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Magnetband Eine einfache Darstellung des Prinzips der magnetischen Schallaufzeichnung |
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Aus einer Broschüre der
AGFA-GEVAERT AG LEVERKUSEN, 1965
Abb. 1 Der Tonkopf in einem Tonbandgerät ist ein Elektromagnet, der aus einer um einen Eisenkern gewickelten Spule besteht. Fließt durch diese Spule ein Strom, so wird der Eisenkern magnetisch. An seinen Enden entstehen magnetische Pole, aus denen magnetische Kraftlinien austreten. Der Eisenkern ist so gestaltet, dass sich die beiden Pole, wie aus der Abbildung 1 ersichtlich, dicht gegenüberliegen. Aus dem so gebildeten Spalt treten diese Kraftlinien aus. Führt man nun an diesem Spalt ein mit einer magnetisierbaren Eisenoxidschicht versehenes Tonband vorbei, wird dieses im Rhythmus der elektrischen Schwingungen magnetisiert.
Abb. 2 In Abbildung 3 hat man eine Aufzeichnung auf Magnetband mit Hilfe einer Suspension von fein verteiltem Eisenpulver sichtbar gemacht. Setzen wir voraus, dass die drei Aufzeichnungen mit der gleichen Bandgeschwindigkeit gemacht worden sind, so wurde - von oben nach unten gesehen - die Frequenz jeweils verdoppelt. Der Abstand der Sprossen wird also jeweils um die Hälfte kleiner. Würde man die gleiche Frequenz mit drei verschiedenen Bandgeschwindigkeiten, 19, 9,5 und 4,75 cm/sec, aufzeichnen, so würden die Sprossen genauso immer dichter aneinanderrücken. Also: Frequenz und Bandgeschwindigkeit bestimmen den Abstand der Sprossen voneinander.
Abb. 3 Das Rauschen eines Tonbandes, das besonders in den Pausen einer Tonaufzeichnung hörbar wird, ist dadurch bedingt, dass die feinen Eisenoxidteilchen auch ohne Aufzeichnung einen geringen Magnetismus besitzen, der im Tonkopf eine Rauschspannung erzeugt. Erst durch die Einwirkung der unhörbaren Vormagnetisierungsfrequenz wird dieses Rauschen nicht mehr wahrnehmbar.
Abb. 4
Durch die Vormagnetisierung wird die Tonaufzeichnung in den geradlinigen Teil der Remanenzkurve verlagert. Damit werden die Verzerrungen so gering, dass sie bei richtiger Aussteuerung unhörbar sind.
Abb. 5 Die Aussteuerbarkeit und damit Übersteuerungssicherheit des Bandes ist um so besser, je länger der geradlinige Teil der Remanenzkurve ist. AGFA-GEVAERT verwendet für alle Amateurbänder ein eigens von den Farbenfabriken Bayer entwickeltes Spezialeisenoxid, das eine besonders hohe Aussteuerbarkeit des Langspiel-Bandes PE 31 und eine sehr gute Aussteuerbarkeit des Doppelspiel-Bandes PE 41 ermöglicht.
Abb. 6 |
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Abb. 7 Daraus ergibt sich, dass die Höhe der Frequenz, die wiedergegeben werden kann, von der Geschwindigkeit und der Spaltbreite des Tonkopfes abhängt. Die Wellenlänge auf einem Band wird nach folgender Formel ausgerechnet:
Abb. 8 Bei einer zu geringen Spaltbreite würde also die Schicht des Bandes nicht mehr genügend durchmagnetisiert; dadurch erhält man bei der Wiedergabe eine schlechtere Dynamik. Dynamik ist das Verhältnis der erreichbaren Nutzspannung (Ton) zur vorhandenen Störspannung (Rauschen).
Abb. 9 Daraus folgt, dass die Wiedergabespannung bei hohen Frequenzen kleiner ist als bei tiefen. Sie ist um so niedriger, je kleiner die Bandgeschwindigkeit ist.
Abb. 10 In der folgenden Abbildung 11 ist diese Höhenanhebung dargestellt.
Man nennt diese Höhenanhebung in der Fachsprache Entzerrung. Die Entzerrung hat jedoch nichts mit der bereits erwähnten Verzerrung (Klirrfaktor) zu tun. Die bei den einzelnen Bandgeschwindigkeiten erforderliche Höhenanhebung, die, wie aus den Abbildungen 9 und 10 ersichtlich, umso größer sein muss, je niedriger die Bandgeschwindigkeit ist, kann man nun sowohl bei der Aufsprache, als auch bei der Wiedergabe vornehmen. Um eine höchstmögliche Qualität bei der magnetischen Schallaufzeichnung zu erzielen, verteilt man die Höhenanhebung auf Aufnahme und Wiedergabe. Würde man nämlich die Anhebung nur bei der Aufsprache vornehmen, so würde man bei hohen Frequenzen das Tonband übersteuern. Legt man die gesamte Aufsprechüberhöhung nur in die Wiedergabe, so verstärkt man auch das im oberen Frequenzbereich liegende Verstärker- und Bandrauschen. Man wählt daher einen günstigen Kompromiss: Damit man bespielte Bänder auf verschiedenen Geräten abspielen kann, d. h. also die Wiedergabequalität beim Austausch von bespielten Bändern gleich ist, hat man die Anhebung im Wiedergabeverstärker genormt. Es gibt heute zwei allgemein gebräuchliche Entzerrungen, und zwar nach
CCIR (Comité Consultatif International des
Radiocommunications) bei der etwa 25 % der Höhen im Aufsprechverstärker und 75 % im Wiedergabeverstärker angehoben werden, und nach
NARTB (National Association of Radio and Television
Broadcasters), bei der die Höhen etwa je zur Hälfte im Aufsprech- und Wiedergabeverstärker angehoben werden.
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Abb. 12 Wir haben in dieser Abbildung zwei sichtbar gemachte Aufzeichnungen in
Halbspur- und in Viertelspurtechnik abgebildet. Die Spurbreite bei der Halbspuraufzeichnung beträgt etwa 2 mm, bei der Viertelspuraufzeichnung etwa 1 mm. Es wird bei Betrachtung dieser Abbildung sicherlich klar, dass von einer 1 mm breiten Spur bei gleicher Intensität der Aufzeichnung nur die Hälfte der Spannung im Wiedergabekopf induziert wird wie bei einer 2 mm breiten Spur. Um nun die gleiche Lautstärke zu erzielen, muss man also bei der geringeren
Spurbreite diesen Lautstärkenunterschied durch den Wiedergabeverstärker ausgleichen. Dass man bei einer größeren Verstärkung natürlich auch die Störspannung (Rauschen) mit anhebt, lässt sich leider nicht vermeiden. Um nun bei der Viertelspurtechnik etwa die gleiche Wiedergabequalität wie bei der Halbspurtechnik zu erzielen, haben die Apparate-Hersteller bei den Viertelspurgeräten häufig die Qualität der Verstärker erhöht. Treibt man jedoch den gleichen Aufwand auch bei einem Halbspurgerät, bleibt der Unterschied der gleiche. Ein Problem bei der Viertelspurtechnik sind die gefürchteten Aussetzer, vom Fachmann dropouts genannt. Diese entstehen meist durch sekundäre Verschmutzung. Alle Agfa Magnetonbänder PE 31, PE 41 und PE 65 sind oberflächenveredelt und garantieren im Neuzustand eine
dropoutfreie, qualitativ hochwertige Aufzeichnung, auch bei der Viertelspurtechnik.
Links im Bild wird das relativ steife Tonband durch ein Staubkorn auf einer wesentlich größeren Fläche vom Tonkopf abgehoben, als die Größe des Staubkorns selbst ausmacht. Auf der rechten Abbildung sieht man, wie ein Staubkorn von einem besonders geschmeidigen Band umschlossen wird; dadurch verringert sich die Störung wesentlich.
Abb. 14 Maßgebend für die Qualität einer Aufzeichnung, besonders bei der Viertelspurtechnik, ist also die Geschmeidigkeit eines Bandes. Alle Agfa Magnettonbänder werden aus doppelt vorgerecktem Polyester hergestellt, einem Material, das sich durch ungewöhnlich große Geschmeidigkeit auszeichnet. Die Schicht besteht aus einem Polyester-Urethan-Lack, der das besonders feinteilige Eisenoxid enthält. Durch die Verwendung von Polyester-Unterlage und Polyester-Lack, zwei chemisch gleichartigen Stoffen, wird die Geschmeidigkeit noch wesentlich erhöht. Es sollten daher bei Viertelspurtechnik möglichst dünne Bänder verwendet werden. Ideal hierfür ist das Doppelspiel-Band PE 41 mit einer Gesamtdicke von nur 26 um oder PE 65 Triple Record, mit einer Gesamtdicke von nur 18 um das geschmeidigste Agfa Magnettonband überhaupt. Um eine Vorstellung zu geben, wie dünn dieses Band ist, wurden in Abbildung 14 unter einem Messmikroskop drei übereinandergelegte PE 65 Triple Record-Bänder im Verhältnis zu einem menschlichen Haar aufgenommen.
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Zum Schluss ist noch zu erwähnen, dass die Bandqualität sehr wesentlich von der Gleichmäßigkeit der Beschichtung abhängt. Hier kommt dem Agfa Magnettonband die jahrzehntelange Erfahrung von AGFA-GEVAERT in der Beschichtung photographischer Materialien zugute. Auf weniger als einen halben Tausendstel Millimeter genau wird heute die Magnetschicht auf die Folie aufgetragen, und das
auf einer Länge von vielen tausend Kilometern. Das garantiert die stets gleichbleibende hohe Qualität der Agfa Magnettonbänder, die dem Amateur technisch hervorragende Aufnahmen ermöglichen.
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