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HiFi-Lexikon: Tonabnehmer eines Plattenspielers (MM- und MC-Systeme)

Der Tonabnehmer eines Plattenspielers ist für die Abtastung der Schallplattenrille zuständig, er wandelt kinetische in elektrische Energie um.

Die wesentlichsten Bestandteile eines Tonabnehmers sind die Nadel, die den Auslenkungen der Rille oder genauer: der Flankenschrift horizontal und vertikal folgt, der Nadelträger, der die Bewegungen der Nadel zum Generatorsystem weiterleitet, in dem die eigentliche Energieumwandlung geschieht – und der Body (das Gehäuse des Tonabnehmers), der alles zusammenhält, die Montage an den Tonarm/die Headshell ermöglicht und rückseitig vier Anschlusspins zur Abnahme des elektrischen Signals aufweist.

Bestandteile eines Tonabnehmersystems

Bestandteile eines Tonabnehmersystems

Üblicherweise werden Tonabnehmer nach ihren Generatorsystemen klassifiziert. Die häufigsten Typen sind das MM- und das MC-System, daneben gibt es die sogenannten High-Output-MC- und die MI-Systeme.

Tonabnehmer-Typen

MM-Tonabnehmer

„MM“ steht für „Moving Magnet“. Bei diesen Systemen wird ein kleiner Magnet am Ende des Nadelträgers bewegt, durch diese Bewegung wird in den im Tonabnehmergehäuse fest integrierten Spulen eine Spannung induziert – das Audiosignal.

Zu den Vorteilen von MM-Tonabnehmern zählt der relativ einfache Aufbau, zudem ist es möglich, Nadel und Nadelträger auszutauschen – so muss nicht gleich das ganze System gewechselt werden, sondern nur das Verschleißteil. Positiv ist auch der Umstand, dass die Spulen vergleichsweise groß dimensioniert werden können, sodass die induzierten Spannungen im Vergleich zu MC-Systemen relativ höher ausfallen. Das wirkt sich günstig auf den Signal-Rausch-Abstand aus und die Phonovorstufe kann mit einem geringeren Verstärkungsfaktor arbeiten. Gängige Werte der Ausgangsspannung von MM-Systemen liegen zwischen 4 und 6 mV.

Nachteilig am MM-Tonabnehmer ist dagegen die vergleichsweise hohe zu bewegende Masse des Magneten. Dadurch können Moving Magnets Transienten und Impulse in der Regel weniger gut folgen, ihre Abtastfähigkeit ist gegenüber MC-Systemen tendenziell geringer.

MC-Tonabnehmer

„MC“ steht für „Moving Coil“. Der Generator dieser Systeme ist quasi umgekehrt wie der von MM-Tonabnehmern aufgebaut: Hier sind die Permanentmagnete im Body fix verankert – in deren Magnetfeld bewegen sich kleine, am Ende des Nadelträgers montierte Spulen. Da diese Spulen masseärmer als der Magnet im MM-Abtaster sind, können Moving Coils Impulsen und Transienten gemeinhin besser folgen und liefern bessere Abtastwerte – die zentralen Vorteile dieses Tonabnehmertyps.

Nachteilig hingegen sind der höhere Fertigungsaufwand, der MC-Systeme in der Regel teurer als ihre MM-Pendants macht, sowie der Umstand, dass die Nadel nicht so einfach ausgetauscht werden kann – vielmehr muss ein aufwendiges „Retipping“ vorgenommen oder ein komplett neues System gekauft werden. Da die Spulen weniger Wicklungen als die von MM-System besitzen, liefern sie (deutlich) weniger Spannung; oft liegt diese um 0,3 – 0,5 mV, teils noch darunter. Der Phonovorverstärker muss das kleinere Signal folglich höher verstärken, der Signal-Rausch-Abstand kann leiden, da Störungen auf ein Signal treffen, das oft um den Faktor 10 kleiner als das von MM-Abtastern ist.

High-Output-MC-Tonabnehmer

Wie der Name schon sagt, handelt es sich hierbei um ein MC-System, das eine höhere Ausgangsspannung liefert, oft liegt sie in der Größenordnung von um 2 mV – dies erlaubt den Anschluss an den MM-Eingang eines Phonovorverstärkers. Erreicht wird das durch größere Spulen mit mehr Wicklungen. Dadurch steigt allerdings wiederum die bewegte Masse, was zulasten der Abtastfähigkeit und Transientenreproduktion geht, die in der Regel schlechter als bei normalen (Low-Output-)MCs ausfällt.

MI-Tonabnehmer

„MI“ steht für „Moving Iron“. Diese Systeme werden am MM-Eingang angeschlossen, typische Ausgangsspannungen liegen im Bereich von 1 bis 6 mV. Bei MI-Tonabnehmern sind sowohl die Spulen als auch die Permanentmagnete fest im Body verbaut. Vermittelt über den Nadelträger wird ein kleines Stück Eisen beziehungsweise Blech bewegt, welches das Magnetfeld moduliert und so eine Spannung in den Spulen induziert. MI-Systeme sind eine relativ seltene Tonabnehmergattung.

Neben dem Typ des Generatorsystems kommt es natürlich auch auf die konkrete Ausführung an, so spielen das Spulen- und Magnetmaterial und die spezifische Anordnung/Topologie der Generatorelemente für das klangliche Ergebnis eine wesentliche Rolle.

Weitere Parameter von Tonabnehmersystemen

Auch die anderen Bestandteile eines Tonabnehmers sind klangbeeinflussend. So wird oft versucht, ein resonanzminimales und doch stabiles Gehäuse zu konstruieren, teils kommen dabei exotische Materialien und spezielle Formgebungen zum Einsatz. Der Nadelträger sollte ebenfalls resonanzarm ausfallen und zudem sehr leicht und steif sein – also ähnliche Anforderungen erfüllen, die an Lautsprechermembranen gestellt werden. Kein Wunder, schließlich haben wir es in beiden Fällen mit einer „Schnittstelle“ der Energieumwandlung (beim Lautsprecher: elektrische in kinetische, beim Tonabnehmer: kinetische in elektrische) zu tun. Häufig werden Nadelträger aus Aluminium gefertigt, doch es gibt auch solche aus Bor, Titan, Diamant und anderen Werkstoffen.

Blick auf die Nadel und den Nadelträger eines Tonabnehmersystems

Blick auf die Nadel und den Nadelträger eines Tonabnehmersystems

Die Nadel beziehungsweise der Stylus besteht heutzutage in der Regel aus einem kleinen, geschliffenen Diamanten. Die Form des Schliffs hat Auswirkungen auf die Abtastung und damit auf das klangliche Ergebnis. Die einfachste Ausführung ist der konische/sphärische Nadelschliff, bei der die Spitze, die beim Abtastvorgang in die Rille eintaucht, kegelförmig gehalten ist. Diese Form weicht aber von der des mit schärferen seitlichen Rändern versehenen Schneidestichels bei der Aufnahme/Produktion des Vinyls ab, es kommt zu mehr oder minder deutlichen Abtastfehlern.

Eine Strategie, diese zu minimieren, sind schärfere Nadelschliffe, die sich der Form des Schneidestichels annähern. Elliptisch, Hyperelliptisch, Microridge, Shibata, Line-contact etc. sind Beispiele für Nadelschliffe mit schärferen äußeren Flanken. So lässt sich die Flankenschrift des Vinyls genauer abtasten – allerdings sollte die Justage eines Tonabnehmers mit solchen Nadeltypen sehr genau erfolgen, um die theoretischen Vorteile auch ausspielen zu können. Die sphärische Nadel ist gegenüber kleineren Abweichungen von der idealen Justage „gnädiger“, was durchaus ein Praxisvorteil sein kann.

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