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Compliance - was ist das?

Compliance wird ins Deutsche mit "Nadel-Nachgiebigkeit" übersetzt. Tatsächlich gibt nicht die Nadel nach, sondern deren Aufhängung.

Eine Abtast-Nadel ist praktisch immer an einem hauchdünnen Stift (Nadelträger) befestigt. Dieser Stift wird mit einem Gummi gehalten. Der Nadelträger verläuft im Inneren des Tonabnehmer-Gehäuses weiter, wo sich winzige Magneten (MM-Systeme) bzw. Spulen (MC-Systeme) angebaut sind. Die gummigelagerte Aufhängung ist nötig, weil der Diamant mechanisch "im Takt der Musik wackelt". Dieses "Wackeln" übertragt sich auf die Magneten bzw. Spulen, die auf dem Nadelträger angebracht sind. Die Wackel-Bewegung erzeugt schließlich eine elektrische Spannung erzeugt (die dann verstärkt wird).

Die Compliance gibt an, um wieviel die Nadel nachgibt (einsinkt), wenn eine bestimmte Auflagekraft anliegt. Typische Werte liegen zwischen 5 und 50 µm/mN (Mikro-Meter pro Milli-Newton).

Der absolute Wert interessiert, weil der Tonabnehmer zusammen mit dem Tonarm ein schwingungsfähiges Gebilde darstellt, sobald die Nadel auf der Schallplatte aufliegt: der Gummidämpfer (Feder) und der Tonarm (Masse) bilden ein Masse-Feder-Schwinger. (Details schlagen Sie bitte in einem Physikbuch nach). Hier ist wichtig: ein solches Masse-Feder-System hat eine klar definierte Frequenz, bei der es besonders "schön" schwingt. Diese Frequenz nennt man Eigenresonanz (sie ist dem System eigen). Eine Resonanzfrequenz wird immer dann angeregt, wenn dem System (hier, dem Tonarm oder dem Abtaster) Energie zugeführt wird, die im Resonanzbereich liegt. Dies kann eine kleine Erschütterung, das Rumpeln des Motorantriebs oder (besonders lästig) eine wellige Schallplatte sein. Die Resonanz zeichnet sich dadurch aus, dass die Schwingung kaum bedämpft wird (es sei denn, der Tonarm hat einen dafür gedachten Öldämpfer).

Untersuchungen in den 50er und 60er Jahren haben empirisch ergeben, dass ein Plattenspieler alle LPs (also auch jene mit Welligkeit) gut abtastet, wenn die Resonanzfrequenz zwischen 8Hz bis 12Hz liegt. Wenn die Resonanz deutlich unter 8Hz liegt, dann schlingert der Tonarmsichtbar um den Mittelpunkt der Nadel, die Folge sind im Hochtonbereich deutliche Modulationen. Zudem kann die Nadel aus der Rille springen. Eine Resonanz deutlich über 12Hz führt zu einem schnellen Flattern des Tonarmes. Diese Frequenzen werden auch "abgetastet" und durch die HiFi-Anöage verstärkt, gelangen also zum Tieftöner, der dadurch heftig ausgelenkt wird. Es kann in schweren Fällen sogar zu einer Rückkopplung kommen (der Tieftöner schwingt in Resonanz zum Tonarm und verstärkt die Schwingung des Armes, die wieder verstärkt wird usw.usw.) Die Folge ist der jähe Tot der Tieftöner!

Man wählt daher einen Tonabnehmer so, dass die Resonanz zwischen 8Hz und 12Hz liegt. Falls man "genaue" Daten  des Tonarmes (dynamische Masse) und der Compliance hat, sollte man bedenken, dass die Compliance aufgrund von Produktions-Schwankungen und Alterung nicht genau bestimmbar ist und von den Herstellerangaben durchaus um den Faktor 2 abweichen kann. Zudem muss man immer dynamische Angaben zur Berechnung verwenden (denn man berechnet ja einen Vorgang, der sich bewegt, also dynamisch ist); die statischen Werte weichen deutlich von den dynamischen Angaben ab!

Compliance 5-10 µm/mN: harte Aufhängung für schwere Tonarme (dynamische Masse über 20 Gramm)

Compliance um 20 µm/mN: mittlerer Wert, der in die meisten Tonarme passt

Compliance über 30 µm/mN: weiche Aufhängung für sehr leichte Tonarme (dynamische Masse deutlich unter 10 Gramm)

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