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Ein klangmechanisches Wunder

Der Tonabnehmer
ein feinmechanisches Wunderwerk

Die Klangqualität bei der Wiedergabe analoger Schallplatten steht und fällt mit der Güte des Tonabnehmers. Aber wie funktioniert dieses kleine Wunderwerk der Technik eigentlich und welcher Typ ist der richtige für dich? Wir laden dich ein zu einer Reise hinter die Kulissen der Abtastsysteme.

Der Tonabnehmer ist dafür zuständig, der Rille auf einer Schallplatte zu folgen und sie abzutasten. Die hier eingravierten Informationen werden dann wieder in ein akustisches Signal gewandelt, das verstärkt und über die Lautsprecher wiedergegeben werden kann.

Ein Tonabnehmer ist somit ein mechanischer Wandler. Er ähnelt auch ein wenig einem Mikrofon, denn beide verwandeln kinetische Energie in Strom. Als Vorteil einer solchen analogen Tontechnik gilt, dass sie Musik im Vergleich zu digitalen Medien musikalischer, räumlicher und gefühlvoller wiedergibt. Tonabnehmer sind feinmechanische Wunderwerke, die überaus anfällig gegen Vibrationen und externe Einflüsse sind.

Die Nadel des Tonabnehmers bewegt sich mit einer äußerst hohen Geschwindigkeit innerhalb der Rille. Sie kann g-Kräften von 100 g ausgesetzt sein und eine Geschwindigkeit bis zu 100 km/h erreichen. Um einen Vergleich zu machen: Ein Kampfjet des Typs F16 ist einer Beschleunigung von bis zu 9 g ausgesetzt. Und selbst gut ausgebildete Piloten fallen in Ohnmacht, wenn sie über längere Zeit Kräften von 7 g ausgesetzt sind. Es ist demzufolge leicht nachvollziehbar, dass ein Tonabnehmersystem sehr hohen mechanischen Belastungen standhalten muss, um die Rille einer Schallplatte einwandfrei auslesen zu können.

Je nach Anforderung den geeigneten Tonabnehmer

Die gängigsten Tonabnehmertypen sind Magnet- und Moving Coil-Systeme, die auch unter der Bezeichnung MM und MC bekannt sind. Es gibt auch andere exotischere Modelle, auf die wir in diesem Artikel aber nicht weiter eingehen werden. Wir fokussieren uns auf die Typen, die wir auch bei HiFi Klubben führen.

Die Auswahl des richtigen Tonabnehmers ist oft eine Frage der Qualität, des Preises und der Art und Weise, auf die der Tonabnehmer dem Plattenspieler, dem Tonarm und der daran angeschlossenen Musikanlage entspricht. Im Rahmen des vorliegenden Artikels vermitteln wir dir einige grundlegende Kenntnisse über die unterschiedlichen Typen von Tonabnehmern und die damit verbundene Technik.

Wie eine Schallplatte entsteht

Für die Herstellung einer Schallplatte wird das gemasterte Programm­material zunächst mit einem beheizten Schneidstichel in Form einer Spirale in den Lack einer beschichteten Folie geschnitten. Diese Lackplatte wird zunächst mit Silber beschichtet, damit sie elektrisch leitend ist, und dann galvanisch verkupfert oder vernickelt.

Die Metallschicht bildet ein etwa 0,5 mm dickes Negativ, den „Vater“. Von diesem werden in einem weiteren galvanischen Verfahren mehrere Positive, „Mütter“, abgezogen. Die eigentlichen Pressmatrizen („Söhne“) werden wiederum durch einen galvanischen Prozess aus den Mutterplatten gefertigt.

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Um den Umweg über „Väter“ und „Mütter“ zu vermeiden, wurde zu Beginn der 1980er Jahre das sogenannte DMM-Verfahren („Direct Metal Mastering“) entwickelt. Hier erfolgt der Schnitt direkt in eine auf einer Edelstahlplatte aufgebrachte Kupferschicht, von der dann unmittelbar die „Söhne“ erstellt werden.

Das Vinyl-Mastering ist ein sehr komplexer und kostenintensiver Prozess. Nur mit langjähriger Erfahrung lässt sich der gesamte Herstellungsprozess auf hohem Niveau durchführen. Dies ist auch einer der Gründe, warum Vinylschallplatten in der Regel etwas teurer verkauft werden und warum es je nach Hersteller große qualitative Unterschiede gibt. Kommen wir nun aber wieder zurück zu den Tonabnehmern!

Die Funktionsweise eines Tonabnehmers

Die in der Schallplattenrille befindlichen Informationen tastet der Tonabnehmer mit einem winzigen Diamanten ab, der an der Spitze eines kleinen, als Nadelträger bezeichneten Metallrohrs befestigt ist. Am anderen Ende des Nadelträgers ist entweder ein Magnet befestigt, der sich zwischen zwei kleinen Spulen befindet, oder winzige Spulen, die im Spalt eines im Tonabnehmer eingebauten Magneten stecken. Wenn der Diamant nun durch die Rille gleitet und der Nadelträger entsprechend vibriert, induziert diese Bewegung eine Spannung im von Magnet und Spulen erzeugten magnetischen Feld. Durch die Schwankungen der Spannung innerhalb des Magnetfeldes kann man das in der Schallplatte gespeicherte Musiksignal wieder hörbar machen, verstärken und als Musik in unseren Lautsprechern hören.

Im Allgemeinen unterscheidet man drei Arten von Tonabnehmern: Magnetsysteme, Moving Coil-Systeme und Moving Coil-Systeme mit einem hohen Ausgangssignal.

Magnetsysteme (MM)

MMagnetsysteme sind die am weitesten verbreiteten Tonabnehmer, da sie kostengünstig zu produzieren sind und ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis aufweisen. Diese Systeme sind auch bei den meisten Plattenspielern standardmäßig ab Werk montiert.
MM (= „Moving Magnet“ = „bewegter Magnet“) bedeutet, dass sich bei diesem System am hinteren Ende des Nadelträgers ein kleiner Magnet befindet, der sich – angeregt durch die Schwingungen des Diamanten in der Schallplattenrille – zwischen zwei Spulen hin und her bewegt. Magnet und Spulen bilden einen winzigen elektromagnetischen Generator, der eine Spannung erzeugt, die an den Verstärker weitertransportiert wird und schließlich als Musiksignal zu hören ist.

Die Vorteile von Magnetsystemen

Wie bereits angemerkt, bestehen die Vorteile des Magnetsystems darin, dass es einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und dass sich der Nadelträger mit dem Diamanten leicht ersetzen lässt, wenn er abgenutzt ist. So ist es beispielsweise beim Abtaster 2M des dänischen Herstellers Ortofon.

Zudem harmonieren Magnetsysteme mechanisch mit den meisten Tonarmen. Dies ist auf die weiche Aufhängung des Nadelträgers und das geringe Gewicht des Gehäuses zurückzuführen. Außerdem lässt sich ein Nadelträger zugleich mit zahlreichen Modellen verwenden, wodurch Ersatznadeln sehr kostengünstig sind. Schließlich ist die Ausgangsspannung von Magnetsystemen mit 4 bis 6 Millivolt vergleichsweise hoch, sodass das Signal in den Phonovorstufen nicht übermäßig verstärkt werden muss.

Der Nachteil von Magnetsystemen

Der Nachteil von Magnetsystemen besteht darin, dass die in einem MM-Tonabnehmer zu bewegende Masse (Nadelträger plus Magnet) im Vergleich zum MC-System ziemlich schwer ist. Ein Magnetsystem kann dadurch weniger sensibel auf den Verlauf der Schallplattenrille reagieren, was sich durch eine vergleichsweise weniger detailgetreue Wiedergabe des Musiksignals bemerkbar macht.

Moving Coil-Systeme (MC)

Moving Coil-Tonabnehmer sind seltener anzutreffen und werden meist nur in Verbindung mit teureren und hochwertigeren Plattenspielern eingesetzt. Auch MC-Systeme sind in verschiedenen Preisklassen erhältlich, üblicherweise sind sie aber aufgrund der komplexeren und kostenintensiveren Herstellung teurer als Magnet-Tonabnehmer. Dafür klingen MC-Systeme in der Regel deutlich besser als MM-Abtaster.

Moving Coil-Tonabnehmer arbeiten mit einem elektrischen System, in dem sich bei der Wiedergabe einer Schallplatte die Spulen anstelle des Magneten bewegen („Moving Coil“ = „bewegte Spule“). Dafür sind hier die Spulen direkt am Nadelträger fixiert, welcher sich wiederum im Spalt eines kräftigen Magneten bewegt und dadurch in Abhängigkeit der Nadelbewegung die Spannung erzeugt, welche an den Verstärker weitergeleitet wird.

Die Spulen sind winzig und bestehen aus sehr dünnen Drähten, weshalb sich die Herstellung von MC-Tonabnehmern sehr aufwändig und komplex gestaltet. Die meisten Systeme werden in Handarbeit produziert, wie z.B. bei Ortofon. Dadurch und aufgrund der verwendeten feineren Materialien ist der Herstellungs- und Verkaufspreis von MC-Systemen entsprechend höher.

Die Vorteile von Moving Coil-Systemen

Der wesentliche Vorteil eines MC-Tonabnehmers besteht darin, dass die bewegte Masse (Nadelträger, Diamant und Spulen) deutlich geringer ist als bei einem Magnetsystem und daher die Bewegungen der Nadel in der Schallplattenrille wesentlich genauer in Audiosignale umsetzen kann. Viele Hersteller von MC-Systemen verwenden zudem extrem hochwertige Materialien für ihre Nadelträger, Gehäuse und Drähte sowie Diamanten mit speziellen feineren Schliffen, was die Präzision der Wiedergabe nochmals verbessert – aber auch die Kosten in die Höhe treibt. Mit einem guten Plattenspieler und einer entsprechend wertigen HiFi-Anlage sind die klanglichen Vorteile eines MC-Tonabnehmers gegenüber Magnetsystemen allerdings auch deutlich herauszuhören.

Die Nachteile von Moving Coil-Systemen

Einer der Nachteile von MC-Tonabnehmern ist ihre vergleichsweise geringe Ausgangsspannung, die normalerweise nur ungefähr 0,5 Millivolt beträgt. Denn um das Gewicht der Spulen möglichst gering zu halten, verfügen sie nur über wenige Wicklungen, weshalb auch nur eine geringe Spannung induziert werden kann. Überdies ist ein solches System auch empfänglicher für Störungen wie Rauschen, Brummen, usw. Die Hersteller suchen stets nach einem Kompromiss zwischen dem Gewicht des Systems und dem Signalrauschabstand. Phonovorverstärker für MC-Tonabnehmer sind extrem empfindlich sowie aufwändig konstruiert, um das sehr schwache Signal des Tonabnehmers verzerrungsfrei und originalgetreu aufbereiten zu können.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Nadelträger mit dem Diamanten bei Verschleiß nicht ersetzt werden kann, da er fester Bestandteil des Systems ist. Auch die richtige Auswahl und korrekte Justage eines MC-Tonabnehmers ist sehr aufwändig. Der Nadelträger ist üblicherweise steifer aufgehängt, was die Kombination mit leichten Tonarmen erschwert. Die Verwendung von MC-Systemen kann also eine komplexe und kostspielige Angelegenheit werden, weshalb sie sich vorrangig für HiFi-Fans empfehlen, die sich mit der Technik und Justage von Plattenspielern auskennen und genügend Zeit für die Optimierung ihres Laufwerks mitbringen. Ist das Setup jedoch einmal optimal eingerichtet, wird es schwierig sein ein HiFi-System zu finden, das eine bessere Klangqualität bietet.

Wenn du dich für ein Moving Coil-System interessierst, können wir dir bei HiFi-Klubben selbstverständlich mit der Auswahl, Montage und Einstellung deines neuen Tonabnehmers behilflich sein, damit er auch wirklich einwandfrei spielt. MC-Tonabnehmer erhältst du in der Regel ab einem Preis um 250 Euro, nach oben ist die Preisgrenze offen. Ein leidenschaftlicher Schallplattenliebhaber kann für seinen Tonabnehmer sogar mehr ausgeben als für sein Auto!

Moving Coil-Systeme mit hoher Ausgangsspannung  

Es gibt auch MC-Tonabnehmer, die eine ähnlich hohe Ausgangsspannung aufweisen wie ein Magnetsystem – beispielsweise das Modell Denon DL-110. Die Spulen dieser Systeme haben mehr Windungen, dazu setzt man stärkere Magneten ein.

Du bekommst zahlreiche Eigenschaften der MC-Struktur, aber mit gesteigertem Output. Daraus folgt, dass die Anforderungen an die Phono-Vorverstärker nicht so gut erfüllt sind wie bei einem echten MC-Tonabnehmer. Der Tonabnehmer High-Output-MC stellt in der Tat einen recht eleganten Kompromiss dar, obwohl nicht dieselbe Präzision erzielt wird wie bei einem wahren MC-Typ, vor allem wegen der größeren Anzahl von Windungen und des daraus folgenden Mehrgewichts in den Spulen.

Wann sollte man einen neuen Tonabnehmer kaufen?

Du kennst sicherlich eine Situation wie diese: „Ich habe von meinem Großvater einen alten Plattenspieler von Lenco geerbt. Der lag 15 Jahre lang auf dem Dachboden und hat sogar noch einen Tonabnehmer eingebaut. Kann ich den noch verwenden? Denn ansonsten funktioniert der Plattenspieler ja gar nicht.“ Wir empfehlen, einen so alten Tonabnehmer nicht mehr zu verwenden, sondern ihn gegen einen neuen auszutauschen.

Der Nadelträger eines Tonabnehmers ist in einer dünnen Gummimanschette gelagert, die sehr empfindlich auf Temperaturänderungen, Feuchtigkeit und während des Betriebs auftretende Vibrationen reagiert. Mit der Zeit trocknet das Gummi und wird steif und unbeweglich, bis es irgendwann auseinander bröckelt. Diesen Prozess gibt es auch bei den Reifen eines Fahrrads, das lange Zeit nicht benutzt wird. Der Gummimantel wird mit der Zeit hart und porös, obwohl das Fahrrad sich nicht vom Fleck gerührt hat. Mit einer unflexibel gewordenen Gummimanschette kann die Nadel eines Tonabnehmers der Schallplattenrille nicht mehr richtig folgen. Die Musik klingt weniger detailreich und gut. Im schlimmsten Fall kratzt der Tonabnehmer sogar mehr durch die Rille als dass er ihr folgen kann und es besteht die Gefahr, dass du dir deine ganze Plattensammlung zerstörst!

Wie lange hält meine Diamantnadel?

Während der Plattenspieler die Schallplatten abtastet, bewegt sich die Diamantnadel kontinuierlich in der Rille hin und her. Sofern du die Nadel und die Schallplatten staub- und schmutzfrei hältst und Tonabnehmer und Tonarm richtig eingestellt sind, schafft dies ein Diamant ungefähr 1.000 Stunden lang, bis er erste Abnutzungserscheinungen aufweist. Dies entspricht etwa dem Hören einer Schallplatte pro Tag über einen Zeitraum von ungefähr drei Jahren.

Bei einem Magnetsystem brauchst du anschließend normalerweise nur eine neue Abtastnadel zu kaufen, und alles ist wieder wie neu. Hast du ein Moving Coil-System, musst du hingegen den gesamten Tonabnehmer gegen einen neuen austauschen. Wann genau dies erfolgen sollte, ist schwer zu beantworten, zumal es viele Faktoren gibt, die das Leben eines Diamanten verkürzen können. Wer die Nadel regelmäßig reinigt, sie stets behutsam auf die Schallplatte setzt, seine Platten nicht verkratzt und gut pflegt, sollte unabhängig von der Anzahl der angespielten Schallplatten nach etwa drei Jahren prüfen lassen, ob man eine neue Abtastnadel bzw. einen neuen Tonabnehmer braucht.

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.

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.

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

 

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.