Ernst Schmid Elektronik München:

Schallplattentechnik und RIAA


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Ausgehend von einem Blatt Papier mit 80gr /m2  (allerdings bei mittlerer Lutfeuchtigkeit)
ist das "Gewicht" eines Tausendstel Quadratmeter = 80mg 
    Und wie groß ist ein Papierstück mit 1/1000 m2? = 1000 mm2 ?    Wurzel 1000  = 31,6 =  also 31,6mm x 31,6mm  für 80mgr
Besser + praktikabler mit 10mg Papierstückchen = 125mm2  =  10mg    Papierstücke = 12,5 x 10mm.

Damit kann man die Lagerreibung schön austesten indem man den Tonarm ausbalanciert
und dann die Papierstücke mit einer Pinzette auflegt bis sich der Arm bewegt.

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März 2023  Neu auf der Seite:

Über die optimale Auflagekraft der Tonabnehmer auf der Platte
und
Über Tonarmklang

Da ich keine wirtschaftlichen Interessen verfolge, kann ich rein an der technischen Realität schreiben und
muß keinen High End Bullshit verfassen.

Neu auf der Seite am 7.4.2022
Zwei informative Artikel  als PDF  nach  mail-Anfrage  an info(at)pievox.de

Kjaer MechanicalResonances.pdf	TechnicalReview1962-3.pdf

Mythen kann ich als reine Glaubenssätze ohne Wert darstellen.

- Sind  auf der Platte wirklich Frequenzen über  20kHz aufgenommen ?
 
- Hier habe ich meine Meinung über die Rumpel-Filter  zusammengestellt   Rumpel-Filter erforderlich oder nicht ?

- Dieser Artikel beschäftigt sich mit der RIAA Kennlinie und weshalb verschiedene Anti-RIAA- Topologien zu Phasenverzerrungen führen    RIAA Realität 

- Über die "normalen" Abtast-Verzerrungen bei der Phono Technik.

Ich bemühe mich um eine einfache Darstellung ohne math overkill.

Denn das,  was der Platten-spielende Audio-Freund wissen möchte, ist nicht das klitzekleinste Detail,
    sondern  wie die ganze Sache funktioniert - und warum das so ist und nicht anders.

Eventuell werden auch ein paar Glaubenssätze angegriffen wie:

Je genauer die RIAA Wiedergabeentzerrung eingehalten wird, desto besser der "Klang",
        weil es ja dann wie das Original bei der Aufnahme klingen muß.

Dieser Mythos läßt völlig außer Acht, daß auch das Tonabnehmersystem ein Eigenleben hat,
    und mit Sicherheit kein "idealer Schnellewandler" über den Frequenzbereich ist, sondern mit Dämpfungen und Resonanzen behaftet ist.

Man sollte überhaupt keine resonanzanfälligen Strukturen mit Sinustönen messen.
Wer je seinen Höraum mit Sinustönen beschallt hat, weiß was ich meine. Da kommt nichts Gescheites raus,

Sinustöne sind nur eine Krücke für Messungen, sie haben mit Musik so gut wie nichts zu tun.
Da ist Rauschen schon mehr an der Musik-Realität.

Bedauerlicher Weise können sich auch die von mir sehr geschätzten Autoren Douglas Self und  Elliot Sound Products dem Druck der High Ender und ihrer schwachsinnigen Suche  nach letzter Genauigkeit bei der RIAA EQ Kurve und den unvermeidlichen Bypaß-Kondensatoren nicht erwehren. Vor Jahren hatten sie noch den Wert dieser Maßnahmen in der Analogtechnik in Zweifel gezogen. Aber- Fakten - Was ist denn der Schwachsinn dabei, die  RIAA Wiedergabe Entzerrung auf der 0,1dB genau justieren zu wollen? Betrachten wir das System - Was ist eine Schallplatte? Aufgenommen mit Mikrophonen mit unbekannten Frequenzgängen Gemischt auf einem Mischpult mit unbekannten Einstellungen für den Klang  der einzelnen Kanäle Gemastert auf einem Tonbandgerät mit unbekanntem Frequenzgang Geschnitten auf einer Schneidemaschine mit unbekanntem Frequenzgang, Basis = RIAA Abgetastet mit einem Tonabnehmersystem mit unbekanntem Frequenzgang Abgehört über Lautsprecher in einem Raum mit unbekanntem Frequenzgang ...... - Und jetzt soll die Genauigkeit der RIAA- Entzerrung bei der Wiedergabe eine entscheidende Verbesserung im "Klang" bringen ? Wer DAS glaubt, der ist auch davon zu überzeugen, daß Zitronenfalter Zitronen falten.

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Nachdem ich wieder mal auf eine Rausch-Debatte gestoßen bin,  und mir die Argumente mit dem Widerstandsrauschen
und der Schaltungstopologie  (Gegenkopplung parallel oder Seriell, EQ Passiv  oder 2 Stufen) SEHR suspekt sind,
dazu KEINER der Diskutanten je MESSERGEBNISSE vorlegte, die Argumente bewegen sich also frei schwebend im Raum der Theorien.

Dann mess es doch mal, was da rauscht !
Meßplatte  8cm/s 1kHz als 0dB Wert  
Thorens TD 125
Pickup Shure M97 xE in SME 3009 

Verstärkerrauschen gemessen mit Kjaer 2429 Psophometer mit Filter / Weighting
Filter Fremd / RMS  - 69dB   ganz gut
Filter  nach CCITT P53  / RMS  - 72dB   auch sehr gut
Filter CCIR 468 / Qpeak  - 63,5dB   war zu erwarten

Die Absolut -Meßwerte sind nicht vergleichbar *) mit dem was andere Messen,
- wenn sie denn überhaupt Messen - aber die Relationen dürften gleich sein von Leerlauf-Ruhegeräusch - gegen Abtast-Geräusch.

Und dann mit Platte :  Leer-Rille der DHIFI Platte

Gemessen mit Kjaer 2429 Psophometer mit Filter / Weighting
Bezogen  auf 8cm/s   = 0dB
Filter Fremd / RMS  keine verwertbare Anzeige durch irgendwelche Resonanzen wedelt der Zeiger
Filter  nach CCITT P53  / RMS  - 46 dB  holla !  aber das ist es !
Filter CCIR 468 / Qpeak  - 36 dB   und das auch war zu erwarten, das Abtastgeräusch ist also konzentriert im Filterbereich um 5..10kHz

Differenz (das Abtastrauschen)
Die Meßergebnisse sind ernüchternd   für Standard Vinyl. 
CCITT P53  RMS   + 26 dB 
CCIR 468 / Qpeak + 27,5 dB

Nehmen wir an, daß extrem leises Vinyl  noch mal 10dB darunter liegt , sind es immer noch  16dB  RMS die aus dem Nadelgeräusch stammen.

Resumee  Das Verstärkerrauschen geht total unter im Kratzen in der Rille.
Es spielt beim Abspielen einer Platte  aber auch überhaupt keine Rolle mehr.

Man fragt sich schon:
Was soll das Frickeln und Suchen nach noch rauschärmeren Transistoren  und Op Amps.
Das Ruhegeräusch ist doch sekundär, denn letztendlich - wenn man Musik hören will - kratzt die Nadel in der Rille .

*) Ich verwende keine Standard - RIAA, sondern habe den Frequenzgang justiert nach Meßplatte.

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Und noch einer:

Über die "normalen" Abtast-Verzerrungen bei der Phono -Technik.

Daß diese einfache Technik nicht mit 0,01 % Verzerrungen kommen kann, war mir schon klar.

Ich habe lange gesucht bis ich eine Nummer gefunden habe - die Hersteller veröffentlichen
das ja nicht -  denn es paßt nicht in den 0,001 % Vorstellung und dem Mythos des "guten warmen Analogklangs"

Wer starke Nerven hat, der kann sich mal die Meßwerte der Abtast-Verzerrungen des Shure  M75-6  und -E  durchlesen.

Dazu suchen über Google  nach  "TECHNISCHE DATEN Shure M 75-E Shure M 75-6"
Der Link zum fonoforum  ist das PDF

Da fragt man sich dann schon, was das mit den 0,01% des Phono Pre Verstärkers dann noch verbessern soll.

Eine erweiterte Betrachtung mit eigenen Messungen finden Sie in diesem  pdf:

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Sind  auf der Platte wirklich Frequenzen  über  20kHz aufgenommen ?

Es wird oft angenommen und behauptet, auf der Vinyl-Platte wären Frequenzanteile über 20kHz.

Die Realität ist das aber - außer bei den Quadro-Platten - eher nicht, und zwar aus mehreren Gründen:
Mikrofone haben einen begrenzten Frequenzgang.
Im Aufnahmerecorder der einzelnen Micro-Kanäle und im Master-Recorder ist eine Frequenz-Bandbegrenzung (Tiefpaß-Flter),
um möglichst wenig Interferenz mit der Bias-Frequenz entstehen zu lassen.

Weiter:
In der Plattenschneidemaschine ist zum Schutz des Schneidkopfes der Frequenzgang und die maximale Schnelle begrenzt.

Meine Messungen von Spektren der Plattenwiedergebe haben mir auch bei "modernen" Platten KEINE musikalisch wichtigen
Anteile über 18kHz angezeigt. Das sind entweder Oberwellen oder Abtastgeräusche.
Das Meßsystem wurde vorher per Meßplatte im Frequenzgang geprüft, hier waren die Frequenzen 10kHz... 20kHz
zwar etwas wellig +/- 2dB aber im Pegel korrekt angezeigt.

Real heißt das:
Auf den veröffentlichten Musik-Platten endet das Kangspektrum zwischen 15kHz und 18kHz.
Wenn im Spektrum Anteile über 20kHz erkennbar sind, dann ist das Abtastrauschen.
Also  auch so ein Mythos 

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Wie ist das mit dem optimalen Auflagedruck?

Dazu muß man sich die Konstruktion  eines MM - oder MC - Systems genauer  anschauen.

Typ MM  Audio Technica	Typ MM   anderer Hersteller
zum Vergrößern auf das Bild klicken

Bilder Quelle
Audio Technica    https://www.manualslib.com/manual/211439/Audio-Technica-At150mlx.html
Standard Magnetsystemanordnung  aus    high-fidelity-phonograph-cartridge-technical-seminar-faq.pdf
    Oberes Bild ein Kanal - unteres Bild die beiden Kanäle mit dem Freiraum für den Nadel-Magenten.

Die Polschuhe der Magnetjoche sind 90 grad versetzt angeordnet, so daß eine Auslenkung
des ( bei Normal-Auflagekraft) zentral  liegenden Magneten nur die 45 grd Modulation Rechts oder / und  Links
eine Magnetfeldänderung ! verursacht. Das ergibt dann die Spannung an den Spulen.

Erkennbar die Magnetjoche, in derem Luftspalt der Magnet  mit dem Nadelträgerröhrchen pendelt.
Der Nadelträger ist gefedert und taucht etwas ein - am Ideal-Punkt kommt der Magnet optimal in die Luftspalte.

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Der Tonarmklang

Auch so  ein ewiges Thema - Tonarmklang
Über die Energie, die auf den Tonarm wirkt, die Rillenmodulation über Nadelnachgiebigkeit auf das gesamte Aggregat
des Tonarms mit Lager und Gewichten und dem Sockel.

Die paar  Zehntel-Newon aus der Rillenflanke sollen über die Feder der Nadel da was anregen können ?
Denn mehr kann es ja nicht sein, sonst würde die Nadel . mit  10.. 20 N angedrückt - die Rille verlassen

Ja, gut, Schwingungen und Resonanzen.
Da braucht es wenig Energie, um ein ungedämpftes und schwingfähiges System anzuregen.
Nur  -  1.  wo ist am Tonarm ein ungedämpftes schwingfähiges System ?
- und  2.  wer - außer Spezialisten - hört sich Platten mit Sinustönen an?

Fakt ist doch:  Die Eigenresonanz der Tonabnehmernadel und der Tonarm-Masse wird unter 10 Hz  gelegt.

D.h. über dieser Frequenz wirkt das ganze Gebilde Tonabnehmer - Tonarm +++  als Tiefpaßfilter mit immer größerer Dämpfung zu höheren Frequenzen.

Die übertragene Leistung sinkt mit der Rate 1/ 100 pro Dekade d.h. bei 1kHz wird nur 1/100 der Leistung eingekoppelt relativ zu 100Hz . usw.
Es wäre mal der Versuch zu unternehmen, mit einem Analyse Mikrophon zu hören, ob  - und wo  -
beim Abspielen einer Platte Geräusche aus der Abtastung auftreten.

Ich kann mich erinnern, daß ich - als mein Gehör noch besser war - durchaus höchste Frequenzen direkt von der Nadel gehört habe,
aber nie etwas vom Tonarm oder Lager.
Nichtmal beim Thorens TP13 - und das ist der windigste Tonarm, den ich je gesehen habe.

Welche minimale Energie überhaupt bei der Abtastung einer Schallplatte auftritt wird auch erkennbar,
wenn ein massiger Plattenteller von einer superdünnen Saite angetrieben wird.
Wäre da wirklich Kraft im Spiel, würde die Saite sofort reißen oder die Drehzahl enorm absinken.

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Eine andere Geschichte ist die Temperatur, die angeblich bei der Abtastung zwischen Diamant und Rillenwand auftritt.

Es wird hier von über 100grd berichtet.
Das ist wohl auch der Grund, weshalb bei der Naßabtastung hinter der Nadel immer diese Dampffahnen beobachtet werden.
Und erklärt auch, weshalb immer die Haube offen sein sollte,
damit der Dampf abziehen kann und immer genügend Kühlluft da ist.
Das war mein Beitrag zum 1.4.2023

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Und bei allen Details nie vergessen:   Die Musik kommt immer noch vom Tonträger.
Und wie sie da drauf kommt, ist ein langer Weg voller Verstärker, Klangregler und anderen analogen und digitalen Apparaten.
Also - Entspannung ist angesagt.


Weitere Texte über die Berechnung  von Schallplatten-relevanten Daten:
 
Berechnungen um die Schallplatte Teil 1
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Berechnung der RIAA auf der Meßplatte
Schnelle, Auslenkung / Amplitude  und Frequenz
Ein reales Pickup ist KEIN idealer Schnellewandler

Berechnungen um die Schallplatte Teil 2.pdf
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Berechnen des Pegels aus einer geschnittenen Rille mit bekannter Auslenkung

Berechnungen um die Schallplatte Teil 3
Themen
Berechnen der Schnelle bei hohen Frequenzen
Berechnen der  Amplitude der geschnittenen Rille
Berechnen der Wellenlänge auf der Platte