Analoge Schallplatte

Nach wie vor sind viele HiFi Enthusiasten der Meinung, dass die analoge Schallplattenwiedergabe den besten Klang liefert. Auch bei Fachmessen wird noch immer gerne mit diesem Medium vorgeführt. Sicher spielt dabei auch etwas Oppositionsgeist mit und die nicht zu unterschätzenden optischen Reize, die vergleichsweise dazu ein digitales Abspielgerät nie bieten kann. Auch wirken Leute die so eine Vorführung machen immer kompetent, denn hier kann stark mit dem Hinweis “wir sind die Spezialisten” gearbeitet werden. Tatsächlich ist es aber so, dass die Wiedergabequalität einer analogen Schallplatte nicht einmal der vor ca. 45 Jahren festgelegten HiFi DIN-Norm entspricht! Dass sie trotzdem gut klingen kann, ist unumstritten und hat seine Gründe.

Details aus der Messtechnik:

  • Am Anfang der Schallplattenrille (am größten Durchmesser) liefert die analoge Schallplatte – abgesehen vom Störpegel – noch halbwegs brauchbare Daten. Diese werden aber durch die immer kleiner werdende Umfangsgeschwindigkeit zur Plattenmitte hin immer schlechter. 33,3 Umdrehungen in der Minute sind einfach zu wenig, um durchgehend ausreichend brauchbare Qualität zu erzielen. Nicht ohne Grund befinden sich die höchsten Testfrequenzen gleich am Anfang einer Messschallplatte. Sie können auch nicht mit Vollpegel geschnitten und abgetastet werden, weil weder der Schneidestichel noch der Tonabnehmer derartige Auslenkungen (Schnelle) schaffen. Alle Testfrequenzen bis zu 11kHz herab werden deshalb um 20dB – und die von 10kHz bis zu 1.250Hz herab um 10dB abgeschwächt. Erst ab 1kHz ist Vollpegel möglich.
  • Die analoge Schallplatte liefert recht hohe Verzerrungen. Der Klirrfaktor schwankt je nach Frequenz und Auslenkung der Rille zwischen 1% und 10% (die niedrigen Werte gibt es zum Glück im kritischen Mitteltonbereich.
  • Bei Dauertönen und höheren Frequenzen schwankt der Pegel beträchtlich.
  • Die realisierbare Dynamik liegt bei maximal 40dB, der Rest geht im Störgeräusch unter (Dynamik eines durchschnittlichen Digitalplayers konstant ca. 90dB).
  • Ununterbrochen gibt es Rauschen, Rumpeln und Knackgeräusche (letzte erreichen teilweise Vollpegel!).
  • Die Gleichlaufschwankungen sind mit Sinus Dauertönen (im Grundtonbereich) recht deutlich hörbar.
  • Bei jedem Abspielvorgang wird die Schallplatte und der Tonabnehmer abgenützt.
  • Da der Tonarm (ausgenommen Tangentialtonarm) einen Drehpunkt hat, bewegt sich der Tonkopf während des Spielbetriebes auf einer Kurvenbahn. Das hat zur Folge, dass viele der notwendigen Einstellungen nur in Form von Kompromissen durchgeführt werden können. Mehrere Kompromisse ergeben sich alleine aus der Tatsache, dass bei der Herstellung von Schallplatten der Schneidestichel nicht in Bogenform, sondern gerade zur Plattenmitte hin geführt wird. Bei der Wiedergabe mit einem normalen Drehtonarm stimmen dann die geometrischen Verhältnisse (die Parallelstellung des Tonkopfes zur Plattenrille, auch “Spurwinkel” oder “Abtastwinkel”genannt) nur an zwei Punkten der Schallplatte, sonst nicht.
  • Ein sich in Betrieb befindlicher Plattenspieler wandelt von außen eindringende Vibrationen in Störspannungen um, die dem Nutzsignal zumischt werden. Dieser Effekt wird “Mikrofonie” genannt. Bei ungünstiger Positionierung des Laufwerkes und bei der Wiedergabe mit höheren Pegeln kann das Ganze – ähnlich wie bei einem Mikrofon mit gleichzeitiger Lautsprecherwiedergabe – sogar zur laut hörbaren Rückkopplung führen. Obwohl es im Normalfall nicht dazu kommt, lässt der Schalldruck der Lautsprecher den Plattenspieler aber immer mitvibrieren. Die dadurch entstehenden Störspannungen führen – je nach Abhörlautstärke, sowie Position von Plattenspieler und Lautsprecher – zu unvermeidlichen Verzerrungen. Beim üblichen Abspielen einer Schallplatte werden diese nur deshalb nicht deutlich wahrgenommen, weil das im Normalfall wesentlich lautere Nutzsignal das Störsignal “zudeckt” (weitere Details unter “HiFi Tipps”).

Die entscheidenden Unzulänglichkeiten die bei der analogen Schallplattenwiedergabe zustande kommen, liegen jedoch weder am Plattenspieler noch am Phono Vorverstärker. Selbst die Störeinflüsse durch Vibrationen und die Kompromisse die bei den Einstellungsarbeiten eingegangen werden müssen, wirken sich in der Praxis kaum negativ aus. Das eigentliche Problem ist die Schallplatte selbst, die sich noch dazu mit zu geringer Drehzahl dreht. Die physikalischen Grenzen der mechanischen Schallaufzeichnung bzw. Wiedergabe mittels Vinyl Scheibe werden einfach hörbar (selbst billige digitale Abspielgeräte sind in jeder Hinsicht um Klassen besser. Noch dazu halten sich ihre Daten absolut stabil und es gibt keinerlei Störgeräusche). Messtechnisch kann der gesamte Vorgang “analoge Schallplattenwiedergabe” also keinesfalls überzeugen. Wieso kann der Klang trotzdem gefallen? Dafür gibt es eine logische Erklärung: die alte HiFi Norm reicht in der Praxis für hohen Musikgenuss noch immer aus, aber auch nur dann, wenn die Aufnahmequalität gut ist und die Störgeräusche sich in Grenzen halten. Das eigentliche Problem liegt an der falschen Einschätzung der für guten Klang notwendigen Grenzwerte. Ohne zu wissen was wirklich wichtig ist, beurteilen viele HiFi-Interessenten die Qualität von Geräten nur noch mit Extremen. Erwartet wird, dass die obere und untere Frequenzgrenze weit über- und unter das menschliche Hörvermögen reicht, der Frequenzgang wie mit einem Lineal gezogen ist, der Klirrfaktor sich zumindest im hundertstel- besser noch im tausendstel Prozentbereich bewegt, der Störspannungsabstand mindestens 90dB beträgt, die Übersprechdämpfung 40dB nicht unterschreitet….. und das Wichtigste: Watt, Watt und nochmals Watt! Nur so nebenbei, die DIN-Norm verlangt von einem HiFi Verstärker mindestens 6 Watt Leistung pro Kanal. Kaum Jemand würde heute so einen “brustschwachen” Verstärker kaufen. Tatsächlich würde diese Ausgangsleistung aber für die meisten Anwender völlig ausreichen. Abgesehen von den 6 Watt Leistung pro Kanal, hier noch weitere Forderungen der HiFi DIN-Norm 45500 (Werte gemittelt, da sie für Tonquellen, Verstärker und Lautsprecher etwas unterschiedlich sind).

  • Frequenzumfang mindestens 40 bis 12.500Hz. Der musikalische Grundtonbereich reicht von ca. 41Hz (tiefster Ton eines Kontra- oder 4-saitigen E-Basses) bis zu ca. 3.520Hz (höchster Ton einer Violine). Die klangbestimmenden Oberwellen können aber die 4fache Frequenz der Grundwelle erreichen. Somit ist die Forderung der DIN-Norm ausreichend. Die analoge Schallplatte kann diese Forderung mehr oder weniger gut erfüllen. Anmerkung: Konzertflügel, große Orgeln und Synthesizer reichen noch um etwa eine Oktave tiefer. Die Piccoloflöte reicht noch um einige Töne höher. Aber kaum ein Musiker nützt diese Bereiche.
  • Linearität höchstens +/-3dB Abweichung zwischen 40 und 12.500Hz. Das hört sich zwar “schlimm” an und genau genommen ist es das auch, aber schön wäre es, könnten wir einen derartig linearen Schalldruckverlauf im Wohnraum erzielen. Somit ist die Forderung der DIN-Norm ausreichend. Die analoge Schallplatte kann hier (zumindest im wichtigen Grundtonbereich) mithalten.
  • Klirr weniger als 2% zwischen 250 und 8.000Hz bei Tonquellen und Verstärkern, sowie weniger als 3% zwischen 250 und 2.000Hz bei Lautsprechern. Diese Forderung der DIN-Norm reicht für hochwertige Musikwiedergabe nicht ganz aus. Vernünftig wäre aus heutiger Sicht bei allen HiFi-Komponenten: höchstens 1% zwischen 200 und 5.000Hz. Darüber und darunter kann der Klirr kontinuierlich ansteigen, weil er nicht mehr hörbar ist. Die analoge Schallplatte kann diese Vorgabe der DIN-Norm (zumindest im wichtigen Grundtonbereich) gerade noch erfüllen.
  • Übersprechen mindestens 15dB zwischen 500 und 6.300Hz. Diese Forderung der DIN-Norm ist etwas knapp bemessen, sie sollte bei 100Hz beginnen. Bereits preisgünstige MM und MC Tonabnehmer können das.
  • Kanalgleichheit besser als 3dB zwischen 100 und 3.000Hz. Das ist schon recht viel, richtig wäre: besser als 1,5dB. Ein guter MM oder MC Tonabnehmer schafft das auch.
  • Störspannungsabstand (unbewertet) mindestens 35dB, bewertet (in Bezugnahme auf die menschliche Hörkurve) 50dB. Diese Forderung ist für hochwertige Musikwiedergabe nicht ausreichend. Sie entstand aus der “Not” mit der analogen Schallplatte. Mit diesem Störspannungsabstand sind störende Geräusche bei leisen Musikpassagen hörbar. Und genau hier hat die analoge Schallplattenwiedergabe ihren “wunden Punkt”. Das (noch dazu unkonstante) Rauschen, Knistern und Grummeln stört einfach. Diese Geräusche werden zwar von lauten und komplexen Musikpassagen weitgehend zugedeckt, tatsächlich sind sie aber immer vorhanden. Das Grundgeräusch würde selbst dann entstehen, wenn die Schallplattenrille unmoduliert, also völlig glatt (Leerrille) und frei von Staub wäre. In diesem Fall gäbe es nur gleichmäßiges Rauschen. Das ist aber in der Praxis nicht der Fall, denn tatsächlich “begegnet” der Abtastdiamant während seiner “Rutschfahrt” durch die Schallplattenrille ununterbrochen winzigen Staubkörnern, die zu Knackgeräuschen führen. Weitere Knackgeräusche entstehen durch ständige elektrostatische Entladungen, die besonders bei trockener Umgebungsluft (Raumheizung) zustande kommen (das Nassspielen hat diese Probleme weitgehend gelöst). Dazu mischen sich Rumpelgeräusche die durch Plattenwelligkeiten entstehen und schließlich noch Störgeräusche durch Vibrationen. Dieser insgesamt satte Störpegel trübt permanent den Musikgenuss. Leise Musikpassagen gehen darin weitgehend unter. Mit HiFi hat das alles nicht mehr allzu viel viel zu tun.

Wie schon gesagt – man glaubt es kaum – kann die Schallplattenwiedergabe mit hochwertigem Plattenmaterial und sehr guten Aufnahmen trotzdem recht gut klingen! Denn in der Praxis wird der Störpegel (zumindest bei lauteren Passagen) weitgehend vom Musikgeschehen verdeckt, der Klirr ist im wichtigen Frequenzbereich kaum hörbar und sowohl der Frequenzumfang als auch die Kanaltrennung sind mehr oder weniger ausreichend. Auch die Gleichlaufschwankungen fallen bei der Musikwiedergabe nicht auf. Aber eine wichtige Erkenntnis wird dadurch noch einmal bestätigt, nämlich die, wie unnötig es ist, Messwerte welche sich ohnehin schon längst im nicht mehr wahrnehmbaren Bereich befinden, noch höher treiben zu wollen. Denn die Tatsache, dass die analoge Schallplattenwiedergabe vielen Leuten sehr gut gefällt, obwohl dahinter “katastrophale” technische Daten stehen, ist der Beweis dafür, dass die “tollen” Messdaten moderner HiFi Komponenten völlig überbewertet werden und in der Praxis nicht einmal annähernd zum Tragen kommen. Selbstverständlich sollte beim analoger Plattenspieler alles möglichst genau justiert werden, aber viele der Einstellungen sind und bleiben Kompromisse, weil sich die geometrischen Gegebenheiten während des Abspielens durch die Tonarmbewegung laufend ändern. Doch selbst diese Veränderungen sind “harmlos” gegen diejenigen, die sich durch verschiedene Unzulänglichkeiten der Plattenoberfläche ergeben!
Dazu nur ein Beispiel: Im Normalfall sollte die Längsachse des Tonarmrohres im Spielbetrieb parallel zur Plattenoberfläche justiert sein. Bei richtigem Auflagedruck steht dann der Nadelträger mit etwa 15 Grad Neigung zur Plattenoberfläche. Für diese Einstellung kann der gesamte Tonarm im Bereich des Lagers vertikal bewegt und  in der Höhe fixiert werden. Viele “Spezialisten” sind fest davon überzeugt, dass sie die Klangeigenschaften eines analogen Plattenspielers mit der Justage der Tonarmhöhe beeinflussen können. “Ein Millimeter rauf oder runter ändert sofort den Klang” ist deren Aussage (Suggestion ist wieder einmal im Spiel). Jeder physikalisch/logisch denkende Mensch müsste sofort erkennen, dass der relativ große Hebel des Tonarmes (Standard 9 Zoll, ca. 23cm Länge) im Verhältnis zur Länge des Nadelträgers (ca. 6-7mm) hier praktisch nichts ändern kann! Viel mehr bewirkt da schon eine Plattenwelligkeit (mit jeder Plattenumdrehung wiederkehrende vertikale Bewegung, auch Höhenschlag genannt), die kurzfristig eine extreme Winkeländerung des Nadelträgers (durch das “Ein- und Austauchen”) hervorruft. Um die dadurch entstehenden Abtastfehler auszugleichen, müsste sich das Tonarmlager während des Abspielvorganges gegenläufig um einige Zentimeter auf und ab bewegen! Darüber hat offenbar noch niemand nachgedacht. Zusätzlich bewirkt eine Plattenwelligkeit, dass sich der Auflagedruck des Tonabnehmers durch die “Berg- und Talfahrt” ständig ändert. In Kombination damit stimmt dann auch das eingestellte Antiskating nicht mehr, welches übrigens am Plattenanfang eine andere Kraft ausüben müsste als am Plattenende, usw., usw., usw…..
Es würde zu weit führen, hier alles aufzulisten. Fest steht jedenfalls, dass beim analogen Plattenspieler Theorie und Praxis sehr weit voneinander entfernt sind. Es grenzt an ein Wunder, dass das Ganze funktioniert und dabei sogar noch ganz gut klingen kann! Ein analoger Plattenspieler bietet aber noch weitere Reize, denn seit jeher ist er ein beliebtes Bastelobjekt, an dem selbsternannte Spezialisten gerne herumschrauben. So Mancher glaubt dabei, durch “Wissen worauf es wirklich ankommt”, noch mehr an Klang herausholen zu können. In der Vergangenheit haben sich einige Händler mit derartigen Servicearbeiten ein schönes Zubrot verdient. Aber wie auch sonst so oft beim HiFi-Tuning ändert sich dabei tatsächlich nichts, nur die Erwartungshaltung und das Wunschdenken führen dann letztlich voller Stolz zur erlösenden Aussage: “na endlich, jetzt klingt es wirklich gut” (der Weg ist das Ziel).

Aber schön ist er schon!
Allen Unzulänglichkeiten zum Trotz, ist und war der analoge Schallplattenspieler ein beliebtes Designelement. Bei keiner anderen HiFi Komponente kann das feinmechanische und stilistische Können eines Herstellers besser demonstriert werden. Das hat aber auch seine “Blüten”! Denn nach wie vor werden auf diesem Gebiet völlig sinnlose Extremkonstruktionen gebaut, die – außer dass sie toll aussehen – keinen Vorteil gegenüber “normalen” Plattenspielern mit sich bringen. Auch aus technischer Sicht muss ein sehr guter Plattenspieler weder besonders teuer, groß oder schwer sein. Die Schallplatte (bzw. die mechanische Abtastung) gibt die Qualität vor und dieses Niveau ist nicht sonderlich hoch. Am meisten Sinn macht es noch, in ein gutes Tonabnehmersystem zu investieren, denn dieses ist (wie auch ein Mikrofon oder ein Lautsprecher) ein “Wandler” und beim Wandeln von einer Energieform in eine andere entstehen immer die größten Verluste.

Weil ich hier so böse über diese – teilweise noch immer recht beliebte – Tonquelle schreibe, ist es mir wichtig Folgendes hinzuzufügen: Musik die gefällt, bereitet auch mit tonqualitativen Unzulänglichkeiten wesentlich mehr Hörgenuss als der umgekehrte Fall!