Magnettonband-Verfahren, Mittelstraß 1951 - Leseprobe

[19null5]

Mittelstra? / Filmfabrik Agfa Wolfen 1951
Abteilung der Sowjetischen Staatlichen Aktiengesellschaft "Photoplenka"

Das Magnettonband-Verfahren

1. Prinzip des Magnettonband?Verfahrens

2. Beschreibung eines MagnetTonbandgerätes

3. Das Magnettonband und die Magnetköpfe

4. Anforderungen an die elektroakustischen Eigenschaften und Prüfung derselben

5. Prüfung der mechanischen Eigenschaften der Magnettonbänder

6. AnwendungsMöglichkeiten

7. Vorschriften für die richtige Aufbewahrung der Magnettonbänder

8. Vorteile und Nachteile des Magnettonband ?Verfahrens

9. Die am häufigsten auftretenden Fehler beim Gebrauch der MagnetTonbandgeräte

10. Von der Filmfabrik Agfa Wolfen gelieferte Magnettonbänder und Zubehör

In den letzten Jahren ist das Verfahren, den Schall auf Magnettonband aufzunehmen und später von ihm abzuspielen, so weit vervollkommnet worden, daß es den beiden anderen Verfahren (Schallplatte und Lichtton) bezüglich Lautstärkeumfang und Frequenzbereich überlegen ist. Dies hat dazu geführt, daß das Magnettonband -Verfahren eine große Verbreitung gefunden hat. Zwei weitere Tatsachen haben hierzu besonders beigetragen: die Möglichkeit, die Aufnahme sofort abhören und dabei auf ihre G?te kontrollieren zu können, und das Vorhandensein des Löschkopfes, mit dem jede Aufzeichnung auf dem Magnettonband gelöscht werden kann, so daß es beliebig oft wieder verwendet werden kann. Das Magnettonband-Verfahren wird im Rundfunkbetrieb, in den Kinoateliers, in der Schallplattenindustrie, in Parlamenten, bei Kongressen, im Gerichtssaal usw. angewendet. Nach der Einführung von "Heimtongeräten", deren Bandlaufgeschwindigkeit kleiner und deren Preis geringer ist als bei den technischen Geräten, wird das Magnettonband-Verfahren noch an vielen anderen Stellen Eingang finden, z. B. in Schulen, in Büros und auch in den Wohnungen, wo es unter anderem auch zur Aufnahme von Rundfunksendungen benutzt werden kann.
Diese Brosch?re beschreibt zunächst das Verfahren und das MagnetTonbandgerät, gibt dann eine Zusammenstellung der elektroakustischen und mechanischen Eigenschaften der Magnettonbänder, und weist schließlich auf die AnwendungsMöglichkeiten und die Vor- und Nachteile des Magnettonband-Verfahrens hin.

Abteilung der Sowjetischen Staatlichen Aktiengesellschaft "Photoplenka?
Wolfen, April 1951


1. Prinzip des Magnettonband-Verfahrens

Zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Tönen, z. B. Sprache oder Musik, sind drei verschiedene Verfahren zur Anwendung gekommen: das mechanische Verfahren, bei dem mit einer Nadel auf einer Schallplatte Rillen eingeschnitten werden, das magnetische Verfahren, welches die Magnetisierung eines ferromagnetischen Drahtes oder Bandes zur Aufzeichnung verwendet, und das optische Verfahren, bei dem auf einem Filmstreifen eine Tonspur photographisch aufgenommen und lichtelektrisch wieder abgetastet wird. In jüngster Zeit hat sich nun die Schallaufnahme und -wiedergabe durch magnetisierbare Filmb?nder, das sogenannte Magnettonband-Verfahren, in jeder Beziehung zum leistungsfähigsten aller Tonaufnahmeverfahren entwickelt.

Das Prinzip dieses Verfahrens ist grundsätzlich verhältnismüßig einfach: die Schallwellen werden in bekannter Weise durch ein Mikrofon in elektrische Schwingungen verwandelt und diese über einen Verstärker der Wicklung des Aufnahmeorgans, dem sogenannten Sprechkopf, des Magnettongerätes zugeführt. Im Eisenkern des Sprechkopfes müssentsteht durch den durch die Wicklung fließenden Strom ein magnetisches Feld, dessen Intensität entsprechend dem Rhythmus der Schallschwingungen schwankt. Durch das an dem Luftspalt des Eisenkerns entstehende Streufeld wird ein magnetisierbares Band, genannt Magnettonband, mit konstanter Geschwindigkeit mittels motorischen Antriebs gezogen. Nach dem Verlassen des Sprechkopffeldes bleibt in dem Magnettonband eine Magnetisierung (remanenter Magnetismus), die in der L?ngsrichtung des Bandes den Schallschwingungen proportional ist. Damit ist der Schall in Form von magnetischer Remanenz festgehalten .

für die Wiedergabe wird das Magnettonband in gleicher Weise wie bei der Aufnahme an einem ähnlich dem Sprechkopf konstruierten H?rkopf vorbeigeführt. Dieser enthält einen Eisenkern, dessen Spalt durch das Magnettonband geschlossen wird, so daß sich die magnetischen Kraftlinien, die das magnetisierte Band umgeben, durch den Eisenkern schließen. Dadurch wird in der auf dem Eisenkern aufgebrachten Wicklung eine elektromotorische Kraft erzeugt, die der wechselnden Magnetisierung des Bandes müssentspricht. Diese elektromotorische Kraft wird einem Verstärker zugeführt und von dort auf einen Lautsprecher gegeben, wodurch die R?ckverwandlung in Schallwellen abgeschlossen ist.

Bei diesem magnetischen Verfahren gibt es also keine sichtbare Spur wie bei der Schallplatte und auch keinen erst photographisch zu entwickelnden Tonstreifen wie beim Tonfilm. Eine ganze Reihe von Schwierigkeiten, die den anderen beiden Verfahren anhaften, fallen hierbei weg. Als eine Besonderheit ist noch hervorzuheben, daß die Möglichkeit besteht, die Tonaufzeichnung durch Vorbeiführen des Bandes am Löschkopf wieder auszulöschen, so daß das Band immer wieder für neue Tonaufzeichnungen benutzt werden kann.

2. Beschreibung eines MagnetTonbandgerätes

Die für die Schallaufzeichnung verwendeten MagnetTonbandgeräte bestehen im allgemeinen aus Laufwerk, Verstärkerteil und Lautsprecher. Die von den einzelnen Herstellern gelieferten Geräte sind im Prinzip im Aufbau und in der Schaltung alle ähnlich. Nachstehend folgt die Beschreibung eines solchen MagnetTonbandgerätes. Das Laufwerk des Gerätes müssenthält drei Antriebsmotore, die Bandführungs- und Bandantriebsteile, die Bremseinrichtungen, die in einem auswechselbaren Kopfträger angeordneten Magnetköpfe, die Schalter und sonstige BedienungsElemente.

Auf der Laufwerkplatte (Abb. 1) befinden sich der Netzschalter und je eine Schalttaste für "Rücklauf", "Aufnahme", "Wiedergabe" und "Halt". Die Taste "Aufnahme" ist gegen unbeabsichtigte Betätigung durch eine Sperre, die von Hand gestellt werden kann, gesichert. Dies ist erforderlich, weil beim Drücken der Taste "Aufnahme" stets der Löschkopf eingeschaltet ist, so daß bei fälschlichem Drücken der Taste während der Wiedergabe eines besprochenen Bandes dieses ausgelöscht werden würde. Das Magnettonband wird auf den linken Spulenteller aufgelegt, dort wird der Spulenkern durch den Knebelgriff festgelegt. Hierzu wird dieser hochgehoben, um 90? gedreht und wieder losgelassen; dabei schnappt er mit seinen Aussparungen in die Haltestifte am Teller ein. Das Band wird nun in einer Länge von etwa 50 cm abgewickelt und um eine Führungsrolle (Leitrolle) mit Zugausgleichhebel herumgelegt. Dann wird die Abschirmkappe für Sprech- und H?rkopf geöffnet (auf der Abb.1 ist das Gerät ohne den Kopfträger dargestellt) und das Band an den Spalten der Köpfe vorbeigeführt (Abb.2). Hierbei ist darauf zu achten, daß die Magnetitschicht den Köpfen zugekehrt ist. Dann wird das Band zwischen die Tonrolle und die Gummiandruckrolle sowie über die rechts befindliche Leitrolle gelegt. Das Bandende wird in den Schlitz des auf dem rechten Spulenteller befestigten leeren Spulenkernes eingesteckt (auf Abb. 1 nicht vorhanden) und dann durch etwa zwei Umdrehungen des Spulenkernes von Hand auf diesem festgelegt.
Dabei muß der linke Spulenteller mit der anderen Hand leicht mitgedreht werden. Es ist darauf zu achten, daß das Band genau und straff in den Führungen und an den Köpfen liegt. Jetzt kann die Abschirmkappe wieder geschlossen werden.

Der Antrieb des Magnettonbandes erfolgt durch drei getrennte Motoren; zwei Wirbelstromotoren treiben je einen Spulenteller an; ein Synchronmotor (der sogenannte Tonmotor), auf dessen Achse die Tonrolle sitzt, zieht das Magnettonband bei der Aufnahme und Wiedergabe mit gleichbleibender Geschwindigkeit an den Magnetköpfen vorbei. Das Band wird durch die Reibung zwischen der hart verchromten Tonrolle und einer von dieser mit angetriebenen Gummiandruckrolle mitgenommen. Normalerweise beträgt die konstante Bandgeschwindigkeit 76,2 cm/sec. Der Tonmotor liefert auch bei Netzspannungsschwankungen einen gleichmäßigen Lauf. Die beiden erstgenanten Motoren dienen dazu, das Band vorwärts und zurück laufen zu lassen und dabei straff zu halten. Bei der Aufnahme und Wiedergabe wickelt der den rechten Spulenteller antreibende Motor (der Vorlaufmotor) das von der Tonrolle getriebene Band auf, während der linke Motor (der Rücklaufmotor) als Bremse wirkt und dafür sorgt, daß das Band stets straff gespannt bleibt und fest an den Magnetköpfen anliegt. Die beiden Motoren passen ihre Drehzahl dem jeweiligen Durchmesser des auf den Tellern befindlichen Bandwickels an. Der Bandzug ist so eingestellt, daß Bänder mit normalen mechanischen Eigenschaften feste Wickel ergeben. Zum Übergang von der Stellung "Wiedergabe" oder "Aufnahme" auf "Rücklauf" muß erst die Taste "Halt" gedrückt werden. Ein r?ckspulen ist nötig, wenn fabrikneue Bänder einen Pappring als Kern haben oder wenn das Band mit der Magnetitschicht falsch aufgewickelt ist. Dann muß man nämlich den Bandwickel auf den rechten Teller auflegen und das Band unter Drehung in seiner L?ngsrichtung um 180? auf den linken Teller zurückspulen. Dabei wird das Band unmittelbar zur linken Leitrolle geführt, ohne die Magnetköpfe zu beröhren. Der bei neueren Geräten am Kopfträger angebrachte Bandabheber tritt automatisch bei der Schalterstellung "Rücklauf" in Tätigkeit, damit die Köpfe bei Rücklauf des Bandes geschont werden. Ein zurückspulen des Bandes ist nach Beendigung der Aufnahme erforderlich, damit das Band bei der Aufbewahrung stets so aufgewickelt ist, daß es sofort abgespielt werden kann. An einigen Geräten gibt es noch eine Zwischenstellung des Bandabhebers, bei der das Band nur vom Löschkopf und Sprechkopf abgehoben wird, während es am H?rkopf leicht anliegt, so daß das Band abgehört werden kann. Dies ist besonders für den Fall erwünscht, daß beim r?ckspulen des Bandes irgendeine bestimmte Stelle der Aufnahme herausgefunden werden soll. Bei Drücken der "Halt" Taste springt der Bandabheber selbsttätig in die Ruhelage zurück.

Der die Magnetköpfe enthaltende Kopfträger (Abb. 2) ist auswechselbar, damit bei Unbrauchbarwerden der Köpfe infolge der unvermeidlichen Schleifwirkung des Magnettonbandes an den Ber?hrungsfl?chen ein Auswechseln möglich ist. Der Sprech- und H?rkopf sind gegen magnetische St?rfelder besonders sorgfältig abgeschirmt, am H?rkopf befindet sich eine besondere Abschirmkappe aus hochpermeablem Material.

Das Laufwerk ist mit den Verstärkern über ein Kabel verbunden, das am Laufwerk festsitzt und an dem Verstärkerkasten mit einem Stecker angeschlossen wird. Dieser Kasten enthält die Aufnahme- und Wiedergabeverst?rker nebst den zu beiden gehörenden Entzerrern, einen Kontrollverstärker (Abh?rverst?rker) sowie den Schwingungserzeuger für den hochfrequenten L?sch- und Vormagnetisierungsstrom und das NetzanSchlußGerät. Die Frontplatte des Verstärkerkastens besitzt außer der Steckerleiste für die Steckbuchse des Laufwerkkabels eine Reihe von Steckbuchsen, mittels deren das MagnetTonbandgerät für die verschiedenen in Betracht kommenden Zwecke anschaltbar ist.

außerdem enthält die Frontplatte ein Me?instrument, welches mittels eines Umschalters zur Messung der Aussteuerung, des Vormagnetisierungs- und L?schstromes benutzt werden kann. Der eine von zwei Lautstärkereglern dient zur Einstellung des richtigen Aufzeichnungspegels der Aufsprechspannung, der andere zur Regelung der Lautstärke des Lautsprechers. Dann ist noch ein Umschalter "Vor - über - Band" vorhanden, der es ermöglicht, den Eingang des Kontrollverstärkers abwechselnd an den Ausgang des Mikrofonverst?rkers (also vor das Band) und an den Ausgang des Wiedergabeverst?rkers (hinter das Band) zu schalten. Hierdurch lassen sich die geringfügigsten Abweichungen der Wiedergabe von der Aufnahme erkennen. Weiterhin befinden sich auf der Frontplatte noch eine Reihe von durch Schraubenziehereinstellung zu betätigenden Umschaltern und Reglern, die zur Pegeleinstellung und zum Abgleich der Entzerrer (Frequenzgang) benutzt werden können, ferner der Netzschalter, eine Kontrollglimmlampe, zwei Sicherungen und die Klemmen für die Erdung. Wenn nach längerer Betriebsdauer festgestellt wird, daß durch Abschleifen der TonKöpfe der Frequenzgang der Apparatur nicht mehr zufrieden stellend ist, kann man durch Verstellung der Regler "Höhenaufnahme" und "Höhenwiedergabe" den Frequenzgang wieder ausgleichen. Zur Einregelung auf geradlinigen Frequenzgang kann ein Frequenzmagnettonband verwendet werden. Wenn die Werte des L?sch- und des Vormagnetisierungsstromes von den Sollwerten abweichen, können diese durch einen Regelwiderstand korrigiert werden. Nach gewisser Zeit sind sämtliche magnetischen Teile, an denen während des Betriebes das Magnettonband vorbeiläuft, mittels einer an das Wechselstromnetz anzuschließenden Entmagnetisierungsspule zu entmagnetisieren, indem diese an den magnetischen Teilen vorbei bewegt wird.

Das MagnetTonbandgerät muß während der Betriebspausen stets gepflegt werden. Die Laufwerkplatte, Bandführung und die Köpfe sind mit Staubpinsel und weichem Lappen von Schmutz und Staub häufig zu säubern. Den Kopfträger muß man von Zeit zu Zeit abnehmen, um ihn gründlich zu reinigen. Da die Köpfe sich mit der Zeit abschleifen, was sich durch Verschlechtern der Werte des Frequenzganges, der Ausgangsspannung und durch Erhöhung des Grundger?usches auswirkt, ist der Kopfträger nach etwa 1000 Betriebsstunden durch einen neuen Kopfträger auszuwechseln. Ebenso muß nach längerer Betriebszeit die Tonrolle (wenn sie unrund läuft oder sich an der Stelle des Bandlaufes eingeschliffen hat) sowie die Gummiandruckrolle (wenn sie sich abgenutzt hat) ausgewechselt werden. Wenn sich die Spulenteller durch unvorsichtige Behandlung verbogen haben, so daß das Band schleift, sind sie zu erneuern. Ferner ist noch darauf zu achten, daß in größeren Zeitabst?nden das Laufwerk mit gutem N?hmaschinenÖl geölt und die Bandbremsen der Motoren geprüft werden en. Die regelmäßige Wartung und Pflege des Gerätes sind für ein einwandfreies Arbeiten und für die Vermeidung von Betriebsst?rungen unerl?Ölich.

3. Das Magnetband und die Magnetköpfe

a) Das Agfa-Magnettonband besteht aus einer schwer brennbaren Trägerschicht, auf die eine magnetisierbare Schicht aus kleinen Eisenoxydteilchen, die in einem Bindemittel eingebettet sind, aufgebracht ist. Die Unterlage bietet eine genügende Sicherheit gegen Zerrei?en des Bandes bei den verhältnismüßig großen Zugbelastungen, die beim Anfahren und Abbremsen in den MagnetTonbandgeräten auftreten. Die magnetisierbaren Teilchen bestehen aus ɤ-Fe2O3 bzw. bei den schwarzen Bändern aus Fe3O4 (Magnetit). Die KornGröße dieser Teilchen soll möglichst kleiner als 1 μ (=1/1000mm) sein und möglichst geringe Schwankungen aufweisen, da sonst das Grundger?usch merklich ansteigen und damit der übertragbare Lautstärkenumfang eingeengt werden würde. Es ist wichtig, daß die Teilchen gleichmäßig in dem Bindemittel verteilt sind, damit keine Kornzusammenballungen auftreten. Die Dicke der magnetischen Schicht beträgt etwa 15 μ, die des Gesamtbandes 50-60 μ.
Die Breite des Magnettonbandes betrug bis vor einiger Zeit in Deutschland allgemein 6,5 mm, jetzt wird in Anpassung an die in anderen Ländern verwendeten Magnettonbänder nur noch die Breite von 6,35 mm (= 1/4 engl. Zoll) geliefert.
Das Magnettonband wird in Längen von 1000 m in den Handel gebracht. Diese Länge ist auf einem Metallkern von 100 bzw. 70 mm Durchmesser aufgewickelt; der Durchmesser der 1000-m-Rolle beträgt max. 295 mm. Bei der üblichen Laufgeschwindigkeit von 76,2 cm/sec ergibt sich eine Abspieldauer von 22 Minuten. Die für den Hausgebrauch hergestellten MagnetTonbandgeräte besitzen meist Laufgeschwindigkeiten von 38 bzw.19 cm/sec, so daß eine 1000-m-Rolle eine Abspieldauer von 45 bzw. 90 Minuten hat. Allerdings werden bei diesen Geräten meist kleinere Rollen verwendet. Bei einigen neueren HeimGeräten ist die Möglichkeit gegeben, auf einem Band zwei Tonspuren nebeneinander aufzuzeichnen. Auf diese Weise wird jede Bandrolle doppelt ausgenutzt. In Tonfilmateliers wird außer dem schmalen Magnettonband von 6,5 bzw. 6,35 mm Breite ein Magnettonfilm von 35 mm oder 17,5 mm Breite mit doppelter bzw. einseitiger Perforation in Längen bis zu 300 m verwendet. Bei diesem ist die Unterlage, um ein Einrei?en der Perforation zu verhindern, wesentlich dicker als bei dem schmalen Magnettonband.

b) Die magnetischen Köpfe für Aufzeichnung ,Wiedergabe und Löschung sind folgendermaßen aufgebaut. Jeder der Köpfe enthält einen aus geschichteten dünnen Eisenblechen gebildeten Ringkern, der einen schmalen Luftspalt besitzt. Dieser ist mit einem unmagnetischen Material ausgefällt, damit ein magnetischer Schluß des Spaltes durch die beim Vorbeilauf des Magnettonbandes sich etwa ablösenden Pulverteilchen vermieden wird. Der Luftspalt ist erforderlich, damit die magnetischen Kraftlinien etwas heraustreten können, um in das am Spalt vorbeilaufende Band einzudringen. Auf den Kern ist eine Wicklung aufgebracht, die häufig aus zwei Teilwicklungen besteht.

Der Aufnahmekopf, auch Sprechkopf genannt, muß hochpermeable Bleche aus weichem Eisen (mit geringer Koerzitivkraft) enthalten, die fest aufeinander gepre?t sind, und einen Luftspalt von etwa 30 μ Breite besitzen. Die Blechemüssen geringe Wirbelstrom- und Hystereseverluste haben. Sie tragen zwei Wicklungen, die so geschaltet sind, daß sich senkrecht zum Spalt eintretende St?rfelder aufheben. Der Wiedergabekopf, auch H?rkopf genannt, entspricht in seinem Aufbau dem Sprechkopf, nur hat sein Luftspalt eine Breite von etwa 15 μ. Der H?rkopf besitzt eine Abschirmung aus hochpermeablem Material, damit keine direkte Beeinflussung durch das Sprechkopffeld und durch äußere St?rfelder, z. B. von den Motoren der Antriebsvorrichtung, stattfinden kann. Der Löschkopf besteht aus feingeschichteten Blechen mit einem Luftspalt von 400 μ Breite. Die Anordnung der Köpfe auf den MagnetTonbandgeräten ist so getroffen, daß das Band zunächst den Löschkopf, dann den Sprechkopf und zuletzt den H?rkopf berührt. Bei jeder Aufnahme wird grundsätzlich der Löschkopf eingeschaltet; dadurch ist die Gew?hr gegeben, daß jede etwa auf dem Band vorhandene Aufzeichnung gelöscht wird, bevor eine neue Aufnahme erfolgt. Die Löschung erfolgte früher mit einem Gleichstrom, der auf dem Band eine starke Magnetisierung bis zur S?ttigung hervorruft. Bei den neueren MagnetTonbandgeräten verwendet man zur Löschung einen Wechselstrom der Frequenz 40 bis 60 kHz, dessen Stärke mehr als 140 mA beträgt. Durch diesen Strom wird an dem Löschkopfspalt ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches jede an dem Spalt anliegende Stelle des vorbeilaufenden Magnettonbandes kurzzeitig mehrmals bis zur S?ttigung magnetisiert. Da dieses Wechselfeld neben dem Spalt auf Null abfällt, wird diese Stelle nach dem Passieren des Löschkopfes sofort entmagnetisiert. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Spalt des Löschkopfes etwas schräg gegen die rechtwinklige Normallage gestellt wird.
Der Wicklung des Sprechkopfes werden zwei Str?me zugeführt, der Vormagnetisierungsstrom und der Aufsprechstrom. Diese beiden Str?me werden überlagert, nicht moduliert. für die Vormagnetisierung hat man früher einen Gleichstrom benutzt, seit einer Reihe von Jahren nimmt man jedoch einen Hochfrequenzstrom, dessen Frequenz etwa 4-5mal h?her sein muß als die höchste aufzuzeichnende Frequenz, also etwa 50 kHz, wenn Frequenzen bis 10 kHz aufgenommen werden sollen. Die Stromst?rke der Hochfrequenzvormagnetisierung muß Größer als die Niederfrequenzstromst?rke sein, man nimmt im allgemeinen 10 bis 15 mA. Bei der überlagerung der beiden Str?me schwankt der Nulldurchgang des Hochfrequenzstromes im Rhythmus des niederfrequenten Aufsprechstromes, ohne daß sich die Hochfrequenzamplitude ändert.
Die Vorg?nge in der magnetischen Schicht des Bandes bei dem Gleichstromverfahren seien an Hand der Abb. 3 kurz erläutert.

Durch den Gleichstrom des Löschkopfes wird das unmagnetische Band bis zur S?ttigung magnetisiert (entlang der jungfräulichen oder Neukurve a (entlang der jungfräulichen oder Neukurve bis zur S?ttigungsinduktion Bs bei der S?ttigungsfeldst?rke Hs). Nach dem Verlassen des Löschkopfes bleibt dann die S?ttigungsremanenz Br in dem Band erhalten (Kurvenast b). Will man diese Remanenz zum Verschwinden bringen, so muß man eine Feldstärke entgegengesetzter Richtung anwenden. Die Größe -Hc dieser Feldstärke bezeichnet man als Koerzitivkraft. Als Gleichstromvormagnetisierung im Sprechkopf wird eine der S?ttigungsfeldst?rke entgegengesetzt gerichtete Feldstärke, z. B. ?H1? genommen. Wenn das Band jetzt den Sprechkopf verlassen hat, verbleibt in ihm die Remanenz B1'. Geht man mit der Vormagnetisierungsfeldst?rke bis -H2? so bleibt eine Remanenz B2' erhalten. Bei dem Aufsprechen wird nun das durch den Sprechstrom im Spalt entstehende Wechselfeld über das Gleichstromfeld der Vormagnetisierung überlagert. Wenn man also einen remanenten Magnetismus im Band erhalten will, der dem Sprechstrom proportional ist,müssen die positiven und negativen H?chstwerte des Gesamtfeldes (Gleich- plus Wechselfeld) einen Bereich einhalten, in dem die Änderung der remanenten Induktion (B1' bis B2') mit dem magnetisierenden Sprechstrom linear erfolgt. Die Gleichstromvormagnetisierung muß also einen Wert annehmen, der etwa in der Mitte zwischen -H1 und -H2 liegt. Bei der in neuerer Zeit fast ausschließlich verwendeten Hochfrequenzvormagnetisierung sind die Vorg?nge anders: hier wird durch den Niederfrequenzstrom der Nullpunkt der kleinen Hysteresisschleife des magnetischen Materials (hervorgerufen durch das Hochfrequenzfeld) entsprechend der Amplitude der Niederfrequenz verschoben, so daß diese als remanenter Magnetismus auf dem Magnettonband zurückbleibt. Abb.4 gibt eine Erläuterung hierfür.

Geht man von der S?ttigungsfeldst?rke Hs über H = 0 in negativer Richtung weiter bis auf -Hs, so erhält man die Induktion -Bs; bei nochmaliger Verminderung der Feldstärke auf Null und weiterer Steigerung bis auf Hs erreicht die Induktion über Br' wieder den Wert Bs. Man hat so die ganze Hysteresisschleife durchlaufen. Wenn man bei einem unmagnetisierten Material mit der Feldstärke von Null aus nur bis zu dem Wert H1 geht, so erhält man beim Wechseln der Feldstärke zwischen H1 und -H1 die kleine Schleife B1B1'B1"B1"'B1. Wenn eine solche Wechselfeldst?rke bei einem unmagnetisierten Stoff angelegt und dann allm?hlich bis auf Null vermindert wird, wird der Stoff wieder vollständig unmagnetisch. Betrachtet man jetzt die Hochfrequenzvormagnetisierung als solche Wechselmagnetisierung und überlagert dieser eine konstante Feldstärke H2, so wird die ursprüngliche kleine Hysteresisschleife nach rechts verlagert, wie es die gestrichelte Kurve B2B2'B2"B2'''B2 zeigt. Wenn nun die Feldstärke plötzlich verschwindet, wird die Remanenz zwischen B2' und B2'" liegen. Geht jedoch die Feldstärke allm?hlich auf Null zurück, so bleibt eine remanente Induktion Ba2 zurück. Wendet man jetzt eine konstante Feldstärke negativer Richtung - H3 an, so erhält man durch die Hochfrequenzmagnetisierung die Schleife B3B3'B3"B3"'B3 und beim allm?hlichen zurückgang des Feldes die Remanenz Ba3. Die gleichen Vorg?nge spielen sich nun ab, wenn das niederfrequente Feld der Sprechstr?me dem Hochfrequenzvormagnetisierungsfeld überlagert wird. Nach dem Verlassen des Sprechkopfes (allm?hliches Abklingen der Feldstärke) bleibt also auf dem Band eine remanente Induktion zurück, die im Bereich der niederfrequenten Aussteuerung zwischen H2 und -H3 irgendeinen Wert Ba zwischen Ba2 und Ba3 annehmen kann. Solange die Spitzen der kleinen Schleifen auf den geradlinigen Teilen der positiven und negativen Neukurve liegen, ist die remanente Induktion B" annähernd proportional der Amplitude des niederfrequenten Aufsprechstromes. Der Hauptvorteil der Hochfrequenzvormagnetisierung besteht darin, daß in den Pausen des niederfrequenten Aufsprechstromes eine vollständige Entmagnetisierung des Bandes eintritt, die das auf dem Bande noch etwa vorhandene Grundger?usch auslöscht, was sich in einer Verbesserung der Dynamik (s. Abschn. 4c) auswirkt.

Nach dem Verlassen des Sprechkopfspaltes besitzt das Magnettonband infolge seines remanenten Magnetismus mehr oder weniger stark ausgeprägte kleine Magnetfelder, je nachdem, ob die Niederfrequenzamplitude des Aufsprechstromes klein oder groß ist. Die Ausdehnung dieser Magnetfelder in der L?ngsrichtung des Bandes hängt bei gleichbleibender Ablaufgeschwindigkeit von der Frequenz des Aufsprechstromes ab.

Abb. 5 zeigt schematisch den Verlauf der magnetischen Feldlinien um ein Magnettonband herum, welches mit zwei Signalen gleicher Amplitude der Frequenzen f1 und f2 besprochen wurde. Die Wellenl?nge λ, das ist die Länge auf dem Band, die der Magnetisierung einer ganzen Schwingung entspricht, ist gegeben durch die Beziehung

λ = v/f ,

wo v die Ablaufgeschwindigkeit des Bandes pro Sekunde und f die Frequenz des Aufsprechstromes ist. Niedrige Frequenzen ergeben also lange WellenLängen, hohe Frequenzen kurze WellenLängen auf dem Band.

Beim Vorbeilaufen des mit der magnetischen Tonaufzeichnung versehenen Magnettonbandes vor dem H?rkopf bildet der Kern des Kopfes für die Kraftlinien der kleinen Magnetfelder des Bandes einen magnetischen Schluß. Abb.6 gibt eine Vorstellung von diesem Vorgang in perspektivischer Darstellung. Die aus der magnetischen Schicht heraustretenden Feldlinien jedes halben scheinbaren Magneten treten während des Vorbeigehens an dem H?rkopfspalt in den Kern des H?rkopfes ein und erzeugen dadurch an den Enden der darauf befindlichen Wicklung eine Spannung.

Diese ist der Stärke der Aufzeichnung proportional, solange die aufgezeichnete Wellenl?nge kleiner als die Ber?hrungsfl?che des Bandes mit den Kanten des Spaltes ist. Da die kleinen Magnetfelder des Bandes in ihrer Stärke und AufeinandErfolge von der Intensität und der Frequenz des Aufsprechstromes abhängen, rufen sie in der H?rkopfwicklung Spannungsschwankungen hervor, die proportional den aufgesprochenen Schallschwingungen sind. Die Ausführung des H?rkopfspaltes erfordert große Präzision, da seine Breite klein gegen die bei der Aufzeichnung der höchsten Frequenzen entstehende Länge der Einzelmagnetfelder auf dem Band sein muß. Von der Breite des H?rkopfspaltes ist also die Wiedergabe der höchsten Frequenzen sowie der Klirrfaktor abhängig. Die genaue Einjustierung des Luftspaltes des H?rkopfes in die Stellung senkrecht zu der Bandlaufrichtung ist, ebenso wie diejenige des Sprechkopfspaltes, für die einwandfreie Wiedergabe von großer Wichtigkeit.

Die H?rkopfspannung, die beim Abtasten einer für alle Frequenzen gleichstarken Aufzeichnung entsteht, ist nun nicht bei allen Frequenzen gleich, sondern sie steigt, bei den tiefen Tönen (den niedrigen Frequenzen) beginnend, etwa proportional der Frequenz an, da sie abhängig ist von der Anzahl der Wechsel des Kraftlinienflusses. Bei den höchsten Tönen fällt sie wegen der zu den k?rzesten WellenLängen großen Breite des Spaltes wieder ab. Dieser Frequenzgang der H?rkopfspanung muß durch Entzerrerschaltungen, die in dem Aufsprech- und dem Wiedergabeverst?rker enthalten sind, ausgeglichen werden, damit an den Lautsprecher, der hinter dem Wiedergabeverst?rker angeschlossen ist, eine frequenzunabhängige Spannung abgegeben wird. Da es bei der Hochfrequenzvormagnetisierung möglich ist, das Grundger?usch fast vollständig zu unterdrücken, können die hohen Frequenzen bei der Wiedergabe stark bevorzugt werden, ohne daß ein Anwachsen des Rauschens zu befürchten ist. Der Abfall des Frequenzganges bei den höchsten Frequenzen kann also durch einen entsprechenden umgekehrten Frequenzgang der Entzerrer ausgeglichen werden.

Das prinzipielle Schema des Magnettonband-Verfahrens wird auf Abb. 7 dargestellt und gleichzeitig in den darunter gezeichneten Kistchen angegeben, welche Frequenzkurven an den mit kleinen Buchstaben a bis g bezeichneten Stellen festgestellt werden. Danach ist die von dem Mikrofonverst?rker abgegebene Spannung (Stelle a) frequenzunabhängig ; der aus dem Aufsprechverst?rker in die Sprechkopfwicklung fließende Strom (Stelle b) wird durch den Aufsprechentzerrer bei den höchsten Frequenzen etwas angehoben; genau so verläuft das magnetisierende Feld des Sprechkopfspaltes (Stelle c); die auf dem Band verbleibende remanente Magnetisierung (Stelle d) ist frequenzlinear; die an den Enden der H?rkopfwicklung entstehende Spannung (Stelle e) steigt mit der Frequenz bis zu einem Maximum an und fällt bei den höchsten Frequenzen etwas ab; die Entzerrerschaltung im Wiedergabeverst?rker hat eine der H?rkopfspannung entgegengesetzte Frequenzkurve (Stelle f), so daß die an den Lautsprecher abgegebene Ausgangsleistung (Stelle g) wieder linear ist.
Um die richtige Einstellung der Entzerrer im Aufsprech- und Wiedergabeverst?rker kontrollieren zu können, ist ein Umschalter vorgesehen, der den Kontrollverstärker einmal direkt an den Mikrofonverst?rker, zum anderen über den Sprechkopf, das Band und den H?rkopf und die zugehörigen Verstärker anzulegen gestattet. Bei richtiger Einstellung soll kein Unterschied zwischen direktem Abhören und "über Band"-Abhören zu merken sein, wenn der Umschalter von der einen Stellung in die andere gestellt wird.


4. Anforderungen an die elektroakustischen Eigenschaften und Prüfung derselben

Bei jedem Schallaufzeichnungsverfahren kommt es in erster Linie auf die Empfindlichkeit des den Schall übertragenden Mediums, auf den aufzunehmenden und wiederzugebenden Frequenzumfang und auf den Lautstärkeumfang an; weiter interessieren lineare und nichtlineare Verzerrungen, die L?schbarkeit der magnetischen Aufzeichnung und der Kopiereffekt, d. h. die Beeinflussung der benachbarten Windungen des zur Spule aufgewickelten Tonträgers.

a) Unter Empfindlichkeit des Magnettonbandes versteht man den Unterschied der Wiedergabespannung des zu prüfenden Bandes gegenüber derjenigen eines besonders ausgesuchten Typbandes, wenn beide Bänder mit einem reinen Ton gleicher Frequenz und gleichen Aufsprechstromes besprochen worden sind. Bei der Bestimmung der Empfindlichkeit wird zunächst das Typband aufgelegt und auf dieses ein 1000 Hz-Ton aufgezeichnet; die Ausgangsspannung des hierfür verwendeten 1000 Hz-Generators wird so eingestellt, daß der Aufsprechstrom einen bestimmten, vorher festgelegten Wert hat.

Der Kontrollverstärker (Abb. 7) wird so eingestellt, daß an einem an ihn angeschalteten Röhrenvoltmeter ein bestimmter Ausschlag (z. B. 15 V) entsteht. Darauf wird auf das zu prüfende Magnettonband ebenfalls 1000 Hz mit dem gleichen Aufsprechstrom wie vorher aufgegeben. Bei unveränderter Einstellung des Kontrollverstärkers wird nun der neue Ausschlag des Röhrenvoltmeters abgelesen. Das verhältnis dieses Ausschlages in Volt zu dem beim Typband abgelesenen Wert (15 V) wird in db umgerechnet*). Je nachdem, ob das verhältnis der Spannungen Größer oder kleiner als 1 ist, ergibt sich ein positiver oder negativer db-Wert für die Empfindlichkeit des zu prüfenden Magnettonbandes gegenüber dem Typband.

b) Bei der Betrachtung des Frequenzumfanges des Magnettonverfahrens hat man zu unterscheiden zwischen tiefen und hohen Frequenzen. Die folgende übersicht gibt eine Vorstellung darüber, wie die Wellenl?nge
von dem Wert der Aufsprechfrequenz bei der üblichen Ablaufgeschwindigkeit von rund 77 cm/sec abhängt:

f=100Hz λ=7,7mm
f=1000Hz λ=0,77mm
f=10000Hz λ=0,077mm

Bei tiefen Frequenzen ist also bei der Spaltenbreite des Sprechkopfes von rund 30? die Ausdehnung des Spaltfeldes als klein gegenüber der Wellenl?nge auf dem Band zu betrachten. Es hat sich gezeigt, daß bis). = 1 mm der Magnetisierungsvorgang quasi station?r verläuft, d. h. das Band behält eine remanente Induktion, die jeweils dem Wert des durch den Sprechstrom entstehenden magnetischen Feldes am Sprechkopfspalt entspricht. für die tiefen Frequenzen, bei denen die WellenLängen auf dem Band so groß sind, ist die Größe des unverzerrt aufgezeichneten Sprechstromes abhängig von der Steilheit und der Länge des geradlinigen Teiles der Neukurve des magnetischen Materials. Bei den hohen Frequenzen sind die verhältnisse schwieriger. Hier beeinflussen sowohl die technische Ausbildung der Spalte des Sprech- und H?rkopfes als auch die magnetischen Eigenschaften des Magnettonbandes die Tonaufzeichnung.

Unter dem Frequenzgang des Magnettonbandes versteht man die Abh?ngigkeit der Wiedergabespannung von der Frequenz, wenn eine konstante Spannung an den Aufsprechverst?rker (Abb.7) angelegt wird, deren Frequenz von kleinen Werten bis auf 10000 oder 15000 Hz (je nach dem gewünschten Frequenzumfang) geändert wird. Bei der Prüfung der Magnettonbänder beschränkt man sich im allgemeinen auf die Messung bei 1000 Hz und bei einer hohen Frequenz, z. B. 8000 oder 10000 Hz. Auf das zu prüfende Band wird zunächst ein 1000 Hz-Ton, dann ein 8000 (bzw. 10000) Hz-Ton aufgezeichnet. Hierbei ist zu beachten, daß bei beiden Frequenzen die gleiche Eingangsspannung am Aufsprechverst?rker liegt. Das an den Kontrollverstärker angeschaltete Röhrenvoltmeter zeigt zuerst einen Spannungswert für den 1000 Hz-Ton, dann einen anderen Wert für den hohen Ton an. Das verhältnis des zweiten Wertes zu dem ersten, umgerechnet in db, ergibt dann den Unterschied der Empfindlichkeit des Bandes bei 8000 bzw. 10000 Hz gegen diejenige bei 1000 Hz. Man erhält so für den Frequenzgang einen positiven oder negativen db-Wert, je nachdem, ob das Spannungsverhältnis Größer oder kleiner als 1 ist.

c) Der nächste Punkt, der bei den Schallaufzeichnungsverfahren von großer Wichtigkeit ist, ist das verhältnis der größten unverzerrt aufgesprochenen Nutzlautst?rke zur Lautstärke des StÄrger?usches. Diesen Wert hat man bisher in der Magnettonbandtechnik stets als Dynamik bezeichnet, obwohl unter Dynamik in der Akustik zu verstehen ist der Pegelunterschied zwischen der höchstmöglichen Lautstärke zu der geringsten noch übertragbaren Lautstärke. für das obige verhältnis Nutzlautst?rke zu StÄrger?usch ist neuerdings der Begriff "Geräuschspannungsabstand" vorgeschlagen worden.

In den folgenden Ausführungen werden jedoch die bisher verwendeten Begriffe "Ruhedynamik" und "Betriebsdynamik" beibehalten.

Das Auftreten von StÄrger?uschen ist bei dem Hochfrequenzverfahren davon abhängig, ob das Magnettonband besprochen wird oder nicht. In den Sprechpausen ist das Band weitgehend entmagnetisiert, und es ist nur ein geringes StÄrger?usch vorhanden. Man erhält also eine hohe Ruhedynamik. Sobald aber die Niederfrequenz hinzutritt, erzeugen unvollkommene Magnetisierungen der Partikelchen der magnetischen Schicht sowie Inhomogenitäten des Bandes StÄrger?usche. Der hierbei erhaltene Geräuschspannungsabstand wird als Betriebsdynamik bezeichnet. Diese bestimmt man dadurch, daß man an Stelle der Niederfrequenz einen Gleichstrom durch die Sprechkopfwicklung schickt. Dadurch wird nämlich das am Spalt entstehende magnetische Feld einseitig verschoben, genau so wie im Augenblick des Durchgangs einer Halbwelle des Niederfrequenzstromes beim Hochfrequenzverfahren (s. Abb. 4).

Bei der Messung der Ruhe- und Betriebsdynamik wird zwischen Wiedergabeverst?rker und Kontrollverstärker ein sogenanntes Ohrkurvensieb geschaltet; dieses ist eine elektrische Siebkette, die die einzelnen Frequenzen entsprechend der Empfindlichkeit des menschlichen Ohres hindurchläßt. Hierfür hat man sogenannte Ohrkurven festgelegt, von denen jede einer bestimmten Lautstärke entspricht. Bei dem für die Bandpr?fungen verwendeten Ohrkurvensieb ist die 30-Phon-Ohrkurve zugrunde gelegt worden. Die Bestimmung der "Ruhedynamik" geht in der Weise vor sich, daß zunächst ein 1000 Hz-Ton bestimmter Aufsprechstromst?rke auf das laufende Band gegeben wird; dann wird der Ton abgeschaltet, die Hochfrequenzvormagnetisierung aber nicht. Am Röhrenvoltmeter werden dabei zwei Ausschl?ge abgelesen: der erste entspricht der Wiedergabespannung des 1000 Hz-Tones, der zweite (wesentlich kleinere) dem: StÄrger?usch des Bandes. Das verhältnis des ersten Ausschlags zum zweiten ergibt dann nach Umrechnung in db den Wert der Ruhedynamik.

Bei der Messung der "Betriebsdynamik" wird auch zunächst 1000 Hz aufgesprochen, dann aber nach Abschalten des Tones zu dem Hochfrequenzvormagnetisierungsstrom noch ein Gleichstrom von 5 mA auf den Sprechkopf gegeben. Bei der Wiedergabe erhält man wieder zwei Ausschl?ge am Röhrenvoltmeter. Das verhältnis beider gibt die Betriebsdynamik.

d) für die G?te der Schallaufzeichnung ist weiterhin von besonderer Wichtigkeit, daß die nichtlinearen Verzerrungen genügend klein bleiben. Darunter versteht man das Auftreten von zusätzlichen Frequenzen, der sogenannten Oberschwingungen infolge der Kr?mmung der Hysteresisschleife des magnetischen Materials erhält man bei der Wiedergabe einer aufgesprochenen reinen Sinusschwingung nicht wieder eine Sinusschwingung, sondern eine verzerrte Schwingung. Eine solche Schwingung läßt sich nach Fourier immer zerlegen in eine Grundschwingung und eine Anzahl von Oberschwingungen, deren Frequenzen h?her sind als diejenige der Grundschwingung, und zwar sind diese Frequenzen stets ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz. Bei allen magnetischen Materialien entsteht außer der Grundschwingung hauptsächlich die Oberschwingung der dreifachen Grundfrequenz. Als Maß der nichtlinearen Verzerrung definiert man das verhältnis des Effektivwertes der Oberwellenspannung zu dem Effektivwert der Gesamtspannung; man bezeichnet dies als :Klirrfaktor. Die Größe des Klirrfaktors hängt im wesentlichen von dem magnetischen Material ab; man hat es jedoch in der Hand, den Klirrfaktor; durch die Stärke des Aufsprechstromes und des Hochfrequenzstromes zu beeinflussen. Die Vormagnetisierung muß ja bekanntlich so eingestellt werden, daß der Arbeitspunkt auf dem geradlinigen Teil der Neukurve des magnetischen Materials liegt. Die Amplitude des niederfrequenten Aufsprechstromes soll möglichst nur gerade so groß gemacht werden, daß von dem krummlinigen Teil der Kurve nur wenig erreicht wird. Der Klirrfaktor darf im allgemeinen nicht Größer als 3% sein. Bei der Prüfung der Magnettonbänder beschränkt man sich auf die Ermittlung des verhältnisses der Amplitude der dritten Oberschwingung zu derjenigen der Grundschwingung. Man rechnet dieses verhältnis in Dezibel um und bezeichnet diesen Wert als Klirrd?mpfung.

Die Messung geht in folgender Weise vor sich: Auf das zu prüfende Band wird ein 1000 Hz-Ton mit bestimmtem Aufsprechstrom aufgezeichnet. Dabei wird an dem Röhrenvoltmeter mittels des Reglers am Kontrollverstärker ein bestimmter Ausschlag (z. B. 2 Volt) eingestellt. Nun wird zwischen Wiedergabeverst?rker und Kontrollverstärker eine Siebkette für 3000 Hz geschaltet (die nur Frequenzen um 3000 Hz herum durchläßt) und der jetzt am Röhrenvoltmeter entstehende Ausschlag festgestellt. Das verhältnis des ersten Ausschlages (2 Volt) zu dem zweiten Ausschlag ergibt, in db umgerechnet, einen Wert, der als Klirrd?mpfung bezeichnet wird.

e) Ein weiterer wichtiger Punkt zur Beurteilung der G?te von Magnettonbändern ist die L?schbarkeit einer magnetischen Aufzeichnung. Mit Rücksicht auf die mehrmalige Verwendbarkeit der Magnettonbänder muß gefordert werden, daß nach dem Durchlaufen des Löschkopfes jede vorher auf dem Band vorhanden gewesene Aufzeichnung ausgelöscht ist. Hierzu ist es erforderlich, daß das Löschkopffeld so stark ist, daß das magnetische Material bis zur S?ttigung magnetisiert wird. außerdem muß bei dem Hochfrequenzverfahren die Frequenz des L?schstromes so hoch sein, daß in dem Band, während es den Löschkopfspalt verläßt, jedes kleine Partikelchen der magnetischen Schicht einer genügenden Anzahl von Feldwechseln abnehmender Stärke unterworfen wird, so daß es vollständig entmagnetisiert wird. Es hat sich erwiesen, daß das Löschkopffeld mindestens viermal so groß wie die Koerzitivkraft des magnetischen Materials sein muß. Als Maß der L?schbarkeit ist bei den Prüfungen die L?schd?mpfung eingeführt worden. Hierunter versteht man das verhältnis zwischen dem hinter dem Wiedergabeverst?rker gemessenen Spannungswert eines Aufsprechstromes der Frequenz 1000 Hz, der auf volle Stärke ausgesteuert ist, und dem an der gleichen Stelle gemessenen Spannungswert, der dem Restton entspricht, welcher nach dem Vorbeilauf des mit dem 1000 Hz-Ton besprochenen Bandes an dem Löschkopf auf dem Band noch vorhanden ist.

Bei der Messung der L?schd?mpfung wird auf das Band zunächst ein 1000 Hz-Ton mit vollem Aufsprechstrom aufgezeichnet, dann wird ein Stück des besprochenen Bandes zurückgespult und nach einer bestimmten Zeit bei nachfolgendem Vorw?rtslauf dieses Stück durch den L?schstrom gelöscht. Nach dem zurückspulen bis zum Bandanfang wird auf Wiedergabe geschaltet und am Röhrenvoltmeter erst die dem 1 000 Hz-Ton entsprechende Spannung und dann die Spannung des nach dem löschen verbleibenden Resttones abgelesen. Das verhältnis beider Spannungen, in db umgerechnet, ergibt die L?schd?mpfung.

f) Auf der elektroakustischen Seite des Magnettonband -Verfahrens interessiert schließlich noch der Kopiereffekt. Er besteht darin, daß die auf dem Band aufgezeichneten Töne beim Aufbewahren des Bandes in Rollen auf die benachbarten Windungen kopiert werden. Dieses Kopieren ist ein zeitlich verlaufender Vorgang: in der ersten Zeit nach dem Aufwickeln des Bandes zur Rolle steigt die Kopierwirkung stark an, dann nimmt sie jedoch nur noch geringfügig zu. In besonderen Fällen macht sich das Kopieren genau wie ein Echo bemerkbar, d. h. ein besonders stark ausgesprochener Laut wird beim Abspielen kurz vorher oder kurz hinterher leise gehört. Dies tritt besonders dann störend in Erscheinung, z. B. bei MusikStücken oder Reden, wenn vor oder hinter einem kurzdauernden Ton großer Lautstärke (fortissimo) eine Pause vorhanden ist, in der dann der gleiche Ton als Vor- oder Nachecho gehört wird. Es ist erforderlich, daß Magnettonbänder für hochwertige Aufnahmen und Wiedergaben einen möglichst geringen Kopiereffekt haben. Bei der Prüfung ermittelt man die Kopierd?mpfung; diese stellt den in db umgerechneten Wert des verhältnisses der Aufzeichnung auf einer Windung zu der auf eine Nachbarwindung kopierten Aufzeichnung dar. Durch die Messung muß also festgestellt werden, wie stark ein auf eine Windung des aufgewickelten Magnettonbandes aufgeprägter 1000 Hz-Ton auf die innen und außen liegenden Windungen durchkopiert. Bei der Messung der Kopierd?mpfung geht man folgendermaßen vor: man setzt auf den rechten Teller des MagnetTonbandgerätes einen Kern, der einen größeren Durchmesser als die normalen Kerne hat, nämlich etwa 280 mm, was ungefähr dem Durchmesser eines 1000 m langen Bandes müssentspricht. Einen solchen Durchmesser w?hlt man, damit die Länge des kopierenden BandStückes und damit die Länge der auf die Nachbarwindungen durchkopierten Töne ausreichend ist, um ein Me?instrument zum Ansprechen zu bringen. Bei einer Ablaufgeschwindigkeit von 76,2 cm/sec hat nämlich ein Ton, der auf ? Länge des Windungsumfanges (= ? ? 280π = 660 mm) aufgesprochen ist, eine Dauer von nur knapp 1 Sekunde (genau 0,86 Sek.). für die Anzeige derartig kurzer Spannungsst??e kommt ein normales Drehspulinstrument nicht in Frage, sondern nur ein Instrument, das eine logarithmische Anzeige mit schnell ansprechender Schreibvorrichtung besitzt. Als geeignet hierfür hat sich der für andere Zwecke entwickelte Pegelschreiber nach Neumann erwiesen, der eine Ansprechzeit von etwa 1/10 Sek. hat. Bei diesem wird ein Schreibstift bewegt, der auf einem vorbeilaufenden farbigen Wachspapierstreifen eine den Spannungswerten entsprechende Kurve aufzeichnet. Der Meßbereich des Pegelschreibers ist je nach dem verwendeten einsetzbaren Potentiometer:

0 bis 25 db,
0 bis 50 db,
0 bis 75 db.

Die Ablaufgeschwindigkeit des registrierenden Wachspapieres ist einstellbar auf 50 mm/sec, 10 mm/sec und 1 mm/sec.

Auf den Kern mit dem großen Durchmesser läßt man zunächst 3 bis 4 Windungen des Magnettonbandes ohne Aufzeichnung sich aufwickeln, dann gibt man auf etwa ? Umfang der folgenden Windung einen 1000 Hz-Ton mit bestimmtem Aufsprechstrom, hinterher läßt man noch 6 bis 8 Windungen ohne Aufzeichnung folgen. Die Aufzeichnungsdauer kontrolliert man durch Abhören des Lautsprechers. Das Band bleibt dann im aufgewickelten Zustand eine bestimmte Zeit lang (Kopierzeit) liegen. Dann wird der Kern mit dem darauf befindlichen Band vom rechten Teller auf den linken Teller gelegt und von dort aus abgespielt. Hierbei wird zwischen den Wiedergabeverst?rker und den Kontrollverstärker ein 1000-Hz-Sieb geschaltet, um nur den Kopiereffekt des 1000 Hz-Tones zu erfassen. Beim Abspielen ergibt der Pegelschreiber zunächst einige kleine Ausschl?ge, von denen jeder etwas Größer ist als der vorhergehende, dann einen großen Ausschlag, der dem aufgezeichneten 1000 Hz-Ton entspricht, dann folgen wieder kleine Ausschl?ge, die nacheinander immer kleiner werden (Abb.[img]images/smiles/cool.gif[/img]. Die kleinen Ausschl?ge röhren von den einzelnen auf die vor- und nachlaufenden Windungen durchkopierten Tönen her. Der Unterschied in der Höhe der verschiedenen Ausschl?ge erklärt sich durch den Abfall der Kopierwirkung mit der Entfernung von der kopierenden Windung. Ferner wird stets festzustellen sein, daß auf dem Registrierstreifen die auf den großen Ausschlag folgenden Ausschl?ge etwas Größer sind als die vor dem großen Ausschlag aufgezeichneten. Der Unterschied zwischen dem großen Ausschlag und dem hinter diesem aufgezeichneten ersten kleineren (der von der n?chstliegenden inneren Windung herrührt) ergibt dann in db den Wert der Kopierd?mpfung. Man bestimmt die Kopierd?mpfung gewähnlich nach einer Kopierzeit von 6 Minuten oder 24 Stunden. Da der Kopiereffekt ein zeitabhängiger Effekt ist, erhält man nach 24ständiger Einwirkung einen etwas niedrigeren Wert der Kopierd?mpfung als bei der Kopierzeit von 6 Minuten.

g) für die Beurteilung eines Magnettonbandes ist schließlich noch die Prüfung der Gleichmüßigkeit der Wiedergabe einer aufgesprochenen Frequenz auf der gesamten Länge der 1000 m-Rolle notwendig. Hierzu wird z. B. ein 1000 Hz-Ton mit bestimmtem Aufsprechstrom auf das Band aufgezeichnet und gleichzeitig mit Hilfe eines geeigneten Me?instrumentes (Pegelschreiber) festgestellt, wie stark die Wiedergabespannung längs des Bandes schwankt. Der Unterschied des höchsten und des niedrigsten Ausschlages, bezogen auf den Mittelwert, ergibt dann nach Umrechnung in db einen positiven und einen negativen Wert für die Empfindlichkeitsschwankung der Magnettonbandrolle.


5. Prüfung der mechanischen Eigenschaften der Magnettonbänder

zusätzlich zu der Prüfung der elektro-akustischen Eigenschaften der Magnettonbänder sind noch eine Reihe von mechanischen Prüfungen erforderlich. Zun?chst muß geprüft werden, ob die Breite und die Dicke des Bandes die vorgeschriebenen Werte innerhalb der gestellten Toleranzen einhalten. Die Breite wird mit einem Me?mikroskop und die Dicke mit einem Dickenmesser an mehreren Stellen jedes Bandes gemessen. Da die Magnettonbänder während des Abspielen und des zurückspulens beim Anlaufen und Abbremsen der Wickelmotoren starken Zugspannungen unterworfen werden, ist eine Prüfung der Rei?festigkeit jedes einzelnen Bandes notwendig. Bei normaler Ablaufgeschwindigkeit beträgt die Zugbelastung höchstens 250 g; beim Anfahren und Abstoppen der Motoren ist jedoch mit dem 3-4fachen Wert der Normalbelastung zu rechnen. Um eine genügende Sicherheit zu haben, wird in den meisten Vorschriften eine Rei?festigkeit von mindestens 2 kg gefordert. Die Prüfung geschieht im allgemeinen an einer Reihe von Proben von 100 mm Länge jeden Bandes in einem Festigkeitsprüfer. Bei diesem wird der Zug an dem eingespannten BandStück so lange gesteigert, bis das Band rei?t. Die Kraft, die im Moment des Rei?ens an dem Band geherrscht hat, wird als Rei?festigkeit bezeichnet. Da diese Festigkeit von der Temperatur und der Feuchtigkeit des Bandes abhängig ist, muß die Prüfung Erfolgen, nachdem das Band eine bestimmte Zeit lang in einem Raum mit konstanter Temperatur und gleichbleibender Luftfeuchtigkeit gelegen hat.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Dehnung der Magnettonbänder. Die plastische Dehnung soll möglichst gering sein; die elastische Dehnung soll während der Benutzung des Bandes kleiner als 1,5% bleiben. Wenn sie Größer wird, entstehen beim Vorbeilaufen des Bandes vor den Köpfen Frequenzverzerrungen, die sich bei der Wiedergabe äußerst störend bemerkbar machen können. Die Prüfung der elastischen Dehnung erfolgt an einigen Stichproben jedes Bandes, indem festgestellt wird, um wieviel sich ein BandStück von 100 cm Länge bei Belastung mit 1 kg nach 1 Minute gedehnt hat.

Besonders zu beachten ist noch, daß das Magnettonband nach der Fabrikation vollständig eben bleibt, das heißt, daß keine Kr?mmung der Schichtfl?che auftritt. Solche gekr?mmte Bänder legen sich an die Magnetköpfe nicht richtig an und geben deshalb schlechte elektro-akustische Werte, können also nicht verwendet werden. Stichprobenweisemüssen die Bänder also auf Planlage geprüft werden.


6. AnwendungsMöglichkeiten

Das Magnettonband ist in Deutschland während des letzten Krieges beim Rundfunk in immer steigendem Maße an Stelle der Schallplatte verwendet worden. In anderen Ländern ist die magnetische Schallaufzeichnung auf Stahldraht, wie sie im Jahre 1898 der D?ne Poulsen als Erfindung bekannt gegeben hat, weiter vervollkommnet worden. Erst nach Beendigung des Krieges ist auch in Amerika und anderen Ländern der Übergang vom Draht zu dem mit einer magnetischen Schicht bedeckten Band erfolgt. Die Verwendung des Magnettonbandes beschränkte sich anfangs auf solche Aufnahmen, für die wegen der Erschütterungen während der Aufnahme die Schallplatte nicht in Betracht kam (z. B. für Reportagen aus fahrenden Zügen oder Aufnahmewagen bzw. aus Flugzeugen). für die Aufnahme und Wiedergabe besonders wertvoller Sendungen wurde stets die Schallplatte verwendet, da das Magnetton-Verfahren in seiner WiedergabeQualität der Schallplatte und dem Tonfilm weit unterlegen war. Erst durch die Einführung des Hochfrequenzverfahrens durch H. J. v. Braunm?hl und W. Weber wurde die WiedergabeQualität des Magnettonbandverfahrens so weit verbessert, daß es bei den Rundfunkgesellschaften die Schallplatte weitgehend verdrängte und für die Aufnahme und Wiedergabe der meisten Sendungen verwendet wurde. große Konzerte, Opern- und Schauspielauff?hrungen sowie wichtige Reden werden meist nicht mehr als OriginalÜbertragung gesendet, sondern auf Magnettonband aufgenommen. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, daß alle Darbietungen, gleichgültig, ob sie im Sendesaal oder als aktueller Bericht am Ort des Geschehens aufgenommen werden, zu einer fertigen Tagesprogrammfolge zusammengestellt werden können, weil es ohne weiteres möglich ist, das Magnettonband zu schneiden und zu kleben. Hierbei können die einzelnen Aufnahmen auf ihre G?te, ihre Wirksamkeit usw. kontrolliert und gegebenenfalls verbessert werden. Diese Möglichkeit ist dadurch gegeben, daß jede Aufnahme unmittelbar nach ihrer Beendigung abgehört werden kann. Nicht den Anforderungen entsprechende Stellen der Aufnahme können gelöscht und dann neu aufgenommen werden. Nach der Fertigstellung des Sendeprogramms kann dann der eigentliche Sendebetrieb von wenigen Technikern durchgeführt werden.

Nachdem so im Rundfunkbetrieb weitgehende praktische Erfahrungen mit dem Magnettonband gesammelt worden waren, hat auch die Schallplattenindustrie die Vorteile des Magnetton-Verfahrens erkannt, denn jede Aufnahme konnte bei der anschließenden Wiedergabe sofort kontrolliert und gegebenenfalls beliebig oft ohne Materialverlust wiederholt werden. Da eine Beeinträchtigung der Wiedergabe durch Nadelger?usche beim Magnettonband nicht auftritt, werden jetzt auch in der Schallplattenindustrie alle Aufnahmen erst auf Magnettonband vorgenommen und dann auf die Wachsplatte umgespielt.

Das neueste Anwendungsgebiet des Magnettonbandes liegt bei der Tonfilmindustrie, die bisher ausschließlich nach dem Lichttonverfahren arbeitete. Die Umstellung auf Magnettonband bringt hier den Vorteil, daß die Aufnahmen sofort beurteilt werden können, was bisher erst nach dem viele Stunden in Anspruch nehmenden Entwicklungsvorgang möglich war. In den Tonfilmateliers werden seit einiger Zeit sämtliche Tonaufnahmen auf Magnettonband oder Magnettonfilm durchgeführt und erst nach der Begutachtung und Auswahl auf Lichtton umgespielt. Um die Schwierigkeiten, die hierbei wegen des erforderlichen Gleichlaufes des Magnettonbandes mit dem Bildfilm entstehen, zu überwinden, ist man in neuester Zeit dazu übergegangen, Magnettonfilm in der Breite des normalen Kinofilms (35 mm) mit beidseitiger Perforation zu verwenden. Bei diesem ist die ganze Breite des Filmes mit der magnetisierbaren Schicht bedeckt. Diese Magnettonfilme können auf den normalen Schneidetischen und UmspielGeräten verwendet werden. Jeder Film kann mehrere Tonspuren nebeneinander enthalten, deren Breite etwa 7 mm beträgt. Sehr oft verwendet man auch einen auf 17,5 mm Breite halbierten Film mit einer einzigen 7 mm breiten Spur. Die Spur liegt etwa in der Mitte des halbierten Films, 6 mm von der perforierten Filmkante beginnend. Diese 17,5 mm- bzw. 35 mm-Magnettonfilme werden in der gleichen Weise wie das schmale Magnettonband in den Tonfilmateliers für die Tonaufnahmen und die Zusammenstellung dieser Aufnahmen zu dem vollständigen Programm verwendet, während der in den Kinotheatern vorgeführte Film auch weiterhin mit Lichttonspur ausgestattet ist.

Es sind zwar an einigen Stellen bereits Versuche durchgeführt worden, um auch den Bildfilm mit einer Magnettonspur zu versehen. Zu einer praktischen Anwendung in größerem Maße ist es aber bisher noch nicht gekommen.

für das normale Magnettonband von 6,35 mm Breite bietet sich jedoch außerhalb des Rundfunkbetriebes und der Tonfilmateliers noch eine große Anzahl von AnwendungsMöglichkeiten. Zun?chst sei auf die Verwendung bei Versammlungen, Sitzungen oder Tagungen hingewiesen, wo die Worte von Rednern und Diskussionsrednern aufgenommen werden können, um ein unverfÖlschtes H?rbild solcher Veranstaltungen mit allen Zwischenrufen jederzeit reproduzierbar festzuhalten. Das Magnettonband kann deshalb mit Vorteil bei den Parlamenten der L?nder und großst?dte, bei den Organisationen von Industrie und Wirtschaft sowie den Parteien eingesetzt werden. Auch an vielen anderen Stellen bieten sich manche Möglichkeiten für den Einsatz des Magnettonbandes. überall da, wo nicht die durch Telefon oder Telegraf gegebene Schnelligkeit der Nachrichtenübermittlung notwendig ist, oder wo umfangreiche

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8. Vorteile und Nachteile des Magnettonband-Verfahrens

Nachdem nun soeben darauf hingewiesen wurde, daß bei richtiger Lagerung das Magnettonband in seinen Eigenschaften unverändert bleibt und eine einmalige Aufzeichnung unbegrenzt erhalten bleibt, sollen die Vorteile und die Nachteile, die das Magnettonband -Verfahren besitzt, einander gegenübergestellt werden.

1. Aufzeichnung und Wiedergabe von akustischen Vorg?ngen in einer Qualität, die mit dem Original weitgehend übereinstimmt, so daß beim Rundfunkempfang auch ein sehr gut geschultes Ohr kaum einen Unterschied zwischen der direkten Mikrophonaufnahme und der Bandwiedergabe erkennen kann.

2. Bequeme Handhabung und Aufbewahrung der Magnettonbänder.

3. Vorteile gegenüber der Schallplatte: längere Abspieldauer, dadurch Fortfall des störenden Plattenwechsels, kein Nadelger?usch, dadurch höhere Dynamik.

4. Möglichkeit des unmittelbaren Abhörens nach der Aufnahme (wichtig bei der Aufnahme von H?rspielen, Musikdarbietungen usw. in den Rundfunkstudios sowie in den Tonfilmateliers).

5. Möglichkeit der Löschung der Aufzeichnung und der dadurch gegebenen wiederholten Verwendung des Magnettonbandes.

6. Vorteile gegenüber dem Lichttonfilm : Zur Beurteilung der Qualität der Aufzeichnung ist nicht erst ein Entwicklungsproze? erforderlich, sondern jede Aufzeichnung kann fast gleichzeitig mit der Aufnahme abgehört werden. Bessere Dynamik als bei den photographisch-optischen Verfahren.

7. Unbegrenzt lange Haltbarkeit der magnetischen Schallaufzeichnung bei Einhaltung normaler klimatischer Bedingungen, keine Abnutzung wie bei der Schallplatte.

8. Möglichkeit des Schneidens des Magnettonbandes und des Zusammenklebens der Schnittstellen, um ein bestimmtes Programm aus getrennt aufgenommenen Szenen zusammenstellen zu können. KlebeMöglichkeit bei etwaigem Rei?en des Bandes.

Nachteile:

1. Abnutzung der Magnetköpfe durch die Abschleifwirkung des Magnettonbandes, dadurch Notwendigkeit der Auswechslung des Kopfträgers nach längerer Betriebsdauer .

2. Verwendung von Verstärker- und Entzerrerschaltungen, die das MagnetTonbandgerät etwas unhandlich machen.

3. Keine äußere Erkennbarkeit der Aufzeichnungen auf dem Magnettonband ; deshalb ist für das Heraussuchen von bestimmten Stellen des Textes stets ein Abspielen erforderlich. Dies erschwert das Schneiden, das im Tonfilmatelier unbedingt erforderlich ist. Man hat deshalb ein "SchreibGerät" entwickelt, das den 17,5 oder 35 mm breiten Magnetfilm mit einer sichtbaren Tonschrift versieht. Diese stellt in logarithmischem Maßstab die UmhÖllende der Tonspannung dar, die auf den inneren Rand des Films aufgezeichnet wird.


9. Die am häufigsten auftretenden Fehler beim Gebrauch der MagnetTonbandgeräte

Bei dem Betrieb einer Magnettonbandapparatur können durch Unachtsamkeit eine Reihe von Fehlern auftreten, die die einwandfreie Wiedergabe der Tonaufzeichnungen beeinträchtigen.

Zun?chst ist bei dem Einlegen des Magnettonbandes darauf zu achten, daß die magnetische Schicht den Magnetköpfen zugewandt ist, weil sonst die Empfindlichkeit nicht ausreichend ist. Bei manchen Bändern ist die Unterscheidung der Schichtseite von der Rückseite nur schwer möglich. Hier kann man sich helfen, indem man mit dem zum Kleben benutzten Filmkitt die Magnetschicht ablöst, so daß man erkennt, auf welcher Seite die Schicht liegt. Die meisten Firmen liefern die Magnettonbänder so, daß die magnetische Schicht nach außen liegt. Wenn jedoch die Schichtseite dem Spulenkern zugewendet ist, ist es notwendig, das Band um 1800 zu verdrehen, damit die Schicht beim Vorbeilauf die Köpfe berührt.

Die Klebestellen von geschnittenen und gerissenen Bändern erfordern eine besondere .Sorgfalt, denn diese Stellenmüssen eine ausreichende Festigkeit haben. Beim Kleben muß beachtet werden, daß die Magnetitschicht des einen Bandendes auf die Trägerschicht des anderen Bandendes gelegt wird. Es genügt im allgemeinen eine überlappung von 5 mm.

Es ist notwendig, im Anschluß an die letzten Aufnahmen auf dem Band dieses zurückzuwickeln, damit man bei der späteren Wiedergabe die einzelnen Aufnahmen in der richtigen Reihenfolge bekommt. Bei dem R?ckwickeln, das stets mit größerer Geschwindigkeit erfolgt als das Aufsprechen bzw. Abspielen, muß das Band von den Köpfen abgenommen werden, damit diese nicht unnütz abgenutzt werden. Wenn das Gerät einen Bandabheber besitzt, wird das Abheben automatisch beim r?ckspulen durch diesen besorgt. Um bei der Wiedergabe eines besprochenen Bandes zu vermeiden, daß die Aufzeichnung durch den L?schstrom gelöscht wird , ist darauf zu achten, daß nicht versehentlich die Taste "Aufnahme" gedrückt wird. Bei den meisten Geräten ist deshalb diese Taste durch einen Sperrhebel blockiert, so daß also bei der Einschaltung für Aufnahme zwei Handgriffe erforderlich sind. Bei Drücken der Taste "Wiedergabe" sind Löschkopf und Sprechkopf abgeschaltet.

Es ist dafür zu sorgen, daß die Aufwicklung des Magnettonbandes genügend straff erfolgt, damit das fertig aufgewickelte Band ohne Gefahr des Auseinanderfallens von dem rechten Spulenteller abgenommen werden
kann. Erforderlichenfalls sind die Bandbremsen der Motoren nachzustellen (vgl. Bedienungsanweisung zum Gerät).

Da nach längerer Benutzung sich an den Köpfen Magnetitstaub absetzen kann, was eine Verschlechterung der WiedergabeQualität hervorruft, sind diese von Zeit zu Zeit mit einem Pinsel und einem in Azeton getränkten weichen Lappen zu säubern. Eine Verminderung der WiedergabeQualität tritt nach längerer Betriebsdauer auch infolge des Abschleifens der Köpfe durch das Magnettonband ein; eine Auswechslung des Kopfträgers durch einen neuen ist dann unbedingt notwendig. Der Kopfträger mit den abgenutzten Köpfen muß zur Aufarbeitung in die Fabrik geschickt werden.


10. Von der Filmfabrik Agfa Wolfen gelieferte Magnettonbänder und Zubehör

Magnettonband, 6,35 mm breit, in Rollen von 1000m Länge (Abb.9)

Magnettonfilm, 35 mm breit, doppelseitig perforiert, oder 17,5 mm breit, einseitig perforiert, in Rollen von 300 m Länge.

Vorspannband (beschriftbar) für Magnettonband, 6,35 mm breit, in Rollen von 600 oder 800 m Länge, je nach Dicke.

Klebstoff für Magnettonband
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Hajo