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Aus einer internen Publikation der BASF vermutlich 1964

D) Das Magnettonverfahren im Einzelnen

Aus "Einführung in die Technik des Magnetbandes" von 1964/66

Das Magnettonverfahren ist zwar noch jung (vorgestellt 1935 von der AEG auf der Funkausstellung) ) und es funktioniert super. Doch es gibt eine Menge "Unwissen" bezüglich der machbaren Qualität der Studioaufnahmen.

1. Prinzip des Magnettonverfahrens

Beim magnetischen Aufzeichnungsverfahren wird ein im allgemeinen bandförmiger Tonträger mit konstanter Geschwindigkeit an einem magnetischen Aufzeichnungskopf (Sprechkopf) vorbeibewegt. Dieser Kopf ist so gebaut, daß sein an einer Stelle nach außen tretendes Magnetfeld auf den vorbeilaufenden Tonträger (Band) einwirken kann. Die Feldstärke vor dem Sprechkopf (Spaltfeld) ändert sich dabei zeitlich im Rhythmus des aufzuzeichnenden Signales und hinterläßt auf dem Tonträger örtlich unterschiedliche Magnetisierungen (Remanenz).

eine simple Prinzipdarstellung
ein reales Vorführmuster bei AGFA

Beim Abtastvorgang bewegt sich der Tonträger - mit der gleichen konstanten Geschwindigkeit - an einem ähnlich aufgebauten Abtastkopf (Hörkopf) vorbei. Die auf dem Tonträger befindliche, von Ort zu Ort unterschiedliche remanente Magnetisierung erzeugt im Hörkopf ein im Rhythmus der Aufzeichnung sich zeitlich änderndes magnetisches Feld, welches in der Hörkopfspule eine Spannung induziert.

Nach gewissen Maßnahmen hinsichtlich der Verstärkung entspricht diese Spannung in ihrem zeitlichen Ablauf (Schwingungsform) genau dem aufgezeigten Eingangssignal. Voraussetzung für einen einwandfreien Aufzeichnungsvorgang ist jedoch ein linearer Zusammenhang zwischen der auf den Tonträger einwirkenden Feldstärke und der dadurch erzeugten Remanenz. Als Arbeitskennlinie für das Magnettonverfahren muß also eine gerade Remanenzkurve gefordert werden, ein linearer Zusammenhang also zwischen Feldstärke und Remanenz.

Wir hatten gerade im vorhergehenden Abschnitt gesehen (Abb. 10), daß von vornherein keine Proportionalität zwischen Feldstärke und Remanenz besteht; die Remanenzkurve ist nicht geradlinig, sondern gekrümmt. Erst die im Jahre 1940/41 mit dem Magnetophon AEG K4 eingeführte Hochfrequenz- vormagnetisierung brachte eine Linearisierung der Arbeitskennlinie (auf die später noch eingegangen wird) und damit strenge Proportionalität zwischen Feldstärke und Remanenz. Durch diesen entscheidenden Schritt hat das magnetische Aufzeichnungsverfahren erst seine eigentliche Bedeutung erlangt.

2. Das Tonband

Verschiedene Tonbänder im Querschnitt

a) Aufbau des Tonbandes

Das Magnettonband (oder kurz Tonband), besteht aus einer dünnen Trägerfolie, auf der eine magnetisierbare Schicht aus fein verteiltem Eisenoxyd festhaftend aufgebracht ist.

Als Trägermaterial dienen neben Acetylcellulose vor allem "LUVITHERM"-Folie (BASF Eigenname für PVC=Polyvinylchlorid) und Polyester. Für die Herstellung der magnetisierbaren Schicht findet vorwiegend das rotbraune Eisenoxyd (Gamma-Fe2O3) Verwendung, das zu feinem Pulver (es könnte sogar Staub sein) gemahlen, gleichmäßig in einem geeigneten Lack eingebettet ist. Die magnetisierbaren Teilchen haben eine nadelförmige Struktur und sind durch den Lack voneinander isoliert; ihre Größe ist außerordentlich gering (Länge etwa 1µm - 1,5µm = 1/1000 mm - Durchmesser etwa 1/10 µm).

Die Verwendung von nadelformigem Oxyd hat den Vorteil, daß bei Ausrichtung aller Teilchen längs zum Band günstigere magnetische Eigenschaften in dieser Richtung erzielt werden können (Vorzugsrichtung). Die Dicke eines Tonbandes liegt je nach dem Typ (Standard-, Langspiel-, Doppelspiel- oder Dreifachspielband) zwischen 50µm und 18 µm, wobei auf die Magnetschicht 15µm bis herunter auf 6µm entfallen.

Die nadelförmigen Teilchen des Oxydes dürfen keineswegs mit den früher beschriebenen Elementarmagneten verwechselt werden, ebenso wie die Ausrichtung der nadeiförmigen Teilchen in der Schicht - also die Erzeugung einer Vorzugsrichtung - nichts mit einer Magnetisierung zu tun hat. Das einzelne Oxydteilchen besteht nämlich trotz seiner Kleinheit noch aus einer Vielzahl von magnetischen Elementarbezirken, ist also von vornherein noch nicht magnetisiert.

Erst eine Ausrichtung seiner Elementarmagnete ergibt eine Magnetisierung des Oxydteilchens. Es liegt nun im Wesen des Aufzeichnungsvorganges, daß die in der Schicht des Bandes befindlichen Teilchen unterschiedlich magnetisiert werden, je nach der Größe des Feldes, das bei ihrem Vorbeilaufen am Sprechkopf auf sich einwirkt. Aus diesem Grunde ist es auch erforderlich, daß die einzelnen Partikelchen voneinander isoliert sind und nicht, wie bei einem kompakten Material (Festkörper), miteinander in magnetischem Kontakt stehen.

b) Magnetische Eigenschaften des Tonbandes

Abb 8
Abb 9

Bei der Magnetisierung eines Tonbandes erhält man, ebenso wie bei der früher beschriebenen Magnetisierung eines Eisenkernes, eine Hysteresis (Anmerkung: dargestellt in der Hystere Kurve). Die in Abb. 8 und 9 dargestellten Hysteresiskurven sind mit einem speziellen Oszillographen an unserem Bandmaterial aufgenommen und nachgezeichnet worden.

Die Aussteuerung der Grenzhysterese erfolgte dabei bis zu einer Feldstärke von 1000 Oe (Punkt Hmax in Abb. 8). Die mittlere Koerzitivkraft (Hc bzw. -Hc) unserer Bänder liegt bei etwa 290 Oe. Die Sättigungsmagnetisierung (Ms) ist, wie bereits angedeutet, von der Füllung der Schicht, also von deren Dichte, abhängig und erreicht bei unseren oberflächenvergüteten Bändern etwa 1100 bis 1200 G.

Der Wert der Sättigungsremanenz
(M in Abb. 8) kann mit etwa 850 G angegeben werden. Das Verhältnis von Remanenz (Mr) zur Sättigungsmagnetisierung (Ms) nennt man "relative Remanenz". Man gibt es meist in Prozent an. Die relative Remanenz erreicht bei unserem Material Durchschnittswerte von etwa 70 bis 75 %.

Die genannten Zahlen gelten für die Längsrichtung des Bandes. In der dazu senkrechten Richtung (Querrichtung) ergeben sich vor allem bezüglich der Remanenz geringe Werte. Bestimmt man die remanente Magnetisierung in beiden Richtungen, so ergibt der Quotient aus "Remanenz längs" und "Remanenz quer" die Größe der Vorzugsrichtung. Dieser Faktor liegt bei gut vorzugsgerichteten Bändern zwischen 1,6 und 1,8, d.h. die Remanenz ist in Längsrichtung um den angegebenen Faktor größer als die Querrichtung. Da das Tonband normalerweise bei der Aufnahme eine längsgerichtete Magnetisierung erhält, wirkt sich eine in dieser Richtung höhere Remanenz beim Wiedergabevorgang vorteilhaft aus.

(Anmerkung aus 2009 : Die Schreibrichtung bei Quadruplex Bändern der ersten Video-Generation war quer zur Laufrichtung des Bandes. Bei späteren Helical Scan (Schrägspur) Bändern wie dem B-Format war die laufrichtung der Spur schräg zu Band-Längsrichtung. Daher können/sollten 2" Videobänder nicht in analogen 24 Kanal Bandmaschinen verwendet werden.)

Wir hatten bisher nur immer von der Magnetisierung gesprochen und festgestellt, daß diese Größe eine reine Materialeigenschaft ist und nicht von der Menge des magnetischen Materials oder dessen Abmessungen abhängt. Die von einem magnetischen Körper ausgehende Kraftwirkung wird jedoch auch von seinen Abmessungen (Querschnitt) bestimmt. Es leuchtet ein, daß von zwei gleichen, gleichpolig nebeneinander liegenden Magneten die doppelte Kraftlinienzahl ausgeht und damit, wie man sagt, der doppelte magnetische Fluß. Diese neue Größe, die mit dem griechischen Buchstaben Φ (Phi) bezeichnet wird, hängt also von dem Querschnitt des Materials ab, das von den Kraftlinien durchsetzt wird oder aus dem die Kraftlinien austreten. Der magnetische Fluß Φ wird also bildlich gesehen durch die Anzahl der Kraftlinien bestimmt, die einen bestimmten Querschnitt oder eine bestimmte Fläche durchsetzen.

Bei gleicher Kraftliniendichte ist der magnetische Fluß Φ das Produkt aus Magnetisierung und Fläche. Bei doppelter Fläche wird ja auch die doppelte Anzahl von Kraftlinien erfaßt. Im Falle unseres Tonbandes ist der magnetische Fluß (bei konstanter Magnetisierung) von dem Querschnitt der Schicht (Bandbreite x Schichtdicke) abhängig.

Nehmen wir einmal an, ein Bandstück sei in Längsrichtung völlig gleichmäßig magnetisiert (Gleichfeldmagnetisierung), so verlaufen die Kraftlinien innerhalb der Schicht und treten erst an den Bandenden nach außen. Der magnetische Fluß im Band (innerer Bandfluß) ist dann, wie leicht eingesehen werden kann, nur von der Schichtdicke und der Bandbreite abhängig. Man erhält die Größe des Bandflusses, indem man die Magnetisierung (gemessen in G) mit Bandbreite und Schichtdicke, also mit der Fläche (gemessen in cm²) multipliziert.

Der Bandfluß wird in "Maxwell" bzw. "Milli-Maxwell" (Abk. mM) gemessen. Ebenso wie bei der Magnetisierung unterscheidet man Sättigungsfluß und remanenten Fluß. Da bei der Abtastung eines Tonbandes jedoch ausschließlich die Remanenz eine Rolle spielt, ist mit der Bezeichnung Bandfluß meistens der remanente Bandfluß gemeint. Die in Abb. 8 und 9 dargestellten Hystereseschleifen behalten ihre Form unverändert bei, wenn auf der senkrechten Achse statt der Magnetisierung M jetzt der magnetische Fluß in einem entsprechenden Maßstab aufgetragen wird. Unter Beibehaltung dieses Maßstabes wäre die Höhe der Hysterse dann jedoch von der Schichtdicke abhängig. Der remanente Sättigungsfluß liegt bei unseren 6,25 mm breiten Bändern je nach der Schichtdicke zwischen 350 mM und 750 mM.

3. Vorgänge bei der Aufzeichnung

a) Der Aufsprechvorgang

Prinzip eines Magnetkopfes

Die zur Aufnahme und Wiedergabe verwendeten Magnetköpfe bestehen aus einem im Prinzip ringförmigen Kern, der an einer Stelle durch einen ganz kleinen eingefügten Spalt unterbrochen ist. Als Kernmaterial dient meist eine Eisen-Nickel-Legierung mit außerordentlich guter magnetischer Leitfähigkeit.

Die über dem Ringkern befindliche Spule erzeugt in diesem ein Magnetfeld, das dem durchfließenden Strom proportional ist. Die im Inneren des Ringkernes verlaufenden magnetischen Feldlinien treten am Spalt nach außen; das sich über dem Luftspalt schließende Kraftlinienfeld wird das Spaltfeld des Sprechkopfes genannt. Die Breite des Spaltes ist außerordentlich klein und liegt im allgemeinen bei einigen μm (tausendstel Millimetern).

Abb 11 - Der Aufsprechvorgang

Die Spule des Sprechkopfes wird nun bei der Aufnahme von dem tonfrequenten Strom durchflossen, der aufgezeichnet werden soll. Dieser Strom erzeugt ein seiner Größe proportionales magnetisches Feld im Ringkern, dessen Feldlinien zu einem wesentlichen Teil vor dem Spalt die magnetisierbare Schicht des vorbei laufenden Bandes durchströmen und auf dem Band eine remanente Magnetisierung zurücklassen.

Wird die Sprechkopfwicklung von einem sinusförmigen Wechselstrom durchflossen, so erhält das vorbei laufende Band verschieden starke und durch die Phasen des Wechselstroms verschieden gerichtete Magnetisierung in gleichmäßig wechselnder Folge. Abb. 11 zeigt den Vorgang der Aufnahme für diesen Fall. Dabei sollen die verschieden langen Pfeile auf dem Band die verschieden starke Magnetisierung und deren Richtung symbolisieren. Der Abstand zwischen zwei gleichen Magnetisierungszuständen der sich stets wiederholenden Perioden wird die aufgezeichnete Wellenlänge λ =(Lambda) genannt.

Abb 12

In Abb. 12 ist die sinusförmige Magnetisierung eines Bandes dargestellt und die Wellenlänge gekennzeichnet. Die Bandgeschwindigkeit v, die aufgezeichnete Frequenz f und die aufgezeichnete Wellenlänge λ stehen in einer bestimmten Beziehung zueinander: λ = v/t.

Bei gegebener Bandgeschwindigkeit nimmt die Wellenlänge mit steigender Frequenz ab; bei konstanter Frequenz ist die aufgezeichnete Wellenlänge der Bandgeschwindigkeit proportional. Verringert man also die Bandgeschwindigkeit (bei gleichem Frequenzgang) oder erhöht man den Frequenzgang (bei gleicher Bandgeschwindigkeit), so gelangt man zu kürzeren Wellenlängen.

Den kleinsten noch aufzeichenbaren Wellenlängen ist jedoch eine untere Grenze gesetzt, einmal durch die Spaltbreite des Kopfes, zum anderen durch das Band selbst. Es leuchtet ein, daß Wellenlängen von der Größe der Oxydteilchen, also von etwa 1 μm, nicht mehr aufgezeichnet werden können; als untere Grenze kann je nach Kopf eine Wellenlänge von 5 μm bis 10 μm gelten.

Bei der Aufnahme wird dem durch den Sprechkopf fließenden Niederfrequenzstrom, der aufgezeichnet werden soll, noch ein sinusförmiger Hochfrequenzstrom überlagert. Die Frequenz dieses sogenannten "Vormagnetisierungsstromes" ist so hoch, daß sie weit außerhalb des Hörbereiches liegt (60 ... 80 kHz) und gar nicht auf Band aufgezeichnet wird (werden kann). Durch die Anwendung der HF-Vormagnetisierung wird ein linearer Zusammenhang zwischen dem aufzuzeichnenden NF-Signal und der auf dem Band aufgezeichneten Remanenz hergestellt.

Abb 13

Auf eine Beschreibung dieser im einzelnen recht komplizierten Vorgänge soll verzichtet werden und lediglich die Auswirkung der HF-Vormag- netisierung erläutert werden. Die Remanenzkurve, die einen ersten Zusammenhang zwischen Feldstärke und Remanenz vermittelt, wurde bereits in Abb. 10 gezeigt. Sie ist in Abb. 13 nochmals, jedoch in einem anderen Maßstab, dargestellt und außerdem symmetrisch zum Koordinatenschnittpunkt aufgetragen. Bei Anwendung einer HF-Vormag- netisierung geht die Remanenzkurve in eine Kurve über, die auch "dynamische Kennlinie 2. Art" genannt wird.

Eine Aussteuerung des Bandes innerhalb des linearen Teiles dieser Arbeitskennlinie ergibt also die geforderte Proportionalität zwischen Sprechstrom und Bandremanenz. Die Steilheit der dynamischen Kennlinie 2. Art ist in gewissem Maß von der Wellenlänge der Aufzeichnung abhängig, vor allem jedoch von der Größe des Vormagnetisierungsstromes. Der eingestellte Wert der HF-Vormagnetisierung wird Arbeitspunkt genannt.

Da sämtliche elektroakustische Eigenschaften eines Bandes, wie Empfindlichkeit, Frequenzgang, Klirrfaktor und Rauschen mehr oder weniger stark von der Größe des Vormagnetisierungsstromes abhängen, muß ein den praktischen Anforderungen entsprechender Kompromißwert eingestellt werden. Der optimale Arbeitspunkt ist außer von den Eigenschaften des Sprechkopfes auch noch von der Koerzitivkraft des verwendeten Bandmaterials abhängig. Je größer die Koerzitivkraft eines Bandes, je magnetisch härter also das Material ist, desto höher muß der Vormagnetisierungsstrom gewählt werden. Die genaue Einstellung des Arbeitspunktes kann nicht gehörmäßig erfolgen, sondern erfordert eine Reihe von Meßgeräten.

b) Der Wiedergabevorgang

Abb 14

Die Wiedergabe einer Bandaufzeichnung erfolgt, indem der magnetisierte Tonträger vor dem Spalt eines Hörkopfes vorbeiläuft (Abb. 14), der im Prinzip genau so aufgebaut ist, wie der Sprechkopf. Der durch die unterschiedliche Magnetisierung der Oxydteilchen hervorgerufene äußere Bandfluß wird durch den Ringkern des Hörkopfes geleitet, oder wie man sagt, von diesem kurzgeschlossen (Kurzschlußfluß). Der durch die Bewegung des Bandes im Kopf erzeugte sich ändernde Fluß, welcher der Magnetisierung des Bandes entspricht, erzeugt in der Hörkopfwicklung eine Spannung. Diese Hörkopfspannung kann abgegriffen, verstärkt und dem Lautsprecher zugeführt werden.

Nach dem Induktionsgesetz ist die in der Hörkopfwicklung induzierte tonfrequente Spannung der zeitlichen Änderung des magnetischen Flusses durch den Ringkern proportional: Je schneller sich der Fluß ändert, desto größer ist die Spannung. Diese Erscheinung ist leicht verständlich, wenn wir uns eine Dynamomaschine vorstellen, deren abgegebene Spannung ja von der Drehzahl abhängt. Für unseren Wiedergabevorgang bedeutet das Induktionsgesetz, daß bei konstantem Bandfluß die Hörkopf Spannung von der aufgezeichneten Frequenz abhängt. Je höher die Frequenz, je schneller also die Wechsel erfolgen, desto höher ist die induzierte Spannung.

Die bei konstantem Bandfluß mit zunehmender Frequenz (um 6 dB pro Oktave) ansteigende Hörkopf Spannung wird der Omega-Gang der Abtastung genannt. Der griechische Buchstabe Omega ( ω ) bedeutet die sogenannte Kreisfrequenz:

wobei f die Hz gemessene Frequenz ist. Der Omega-Gang der Wiedergabespannung muß durch einen entsprechend umgekehrten Frequenzverlauf des Wiedergabeverstärkers ausgeglichen (entzerrt) werden, damit an dessen Ausgang ein frequenzunabhängiges Signal zur Verfügung steht.

Die Abtastung einer Aufzeichnung ist nur bis zu einer oberen Grenzfrequenz möglich, die um so höher liegt, je geringer die Spaltbreite ist. Verständlicherweise muß - ähnlich wie bei der Aufnahme - die Breite des Spaltes stets kleiner sein, als die kürzeste aufgezeichnete Wellenlänge. Nähert sich die Wellenlänge einer Aufzeichnung der Breite des Hörkopfspaltes, so kann eine Abtastung in voller Amplitude nicht mehr erfolgen. Das Maß, in dem eine Schwächung auftritt, wird die sogenannte Spaltdämpfung genannt. Diese Dämpfung der Hörkopfspannung, die im oberen Frequenzbereich eine Rolle spielt, kann durch die Spaltfunktion berechnet werden, wenn die Breite des Abtastspaltes bekannt ist. Ist die Wellenlänge einer Aufzeichnung z.B. gerade doppelt so groß wie der Hörkopfspalt, so tritt eine Dämpfung der Wiedergabespannung von etwa 4 dB ein, die durch Anhebung im Abhörverstärker noch ausgeglichen werden kann.

Eine Schrägstellung des Hörkopfspaltes gegenüber der Aufzeichnung wirkt sich erklärlicherweise ebenfalls in einer Dämpfung der hohen Frequenzen aus, weswegen Aufsprech- und Abtastspalt genau parallel zueinander ausgerichtet sein sollen.

c) Der Löschvorgang

Ein entscheidender Vorteil des Magnettonverfahrens gegenüber anderen Aufzeichnungsverfahren beruht auf der Löschbarkeit und Wiederverwendbarkeit der Tonträger. Das Löschen einer Aufzeichnung kann im einfachsten Fall mit einem Permanentmagneten oder einer gleichstromdurchflossenen Spule (Gleichstromlöschkopf) erfolgen. Bei dieser Methode werden alle Magnetteilchen des Bandes bis in die Sättigung hinein magnetisiert und verlassen die Löschvorrichtung im Zustand ihrer Sättigungsremanenz, so daß alle vorher eingeprägten magnetischen Zustände ausgelöscht werden.

Der entscheidende Nachteil der Gleichfeldlöschung liegt in dem Umstand, daß die Magnetpartkelchen nicht entmagnetisiert, sondern im Gegenteil vollauf magnetisiert werden. Dadurch ergeben sich bei einer Neuaufnahme völlig geänderte Verhältnisse und gewisse Schwierigkeiten; außerdem äußert sich die Gleichfeldmagnetisierung eines Bandes beim Abspielen durch ein starkes Rauschen (Gleichfeldrauschen).

Die zweite Methode der Löschung, die durch Einwirkung eines schnellen Wechselfeldes einen unmagnetischen Zustand (Entmagnetisierung) aller Teilchen herbeiführt, vermeidet die genannten Nachteile der Gleichfeldlöschung und wird heute ausschließlich angewendet. Das Prinzip der Wechselstromlöschung besteht darin, daß die magnetisierbaren Teilchen in einem auf Null abnehmenden Wechselfeld mehrere Male ummagnetisiert werden und so, von der Grenzhysterese angefangen, immer kleiner werdende Hystereseschleifen durchlaufen, bis schließlich der entmagnetisierte Zustand erreicht ist.

Bei einer Löscheinrichtung dieser Art muß dafür gesorgt sein, daß die Magnetteilchen eine Vielzahl von Ummagnetisierungen erfahren, während sie sich aus dem Löschfeld entfernen. Aus diesem Grunde verwendet man zur Löschung einen im Prinzip gleich aufgebauten Kopf, jedoch mit bedeutend breiterem Spalt als bei Sprech- oder Hörkopf und speist den Löschkopf mit einem hinreichend starken Strom hoher Frequenz (Löschstrom). Man spricht aus diesem Grunde von der Hochfrequenzlöschung, wobei Vormagnetisierungsfrequenz und Löschfrequenz in den meisten Fällen gleich sind und demselben Generator entnommen werden.

Eine andere Art der Wechselfeldlöschung, die hin und wieder noch angewendet wird, bedient sich einer Löschdrossel. Diese aus dem Wechselstrom-Lichtnetz gespeiste Magnetspule wird mit der Hand in kreisenden Bewegungen über den ganzen Bandwickel hinweggeführt und dabei allmählich entfernt. Da die Feldstärken dieser Löscheinrichtungen (für den ganzen Bandwickel) meistens etwas zu gering sind, muß der beschriebene Vorgang von der Unterseite des Bandwickels nochmals wiederholt werden. Der einzige Vorteil der Drossel löschung besteht darin, daß ein ganzes Band über alle Spuren in verhältnismäßig kurzer Zeit gelöscht werden kann.

4. Frequenzgang und Entzerrung

Der Frequenzgang des Magnettonverfahrens ist von Natur aus nicht geradlinig; d.h. es werden von vornherein nicht alle Frequenzen gleichmäßig übertragen. Wir hatten bereits beim Wiedergabevorgang einen frequenzabhängigen Einfluß in Form des Omega-Ganges und der Spaltdämpfung kennengelernt. Auch beim Aufsprechvorgang tritt eine Dämpfung, und zwar des oberen Frequenzbereiches ein, welche Bandflußdämpfung genannt wird. Bei konstant gehaltenem Sprechstrom wird im Bereich tiefer Frequenzen ein ebenfalls konstanter Bandfluß aufgezeichnet, der jedoch mit abnehmender Wellenlänge durch den Einfluß der Selbstentmagnetisierung ziemlich rasch abfällt.

Wir können uns diese Erscheinung so erklären, daß sich bei immer kürzeren Wellenlängen die Kraftlinien der im gleichen Sinne magnetisierten Bereiche mehr und mehr im Band selbst schließen und so keinen Beitrag mehr zum äußeren Bandfluß liefern können. Die Schwächung des äußeren Bandflusses bei kurzen Wellenlängen, die auf einer Eigenschaft des Bandes beruht, ist der stärkste überhaupt auftretende Dämpfungsanteil beim magnetischen Aufzeichnungsverfahren.

Abb 15

Die Abb. 15 (Kurve 1) zeigt den prinzipiellen Verlauf des Bandflusses bei einer Aufzeichnung mit konstantem Aufsprechstrom.

Die genannten frequenzabhängigen Einflüsse wie Bandflußdämpfung, Omega-Gang und Spalteffekt addieren sich, so daß sich bei einem konstanten Aufsprechstrom im Bereich tiefer Frequenzen zunächst ein mit 6 dB pro Oktave ansteigender Verlauf der Hörkopfspannung ergibt, der im Bereich höherer Frequenzen dann jedoch einen starken Abfall erfährt. Durch Entzerrungsmaßnahmen im Aufsprech- und Wiedergabeverstärker kann dem entgegengewirkt werden, so daß innerhalb des zu übertragenden Bereiches ein geradliniger "Frequenzgang über alles" erzielt werden kann. Grundsätzlich wäre es zunächst gleichgültig, wie die Entzerrung im einzelnen erfolgt, wenn nur der Gesamtfrequenzgang zwischen unterer und oberer Grenzfrequenz möglichst konstant wird.

Nun hat jedoch eine Anhebung der Tiefen oder Höhen im Wiedergabeverstärker eine Verschlechterung der Dynamik zur Folge (Ansteigen von Brummen oder Rauschen), während jede Korrektur im Aufsprechverstärker die nichtlinearen Verzerrungen (Übersteuerung) vergrößert oder die Dynamik einengt. Aus diesem Grunde muß die notwendige Tiefen- und Höhenanhebung auf beide Verstärker sinnvoll aufgeteilt werden. Um die Austauschbarkeit von Bandaufnahmen zu gewährleisten, ist es darüber hinaus erforderlich, die Entzerrung eines Kanals zu normen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Frequenzverlauf des Wiedergabekanales zur Norm zu erheben. Damit ist für eine Magnettonanlage, bei Benutzung einer bestimmten Bandsorte, die Eigenschaft des Aufsprechkanals ebenfalls eindeutig bestimmt.

Um individuelle Eigenarten der verwendeten Köpfe auszuschließen, gilt der genormte Frequenzverlauf des Wiedergabeverstärkers für einen idealen Hörkopf, d.h. einem Kopf mit idealem Spalt und ohne Kopfverluste. Die erforderliche Korrektur für den verwendeten realen Hörkopf muß vom Wiedergabeverstärker zusätzlich bewirkt werden. Diese Normung kommt in der Praxis darauf hinaus, daß der Frequenzverlauf des Bandflusses einer Aufzeichnung festgelegt ist, die beim Abspielen auf dem Gerät eine für alle Frequenzen gleichgroße Ausgangsspannung ergeben muß (DIN-Bezugsband).

Der Frequenzgang dieses Bandflusses wird bei den verschiedenen Bandgeschwindigkeiten durch die Angabe einer Zeitkonstanten T ( T = R • C) festgelegt und soll den gleichen Verlauf aufweisen, wie die Impedanz (Wechselstromwiderstand) einer Parallelschaltung aus einem ohm'sehen Widerstand R und einer Kapazität C.

Abb 15

Die Bandflußdämpfung durch Selbstentmagnetisierung bewirkt, wie wir in Abb. 15 (Kurve 1) sehen, eine Schwächung der hohen Frequenzen (kleine Wellenlängen). Diese Dämpfung ist in jedem Falle stärker als der genormte Höhenabfall des Bandflusses, der in der gleichen Abbildung (Kurve 2) im prinzipiellen Verlauf ebenfalls eingezeichnet ist. Aus diesem Grunde muß der Sprechstrom im Bereich höherer Frequenzen angehoben werden (Kurve 3). Diese Anhebung ist bei gegebener Bandgeschwindigkeit jedoch von der verwendeten Bandsorte und vom gewählten Arbeitspunkt abhängig. Eine Anhebung der Höhen beim Aufsprechvorgang ist deswegen möglich, weil diese Frequenzanteile bei Sprache, Musik und Geräuschen mit geringeren Amplituden vorkommen und so keine Übersteuerungen hervorrufen können.

Abb 16

Dem Frequenzgang des Wiedergabekanales liegt zunächst die genormte Bandflußkurve zugrunde, die in Abb. 16 (Kurve 1) nochmals eingetragen ist. Zusammen mit dem Omega-Gang der Abtastung (Kurve 2) ergibt sich der in Kurve 3 dargestellte Verlauf. Unter Berücksichtigung der bei der Abtastung auftretenden Dämpfungsanteile (Spaltdämpfung und Hörkopfverluste) erigbt sich ein Gesamtfrequenzgang der Wiedergabe, der durch Kurve 4 veranschaulicht wird. Um an seinem Ausgang eine frequenzunabhängige Spannung zu erhalten, muß der Wiedergabeverstärker einen dazu gegenläufigen Frequenzgang aufweisen, wie durch die Kurve 5 dargestellt ist.

In der Praxis wird bei der Einstellung eines Tonbandgerätes so vorgegangen, daß zunächst der Hörkopfspalt justiert wird. (Justierband oder Teil 2 des DIN-Bezugsbandes). Danach wird beim Abspielen des Frequenzgangteiles des Bezugsbandes der Wiedergabeverstärker auf eine möglichst konstante Ausgangsspannung eingestellt. Als letztes erfolgt dann die Einstellung des Arbeitspunktes beim Aufsprechverstärker, evtl. die Justierung des Sprechkopfspaltes sowie die Einregelung der Höhenanhebung, so daß sich ein möglichst geradliniger "Überalles- Frequenzgang" ergibt.

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