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(Published Internet Name ON01-21.rtf / Copyright Manfred Baier, omtec hifi components, Giessen 1992) Tontechnik mit Arm (hsd) Über die Montage und Einstellung von Plattendrehern, Tonarmen und Systemen ist viel - aber viel Unsinn geschrieben worden. In der Ausgabe Hifi Vision Okt.’91 wurde u.a. hierzu ein Artikel veröffentlicht, der zum Teil erheblich falsch ist, und zum anderen das grundsätzliche Problem der Systemmontage nicht trifft.Vor der Problemdarstellung möchte ich grundsätzlich voranstellen: - Der Klirrgrad ist das Verhältnis der geometrischen Summe aller auftretenden Oberwellen einer Schwingung zum Effektivwert der Gesamtschwingung. - Alle durch Abtastverzerrungen entstehenden Oberwellen bestimmen den Klirrgrad der Abtastung. Mit steigendem Klirrgrad wird die naturgetreue Wiedergabe erheblich verschlechtert. - Die mono-geschnittene Schallplatte macht nur seitliche Auslenkungen und kommt mit einem Einkommponententonabnehmer aus, weil er für einen großen Teil geometrischer Abtastverzerrungen unempfindlich ist. Die Stereoschallplatte braucht einen Zweikonponenten-Tonabnehmer (Seiten- und Tiefenschrift). Dadurch muß voraussetzungsgemäß die geometrische Summe der Ausgangsspannungen für beide Kanäle konstant sein. Daraus folgert, daß alle Verzerrungen, die auf geometrische Verhältnisse zwischen Schallrille, deren Auslenkungen und der Abtastspitze zurückzuführen sind, bei der Wiedergabe voll als ‘Klirr’ zur Geltung kommen. Hinzu kommen Spurverzerrungen durch die unterschiedliche Form des Schneidstichels zur gerundeten Abtastspitze sowie Verzerrungen durch den sogenannten vertikalen Spurfehlwinkel. Hierunter versteht man den Winkel zwischen der einen Ebenen, in der der Schneidstichel schwingt und der anderen Ebene, in der die Abtastspitze des Systems ihre Schwingungen ausführt. Diesen Spurfehlwinkel gilt es so klein wie möglich zu halten. Schlimm ist dabei, daß Schallplatten-Abtastverzerrungen auch bei leiser Musikwiedergabe zu hören sind. Während der Klirrgrad bei der analogen Elektronik und Lautsprechern bei kleinen Ausgangsleistungen stets abnimmt, bleibt er beim falschen Abtastvorgang der Schallplatte voll erhalten. Solche Schallplattenverzerrungen können also auch bei kleinen Lautstärken gut wahrgenommen werden. Nun gilt es für jedermann, der einen Tonabnehmer an einen Tonarm montiert, die geometrischen Verhältnisse des Tonarms zu kennen und sie streng zu beachten. 
Der Kosinussatz liefert die elementare Beziehung zwischen sehr elementaren Größen der Tonarmgeometrie: siehe Formel 2. 
Die Nadel steht tangential zum Abtastradius, wenn Delta gleich 0 ist, also wenn FORMEL 3 und 4 
Dieses ist eine quadratische Gleichung für R, die also maximal zwei Lösungen haben kann. In dem o.g. Aufsatz Hifi Vision wird behauptet, die Idelalinie der Abtastnadel würde an drei Punkten erreicht. Dieses ist Unsinn.Die Abtastnadel kann allenfalls die Ideallinie in einem oder zwei Punkten oder in keinem Punkt schneiden. 
An den Tonarmtypen Linn und dem Tonarm Thorens TP16 soll beispielhaft die Tonarmgeometrie deutlich gemacht werden. Siehe dazu Tabelle. 
Optimal wird ein Tonabnehmer eingemessen, wenn zu gegebenem Achsabstand die Kombination U/beta gesucht wird, sodaß über den gesamten Verlauf von R der Fehlwinkel S möglichst klein gehalten wird. Daraus ergeben sich dann zwangsläufig R1 und R2 nach Formel 5. Die Optimierung erfolgt über ein sehr aufwendiges PC-Programm.Der Verfasser des Artikels in der Hifi-Vision legt praktisch R1 und R2 im Vorwege fest. Ihr Mittelpunkt ist Lsin(beta)=93,47. Woher dieser Wert stammt ist nicht ersichtlich. Alleine durch Nachmessen ergeben sich Werte von R1=66 und R2=122. Diesen Wert 93.47 werden wir noch untersuchen und durch Iteration bestimmen können. Wir müssen jedoch festhalten, daß diese Festlegung keine Optimierung des Spurfehlwinkels Delta bewirkt. Die Festlegung, und damit eine Justierung des Tonabnehmers nach diesen Werten mit gerade in der Headshell sitzendem Tonabnehmer funktioniert nur, wenn die Hersteller nach dem Verhältnis 1) nach FORMEL 6 konstruieren. 
Zurückkehrend auf die beiden Tonarmhersteller Linn und Thorens ergeben sich dann nach diesem VerhältnisLinn - ß müßte ca. 24,1 Grad sein Thorens - ß müßte ca. 24,0 Grad sein. Tatsächlich sind es jedoch 24,0 Grad bzw. 22,0 Grad. An dem Beispiel Thorens sieht man: Nur spezielle Tonarme lassen sich etwa nach der Festlegung des HifiVision-Artikels und seiner Schablone justieren. Die Behauptung des Verfassers, Plattenspieler mit einem L . sin ß von 93,47 lassen sich nach der Schablone justieren allein durch die Veränderung des Überhangs und ohne Verdrehung des Kröpfungswinkels, ist richtig. Hierzu der Beweis, wobei D=L.sin ß ist:
Dazu z.B. Linn mit U=18 und Thorens mit U=17,7 wenn ß von 22 auf 24 Grad verändert wurde.Weil das Verhältnis beim Tonarm Linn in etwa dem Idealwert 93,47 entspricht, braucht der Kröpfungswinkel nicht geändert zu werden, dagegen gilt dies nicht für den Thorens-Arm. Hier muß der vorgesehene Kröpfungswinkel von 22 Grad auf 24 Grad verändert werden; und für alle Tonarme, für die die Bedingung L.sin ß=93,47 nicht gilt. Am SME-eigenen Tonarm Type 345soll dieses erläutert werden. Die vorgegebenen Parameter sind A=215,35 mm, ß=23,20 Grad, U=16,98 und L=232,35. Ist ein System unter diesen geometrischen Bedingungen montiert, liegt eine Optimierung vor. Dann sind relativer Klirrf.= 0,102 cm/s Spurfehlwinkel = 0,145 Gr/cm 1. Nullstelle = 63,09 mm 2. Nullstelle = 120,44 mm Der SME-Tonarm dieses Typs hat in der Headshell kein Langloch für die korrekte Montage nach den SME-eigenen Vorgaben. Nun nehmen wir an, der Systemkörper bedingt für die Montage zur Gesamtlänge hin ein Verrückung des Tonarmes um drei mm nach hinten. Jetzt liegen andere geometrische Bedingungen vor: A=212,35 mm und U=19,98 mm (L=232,33). Die jetzige notwendige Optimierung erfolgt in allen Parametern A=212,35 mm, U=19,98 mm, ß=26 Grad (der Arm sieht 16,98 Grad vor). Dabei werden relativer Klirrf.= 0,163 cm/s Spurfehlwinkel = 0,230 Gr/cm 1. Nullstelle = 63,25 mm 2. Nullstelle = 141,03 mm Die beiden Gegenüberstellungen am SME-Tonarm 345 zeigen, daß ein System in keinem Tonarm ohne Langlöcher in der Headshell geometrisch korrekt montiertbar ist (Ausnahme _.sin ß=93,47). 
Vergleicht man die wichtigen Parameter Klirrfaktor, Spurfehlwinkel, erster und zweiter Nulldurchgang miteinander, so kann man deutlich schlechtere Parameter feststellen, alleine deshalb, weil die vorgegebenen gepmetrischen Bedingungen nicht hinreichend eingehalten werden können.Für den interessierten Hifi-Freund soll dieser Exkurs in eine optimale Tonarm/System-Geometrie die Erkenntnis sein, daß der korrekte Systemeinbau beherrschbaren Gesetzen folgt. Wer sie beachtet, wird an der Schallplattenwiedergabe viel Freude haben. |
