Tonbandtechnik

Welches Tonbandgerät für welchen Zweck?

Vollspur-, Halbspur- und Viertelspurgeräte. Mit den Vollspurgeräten brauchen wir uns nicht ausführlich zu beschäftigen, es interessiert nur, woher der Name kommt. Nun, ein Vollspurgerät „schreibt“ auf dem Tonband eine Spur, die genauso breit 1st wie das Band selbst, das also nach einem Durchlauf von bespielt 1st. Von diesem Verfahren macht man bei Diktier- und Studiogeräten Gebrauch. Was nun Halb- und Viertelspur heilßt, 1st leicht zu verstehen: das 6,3 mm breite Tonband wird von Halbspurgeräten bei einem Durchlauf zur Hälfte, von einem Viertelspurgerät gar nur zu einem Viertel bespielt. Wie die Spuren auf dem Tonband angeordnet sind, zeigt Ihnen Abbildung 2. Ober Vor- und Nachteile sprechen wir später.

Spurverteilung Halbspur und Viertelspur

Nun werden Sie vor der Frage stehen, ob Sie sich für ein Halbspur- oder Viertelspurgerät entscheiden sollen. Werden Sie anspruchsvolle Musikaufnahmen machen, seien es Eigenaufnahmen oder Aufnahmen von Rundfunksendungen, wollen Sie eigene Hörspiele oder Reportagen aufnehmen oder Programme aus verschiedenartigen Bestandteilen zusammenstellen, ist ein Halbspur-Gerät richtig. Für Musikaufnahmen vom Rundfunk, zur Aufzeichnung von Reden und Konferenzen und für die Tonbandpost ist ein Viertelspurgerät zu empfehlen. Halbspurig bespielte Tonbänder können nur mit Einschrankungen auf Viertelspurgeräten wiedergeben werden, umgekehrt ist es nicht möglich.
Es wird lhnen auch aufgefallen sein, daß bei den „gehobenen“ Geräten mehrere Bandgeschwindigkeiten angegeben sind. Der Grund liegt darin, dass die Qualitat der Aufzeichnung mit zunehmender Bandgeschwindigkeit steigt.

Die Geschwindigkeit 9,5 cm/sec (Zentimeter pro Sekunde, das heißt, dass 9,5 cm Band in jeder Sekunde durch das Tonbandgerät laufen) ist in fast allen Geräten zu finden, sie ist die Universalgeschwindigkeit für Musik-, Sprach- und Hobby-Aufnahmen in HiFi-Qualität.
19 cm/sec ist die Geschwindigkeit für Heimaufnahmen in Studio-Qualität, eigene Hörspiele und Hobby-Aufnahmen, die noch welter bearbeitet werden sollen, sei es durch Zumischen von Geräuschen, Kopieren auf andere Bander oder Cutten. Natürlich läuft bei 19 cm/sec doppelt soviel Bandmaterial wie bei 9,5 cm/sec durch. Die Geschwindigkeit 4,75 cm/sec ermöglicht noch ansprechende Aufnahmen leichter Musik, meistens wird sie zum Aufnehmen akustischer Protokolle zur Stenogrammunterstützung, für Diktate oder Tonbandbriefe gebraucht. Nur für längere Sprachprotokolle sollte die niedrigste Bandgeschwindigkeit 2,4 cm/sec eingesetzt werden, Musikwiedergabe ist kaum möglich. Professionelle Tonstudios arbeiten wegen der hohen Qualität mit der Bandgeschwindigkeit 38 cm/sec.

Sie werden sich fragen, wie es zu den „krummen“ Werten für die Bandgeschwindigkeiten kam: sie sind durch Halbierung der jeweils nächsthöheren Geschwindigkeit entstanden (auch die Spurenzahl ist ja durch fortschreitende Halbierung gewonnen). Am Beginn der Tonbandtechnik standen ehrwürdige 76,2 cm/sec, das entspricht 30 Zoll pro Sekunde. Letzten Endes liegt der Abstufung nämlich das britisch-amerikanische Maßsystem zugrunde, und um den internationalen Bandaustausch nicht zu erschweren, hat man es dabei gelassen und auf Werte aus dem metrischen System verzichtet (38,1 cm/sec = 15″/sec; 19,5 cm/sec = 7,5″/sec; 9,53 cm/sec = 3,3/4″/sec, („ist die Abk. für Zoll).

Die Bandgeschwindigkeit bestimmt nicht nur die Qualität, sondern auch die längste Dauer der Aufzeichnung bei einem Durchlauf des Bandes. So hat ei 720 Meter langes Band eine Spieldauer von 1 Stunde bei 19 cm/sec, 2 Stunden bei 9,5 cm/sec und sogar 4 Stunden bei 4,75 cm/sec. Zwischen Dauer der Aufnahme, Qualität und Bandverbrauch muß also immer ein KompromiB geschlossen werden.
Bleibt noch zu klären, wieviel Platz diese 720 m Tonband brauchen, und damit sind wir beim maximalen Spulen-Durchmesser eines Tonbandgerätes angelangt. Manche Geräte fassen nämlich nur Spulen bis zu einem Durchmesser von 15 cm, gröBere Heimtonbandgeräte im allgemeinen bis 18 cm, Drei-Motoren-Geräte bis zu 26,5 cm, und kleine Geräte nur zwischen 8 und 11 cm. Wie vielfältig die Möglichkeiten sind, mit kleinen Spulen und dünnem Band verschiedene Spielzeiten zu erreichen, können Sie den beiden Tabellen in Abbildung 3 entnehmen. Zwei Spulen gleichen Durchmessers können also ganz verschiedene Bandlängen enthalten.

Welche Bandlänge ergibt welche Spieldauer bei welcher Bandgeschwindigkeit

Auch bei der Frage des Spulendurchmessers müssen Sie sich darüber im Klaren sein, was aufgenommen werden soll. Musik- und Sprachaufnahmen reichen im allgemeinen die Spulen mit 15 cm Durchmesser; darauf lassen sich bei 9,5 cm/sec maximal 2 Stunden in einer Laufrichtung aufnehmen. Musikfreunde wird es reizen, eine vollständige Opernaufführung auf einem Triple-Record-Band von 1080 m Länge unterzubringen, entsprechend drei Stunden Spieldauer, oder eine Stunde ununterbrochen mit 19 cm/sec Musik in höchster Qualität auf Langspielband aufnehmen zu können. Wann das Tonband voll bespielt ist, hängt von der Spurbreite ab. In jedem Fall können Sie mit dem Viertetspurverfahren bei gleicher Bandgeschwindigkeit das Doppelte aufzeichnen. Jedoch setzt die erreichbare Qualität Grenzen, und diese Grenzen sind bestimmt durch Ihre Ansprüche, die umso höher werden, je mehr das Tonbandgerät den Reiz des Neuen verliert und je genauer Sie Fehler bemerken und beurteilen können. Es lohnt nicht, am falschen Platz sparen zu wollen, wenn Sie sich leicht vor Enttäuschungen bewahren können.

Unter den HiFi-Tonbandgeräten gibt es eine Reihe von Drei-Motoren-Maschinen. Sie werden so genannt, weil für den Bandtransport bei Aufnahme und Wiedergabe ein Tonmotor und zusätzlich für das Vor- und Rückspulen je ein Wickelmotor vorhanden sind. Bei den sogenannten Ein-Motoren-Geräten bringt der Tonmotor auch die Umspulleistung auf. Drei-Motoren-Geräte sind meist ziemlich groB und schwer, haben aber iiberdurchschnittlichen Bedienungskomfort. Dazu gehören manche Hilfseinrichtungen, die bei anderen Geräten nur als Zusatzgeräte erhältlich sind. Besonders wertvoll ist ein eingebautes Mischpult, möglichst mit Flachbahnreglern, die sich leicht bedienen lassen und sehr Obersichtlich sind. Im Gegensatz zu den üblichen Drehreglern, bei denen die Stellung manchmal nicht gut zu erkennen ist, haben Flachbahnregler einen Schiebeknopf, der sich auf einer rund zehn Zentimeter langen, mit einer Skala versehenen Strecke nach oben und unten verschieben iaßt. Die Stellung ist deshalb jederzeit leicht zu erkennen und kann auch rasch wieder auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. Bei einigem Geschick lassen sich auch zwei Regler mit einer Hand bedienen.

Manche Tonbandgeräte haben, im Gegensatz zu den einfachen Geräten, die nur mit eirrem „Kombikopf“ für Aufnahme und Wiedergabe und einem Löschkopf ausgestattet sind, zwei Tonköpfe plus Löschkopf, und zwar einen Tonkopf speziell für Aufnahme, den Sprechkopf, und einen zweiten für Wiedergabe, den Hörkopf. Das hat den groBen Vorteil, claB gleichzeitig mit der Aufnahme die Aufzeichnung auf Band abgehört werden kann und damit eine Kontrolle Ober die ganze Anlage hinweg möglich ist.

Zu den nützlichen Hilfseinrichtungen zählen auch eingebaute Diataktgeber, mit denen ein automatischer Projektor durch ein Signal weitergeschaltet werden kann, das auf Tonband aufgezeichnet ist. Einige Geräte haben einen zusätzlichen Tonkopf zum Abspielen von Viertelspurbändern oder auswechselbare Tonkopfträger, können also wahlweise von Halb- auf Viertelspur Technik umgestellt werden. — Fernsteuerung für alle Funktionen findet sich nur bei ausgesprochenen Spitzengeräten.

Um die Anschaffung von Studiogeräten werden Sie nicht herumkommen, wenn Sie etwa als Produzent ins Schlagergeschäft einsteigen oder eine eigene Werbeagentur aufmachen wollen. Kleinstudio-Geräte, semiprofessionelle und professionelle Geräte laufen fast durchweg mit den Geschwindigkeiten 9,5 und 19 cm/sec, beim Rundfunk und der Schallplattenindustrie ist die Normgeschwindigkeit 38 cm/sec. Ebenso gibt es professionelle Batteriegeräte, die von Funk- und Fernsehreportern, aber auch für wissenschaftliche Aufgaben und bei Expeditionen benutzt werden. Für Amateure sind solche hochwertigen Geräte weder erschwinglich noch rentabel.

 

Ein wenig Chemie – Herstellung des Bandmaterials

Bevor wir uns mit der Tonbandtechnik im einzelnen beschäftigen, soll kurz erklärt werden, wie ein Magnetband entsteht. Seien Sie unbesorgt, zwar 1st der Herstellungsvorgang recht kompliziert, aber das 1st bei allen hochwertigen, leicht zu handhabenden Produkten das gleiche.
Im Aufbauprinzip gleicht ein Tonband einem photographischen Film: auf eine tragende Unterlage 1st eine aktive Schicht aufgegossen. Die Unterlage, auch nur kurz Trager genannt, besteht bei manchen aus einer Polyester-Folie (daher die Abkürzung PE), die längs und quer fast bis zum ZerreiBen „vorgereckt“ wurde und dadurch gegen Zugkrafte widerstandsfahig wie Stahl wird. Audi bei ungewollt roher Behandlung wird das Band weder reiBen noch sich dehnen, was fur die Praxis wichtig 1st, denn em n nach dem Bespielen verdehntes Band „jault“. Hitze,..Kälte und Feuchtigkeit können der Polyesterfolie nichts anhaben, sie ist selbst bei — 70° C noch schmiegsam und beginnt erst bei Ober + 200° C zu schmelzen.

Die aktive Schicht, auf die es ja in der Hauptsache ankommt, 1st magnetisierbar, daher der Name Magnetband. Die wichtigsten Bestandteile der Magnetschicht, die auf die Unterlage aufgegossen wird, sind der für Magnetbänder speziell entwickelte Bindelack, der alle Oxidteilchen umschließt, einbettet und auf der Unterlage festhält, sowie als wichtigstes das magnetisierbare „Pigment“, etwa 0,5 … 1 μm lange (1 μm = 1/1000 mm) Metall-Oxidkristalle.
Nachdem das Pigment zusammen mit dem Bindelack intensiv gemischt und dabei immer wieder kontrolliert worden ist, wird die Schichtmasse auf die Unterlage gegossen, und zwar geschieht das in riesigen, kaum vorstellbar genau arbeitendon Gießmaschinen. Das „Band“ wird in breiter Bahn gegossen. Die Schichtdicke wird auf ± 0,5 μm genau eingehalten, sie beträgt je nach Tonbandtype zwischen 6 μm und 15 μm. Solange die Schicht noch feucht ist, werden die Kristallnadeln durch einen Magnet so ausgerichtet, daB sie parallel zur Laufrichtung des Bandes liegen. Anschließend wird nach der Trocknung des Bandes die Oberfläche veredelt, so daB sie spiegelglatt 1st, was zusammen mit der Schmiegsamkeit zum intensiven Kontakt zwischen Tonkopf und Schicht beiträgt und auBerdem die Schleifwirkung des Eisenoxids stark herabsetzt. Danach wird rotes und grünes Vorlaufband an Anfang und Ende der Bahn geklebt, und erst dann wird sie durch eine Schneidemaschine in 6,3 mm breite „Streifen“ fur die normalen Tonbandgeräte und auf 3,81 mm Breite für die Compact-Cassetten geschnitten. Die fertigen Tonbänder werden auf Spulen gewickelt, nochmals geprüft und verpackt.

Das „Geheimnis“ des Tonbandes – Aufzeichnung und Wiedergabe

Was geschieht nun eigentlich im Tonbandgerät mit dem Tonband, was geht bei Aufnahme und Wiedergabe vor? Wir wollen uns die Antwort auf diese Frage nicht gar zu leicht machen, denn wenn Ihnen das Innenfeben des Tonbandgeräts einigermaBen vertraut ist, und Sie sich ein wenig in die Funktionen hineindenken können, werden Sie manche Bedienungsvorschrift besser und schneller verstehen und können sich andererseits selbst weiterhelfen, falls (was wir nicht hoffen wollen) ein Fehler auftritt.
Wir fangen am besten bei der Aufnahme an, denn das Band kann nur das wiedergeben, was auf ihm aufgezeichnet wurde. Nehmen wir einmal an, Sie wollten mit einer Mikrophonaufnahme Ihre eigenen Stimme beginnen! Zunächst lesen Sie sorgfältig die Bedienungsanleitung des Tonbandgeräts durch, schlieBen es an das Lichtstromnetz an und schalten es ein. Die volle Tonbandspule wird so auf den linken Spulenteller gelegt, daB sich das Tonband bei Linksdrehung abwickelt, sonst läuft nämlich die Unterlage, nicht die Schichtseite, am Tonkopf vorbei und das Band „nimmt nicht auf“. Die Leerspule kommt auf den rechten Spulenteller; beide Spulen müssen richtig auf den Dreizack aufgesetzt werden.

Mit dem Bandeinlegen — wenn man es einmal verstanden hat, geht es ganz glatt — werden Sie am besten so fertig:
1. Einen halben Meter Vorlaufband abziehen und den Anfang mit Daumen und Zeigefinger der rechten Hand halten.
2. Mit dem ausgestreckten Zeigefinger der linken Hand nahe der vollen Spule hinter das Band fassen und es straffen.
3. Das gespannte Vorlaufband ohne Verdrehung von oben in den Bandführungsschlitz hineinziehen.
4. Leerspule so drehen, daB der Schlitz nach rechts zeigt, Vorlaufband in den Schlitz hineinziehen, Spule nach links drehen.
5. Vorlaufband soweit durchrutschen lassen, bis es gerade noch an einem kurzen Ende zu halten ist.
Nach einer vollen Umdrehung hat das Band „gefaßt“, danach wird das Vorlaufband von Hand ganz aufgewickelt. Das braune Tonband soll rechts von der Bandführung zu sehen sein, damit lhnen beim ersten Start nicht die Bandendabschaltung einen Streich spielt.

Nun stecken Sie den Mikrophonstecker in die entsprechende Buchse des Tonbandgeräts und schalten auf Mikrophonaufnahme. Als nächstes drücken Sie die Schnellstopptaste, danach die Aufnahme- und, falls vorhanden, gleichzeitig die Aufnahme-Sicherungstaste (sie erinnert daran, daB vor einer Neuaufnahme das Band gelöscht wird!). Mit normaler Lautstärke sprechen Sie in das etwa 30 bis 40 Zentimeter entfernte Mikrophon, das am besten auf einem Sockel oder Stativ steht. Wenn Sie es in der Hand halten, können Reibgeräusche aufgenommen werden, die durch Poltern und Rumpeln die Wiedergabe stören. Das Aussteuerungsinstrument muB nun einen Ausschlag zeigen. SteIlen Sie den Aussteuerungsregler so ein, dass sich beim normalen Sprechen gerade Vollaussteuerung ergibt. überschneiden sich die Leuchtflächen oder pendelt der Zeiger weit ins rote Feld, müssen Sie den Aufnahmeregler etwas nach links drehen oder einen Flachbahnregler etwas nach unten schieben, sonst wird die Aufnahme verzerrt. Bleibt zwischen den Leuchtbändern stets ein SpaIt von mehr als 2 mm frei oder kommt der Zeiger nie bis zum Beginn des roten FeIdes, wird nach rechts gedreht oder nach oben geschoben. Andernfalls kommt zu wenig aufs Band und die Wiedergabe ist verrauscht. Bei Geräten mit Aussteuerungsautomatik entfällt das „Einpegeln“, es wird von einer Spezialschaltung ausgeführt. Nachdem nun richtig „ausgesteuert“ ist, können Sie die Schnellstopptaste wieder lösen, das Band läuft an, und Sie können aufnehmen.

Solite bei den Vorbereitungen für die Aufnahme ein fürchterliches Heulen ertönen, muß der Gerätelautsprecher abgeschaltet werden, indem Sie den Lautstärkereqler far Wiedergabe schließen oder den Knopf des Aussteuerungsreglers nach oben ziehen. Eine solche Rückkopplung, die nur bei Aufnahme auftritt, entsteht dadurch, daß der Lautsprecher gerade das ausposaunt, was das Mikrophon im gleichen Augenblick einfängt; nun gelangt diese Darbietung des Lautsprechers wieder zum Mikrophon zurück und so schaukelt sich in Sekundenbruchteilen das häßliche Heulen auf. Wenn man bei der der Aufnahme mithören will, was auf das Band gelangt, verwendet man Kopfhörer oder stellt Mikrophon und Lautsprecher in verschiedenen Räumen auf.

Wenn Sie den Text fertiggesprochen haben, drehen Sie den Aussteuerungsregler langsam zu („ausblenden“), betätigen die Hafttaste, spulen das Band nach links zurück, drücken die Wiedergabetaste, stellen die richtige Lautstärke ein und hören sich das Ergebnis an. Wenn Sie Ihre eigene Stimme noch nie gehört haben, werden Sie jetzt glauben, ein fremder Mensch habe gesprochen oder das Gerät samt Band sei nicht in Ordnung. Aber alles hat da seine Richtigkeit. Wenn Sie sprechen, hören Sie auch das, was über die Knochen des Kopfes an Ihre Ohren gelangt. Diese „Knochenleitung“ bestimmt Ihre Vorstellung vom Klang Ihrer Stimme. Daß Ihr Gerät tatsächlich in Ordnung ist, werden Sprachaufnahmen von Bekannten bestätigen.

Aber was ist, genau betrachtet, passiert? Das Mikrophon verwandelt die Schallschwingungen, die durch das Sprechen entstehen, in genau entsprechende elektrische Schwingungen um. Diese wandern durch das Anschlußkabel in das Tonbandgerät und werden dort kräftig verstärkt, weil das Mikrophon nur Spannungen von wenigen Tausendstel Volt abgibt. Den Verstärkungsgrad haben Sie mit dem Aussteuerungsregler so gewählt, daß er für die jetzt folgenden Vorgänge genau richtig ist. Hinter der Tonbandführung, in die das Tonband eingelegt wurde, sitzen (meist) zwei annähernd würfelförmige Gebilde, an denen das Band vorbeigezogen wird, was bei abgenommener Abdeckhaube ohne weiteres zu beobachten ist. Dem rechts sitzenden Tonkopf, so der Fachausdruck, werden die umgewandelten und verstärkten Schwingungen zugeführt.

Abb. 5 – Die Aufnahme

Der Tonkopf ist im Grunde nichts anderes als ein Elektromagnet, der dieser besonderen Aufgabe angepaßt ist. Er besteht aus einem ringförmigen‘ Eisenkern, bei dem vorn ein kaum noch sichtbarer senkrechter Spalt von 3 bis 10 μm Breite freibleibt, der „Kopfspalt“. Auf den Kern ist eine Spule aus vielen Windungen dünnen, isolierten Drahts aufgewickelt. Fließt nun der Strom der verstärkten Schwingungen, auch Sprechstrom genannt, durch die Tonkopfspule, wird der Eisenkern im Sprachrhythmus magnetisiert und zwar umso stärker, je lauter Sie sprechen. Die so entstehenden magnetischen Kraftlinien treten nach vorn aus dem Spalt aus, da er mit einem Material gefüllt ist, das den Kraftlinien großen Widerstand entgegensetzt. Wird am Spalt ein Tonband vorbeigezogen, durchdringen die Kraftlinien auch die Schicht des Bandes, magnetisieren die Eisenteilchen einmal stärker, einmal schwächer, hinterlassen also ein genaues Abbild des Stromes, der gerade durch die Spule fließt. Dieser Strom ist aber, wie bekannt, nichts anderes als die in Elektrizität umgewandelten Schallschwingungen (Abb. 5).

Auf dem Tonband sind jetzt viele kleine Magnete, die ihrerseits wieder Kraftlinien aussenden. Das ist die Grundlage der Wiedergabe. Drücken Sie nämlich die Wiedergabetaste, so werden die beiden Enden der Tonkopfspule an den Verstärkereingang geschaltet, an dem vorher das Mikrophon angeschlossen war, und die Kraftlinien der kleinen Magnete auf dem Tonband treten an der einen Spaltkante in den Eisenkern em, fließen durch ihn hindurch und treten an der anderen Spaltkante wieder in das Tonband zurück. In der Spule entsteht dadurch eine Wechselspannung, deren Schwingungen — die Kette führt jetzt wieder bis zum Beginn — letzten Endes denen entsprechen, die das Mikrophon aufgenommen hat. Die Wiedergabespannung des Tonkopfes, etwa so groß wie die des Mikrophons, muß ebenfalls kräftig verstärkt werden, bis sie genug Leistung aufbringen kann, um einen Lautsprecher zum Tönen zu bringen (Abb. 6).

Abb. 6 – Die Wiedergabe

Drei-Kopf-Geräte haben für Aufnahme und Wiedergabe zwei getrennte Tonköpfe, die fLir ihre Aufgabe besonders konstruiert sind. In der Richtung des Bandlaufs kommt zuerst der Löschkopf, dann der Aufnahme- und schlieBlich der Wiedergabekopf. Für jeden Tonkopf 1st em n besonderer Verstärker vorhanden, deshalb kann gleichzeitig mit der Aufnahme das Band auf Fehler hin abgehört werden. Viele Heimtonbandgeräte haben nur einen Kombinationstonkopf, der far Aufnahme und fur Wiedergabe benutzt wird. Im Kontroll-Lautsprecher kann also nur das mitgehört werden, was, zeitlich genau betrachtet, erst noch aufgenommen werden soil. Diese Kontrolle heiBt im Technikerjargon „vor Band abhören“, während beirn Drei-Kopf-Gerät die gerade laufende Aufnahme „über Band“ oder, mit einem weniger verständlichen, aber häufiger benutzten Ausdruck, „hinter Band“ abgehört wird. Die Ideine Zeitverschiebung, die durch die Entfernung zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf sowie die Bandgeschwindigkeit entsteht, stört nicht. (Abb. 7).

Abb. 7 – Die Anordnung des Löschkopfs und der Tonköpfe

Eigentlich ist das das ganze „Geheimnis“, aber wir wollen Sie nicht im Unklaren darüber lassen, das alles recht vereinfacht dargestellt ist. Zwei wichtige Begriffe, die nicht ganz einfach zu erklären sind, können wir aber nicht übergehen, und zwar sind das die Hochfrequenz-Vormagnetisierung und die Entzerrung.

Würde man, wie wir es der Einfachheit halber beschrieben haben, nur den Aufsprechstrom durch den Tonkopf fließen lassen, ware die Wiedergabe wenig erfreulich, es wiirde keine originalgetreue Wiedergabe möglich sein. Deshalb wird in der Praxis das Schall- oder Niederfrequenz-Signal auf eine nicht hörbare elektrische Schwingung, die Hochfrequenz (55 000 bis 120 000 Schwingungen pro Sekunde), aufgepackt. Erst dieser Kunstgriff macht die originalgetreue Wiedergabe möglich, man bezeichnet ihn als HochfrequenzVormagnetisierung.

Der Vormagnetisierungsstrom wird in einem eigenen Generator erzeugt, der in jedem Tonbandgerät fest eingebaut 1st. Die Entzerrung gleicht einen anderen Mangel des Magnetonverfahrens aus. Nicht alle Tonlagen werden nämlich ohne besondere Kunstgriffe gleich stark aufgenommen und wiedergegeben. Spezielle Schaltungen im Verstärker sorgen far die Korrektur dieses Fehlers.
Wenn Ihnen eine Aufnahme nicht mehr gefällt, können Sie das Band ohne weiteres löschen. Normalerweise wird dazu der Löschkopf er sitzt in Laufrichtung des Bandes vor dem Tonkopf — bei der Aufnahme eingeschaltet und Iöscht automatisch die vorhergehende Aufzeichnung. Die zum Löschen notwendige Energie wird dem Generator fiir die Hochfrequenzvormagnetisierung entnommen.
Nun wird Sie sicher noch interessieren, was man als Maßstab für die Qualität einer Tonaufzeichnung betrachten kann. Tonband und Tonbandgerät müssen, ohne dass komplizierte Bedienungsvorschriften beachtet zu werden brauchen, originalgetreu aufnehmen, es müssen alle hörbaren Töne aufgenommen werden, ohne dass einzelne Tonlagen benachteiligt oder übertrieben stark dargestellt werden und es soften keine Nebengeräusche hörbar sein. Ein Tonband oder ein Tonbandgerät sind umso besser, je großer der Abstand zwischen Rauschen und höchster wiedergebbarer Lautstarke ist. Dieser Abstand, mißverständlich und ungenau „Dynamik“ genannt, heißt im technischen Jargon Ruhegeräuschspannungs-Abstand. Man versteht darunter das in Dezibel angegebene Verhältnis zwischen dem Rauschen eines unbespielten Bands und der Vollaussteuerung (5% Klirrfaktor beim Amateur-Tonband).

Ein Beispiel zur Erklärung des technischen Begriffs Dezibel (dB)

Mit speziellen Meßmikrophonen und Verstärkern kann man genau ermitteln, welche Schalldruckwerte bei der leisesten und der lautesten Stelle einer Orchesterdarbietung auftreten. Entsprache die leiseste Stelle einer Spannung von 1 mV (1/1000 Volt) und die lauteste 1 V (= 1000 mV), dann verhalten sich die beiden Werte wie 1: 1000. Das entspricht im „Iogarithmischen Dämpfungsmaß“, dem Dezibel, einem Wert von 60 dB. Ein Verhältnis von 1: 100 entspräche 40 dB, von 1:10  20 dB und schlieBlich von 1:2  6 dB. Positive Werte entsprechen Verstärkungen oder Zunahmen, negative einer Dämpfung oder Verkleinerung. Dezibel lassen sich subtrahieren und addieren. Mit dem Namen „Dezi-bel“ wird der Amerikaner Graham Beil (1847 bis 1922) geehrt, der, sich um die Entwicklung des Telephons verdient gemacht hat. – Mit dem Umrechnungsverfahren kann man also große Verhältniszahlen in handliche Werte verwandeln, wovon in der Nachrichtentechnik oft Gebrauch gemacht wird.

Originalgetreu soll die Aufnahme sein, d. h. es dürfen möglichst keine Verzerrungen auf dem langen Weg vom Mikrophon auf das Tonband und zum Lautsprecher entstehen. Verzerrungen sind aber in keinem, noch so guten Gerät völlig zu vermeiden. Es kommt deshalb darauf an, den Anteil der Verzerrungen an der gesamten Schwingung möglichst klein zu halten; ist der Prozentsatz der „hinzuerfundenen“ Schwingungen, der Klirrfaktor, kleiner als 5%, stören die Verzerrungen im allgemeinen nicht. Um diesen Klirrfaktorwert nicht zu überschreiten, ist es wichtig, daß Sie die Aussteuerung sorgfältig vornehmen, und daß das Band es noch verkraftet, wenn überraschend einmal laute Stellen aufgezeichnet werden sollen.
Die aktiven Bauteile der Verstärker sind entweder Röhren oder Transistoren. In modernen Geräten findet man nahezu ausschließlich Transistoren, zum Teil auch integrierte Schaltungen, die kleiner und leichter sind und bedeuterd weniger Energie brauchen.
Keine Benachteiligung einzelner Tonlagen: Hier müssen wir erst einmal untersuchen, was das menschliche Gehör überhaupt wahrnehmen kann. Als Maßstab nimmt man die Zahl der Schwingungen eines Tons in einer Sekunde, die Frequenz, bezeichnet mit dem Kurzzeichen Hz (Hertz, nach dem deutschen Physiker Hertz, 1857-1894). Solange Ihnen die Bezeichnung „Hertz“ noch nicht geläufig ist, können Sie „Schwingungen pro Sekunde“ lesen.
Schwingung bedeutet: ein Zyklus von Verdichtung und nachfolgender Verdünnung der Luft, wie sie durch schwingende Saiten, Rohrblätter (Oboe, Klarinette), die Lippen (Blechbläser) oder durch Luft, die über eine scharfe Kante strömt (Blockflöte, Orgelpfeifen), entstehen. Je höher die Frequenz, um so höher der Ton. Der Kammerton a‘ hat die Frequenz 440 Hz. Das Ohr ist imstande, Schwingungen zwischen ca. 30 Hz und, Je nach Alter, etwa 14 000-18 000 Hz wahrzunehmen. Für Musikaufnahmen ist ein Frequenzumfang der verwendeten Geräte von 30 bis 15 000 Hz völlig ausreichend. Damit kein verfälschter Klangeindruck entsteht, müssen innerhalb dieses Bereiches alle Frequenzen mit der Originalstärke aufgezeichnet und wiedergegeben werden. Ist diese Forderung erfüllt, so sagt der Techniker, der Frequenz- gang „über alles“ sei „gerade“. „Über alles“ heißt: vom Mikrophon bis zum Ausgang des Wiedergabeverstärkers.

Antriebe und Bremse

Die Funktion der Tonbandgerätemechanik

Wir haben schon ausführlich von den elektrischen Vorgangen im Tonband gesprochen, uns aber mit dem genauso wichtigen mechanischen Tell kaum beschäftigt.
Aufgabe des mechanischen Teils ist der Transport des Tonbandes, und zwar mit genau eingehaltener Geschwindigkeit bei Aufnahme und Wiedergabe und mit möglichst großer Geschwindigkeit beim Umspulen. Das geht folgendermaßen vor sich: ein besonders konstruierter Elektromotor, Tonmotor genannt, treibt über ein Getriebe aus Gummirollen oder Riemen ein genau ausgewuchtetes Schwungrad an, dessen oberes Achsenende, die Tonachse, außerst präzise bearbeitet ist. An die Tonachse wird das Band durch eine breite Gummischeibe, die Andruckrolle, angedrückt, die haufig von einem Elektromagneten an die Tonachse gezogen wird. Durch die Reibung wird das Tonband mitgenommen und von links nach rechts transportiert. Dabei wird es auch am Löschkopf und an den Tonköpfen vorbeigezogen (Abb. 8). Durchmesser und Umdrehungszahl der Tonachse bestimmen die Bandgeschwindigkeit, deshalb muß der Durchmesser genau eingehalten werden, damit die Bander auch auf anderen Geräten immer die gieiche Tonlage wiedergeben. Läuft das Band zu schnell, klingt alles höher und spitz, lauft es zu langsam, zu tief und dumpf. Zulassig sind Abweichungen bis zu 2% bei Heimtonbandgeräten und 1% bei HiFi Tonbandgeräten zwischen genormter und tatsachlicher Bandgeschwindigkeit man nennt sie „Schlupf“. Wäre die Tonachse an einer Steife nur um wenige Tausendstel Millimeter dicker, also nicht genau rund, würde der „Bandgleichlauf“ hörbar ungenau, weil das Tonband bei jeder Umdrehung der Tonwelle an der verdickten Steile schneller als am übrigen Teil transportiert wird. Dementsprechend schwankt auch die Tonhöhe einer Aufzeichnung, sie „jault“.

Abb. 08 – Der Bandlauf im Gerät

Die höchsten Ansprüche an den Gleichlauf stellt getragene Klaviermusik, weil das geringste Flattern der Tonhöhe (Tonhöhenschwankung) schon auffällt. Ein gutes Gerät ist „klavierfest“, das heißt, es darf Klaviermusik nicht unbestimmt schwebend, jaulend oder gar zerhackt wiedergeben. Natürlich muß das zu diesem Test verwendete Klavier auch richtig gestimmt sein, sonst entstehen Schwebungen, die sich vom Jaulen schlecht unterscheiden lassen. Ebensowenig darf die Tonachse einen Schlag haben, also exzentrisch rotieren, weil auch dadurch Tonhöhenschwankungen entstehen. Die HiFi-Norm DIN 45500 schreibt für HiFi-Geräte bei 19 cm/sec Tonhöhenschwankungen unter 0,15% vor, das heißt, die schnellen Änderungen in der Transportgeschwindigkeit dürfen nicht mehr ausmachen als anderthalb Tausendstel der eingestellten Bandgeschwindigkeit.

Zum Übergang auf eine andere Geschwindigkeit wird in den meisten Geräten das Übersetzungsverhältnis des Getriebes geändert, so daß sich die Drehzahl der Tonachse ändert. Bei einigen größeren Geräten wird dagegen die Drehzahl des Motors umgeschaltet, der dann meist auch eine durchgehende Achse hat, deren oberes Ende als Tonachse ausgebildet ist.
Wie Sie, besonders bei der Besprechung der Viertelspurtechnik, sehen werden, muß das Tonband exakt geführt werden, damit es vor den Tonköpfen immer genau die gleiche Lage einnimmt. Das Band darf nicht einmal etwas weiter oben und dann ein wenig weiter unten am Tonkopf vorbeilaufen, denn sonst schwankt die Lautstärke und die hohen Lagen werden sehr ungleichmäßig wiedergegeben. Die genaue Ausrichtung übernehmen Bandführungen, präzis eingestellte Stifte mit Aussparungen, die genau der Breite des Tonbands entsprechen. So kann das Band nicht nach oben oder unten wegrutschen.
Wenn eine Aufnahme auf dem Tonband gemacht worden ist, muß es zum Abhören wieder zum Beginn der Aufzeichnung zurückgespult werden. Bei den meisten Tonbandgeräten bringt der Tonmotor die erforderliche Umspulleistung auf, und zwar, indem er über Rollen oder Riemen die Spulentelfer antreibt. Je nachdem, ob der rechte oder der linke Spulenteller angetrieben wird, wird das Band vor- oder zurückgespult. Damit beim Abstoppen keine Bandschleifen herausschießen und das Tonband weder ruckartig noch zu langsam zum Halten kommt, greifen an den Spulenteliern Bremsen an. Sie sind gegen Verschmutzung recht empfindlich und müssen deshalb vor Staub geschützt werden. Außerdem sorgt die linke Bremse dafür, daß das Band bei Aufnahme und Wiedergabe straff gehalten wird. Die Kraft, mit der das Band gebremst wird, der Bandzug, muß dabei unabhängig vom Durchmesser des Bandwickels gleich groß bleiben, was entweder durch eine bestimmte Konstruktion der Bandteller (die Bremswirkung 1st dann vom Gewicht des Bandes abhängig) oder durch eine Bandzugregelung erreicht wird. Bei Drei-Motoren-Geräten bringt der linke Wickelmotor den Bandzug auf. Eine ungleichmäBig arbeitende, rupfende Bremse wirkt sich auf den Bandgleichlauf nachteilig aus, die Folge ist besonders starkes Jaulen bei Aufnahme und Wiedergabe.

Die Transport-Funktionen Vor- und Rücklauf, Aufnahme, Wiedergabe und Halt werden entweder durch Einzel-Drucktasten oder mit einer ,Einknopfbedienung“, einem universellen Drehschalter, gewählt. Zum Anhalten des Bancles fUr kurze Zeit dient die SchnellstopPtaste, auch Pausentaste genannt. Sie wirkt nur bei Aufnahrne und Wiedergabe, alle elektrischen Funktionen bleiben dabei eingeschaltet, lediglich die Andruckrolle wird ein wenig abgehoben. Die Taste läßt sich einrasten, was besonders beim Cutten wichtig ist.
Hat das Tonbandgerät eine eingebaute Bandendabschaltung, brauchen Sie beim Umspulen nicht abzuwarten, bis das Tonband ganz durchgelaufen ist. Ein kurzes metallisiertes Schaltband schließt einen Kontakt, der den Ton- motor stillsetzt oder die Umspultaste entriegelt, so daB die Bandenden nicht wild umherschlagen und ausfransen können.

Ein niitzliches Hilfsmittel ist das Bandzahlwerk; es zeigt allerdings nicht, wie oft angenommen wird, die abgelaufenen Sekunden oder die Lange des durchgelaufenen Bandes an, sondern die Umdrehungen eines der Spulenteller. Da aber pro Umdrehung auf einen groBen Wickel mehr Band aufgewickelt wird als auf einen kleinen, nimmt die Zählwerksanzeige nicht gleichmäBig mit der Spieldauer zu und ist außerdem noch vom Durchmesser des Spulenkerns abhängig. Diese Eigenheiten muß man kennen, wenn man mit dem Zählwerk ohne langes Suchen arbeiten will. Es erfüllt aber seien Dienst zum schnelleren Auffinden einer Bandstelle, wenn man stets am Bandanfang das Zählwerk auf Null stellt und sich die Anzeige notiert.

Ansicht des Kopfträgers einer Revox A77. Von links nach rechts: (1) Bandführung, (2) Löschkopf, (3) Aufnahmekopf, (4) Wiedergabekopf, (5) Tonachse, (6) Andruckrolle, (7) Bandführung

Spuraufteilung des Tonbandes

Voll-, Halb- und Viertelspur haben wir bereits besprochen, hier soll nun etwas ausführlicher auf die Vor- und Nachteile der Verfahren eingegangen werden.

Die Fachausdrücke Halb- und Viertelspurtechnik geben an, welcher Bruchteil der Bandbreite bei einem Durchlauf (Mono-Aufnahme vorausgesetzt) bespielt wird, oder, andersherum ausgedrückt, ob zwei oder vier Spuren auf dem Band Platz finden. Abgeleitet sind die Bezeichnungen von der Vollspurtechnik der Tonstudios. Für Amateuranwendungen wurde die Vollspur halbiert, so dass auf einem Tonband zwei Spuren entstehen, die erste oben die zweite unten. Bei der Halbspurtechnik ist jede Spur 2,3 mm breit, dazwischen bleibt aus technischen Gründen eine Lücke von 1,7 mm, damit die Übersprechdämpfung groß wird. Eine zu geringe Übersprechdämpfung stört besonders bei Stereoaufnahmen. Je größer der Wert der Übersprechdämpfung, umso besser getrennt sind die Aufnahmen auf den einzelnen Tonbandspuren. Das Übersprechen ist eine ungewollte Übertragung der einen Spur auf die andere, die sich wegen der beiden übereinanderliegenden Kopfsysteme der Stereotonbandgeräte nicht ganz vermeiden lässt. Technische Kunstgriffe schaffen Abhilfe, aber sicherheitshalber hat man bei Halbspur Stereo-Tonbandgeräten die Spurbreite auf 2 mm herabgesetzt, so dass die Leerspur jetzt 2,3 mm breit ist.

Bleiben wir zunächst aber noch bei der einkanaligen (monophonen) Aufnahme. Ist die erste Spur über die ganze Bandlänge bespielt, werden die Spulen umgetauscht und die zweite Spur bespielt. Dass dabei keine Umschaltung erforderlich ist, zeigt Ihnen Abbildung 9. Die fortschreitende technische Entwicklung brachte eine weitere Halbierung der Spurbreite; so dass nun insgesamt vier Spuren, jede 1 mm breit mit 0,75 mm Zwischenraum, übereinander aufgezeichnet werden können. Die Viertelspurtechnik bringt also eine Verdoppelung der Spieldauer gegenüber der Halbspurtechnik. Die Spuren werden von oben nach unten gezählt. Um die Innenspuren 2 und 3 bespielen zu können, muss der Tonkopf ein zweites System bekommen, das, wie Abbildung 9 zeigt, genau unter dem ersten liegt. Im ersten Durchlauf wird Spur 1 bespielt, danach beim zweiten Durchlauf Spur 4; nun wird auf das zweite System des Tonkopfs umgeschaltet. Beim dritten Durchlauf wird Spur 3 und beim vierten Durchlauf Spur 2 aufgenommen.

Aber die Sache mit der Bandersparnis hat einen Haken: Die schmalen Spuren machen Schwierigkeiten, und die treten bei der Wiedergabe zutage. Es ist leicht vorstellbar, dass von den 2,3 mm breiten Spuren der Halbspurtechnik etwa doppelt so viele magnetische Kraftlinien ausgehen wie von den nur 1 mm breiten Spuren der Viertelspurtechnik. Entsprechend ist auch die Wiedergabespannung bei der Viertelspurtechnik nur knapp halb so groß wie bei Halbspurtechnik. Der Verlust läßt sich durch höhere Verstärkung wieder ausgleichen. Das Bandrauschen können Sie verringern, indem Sie Hi-Fi-Low Noise-Bänder verwenden. Damit sind aber noch nicht alle Schwierigkeiten beseitigt, denn die Viertelspurtechnik ist etwas anfällig gegen Staub. Wenn sich nämlich ein kleines Staubkorn zwischen Band und Tonkopf schiebt, macht das bei der Halbspurtechnik wenig aus, denn der größere Teil der Spurbreite liegt nach wie vor am Tonkopf an, und es entsteht nur eine kaum merkliche Lautstärkeschwankung (Abbildung 10). Anders bei der Viertelspurtechnik! Ein Staubkorn ist ohne weiteres imstande, die Spur auf der ganzen Breite vom Tonkopf abzuheben, und die Folge ist ein mehr oder weniger langer, stark störender Ausfall (drop-out) der Tonbandaufnahme. Bei Stereo-Aufnahmen wirkt sich ein drop-out besonders unschön aus: Sämtliche Instrumente scheinen auf einmal in einem der beiden Lautsprecher zu springen, ein recht unangenehmer Eindruck.

Die Abbildung 11 zeigt, dass ein geschmeidigeres Band das Staubkorn umschließt, während ein verhältnismassig steifes Band auf größerer Lange vom Tonkopf abgehoben wird. Was ergibt sich daraus für Viertelspurfreunde? Lassen Sie niemals ein Band auf dem Tonbandgerät offen liegen, sondern bewahren es immer in der staubabweisenden Kunststoffkassette auf. Wenn Sie glauben, dass ein für eine Aufnahme vorgesehenes Band leicht verstaubt sein könnte, sollte es gereinigt werden. Sie spulen es einmal von links nach rechts durch und halten einen sauberen Leinenlappen daran oder lassen beide Seiten des Tonbands ohne besonderen Druck durch das Läppchen laufen. Durch das Abbremsen beim Reinigen wird das Band aber sehr straff aufgewickelt und sollte daher nochmals umgespult werden.

Abb. 12 Das Dreifachspielband PE 66 Triple Record ist dreimal dünner als ein Haar

Wie steht es mit der Austauschbarkeit von Bändern, die in Halb- oder Viertelspurtechnik aufgenommen wurden und auf einem Tonbandgerät mit anderer Spurverteilung abgespielt werden sollen?

Zunächst wollen wir nur die Austauschbarkeit von einspurig monophon bespielten Bändern besprechen; die Austauschbarkeit von Stereo-Aufnahmen wird im Abschnitt Stereotechnik besprochen.

1. Halbspuraufnahme, wiedergegeben auf einem Viertelspurgerat (Abbildung 13a): Dies ist ohne weiteres möglich, denn das obere System des Viertelspurkopfs tastet mit seiner vollen Breite die Halbspuraufzeichnung (wenn auch nur Hälfte) ab. Es treten kaum Dynamikverluste Ober das bei Viertelspurgeräten übliche Maß hinaus auf.

Abb. 13 Zur Austauschbarkeit zwischen Halb- und Viertelspuraufnahmen

2. Viertelspuraufnahme, abgespielt auf einem Halbspurgerät (Abbildung 13b): Hier sind die Verhältnisse leider nicht so gut wie im umgekehrten Fall. Voraussetzung ist, dass die Spuren 2 und 3 nicht bespielt sind, denn der breite Halbspurkopf greift noch zur Hälfte auf diese Spuren über (auf Spur 3 beim Abspielen in Gegenrichtung). Vorausgesetzt, die beiden Innenspuren sind unbespielt und einwandfrei gelöscht, ist eine in der Qualität eingeschränkte Wiedergabe möglich, denn der Halbspurkopf wird (nur) auf der oberen Hälfte seiner Breite „versorgt“, während er auf der anderen lediglich das Bandrauschen einfängt. Die Wiedergabe hat also eine etwas schlechtere Dynamik als auf einem Vierteispurgerät, was aber zumindest bei Sprachaufnahmen keine entscheidende Rolle spielt.

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