Phonograph Cartridges

Präsentation zum Thema: "Phonograph Cartridges"—  Präsentation transkript:

1 Phonograph Cartridges
SHURE Europe GmbH Headquarters Europe, Middle East & Africa Applications Wannenäckerstraße 28 D Heilbronn Tel: Fax:

2 Übersicht Modulationen der Schallplattenrille
Schneideverfahren / Entzerrung des Signals Tonarm (verschiedene Prinzipien / Fehler) „Tracking“ und „Skating“ Kräfte Verschiedene Tonabnehmer Systeme Nadelschliff „Trackability“ SHURE Produktübersicht

3 Modulation der Rille Drei verschiedene Modulationsarten
vertikale Modulation - Tiefenschrift laterale Modulation - Seitenschrift 45° Stereo Modulation - 45°-Schrift

4 Vertikale Modulation - Tiefenschrift
Variation der Rillentiefe  die Nadel bewegt sich senkrecht zur Schallplatte

5 Laterale Modulation - Seitenschrift
Die Rille wird in der Plattenebene ausgelenkt  Die Nadel bewegt sich auf der Plattenoberfläche Vor der Stereotechnik war diese Modulation üblich

6 Stereo - 45°-Schrift Eine Rille enthält zwei Audiosignale (L+R)
 jede Flanke enthält einen Kanal

7  nicht Mono - kompatibel zur üblichen Seitenschrift.
Warum 45°-Schrift??? Eine weitere Möglichkeit ein Stereosignal in eine Rille zu schreiben wäre einen Kanal vertikal, den anderen lateral zu schreiben.  nicht Mono - kompatibel zur üblichen Seitenschrift.

8 Stereo - Mono - Kompatibilität
Was passiert, wenn eine Mono-Platte mit einer Stereo-Nadel abgespielt wird? Das Stereo-System erwartet das Signal unter einem Winkel von 45°. Die Rille wurde jedoch lateral geschnitten.  Das Ausgangssignal erreicht nur 71% vom dem eines Mono-Systems

9 Bilder einer Stereo-Rille

10 Bilder einer Stereo-Rille
Modulation des rechten Kanals Modulation des linken Kanals

11 Bilder einer Stereo-Rille
Stereo-Signal - Phase  = 0° Stereo-Signal - Phase  = 180° Eine Stereo-Modulation kann unter bestimmten Umständen gleich aussehen wie eine Tiefen- oder Seitenschrift

12 Bilder eines Schneidstichels

13 Die Drehzahl Die ersten Schallplattenspieler hatten keine elektrische Verstärkung. Um genügend Ausgangsspannung zu erzielen war eine hohe Umdrehungszahl - 78 rpm - notwendig. Die heute Übliche Drehzahlen sind: 33,3 rpm - Langspielplatte 45 rpm - (Maxi) Singles

14 Signal-Entzerrung Ohne Entzerrung des Audiosignals:
Tiefe Frequenzen erfordern eine große Auslenkung der Nadel  großer Rillenabstand Hohe Frequenzen hätten sehr kleine Auslenkung der Nadel  sehr kleiner Signal-Rauschabstand

15 Signal-Entzerrung Frequenzgang beim Schreiben und Abspielen

16 Phono - Vorverstärker Das Signal, das die Tonnadel abtastet muß bei der Wiedergabe entzerrt werden um auf den ursprünglichen Frequenzgang zu kommen. Dies geschieht gewöhnlich im Vorverstärker des Vollverstärkers oder in einem externen Entzerrer

17 Tonarm Schwenk-Tonarm Tangentialer Tonarm
Nadel bewegt sich auf einer Kreisbahn Tangentialer Tonarm Nadel bewegt sich auf einer Geraden

18 Tonarm Schwenk-Tonarm - Tangesfehler - hohe Masse
+ kann schnell versetzt werden + einfacher Aufbau Tangentialer Tonarm - kann nur sehr langsam versetzt werden - sehr aufwendiger Aufbau + kein Tangesfehler + geringe Masse

19 Tangensfehler Der Schreibstichel bewegt sich immer tangential zum Plattenradius. Beim Abspielen mit einem Schwenk-Tonarm ist dies jedoch nur an einem Punkt der Fall. Tangesfehler nur an Punkt A null

20 Tangensfehler Durch Verwendung eines S- oder J-förmigen Tonarms kann den Tangensfehler verringert werden.

21 Tonarm Ausrichtung Mit Hilfe eines Winkelmessers kann der Tangesfehler minimiert werden

22 Tonarm Ausrichtung Einstellung an zwei verschiedenen Punkten.
Ist es nicht möglich an beiden Punkten eine parallele Einstellung zu erzielen so ist der innere Punkt zu wählen

23 „Skating Kraft“ Die Skating Kraft resultiert aus den Geometrien und der Reibungskraft zwischen Nadel und Plattenoberfläche. Sie versucht die Nadel zur Plattenmitte hinzuziehen

24 „Skating Kraft“ Skating Kraft verstärkt die Wiedergabe des linken Kanals Abhilfe: Anti-Skating-Kraft

25 „Anti-Skating-Kraft“
Verschiedene Arten zur Erzeugung der Anti-Skating-Kraft

26 Tonarm Resonanz Dämpfung
Ohne eine Dämpfung der Tonarmresonanz kann die Nadel springen

27 Tonarm Resonanz Dämpfung
Mit einer Dämpfung bleibt die Nadel in der Rille

28 Systeme Mehrere Tonabnehmersysteme: Moving Coil (MC)
Moving Magnet (MM) Halbleitertechnik Piezoelektrische Systeme

29 Moving Coil Die Spule bewegt sich in einem homogenen Magnetfeld.
Die Ausgangsspannung ist proportional zu der Geschwindigkeit des Spule beziehungsweise der Änderung des magnetischen Flusses.

30 Moving Coil System

31 Moving Magnet Ein Magnet bewegt sich in einem homogenen Magnetfeld.
Bewegt sich der kleine Stabmagnet (2) zwischen den Polen so ändert sich der magnetische Fluß und in der Spule wird eine Spannung induziert.

32 SHURE V15 Hauptbestandteile: 1. Ausleger 2. Diamantspitze 3. Magnet
4. Magnetpole 5. Spulen für L und R 6. Ausgangsstecker

33 Halbleiter Systeme Die Nadel überträgt die Schwingungen auf zwei hoch dotierte Halbleiter deren Widerstand sich durch die Verformung ändert. Die Ausgangsspannung ist eine Funktion des Widerstandswertes.

34 Halbleiterelement Ansicht eines Halbleiterelementes

35 Piezoelektrische Systeme
Ein piezoelektrischer Kristall erzeugt eine elektrische Spannung bei einer Deformation

36 Nadeln Da die Nadel den einzigen Kontaktpunkt zwischen Platte und Abspielsystem darstellt, kann der Klang nicht besser werden, als vom Tonabnehmer geliefert. Die Tonqualität hängt daher sehr stark von der Qualität der Nadel ab. Genauer gesagt: hängt davon ab, wie exakt die Nadel dem Schnitt auf der Platte folgen kann.

37 Nadelformen Die Nadel soll nur die Rillenwände berühren und nicht den Rillenboden: sphärisch (kugelförmig) biradial elliptisch „micro-ridge“

38 Sphärischer Nadelschliff
Der Rundschliff wurde als erstes entwickelt und wird immernoch am häufigsten verwendet. Frontansicht Querschnitt

39 Sphärischer Nadelschliff
Grenzen des sphärischen Schliffs: Die Modulation wird im inneren der Platte sehr eng, so dass bei einer kugelförmigen Nadel Verzerrungen auftreten.

40 Biradialer Nadelschliff
Die Auflagefläche wurde verkleinert. Durch die kleineren Ausmaße in Laufrichtung kann die Nadel schnelleren Modulationen besser folgen. Frontansicht Querschnitt

41 Elliptischer Nadelschliff
Der elliptische Schliff ist eine Weiterentwicklung des biradialen. Frontansicht Querschnitt

42 Micro-Ridge 1983 entwickelte SHURE die „Micro-Ridge“-Nadel
Durch ihre besondere Form kann diese Nadel der modulierten Rille sehr schnell folgen

43 Footprints Frontansicht Seitenansicht Footprint Sphärisch Biradial
18 m 18 m 18 m 10 m

44 Elliptisch Micro-Ridge 11 m 5 m 75 m 3,8 m

45 Verschlissene Nadeln Die Nadel wird mit der Zeit an den Berührungsstellen abgeflacht. Dadurch dringt sie tiefer in die Rille ein was zu größeren Rauschen führt (am Boden der Rille sammeln sich Verschmutzungen). Scharfe Kanten an der Nadel zerstören die Schallplatte.

46 Verschlissene Nadeln leicht verschlissene Nadel stark abgenutzte Nadel
sehr stark abgenutzte Nadel beschädigt die Schallplatte

47  Jede Nadel hat ihre optimale Auflagekraft
Trackability „Trackability“ (Abtastfähigkeit) ist ein Maß für die Gesamtleistungsfähigkeit eines Tonsystems Die wichtigste Größe ist dabei die Auflagekraft und damit die „Tracking“-Kraft, die durch die Reibung entsteht.  Jede Nadel hat ihre optimale Auflagekraft Die Form der Abtastnadel wirkt sich ebenfalls auf „Trackability“ aus.

48 Trackability „Trackability“ - Diagramm der V15 Typ IV

49 Frequenzgang Zwei physikalische Eigenschaften beeinflussen den Frequenzgang Die Spule Die Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems (Ausleger, Dämpfung)

50 Frequenzgang Die Spule bildet einen Tiefpass (rote Kurve)
Der mechanische Schwingkreis einen Bandpass (blau/türkis)

51 DJ Tonabnehmer Turntablist Dance Club/Rave House/Techno Standard

52 HiFi Tonabnehmer Audiophile Music Lover Versatiltiy Value 78 RPM
M94E MP94E V15VxMR M97xE Value 78 RPM M92E M70BX M78S