Resonanzfrequenz - was ist zu beachten?

Hallo Olaf.

Ja, musst Du.

Beispiel 1: nehmen wir für den Rega-Tonarm mal an, dass er etwa 11g eff. Masse hat, dazu 8,5g für das DL 103 plus 0,5g für die Schräubchen. Sind zusammen 20g.
Die Compliance ist für das DL 103 mit 5cu angegeben.
Compliance x Gewicht ist also 5 x 20 also 100, die Wurzel daraus ist 10. Pi ist 3,1415, 2xPi sind also 6,283.
6,283 x 10 sind 62,83, 1000 geteilt durch 62,83 sind 15,9159.
Die errechnete Resonanzfrequenz der Kombination Rega RB 250 plus Denon DL 103 liegt somit bei 15,9169 Hz und damit deutlich über dem anzustrebenden Bereich, der zwischen 8 und 12 Hz liegt.

Beispiel 2 : das Ortofon SPU GM/E im SME 3012
Masse Tonarm (14g abzügl. 6,5g orig. HS) : 7,5g
Masse SPU GM/E : 28,5g
Zusammen 36g
Compliance : 8
Compliance mal Masse = 8 x 36 = 288, Wurzel daraus 16,97.
6,283 (2xPi) x 16,97 = 106,62
1000 : 106,62 = 9,379
Die Resonanzfrequenz liegt also im optimalen Bereich

Danke Dir, Michael.

Wenn ich bei Kombi_1 mit Wohlwollen 20,7 Gramm beieinander bekomme liege ich bei 7,5 Hz.
Bei Kombi_2 liege ich mit +1 Gramm auf die Nettomassen bei 7,8 Hz.

Ist das jetzt Theorie, oder tu ich mir auf lange Sicht mit den Kombis keinen Gefallen, resp. sind irgendwo Abstriche zu erwarten?

Dazu kann ich sagen, dass ich nicht der Hardcore-Aufleger bin. Es kann also auch mal 2 Wochen nichts drehen.

MikeDo schrieb:

Hallo Olaf. Ja, musst Du. Beispiel 1: nehmen wir für den Rega-Tonarm mal an, dass er etwa 11g eff. Masse hat, dazu 8,5g für das DL 103 plus 0,5g für die Schräubchen. Sind zusammen 20g. Die Compliance ist für das DL 103 mit 5cu angegeben. Compliance x Gewicht ist also 5 x 20 also 100, die Wurzel daraus ist 10. Pi ist 3,1415, 2xPi sind also 6,283. 6,283 x 10 sind 62,83, 1000 geteilt durch 62,83 sind 15,9159. Die errechnete Resonanzfrequenz der Kombination Rega RB 250 plus Denon DL 103 liegt somit bei 15,9169 Hz und damit deutlich über dem anzustrebenden Bereich, der zwischen 8 und 12 Hz liegt.

ALTER SCHWEDE!!!


Für mich als Mathe-Ass ein Traum.

Aber ne Menge gelernt, danke Michael.
und Grüß zurück ebenfalls aus Dortmund

Tag,

beide Kombinationen stehen so wie notiert rechnerisch ungünstig da, je mit 7,... Hertz (Hz); was im Übrigen der rechnerische Spitzenwert der Tiefenresonanz ist, ohne Information über das Ausmaß der Überhöhung und die Breite der Erregung (d.i. die Güte). Die Bandbreite der Tiefenresonanz liegt typisch bei Spitzenwert plus/minus 3 Hz (heißt, beispielsweise: 10 Hz Spitzenwert, beginnend bei 7 Hz, endend bei 13 Hz; bei 8 Hz, dann Bandbreite 5-11 Hz). Die Überhöhung beträgt oft gut und gerne >10 dB (anhand der gängigen Testplatten erkennbar im Beginn und Ende des Vibrierens und Trillerns des Testsignals).

Das Ausmaß der Überhöhung ist typisch nirgends angegeben (einst machte Shure für sein V15IV auf der Testplatte TTR-117 eine Ausnahme); es gilt dafür aber klar: je geringer, desto besser. Fachleute (Brüel & Kjaer) hatten schon 1977 empfohlen, die Resonanz solle optimal bei 15-16 Hz liegen mit minimaler Überhöhung (Q = 0,5; Q = Güte). Schluß davon.

In derartigen Überlegungen, die nicht verfehlt sind, stecken einige Fallstricke der Erfahrung und Praxis. Spezifikationen der Hersteller sind hinsichtlich der Messbedingungen unbekannt, Exemplarstreuungen sind nicht auszuschließen (MC sind typisch wesentlich Handarbeit, anders MM-Typen).

Freundlich
Albus

Hallo!

@Pilotcutter

Ich würde mir da keine Gedanken machen, das ist eine ganz leichte Fehlabstimmung die fast noch in dem Bereich der Fertigungstoleranzen liegt.

System-/Tonarm-Resonanzfrequenzen noch oberhalb von 7 Hz sind in der Praxis in den allermeisten Fällen unbedenklich. Zwar liegt der Wert nicht mehr ganz im optimalen Bereich und es könnte unter Umständen bei stark verwellten Schallplatten etwas früher zu Abtast-Problemen kommen als bei einer Resonanzfrequenz von sagen wir mal 9 Hz aber bei ca. 98% aller Schallplatten ist eine solch leichte Fehlabstimmung -technisch gesehen-, ohne Bedeutung.

Klanglich gesehen wirst du -wenn überhaupt-, nur bei einem direktem Vergleich einen Unterschied wahrnehmen. Möglicherweise klingt der Bereich der oberen Mitten etwas zurückhaltender der untere Mittenbereich etwas voller und der Tiefbaßbereich etwas weicher.

Zur Hochzeit der Plattenspieler waren gerade für Rockmusik solch leichte Fehlabstimmungen recht beliebt, gerade etwas mäßigere Aufnahmen gewinnen teilweise sogar dadurch etwas an Fülle.

MFG Günther

Hallo,
das sehe ich wie Günther. Früher wurde der mögliche Bereich in HiFi-Zeitschriften von 7-12 Hz angegeben und entsprechend die passende eff. Tonarmmasse benannt.
Gruß
Ludger

Hallo Olaf, ich schließe mich im Grunde Günthers Ausführungen an.

Ich habe bei meiner Kombination auch nicht das Optimum, jedoch klingt es phantastisch.

@Gecco

Grüße zurück

Da scheinen mir die älteren Thorens Tonarme gar nicht so leicht und universell zu sein wie ich dachte.

Habe eben einige in Frage kommenden Systeme mit Excel Rechnungen durchexzerziert und lande eig. nie bei (oder über) 9 Hz. Bis auf die späten TP-11/TP-16 sind die gängigen Tonarme recht schwer angesiedelt und vertragen damit (zumind. rein rechnerisch) fast nur recht leichte Systeme mit einer Compliance unter oder bis 18 µm/mN.

Danke Euch herzlich.

Hallo!

@Pilotcutter

Na ja, auch bei Tonarmen gab und gibt es Moden, waren zu Anfang der 70ger das Gros der Tonarme noch in einem Bereich von 15-20 Gramm eff. bewegter Masse ging es wenige Jahre später ins andere Extrem mit den Leicht- und Ultra-Leichttonarmen (4-9 Gramm eff. bewegte Masse) und ab etwa der Mitte der 80 auf einem mittleren Wert von ca 12-16 Gramm eff. bewegter Masse.

Natürlich gab und gibt es immer auch Ausreisser aus der Herde wie den TP-90 von Thorens der bei seinem Erscheinen 1988 mit seinen 17 Gramm eff bewegter Masse sich vom Einerlei der zu dieser Zeit üblichen aktuellen Tonarme mit einer eff. bewegten Masse von 10-14 Gramm abhob.

Bei den Abtastsystemen kannst du diese Entwicklung ebenso verfolgen, je nachdem was gerade angesagt ist dominieren entweder MC´s mit relativ niedriger Compliance (10-15) oder MM´s mit relativ hoher (25-50) zur Zeit scheint sich im übrigen gerade mal wieder ein kleiner Trend zu leichten Tonarmen und hochwertigen MM´s abzuzeichnen.

MFG Günther

Morgen,

na denn man zu; wie es euch gefällt - es war eben die überkommene Folklore, insbesondere der Händlerfolklore "Was, Sie haben einen 25 g-Tonarm; versuchen Sie doch ein AT 20 SS, hier...", sagt der andere "Hier aber, versuchen Sie doch ein Shure M75, wird gern genommen.", die aus den Ungereimtheiten der Produkte etwas, Umsatz, zu machen 'verstand'. Klar, geht doch alles. Thorens, die damaligen Thorens-Arme waren die bekannt für Trosionsresonanzen anfälligen Exemplare. Aber, schön war es doch.

Will dagegen einer über das Überkommene hinaus, sucht eine dauerhaft tragfähige Kombination, dann lohnt sich in der Orientierung bestimmt die Klugheit zum Beispiel Ortofons: "As mentioned above, the tone arm resonance frequency of your tone arm and cartridge should, ideally, occur in the 10-12 Hz range, and its amplitude should be well-damped."(Text No. 002).

Nein? - Bitte: "Versuchen Sie doch ein Shure M75, wird gern genommen."

Freundlich
Albus

Albus schrieb:

"As mentioned above, the tone arm resonance frequency of your tone arm and cartridge should, ideally, occur in the 10-12 Hz range, and its amplitude should be well-damped."

Bei genauerem Hinsehen entdeckt man in der Tat mehr Statements die das Resonanzfrequenzspektrum höher ansiedeln:

The goal in matching a specific cartridge and arm is to achieve a resonance in the 10 to 14Hz range. Some feel that limiting this range even further, to 9 to 11hZ, is best.

Anyway, sofar bin ich im Bilde und ich werde es noch so einrichten, dass nicht beide Kombis unterhalb der Empfehlung drehen.

Gruß. Olaf

Morgen erneut,

gut so; ich erinnere an das B+K Resultat (15-16 Hz, mit Q von 0.5 = "well-damped"). Das "well-damped" ist nicht einfach einzukreisen. Der Informationsaufwand kann mit gezielten Proben verbunden sein. Dämpfungseinrichtungen - wie bei Shure an den hochwertigeren und besten Tonabnehmern oder separat Stax CS-2 - verschieben die Resonanz um einige Hertz nach oben bei Abflachung der Überhöhung.

Van den Hul-Tonabnehmer (überteuert nach meinem Urteil) sind typisch sehr gut bedämpft, auch die Shure DJ-Tonabnehmer (z.B. M35X, M44, M44-7). dies nur angemerkt für den Fall, man wollte interessehalber einmal gute Dämpfung beobachten können.

Freundlich
Albus

Hallo!

Technisch gesehen liegen die stabilsten Kombinationen im Bereich zwischen 8-10 Hz hier sind die wenigsten Probleme mit Plattenverwellungen, Störgeräuschen und Resonanzaufschaukelungen zu erwarten.

Im Bereich ab 7-8 Hz abwärts spielt das Material und die Oberfklächenbeschaffenheit der Tonträger eine immer größere Rolle, Kratzer, Krackler, Knackser und Plattenverwellungen haben einen größeren Einfluß auf die Widergabe. Der Tonarm reagiert hier vergleichsweise Träge und das System muß sehr hohe Auslenkungen verkraften bevor der Tonarm entsprechend reagiert, die Tonarm-Tonabnehmerkombination kommt quasi nie richtig zur "Ruhe" und die im System gespeicherte Energie ist zu hoch. Insgesamt fürt das zu einem mehr und mehr diffusen Klangbild mit hohem Störgeräuschanteil und einer übersteigerten Empfindlichkeit gegen Plattenverwellungen. Allerdings sind Frequenzen knapp oberhalb von 7 Hz noch unbedenklich und der geschilderte Effekt tritt nur im unerheblichen Maß in Erscheinung.

Ab 11 Hz aufwärts wiederum macht das System im wachsendem Maße mit dem Tonarm bei hohen Auslenkungen der Rille was es will, der Tonarm fängt an zu früh auszulenken. Das führt du Fehlabtastungen der Rilleninformationen. Bei einem eher "Flachen" undynamischen Klangbild wie es oft in der Pop-Rockmusik vorliegt (Stücke mit im wesentlichen konstantem Pegel) hat das bis hinauf zu einem Bereich von 14-15 Hz wenig bis gar keine hörbare Auswirkung, bei dynamikreicher Musik aber schon, hier häuft sich das Maß der Verzerrungen schon erheblich. In den Frequenz-Bereichen darüber hinaus ist auch bei weniger dynamikreicher Musik die Auswirkung deutlich hörbar. Hier kommt es vor allem in den unteren Mitten zu einem "dickem" Klangbild und der Tiefbaßbereich leidet hörbar, teilweise ist er gar nicht mer vorhanden. Bei Hochtonattacken wird der Klang schrill und spitz das kann so weit gehen daß des den Tonabnehmer aus der Rille hebt. Für ungeübte Ohren kann sich das sogar recht eindrucksvoll anhören und einen vermeintlichen Dynamiksprung vorgaukeln der so gar nicht auf dem Tonträger ist. Für einen geübten Hörer allerdings sind diese Fehler klar erkennbar und können mit entsprechend geeignetem Musikmaterial auch dem weniger geüben Ohr schnell deutlich gemacht werden. Auch hier kann bei entsprechendem Musikmaterial eine leichte Fehlanpassung durchaus vorteilhaft wirken, etwas leblos wirkende Aufnahmen gewinnen dazu, allerdings wirken dadurch auch korreke Aufnahmen leich etwas Nervös. Katastrophal wirkt sich zuweilen eine solche leichte Fehlanpassung im Bereich der Klassischen Musik insbesondere bei Klassischem Soprangesang aus. In Extremfällen klingt es dann eben nicht mehr nach Kustlied sondern eher nach Stadtstreicherin der die letzte volle Flasche nach Ladenschluß zu Boden gefallen und zerschollen ist.

MFG Günther

Guten Morgen zusammen.

Da das Thema "Resonanzfrequenz" hier eher selten behandelt wird und dieser Thread mittlerweile eine hohe Informationsfülle birgt, würde ich gerne noch ein paar zusammenfassende Informationen für evtl. Suchanfragen hintendran hängen.

Die Nadelaufhängung eines jeden Tonabnehmers ist flexibel mit dem Tonabnehmer verbunden. Die sog. Compliance beschreibt die Härte dieser Nadelnachgiebigkeit.

Der Tonarm mit seiner Masse ruht also auf dieser federnden Nadel. Das Ganze stellt somit ein klassisches Federpendel oder einen Federschwinger dar - und jedes Federpendel trägt eine gewisse Eigenfrequenz in sich.
Bei der Schallplatte verhält es sich so, dass die verschiedenen Auslenkungen der Plattenrille und der Zustand der Platte die Energie liefern, die für die stete Anregung dieser Eigenfrequenz sorgt und dieses Masse-Feder System aufschaukeln lässt.

Im oberen Resonanzfrequenz-Bereich spielen - wie von Hörbert beschrieben - die Auslenkungen der Rillen eine Rolle für die Eigenschwingung des Tonarms. Im unteren Bereich warten andere Anreger dieser Schwingungen, wie der Zustand der Platte und nicht zuletzt die "nächste" Eigenresonanz des Subchassis oder Masselaufwerks.

Ziel dieser ganzen Berechnungen ist es also, die Schwingungen des Tonarms so wenig als möglich anzuregen.

Die Faustregeln - die ohnehin schon differieren - sind also entstanden um die Schwingungen des Tonarms also wenig durch die Musiksignale aber auch nur minimal durch wellige Platten anzuregen. Die Werte 8-12 Hz o.ä. sind lediglich Anhaltspunkte und stellen kein "gut/schlecht" Schema dar.
Wie von MikeDo beschrieben, gibt es Systemkombinationen die ausserhalb dieses empfohlenen Bereichs der Eigenresonanz liegen und durchaus exzellent klingen.

Man kann aber zusammenfassend sagen:
Je weiter man sich aus diesem "optimalen" Bereich entfernt je höher wird das Risiko, dass es bei beschriebenen Platten zu Abtastproblemen kommt.


Gruß. Olaf

Tag,

hier ein Stück Lesestoff:
http://www.merrillscillia.com/MechanicalResonances.pdf

Freundlich
Albus

NS: Der auf der Titelseite zu sehende Tangentialkarm ist vermutlich eine Konstruktion des Autors Poul Ladegaard.
A.

Hier ein Stückchen Lesestoff, etwas kürzer gehalten:

Compliance, bewegte Masse, Resonanzfrequenz

was mir als Überblick diente.

Gruß. Olaf

Moin,

Zitat der von Pilotcutter verlinkten Seite:

Und wie alle anderen Pendel hat auch dieses eine Eigenfrequenz. Mit steigender Federhärte (also mit sinkender Compliance) wird diese kleiner, mit steigender Masse wiederum grösser

Ist das nicht genau andersherum?

geringe Masse=hohe Frequenz
geringe Compliance=hohe Frequenz

hohe Masse=niedrige Frequenz
hohe Nachgiebigkeit=niedrige Frequenz

Also passt hohe Masse und weiche Aufhängung (hohe Compliance) nicht zusammen
und niedrige Masse und niedrige Compliance passen nicht.

Beispiel:

Ein extrem leichter Dual ULM Tonarm mit Denon DL103 (10µm/mN) wäre eine denkbar schlechte Kombination.

Ein Ortofon M20E Super (40µm/mN) am monsterschweren Lenco L75 Tonarm wäre auch schlecht.

Ich denke nicht, dass sich das bei ein-zwei Hertz Abweichung vom Ideal deutlich bemerkbar macht.

Wer aber schon mal "richtig Geld" ausgibt, kann man auch gleich versuchen, eine optimale Kombination zusammenzustellen.

Wenn man sich aber innerhalb der vorgegebenen Preisklasse nur für ein System wirklich begeistern konnte,
mit dem sich leider eine um 2 Hertz zu hohe/niedrige Resonanz ergibt,
egal.

Besser als ein System mit optimaler Resonanz aber nicht völlig zufriedenstellendem Klang.

Beispiel:

beide Kombinationen des TE

Was gefällt, passt schon, wenn die Abweichung nicht zu gross ist.

Wenn das ausgewählte System unter optimalen Bedingungen super klingt, wird es das auch bei 1-2 Hz Abweichung noch (fast) genauso tun.

Ich kann aus meiner Erfahrung keine absoluten Zahlen nennen.

Bisher gefielen mir aber tendenziell Kombinationen mit eher zu niedriger Resonanz besser als solche mit zu hoher.
(z.B. Shure V15III am relativ schweren CEC BD2000 Arm geht erstaunlich gut,
Taurus (Excel/Benz Billig HO- MC), klingt aber am SME II imp. (feste Headshell) oder Unitra- Arm deutlich präziser und lässt sich von Wellen kaum erschüttern)

Mein persönliches Laien- Fazit:

Viele Kombinationen, die eigentlich nicht ganz passen, klingen trotzdem sehr gut und machen bei nicht allzuschlimm verwellten Platten keine Probleme.

Wenn es geht, ist natürlich das Optimum optimal.
(oder optimalererer)

Auf jeden Fall wieder mal ein Grund, warum Analogtechnik so viel Spass macht.

Da verändert sich wenigstens noch richtig was, wenn man sich Mühe (und Geld aus-) gibt.

Mir persönlich macht es viel Freude, herumzuexperimentieren.

Gruss, Jens

Hallo,

@Jens:

Ist das nicht genau andersherum? geringe Masse=hohe Frequenz geringe Compliance=hohe Frequenz hohe Masse=niedrige Frequenz hohe Nachgiebigkeit=niedrige Frequenz

Genau so kenn' ich das auch. Man darf eben nicht allem im Internet vertrauen.

(Zusatzbemerkung zum allg. Verständnis: Das Wort "Compliance" ist genau das Gegenteil von "Federsteife" oder "Federhärte", also hohe Compliance = niedrige Federsteife. Oder: "Compliance" = "Nachgiebigkeit)



P.S. Meine letzte PN hattest du bekommen (REMA Adagio)?


Gruß
Benjamin

Hallo!

@rorenoren

Ich denke nicht, dass sich das bei ein-zwei Hertz Abweichung vom Ideal deutlich bemerkbar macht.

Leider kann man das m.E. so nicht verallgemeinern.

Da diese Kombinationen ohnehin im Grenzbereich (unter 8 und über 14 Hz) angesiedelt sein können sind zusätzliche Abweichungen von 2 Hz recht deftig.

Durch die ernorme zusätzliche Auslenkung die der Nadelträger bei Störungen im Bereich unterhalb von 7-8 Hz machen muß respektive das Beschleunigungsmoment den die Tonarmasse im Falle eines zu frühen Reagieren mit einbringt kann es leicht dazu kommenn daß ein Abtastsystem klanglich mit einem gleichen -korrekt verbautem- Exemplar keine ähnlichkeit mehr hat.

Genau aus diesem Grund gab es zur Hochzeit des Plattenspielers immer wieder "Geheimtipps" zur gezielten Fehlanpassung von diversen Tonabnehmern. Bei genauerer Betrachtung der meisten dieser famosen Kombinationen mußte man allerdings feststellen daß zumeist die Nachteile die Vorteile überwogen.

Gegen eine Fehlanpassung von Bruchteilen eines Hz ist hingegen gar nicht einzuwenden, hier gibt es ohnehin eine Grauzone durch die Produktionsstreuung. Vielleicht können wir uns ja auf +/- 1 Hz einigen?

MFG Günther

Moin Günther,

das war von mir nur so dahergesagt.

Ich habe nie wirklich errechnet, was da jetzt passt oder nicht.

Es gab Kombinationen, die passten einfach.
(und die habe ich dann einfach beibehalten)

Wenn ich jetzt wollte, würde ich ja behaupten, ich hätte gemeint

"ein zwei Hz vom Ideal wären von der Mitte des Bereiches aus betrachtet, also ca 11Hz plusminus 2 Hz"

Habe ich aber nicht so gemeint, ich meinte schon den Gerenzbereich.

Wieder was gelernt.

Plusminus 1 Hz nehme ich übrigens gerne an.


Gruss, Jens