Die RIAA-Entzerrung
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Das passive
RIAA-Filter
Präzisions
RIAA-Testgenerator
.

Das RIAA-Filter
Funktion bei Aufnahme und Wiedergabe.    RIAA - Neumann - IEC - etc


Über die RIAA Frequenzgangkorrektur
der Phonowiedergabe sind viele Beschreibungen verbreitet. Einige davon sind verwirrend oder nur halberklärend, bei anderen treten durch eine Erklärung drei weitere Fragen auf. Nicht wenige Kommentare sind einfach falsch.

Hier soll einmal alles zusammengetragen werden, was für den interessierten Laien wichtig und interessant ist - und das auf eine leicht verständliche Weise.

Um die sogenannte RIAA-Entzerrung richtig zu verstehen, ist es hilfreich den Sinn und die Funktionsweise der Korrektur bereits beim Aufnahme- bzw. "Schneidvorgang" zu erkennen.

Würde das gesamte Frequenzspektrum des Audiosignals linear auf die Schallplatte gebracht, hätten die tiefen Frequenzen eine viel zu große Auslenkung in den Rillen zur Folge. Es wäre dafür kein Platz auf der Platte und die Nadel könnte so großen Bewegungen mechanisch nicht folgen. Die hohen Frequenzen hätten dagegen eine so geringe Auslenkung, dass diese kaum größer als die Unebenheiten im Vinyl wären und das Signal somit in den Störgeräuschen untergehen würde.
Also hebt man bei der Aufnahme die hohen Frequenzen  an und senkt die tiefen ab. Das Ganze muss natürlich gemäß einer Norm verlaufen, der sog. RIAA-Kurve, da man auf der Wiedergabeseite umgekehrt verfahren muss - die tiefen Frequenzen werden wieder angehoben und die hohen abgesenkt.



Wie die RIAA-Kurve entsteht
Folgendes geschieht dabei in der Aufnahme-Elektronik:
Der Ausgangspunkt wird bei 1kHz festgelegt. Darüber werden die Höhen angehoben. Die Eck-Frequenz ist dabei auf 2.122 Hz (+3dB-Punkt) festgelegt, damit die 1kHz unverändert bleiben. Das ergibt einen Anstieg von 6dB/Oct.  Bei 20kHz sind +20dB gegenüber 1kHz erreicht.
Die Tiefen werden bei einer Eck-Frequenz von 500,5 Hz (-3dB-Punkt) abgesenkt. Damit die Absenkung nicht ins Unendliche geht, stoppt man die Absenkung bei einer weiteren Eckfrequenz von 50,05 Hz, so dass der Verlauf unterhalb 20Hz wieder linear verläuft.
Diese Zweiteilung der Filter (500,5Hz und 2122Hz) bewirkt, dass die RIAA-Kurve um 1kHz herum eine leichte "Delle" aufweist.
Die "krummen" Frequenzen entstehen durch die Anwendung ganzzahliger Zeitkonstanten (absoluter Ausgangswert).
75µs = 2122 Hz;  318 µs = 500,5 Hz;  3180µs = 50,05 Hz.  (t = R x C).


Die RIAA-Entzerrung bei Wiedergabe
Jetzt müssen Filter eingesetzt werden, die dem genauen Spiegelbild der Aufnahne-Verzerrung entsprechen. Also senkt man mit einer Eckfrequenz von 2122 Hz ab und hebt mit einer Eckfrequenz von 500Hz an, wobei die Anhebung bei 50Hz  Eckfrequenz gestoppt werden muss, da diese  bei aktiven Schaltungen nach unten sonst bis zur Open-Loop-Verstärkung der Schaltung ansteigen würde. Deshalb wurde die Tiefenabsenkung bei Aufnahme auch bei 50Hz entsprechend gestoppt. Die drei Filter kann man in einer Gegenkopplung in einem komplexen Netzwerk kombinieren oder auch auf einzelne Stufen aufteilen. Letzteres lässt sich leichter berechnen. Passive Entzerrung ist auch sehr beliebt. Da ein Passiv-Filter  nicht anheben, sondern nur absenken kann, muss die Berechnung etwas anders angegangen werden.

Entzerrung nach IEC
Die Kommission hat später mal vorgeschlagen, bei Wiedergabe eine Absenkung unterhalb 20Hz vorzunehmen. Das soll eventuelle Rumpelgeräusche von Laufwerken und Tonarmresonanzen besser unterdrücken. Tatsache ist, dass bei der Wahl eines solchen Eckpunktes die Absenkung - und besonders die Phasendrehung des Signals bereits über eine Octave oberhalb 20Hz beginnt.
Manche wenden es an - manche wenden es nicht an. Bei der heutigen Qualität der Laufwerke erscheint uns eine Absenkung nur unterhalb 10Hz als sinnvoll, da bei diesen Frequenzen immer mal sogenannter Infraschall durch Trittschall, Plattenunebenheiten, usw. auftreten kann. Das muss die nachfolgende Elektronik zusätzlich zum Signalgemisch verarbeiten, wobei zu bedenken gilt, dass in diesem Bereich die Verstärkung des Signals (wegen der RIAA-Kurve) bei leisen MC-Systemen das über 10.000-fache (80dB) betragen kann. Bei hohen Lautstärken können dann noch zusätzlich Membran-Übersteuerungen des Tieftöners vorkommen.
 

Die sogenannte "Neumann-Konstante" oder "Neumann-Kurve"
Für den Einsatz in Wiedergabefiltern erkennen wir keine wirkliche Notwendigkeit.
Sie ist eine technisch bedingte Korrektur bei der Platten-Aufnahme, die hauptsächlich die Aufnahme-elektronik und -mechanik betrifft, nicht aber den Audio-Frequenzgang und von einigen als "Neumann-Konstante" bezeichnet wird. Sie wird seit ihrer Einführung fast gar nicht in Verbindung mit der RIAA-Entzerrung erwähnt.
Deshalb findet man bei Recherchen nach Dokumentationen zu diesem Thema auch fast gar nichts, jedoch viele kopierte Berichte, die von wenigen verfasst wurden.
Einfach mal "Neumann-Konstante" in Suchmaschine eingeben, oder "neumann konstante" +neumann.com.

Oder direkt beim Hersteller suchen, ob der selber was dazu sagt!
www.neumann.com  "Unternehmen" / "Über uns" / "Geschichte Teil 4 "

Diese sog. Neumann-Konstante entstand schon sehr früh. Wie oben bereits erklärt, wird bei der Aufnahme der Frequenzgang oberhalb 1kHz mit 6dB pro Octave angehoben, das sind bei 20kHz bereits +20dB (10-fache Signalspannung).
Darüber hinaus könnte in aktiven Filterschaltungen der Anstieg der Frequenzen oberhalb 20kHz bis zur Leerlaufverstärkung der Verstärkerschaltung unbegrenzt ansteigen.
Da elektronische Schaltungen ein gewisses Eigenrauschen besitzen, das ein sehr breites Frequenzspektrum auch außerhalb des Audiobereiches aufweisen kann - und auch sonst durch verschiedene Vorgänge sehr hohe Frequenzgemische vorkommen können, würden Frequenzen oberhalb 50kHz bis 1Mhz zu solchen Pegeln ansteigen, dass die Verstärkerelektronik dann übersteuert, bzw. HF-Schwingungen durch Phasendrehungen auftreten und sogar Schneidstichel in Mitleidenschaft gezogen werden können. Die Aufnahme wäre dann verdorben.
Die Konstruktion der Schneidstichel-Anlagen stoppt die Höhen-Anhebung mit einem -3dB Punkt bei ca. 50kHz.

Ob man im Gegenbild bei der Wiedergabe die Höhen-Absenkung des RIAA-Filters oberhalb 50kHz auch stoppen muss, oder ob man die Absenkung weiter laufen lassen kann, sei angesichts der Tatsache, dass oberhalb 20kHz auf der Platte ohnehin so gut wie nichts vorhanden ist, dahingestellt.
Man müsste auf jeden Fall weitere Filterelemente einsetzen, um Frequenzen nicht abzusenken, die wegen der Aufnahmebegrenzug und der begrenzten Nadel-Schnelligkeit im Signal nicht vorhanden sind !!??

Und was ist mit den sogenannten "Half-Speed-Schallplatten" mit halbiertem Schreibfrequenzgang...?

In unserer Vorstufe ist mit dieser sog. Neumann-Konstante nicht der geringste Klangunterschied auszumachen.
Allenfalls ein leichter messbarer Höhenanstieg verschiedener Mess-Schallplatten von ca +0,3dB bei 20kHz, und somit kein Höhenabfall ohne 50kHz-Filter. (Wahrscheinlich hat die Schneidstichel-Spule eine andere Güte als ein RC-Filter).
Manche argumentieren, dass dieses 50kHz Aufnahme-Filter phasenmäßig bereits im Hörbereich einsetzt und deshalb den Klang beeinflusst, behaupten dann aber gleichzeitig, dass das 50kHz Wiedergabe-Filter sogar positiv auf Platten wirken soll, die gar nicht mit diesem 50kHz Filter aufgenommen wurden, obwohl dieses Signal jetzt zusätzlich in der Phase beeinflusst wird ?!?!
Wir behaupten - und das haben wir eingehend und nachvollziehbar im Blindtest ermittelt - dass sogar ein Filter mit 25kHz Einsatzfrequenz nicht wahrnehmbar ist. Wer das genau wissen will, kann unsere - und so ziehmlich jede andere Phonovorstufe - leicht selbst um ein solches Filter erweitern und solange die Einsatzfrequenz herabsetzen, bis man wirklich in einem Blindtest eine Veränderung wahrnehmen kann.

Über dieses Thema gibt viele verwirrende Beschreibungen im Netz, in Foren, usw.
Wenn Sie nicht mehr durchblicken, glauben Sie am besten gar keinen Beschreibungen,
auch nicht unseren, sondern überzeugen sich selbst.
Hier ein Vorschlag, wie man fast jedes RIAA-Filter
um die sogenannte Neumann-Konstante erweitern kann

Wir sind der Meinung, dass die Fa. Neumann damals in der Lage war, durch ihre Konstruktionen den Hörbereich bewusst nicht zu beeinflussen, um bestehende RIAA-Richtlinien nicht zu verändern.
Daher halten wir diese speziell für die Aufnahme eingeführte Maßnahme bei Wiedergabe für absolut überflüssig und wenden sie deshalb auch nicht an, obwohl dieses Filter nur zwei kleine zusätzliche Bauteile erfordern würde.

Die RIAA-Kurve ist also nach wie vor die gültige Richtlinie.
Alle anderen hier beschriebenen Varianten beeinflussen auf Grund bestimmter technischer Gegebenheiten nur das obere oder untere Ende dieser Kurve
und verändern nicht die eigentliche Entzerrung.
Man kann also niemals sagen, die RIAA-Kurve sei falsch oder überholt.


Verschiedene Entzerrkurven
Es existieren noch andere Kurven (nicht RIAA), die vereinzelt aufkamen,
meistens für 78 RPM.
z.B. CCIR; Decca; AES; Columbia...; London...; EMI...;  NAB, usw.
Da diese sehr selten vorkommen, hat sich die RIAA-Kurve als Standard behauptet.

Wer umschaltbare Entzerrkurven anwenden möchte, muss über entsprechende Aufnahmen informiert sein.
Allein dieser Link oder dieser zeigt über 20 Kurven.
Hier und hier eine Auflistung, welche Labels welche Entzerrung benutzten (ca. 200)
Gern helfen wir weiter, wenn Filter auf unseren Modulen umgerechnet werden sollen.
Besonders unser Modul Phono-M ist dafür geignet
Auf Wunsch liefern wir die Berechnungsformeln mit.