Die Qualität der Magnettonköpfe eines Tonbandgerätes ist entscheidend für die Güte der Tonaufnahmen und deren Wiedergabe. Im Laufe der Jahre hat die Industrie viel Zeit und Geld in die Entwicklung der Köpfe investiert und dies hat sich ausgezahlt.

Ein derartiges Präzisionsteil muß nun aber auch entsprechend seinem Wert behandelt und gepflegt werden. Das ist einfacher, als mancher Amateur glaubt; man muß nur ein wenig Theorie dazu beherrschen.

Es dürfte bekannt sein, daß jeder Tonkopf ein kleiner Elektromagnet ist. Fließt durch seine Drahtwicklung ein Strom, so treten am Luftspalt magnetische Kraftlinien aus und magnetisieren das vorbeilaufende Tonband. Das geschieht beim Sprech- oder Aufnahmekopf. Beim Höroder Wiedergabekopf ist der Vorgang umgekehrt. Die aus dem vorbeilaufenden Tonband austretenden Kraftlinien erzeugen bei ihrem Übertritt durch den Kopfspalt in der Spule des Hörkopfes eine elektrische Spannung. Der Kopfspalt ist also die „aktive" Stelle jedes Magnettonkopfes.

Dieser Spalt ist uns auch von jedem Hufeisenmagneten (aus der Physikstunde) bekannt. Auch dieser Dauermagnet ist ja nicht ganz geschlossen. An seinen beiden offenen Polen, dem Nord- und Südpol, „zieht er an". Genauso ist es bei den Tonköpfen des Tonbandgerätes.

Die heutigen Tonköpfe sind sogenannte Ringköpfe. Ihr Kern besteht aus "Mu-Metall", einer magnetisch besonders aktiven Legierung, das in dünnen Blechen aufeinander geschichtet wird.

Abbildung 1 zeigt den Kopfträger des Kleinstudiogerätes M24 von Telefunken mit abgenommener Deckplatte und geöffneter Kopfträgerklappe. Gemäß der Richtung des vorbeilaufenden Tonbandes bei Aufnahme oder Wiedergabe sieht man von links nach rechts den Löschkopf, den Aufnahmekopf und den Wiedergabekopf.

Bei Studiotonbandgeräten und anspruchsvolleren Heimtonbandgeräten findet man auch nach wie vor diese drei Köpfe. Meist sind dann auch getrennte Verstärker für die Aufnahme und die Wiedergabe vorhanden. Man kann dadurch schon während der laufenden Aufnahme das gerade aufgenommene Tonband am Wiedergabekopf abhören.

Außerdem sind die Tonköpfe fest mit ihren Verstärkern verbunden, die wiederum optimal für ihren speziellen Verwendungszweck ausgelegt sind. Funktionsumschalter werden vermieden. Nebenbei ist es bei Tonbandgeräten mit drei Köpfen noch möglich, durch Zurückführen eines Teils der am Hörkopf abgenommenen Tonfrequenz auf den Aufnahmekopf je nach Bandgeschwindigkeit einen Hall oder ein Echo zu erzeugen.

Die weitaus größte Anzahl der Heimtonbandgeräte arbeitet dagegen nur mit zwei Köpfen, dem Löschkopf und dem Hör-/Sprechkopf. Man hat hier also die Funktionen der Aufnahme und der Wiedergabe in einem Kopf vereinigt. Das ist grundsätzlich möglich, da es sich bei beiden Köpfen ja um Elektromagneten handelt.

Die Kompromisse, die bei dieser Vereinigung geschlossen werden müssen, fallen dabei nicht allzu sehr ins Gewicht. Ein Hörkopf soll einen möglichst kleinen Luftspalt und eine möglichst große Windungszahl seiner Spule haben. Soll z. B. bei einer Bandgeschwindigkeit von 9,5 cm/s noch eine Tonfrequenz von 16.000 Hz vom Tonband abgenommen werden, so muß der Luftspalt kleiner als diese Wellenlänge sein. In unserem Beispiel 6um, das sind 6/1000 mm! Die Luftspalte der Kombiköpfe unserer heutigen Heimtonbandgeräte ist zwischen 2 und 4um breit.

Die Anzahl der Drahtwindungen des Hörkopfes soll möglichst groß sein, damit der Kopf an den nachfolgenden Verstärker eine möglichst hohe Spannung abgibt.

Der reine Aufnahmekopf soll dagegen einen größeren Spalt haben, damit er das vorbeilaufende Tonband tiefer und stärker durchmagnetisieren kann. Da durch seine Spule außer dem Tonfrequenzstrom aus hier nicht zu erörternden Gründen auch noch der Hochfrequenzstrom der Vormagnetisierung läuft, soll die Spule nicht zu viele Windungen enthalten. Der Hochfrequenzstrom würde sonst dort nicht hindurchfließen.

Trotz dieser Kompromisse hat man den heutigen Hör/Sprechkopf derart hochgezüchtet, daß er ausgezeichnet arbeitet. Die Tonbandgeräte werden dadurch ohne merkbare Qualitätseinbuße erheblich verbilligt.

• Anmerkung : Das stimmte im Heimtonbandbereich bis zu einer gewissen Qualitätsgrenze. Als das Revox A77 Bandgerät heraus kam, wurde dieser Maßstab erheblich höher angesetzt und echte 3-Kopf-Geräte waren deutlich performanter.

.

Es wird ja nicht nur ein Tonkopf eingespart, sondern es wird auch nur ein Verstärker für die Aufnahme und die Wiedergabe benötigt.

Diese Verstärker werden bei der Umschaltung von Aufnahme auf Wiedergabe auch in ihren Funktionen verändert. Abbildung 2 zeigt in der Mitte links den Löschkopf und rechts davon den Kombikopf (Hör/Sprechkopf) beim Tonbandgerät „Exklusiv" von Nordmende.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß bei einfacheren Tonbandgeräten, meist nur bei Batteriegeräten der unteren Preisklasse, auch der Löschkopf in Form des Elektromagneten fehlen kann. Zur Vereinfachung der Konstruktion ist dann einfach ein schwenkbarer Dauermagnet ohne Wicklung vorhanden.

Aus dem eben Gesagten ist leicht ersichtlich, daß das vorbeilaufende Tonband gut an den Köpfen anliegen muß. Ein mit dem bloßen Auge nicht sichtbares Staubkörnchen genügt, um das Tonband vom Kopf abzuheben. Das führt dann zu den defürchteten „drop outs". An dieser Stelle setzt der Ton aus, oder er wird zumindest leiser.

Es ist klar, daß diese Aussetzer bei der Viertelspur leichter vorkommen können als bei der Halbspur oder gar bei der bei Studiomaschinen benutzten Vollspur.

Bei der Vollspur wird die ganze Breite von 6,25 mm des Tonbandes ausgenutzt.
.
Anmerkung : Das 1/4" Magnetband ist zwar nominell 6,35mm beit, wird aber immer nur auf 6.25mm Breite geschnitten, damit es in sämtlichenBandgeräte dieser Welt "läuft".
.
Bei der Halbspur ist es aber keineswegs die Hälfte der Tonbandbreite, denn es muß ja zwischen den beiden Spuren eine neutrale, unbespielte Zone, der sogenannte „Rasen", verbleiben.

Die Halbspur ist daher tatsächlich nur 2,2mm breit. Noch ungünstiger ist es bei der Viertelspur, denn hier müssen natürlich drei neutrale Zonen vorhanden sein.

Jede einzelne Spurbreite bei der Viertelspur beträgt 1mm, der jeweils dazwischenliegende Rasen 0,75mm. Bild 3 zeigt schematisch den Unterschied zwischen der Halb- und der Viertelspur. Das Tonband läuft am Löschkopf (links) und Kombikopf (rechts) eines Telefunken-Tonbandgerätes der 70er-Serie vorbei.

 Um den bereits erwähnten innigen Kontakt zwischen den Tonköpfen und dem Tonband herzustellen, ist die Vorderseite der Tonköpfe, der sogenannte „Spiegel", um den Spalt herum kreisbogenförmig geschliffen und hochglanzpoliert. Diese Spiegelfläche darf daher keineswegs durch irgendwelche metallischen Werkzeuge beschädigt werden.

Liegt das Tonband nicht richtig an den Tonköpfen an, so kann das verschiedene Gründe haben. Es kann Staub oder Abrieb des Tonbandes an den Köpfen oder am Tonband festsitzen. Tonbandgeräte und Tonbänder sollen daher durch entsprechende Maßnahmen vor Staub geschützt werden. Der Bandzug des an den Köpfen vorbeilaufenden Tonbandes oder, je nach Konstruktion des Gerätes, der Andruck des Bandes an den Kopf kann zu gering sein. Weiterhin können die Tonbänder, besonders ältere, ausgereckt sein. Meist sind sie das an den Kanten. Aus Abbildung 3 geht klar hervor, daß sich ausgereckte Bänder besonders bei der Viertelspur (Spur 1 A und 1 B) an den außenliegenden beiden Spuren störend bemerkbar macht.

• Anmerkung : Das war das Hauptproblem bei den gesammten CC-Kassettengeräten (von Anfang an und bis zum bitteren Ende). Das 3,85mm Band wellte sich an den Bandkanten, überall, und der Kontakt zum Magetkopf wurde kritisch.

.

Nur im Extremfall macht sich der schlechte Kontakt zwischen Kopf und Band durch „drop outs" (Aussetzer) bemerkbar. Auf jeden Fall werden aber die hohen Frequenzen stark gedämpft. Unser bereits erwähntes Zahlenbeispiel läßt sich auch hier anwenden. Es läßt sich formelmäßig errechnen, daß bei einem Abstand, der der höchsten Bandwellenlänge entspricht, eine Dämpfung von 54,5 dB eintritt. Das bedeutet, daß die Frequenz von 16 000 Hz bei einem Abstand von 6/1000 um 54,5 dB, also um rund 1/500, geschwächt wird.

Da Vorbeugen besser als Heilen ist, schützen wir unsere Tonbänder vor Verschmutzung, indem wir sie nicht tagelang unbenutzt auf dem Tonbandgerät liegen lassen, sondern in den mitgelieferten Plastikhüllen und Archivkartons oder Kassetten aufbewahren.

Bei einigen Tonbandgeräten ist bereits ein Bandreiniger eingebaut, es gibt ihn aber auch nachträglich zu kaufen. Ist ein Tonband einmal verschmutzt, so kann es leicht gereinigt werden. Man läßt es auf dem Tonbandgerät im schnellen Vor- oder Rücklauf umspulen und dabei durch zwei leicht zusammengedrückte Watteröllchen, die es in Drogerien zu kaufen gibt, laufen. Ist das Band stärker verschmutzt, können die Watteröllchen leicht mit Spiritus angefeuchtet werden.

Häufiger als die Tonbänder werden jedoch die Tonköpfe und die Bandführungsteile verschmutzt sein. Mehr oder weniger stark setzt sich hier Staub und Bandabrieb fest. Köpfe und Bandführungen sollten daher häufiger gereinigt werden. Dabei wird der lose Staub zunächst mit einem Pinsel und einem weichen Läppchen "entfernt" (Anmerkung : Wohin bitte entfernt ???).

Zur Reinigung der Köpfe von fester sitzendem Schmutz besorgt man sich zweckmäßigerweise, wiederum aus der Drogerie, die sogenannten „Q-Stäb-chen". Das sind Holzstäbchen, die an der Spitze fest mit Watte umwickelt sind. Man tränkt sie leicht mit Spiritus und kann nun leicht jeden Schmutz entfernen.

Nochmals sei vor metallischen Instrumenten gewarnt. Sie zerkratzen die empfindlichen Teile und können, sofern sie aus magnetischem Metall bestehen, eine unerwünschte Magnetisierung hervorrufen.

Es wurde schon erwähnt, daß die Breite des Kopfspaltes bei der Wiedergabe Einfluß auf die hohen Frequenzen hat. Es ist der Industrie gelungen, Tonköpfe mit ausreichend schmalem Spalt herzustellen.

Aus technischen Gründen ist dieser Spalt aber nur an seiner Vorderseite extrem schmal. An der dem Tonband abgewandten Seite, also in das Kopfinnere hinein, verbreitert er sich. Der Spalt ist also keilförmig. Aus diesem Grunde ist es notwendig, die Spiegelfläche der Tonköpfe möglichst hart zu machen, um den Kopf vor Abschliff zu schützen.

Der Kopfspalt wird daher mit hartem, unmagnetischem Werkstoff ausgelegt (Anmerkung : ausgefüllt bzw. verfüllt). Zum Schutz des Kopfes vor Abschliff wird das Tonband auch beim schnellen Vor- oder Rücklauf von den Köpfen abgehoben.

Trotz aller dieser Maßnahmen läßt sich natürlich ein Abschliff der Köpfe durch das bei Aufnahme und Wiedergabe an ihnen vorbeilaufende Tonband nicht verhindern. Durch die Keilform des Spaltes wird dieser also im Laufe der Zeit durch den Abschliff breiter. Das bedeutet, daß die Wiedergabe der höchsten Frequenzen entsprechend zurückgeht. Da das allmählich vor sich geht, ist es meist gehörmäßig nicht leicht festzustellen.

Durch entsprechende Messungen ist das aber vom Fachmann leicht nachzuweisen. Es hilft dann nur noch, das Tonbandgerät mit neuen Tonköpfen "versehen" zu lassen. Der Löschkopf, der im Mittel eine Spaltbreite von 0,2 mm hat, braucht dabei kaum ausgewechselt zu werden. Bei ihm ist die Spaltbreite und die noch zu erwähnende Spaltstellung praktisch unkritisch.

Wer sich den Hör- und Sprechkopf oder den Kombikopf seines Tonbandgerätes schon einmal näher betrachtet hat, wird bemerkt haben, daß diese niemals fest montiert sind. Sie sind durch Feder- oder Gummipolster um ihre Achse schwenkbar aufgebaut.

Abgesehen davon, daß man sie in der Höhe genau auf das vorbeilaufende Tonband einstellen kann, kann ihr Kopfspalt durch Drehen einer, selten mehrerer, Justierschraube senkrecht zu den Bandkanten des Tonbandes eingestellt werden.

Ohne große Überlegung wird man aus dem bisher Gesagten feststellen, daß ein schief stehender Kopfspalt sich wie ein breiterer auswirken wird. Die Wiedergabe der hohen Frequenzen leidet also empfindlich darunter. Bei dieser Schiefstellung handelt es sich um Abweichungen um Winkelminuten!

Vergegenwärtigen wir uns, daß ein rechter Winkel 90 Grad hat. Ein Grad hat aber 60 Winkelminuten. Die Abweichung (von eingen Winkelminuten) ist also mit bloßem Auge nicht feststellbar.

Benutzt der Amateur nur ein Tonbandgerät, das auch noch einen Kombikopf hat, so wird er einen schief stehenden Kopfspalt nicht bemerken. Er hört seine Tonbänder ja mit (dem gleichen9 schief stehendem Spalt des Kombikopfes ab, mit dem er sie auch aufgenommen hat. Wird dieses „schief" aufgenommene Tonband dann einmal auf einem Tonbandgerät mit genau senkrecht justiertem Spalt abgehört, wird der Höhenabfall deutlich bemerkt werden. Das Gleiche gilt natürlich, wenn das Band mit senkrechtem Kopfspalt aufgenommen und mit schiefem Spalt abgehört wird.

Von den Herstellern von Tonbandgeräten werden die Tonköpfe natürlich mit Hilfe von Meßbändern und Meßinstrumenten sehr sorgfältig justiert (Anmerkung : vermuten wir Kunden, aber das stimmt nicht immer).

Durch natürliche Alterung des Materials (Metallfedern oder Gummi) und durch die Temperaturschwankungen, denen ein Tonbandgerät im Betrieb ausgesetzt ist, verändert sich aber diese Justierung immer wieder.

Es kann also sein, daß der Besitzer eines Tonbandgerätes mit Kombikopf beim Abhören eines auf seinem Gerät vor längerer Zeit aufgenommenen Tonbandes einen Höhenverlust feststellt. Die senkrechte Kopfspaltstellung hat sich inzwischen verändert.

Außer der regelmäßigen Reinigung der Köpfe sollte also auch die Kopfspalteinstellung immer wieder kontrolliert und berichtigt werden.

Bei einem Halbspurgerät mit 9,5 cm/s als Bandgeschwindigkeit genügt eine Abweichung von 8 Winkelminuten, um die Frequenz von 12.000 Hz auf über die Hälfte zu dämpfen. Naturgemäß wirkt sich der Spalt-Schiefstellungseffekt bei einem Vollspurgerät wegen der viel größeren Breite des Kopfspaltes stärker aus als bei einem Viertelspurgerät.

Das Halbspurgerät liegt da also etwa in der Mitte. Daß bei einem Gerät mit separatem Aufnahmekopf und Wiedergabekopf die Spalte beider Köpfe senkrecht stehen müssen, ist wohl selbstverständlich.

Das Selbstjustieren der Tonköpfe erfordert leider einigen Aufwand. Zum vorsichtigen Drehen der Justierschraube wird man den bisher streng verbotenen Metallschraubenzieher benutzen müssen.

Meist wird das ein Stahlschraubenzieher sein und meist wird dieser leider magnetisch sein. Kommt dieser magnetische Schraubenzieher aber nun zwangsläufig mit den Tonköpfen, der Tonwelle usw. in Berührung, so werden auch diese Teile magnetisch. Das bedeutet aber, daß sich dieser Magnetismus bei der Aufnahme oder Wiedergabe auch auf die Tonbänder überträgt und da ein bleibendes Rauschen verursacht, das die Wiedergabe erheblich beeinträchtigt.

Um diese unerwünschte Magnetisierung zu verhindern, braucht man natürlich nur einen Schraubenzieher aus nichtmagnetischem Werkstoff (z. B. Messing) zu benutzen. Eleganter und sicherer ist es, sich eine sogenannte Entmagnetisierungsdrossel zu beschaffen (siehe Abbildung 4).

Das ist ein Elektromagnet, der an das Wechselstromnetz angeschlossen wird. Mit seinem heraussragenden Eisenkern „pinselt" man die zu entmagnetisierenden Teile des Tonbandgerätes vor und nach dem Justiervorgang ab. Dabei muß wieder darauf geachtet werden, den Kopfspiegel nicht zu verletzen. Der Eisenkern der Drossel ist am besten mit einem Läppchen zu umwickeln oder mit Tesadur zu bekleben, da er sonst mit einem Ruck von den Köpfen angezogen wird. Das Entmagnetisieren VOR dem Justieren ist ratsam, um das noch zu besprechende kostbare Justierband nicht durch evtl. schon magnetische Tonköpfe usw. zu verderben.

Ein weiteres Hilfsmittel zum Justieren der Tonköpfe ist das schon erwähnte Justierband. Es wurde schon beschrieben, daß der praktisch sowieso fast unsichtbare Kopfspalt nicht etwa „nach Augenmaß" senkrecht zur Bandkante eingestellt werden kann.

Ein einfaches und billiges Justierband vertreibt die BASF. Das Band enthält ein Rauschspektrum, das mit einem genau senkrecht stehenden Kopfspalt aufgenommen worden ist. Es wird auf dem zu justierenden Tonbandgerät abgehört, wobei die Tonblende auf „hell" zu stellen ist. Unter gehörmäßiger Kontrolle wird nun vorsichtig an der Justierschraube probeweise in beiden Richtungen gedreht. Dabei hört man deutlich eine Stelle, an der das Rauschen am hellsten und lautesten klingt.

Da unser Ohr etwas träge ist, kontrolliert man die richtige Einstellung besser mit einem Meßinstrument. Da keine absolute Spannungsmessung vorgenommen werden soll (also nur eine Veränderung des Pegels), genügt ein billiges Meßinstrument. Es wird an den Anschluß für einen zweiten Lautsprecher des Tonbandgerätes angeschlossen. Eine vorhandene Tonblende wird wieder auf hell gestellt. Wird jetzt ein spezielles Justierband abgespielt, wird der Zeiger des Instrumentes ausschlagen.

Durch langsames und ganz geringes Drehen der Justierschraube am Tonkopf wird der Kopf um seine Achse bewegt, bis die Stelle gefunden ist, bei der der Zeiger des Instruments am weitesten ausschlägt. Diese optische Kontrolle ist weitaus genauer als die akustische mit dem Rauschband.

Man benötigt für diese genauere Justierung ein sogenanntes DIN-Bezugsband oder ein Justierband. DIN-Bezugsbänder sind teuer (etwa DM 80.-), sie enthalten verschiedene Frequenzen, die nicht nur zum Justieren, sondern auch zum Einmessen des Frequenzgangs eines Tonbandgerätes benötigt werden.

Für den Amateur durchaus erschwinglich sind dagegen die von Grundig z. B. vertriebenen Justierbänder. Es gibt diese Bänder für Halbspur-Mono-, Halbspur-Stereo- und Viertelspur-Tonbandgeräte. Eine genaue Gebrauchsanleitung liegt bei. Diese Bänder enthalten feste Frequenzen, die mit exakt stehenden Kopfspalten aufgenommen sind.

Das Justierband sollte auf dem zu messenden Tonbandgerät immer erst einmal vor- und zurückgespult werden, damit der Bandlauf nicht durch unterschiedliche Wickelhöhe des Justierbandes auf der Spule beeinflußt wird. Bei Bandgeräten mit mehreren Bandgeschwindigkeiten sollte die von 9,5 cm/s zum Justieren gewählt werden.

Besitzt das Tonbandgerät keinen Kombikopf, sondern getrennte Köpfe für Aufnahme und Wiedergabe, müssen natürlich beide Köpfe justiert werden. Zuerst wird, wie eben beschrieben, der Wiedergabekopf mit Hilfe des Justierbandes senkrecht eingestellt.

Die Justierung des Aufnahmekopfes ist auf zwei Arten möglich: Einmal kann der Wiedergabekopf an seinen Anschlüssen abgelötet und dafür der Aufnahmekopf an den Eingang des Wiedergabeverstärkers angeschlossen werden. Dann arbeitet der Aufnahmekopf als Wiedergabekopf. Er wird jetzt also ebenfalls mit Hilfe des Justierbandes eingestellt und anschließend wieder umgelötet.

Die andere Methode ist, auf ein einwandfreies Tonband über den Aufnahmekopf eine hohe Frequenz aufzunehmen und gleichzeitig über den Wiedergabekopf abzuhören. Da der Wiedergabekopf schon justiert ist, kann man durch Drehen an der Justierschraube des Aufnahmekopfes jede Veränderung der Spaltstellung hören oder am Meßinstrument ablesen.

Diese Justierung muß sehr langsam erfolgen, da sich natürlich die Veränderung der Kopfspaltstellung des Aufnahmekopfes erst dann am Wiedergabekopf bemerkbar macht, wenn das vorbeilaufende Tonband die Strecke zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf zurückgelegt hat. Die hierzu benötigte hohe Frequenz kann einem Tonfrequenzgenerator entnommen werden. Ist ein zweites Tonbandgerät vorhanden, kann auf diesem das Justierband abgespielt und auf das zu justierende Gerät überspielt werden.

Wir hoffen, mit dieser theoretischen Anleitung dem Tonbandfreund einen Anstoß zur praktischen Durchführung der geschilderten Methoden von Pflege und Kontrolle der Tonköpfe gegeben zu haben. Theorie mag recht lehrreich sein, ihre Anwendung aber ist viel nützlicher und kommt Ihnen wie Ihrem Gerät zugute.