Die Zellen

Es gibt verschiedene Arten von Tonabnehmern: mit beweglichem Magneten, mit beweglicher Spule, mit induziertem Magneten, mit variablem Reluktanzmagneten …

1. Beweglicher Magnet, MOVING MAGNET (MM) 

Im Jahr 1948 erfand NORMAN C. PICKERING den Moving-Magnet-Tonabnehmer sowie die austauschbare Nadel. Dieser Tonabnehmer verfügt über zwei Magnete (für Stereowiedergabe), die direkt am Tonabnehmerarm (dem CANTILEVER) befestigt sind, der zwischen zwei Spulen schwingt, je nach den Bewegungen, denen der Diamant in der Rille der Schallplatte direkt ausgesetzt ist. Diese Bewegungen erzeugen eine Modulation und somit ein Audiosignal. Der Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass der bewegliche Teil sehr leicht und leicht austauschbar ist. Der Ausgangspegel ist hoch, in der Regel zwischen 2,2 mV und 6 mV, und lässt sich daher leicht verstärken.

Diese Tonabnehmer sind oft sehr leistungsstark (vor allem heutzutage) und werden zu sehr günstigen Preisen angeboten, da sie relativ einfach herzustellen sind.

 Die Vorteile:

• Hohe Empfindlichkeit, hoher Ausgangspegel
• Einfacher Nadelwechsel
• Robustheit
• Erschwinglicher Preis

Die Nachteile:

• Mehr oder weniger gleichmäßige Ansprache
• Hohe Verzerrung

2. Bewegliche Spule, MOVING COIL (MC)

Das Patent wurde 1946 von der dänischen Firma „ORTOFON“ angemeldet. Im Gegensatz zum MM-Typ sind die beiden Spulen am Tonarm befestigt und erzeugen durch ihre Schwingung zwischen den beiden Magneten das modulierte Signal. Die interne Bauweise erlaubt keinen Austausch der Nadel, da diese fest mit dem Tonabnehmer verbunden ist. Um die Belastung der beweglichen Teile zu verringern, ist die Anzahl der Spulenwindungen begrenzt, was zu einem relativ schwachen Ausgangssignal zwischen 0,25 mV und 0,55 mV führt. Einige Hersteller haben das Magnetfeld ihrer beweglichen Spulen „verstärkt“: Man spricht dabei von High-Level-MCs. Ihr Ausgangspegel liegt zwischen 0,80 mV und 3,3 mV (BENZ MICRO, ORTOFON MC TURBO). 

Die Vorteile:

• Sehr geringer Verzerrungsgrad
• Hervorragende Impulsantwort, sehr gute Dynamik
• Sehr gute Klangbalance, sanfte Wiedergabe mit hoher Dichte

Die Nachteile:

• Geringer Ausgangspegel, erfordert einen Vorverstärker oder einen Transformator (mit Ausnahme bestimmter Modelle)
• Keine Möglichkeit, die Nadel zu wechseln
• Hoher Preis

3. Die anderen…

Induktionsmagnet-Tonabnehmer (IM) sind von MC-Tonabnehmern abgeleitet. Sie stellen theoretisch eine Weiterentwicklung dar. Anstelle der Spule ist ein kleiner Stab aus Weicheisen am Tonarm befestigt, der im Feld eines starken und schweren Permanentmagneten schwingt. Diese Konstruktion ermöglicht eine Gewichtsreduzierung der beweglichen Teile, was ihr Verhalten im Hochtonbereich und bei Transienten verbessert. Allerdings weisen diese Tonabnehmer eine hohe Gesamtmasse auf und müssen mit schweren Tonarmen kombiniert werden.

Tonabnehmer mit variablem Reluktanzprinzip sind weder MM- noch MC- noch IM-Tonabnehmer. Ihr Magnetkreis besteht aus einem dünnen Weicheisenstab, der im Luftspalt eines durch einen Permanentmagneten polarisierten Magnetkreises schwingt. Die Empfindlichkeit dieser Tonabnehmer ist gering, und der Austausch der Nadel ist relativ aufwendig (DECCA London MK5, B&O; MMC 20S).

Die VMS-Tonabnehmer (VARIABLE MAGNETIC SHUNT) wurden von ORTOFON entwickelt, um die verschiedenen Mängel der MM- und MC-Technologien zu beheben. Hier sind die Magnete und Spulen feststehend. Wenn der Schlauch durch die in der Rille der Schallplatte aufgezeichnete Modulation in Bewegung versetzt wird, schließt er die am Ringmagneten erzeugten Magnetfelder teilweise kurz und erzeugt in den Spulen elektrische Signale erzeugt, die die ursprüngliche Rillengravur der Schallplatte originalgetreu wiedergeben. Diese Lösung reduziert das Gewicht des beweglichen Teils und des gesamten Tonabnehmers, was eine einfache Kombination mit fast allen Tonarmen ermöglicht.

MOVING-IRON-Tonabnehmer sind den VMS-Tonabnehmern sehr ähnlich. Diese Technologie, die mit ganz speziellen Magneten arbeitet, wurde von Norman C. Pickering erfunden. Das Prinzip wird heute von GRADO genutzt.

Die Lebensdauer eines Tonabnehmers (zwischen 400 und 1200 Stunden) hängt von mehreren Faktoren ab: der verwendeten Technologie, der Qualität der verschiedenen Materialien, aus denen der bewegliche Teil besteht, und der Sorgfalt bei der Herstellung. Die Qualität der Montage am Tonarm und die damit verbundenen Einstellungen müssen jedoch den mit dem Tonabnehmer gelieferten Angaben entsprechen (Auflagekraft, Tonarmhöhe, Antiskating…). Zudem ist es unerlässlich, die mit dem Plattenspieler oder dem Tonarm mitgelieferten Schablonen zu verwenden, um den Tonabnehmer perfekt auf diesen auszurichten. Diese Einstellung muss mit höchster Präzision vorgenommen werden, da sie entscheidend für eine Wiedergabe mit minimalem Spurfolgefehler ist. 

- Der „Standard 1/2 Zoll“ ist, wie der Name schon sagt, am weitesten verbreitet. Die Kabel führen direkt aus dem Tonarm und werden an der Rückseite des Tonabnehmers an vier Kontakten angeschlossen. Glücklicherweise erleichtert die weitgehend einheitliche Farbcodierung der Kabel den Anschluss: Rot: rechter Ausgang, manchmal mit R (Right) gekennzeichnet; Weiß: linker Ausgang, manchmal mit L (Left) gekennzeichnet; grün: rechte Masse, manchmal mit RG (Right Ground) gekennzeichnet; blau: linke Masse, manchmal mit LG (Left Ground) gekennzeichnet. Im Allgemeinen befinden sich die Hotspots oben und die Massen unten. Es kommt daher vor, dass die beiden unteren Masseanschlüsse einfach mit „G“ für „Ground“ gekennzeichnet sind, wie bei einer Micro Acoustics-Zelle, die in einer meiner Kisten herumliegt. Sie werden auch feststellen, dass manche Tonabnehmer direkt die richtigen Farbcodes aufweisen, was den Anschluss selbst für einen Neuling ermöglicht. Man findet auch andere Bezeichnungen, zum Beispiel nur die Angaben L und R sowie G für die Masse und S für das Signal. Mit ein wenig Überlegung kommt man leicht zurecht, und ein Anschlussfehler führt im schlimmsten Fall zu einem leichten Brummen, im besten Fall zu einer Vertauschung von rechts und links.

- Die Ortofon/SME-Halterung, die häufig von DJs verwendet wird. Es handelt sich um eine Bajonettbefestigung, und man hat entweder einen Tonabnehmer ohne Tonabnehmerhalter, der direkt angeschlossen wird, oder einen Tonabnehmerhalter im Standardformat 1/2". Diese Konfiguration ist sehr praktisch, um den Tonabnehmer leicht auszutauschen (allerdings muss die Gewichtsanpassung neu vorgenommen werden).

- Die T4P- oder P-Mount-Halterung, die häufig bei Tangential-Plattenspielern verwendet wird. Ein Ersatztonabnehmer ist relativ leicht zu finden, aber nur die Nadel zu wechseln ist viel schwieriger, da sie überhaupt nicht standardisiert ist. Bei generischen Tonabnehmern ist die Auswahl recht begrenzt.

4. Nadeln und Tonabnehmer

Vor dem Aufkommen der Langspielplatte in den 1950er Jahren hatten die auf Plattenspielern verwendeten Nadeln das Profil und die Größe einer Nadel.

Angesichts des verfügbaren Platzes auf der Schallplatte erwies es sich als notwendig, die Rillenbreite zu standardisieren. Diese beträgt etwa 0,075 mm, kann jedoch bei bestimmten Pressungen, bei denen man zusätzliche Aufnahmezeit gewinnen möchte, auf 0,040 mm reduziert werden. Ab 1957 erforderte die Stereo-Rillengravur eine Rille, bei der die beiden Flanken einen Winkel von 90° bilden und jeweils den linken und rechten Modulationskanal tragen. Dieses Verfahren wurde von der amerikanischen Firma Westrex entwickelt.

Der Diamant ist in fast allen Fällen an seinem Ansatz konisch. Der Teil, der mit der Rille der Schallplatte in Kontakt steht, kann mit verschiedenen Profilen geschliffen sein. Die ersten audiophilen Nadeln hatten ein sogenanntes konisches Profil, das jedoch in Wirklichkeit sphärisch war, wie die berühmteDENON DL 103 (1963). Diese Nadeln haben den Vorteil, dass sie einfach herzustellen sind und keine präzise Einstellung des Anstellwinkels erfordern. Da die Kontaktfläche mit der Schallplatte groß ist, ist der Verschleiß bei gleicher Auflagekraft geringer. Allerdings ist die Verzerrung hoch und die Bandbreite im Hochtonbereich eingeschränkt. Diese Form wird noch immer bei preisgünstigen Tonabnehmern und solchen verwendet, die eine hohe Auflagekraft erfordern, wie beispielsweise bei der Verwendung durch DJs.

Das „PERFEKTE“ Profil wäre eines, das sich perfekt und vollständig an die Form der Rille anschmiegt, wie es ein Gravurmeißel tun würde. Dies ist jedoch unmöglich, da eine solche Nadel Vinylspäne hinterlassen würde!

Um den Abstandsmaß der Nadel zu verringern, haben die Hersteller die elliptische Form mit einer zur Rille senkrechten Hauptachse gewählt. Ihre mandelförmige Herstellung ist wesentlich komplexer und erfordert hochpräzise Werkzeuge. Daher ist sie für Tonabnehmer der mittleren oder oberen Preisklasse bestimmt, auch wenn einige sehr preisgünstige Modelle dieses Profil übernehmen (Ortofon OM5E, „e“ für elliptisch!). Sie hat den Vorteil einer sehr geringen Verzerrung im Hochtonbereich und einer sehr feinen Wiedergabe, da sie selbst den kleinsten Unebenheiten der Rille folgt. Um jedoch die Auflagekraft zu verringern, benötigt sie eine sehr leichte bewegliche Einheit mit einer relativ weichen Aufhängung. Dieser Nadeltyp ist normalerweise nicht für Tonabnehmer mit geringer Compliance geeignet.

Unter Berücksichtigung dieser Grundprinzipien wurden heute noch aggressivere Profile entwickelt. Die bekanntesten sind die hyperelliptischen, wie die SHIBATA (Ortofon 2M Black, Cadenza Black), die REPLICANT (Ortofon Cadenza Bronze), die FG „FRITZ GEIGER “ (Ortofon Mc Rondo Bronze), die FINE LINE (Ortofon 2M Bronze, Cadenza Red), die NUDE ELLIPTIQUE (Ortofon 2M Blue), die ORTOLINE usw.

Das Profil der Nadel ist nicht das einzige Qualitätsmerkmal, das die akustische Leistung eines Tonabnehmers bestimmt. Die Wahl des Steins, seine kristalline Ausrichtung und die Politur nach dem Schleifen sind entscheidende Faktoren für die Wiedergabequalität und gewährleisten die Langlebigkeit der Abtastleistung. Manche Modelle bestehen lediglich aus einem gewöhnlichen mikroskopisch kleinen Stein, der einfach auf das Ende eines Kegels geklebt wird, der aus einem weniger edlen Material wie Titan oder Saphir, im besten Fall, oder sogar aus einfachem Stahl besteht! Ein weiteres Element, das einen direkten Einfluss auf die Klangqualität eines Tonabnehmers hat, ist der Cantilever. Dabei handelt es sich um diesen kleinen Stab, auch Tonabnehmerhebel genannt, der auf der einen Seite den Diamanten und auf der anderen Seite entweder zwei Magnete (MM) oder zwei Spulen (MC) aufweist. Er kann aus Beryllium, Bor (Ortofon Cadenza Black), Rubin (Ortofon Cadenza Blue) und sogar aus Diamant (Dynavector) bestehen. Viele Tonabnehmer, darunter einige der renommiertesten, verfügen jedoch über einen Cantilever aus Aluminium. Sein Profil ist in der Regel zylindrisch, kann aber auch konisch sein.