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Anti-Skating Ja oder Nein? Risiken?

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Pyreen
Ist häufiger hier
#51 erstellt: 07. Jul 2007, 08:32
Hi,


Hörbert schrieb:
Von allen Testschallplatten die ich in die Hände bekommen habe war die ERATO die mit der höchsten Funktionalität. Dicht gefolgt von der dhfi 2 die leider an einem vernünftigen Antiskatingtest krankt.



empfehlenswert sind darüberhinaus noch die Shure TTR-117 (mit trackability-Test) und die Ortofon 0002 (mit ausführlichem Beiblatt zur Erläuterung der Testabläufe und ihres Sinns).

Viele Grüße,

Pyreen
LP12
Inventar
#52 erstellt: 09. Jul 2007, 08:43

Jazzy schrieb:
Für den Antiskatingtest(Abtastfähigkeitstest 40-100µm)ist eine gebrauchte eher sinnlos(schon zuviel Verzerrungen).


Moin,

daher ist der Abtasttest auf der image-hifi-test-LP gleich mehrfach drauf. Die hohe Rillenmodulation sorgt hier für einen krassen Verschleiß.
Jazzy
Inventar
#53 erstellt: 09. Jul 2007, 18:35
Ich weiß,ich habe die ja.
pet2
Inventar
#54 erstellt: 09. Jul 2007, 19:34
Hallo,

ich habe auch mal eine Frage zum Thema Antiskatingeinstellung mit Meßschallplatte:
Ich bin bisher immer davon ausgegangen, daß die Skatingkraft umso höher ist, je mehr Modulation sich in der Rille befindet.
Will heißen:
Die Skatingkraft ist bei einer Maxisingle mit sehr vielen tiefen Tönen höher als bei einer LP mit Kammermusik.

Was ist nun genau auf einer Meßschallplatte zur Ermittlung der nötigen Antiskatingkraft?
Gilt dieser Wert dann auch für alle Arten von Schallplatten .

Verstehe ich nämlich nicht so ganz :?.

Gruß

pet
Jazzy
Inventar
#55 erstellt: 09. Jul 2007, 19:47
Der Abtasttest ist bei 315Hz.Es wird davon ausgegangen,daß beide Kanäle gleichstark verzerren.Wenn z.b. rechts mehr zerrt,muss man die AS erhöhen,bis es rechts weniger/nicht mehr zerrt usw. Inwiefern das dann mit den tatsächlichen "normalen" Amplituden der Musik auch noch so passt....
LP12
Inventar
#56 erstellt: 10. Jul 2007, 06:41
Hi,

Du kannst es ja sowieso nur näherungsweise einstellen. Die Skatingkraft verändert sich permanent über die Platte - ist an keiner Stelle gleich. Grund hierfür sind die unterschiedlich starken Modulationen, aber auch die abnehmende Geschwindigkeit der Nadel in der Rille zur Plattenmitt hin.
Bei gleichbleibender Umdrehungsgeschwindigkeit, legt die Nadel in der Innenrille weniger Strecke zurück. Dies bedeutet nicht nur weniger Information pro Zeiteinheit, sondern auch weniger Zug an der Nadel und damit geringere Skatingkraft.
Ich würde AS einmal korrekt einstellen und mir keinen Kopf mehr machen. Nachjustieren würde ich dann nur, wenn ich mit dem Auflagegewicht herumspiele.
Klaus-R.
Inventar
#57 erstellt: 10. Jul 2007, 08:39
Moin,

um mal endgültig alle Klarheiten zu beseitigen, hier mal ein Artikel, den ich zum Thema für die Analag Aktuell geschrieben habe. Einiges in diesem Artikel ist ohne die Zeichnungen nicht oder schlecht verständlich, wer also den kompletten Artikel inkl. Zeichnungen lesen möchte, einfach eine mail schicken.


Skating-Kraft und Antiskating

Reibung zwischen Diamant und den Rillenwänden erzeugt eine zur Rille tangentiale Reibungskraft Ff ( siehe Abb.1 ). Diese Kraft hängt von der vertikalen Auflagekraft Fv sowie dem Reibungskoeffizienten my ab [3].

Ff = Fv x my

Bei 45-Grad Stereorillen ist die Belastung der einzelnen Wand 70,7 % (= sin 45 Grad) der Auflagekraft, so daß die tatsächliche Reibungskraft gleich 1,4 x my x Fv ist.

Der Reibungskoeffizient my hängt vom Plattenmaterial, Zustand der Platte (Sauberkeit, Beschädigungen, Verschleiss),vom aufgezeichneten Lautstärkepegel sowie von der Oberflächenrauhigkeit, vom Schliff ( sphärisch, elliptisch, van den Hul, MicroRidge etc. ) und vom Zustand (neu, abgenutzt) des Abspieldiamanten ab. Für einen Diamanten mit Shibata-Schliff und 1,5 g Auflagekraft wurden Werte zw. 0,22 und 0,64 gefunden [10].

Die Reaktionskraft FT geht durch das Armlager. Diese Kraft als zerfällt in eine der Reibungskraft entgegengesetzte Komponente gleicher Größe -Ff sowie eine durch die Plattenmitte gehende Komponente (d.h. senkrecht zur Rillentangente), die skating-Kraft Fs. Da diese (bei Nullstellung des antiskating-Mechanismus) im Kräftediagramm keine kompensierende Komponente hat, wird der Tonarm durch diese skating Kraft nach innen gezogen. In Abb.1 ist die Nadelspitze auf einem der beiden Nullpunkte, daher weist die skating-Kraft exakt zur Plattenmitte.

Die skating-Kraft wird bestimmt durch die (sich ändernde) Größe des Winkels phi zw. Rillentangente und effektiver Länge L (bzw. Kröpfungswinkel theta und (sich ändernden) horizontalem Spurfehlwinkel alpha ), Auflagekraft Fv, sowie durch den mechanischen Widerstand des Tonabnehmers (Nadelträgerdämpfung). In Abb.1 ist phi gleich dem Kröpfungswinkel theta.



Bei Abwesenheit einer Skating-Kraft (wie z.B. , zumindest theoretisch, bei Tangentialarmen) ist die Auflagkraft Fv gleichmässig auf die beiden Rillenwände (und somit Kanäle) verteilt : die Vektoren R ( rechter Kanal = äussere Rillenwand ) und L ( linker Kanal = innere Rillenwand ) haben gleiche Länge und stehen senkrecht aufeinander ( siehe Abb.2 ( Blick von hinten auf den Abspieldiamanten ) ). Wird, wie bei Dreharmen, eine Skating-Kraft Fs erzeugt, ensteht ein anderes Vektordiagramm mit Fv + Fs als resultierendem Vektor. Dieser kann in einen Vektor R* und L* zerlegt werden. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, ist der Vektor R* kürzer als der Vektor L*. Solange keine Kompensation der Skating-Kraft erfolgt, ist die somit die Auflagekraftverteilung zwischen den beiden Rillenwänden derart, daß die Komponente R* auf dem rechten Kanal kleiner ist als die Komponent L* auf dem linken Kanal, so daß auf dem rechten Kanal Verzerrungen erzeugt werden. Es handelt sich faktisch um Fehlabtastung auf dem rechten Kanal. Gleichzeitig entsteht auf dem linken Kanal durch die grössere Komponente höherer Verschleiss der Rillenwand.


Kompensation der skating-Kraft erhöht die Abtastfähigkeit um ca. 20-25 %. Um eine äquivalent Abtastfähigkeit nur durch Erhöhung der Auflagekraft zu erreichen, müsste diese um ca. 50 % erhöht werden, was zu erhöhtem Kontaktdruck und somit erhöhtem Verschleiss führt.

Die im Folgenden von Kogen [2] vorgestellten Ergebnisse basieren auf Messungen.

Bei ansonsten gleichen Bedingungen erzeugt ein elliptisch geschliffener Abspieldiamant eine größere skating-Kraft als ein sphärischer Diamant [2] wobei die Kurve ( skating-Kraft gegenüber Auflagekraft ) beim elliptischen Schliff eine größere Steigung aufweist.

Höhere aufgezeichnete Lautstärkepegel führen zu einer Erhöhung der skating-Kraft [1, 2]. Wright [6] konnte experimentell nachweisen, daß die Reibungskraft bei höheren Pegeln bei reinen Sinussignalen größer war. Snell und Rangabe [7] stellten fest, daß die Abhängigkeit der Reibungskraft vom Pegel für verschiedene Tonabnehmer unterschiedlich war (siehe Abb.3 ).

RCA bestimmte 1968 experimentell den Einfluß des Signalpegels auf die Reibungskraft [9]. Bei einer Auflagekraft von 1,5 g wurde ein vernachlässigbarer Einfluß auf die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers (Stroboskopmessungen) festgestellt. Dieselben Pegel hatten bei einer Auflagekraft von 5 g eine nicht unbeträchtliche Auswirkung (4mal höher). Die Messungen wurden beim Abspielen der Metallmatrize durchgeführt. Beim Abspielen einer Vinyl-Pressung würde eine um 30% niedrigere Verminderung der Drehgeschwindigkeit festgestellt werden als beim Spielen der Matrize. Die zur Messung verwendeten Geräte wurden, mit Ausnahme von Gewicht und Trägheitsmoment des Plattentellers, nicht näher spezifiziert.


Nach Gilson [5] setzt sich die Auswirkungen des Signalpegels aus drei Elementen zusammen : Trägheitseffekt (inertial drag) , Dämpfungseffekt (compliance drag) und Übertragereffekt (transducer drag).

Trägheitseffekt : Beschleunigungen und Verzögerungen der Nadel (Werte bis zu 1400 g wurden gemessen). Da Verzögerungskräfte nicht ins System zurückgeführt, sondern dem System in Form von Reibungswärme entzogen werden, wird dem Antriebsmotor ein konstantes Drehmoment abgefordert, sodaß der Trägheitseffekt zum Platteninneren hin zunimmt.

Dämpfungseffekt : die Überwindung von Steifheit und Dämpfung der Nadelträgerlagerung entzieht dem System Energie. Der Effekt ist am größten bei niedrigen Frequenzen, wo die seitlichen Auslenkungen am größten sind. Der Dämpfungseffekt nimmt zum Platteninneren hin zu. Dämpfung (und somit der mechanische Widerstand) kann für verschiedene Tonabnehmer sehr unterschiedlich sein und selbst bei verschiedenen Exemplaren desselben Abnehmers variieren [7].

Übertragereffekt : Energie, die dem System beim Umsetzen vom mechanischer in elektrische Energie entzogen wird. Nimmt zum Platteninneren hin zu.

Weiterhin zieht laut Gilson die tangentiale Reibungskraft den Nadelträger aus seiner Ruhelage in eine Position, bei der die Richtungen von Nadelträgerachse und effektiver Länge übereinstimmen.
Die hierbei wirkende Kraft ist in etwa gleich groß wie die skating-Kraft Fs.

Gilson kommt zu dem Schluß, daß bei Aufbringen einer Kompensation am Armlager (antiskating) beide Kräfte kompensiert werden. Da auf bestimmten Teilen der Platte über- und auf den restlichen Teilen unterkompensiert wird (siehe hierzu weiter unten), wird der Nadelträger in Richtung Plattenmitte bzw. in Richtung Außenrand gezogen: "Der Betrag, um den das Nadelträger-Generator-System verschoben wird, hängt von der statischen Nadelträgernachgiebigkeit ab. Etwaige negative Auswirkungen auf den Klang hängen von der Empfindlichkeit ab, mit der der Generator (Magnet-Spulen) auf Nichtlinearitäten, die von einer Verschiebung des Nadelträgers aus seiner Ruhelage erzeugt werden, reagiert".

Die absolute Rillengeschwindigkeit (ca. 50,9 cm/s außen, ca. 20,9 cm/s innen) hat keinen Einfluß (bei nicht-modulierten Rillen) auf die skating-Kraft [2]. Dieser Befund wurde später von Wright [6] bestätigt, der einen dem von Kogen ähnlichen Versuchsaufbau (zur Messung der skating-Kraft) benutzte, nämlich einen Tonabnehmer, der über ein Mikrolager schwenkbar im headshell befestigt war. Wright benutzte einen Decca International Tonarm wegen der sehr geringen Reibungswerte des Einpunkt-Armlagers, während Kogen einen Shure-SME 3009 Arm verwendete.

Der Rillenradius hat einen Einfluß auf die skating-Kraft dahingehend, daß die Kraft bei ca.8,9 cm minimal ist und Maxima bei Innen- und Außenrille aufweist, das innere Maximum etwas geringer als das äußere [2], sodaß die Kurve (skating-Kraft über Radius) einen parabelähnlichen Verlauf hat. Die Kraft variiert zwischen 90 und 100% des Maximalwertes ( siehe Abb.4 ).

Diese beiden vorhergehenden Aussagen scheinen in Widerspruch zueinander zu stehen, aber laut Kogen [2] existieren weitere, nicht vollständig verstandene Faktoren, die zu den verschieden großen Werten der skating-Kraft bei verschiedenen Radien führen.

Die skating-Kraft Fs ist abhängig von Rillenradius R, Überhang D und effektiver Armlänge L [2, 3, 4].


Fs = Ff x tan phi


Ff = my x Fv bzw. 1,4 x my Fv (siehe weiter oben)


sin phi = R/2L + (2LD-D)/2LR



phi (der Winkel zw. Rillentangente und effektiver Armlänge) ändert sich mit dem Rillenradius R, wobei der Verlauf in etwa dem der skating-Kraft ( siehe Abb. 4 ) entspricht.
In Abb. 5 wird phi für verschiedene Überhänge D gezeigt : die Kurve EE (D = 19,05 mm) ist stellvertretend für heute gebräuchliche Überhänge.

Antiskating wird am Armlager durch Aufbringen eines Drehmoments erzeugt. Da die resultierende Kraft senkrecht auf dem Hebelarm "effektive Länge" steht, ist für die Berechnung des Drehmoments nicht Fs = Ff tan phi, sondern Fs = Ff sin phi zu nehmen (tan phi steht senkrecht auf der Rillentangente und geht somit durch die Plattenmitte, sin phi steht senkrecht auf der effektiven Länge). In Abb.6 ist die Nadelspitze wiederum auf einem Nullpunkt, sodaß der horizontale Spurfehlwinkel alpha gleich Null und somit der Winkel phi gleich dem Kröpfungswinkel theta ist.

In einer anderen Methode zur Berechnung der skating-Kraft wird diese in Abhängigkeit vom Kröpfungswinkel theta und vom horizontalen Spurfehlwinkel alpha dargestellt [8]. Für Radien größer als der äußere und kleiner als der innere Nullradius ist die skating-Kraft gegeben durch

Fs = Ff x sin (theta + alpha)


Zwischen den beiden Nullpunkten ist die skating-Kraft gegeben durch

Fs = Ff x sin (theta - alpha)


Der Spurfehlwinkel alpha ist gegeben durch

alpha = pi/2 - (phi' + theta)

wobei

cos phi' = 1/2LR x (L*2 - Lm*2 + R*2)





mit Lm = L-D (Abstand Armlager - Plattenachse)


Fazit :

Da die skating-Kraft nicht konstant ist, sondern eine parabelähnliche Kurve beschreibt, ist eine exakte Kompensation nicht möglich; jede noch so penible Einstellung der antiskating-Kraft kann diese Kurve in maximal zwei Punkten schneiden.

Der Reibungskoeffizient zw. Diamant und Platte, der ja in die Berechnung der skating-Kraft und somit des am Armlagers aufzubringenden Drehmoments eingeht, ist ebenfalls nicht konstant, sondern ist erheblichen Schwankungen unterworfen, je nach Zustand der Oberfläche der beiden Reibungspartner.

Für die Berechnung bzw. Auslegung des antiskating-Mechanismus des jeweiligen Tonarms muss nicht Fs = Ff tan phi, sondern Fs = Ff sin phi bzw. vereinfacht Fs = Ff sin theta verwendet werden.

Im Zweifelsfall sollte der Armhersteller hinsichtlich Punkt 2. und 3. gefragt werden.

Da der Schliff des Abspieldiamanten und die mechanischen Parameter des Tonabnehmers die skating-Kraft, beeinflussen, kann man die antiskating-Kraft mit Hilfe einer Testplatte wie derjenigen der Hi-Fi News & Record Review (HFNRR) eingestellt werden. Diese enthält vier Testsignale von 300 Hz mit Pegeln von 12, 14, 16 und 18 dB in Seitenschrift. Bei inkorrekter Einstellung kommt es zu Fehlabtastung in einem der beiden Kanäle, was sich durch Auftreten eines Summtons im entsprechenden Kanal bemerkbar macht. Idealerweise ist kein Summton zu hören. Gleichmässiges Summen auf beiden Kanälen spricht für eine korrekte Einstellung ( Punkt 1. beachten ), jedoch nicht für eine überragende Abtastfähigkeit des Tonabnehmers.

Da weiterhin die Einstellung des Tonabnehmers hinsichtlich Kröpfungswinkel die skating-Kraft beeinflusst, der antiskating-Mechanismus eines jeweiligen Tonarms jedoch für einen bestimmten Winkel berechnet ist, führt eine Einstellung des Winkels mit einer von der vom Tonarmhersteller empfohlenen (bzw. beigefügten) verschiedener Schablone zu einem vom Berechnungswinkel verschiedenen Winkel, sodaß die Faustregel "antiskating = Auflagekraft" nicht länger angewandt werden kann. Die HFNRR-Testplatte kann in einem solchen Fall gute Dienste leisten.

Da auf einem Teil der Schallplatte Unter-, auf dem anderen Teil Überkompensation erfolgt, werden die Rillenwände in diesen Teilen entsprechend einseitig belastet und verschlissen ( beschädigt ). Der Abspieldiamant hingegen wird über die Plattenseite von beiden Seiten belastet, sodaß ein gleichmässigen Verschleissbild entsteht.

Literaturhinweise


[1] Alexandrovich : A stereo groove problem, JAES, 1961, Jan., S.166
US-Patent 3.088.742 : Compensated tone arm, 7.Mai 1963

[2] Kogen : The skating force phenomenon, Audio, Okt.1967, p.53 ; Nov. 1967,
S.38

[3] Bauer : Tracking angle in phonograph pickups, Electronics, März 1945,
S.110

[4] Oakley : Skating force, mountain or molehill, Audio, März 1967, S.40

[5] Gilson : The cartridge alignment problem, Wireless World, Okt.1981, S.59

[6] Wright : Bias correction and dynamic conditions, Hi-Fi News, Okt.1969, S.1187

[7] Snell, Rangabe : Frictional drag and bias compensation, Hi-Fi News, Feb. 1970, S.221

[8] Randhawa : Pickup arm design techniques, Wireless World, März 1978, S.73 : April 1978, S.63

[9] Halter : Letters to the editor, JAES 1968, S.354

[10] Pardee : Determination of sliding friction between stylus and record groove, JAES 1981, S.890


Weitere Artikel :

Deane : Forward drag and stylus profile, Hi-Fi News, Okt.1969, S.1186




Klaus
LP12
Inventar
#58 erstellt: 10. Jul 2007, 09:27
HI,

Danke für den ausfürhlichen artikel. Dann habe ich Quatsch egschrieben zumindestens in soweit, dass die Rillengeschwindigkeit einen Einfluss hätte.

Richtig ist jedoch, dass die Saktingkraft über den Schwenkbereich variiert und daher nur näherungsweise eingestellt werden kann.
zeus@
Inventar
#59 erstellt: 11. Jul 2007, 19:57
Danke für die vielen Infos. Habe heute beim Grossvater meiner Frau die DHFI Nr 2 gefunden, welche nur ein Mal benutzt wurde
feldi1969
Stammgast
#60 erstellt: 11. Jul 2007, 20:08

Danke für die vielen Infos. Habe heute beim Grossvater meiner Frau die DHFI Nr 2 gefunden, welche nur ein Mal benutzt wurde


Na das nenn ich Glück, bei ebay ist die letzte für 22,50 weggegangen.

Aber scheinbar läuft bei mir jetzt alles supi. Auch mit AS.

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