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TEIL I 'Was Sie wissen sollten'
1. MAGNETTON-TECHNIK
Das Tonbandgerät hat die Aufgabe, Schallereignisse auf
einem Tonband zu speichern und Sie möglichst original-
getreu zu gegebener Zeit wiederzugeben. Für die Spei-
cherung müssen die Schallereignisse zunächst 'vorberei-
tet', d.h. umgewandelt werden.
Im
Folgenden soll versucht werden, eine kurze, verständ-
liche Darstellung der zur Schallaufzeichnung notwen-
digen Vorgänge zu geben. Die einzelnen Abschnitte sind
nach den
Umwandlungs-'Stadien'
gegliedert, die ein Ton
durchläuft; vom Luftschall über Mikrofon, Tonbandgerät
und Speicherung auf dem Band bis zur Wiedergabe über
den Lautsprecher.
1.1. Umwandlung von Schallereignissen in elektrische
Schwingungen
Der vom menschlichen Ohr wahrnehmbare Schall wird
durch Luftdruckschwingungen erzeugt; das sind Ände-
rungen der Luftdichte, die sich als Wellen im Raum aus-
breiten.
Eine reine Luftströmung (z.b. Wind) bei gleichbleiben-
dem Druck wird noch nicht als Schall wahrgenommen.
Für die Höhe eines Tones ist die Anzahl der Luftdruck-
schwingungen in einer Sekunde maßgebend. Je
Größer die Schwingungszahl oder 'Frequenz', desto
höher der Ton. Das menschliche Ohr kann etwa von 20
bis zu 16.000 Schwingungen in der Sekunde wahr-
nehmen. Die Einheit der Frequenz ist das 'Hertz'
(nach dem bekannten Physiker). Ein Hertz entspricht
also einer Schwingung pro Sekunde. Die oben genann-
ten Schallwellen können z.B. von Wänden reflektiert
(zurückgeworfen) oder absorbiert ('geschluckt') werden,
und sie vermögen Arbeit zu leisten; und gerade dieses
Vermögen wird beim Mikrofon ausgenutzt:
Ein Mikrofon hat die Aufgabe, Schall in elektrischen
Strom umzuwandeln, den das Tonbandgerät weiter ver-
arbeiten kann.
Um das Prinzip der Umwandlung zu verstehen, muß man
sich eines physikalischen Gesetzes erinnern, das verein-
facht ausgedrückt den folgenden Inhalt hat: 'Die Bewe-
gung eines Magneten (d.h. die Änderung eines Magnetfel-
des) im Innern einer Spule ruft in der Spule einen Strom-
fluß hervor.'
Dieser Strom wechselt in seiner Stärke entsprechend der
Bewegung des Magneten.
Es wird selbstverständlich auch der gleiche Effekt er-
zielt, wenn die Spule bewegt wird und der Magnet fest-
steht. Nach diesem Prinzip arbeiten die meisten heute
verwendeten Mikrofone:
Eine Spule wird an einer Membrane befestigt, die durch
den Luftschall in Schwingungen versetzt wird und zwar
so, daß die Spule dabei in ein von einem Dauermagneten
erzeugtes Magnetfeld 'eintaucht' (sog. Tauchspulen-
Mikrofone). Bewegt sich nun die Membrane mit der Spule
im Takte der Luftdruckschwingungen in dem
Magnet-
feld, so entsteht ein Strom in der Spule, dessen Stärke
entsprechend dem Schallereignis wechselt.
Dieser Wechselstrom stellt also ein genaues Abbild des
Schallereignisses dar und kann jetzt dem Tonbandgerät
zugeführt werden.
1.2. Umwandlung von elektrischen Schwingungen in
magnetische Feldstärkeänderungen
Der vom Mikrofon erzeugte Wechselstrom wird im Ton-
bandgerät in mehreren Stufen verstärkt. Die Größe
der Verstärkung läßt sich mit dem sogenannten Aussteu-
erungsregler bestimmen und am Aussteuerungsinstru-
ment beobachten. Dies ist notwendig, da bei einer fest
eingestellten Verstärkung
Fortissimo-Stellen
eventuell zu
Verzerrungen führen oder im entgegengesetzten Fall
Pianissimo-Stellen bei der Wiedergabe von Störge-
räuschen überlagert sein können.
Man stellt die Verstärkung des Aufsprech-Verstärkers
bei jeder Aufnahme so ein, daß die lautesten Passagen
eine hundertprozentige Aussteuerung ergeben; das
ist die Grenze der Aussteuerung, bei der gerade noch
keine hörbaren Verzerrungen eintreten. Bei dieser Ein-
stellung ist auch gewährleistet, daß Pianissimo-Stellen
noch deutlich hörbar sind, da dann die 'Dynamik' des Ton-
bandgerätes und die des Tonbandes voll ausgenutzt
wird.
Der so verstärkte Wechselstrom gelangt nun zum Auf-
nahme-Magnetkopf, an dem das magnetisierbare Ton-
band vorbeiläuft. Das Prinzip des Aufsprech-Vorganges
erklärt sich
aus
der Umkehrung des beim Mikrofon Gesag-
ten: Ein Strom, der durch eine Spule fließt, erzeugt im
Innern dieser Spule ein entsprechendes Magnetfeld. Ist
dieser Strom ein Wechselstrom so ist auch das Magnet-
feld ein sogenanntes Wechselfeld.
Zur Verstärkung der magnetischen Wirkung ist die Spule
des Aufnahme-Kopfes um einen ringförmigen Eisenkern
gewickelt, der eine mikroskopisch feine Unterbrechung,
den sogenannten Luftspalt besitzt. Die magnetischen
Feldlinien breiten sich vorzugsweise in diesem Eisen-
kern aus, der Ihnen einen
äußerst
geringen Widerstand
entgegensetzt, und schließen sich
über
den Luftspalt, den
sie bogenförmig überbrücken. Für den Speichervor-
gang auf dem Tonband sind nur die Feldlinien über die-
sem Luftspalt wirksam, und sie stellen in ihrer wechseln-
den Richtung und Stärke ein getreues Abbild des sie
erzeugenden Wechselstromes und damit des aufgenom-
menen Schallereignisses dar.
1.3. Speicherung auf dem Tonband
Die heute verwendeten Tonbänder bestehen aus einer
Kunststoff-Trägerfolie und
einer
gleichmäßig
aufgebrach-
ten Eisenoxydschicht. Diese Schicht setzt sich aus
mikroskopisch kleinen Eisenoxydteilchen zusammen, die
alle einzeln magnetisierbar sind.
Beim Vorbeilaufen des Tonbandes am Luftspalt des
Aufnahme-Kopfes magnetisiert die in einem bestimm-
ten Moment am Luftspalt vorhandene magnetische Feld-
stärke die gerade davor befindlichen Eisenoxydteilchen.
Nach beendeter Aufzeichnung befinden sich auf dem
Tonband nebeneinander Eisenoxydteilchen gleicher
oder entgegengesetzter Polarität und starker oder
schwacher
Magnetisierung,
je
nach
der
im Augen
blick
des
Vorbeilaufens am Luftspalt vorhanden gewesenen Rich-
tung und Stärke der magnetischen Feldlinien.
Da diese Feldlinien ein Abbild des aufgenommenen
Schallereignisses waren, ist auch die auf dem Band ge-
speicherte Magnetisierung ein solches Abbild.
Tonbänder haben die Eigenschaft, die einmal gespeicher-
te Information beizubehalten, und sie verlieren diese
Information auch nicht bei mehrmaliger Wiedergabe; es
sei denn, es wirkt auf sie ein starkes anders geartetes
Magnetfeld ein (siehe 'Löschen').
1.4. Rückwandlung der magnetischen Aufzeichnung in
elektrische Schwingungen
Die Wiedergabe einer Magnetband-Aufzeichnung erfolgt
mit dem auf Wiedergabe geschalteten Magnetkopf unter
Umkehrung der im vorigen Abschnitt beschriebenen
Vorgänge:
Die einzelnen
magnetisierten
Teilchen auf dem Tonband
erzeugen beim Vorbeilaufen am Luftspalt mit ihrer unter-
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