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Der Tonabnehmer

Ein klangmechanisches Wunder

Toller analoger Plattensound beginnt und endet mit einem guten Tonabnehmer. Aber wie funktioniert das kleine Ding eigentlich und welcher Typ entspricht deinem Bedarf? Wir nehmen dich mit auf eine Reise hinter die Diamantnadel.

Der Tonabnehmer ist die Einheit, welche Variationen in der Rille der Vinylplatte empfängt/liest und diese Schwingungen in ein Klangsignal umwandelt, das verstärkt und über die Lautsprecher wiedergegeben werden kann. Es gibt viele Arten Tonabnehmer für Plattenspieler, alle mit einmaligen Eigenschaften und es gibt sie in allen Preisklassen.

Ein Tonabnehmer ist ein sogenannter „mechanischer Wandler“, ähnlich wie ein Mikrofon. Er setzt bewegliche Energie in elektrische Energie um und verleiht dem Ton so wesentlich mehr Farbe. Die extreme Feinmechanik kann leicht durch die Präzision in der Mechanik, wie auch durch Einwirkungen von außen beeinflusst werden.

Die Nadel im Tonabnehmer bewegt sich unglaublich schnell in der Rille. Sie kann g-Einwirkungen/ Kräften (Schwerebeschleunigung) bis zu 100 g ausgesetzt werden und sich mit einer Geschwindigkeit von über 100 km/h bewegen. Zum Vergleich leistet ein F-16 Jagdflieger etwa 9 g und ein top trainierter Pilot läuft bei 7 g Gefahr, ohnmächtig zu werden. Somit ist es leicht zu verstehen, dass das Tonabnehmersystem von sehr hoher mechanischer Qualität sein muss, um die Rillen perfekt lesen zu können.

Unterschiedliche Tonabnehmerarten für unterschiedlichen Bedarf

Die häufigsten Tonabnehmerarten sind Moving Magnet und Moving Coil, auch MM und MC genannt. Es gibt auch exotischere Arten, auf die in diesem Artikel jedoch nicht weiter eingegangen wird. Hier konzentrieren wir uns auf diejenigen, die bei HiFi-Klubben geführt werden.

Die Wahl des Tonabnehmers ist eine Frage der Qualität, des Preises und wie der Tonabnehmer zum Plattenspieler, zum Tonarm und der angeschlossenen Musikanlage passt. In diesem Artikel vermitteln wir Basiskenntnisse zu den unterschiedlichen Tonabnehmerarten und ihrer Technik.

 

Einleitung - die Schallplatte und ihre Rillen

Bei der Herstellung einer Vinylplatte beginnt man mit dem Schnitt einer Masterplatte entweder aus Kupfer (Direct Metal Master - DMM) oder eines „Lack-Master“, also einer normalen Aluminiumplatte, auf die eine Oberfläche aus Vinylacetat aufgebracht wurde - im Prinzip vergleichbar mit Nagellack. In diesen Lack fräst die Schneidemaschine die Rillen, den sog. „cutting lathe“. Die Platte wird auf einen sich drehenden Plattenteller gelegt und die Rillen werden auf Basis der Schwingungen der Musik von einem Schneidewerkzeug und einer Nadel eingefräst, an die ein sehr kräftiger Verstärker (1.000-3.500 Watt) angeschlossen ist.

Das Schneidewerkzeug fräst die Rillen spiralförmig von außen nach innen hin zur Plattenmitte. So entsteht der Lack-Master - mit Silbernitrat besprüht, sodass alle Rillen in der Platte ausgefüllt werden - , der anschließend zur Replikation gebraucht wird. Das Ergebnis wird dann chemisch behandelt, um eine negative Metallausgabe herzustellen, den sog. „metal stamper“. Dieser wird benutzt, um fertige Vinylplatten zu drucken.

Das Vinyl-Mastering ist ein sehr schwieriger und teurer Prozess und setzt langjährige Erfahrung voraus, um ordentliche Ergebnisse zu liefern. Das ist einer der Gründe, weswegen Vinylplatten im Geschäft normalerweise etwas teurer sind und manchmal, je nach Herstellungsort, auch erhebliche Qualitätsunterschiede aufweisen. Jetzt kehren wir aber erst einmal wieder zum Tonabnehmer zurück!

 

Aufbau des Tonabnehmers

Der Tonabnehmer besteht aus einer kleinen Diamantnadel, die auf einem kleinen Rohr, dem sog. Nadelrohr oder Cantilever montiert ist. An der Rückseite dieses Rohrs ist ein Magnet oder eine Spule angebracht, die sich zusammen mit der Nadel in den Rillen bewegt. Durch die Bewegung entsteht Strom/Spannung im Magnetfeld des Tonabnehmers und diese Variation im Strom/in der Spannung kann man verstärken. Dies hören wir aus den Lautsprechern als Musik.

Normalerweise gibt es drei Arten von Tonabnehmers: Moving Magnet, Moving Coil und ”high-output” Moving Coil.

 

MM – Moving Magnet

Der Moving Magnet Tonabnehmer ist der am weitesten verbreitete Tonabnehmertyp in heutigen Plattenspielern, denn er ist kostengünstig in der Herstellung und verfügt über ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis. Normalerweise werden MM-Tonabnehmer als Standard zusammen mit dem Plattenspieler ausgeliefert.

Wie der Name schon sagt ist Moving Magnet ein elektrisches System, in dem ein Magnet am Ende des „Cantilevers“, d.h. des Rohrs angebracht ist, auf dessen anderer Seite die Diamantnadel montiert ist. Dieser Magnet bewegt sich zwischen zwei Spulensätzen, die zusammen einen sehr kleinen elektromagnetischen Generator bilden. Wenn die Nadel sich mit den Rillen auf der Platte bewegt, bewegt der Magnet sich genauso zwischen den Spulen und erzeugt geringfügigen Strom/Spannung in den Spulen, welche die Musik in den Rillen widerspiegelt.

Der Vorteil dieser Konstruktion ist, wie schon gesagt, dass sie verhältnismäßig leicht und preiswert zu produzieren ist und dass Nadel und Cantilever sich bei Verschleiß auswechseln lassen, wie man es beispielsweise von der 2M-Serie des dänischen Herstellers Ortofon kennt.

Moving Magnet - Vorteile

Die Moving Magnet Tonabnehmer haben zahlreiche Vorteile. Sie sind preiswert in der Herstellung, lassen sich aufgrund der weichen Cantileveraufhängung und dem geringen Gehäusegewicht leicht integrieren und die Nadeleinheit kann in vielen Modellen ausgewechselt werden, sodass sie einfach und kostengünstig im Einsatz sind. Letztlich ist die Ausgangsspannung relativ hoch (4-6 mV), sodass keine große extra Verstärkung im RIAA/Tonarm-Vorverstärker benötigt wird.

Moving Magnet - Nachteile

Der Nachteil ist, dass die bewegliche Masse im MM-Tonabnehmer (Cantilever und Magneten) im Vergleich zum MC-System verhältnismäßig schwer ist. Daher ist die Moving Magnet-Konstruktion weniger empfindlich für sehr kleine Einwirkungen/Schwingungen und liefert so letztendlich ein weniger präzises System, das weniger Einzelheiten in der Vinylrille erfasst.

 

MC – Moving Coil

Moving Coil-Tonabnehmer findet man normalerweise in etwas teureren und besseren Plattenspielern oder im Einzelverkauf zum Nachrüsten eines vorhandenen Plattenspielers. MC gibt es in vielen Preisklassen. Basismodelle liegen aber normalerweise im Preis etwas über den MM-Modellen. Der Grund ist, dass sie wesentlich schwerer und teurer herzustellen sind. Auf der anderen Seite bieten sie eine Klangqualität, die wesentlich besser als die eines normalen MM-Tonabnehmers sein kann.

Der aufmerksame Leser wird verstanden haben, dass der Moving Coil-Tonabnehmer (im Gegensatz zum Moving Magnet) aus einem elektrischen System besteht, in dem die Spulen (coils) sich bewegen, nicht der Magnet.

In einem MC-Tonabnehmer sind die Spulen direkt auf dem Cantilever angebracht und sitzen somit im Magnetspalt eines sehr kräftigen Magnetsystems und vibrieren im Verhältnis zur Musik. Auf diese Art und Weise wird Strom/Spannung erzeugt, wie man es von Lautsprechern mit Magnet und Schwingspule kennt - nur umgekehrt und mit WESENTLICH geringerer Signalstärke.

Die Spulen sind extrem klein und mit sehr dünnen Leitungen hergestellt, sodass es natürlich recht schwierig ist, MC-Tonabnehmer maschinell absolut korrekt herzustellen. Daher werden sie fast immer von Hand gefertigt, wie beispielsweise bei Ortofon. Wie bei MM-Systemen wird auch nur hochwertigeres Material verwendet, sodass klar ist, dass diese, in Kombination mit der deutlich aufwendigeren Handarbeit, teurer in der Herstellung sind.

Moving Coil - Vorteile

Der Vorteil des MC-Tonabnehmers ist, dass die bewegliche Masse (Cantilever, Nadel und Spule) leichter ist und wesentlich besser auf kleine Schwingungen in der Rille reagiert, sodass man ein wesentlich präziseres System erhält. MC-Tonabnehmer sind normalerweise auch aus exotischeren Werkstoffen hergestellt, welche die Leistung verbessern. Beispielsweise kann der Cantilever leichter und steifer sein, das Gehäuse resonanzärmer, es können versilberte Kupferleiter verwendet werden, der Diamantenschliff kann feiner sein, usw.  All das kostet Geld, trägt auf der anderen Seite aber auch zu einer Klangqualität bei, die MM-Tonabnehmer um ein Vielfaches übertrifft - wenn in der Herstellung und Verwendung alles richtig gemacht wurde!

Moving Coil - Nachteile

Einer der Nachteile des MC-Tonabnehmers ist, dass die Ausgangsspannung nicht so hoch ist (normalerweise um 0,5 mV). Um ein niedriges Spulengewicht zu erreichen, werden nur wenige Windungen verwendet, daher ist das Ausgangssignal schwächer. Somit reagiert die Konstruktion auch empfindlicher auf Rauschen, Brummen, usw. Es ist immer ein Kompromiss zwischen Gewicht und Signal/Rauschen. Aus diesem Grund muss ein RIAA/Tonabnehmer-Vorverstärker eines MC-Tonabnehmers von guter Qualität und extrem geräuscharm sein, um das sehr schwache Signal des Tonabnehmers nicht zu beeinflussen oder gar zu verzerren.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die Nadel bei Verschleiß nicht ausgewechselt werden kann. Darüberhinaus erfordern MC-Tonabnehmer eine sehr genaue Einstellung und sind normalerweise mit einer steiferen Cantileveraufhängung ausgestattet, die eine Integration in einen leichten Tonarm erschweren kann. Mit anderen Worten: MC-Tonabnehmer können, wenn sie richtig gut sein sollen, eine verhältnismäßig teure und schwierige Angelegenheit sein. Daher wird diese Art Tonabnehmer in erster Linie von Sound-Begeisterten eingesetzt, die gerne etwas mehr Zeit aufwenden und ihr Tonabnehmersystem bis ins letzte Detail optimieren. Auf der anderen Seite ist es schwierig eine Alternative zu finden, die in puncto Klangqualität ein gutes MC-Setup schlagen kann. Mühe und Anspruch zahlen sich also letztendlich aus!

Wenn die Welt des Moving Coil dich reizt, können wir bei HiFi-Klubben selbstverständlich bei Montage und Einstellung des neuen Tonabnehmers behilflich sein, damit dieser absolut perfekt spielt. Der Basispreis eines MC-Tonabnehmers liegt normalerweise um 300€ und mehr. Moving Coil-Liebhaber sind gerne bereit, mehr Geld für den Tonabnehmer als für das Auto auszugeben!

 

High-output Moving Coil  

Es gibt auch MC-Tonabnehmer vom Typ „high output“, beispielsweise den Denon DL-110. Hier wurde Platz für etwas mehr Windungen in der Spule geschaffen und es wurden einige kräftige Magneten verarbeitet, sodass man ein besseres Ausgangssignal des Tonabnehmers bekommt und ihn wie ein MM-Modell anschließen kann. Hier geht es darum, das Beste aus zwei Welten zu vereinen.

Man profitiert von den vielen Vorteilen der MC-Konstruktion, z.B. dem hohem Output, durch den die Anforderungen an den RIAA-Vorverstärker etwas geringer sind, als bei einem echten MC-Tonabnehmer. High-output MC ist de facto ein ziemlich eleganter Kompromiss, ist aber nicht so präzise, wie reine MC-Typen. Das ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass es mehr Wicklungen gibt und somit die Spulen schwerer sind.

 

Wann ist ein Tonabnehmer zu alt?

Möglicherweise kommt dir folgende Situation ja bekannt vor: „Ich habe den alten Lenco-Plattenspieler meines Großvaters geerbt. Er hat 15 Jahre auf dem Speicher gestanden, aber der Tonabnehmer ist ganz neu - kann ich ihn nicht einfach verwenden? Der ist ja gar nicht benutzt worden.“ Die Antwort ist leider, dass das nicht unbedingt ratsam wäre. Wir empfehlen, den Tonabnehmer gegen einen neuen auszutauschen.

Das Cantilevergummi, d.h. die Gummimanschette, welche die Nadel und den Cantilever hält, ist sehr dünn und reagiert somit sehr empfindlich auf Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit und die heftigen Schwingungen, die entstehen, wenn der Tonabnehmer spielt. Mit der Zeit trocknet das Gummi aus und wird steif und unbeweglich, schlimmstenfalls wird es morsch. Genauso wie ein „ganz neuer“ Fahrradreifen, der den ganzen Winter über bei Wind und Wetter draußen gestanden hat. Das Gummi verschleißt, auch wenn man nicht einen Meter mit dem Rad gefahren ist.

Die Alterung des Gummis zerstört die Fähigkeit des Tonabnehmers, der Spur, also den kleinen Schwankungen in den Rillen ordentlich zu folgen. Das bedeutet in jedem Fall, dass alle schönen Feinheiten der Musik verloren gehen. Schlimmstenfalls beginnt der Tonabnehmer auch wie eine Art Hobel zu fungieren, der in die Schallplatte schneidet, anstatt den Rillen zu folgen. Im worst-case läuft man also Gefahr, seine gesamte Plattensammlung kaputt zu machen!

 

Die Wahl des Tonabnehmers?

Wenn man nur die alten Platten in guter Qualität und so unkompliziert wie möglich hören will, ist ein MM-Tonabnehmer ganz eindeutig die beste Wahl. Man erhält sie in ganz unterschiedlicher Qualität und sie sind einfach zu handhaben. In einige Modelle kann man z.B. einfach eine bessere Nadel einsetzen, wenn die alte abgenutzt ist. Ein guter Ausgangspunkt ist beispielsweise ein Tonabnehmer aus der 2M-Serie von Ortofon, die zu den besten MM-Tonabnehmern überhaupt gehören.

Wer an einen MC-Tonabnehmer gewohnt ist, weiß i.d.R. Bescheid, wie man ihn einbaut und einstellt, aber auch Anfänger sollten hier nicht gleich verzweifeln. Wer Lust hat, einen MC-Tonabnehmer und dessen klangliche Vorteile zu testen, den beraten wir gerne. Wir sind gerne dabei behilflich, den Tonabnehmer zu finden, der perfekt zum jeweiligen Plattenspieler passt. Natürlich können wir auch dabei behilflich sein, dass dieser dann auch perfekt spielt. In diesem Fall braucht man dann zu Hause nur noch die Nadel auf die Platte zu legen und kann die Musik sofort genießen.

DENKE DARAN: Ein Tonabnehmer ist nie besser, als der Plattenspieler, in den er eingebaut wird. Wenn der Plattenspieler dem Tonabnehmer keine guten Arbeitsbedingungen bietet, kann auch der teuerste Tonabnehmer schlechte Leistung abliefern. Daher ist ein besserer Plattenspieler mit einem preiswerteren Tonabnehmer die ratsamere Lösung, als ein teurer Tonabnehmer in einem preiswerten Plattenspieler. So kann man seinen Plattenspieler auch später noch nachrüsten.

Wenn man bereits einen Plattenspieler hat, kann man immer einen guten Tonabnehmer nachrüsten. Denn dort beginnt der Klang und die so erreichten Verbesserungen reichen quer durch die Anlage bis zu deinen Ohren.

 

Welchen Plattenspieler du aussuchen solltest

Wenn du einfach nur deine alten Schallplatten in einer guten Qualität und so unkompliziert wie möglich hören möchtest, ist ein Plattenspieler mit einem schon installierten Magnetsystem zweifelsohne die beste Lösung für dich. Diese zu Preisen zwischen ca. 100 und über 2.000 Euro erhältlichen Geräte lassen sich zudem sehr einfach bedienen. Teurere Modelle kann man sogar mit einem besseren Tonabnehmer ausstatten, wenn die alte Nadel abgenutzt ist. Ein guter Start könnte z.B. ein Plattenspieler der Firma Argon mit einem Ortofon-Tonabnehmer sein. Ortofon ist einer der weltweit führenden Hersteller qualitativ hochwertiger Magnetsysteme.

Wenn du schon einen Plattenspieler mit einem Moving Coil-Tonabnehmer besitzt, kennst du dich wahrscheinlich auch gut mit der Montage und Justage aus. Wenn du aber einmal einen Plattenspieler mit MC-System mit all seinen klanglichen Vorzügen ausprobieren möchtest, dann kannst du uns jederzeit zu Rate ziehen. Und wir können dich auch dabei unterstützen, den Tonabnehmer zu finden, der am besten zu deinem Plattenspieler passt. Und wir sind dir gern behilflich, wenn er einmal nicht einwandfrei funktioniert. So musst du, wenn du heimkommst, nur noch die Nadel auf die Schallplatte senken und kannst die Musik genießen.

 

WICHTIGER HINWEIS: Ein Tonabnehmer kann nie besser klingen als der Plattenspieler, in dem er montiert ist. Einen einfachen Plattenspieler mit einem kostspieligen Tonabnehmer zu kombinieren, ist keine gute Wahl. Bei einem begrenzten Budget ist es empfehlenswerter, einen besseren Plattenspieler (zunächst) mit einem kostengünstigeren Tonabnehmer auszustatten. Auf diese Weise kannst du deinen Plattenspieler zu einem späteren Zeitpunkt immer noch upgraden.

Wenn du einen guten Plattenspieler besitzt, lässt sich die Klangqualität durch den Austausch des Tonabnehmers meist deutlich hörbar verbessern.

 

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