Tonbandgerät

Revox PR99 Mk II, etwa 1985

Ein Tonbandgerät ist ein Audiorekorder zur analogen Tonaufzeichnung auf Tonbandmaterial. Letzteres besteht aus dünnem Kunststoff als Trägermaterial, das mit einer magnetisierbaren Schicht mit Eisen-, Eisenoxid- und/oder Chromoxidkristallen beschichtet ist. Analoge Tonbandgeräte und die verwandten Kassettenrekorder wurden durch den Siegeszug der Digitaltechnik in der Unterhaltungs- und Studioelektronik praktisch vollständig vom Markt verdrängt.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

In den 1930er Jahren gab es zunächst Drahttongeräte, Spulengeräte, die mit losem Stahldraht arbeiteten. Im weiteren Verlauf wurden Acetat-Bänder mit einer Breite von 6,5 mm (Magnetophon) verwendet, die auf unterschiedlich großen Spulen aufgewickelt wurden (später gab es eine international einheitliche Bandbreite von 6,3 mm). Diese ersten Geräte um 1935 nennt man später Vollspurgeräte, weil die ganze Breite des Bandes zur Aufzeichnung (= Spur) in einer Richtung genutzt wird. Die Bandgeschwindigkeit beträgt zuerst 100 cm/s, dann 78 cm/s (Deutschland) beziehungsweise 76,2 cm/s (international, entsprechend 30 Zoll/s), später 38,1 cm/s und weitere Halbierungen des Bandvorschubs bis hinunter zu 2,38 cm/s. Amateur- und semiprofessionelle Geräte verwendeten fast ausnahmslos 19 cm/s oder mit etwas Qualitätsverlust 9,5 cm/s, Studiostandard war meist 38 cm/s. Bei professionellen Spezialgeräten wie Flugschreibern, bei denen es vor allem auf lange Laufzeit ankommt, finden sich noch geringere Bandgeschwindigkeiten.

Um 1943 gab es erste Halbspurgeräte. Hierbei wird im ersten Durchlauf auf etwas weniger als der Hälfte der Breite des Bandes aufgezeichnet. Dann werden, spätestens am Bandende, die Spulen vertauscht (gewendet) und in einem weiteren Durchlauf wird die zweite Spur in Gegenrichtung bespielt. So verdoppelt sich die Spielzeit bei gleicher Bandlänge.

Tragbares Gerät 1950er Jahre von Grundig
Revox A77 MkIII (1978)

Der ab 1951 aufstrebende Markt für Tonbandgeräte im Heimbereich bot bald eine Vielzahl unterschiedlicher Halbspur-Modelle an, die mit Bandgeschwindigkeiten von 19,05 cm/s und oft umschaltbar auch über 9,5 cm/s aufwarteten. Interessant ist dabei, dass beispielsweise bei Grundig, einem großen Tonbandgerätehersteller aus Bayern, bis 1954 zunächst die untere Bandhälfte bespielt wurde. Wegen der Normierung 1954 bespielte man ab diesem Zeitpunkt die obere Halbspur. Bis dahin waren Aufzeichnungen von Halbspurtonbandgeräten untereinander inkompatibel. Der 1954 eingeführte Standard wird für Halbspur-Monogeräte bis heute beibehalten.

Ende der 1950er Jahre erscheinen erste Stereo-Tonbandgeräte auf dem Markt. Wegen der Verwendung der beiden Halbspuren für die beiden Tonkanäle L und R ist das Band bereits nach einmaligem Durchlaufen vollständig bespielt, denn Umwenden der Bandspulen würde eine rückwärtsgerichtete Wiedergabe und einen Kanalwechsel bewirken.

1959 kam das erste Viertelspurgerät auf den deutschen Markt. Diese Geräte ermöglichten die Stereo-Aufzeichnung ohne Veränderung der Spieldauer gegenüber der Mono-Halbspuraufzeichnung.

Mehr für den professionellen Bereich werden wenig später Mehrspurtonbandgeräte entwickelt - zuerst 8-Spur-Geräte mit einer Bandbreite von 1 Zoll (1 Zoll = 25,4 mm), in der Weiterentwicklung gibt es sogar bis zu 48 Spuren auf 2-Zoll-Band (50,8 mm). Hiermit ist es möglich, 48 einzelne Tonquellen gleichzeitig oder nacheinander aufzunehmen, und man hat somit bei der Ur-Aufnahme jede Ton-Quelle einer Spur zugeordnet. Dadurch kann das Abmischen nachträglich geschehen und bis zur Zufriedenheit wiederholt werden. Versuche gab es auch mit bis zu 96 Spuren. Spulentonbandgeräte werden heute kaum noch eingesetzt, gelegentlich findet man sie noch im professionellen Bereich, vor allem beim Rundfunk und in Tonstudios; aber auch dort sind sie nahezu vollständig von digitalen Verfahren verdrängt.

In den 1960er-Jahren kamen Kassettengeräte mit Compact Cassetten (Audiokassetten) auf. Sie sind erheblich kleiner, in der Handhabung deutlich bequemer und durch ihr Gehäuse „narrensicher“. Sie arbeiten mit wesentlich schmalerem Bandmaterial (3,81 mm), was sich in der Anfangszeit sehr in schlechterer Tonqualität niederschlug, so dass diese Geräte zunächst vor allem als Diktiergeräte und weniger zur Musikaufzeichnung eingesetzt wurden. Das änderte sich rasch, vor allem, als CrO2-Bandmaterial entwickelt wurde, mit dem auch HiFi-Qualität möglich wurde. Durch den Einsatz von Rauschunterdrückungs-Systemen (Dolby, HighCom (Telefunken)) konnte die Tonqualität nochmals erheblich gesteigert werden. Ebenfalls wurden neue Tonköpfe entwickelt, die eine sehr hohe Standzeit hatten (Glasferritkopf). Damit lösten die Kassettengeräte außerhalb von professionellen Anwendungen die Spulentonbandgeräte langsam ab.

Die Einführung von Rekordern mit Radioteil, den Radiorekordern, führte zu einer großen Verbreitung besonders in der Jugendkultur. In den 1970er und 1980er Jahren wurden sehr große Geräte mit zwei Kassettendecks (zum schnellen Überspielen auf eine andere Kassette) und leistungsstarken Stereoverstärkern gebaut. Probleme in der Handhabung, z. B. häufiger „Bandsalat“ durch ungleichen Bandlauf, schlecht laufendes Bandmaterial oder auch nachträgliche Qualitätsverluste der Aufnahmen durch unbeabsichtigte Magnetisierung etc. zeigten die Grenzen der Technik auf. Neue Techniken, besonders die Anfang der 1980er Jahre entwickelte CD führten schließlich zur Verdrängung. Zunächst diente die CD als höherwertige Ergänzung zur Audiokassette - in Radiorekordern wurden zusätzlich CD-Player eingebaut. Es fehlte der CD aber noch die Aufnahmefunktion. Viele Radiorekorder hatten außerdem eingebaute Mikrofone - in Asien beispielsweise sind Karaoke-Aufnahmen sehr beliebt.

Heute werden Tonband- oder Kassettengeräte immer seltener eingesetzt. In ihre Domäne drangen selbstgebrannte CDs bzw. DVDs sowie Computer-Festplatten (v. a. mit MP3-Musikdateien) vor.

Aufbau und Technik

Bandlauf eines Tonbandgerätes
Tonbandgerät von Nordmende
Tonbandgerät von Nordmende (Innenansicht)

Standardmäßig befindet sich links die Abwickelspule mit dem Vorrat, in der Mitte der Kopfträger mit den Tonköpfen sowie der Capstan und rechts die Aufwickelspule. Im professionellen Bereich werden auch offene Bandteller verwendet, als Wickelkörper dienen der AEG-Spulenkern (sogenannter Bobby) bzw. der NAB-Ring.

Zur Aufzeichnung dienen zwei Tonköpfe. Zuerst läuft das Band über eine Umlenkrolle am Löschkopf (LK) vorbei, der einen relativ breiten Kopfspalt aufweist und mit Hochfrequenz weit jenseits hörbarer Frequenz – meist über 80 kHz – aus dem Löschgenerator gespeist wird. Ein qualitätsmindernder Gleichstromlöschkopf oder Festmagnet ist bei Tonbandgeräten eher selten. Die eigentliche Aufzeichnung erfolgt mit einem Sprechkopf (SK), der einen etwas breiteren Kopfspalt als der Hörkopf (HK) aufweist, um eine genügende Durchflutung des magnetisierbaren Materials und damit genügend Pegel und Rauschabstand zu ermöglichen. Die aufzuzeichnende Niederfrequenz wird mit der Hochfrequenz vom Löschgenerator moduliert, um Hystereseeffekte zu vermeiden, die sog. Vormagnetisierung. Üblicherweise wird die Vormagnetisierung am Ausgang des Aufnahmeverstärkers zugemischt, bei Tandberg und Akai gab ein extra Tonkopf auf der Rückseite des Bandes gegenüber dem Aufnahmekopf die Vormagnetisierung hinzu (Crossfield-Technik). Zur Wiedergabe dient ein Hörkopf, der einen möglichst schmalen Kopfspalt haben sollte, um eine möglichst hohe Grenzfrequenz zu erreichen. Bei preiswerteren Geräten wird nur ein einziger Kombikopf sowohl als Hör- und als Sprechkopf verwendet, der dann nach einem Kompromiss für beide Anforderungen ausgelegt wird. Durch das Zusammenführen von Hör- und Sprechkopf ist es nicht möglich, die aktuelle Aufnahme direkt zu kontrollieren. Das Abhören der soeben am Aufnahmekopf auf das Band magnetisierten Aufzeichnung durch den nachfolgenden Wiedergabekopf wird Hinterbandkontrolle genannt. Diese setzt eine aufwändigere Elektronik voraus, die getrennte Schaltkreise für Aufnahme und Wiedergabe bereitstellt, durch interne Rückführung des Wiedergabesignals in den Aufnahmekanal aber auch sogenanntes "Multiplay" oder einen Echoeffekt ermöglicht wie z.B. im "Royal de luxe" von Uher. Kombikopfgeräte verwenden dieselbe Elektronik, die jeweils als Aufnahmeverstärker oder Wiedergabeverstärker geschaltet werden muss, mit den entsprechenden Entzerrungskennlinien und Hochfrequenzfallen, denn an den Aufnahmekopf muss auch der Löschoszillator die Vormagnetisierung liefern, ohne den Aufnahmeverstärker zu stören. Es ist naheliegend, dass ein Tonbandgerät mit Löschoszillator und Aufnahmeverstärker, Löschkopf und Aufnahmekopf (mit 7 Mikrometer Spaltbreite) konsequent für Aufnahme optimiert werden kann, während ein separater Wiedergabekopf (2 Mikrometer Spaltbreite) mit optimiertem Wiedergabeverstärker die beste Wiedergabequalität liefert. Gegenüber dem Kombikopfgerät ist zwar ein höherer Tonkopf-Justageaufwand erforderlich, die höhere und verzerrungsärmere Magnetisierung des Bandes, der bessere Frequenzgang und die präzisere Phasenlage (Bezug beim Aufnahmekopf ist hintere Spaltkante, beim Wiedergabekopf Spaltmitte) erfüllen eher hochgesteckte HiFi-Anforderungen.

Der Kopfspalt ist in der Praxis nicht ein Luftspalt, sondern eine antimagnetische Metallfolie definierter Stärke.

Im "Royal de luxe" von Uher gab es noch einen weiteren Tonkopf, der die Vertonung von Dia-Präsentationen mit handgesteuerten Einzelimpulsen oder Super-8-Filmen nach dem Einheitstonverfahren ermöglichte. Dieser sog. Diakopf nutzte einen eigenen Bereich des Tonbandes als Impulsspur zur Aufzeichnung der Tonfrequenzimpulse. (vgl. dazu auch Taktkopf)

Der eigentliche Bandantrieb erfolgt nicht über die Bandteller, da dies angesichts der ständigen Durchmesseränderungen der Bandwickel zu Geschwindigkeitsschwankungen führen würde. Die konstante Bandgeschwindigkeit wird durch eine senkrecht stehende, präzisionsgefertigte Stahlwelle in enger Nähe zu den Sprechköpfen gewährleistet, die einen genau festgelegten Durchmesser hat und mit hochkonstanter Drehzahl rotiert. Diese Welle nennt man Capstan oder Tonwelle, sie ist oft chemisch aufgeraut, um den Schlupf beim Bandtransport gering zu halten. An diese wird das Band durch eine gefederte Gummirolle (Andruckrolle) angedrückt. Die Bandteller sind dann nur noch dazu da, das Bandmaterial mit geringem Widerstand abzuwickeln und mit leichtem Zug auf der anderen Seite aufzuwickeln. Bei Heimgeräten erfolgt dies meist durch mechanische Rutschkupplungen, deren Antrieb über Zwischenräder vom Capstanmotor abgeleitet ist. Bei (halb-)professionellen Geräten (z. B. ReVox) erfolgt der Antrieb mit drei Motoren, von denen zwei für das Drehmoment der beiden Wickelteller und der dritte für den Antrieb der Capstanwelle zuständig sind. Wenn die Motorwelle direkt den Wickelteller trägt bzw. als Tonwelle fungiert, und der jeweilige Motor elektronisch kontrolliert wird, kann der mechanische Aufbau vereinfacht werden, bei gleichzeitiger Steigerung der Zuverlässigkeit, Langlebigkeit, Wartungsfreiheit und Tonqualität.

Die erstmals von Telefunken nahe dem Aufnahmekopf eingesetzte Bandberuhigungsrolle dämpft Bandlängsschwingungen, welche als Frequenzmodulationskomponenten die Wiedergabe mit Modulationsrauschen verschlechtern würden, wahrgenommen als Rauigkeit. Diese Aufgabe kann ein Kugellager im linken Umlenkdorn (ReVox) oder eine Rolle in der Bandführung (ASC) übernehmen, die zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf gleichzeitigt für optimale Umschlingung der Kopfspiegel sorgt. Die nächsthöhere Bandgeschwindigkeit zeigt weniger Längsschwingungen, was sich neben besserem Frequenzgang in gesteigerter Klarheit und Transparenz niederschlägt. Aus gutem Grund verwenden hochwertige Bandgeräte hohe Geschwindigkeiten und Halbspurlage für Stereo. Bei Viertelspur hört man die Gegenspur bei 19cm/sec im Bassbereich übersprechen. Viertelspur hat 3 Rasenspuren, Halbspur nur eine, die resultierende größere nutzbare Spurbreite verbessert den Rauschabstand und auch die Dropoutsicherheit bei der Aufnahme, wo ein guter Band-Kopfkontakt entscheidend wichtiger ist als bei der Wiedergabe. In der Praxis eignen sich leider häufig gespielte Bänder weniger für Neuaufnahmen, verformte Bandkanten und Bandabrieb verhindern den benötigten Kopfkontakt für die gleichmäßige Magnetisierung.

Die Bandgeschwindigkeit bei Spulentonbandgeräten beträgt heute 9,5 cm/s oder mehrfach Doppeltes oder Halbes davon (19, 38, 76 cm/s, 4,75 cm/s). Der Wert 4,75 cm/s wird auch bei Audiokassetten verwendet. Videokassetten des Systems VHS laufen in Standardgeschwindigkeit unter PAL etwa halb so schnell (2,339 cm/s), die eigentliche Band-zu-Kopf-Geschwindigkeit ist jedoch um ein Vielfaches größer.

Jede Bandgeschwindigkeit hat ihre spezielle optimale Emphase. Zu dieser Änderung des Frequenzganges gehört eine genormte Zeitkonstante. Dabei werden bei der Aufnahme hohe Frequenzen angehoben (Vorverzerrung oder Präemphase), die bei der Wiedergabe durch die Entzerrung (Deemphase) wieder abgesenkt werden. Mit diesem Verfahren wird das Bandrauschen abgesenkt, charakteristische Frequenzgangverhalten der Bandmaterialien korrigiert und die Aussteuerungsgrenze optimiert, denn in Musik haben nicht alle Frequenzen identische Maximalamplituden, geschweige denn zur Bandsättigung passende.

Rauschverminderungssysteme wie Dolby-A im professionellen Bereich, DBX oder Dolby-B im Heim-HiFi-Bereich können den Signal-Rauschabstand erheblich verbessern. Sie erfordern neben einem linearen Frequenzgang des Tonbandgerätes zwischen Aufnahme und Wiedergabe meist auch eine Normung des Pegels, weil ihre pegelabhängige Arbeitsweise bei hohen Pegeln nach Aussteuerbarkeit und bei niedrigen Pegeln nach Rauschverminderung optimiert ist. Bei Dolby B führt ein Pegel-Fehlabgleich zu Frequenzgangfehlern, ebenso ein Pegelverlust durch Lagerung sowie der mit der Zeit einsetzende Brillanzverlust.

Bedeutende Hersteller von Tonbandgeräten

Weblinks

 Commons: Tonbandgeräte – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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  • Tonbandgerät — Tonbandgerät,das:Magnettongerät·Bandgerät;auch⇨Kassettenrekorder …   Das Wörterbuch der Synonyme

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  • Tonbandgerät — magnetofonas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. magnetophone; tape recorder vok. Magnetophon, m; Magnettongerät, n; Tonbandgerät, n rus. магнитофон, m pranc. magnétophon, n …   Automatikos terminų žodynas

  • Tonbandgerät — Ton|band|ge|rät …   Die deutsche Rechtschreibung

  • Magnettongerät — Tonbandgerät; Kassettengerät; Kassettenrekorder; Taperecorder * * * ◆ Ma|gnet|ton|ge|rät 〈n. 11〉 = Tonbandgerät ◆ Die Buchstabenfolge ma|gn... kann in Fremdwörtern auch mag|n... getrennt werden. * * * Ma|gnet|ton|ge|rät, das: Tonbandgerät …   Universal-Lexikon

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  • Magnettonband — Ein Tonband (Magnettonband) ist ein Stahl , Papier oder Kunststoffband, das mit magnetischen Stoffen, speziellen Metalloxiden (z. B. Eisen(III) oxid) oder Reineisenpulver beschichtet ist. Es dient als magnetisches Speichermedium für analoge oder… …   Deutsch Wikipedia


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