Tonabnehmer-Generator-Prinzip: MC besser als MM?

Magnettonabnehmer leiden durch ihre großen Spuleninduktivitäten, Eisenkerne verschlechtern die Hysterese, so kommt es zu Verzerrungen und Begrenzungen der Bandbreite. Auch signaltechnisch schwieriger zu handhaben, da schon eine große Ausgangsimpedanz da ist, die mit einer noch größeren Eingangsimpdedanz am Phonoeingang ausgeglichen werden muß. Die hohen Impedanzen machen das Kabel empfindlicher auf Wechselstromverluste.

MI haben nur den Vorteil der etwas geringeren bewegten Masse. Das Beispiel in dem Dokument von Bruel & Kjaer zeigt zum Beispiel das MI von Ortofon (M15 E) welches dennoch oberhalb von 20kHz deutlich abfällt.

Aufgrund der hohen Impedanzen nennt man MM/MI spannungsgeführt, da hier geringe Ströme im Vergleich zur Spannungshöhe fließen.

Das MC-Prinzip hat dagegen niedrige Impedanzen und ist daher weniger empfindlich gegen Wechselstromverlusten, stromgeführt. Nachteil ist allerdings die prinzipbedingte niedrige Spannung, die hohe Ansprüche an die Phonostufe stellt.

Eisenkerne in Spulen nimmt man zur Erhöhung der Induktivität. Luftspulen sind in ihrer Verzerrungsarmut deutlich besser, allerdings mit dem Nachteil der geringeren Induktivität, so das man sie größer auslegen muß, auch die Windungszahl deutlich erhöhrt werden muß, was wieder zu Lasten des Gleichstromwiderstandes geht. Das kann man zu einem gewissen Grade mit höherem Leitungsqueschnitt der Windungen kompensieren, was aber eine deutliche Erhöhung der Masse mit sich bringt, teils mehr als die Variante mit Eisenkern.

Bei feststehenden Spulen im Magnettonabnehmer kann man das noch in Grenzen realisieren, beim MC möchte man die bewegte Masse gering halten. Sony hatte beim XL-55 den Versuch gewagt und eine Luftspule verwendet. Mit einem entsprechend starken Magneten ging die Rechnung auf. Allerdings befand sich immer noch Eisen im magnetischen Flusskreis in Form des zweiteiligen Jochs. Da durch die bewegte Spule auch ein dynamisches Magnetfeld dem statischen überlagert wird (auch wenn es vergleichsweise gering ist) entstehen auch hier noch magnetische Verzerrungen. Bei Eisenspulen werden sie besonders kritische, wenn diese in die Sättigung kommt, also nicht mehr Magnetismus erzeugen kann, wie Signalenergie zugeführt werden kann. Das ist aber nur bei Frequnenzweichenspulen in der Lautsprechertechnik relevant, nicht beim Tonabnehmer. Dennoch führen auch die kleinen dynamischen magnetischen Überlagerungen, die dem Signal entsprechen zu Restverzerrungen, da sie nicht komplett in Phase liegen. Das ist der Punkt, den auch Jonathan Carr wurmt und er nach Lösungsmöglichkeiten sucht. Eine wäre die Luftspule...

Das Design der Lyras verzichtet aus diesem Grund auf Jocheisen, es werden von Carr nur zwei Neodymmagnete vor und hinter dem Spulenkreuz verwendet. Da er aber zur besseren Abschließbarkeit nicht auf eine hohe Ausgangsspannung verzichten will, verwendet er einen permablen Eisenkern im Spulenkreuz, wenn auch mit einem Seufzer. Aus dieser Pespektive betrachtet sind die Lyras schon sehr fortschrittlich durchdacht.

Fortsetzung später.

Zitat von Captn Difool

Sony hatte beim XL-55 den Versuch gewagt und eine Luftspule verwendet. Mit einem entsprechend starken Magneten ging die Rechnung auf.

Und es überträgt ja auch, theoretisch, bis 50kHZ.

Freundlich

Frank

Hallo zusammen,

ich möchte an dieser Stelle einmal die Frage stellen, ob sich die Unterschiede zwischen den verschiedenen Generatortypen in der Art der magnetischen Kopplung erschöpfen ? Ich denke nämlich, daß die prinzipielle Bauform der Nadellagerung und die damit einhergehende Erzeugung der Rüchstellkraft auch für grundsätzliche Unterschiede der Klangcharakteristika von MM / MI Systemen auf der einen Seite und MC Systemen auf der anderen Seite verantwortlich ist.

Oder kurz gesagt: Der Spanndraht macht den Unterschied .

Grüße, Markus

Zitat von KlausR.

Daß das auch bei MM anders geht, zeigt das Stanton 981 LZS:

Impedanz 1 mH (gegenüber 450 bei der normalen Version)
DC-Widerstand 3 Ohm (gegenüber 800 bei der normalen Version)
Ausgangsspannung auf 1/10 der normalen Version gesenkt, kann am MC-Eingang angeschlossen werden

Damit düfte man an der unteren Grenze der Induktivität für Tonabnehmer mit feststehender Spule angekommen sein. Ähnliches gab es ja z. B. auch von Elac (EMM 270/290/390: 600µH). Als nächstes kommen dann MCs mit hoher Ausgangsspannung (z.B. Denon DL-110: 380 µH) und schließlich "echte" MCs mit niedriger Ausgangsspannung und einer Induktivität ≤ 100 µH.

Ein prinzipieller Unterschied besteht also nur zwischen den "normalen" MMs/MIs mit hoher Induktivität > 100 mH und dem Rest. Bei hoher Induktivität ergibt sich zusammen mit der Abschlusskapazität (typ. > 100pF) ein LC-Tiefpass zweiter Ordnung im Hörbereich (20kHz), während bei niedriger Induktivität im Hörbereich ein LR-Tiefpass wirksam ist.

Bei allen Prinzipien kommt aber noch die Nadelresonanz am oberen Ende des Hörbereichs dazu, die auf der Seite des Tonabnehmers von der effektiven Nadelmasse abhängt. Und hier gibt es eben keine systematische Abhängkeit vom Funktionsprinzip: Es gibt niedrige und hohe eff. Nadelmassen sowohl bei MC also auch bei MM/MI-Tonabnehmern. Und bei beiden kann der Abschlusswiderstand bzw. die Abschlusskapazität genutzt werden, um den Frequenzgang am oberen Ende, im Bereich der Nadelresonanz, zu beeinflussen.

Allzu relevant kann der Einfluss der magnetischen Hysterese auch nicht sein, denn schließlich gab und gibt es MMs mit niedrigen Verzerrungen und MCs mit hohen. Hier dominiert die Mechanik und die Geometrie des Abstastvorgangs (und des Schneidvorgangs!)

Gruß

Thomas

Hallo Klaus,

Zitat von KlausR.

Bei diesen Verzerrungen, reden wir da von Abtastverzerrungen, d.h. harmonische und Differenzton- ?

ich rede von nichtlinearen Verzerrungen, die ja sowohl zu harmonischen Verzerrungen als auch zu Intermodulationsverzerrungen führen. Hystereseverzerrungen sind symmetrisch und sollten folglich zu ungeradzahligen Harmonischen (3., 5., 7., …) und zu Intermodulationsverzerrungen führen. Die bekommt man meines Wissens auch durch falschen vertikalen Abtastwinkel oder Abtastverzerrungen aufgrund der Nadelgeometrie.

Es ist ja nun nicht so schwer, Materialen zu finden, die eine ausreichend niedrige Hysterese haben, denn sonst gäbe es wohl kaum Tonköpfe für die Magnettontechnik und Kerne für Spulen und Übertrager, die (bei höheren Feldänderungen als bei einem Tonabnehmer) ausreichend geringe Verzerrungen ermöglichen. Wenn die Hysterese die nichtlinearen Verzerrungen beim Tonabnehmer dominierte, dann müssten MCs ohne Kern in der Spule ja wahre Wunder der verzerrungsarmen Abtastung von Schallplatten sein – sind sie aber meines Wissens nicht.

Gruß

Thomas

Klaus

Herkömmliche MCs haben alle einen Spanndraht. Es gibt verschiedene Materialvarianten.
Er steckt im Prinzip im je nachdem mehrteiligen Cantilever drin und ist fest mit diesem verbunden.
Er zieht den Generator nach hinten auf den Dämfungsgummi, welcher auf der Armatur aufliegt, in welcher der Draht fixiert und der Zug eingestellt werden kann. Dafür ist so eine Mikroschraube da.
Die angewandte Rückziehkraft bestimmt die Compliance des Systems.
Auch hier werden die dominierenden Eigenschaften des Gummis ersichtlich.
Dämpft der Gummi zuwenig, so resoniert das Gebilde massig, dämpft er zu fest, leidet die Beweglichkeit und damit die Trackabilty und Dynamik.
Deshalb muss der Gummi präzise auf die Eigenschaften von Cantilever und Nadel abgestimmt sein.

Ein MC hat deshalb keinen exakt definierten Drehpunkt des Cantilevers, weil sich der Draht mit der Modulation verbiegt , nicht der Cantilever und wenn der Draht bricht, ist das System defekt.

Beim MM steckt der Cantilever schlicht und einfach in einem Gummiblock drin.
Der grosse Unterschied zum MC ist, dass die Hochtonresonanz des MM elektrisch mit der Abschlusskapazität bestimmt werden kann, sei es mit dem Kabel oder zugeschalteten Kondensatoren.

Beim MC ist die Abstimmung praktisch rein mechanisch, nur das Q kann mit dem Abschlusswiderstand etwas beeinflusst werden.
Ist es von guter Qualität und wird echt symmetrisch betrieben, dann, und AUSSCHLIESSLICH dann, ist mit einem Widerstand eine Stromgegenkopplung und damit eine geringe Bedämpfung elektrisch möglich.
Natürlich auf Kosten des Ausgangspegels und Rauschabstandes.

Deshalb ist das MC bei geeigneter Auslegung besser geeignet für schwere Arme, weil die höhere effektive Masse sich besser dazu eignet, den Arm möglichst ruhig über dem Pick Up zu halten und somit den Ausgangspegel zu maximieren, respektive die mechanischen Verluste zu minimieren.

Ein Indiz dafür, ob es gelungen ist : Hört man den Tonabnehmer selbst akustisch mitspielen bei Verstärker ausgeschaltet, dann heisst das, das ganze System singt mit anstatt Spannung zu erzeugen und hat somit garantiert Uebertragungsverluste, welche die Linearität sicherlich beeinträchtigen.
Ist das System ruhig, dann ist die Uebung gelungen oder die ganze Kiste restlos überbedämpft und weitgehend dynamikfrei.

Der Preis für s MC steigt deshalb, weil man halt einen Uebertrager oder einen MC Preamp braucht.

Und man wird es nicht glauben, es gibt da so eine altmodische Nadelform, du weisst schon welche ich meine, die regt die Resonanz nicht so stark an wie die neumodischen.
Bei meinen beiden Trackern ist es so, dass ich da NICHTS singen und schwingen höre.

mit tonlosem Gruss

Groove-T

Zitat...

Zitat von Groove-T

in Indiz dafür, ob es gelungen ist : Hört man den Tonabnehmer selbst akustisch mitspielen bei Verstärker ausgeschaltet, dann heisst das, das ganze System singt mit anstatt Spannung zu erzeugen und hat somit garantiert Uebertragungsverluste, welche die Linearität sicherlich beeinträchtigen.
Ist das System ruhig, dann ist die Uebung gelungen oder die ganze Kiste restlos überbedämpft und weitgehend dynamikfrei.

Das ist aber komisch. Ich habe 2 Transfiguration Orpheus. Bei beiden ist es so dass man hinten am Tonarmrohr (Kuzma Airline) deutlich die Musik hören kann, wenn man die Lautstärke wegdreht. Das die Orpheus` alles andere als mittelmäßige Tonabnehmer sind, immerhin habe ich dafür die van den Hul Colibris rausgeworfen, kann das so von Dir behauptete nicht stimmen. Außerdem ist eine Ankopplung des Tonabnehmers an das Tonarmrohr/Headshell (wahrscheinlich meist) besser als eine mechanische Abkopplung (mechanical grounding), was Stabilität in der Wiedergabe bedeutet. Schlußendlich ist aber wichtig was unter dem Strich zusammen aus der Anlage kommt. Und genau das läßt mich ahnen dass in der Theorie vieles wackelt.
Grau ist all die Theorie...oder so ähnlich. Daher ist es eigentlich müßig ellenlange Diskussionen zu führen wie die über "Schätzeisen" und "beste Nadelschliffe". Irgendwann langweilt das nur. Kann man eigentlich alles zu den anderen 99% Datenmüll im Internet zählen

Grüße aus der Ruhrstadt

Also, wenn irgendwo am Tonabnehmer oder Arm was zu hören ist, dann ist da eine Resonanz.
Oder die Lager zu locker.
Und ganz sicher ein Verlust beim wandeln von mechanischer in elektrische Energie.

@klaus, beim MM macht ein Spanndraht keinen Sinn, zumindest erkenne ich keinen, zudem wäre der Nadeleinschub keiner mehr.

Es gab und gibt eine Menge MMs mit Spanndraht. Shure, Goldring... Wann immer der Nadeleinschub so einen viereckigen Metallschaft hat, stehen die Chancen sehr gut, daß da ein Spanndraht drin ist. Wenn dann eine Stelle Lötzinn drauf hat, ist das der Beweis...

Gruß
Andreas

Nach allem was ich weiss haben viele MMs einen Spanndraht, u.a. die (meisten?) von Shure.

Die "berühmten" Jico SAS Nachbauten werden auch mit Spanndraht gebaut wenn ich das richtig sehe.

Mike

Zitat von Groove-T

Also, wenn irgendwo am Tonabnehmer oder Arm was zu hören ist, dann ist da eine Resonanz.
Oder die Lager zu locker.
Und ganz sicher ein Verlust beim wandeln von mechanischer in elektrische Energie.

Hallo Groove-T

Eine Resonanz hat immer genau eine Resonanzfrequenz. Da man aber durchaus einen ganzen Frequenzbereich hören kann und zudem zum Teil problemlos das Musikstück, oder sogar den gesungenen Text und einzelne Instrumente erkennen kann, handelt es sich hier um erzwungene Schwingungen! Es ist ja auch so, dass man in etwa immer dasselbe hört, wären es spezifische Resonanzen, würde es bei verschiedenen Kombinationen sehr unterschiedlich klingen. Tut es aber nicht.

Als Ursache kommen hier schwingende Bauteile, die die gesamte Rilleninformation übertragen in Betracht.

Das ist erstens die Nadel und alles was dran hängt (Cantilever, Spulen oder Magnetchen,etc.) und zweitens der Tonarm der indirekt über die Nadel mit angeregt wird.
Da der Tonarm aber in dem Masse-Feder-System in dem Frequenzbereich, den man hört bereits sehr gut gedämpft ist, bleibt nur die Nadel als Verursacher übrig.

Es wäre auch ein großes Wunder, wenn ein schwingender Körper im Medium Luft keinen Schall erzeugen würde.

Die unterschiedlichen Lautstärken sind dann der unterschiedlichen Schallführung durch unterschiedliche Abstände der Gehäuse zur Platte, Gehäuseform, Nadel-/Cantilever Größe, etc. geschuldet.

Auswirkungen auf die Erzeugung der elektrischen Signale hat es auch nicht. Beide Effekte sind voneinander unabhängig

Gruß,

Rainer

Moin,

mir fallen attock zwei MC Systeme ein die keinen Spanndraht haben,

Miyajima Shilabe und die von Leonid Sinitsin MC4 "Baikal Rakete",

hier sitzen die Spulen hinter dem Gummidämpfer.

Nabend,

es gab ja schon ein paar Links zu Untersuchungen aus der guten alten Zeit, in der man Messungen angestellt hat, wenn man etwas wirklich wissen wollte. Philosophien sind ja ganz schön ersetzen Messen aber nicht.

Und gemessen sah es in der Hochzeit der TA so aus, dass MCs typischerweise einen breitbandigen Anstieg der Amplitude am oberen Frequenzbandsende (20kHz) hatten, bei MMs war je nach Qualität alles möglich - auch fast linear. Wobei bei diesen hohen Frequenzen das Zusammenspiel Plattenmaterial/TA entscheident ist.

Welche Frequenzen sind auf Platten drauf? In alte HiFi Jahrbücher schauen, dort im Theorieteil ist eine LP von James Last als Beispiel einer sehr hochtonreichen Aufnahme analysiert. Wenn ich hier von aufgezeichneten signalrichtigem Ultraschall lese, tue ich das ins Reich der Fabel. Das Sollsignal geht in Artefakten unter.

Quadro hatte übrigens trotz SpezialPVC einen stark beschnittenen Frequenzgang (15kHz), damit das obere Kanalpaar gelesen werden konnte. Und wer sich alte Unterlagen anschaut: Quadroabtaster gab es in MM und MC. Also keine Frage des Prinzips, sondern der Umsetzung. Das mit den 15kHz hat an Quadro keinen gestört, auch bei anderen Platten war da eh nur in Ausnahmefällen etwas sinnvolles drauf (s.o.).

Die wirklichen Fragen dürften lauten, nach welchem Prinzip sich gute Tonabnehmer billiger bauen lassen und warum Käufer bereit sind, sobald das Wort "MC" fällt deutlich mehr auszugeben.

Gruß

Achim

Wenn man sich auf die Diskussion "MC besser als MM?" einlässt, empfiehlt sich nach wie vor die Lektüre von Franz Schöler, "Hi-Fi-Technik für Aufsteiger Band 2", Kapitel 5, "Dynamischer Tonabnehmer" (Seite 46 ff).

Hier eine stichpunktartige Auflistung einiger der von ihm gebrachten Argumente:

• Bei MCs werden in aller Regel engere Toleranzen der mechanischen Konstruktionsmerkmale eingehalten.
• Unsinning, weil nicht praxisgerechte, hohe Nadelnachgiebigkeiten wurden bei MCs nie realisiert. (*)
• Bedingt durch die Unterschiedliche Art der Aufhängung präzisere Kontrolle der Auslenkungen des Nadelträgers.
• Keine Verzerrungen durch die Zugeblastatung des Nadelträgers in Richtung der laufenden Platte. (*)
• Die Spulen bewegen sich im einem gut kontrollierbaren, homogenen Magnetfeld. (Kaum Einflüsse des Streufelds)
• MCs sind aufgrund der besseren Bewegungskontrolle des Nadelträgers unempfindlicher gegenüber Plattenrumpel.
• Aufgrund des geringen Innenwiderstands um 10 bis 20 dB geringeres thermisches Widerstandsrauschen.(*)
• Weitgehend unempfindlich gegenüber Einflüsse der Kabelkapzität.

(*) Es gibt / gab auch MMs, mit geringen Nadelnachgiebigkeiten, fixierten Nadelträgern und mit geringem Innenwiderständen.

Laut Schöler münden diese Vorteile in einem exakteren, detailierteren und impulsfesteren Klangbild. Dennoch bevorzugten damals (wie heute) mache Hörer MMs, die die "Aggressivität" und die mangelnde "Musikalität" der MCs als störend empfanden.

Schölers Ausführungen kann ich komplett zustimmen.
MMs würden vielleicht auch besser wiedergeben, würde man ihnen ihre vermeintlichen Vorteile nehmen. Also wie beim MC eine Aufhängung mit Draht und andere Bedämpfung und sehr niederohmige Spulen. Die Elektronikindustrie nahm eigentlich nur deshalb gern das MM als Standardphono, weil man so die Phonoeingangsstufen weit billiger aufbauen konnte. Wiedergabetechnisch ist ein typisches MM eigentlich viel zu hochohmig aufgebaut und ich sehe darin einen Hauptnachteil, gefolgt vom wechselbaren Nadelträger, der eine kraftschlüssige Verbindung bis zur Headshell verhindert. Das sorgt dafür, da man zwar bis zu einem Grade gute MMs herstellen kann, die aber niemals in die Liga der MCs vorstossen können, insbesondere nicht bei den wirklichen Top-MCs.