Grundlagen der Schallplatten-Aufnahmetechnik

Januar 2015 / Nick Mavridis

Es gibt ein paar Menschheitsträume, die im Industriezeitalter Wirklichkeit geworden sind. Stroh in Gold zu verwandeln, zu beamen und die Zukunft vorauszusagen will uns zwar immer noch nicht so recht gelingen, doch immerhin bewegen wir uns in Flugzeugen durch die Luft, ersetzen menschliche Organe durch künstliche, können Bilder mit Kameras festhalten – und eben Schall aufzeichnen, speichern und zu späterem Zeitpunkt wiedergeben.

Dieses Wiedergeben ist es, das Ihnen ein Grinsen ins Gesicht zaubert, wenn Sie vor Ihrer Anlage sitzen und der Musik lauschen. Dieses Wiedergeben und das Interesse an seiner Perfektionierung wird es auch sein, was Sie auf die Seiten von fairaudio gebracht hat. Und eine ganz besondere Art und Weise der Wiedergabe scheint Sie auch zu interessieren, sonst hätten Sie den Link, in dem irgendetwas von diesem altmodischen Vinyl geschrieben stand, einfach überlesen. Aber Sie sind hier. Gut.

Vinyl. Vinyl ist für manche das einzig wahre Medium zum Musikhören, für andere eine hoffnungslos veraltete Technik, deren Defizite beim Genuss von Musik eigentlich nur im Weg sind. Abgesehen davon, dass es im Bereich der Musikproduktion oftmals durchaus gewünscht ist, technische Unzulänglichkeiten zum Stilmittel zu erheben (man denke etwa an das recht plakative Beispiel der verzerrten Gitarre), so gibt es auch viele andere Gründe, die für die gute, alte Schallplatte sprechen.

Schallspeicherung und -wiedergabe im Nadeltonverfahren

Es ist eine Sache, mittels Mikrofon, Übertragung, Verstärkung und Lautsprecher größere Entfernungen zu überbrücken, als dies der Schall alleine vermag – also mittels Radio oder Telefon. Es ist eine andere Sache, diese Schwingungen zu konservieren, um sie zu einem späteren Zeitpunkt wieder hervorzuzaubern. Es gibt hier eine Vielzahl von Ansätzen, die verfolgt wurden und werden. Sicherlich bekannt ist die der magnetischen Speicherung: Prinzipiell entsprechend der Schwingungen der Luft wird hier die Magnetisierung eines Bandes beim Schreiben verändert und beim Wiedergeben abgefragt. Digitale Magnetspeicherung „rastert“ zuvor diese Schwingungen, um dann nur zwei Zustände speichern zu müssen. Eine der ersten Magnetisierungsspeicherungen hat übrigens nicht auf Magnetband, sondern auf Draht stattgefunden!

Der einfachste Weg ist jedoch zunächst mechanisch: So wie die Luft schwingt, so schwingt im Grunde auch die Membran eines Empfängers, also das Trommelfell oder eine Mikrofonmembran. Wandelt ein Mikrofon nicht in Spannungen, sondern befestigt man an seiner Membran eine kleine Nadel, so kann diese Nadel die Schwingungen in ein weiches Material ritzen, beispielsweise in eine Wachsrolle. Die entstehende Rille auf dieser Wachsrolle wiederum kann mechanisch von einer Nadel ausgelesen und rein mechanisch von einer Membran wieder in Schall gewandelt werden. Thomas Alva Edison hat 1877 den Phonographen erfunden, bei welchem die Auslenkung der Mikrofonmembran die Tiefe der Rille, also durch den spitz zulaufenden Stichel de facto die Rillenbreite bestimmte – das sogenannte Tiefenschriftprinzip. Einige alte Grammophonplatten („Pathé“-Platten) wurden ebenfalls mit diesem Prinzip beschrieben.

Bei der Tiefenschrift bewegt sich der Schneidestichel auf und nieder, die (stilisierte) Rillenformung sehen Sie oben-rechts

In der weiteren Entwicklung des Nadeltonverfahrens wurde jedoch auf die Seitenschrift gesetzt, bei der die Auslenkung von Schneidestichel und Wiedergabenadel vertikal auf dem Medium erfolgt. Die meisten Grammophone arbeiteten nach diesem Prinzip. In der Frühzeit arbeiteten die Wiedergabesysteme rein mechanisch. Wohl jeder kennt den Versuch, eine Schallplatte mit einer dünnen Nähnadel und einem Blatt Papier als „Lautsprechermembran“ abzuhören.

Bei der Seitenschrift dagegen erfolgt die Auslenkung des Stichels in der Horizontalen

Weil eine rein mechanische Abtastung und Wandlung ohne elektrische Verstärkung auskommen musste, war es sinnvoll, die Bewegung der Nadel beim Folgen der Rille recht stark sein zu lassen. Die „Normalrille“ (mit „N“ als Zeichen) war eine einkanalige (also Mono-)Seitenschrift-Rille mit 120 Mikrometern Breite und recht großer Auslenkung, die für vernünftige Audioqualität und ausreichend Pegel zudem schneller abgespielt werden musste als die moderne Schallplatte – mit 78 (um genau zu sein: 78,26) Umdrehungen pro Minute.