Schellackplatten entzerren - Schellackplatten digitalisieren

Elektrisch aufgenommene Schallplatten wurden nicht linear geschnitten, haben also keinen flachen Frequenzverlauf wie in Bild 1. Dies muss auch beim Digitalisieren von Schellackplatten beachtet werden.


Vor allem lautere Bassstellen (Rillen) benötigen bei der Aufnahme sehr viel "Platz" auf der Schallplatte. Auch traten bei den ersten elektrischen Aufnahmesystemen im unteren Frequenzbereich vermehrt Verzerrungen auf. Deswegen wurden, bis zu einer bestimmten Frequenz , die Bässe bei der Aufnahme abgesenkt.


Bei der Wiedergabe muss diese Absenkung "umgekehrt" werden, also die Bässe bis zu dieser Grenzfrequenz wieder angehoben. Man spricht hier auch von der Bassabsenkung. Die Grenzfrequenz war zunächst bei den meisten Firmen sehr unterschiedlich.


Diese Bassanhebung (bei der Wiedergabe) ist unser erster Eckpunkt bei der Entzerrung von Schellackplatten. Ab den späten dreißiger Jahren führten die ersten Firmen noch einen zweiten Eckpunkt ein - zusätzlich zu der Bassabsenkung wurden bei der Aufnahme die Höhen angehoben.


Hintergrund dieses Vorgangs: Das Schellack material hatte immer noch ein höheres Rauschen. Mit der Anhebung der Höhen verbesserte sich der Störabstand. Einfacher gesagt: Man machte bei der Aufnahme die Höhen lauter als das Grundrauschen. Bei der Wiedergabe musste dies natürlich wieder umgekehrt werden. Durch die Absenkung der Höhen wurde aber auch das Grundrauschen der Schellackplatte "leiser".


Mit der Bassanhebung und der Höhenabsenkung haben wir nun unsere zwei Eckpunkte die wir für die korrekte "Entzerrung" bei der Wiedergabe von Schellackplatten benötigen. Faktisch kommt bei vielen Schellackplatten vor etwa 1940/45 meist nur eine Bassanhebung zum Einsatz. Deswegen ist es auch falsch einen Plattenspieler für Schellackplatten an dem normalen Phonoeingang eines Verstärkers zu betreiben.

In den 1950er Jahren einigte man sich auf einen Standard für die Entzerrung von Schallplatten: die sogenannte "RIAA - Kurve". Hier liegen die beiden Eckfrequenzen bei 500Hz und 2122Hz. Und diese Kurve passt, leider, für kaum eine Schellackplatte. Mit der RIAA-Kurve werden bei Schellackplatten die Bässe (fast immer) zu stark angehoben, die Höhen zu stark abgesenkt. Für die Schneidekennlinien von Schellackplatten müssen also andere Eckfrequenzen, Kurven angewendet werden.

Technisch korrekt handelt es sich bei der Bassabsenkung eigentlich um gar keine "Absenkung" - Dazu hier
Weitere Informationen:





Wir wissen nun, dass bei der Wiedergabe mindestens die Bässe angehoben werden müssen; teils die Höhen abgesenkt. Doch, bei welcher Frequenz setzt die Bassanhebung an, die Höhenabsenkung ein? Um es ganz ehrlich zu sagen: Es gibt quasi von keiner Firma überlieferte Listen / Frequenzgänge dazu. Zum einen waren dies streng gehütete Firmengeheimnisse, zum anderen konnten die Kurven (vor allem bei frühen elektrischen Aufnahmen) stärker schwanken. Eine gewisse Vereinheitlichung, auch innerhalb der einzelnen Firmen, setzte es erst ab den frühen dreißiger Jahren ein (HMV, Telefunken, Grammophon etc.). Bei kleineren Firmen teils erst Mitte der 1930er.

Einzig von einer Firma sind annähernde Kurven historisch überliefert: Bell Telephone - also Western Electric (kurz WE). Deren System wurde ab 1925 von den größeren Firmen in Europa und den USA verwendet. Deren "Entzerrung" arbeitete jedoch noch rein mechanisch durch die Gummibedämpfung des Schneidekopfes. So können auch hier in der Anfangszeit Schwankungen auftreten.

Dazu drei historische Diagramme der Schneidekennlinien bei WE:


Hier liegt die Bassabsenkung bei 300Hz - dürfte so für die Jahre 1925/26 zu 100% richtig sein. Bedingt, je nach dem wie lange dieser erste "Rubber Line Recorder" bei den verschiedenen Plattenfirmen im Einsatz war, auch für die Jahre 1927/28
Aus: "Methods of High Quality Recording and Reproducing of Music", Maxfield & Harrison - den beiden Entwicklern des Systems.


Der Fachautor bezieht sich in diesem Diagramm auch auf den (einen) "Rubber Line Recorder" der WE. Hier liegt die Grenzfrequenz bei c. 250Hz. Aus anderen Literaturstellen ist bekannt, dass die WE um 1928 einen zweiten, verbesserten Recorder einführte.

Wieder aus den Firmenschriften der Bell, diesmal "Recent Advances in Wax Recording", Halsey A. Frederick, 1929

Die Grenze liegt hier bei den kommerziellen "Rubber Line" Recordern der WE auch bei eher 250Hz (Diese Frequenz wird im Text auch nochmals schriftlich erwähnt). Bei dem Labormodell (1929) liegt die Grenzfrequenz bei 200Hz. Wir wissen nicht, wann die WE dieses Labormodell fertig hatte und es zum Einsatz kam, anzunehmen ist wohl um 1929/30.

Wir sehen - auch innerhalb einer Firma gab es in den ersten Jahren Schwankungen. Ansonsten existieren von keiner anderen Firma (vor c. 1940) überlieferte Kennlinien bzw. Entzerrer kurven. Dies sollte uns jedoch nicht zum verzweifeln bringen...

Ab den 1930er Jahren setzte sich eine gewisse Standardisierung durch. Schwankungen waren nur noch minimal. Die heute bekannten Listen (wie auch die unsrige) basieren auf Jahrzehnte langer Erfahrung und zeigen empirisch ermittelte Werte für die einzelnen Firmen. Wichtig dabei ist eben im Gedächtnis zu behalten: Kaum eine dieser Kurven ist historisch belegt sondern spiegelt eben Erfahrungswerte wieder. Daher sind die Angaben als Richtwerte zu verstehen - quasi "Mittelwerte". Wenn z.B. 300Hz angeben ist, kann die tatsächliche Kurve (damals bei der Aufnahme) auch z.B. bei 314,5Hz gelegen haben - wir wissen es heute einfach nicht mehr, da keine Unterlagen existieren. Sollte sich eine vorgeschlagene Kurve doch etwas "schräg" anhört, muss eine andere angewendet werden. Diese kann dann nur nach Gehör ermittelt werden.






LISTE
weiter in Arbeit





Ohne groß ins Detail zu gehen, bei akustischen Aufnahmen (vor allem in den ersten Jahren), war man schon froh wenn überhaupt eine hörbare Aufnahme zustande kam. Die Firmen arbeiteten mit verschiedensten Trichterformen und Trichtermaterial. Trotzdem ließen sich manche Instrumente und Stimmlagen nur schwer oder gar nicht aufnehmen. Selbst Umgebungstemperaturen und Luftdruck konnten Auswirkung auf die sensible Mechanik und damit auf die Aufnahme haben. Dazu ist der Frequenzgang bei akustischen Aufnahmen sehr eingeschränkt. In den Bereichen a und b gibt es keine Toninformationen; dafür Störgeräusche wie niederfrequentes Rumpeln oder Rauschen.


"Bässe" setzen bei den meisten akustischen Aufnahmen erst ab c. 120-150Hz ein, zunächst noch recht schwach und leise. Größtes Problem bei der Aufnahme waren Eigenresonanzen der Trichter die sich durch Klirren, Scheppern und starken Verzerrungen in der Aufnahme und Wiedergabe äußerten. Diese finden sich am stärksten in dem Bereich um die 600Hz. Die Aufnahmetrichter wurden teils mit Gipsbinden umwickelt, mit Stoff ausgelegt oder es wurden in bestimmten Abständen Löcher in den Trichter gebohrt, um diese Resonanzen abzumildern. Trotzdem liegen in diesem Bereich die meisten Problemstellen einer akustischen Aufnahme.

Bis c. 2000Hz stieg der Frequenzverlauf dann stark an (Überbetonung der mittleren Frequenzbereiche), um ab c. 2.500Hz stark ab zufallen. Bei vielen akustischen Aufnahmen geht das (schwache) Tonsignal ab c. 3000-3.500Hz komplett im Rauschen des Schellackmaterials unter. Dazu ist der gesamte Frequenzverlauf "krumm und schief". All diese "Unzulänglichkeiten" machen Schwierigkeiten bei einer Überspielung bzw. Entzerrung von akustischen Aufnahmen.

Theoretisch müsste man also für eine korrekte Entzerrung und Digitalisierung von akustisch aufgenommenen Schellackplatten mehrere Eckfrequenzen ansetzen:

• bis c. 100-120Hz steiler Filter um das niederfrequente Rumpeln ohne Toninformationen zu beschneiden.

• stärkere Bassanhebung bis c. 350-400Hz

• steilerer Filter um die Resonanzen (Verzerrungen) um die 500-600Hz zu dämpfen.

• den leiser werdenden Höhenbereich um die 2000Hz anheben.

• ab c. 3000-3500Hz steiler Filter um den Bereich ohne Toninformationen aber mit viel Rauschen abzuschneiden.

In der Praxis ist dies natürlich nicht ganz einfach umzusetzen. Möglichkeiten wären:

• Gar nichts machen und akustische Aufnahmen vollkommen linear, also ohne irgendwelche Filternetzwerke 1:1 zu überspielen bzw. anzuhören.

• Zwischen Plattenspieler und Verstärker einen Equalizer setzen um die Anpassungen vorzunehmen. Also als Signalweg:
  Plattenspieler > linearer Vorverstärker > Equalizer > Endstufe / Rechner

• Die "Entzerrung" mittels Software im Rechner. Also:
  Plattenspieler > linearer Vorverstärker > Rechner / Software > digitale Datei

Die letzten beiden Wege sind auch die üblichen bei Firmen die sich auf die professionelle Digitalisierung von alten Tonträgern spezialisiert haben. Für "einfach" gibt es jedoch einen recht simplen Weg: Die schon angesprochene RIAA-Kurve kommt akustischen Aufnahmen recht entgegen. Die Bassanhebung bis 500Hz kommt den schwachen Bässen entgegen (das niedrigere Rumpeln bleibt natürlich bestehen), linear bis 2.100Hz (die eventuellen Verzerrungen bleiben natürlich), die Absenkung danach reduziert das Rauschen in dem Bereich in dem eh keine Toninformationen vorliegen.

Somit wäre die RIAA-Kurve nicht die schlechteste Wahl; wenn sich der Vorverstärker statt auf 500Hz auf 400Hz oder 300Hz einstellen lässt, werden manche Bereiche mit Verzerrungen auch schon reduziert. Ein Phänomen bleibt: Egal ob akustische Aufnahmen mit Vorverstärkern, Software usw. "verbogen" werden, ganz viele akustisch aufgenommene Schellackplatten hören sich auf einem guten Grammophon oder frühen elektrischen Plattenspieler aus den 1930er Jahren oft am Besten an...



Wie schon erwähnt, über einen normalen Phonoeingang (Vorverstärker) mit RIAA-Kurve abgespielte Schellackplatten "leiden" unter dieser unpassenden Kurve. Die Kurven müssen ja anders entzerrt werden. Dafür gibt es einige Ansätze bzw. Geräte. Der schlechteste Fall wäre eben einen Plattenspieler direkt an den Phonoeingang eines Verstärkers zu setzen, da eben die RIAA-Kurve die Wiedergabe einer Schellackplatte stark verfälscht. Zudem haben die meisten neueren Verstärker und Stereoanlagen gar keinen Phonoeingang mehr. Für die normalen "AUX" oder "Line in" Eingänge ist das Signal eines Plattenspielers eh zu schwach.

Hardware
Plattenspieler mit 78 Umdrehungen sowie passende Nadel(n). Sowohl schon gesagtes, wie auch folgendes betrifft sog. magnetische Tonabnehmer (Moving Coil, Moving Magnet). Bei keramischen Tonabnehmern liegen die Verhältnisse vollkommen anders, da diese schon "von Haus aus" das Signal verzerren / verbiegen. In der Praxis kommen heute jedoch nur noch magnetische Tonabnehmer zum Einsatz. Eventuell einen älteren Plattenspieler überprüfen, da sich die genannten Kurven, Vorverstärker, Ratschläge und Tipps nicht 1:1 auf keramische Tonabnehmer anzuwenden lassen! Eine Möglichkeit der Entzerrung bei keramischen Systemen wird Link - Hier klicken beschrieben.

Um Schellackplatten abzuspielen und zu digitalisieren gibt es verschiedene Möglichkeiten; nicht alle sind optimal - auch gehen die persönlichen Meinungen des "Für und Wider" der verschiedenen Ansätze oftmals auseinander...




Signalweg: Plattenspieler > Vorverstärker für 78rpm < Endstufe Rechner
Mit einem speziellen Vorverstärker für Schellackplatten lassen sich alle gängigen Kurven mittels Dreh- oder Druckschalter einstellen. Das schwache Signal vom Plattenspieler wird ausreichend verstärkt und korrekt entzerrt.
Vorteile: Eigentlich der "Idealfall". Dazu kurze Signalwege usw.
Nachteile: Die Beschaffung eines speziellen VV für Schellackplatten kann etwas schwierig und auch teuer werden.




Signalweg: Plattenspieler > linearer Vorverstärker (ohne irgendwelche Entzerrer kurven) > Computer mit entsprechender Software > Endstufe / Verstärker

Ein praktischer "Mittelweg" der häufiger angewendet wird. Der lineare VV hebt nur das schwache Signal an, die Entzerrung geschieht im Computer mittels geeigneter Software. Dazu gibt es kostenlose - bis sehr teure Software... Das Signal wird entweder wieder direkt vom Rechner ausgegeben, oder als digitale Datei dem Verstärker zugeführt.
Vorteile: spezieller VV für Schellackplatten entfällt.
Nachteile: Computer wird benötigt, linearer Vorverstärker wird benötigt, langer Signalweg, die Gefahr von "Brummschleifen" und anderen Störgeräuschen erhöht sich stark. Insgesamt eher geeignet, wenn es ums reine Überspielen geht - zum tatsächlichen "anhören" von Schellackplatten recht aufwendig.


Signalweg: Plattenspieler in digitalen Rekorder > Rechner

Um Brummschleifen und ähnliches zu vermeiden, ist es auch möglich das Signal des Plattenspielers zunächst auf einem digitalen Rekorder aufzunehmen. Dieser (oder die Speicherkarte) führt dann dem Computer die Tondateien zur weiteren Verarbeitung zu.
Vorteile: Man ist örtlich relativ ungebunden.
Nachteile: Ein guter digitaler Rekorder der die Qualitätsansprüche einer ordentlichen Digitalisierung erfüllt, kann auch ins Geld gehen...



Manche Sammler bevorzugen die Entzerrung mittels Equalizer.
Signalweg: Plattenspieler > linearer Vorverstärker (ohne irgendwelche Entzerrer kurven) > Equalizer > Endstufe / Computer
Vorteile: Frequenzverläufe lassen sich im recht weiten Rahmen anpassen. Klang kann individuellen Hörwünschen angepasst werden.
Nachteile: Schlechte Reproduzierbarkeit der genauen Kurven. Diese tatsächlich korrekt einzustellen bedarf einiger Erfahrung. Ein Equalizer für "69,90" erfüllt die Ansprüche an eine qualitative und wiederholbare (Reproduzierbarkeit) nicht. Langer Signalweg, dadurch Gefahr von Brummschleifen usw.



Signalweg: Plattenspieler > Mischpult mit Phonoeingang und Klangregelung > Endstufe / Computer.
Vorteile: Günstig in der Anschaffung.
Nachteile: Alles andere, nur keine korrekte Entzerrung...

Denkbar ungeeignet an dieser Aufstellung ist die RIAA-Entzerrung im Eingang sowie die fehlenden Einstellmöglichkeiten. Im Grunde entspricht dies, in moderner Form, den Hörgewohnheiten von Schallplatten der 1950er - 1970er Jahre: Die Schallplatte wird falsch abgespielt (wiedergegeben), dies wird nun versucht durch den Höhen- und Tiefenregler auszugleichen. Damit lassen sich zwar Schellackplatten "anhören", mit einer korrekten Entzerrung und Anpassung hat dies aber nichts zu tun. Das gleiche gilt für:



Diese spielen zwar auch Schellackplatten "irgendwie" ab, eine korrekte Wiedergabe findet aber auch hier nicht statt. Es ist halt "nostalgisch"... Dazu sind alte Röhrengeräte und Plattenspieler meist zu überholen, instand zu setzen und zu halten und erfüllen keine modernen Sicherheitsvorschriften mehr.



Bedingt durch die unterschiedlichen Schneidekennlinien bei Schallplatten, gab es vor allem in England und Amerika in den 1950er Jahren Vorverstärker mit verschiedenen Einstellmöglichkeiten.

Es konnten verschiedene Kurven für die jeweiligen Kennlinien gewählt werden, ein Bass- und Höhenregler sowie Lautstärke ließen weitere Möglichkeiten der Klangregulierung zu. Dazu kamen teilweise Rumpelfilter und Höhenfilter für das sogenannte „Nadelgeräusch“.

Generell gibt es auch heute noch einige moderne Vorverstärker für Schellackplatten zu kaufen. Dazu am besten diese Phrase in Suchmaschinen eingeben: phono preamp 78 rpm. Die Preise (auch für fertige Bausätze) bewegen sich in einem weiten Spektrum von c. 150.-€ bis zu mehreren 1000.-$, für Geräte aus dem professionellen Studiobereich. Dies ist natürlich recht happig... Wer diese Ausgaben scheut, wird um eine Bastellösung nicht herum kommen. Wenn man mit Schaltplänen und Lötkolben auf dem Kriegsfuß steht, vielleicht jemand bitten der sich damit auskennt.

Um auch die ganzen frühen Schneidekennlinien abzudecken, sollte sich die Bassanhebung im Idealfall mindestens mit diesen Werten einstellen lassen: 200Hz, 250Hz, 300Hz, 400Hz, 500Hz, 700Hz, 800Hz. Hier gilt: mehr ist besser...

Hier ein älterer Ansatz aus den 1950er Jahren. Diese passive Entzerrung wurde zwischen zwei Verstärkerstufen gesetzt. Allerdings mit recht wenigen Möglichkeiten: Es konnte zwischen c. 300Hz (78) oder 500Hz (LP) umgeschaltet werden. Höhen und Tiefen lassen sich einzeln einstellen. Diese Lösung wäre jedoch immer noch besser, als die Schellackplatten über einen reinen RIAA-Eingang abzuspielen und digitalisieren.


Ein anderer Ansatz wäre bestehende Vorverstärker, bzw. Phonovorverstärker umzubauen, so dass sich diese auch für Schellackplatten eignen. Einfachere Modelle gibt es für unter 100.-€, zusätzlich wird der dazugehörige Schaltplan benötigt - und weitere Bauteile. Es gibt unterschiedliche Ansätze wie diese Vorverstärker funktionieren. Bei vielen wird heute mit ICs oder Operationsverstärkern gearbeitet. Oft liegt die RIAA Entzerrung in der Gegenkopplung - es handelt sich dabei also um eine aktive Entzerrung. Dieser Gegenkopplungszweig muss aufgelöst werden und anstelle dessen Bauteile mit anderen Werten eingesetzt werden. Diese natürlich um schaltbar. Solche Phonovorverstärker gibt es auch als Bausätze - hier wird zum einen der Schaltplan gleich mitgeliefert, ein Umbau gestaltet sich etwas leichter als bei fertigen Geräten. Dazu kommen noch mechanische Arbeiten wie der Einbau in ein Gehäuse usw.

Als reines Funktionsbeispiel hier unterschiedliche Bassanhebungen in der Gegenkopplung eines Bausatzes. Natürlich sind auch andere Werte möglich.




Bei anderen Modellen / Ansätzen wird die Entzerrung passiv ausgeführt, also zwischen zwei Verstärkerstufen. Bei den Verstärkerstufen kann es sich auch um fertige Module oder Bausätze für lineare Vorverstärker handeln. Hier liegen die beiden Filternetzwerke für Bassanhebung (T) und Höhenabsenkung (H) also zwischen zwei linearen Verstärkerstufen.

Die Werte für die einzelnen Filternetzwerke:
Natürlich lassen sich die Verstärkerstufen ebenso mit Transistoren realisieren - oder Röhren. Es handelt sich hier um keine fertigen Bauanleitungen, sondern nur um Hinweise, wie sich Vorverstärker für Schellackplatten realisieren lassen könnten!

Wie schon erwähnt, wenn es um die reine Digitalisierung von Schellackplatten geht, lassen sich die Entzerrungen auch am Rechner durchführen. Hier wird ein linearer Vorverstärker und ein Computer benötigt. Lineare Vorverstärker, also ohne irgendwelche Schneidekennlinien gibt es auch hochwertig fertig zu kaufen. Ebenso gibt es aber auch Bausätze oder kleine Module. Es eigenen sich häufig auch Mikrofon-Vorverstärker - diese gibt es ebenso in unterschiedlichen Preisklassen und als Bausätze. Ein anderer Ansatz wäre eine hochwertige Soundkarte im Rechner: an "bessere" Soundkarten kann man den Plattenspieler direkt, also ohne Vorverstärker anschließen. Letztendlich steht man dann vor der Entscheidung: das Geld für einen Vorverstärker oder eine Soundkarte auszugeben...

Darüber hinaus benötigt man eine Software, welche die Schneidekennlinien dann umsetzt. Ein kostenloses, aber. leistungsfähiges Programm ist > Equalizer < von ClickRepair. Die Seite ist zwar auf englisch, das Programm lässt sich bei der Installation aber auch auf Deutsch umstellen. Die wichtigsten Schneidekennlinien sind in dem Programm bereits beinhaltet - es lassen sich aber auch eigene erstellen. Außerdem ist das Programm in der Lage Aufnahmen die mit einem RIAA-Vorverstärker aufgenommen wurden, in die korrekte Entzerrung umzurechnen. Ein Versuch lohnt sich allemal!






Ein weiteres, kostenloses Programm mit dem diese Anpassungen vorgenommen werden können ist

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