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Tonabnehmer



Table of contents
1 Plattenspieler
2 Tonabnehmer bei Musikinstrumenten

Plattenspieler

Der Tonabnehmer ist eine Baugruppe beim Plattenspieler bestehend aus Nadel, Nadelträger und Wandler. An der Spitze der Nadel ist ein Saphir oder Diamant angebracht. Am Schaft der elastisch gelagerten Nadel werden die Schwingungen über eine Gabelkonstruktion an den Wandler übertragen. In der Zeit der Grammophone waren die Nadeln auch aus Holz oder Stahl.

Der Tonabnehmer ist am Tonarm befestigt.

Mit dem Kristalltonabnehmer (Piezokristall) und dem Magnettonabnehmer wurde die Langspielplatte ermöglicht, die nur noch mit 33 1/3 Upm betrieben wurde und damit gegenüber der Schellackplatte deutlich längere Spielzeiten zuließ. Diese Tonabnehmer benötigten außerdem erheblich niedrigere Auflagekräfte, was die Lebensdauer von Platte und Nadel entsprechend erhöhte.

Während der Kristalltonabnehmer eine der Auslenkung der Schallplattenrille proportionale Signalspannung erzeugt, ist diese beim Magnettonabnehmer der Geschwindigkeit (Schnelle) der Nadel proportional. Bei tiefen Frequenzen würden auf diese Weise zu leise Töne erzeugt oder man hätte für beide Tonabnehmer unterschiedliche Schallplatten produzieren müssen, wobei für den Magnettonabnehmer wegen der höheren Auslenkung eine größere Spurbreite hätte vorgesehen werden müssen mit entsprechender Verkürzung der Spieldauer. Mit der Anpassung des Frequenzverlaufs durch die RIAA-Kennlinie, die in einem entsprechenden Vorverstärker realisiert ist, wird die Signalspannung so angepasst, daß die Schallplatten sowohl mit Kristall- als auch Magnettonabnehmern abgetastet werden können.

Die Entwicklung der Tonabnehmer erreichte ihren Höhepunkt in der 80er Jahren, als mit Auflagekräften von unter 10 mN und Frequenzbereichen von 20 Hz bis 50 kHz auch quadrophone (vierkanalige) Schallplatten nahezu verschleißfrei abgetastet werden konnten. Es wurde dann noch eine Weiterentwicklung eingeführt, der Magnettonabnehmer mit bewegten Spulen (Moving Coil, MC), der im Vergleich zu den herkömmlichen mit bewegten Magneten (Moving Magnet, MM), zwar noch einmal geringere Signalspannungen erzeugt, aber wegen der reduzierten mechanisch schwingenden Massen auch wiederum ein noch saubereres, transparenteres Klangbild liefert.

Der Austausch einer verbrauchten Nadel ist bei MC-Tonabnehmern nur bei speziell dafür konstruierten Typen möglich, da die Spulen fest mit der schwingenden Nadel verbunden sein müssen. Außerdem erforden viele MC-Systeme einen weiteren Vorverstärker.

Wegen der zur gleichen Zeit auf den Markt kommenden Compact Disc (CD) und des damit verbundenen Rückgangs des Marktes für Vinyl-Schallplatten hat das MC-System nur in Audio-Anlagen der höheren Preisklassen Eingang gefunden.

Alternativ zu diesen kommen auch Laser- oder Infrarotdioden zur berührungslosten Abtastung zum Einsatz.

Tonabnehmer bei Musikinstrumenten

Bei Musikinstrumenten werden Tonabnehmer eingesetzt, um die Schwingung des Instruments in elektrische Wechselspannung umzusetzen, die einem Mischpult oder Verstärker zugeführt werden kann.

Das betrifft hauptsächlich Saiteninstrumente und hier vor allem Gitarren, aber auch Tasteninstrumente (E-Pianos, Hammond-Orgeln). Bei Blasinstrumenten ist es dagegen üblich, den sowieso erzeugten Luftschall über Mikrofone aufzunehmen.

Nach der Funktionsweise unterscheidet man die elektromagnetischen und die piezoelektrischen Tonabnehmer.

elektromagnetische Tonabnehmer

Mittels eines elektro-magnetischen Tonabnehmers wird auch der Klang bei einer E-Gitarre, bei einem E-Bass oder bei alten E-Pianos erzeugt. Er besteht im einfachsten Fall aus einer Reihe von Magneten, um die eine Spule gewickelt ist. Durch die Bewegung der Saiten (welche aus Stahl oder Nickel bestehen müssen) im Magnetfeld entstehen durch elektromagnetische Induktion (gleiches Prinzip wie beim Fahrraddynamo) einige Dutzend Millivolt an Spannung, die an den Verstärker weitergereicht wird. Bei den elektrischen Gitarren und Bässen werden hierbei die Bauformen Single Coil und Humbucker unteschieden.

piezoelektrische Tonabnehmer

Piezoelektrische Tonabnehmer bestehen aus speziellen Kristallen oder Keramik, die den sogenannten piezoelektrischen Effekt nutzen: Mechanischer Druck auf die Seitenflächen des Körpers lässt eine elektrische Spannung entstehen.

Piezo-Tonabnehmer werden hauptsächlich für akustische Gitarren (Westerngitarren, Konzertgitarren) eingesetzt. Es gibt sie aber auch für andere Zupfinstrumente, z.B. Mandolinen, und auch E-Geigen haben in der Regel diese Abnehmer. Da kein magnetischer Effekt zugrundeliegt, funktionieren sie mit allen Saiten, auch mit Nylonsaiten.

Der Tonabnehmer wird in den Steg eingebaut und zwischen Steg und Saiten geklemmt. Der Wechseldruck der schwingenden Saite, der sich über den Steg auf die Decke überträgt, wird so vom Tonabnehmer in eine Wechselspannung gewandelt.

Da das elektrische Signal sehr schwach ist, gehört zu einem Piezo- Tonabnehmersystem fast immer auch ein batteriebetriebener Vorverstärker, der ins Instrument eingebaut wird und meist einen Lautstärkeregler und eine einfache Klangregelung besitzt.

MIDI-Tonabnehmer

Diese Tonabnehmer nehmen die Saitenschwingung der einzelnen Stahlsaiten einer Gitarre oder entsprechend auch eines Bass auf. Diese werden durch eine zusätzliche elektronische Einheit in MIDI-Signale umgewandelt.




     
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