Tonarmgeometrie - oder der Weg zu den Nulldurchgängen
Verfasst: So 8. Jul 2007, 02:33
Hallo Zusammen,
so, zu später Stunde ist mir endlich die Idee gekommen, wie man die Tonarmgeometrie anschaulich verdeutlichen kann ...
[img:1609:1957]http://www.abload.de/img/tonarmgeometriebfj.jpg[/img]
Die Tonarmgeometrie ist durch die folgenden Parameter bestimmt:
-> Gesamtlänge
-> Montageabstand - also der Abstand zwischen Tellerachse und Drehachse des Tonarmes
-> Überhang - der Abstand, den die Nadelspitze über die Tellerachse hinaus ragt
-> Kröpfungswinkel - das ist der Winkel, um den die Headshell aus der gedachten radialen Linie zwischen Abtastbogen und Tonarmdrehpunkt verdreht ist
und hieraus ergibt sich dann der sog. Spurfehlerwinkel (engl. tracking error) - legt man an der Rillenflanke eine Tangente an und diese ist dann mit der gedachten Mittellinie der gekröpften - also in horizontaler Ebene verdrehten - Headshell deckungsgleich, so ist an genau dieser Stelle der Schallplatte der Spurfehlerwinkel = 0. Man spricht dann von einem Nulldurchgang.
Betrachtet man die in obiger Skizze grün eingezeichneten Rillentangenten, so fällt auf, daß diese immer im 90 Grad-Winkel zum Radius stehen und diese auf Höhe der Einlaufrille einen Winkel größer des Kröpfungswinkels des Tonarmes hatte und je weiter man den Tonarm in Richtung Auslaufrille dreht einen Winkel kleiner dem Kröpfungswinkel des Tonarmes bekommt. Die sich hinter diesem Verhalten der Rillentangente verbergende mathematische Funktion beschreibt eine Parabel. Deshalb existiert dieser Nulldurchgang genau zweimal auf der von der Nadel zurückgelegten Kreisbahn zwischen Einlauf- und Auslaufrille.
In genau diesen beiden Punkten ist die Nadel in der optimalen Position, da auch der die Nadel führende Nadelträger tangential zur Rille steht und somit die Nadel sozusagen optimal mittig in die Rille eintauchen kann.
Die mathematische Herleitung ist kompliziert, wurde aber von Baerwald, Loefgren, Bauer und Stevenson ab ca. 1938 behandelt und errechnet.
Die zugehörigen Fachartikel sind:
-> Erik Loefgren, "Über die nichtlineare Verzerrung bei der Wiedergabe von Schallplatten infolge Winkelabweichungen des Abtastorgans", 1938
-> H.G. Baerwald, "Analytic treatment of tracking error and notes on optimal pickup design", 1941
-> B. Bauer, "Tracking Angle in Phonograph Pickups", März 1945
-> J.K. Stevenson, "Pickup Arm Design -- 1 & 2", Mai 1966
Und aus der englischsprachlichen Foren-Szene
-> John Elison's downloadable Excel spreadsheet for calculating horizontal tracking error and distortion, with graphs - diese Berechnungen folgen Baerwald und Loefgren - John Elison ist der Forianer des Vinyl-Asylums, der Jonathan Carr dazu bewegte, das Design der TAs von Lyra grundlegend zu überarbeiten
-> US-Patentschrift No.4326283: Cartridge alignment system
So, das soll es für den Moment fast gewesen sein ...
... bis auf den Hinweis, daß genau diese geometrischen Zusammenhänge u.U. die Verwendung einer angeblich allgemeingültigen Schablone zur Justage eines Tonabnehmers unmöglich machen.
Der Hintergrund hierzu ist folgender ...
... die handelsüblichen Schablonen folgen einer über bestimmte Nulldurchgänge festgelegte Geometrie ... besitzt der verwendete Tonarm auf der konstruktiven Seite eine davon abweichende Geometrie, so wird man in den auf der Schablone eingezeichneten Nulldurchgängen eben keinen tracking error von null Grad erreichen und die Wiedergabe wird u.U. in Richtung Auslaufrille verzerren ...
... dies gilt insbesondere für die ELAC-/Schön- und die Stadhaus-Schablone ...
... ein klassisches Beispiel für so einen inkompatiblen Fall stellen z.B. die SME-Tonarme der Serie 3009 dar ... auf der anderen Seite stehen die zu Baerwald kompatiblen Tonarme von Rega ... zumindest für den Fall, daß man mit einer Baerwald folgenden Schablone einstellt.
Ist eigentlich auch Chris Feickert hier im Forum aktiv? Dieser könnte dann noch etwas zu seiner Schablone und deren geometrischen Abhängigkeiten und Ansätzen erzählen.
so, zu später Stunde ist mir endlich die Idee gekommen, wie man die Tonarmgeometrie anschaulich verdeutlichen kann ...
[img:1609:1957]http://www.abload.de/img/tonarmgeometriebfj.jpg[/img]
Die Tonarmgeometrie ist durch die folgenden Parameter bestimmt:
-> Gesamtlänge
-> Montageabstand - also der Abstand zwischen Tellerachse und Drehachse des Tonarmes
-> Überhang - der Abstand, den die Nadelspitze über die Tellerachse hinaus ragt
-> Kröpfungswinkel - das ist der Winkel, um den die Headshell aus der gedachten radialen Linie zwischen Abtastbogen und Tonarmdrehpunkt verdreht ist
und hieraus ergibt sich dann der sog. Spurfehlerwinkel (engl. tracking error) - legt man an der Rillenflanke eine Tangente an und diese ist dann mit der gedachten Mittellinie der gekröpften - also in horizontaler Ebene verdrehten - Headshell deckungsgleich, so ist an genau dieser Stelle der Schallplatte der Spurfehlerwinkel = 0. Man spricht dann von einem Nulldurchgang.
Betrachtet man die in obiger Skizze grün eingezeichneten Rillentangenten, so fällt auf, daß diese immer im 90 Grad-Winkel zum Radius stehen und diese auf Höhe der Einlaufrille einen Winkel größer des Kröpfungswinkels des Tonarmes hatte und je weiter man den Tonarm in Richtung Auslaufrille dreht einen Winkel kleiner dem Kröpfungswinkel des Tonarmes bekommt. Die sich hinter diesem Verhalten der Rillentangente verbergende mathematische Funktion beschreibt eine Parabel. Deshalb existiert dieser Nulldurchgang genau zweimal auf der von der Nadel zurückgelegten Kreisbahn zwischen Einlauf- und Auslaufrille.
In genau diesen beiden Punkten ist die Nadel in der optimalen Position, da auch der die Nadel führende Nadelträger tangential zur Rille steht und somit die Nadel sozusagen optimal mittig in die Rille eintauchen kann.
Die mathematische Herleitung ist kompliziert, wurde aber von Baerwald, Loefgren, Bauer und Stevenson ab ca. 1938 behandelt und errechnet.
Die zugehörigen Fachartikel sind:
-> Erik Loefgren, "Über die nichtlineare Verzerrung bei der Wiedergabe von Schallplatten infolge Winkelabweichungen des Abtastorgans", 1938
-> H.G. Baerwald, "Analytic treatment of tracking error and notes on optimal pickup design", 1941
-> B. Bauer, "Tracking Angle in Phonograph Pickups", März 1945
-> J.K. Stevenson, "Pickup Arm Design -- 1 & 2", Mai 1966
Und aus der englischsprachlichen Foren-Szene
-> John Elison's downloadable Excel spreadsheet for calculating horizontal tracking error and distortion, with graphs - diese Berechnungen folgen Baerwald und Loefgren - John Elison ist der Forianer des Vinyl-Asylums, der Jonathan Carr dazu bewegte, das Design der TAs von Lyra grundlegend zu überarbeiten
-> US-Patentschrift No.4326283: Cartridge alignment system
So, das soll es für den Moment fast gewesen sein ...
... bis auf den Hinweis, daß genau diese geometrischen Zusammenhänge u.U. die Verwendung einer angeblich allgemeingültigen Schablone zur Justage eines Tonabnehmers unmöglich machen.
Der Hintergrund hierzu ist folgender ...
... die handelsüblichen Schablonen folgen einer über bestimmte Nulldurchgänge festgelegte Geometrie ... besitzt der verwendete Tonarm auf der konstruktiven Seite eine davon abweichende Geometrie, so wird man in den auf der Schablone eingezeichneten Nulldurchgängen eben keinen tracking error von null Grad erreichen und die Wiedergabe wird u.U. in Richtung Auslaufrille verzerren ...
... dies gilt insbesondere für die ELAC-/Schön- und die Stadhaus-Schablone ...
... ein klassisches Beispiel für so einen inkompatiblen Fall stellen z.B. die SME-Tonarme der Serie 3009 dar ... auf der anderen Seite stehen die zu Baerwald kompatiblen Tonarme von Rega ... zumindest für den Fall, daß man mit einer Baerwald folgenden Schablone einstellt.
Ist eigentlich auch Chris Feickert hier im Forum aktiv? Dieser könnte dann noch etwas zu seiner Schablone und deren geometrischen Abhängigkeiten und Ansätzen erzählen.
und der neue TA kann kommen. 
