Eine kurze Geschichte der Tonaufzeichnung

Musik ist heute dermaßen allgegenwärtig, dass es schwer vorstellbar ist, dass bis vor 120 Jahren alle musikalischen Veranstaltungen völlig ephemere, einmalige, unwiederbringliche Ereignisse waren. Auch die Konzerte der größten Künstler bis ca. 1900 konnten nur von den im Konzert Anwesenden und auch nur während des Konzertes genossen werden. Nach dem Konzert war die künstlerische Leistung für immer verloren – was blieb, war einzig die Erinnerung derer, die dabei waren. Ab dem späten 19.Jh. gelang es der Menschheit, Klänge einzufangen, „haltbar zu machen“ und bei Bedarf „wieder zu geben“. In diesem Artikel geht es um die Erfindungen und Leistungen der Menschen im ausgehenden 19. und im 20. Jahrhundert, die dieses Wunder möglich gemacht haben.

Aufgrund ihrer Leistungen ist heute kein Kulturgut so allgegenwärtig wie die Musik. Da Musik die besondere Eigenschaft besitzt, die Emotionen der Menschen direkt anzusprechen, wird Musik – ganz unabhängig von dem Kulturkonsum eines Konzertes – für alles eingesetzt, womit die Emotionen der Menschen beeinflusst werden sollen: sei es in der Werbung, beim Film oder auch im Alltag, etwa beim Sport, beim Autofahren oder der Hausarbeit. Die Geschichte der Tonaufzeichnung ist – wie alle kommerziellen Geschichten – auch eine Geschichte der Demokratisierung, der zunehmenden Verfügbarkeit für immer breitere Bevölkerungsschichten zu immer niedrigeren Preisen.

Erste Apparate zur Tonaufzeichnungen sind aus rein wissenschaftlichem Interesse im frühen 19. Jahrhundert entwickelt worden:

  • 1807 veröffentlichte der englische Arzt und Physiker Thomas Young (1773–1829) seine Schrift „A course of lectures on natural philosophy and mechanical arts“, in welcher er einen Apparat zu Aufzeichnung des Amplitudenverlaufs der Schwingungen einer Stimmgabel beschrieb (Kymograph). Mit diesem Gerät konnte er Vibrationen einer Stimmgabel, die mit einem Stift verbunden wurde, auf einer rußgeschwärzten rotierenden Walze aufzeichnen.
  • Aufbauend darauf entwickelte 1857 der französische Drucker, Buchhändler und Erfinder Édouard-Léon Scott de Martinville (1817-1879) ein Gerät zur grafischen Aufzeichnung jeglicher Art von Schall, welches er „Phonautograph“ nannte und im selben Jahr patentieren ließ (Abb. 1):


Abb. 1 – Scott de Martinvilles Phonautograph, ca. 1860

Der Phonautograph verwendet einen großen Trichter (BC), um die Klänge einzufangen und eine angeschlossene Membran (B) in Schwingungen zu versetzen. Die Membran ritzt diese Schwingungen mittels einer Schweineborste (b) auf eine mit einer Handkurbel (k) betriebene, rußgeschwärzte Walze (A) in Seitenschrift. So ermöglicht es der Phonautograph das Tonsignal graphisch aufzuzeichnen. Scott de Martinville forschte am Phänomen der Schallwellen und bezweckte mit dem Apparat die graphische Aufzeichnung des Amplituden-Zeitverlaufs von Tönen. An eine Wiedergabe der aufgezeichneten Töne, wie später Thomas A. Edison, oder gar an eine kommerzielle Verwendung hat Scott de Martinville nicht gedacht. Erst 2008 konnten Tonaufzeichnungen von Scott de Martinville aus den Jahren 1859/60 rekonstruiert und hörbar gemacht werden, womit Scott de Martinville die älteste bekannte Tonaufnahme zugeschrieben werden kann.

Ebenfalls in Paris arbeitete der französische Dichter und Erfinder Charles Cros an verschiedenen Projekten zur Photographie, Telegraphie und Tonaufzeichnung. Er übergab am 30.4.1877 der Naturwissenschaftlichen Akademie  Paris einen Brief, welcher seine Ideen zu einem Gerät, das er später „Paléophone“ nannte, beschreibt (Abb. 2). In dem Brief führte Cros aus, dass die Schwingungen von Schallwellen durch einen auf einer vibrierenden Membran befestigten Stift gemessen werden können. Weiter berichtete er, dass man in der Folge die Schwingungen in Metall gravieren könnte, damit eine an einer Membran befestigten Nadel dann über die eingravierten Schwingungen laufen und die Töne mittels derselben Membran wiedergeben könnte. Cros fehlten die finanziellen Mittel, seine theoretischen Überlegungen auch tatsächlich konstruieren zu lassen, so dass sein Konzept nie realisiert wurde. Kurz darauf wurde es von Th. A. Edisons unabhängiger Erfindung eines ähnlichen Apparates überholt. Es gibt keinerlei Hinweise, dass der eine irgendetwas von den Entwicklungen des anderen wusste. Brief und Idee von Cros gerieten in der Folge zunächst in Vergessenheit.

Abb. 2 – Charles Cros versiegelter Umschlag an die Französische Akademie der Wissenschaften vom 30. April 1877

Die Entwicklung der Tonaufzeichnung und –wiedergabe lag also im 19. Jhd. in der Luft. Die weitere Geschichte der Tonaufzeichnung ist durch fünf Meilensteine geprägt:

 

1. Entdeckung der Möglichkeit zur (akustisch-mechanischen) Tonaufzeichnung

Als Nebenprodukt seiner Forschungen in der Telekommunikation entwickelt Th. A. Edison 1877 ein walzenbasiertes Aufnahme- und Wiedergabegerät mit Tiefenschrift, den „Phonographen“ – zunächst mit einer Zinnfolie, später Wachs (Abb. 3). Es war ursprünglich für Diktatarbeiten im Büro konzipiert. Nachdem das Gerät am 6. Dezember 1877 fertiggestellt worden war, wurde auch die erste Aufnahme gemacht, indem Edison in den Trichter „Hallo“ und noch einmal „Hallo“ sagte. Anschließend sang er das englische Kinderlied „Mary had a little lamb, its fleece was white as snow, and everywhere that Mary went, the lamb was sure to go“, das er seinen Mitarbeitern nach der Aufnahme vorspielte. Diese erste Tonaufnahme ist leider nicht erhalten. Edison war zwar nicht der erste Mensch, der eine Tonaufzeichnung gemacht hatte. Diese Ehre gebührt Scott de Martinville und dem von ihm entwickelten „Phonautograph“. Edisons Phonograph konnte aber Töne nicht nur aufnehmen sondern auch wiedergeben und somit ist Edison der erste Mensch, der seine eigenen Aufnahmen, insbesondere seine eigene Stimme auf einer Aufzeichnung hörte.


Abb. 3 – Edison Perfected Phonograph, ca. 1900

Edisons früher Zinnfolien-Phonograph hatte eine Reihe von Unzulänglichkeiten:

  • Die Aufnahmekapazität war, mit nicht mehr als ca. einer halbe Minute, sehr kurz
  • Die Zinnfolie ermöglichte kein präzises Schneiden der Tonschwingungen, sondern war geprägt durch Glitsches und Aussetzer
  • Aufgrund des relativ weichen Walzenmaterials war jede Walze und damit jede Aufnahme nach etwa fünf Abspielungen zerstört
  • Immer musste ein neues Stück Zinnfolie um den Zylinder gewickelt werden, die vorherige Aufnahme konnte nicht dauerhaft konserviert werden
  • Aufnahmen konnten nicht vervielfältigt werden; jede Walze war ein Unikat
  • Die Klangqualität war sehr bescheiden

So sind auch keine frühen Aufnahmen aus den späten 1870er oder frühen 1880er Jahren erhalten. Edison wandte sich zunächst der Entwicklung der elektrischen Glühbirne zu, bevor er in den späten 1880ern seine Aufmerksamkeit wieder dem Phonographen zuwandte.

In der Zwischenzeit wurde Edisons Konzept ab 1884 von Charles Sumner Tainter und Chichester Alexander Bell, im Rahmen des von Alexander Graham Bell gegründeten „Volta Laboratory“ in Washington D.C., weiterentwickelt. Die verbesserte Version von Edisons Phonographen nannten sie „Graphophone“ und erhielten dafür am 4. Mai 1886 ein erstes Patent (Abb. 4):


Abb. 4 – Graphophon, 1888

Die Graphophone verbesserten die Phonographen vor allem durch:

  • Verwendung von Seitenschrift, statt Tiefenschrift
  • Verwendung von Wachs anstatt von Zinnfolie als Walzenmateriel, was die Klangqualität und die Aufnahmekapazität aber ebenso die Langlebigkeit der Walzen erhöhte
  • Verbesserte Antriebstechnik über Aufzugsmechanismen bzw. später elektrische Motoren.

Zur Vermarktung der Graphophone gründeten Tainter und Bell 1886 die „American Graphophone Company“ als Konkurrenzbetrieb zu Edisons „Phonograph Company“. Ein Versuch der Kooperation zwischen den Parteien 1886 endete in einem 10 Jahre währenden Rechtsstreit um Patentrechte, der erst 1896 durch Vergleich beendet werden konnte. In der Zwischenzeit vermochte der Investor Jesse H. Lippincott die Vermarktung von Phonographen und Graphophonen als Diktiergeräte in seiner 1888 gegründeten „North American Phonograph Company“ zu vereinen (Abb. 5):


Abb. 5 – Stenographie-Abteilung bei Sears Roebuck – ca. 200 junge Frauen schrieben ca. 10.000 Briefe jeden Tag, die auf Graphophonen diktiert wurden

Der North American Phonograph Company war jedoch kein langes Leben beschieden. Schon 1890 ging sie in die Insolvenz. Allerdings hatten sich unter ihren Regionalgesellschaften zwei auf die Vermarktung der Geräte als Unterhaltungs- anstatt Diktiergeräte verlegt und damit außerordentlichen Erfolg: Neben der Pacific Phonograph Company, die Columbia Phonograph Company, die die Insolvenz der Muttergesellschaft überstand und sich 1891 mit der American Graphophone Company zusammenschloss. In der Folge entwickelte sich die Columbia Phonograph Company zu Columbia Records, dem heute ältesten Musikunternehmen der Welt.

Aufgrund des Konkurrenzdruckes durch die Graphophone Company, kümmerte sich Edison ab Ende der 1880er Jahre wieder um seinen Phonographen und dessen Verbesserungen („Perfected Phonograph“), die in weiten Teilen den Entwicklungen Tainters und Bells folgten:

  • Normwalze mit verlängerter Spieldauer von 2-3 Minuten (Durchmesser: fünfeinhalb Zentimeter, Länge: zehneinhalb Zentimeter, 100 Schallrillen pro Zoll)
  • Erst wiederbespielbare Wachs-, später nicht neubespielbare Hartgusswalzen, die in kleinem Rahmen (einige 100 Kopien) kopierbar waren
  • Wachswalzen hatten bessere Tonqualität und nutzten sich weniger stark ab als Zinnfolie
  • Edison blieb bei der Tiefenschrift, verbesserte aber Aufnahme- und Wiedergabedose

Thomas Edison schickte ein Exemplar des Perfected Phonograph an George Gouraud in London und dieser stellte das Gerät am 14. August 1888 in einer Pressekonferenz vor. Dabei spielte er auch eine vorbespielte Walze mit einem Stück für Klavier und Kornett aus Arthur Sullivans „The Lost Chord“. Dies ist eine der ältesten erhaltenen Musikaufnahmen. In der Folge organisierte Gouraud „Phonograph Parties“ für ausgewählte Gäste, um das Gerät bekannt zu machen. Bei einer dieser Parties war am 5. Oktober 1888 auch Arthur Sullivan persönlich anwesend, der am Ende der Präsentation mit dem Gerät eine kleine Rede aufnahm, um diese als Dank an Edison zu senden. Darin sagte er unter anderem:

„I can only say that I am astonished and somewhat terrified at the result of this evening’s experiments: astonished at the wonderful power you have developed, and terrified at the thought that so much hideous and bad music may be put on record forever. But all the same I think it is the most wonderful thing that I have ever experienced, and I congratulate you with all my heart on this wonderful discovery.“

In Deutschland wandte sich Edison an Werner von Siemens, um für seinen Phonographen Zugang zu „Höheren Kreisen” zu erhalten. Sogar dem deutschen Kaiser Wilhelm II. wurde ein Phonograph an den Hof übersandt. Der Technik-interessierte Kaiser wurde ein großer Bewunderer der Sprechmaschine. Ein Bankenkonsortium unter Beteiligung von Werner von Siemens trat ab Oktober 1889 in Verhandlungen über die Herstellung und den Vertrieb von Phonographen in Deutschland. Das Projekt scheiterte jedoch und erst im Dezember 1895 kaufte die Deutsche Edison-Phonographen-Gesellschaft die Rechte für das Deutsche Reich.

Wirklichen Erfolg brachten aber keine Sprech-, sondern erst Musikaufnahmen. Ab den 1890er Jahren entstand ein immer breiteres Musikangebot auf Walzen. Diese wurden zunächst vor allem auf Jahrmärkten einem staunenden Publikum vorgeführt. Selten wurden Phonographen mit Trichtern verwendet. Da man für jede Abspielung bezahlen musste und die Walzen sich schnell abnutzten, hatten die Vorführer ein Interesse daran, möglichst vielen (gleichzeitig zahlenden) Gästen die Abspielungen vorzuführen. So wurde vor allem mit Hörschläuchen, ähnlich einem Stethoskop, den Darbietungen gelauscht – die Jukebox war geboren! (Abb. 6):


Abb. 6 – Nickel-In-The-Slot Phonograph, Kansas 1890

Das Thema Tonaufnahme und –wiedergabe war ein Megatrend um 1900 und viele Erfinder und Firmen kämpften hart um einen Anteil an dem Kuchen. Trotz seines Startvorteils konnte sich Edison nicht mit seiner Technologie durchsetzen. Im Herbst 1929 musste Edison infolge der Weltwirtschaftskrise die gesamte Tonträgerherstellung einstellen. Trotz laufender Verbesserungen an technischen Details scheiterte der Phonograph am Schallplattensystem von Emil Berliner. Diktierphonographen blieben in den USA aber noch bis in die 1950er Jahre für den Büroeinsatz auf dem Markt.

Emil Berliner (1851-1921) ist der archetypische Selfmade-Millionär: 1870 aus Deutschland in die USA ausgewandert, um der Einberufung des preußischen Militärs zu entgehen, arbeitet er sich vom Flaschenspüler zum erfolgreichen Großindustriellen empor. Sein Interesse galt schon früh der jungen Audiotechnologie und vor allem dem Telephon und dem Phonographen. Nachdem er in seiner Wohnung in Washington ein funktionierendes Mikrophon entwickelt hatte und diese Erfindung 1877 für USD 50.000 an die „Bell Telephone Company“ verkaufte, hatte er genug Geld, um sich ein professionelles Labor einzurichten und seine Aufmerksamkeit auf die erfolgversprechende Tonaufnahme und –wiedergabe zu konzentrieren. Dazu greift er zunächst die Entwicklung von Edison, Bell & Tainter auf und entwickelt nach langem Forschen und Ausprobieren ein plattenbasiertes Aufnahme- und Wiedergabesystem mit Seitenschrift in spiralförmiger Rille, das er „Grammophon“ nennt. Am 4. Mai 1887 meldet er hierfür ein erstes Patent an.

Der Kerngedanke Berliners war, dass das Einritzen der Nadel in den Wachszylinder bei Edisons Phonograph variierende und z.T. erhebliche Kraft seitens der Membran beansprucht, mit der Folge, dass die Membranschwingungen bei tieferen Einschnitten abgeschwächt werden und die Töne somit unvollkommen aufgezeichnet werden. Berliners Überlegungen zielten darauf ab, diese Ungleichmäßigkeit beim Schneidevorgang zu vermeiden. Die von ihm verwendete Seitenschrift in Kombination mit einer Platte als Träger, ermöglicht eine gleichmäßige gleitende Bewegung der Nadel über die Platte.

Berliners Schallplatte bestand ursprünglich aus einer flachen, wachsbeschichteten Zinkscheibe, welche, wie die Walzen für Phonographen, einzeln hergestellt werden musste. Zur Aufnahme wurde eine Schalldose über eine Spindel spiralförmig über die Schallplatte geführt. Der durch den Trichter gebündelte Schall bewegte selbst eine Membran, an der wiederum über ein Hebelsystem die Nadel befestigt war. Dadurch wurde im Wachs ein Abbild des Schalls in Form einer Rille erzeugt. In einem Säurebad wurde diese in das Zink geätzt. Das Wachs konnte entfernt werden, die Rille blieb dauerhaft erhalten. Diese frühen Versuche boten noch nicht die Möglichkeit der Vervielfältigung, außerdem war die Tonqualität noch sehr schlecht und von starkem Rauschen unterlegt.

Am 6. Mai 1888 stellte Berliner sein Grammophon erstmals im Franklin Institut in Philadelphia der Öffentlichkeit vor. Die Schallplatte war geboren! (Abb. 7)


Abb. 7 – Berliner Grammophon, ca. 1888

Kommerziell verwendbar war sie noch lange nicht. Insbesondere das Problem der Vervielfältigung war ungelöst, da die Platten einzeln hergestellt werden mussten. Für die Interpreten und Interpretinnen war es schier unzumutbar, dieselbe Aufnahme wieder und wieder aufzunehmen. Der Weg bis zum Erfolg war steinig: Edisons verbesserter Phonograph, zusammen mit dem Eiffelturm gefeierter Mittelpunkt der Pariser Weltausstellung 1889, stand weltweit gerade auf dem Gipfel seiner Popularität. Niemand schien sich in Amerika für einen deutschen Einwanderer und sein Grammophon zu interessieren. Berliner bot verschiedenen Investoren die Patentrechte für USD 40.000 an. Doch niemand wollte sie haben. Keiner sah die konstruktiven Vorteile, die diese Erfindung gegenüber dem Phonographen zweifellos aufwies.

Berliner musste also nolens volens die Probleme des Grammophons selbst lösen und reiste dafür von Amerika zurück nach Deutschland. Dort wandte er sich im November 1889 an Louis Rosenthal, den Leiter einer Firma für Metallätzung aus Frankfurt am Main und gewann ihn für eine Firmenbeteiligung. Nach viel Experimentieren war Rosenthal im Juni 1890 so weit, dass er Berliner eine fehlerfreie Pressmatrize aus vernickeltem Kupfer für die Vervielfältigung präsentieren konnte. Mit dieser Matrize ließ sich eine große Anzahl von identischen Kopien in eine durch Erhitzen plastische Masse (zunächst Hartgummi, später Schellack) pressen, die nach dem Abkühlen sehr hart wurde. Die ersten Schallplatten steckten in einer Papierhülle mit farbigem Aufkleber für den Plattentitel und den gesungenen oder gesprochenen Text. Die aufgenommenen Interpreten waren noch anonym.

Die Probleme früher Plattensysteme, wie schlechte Klangqualität und geringe Spieldauer etc. wurden Schritt für Schritt verbessert und es setzte sich unter den inzwischen zahlreichen verschiedenen Herstellern ein gewisse Standardisierung durch, so dass ab 1896 Schallplatten in Schellack mit einer ab ca. 1900 standardisierten Größe von 25cm bis 30cm (10‘‘ – 12‘‘) und einer maximalen Spielzeit von 3,5 bis 4,5 Minuten kommerziell verfügbar waren – ab 1904 auch beidseitig bespielt. Eine Standardisierung bei der Umdrehungsgeschwindigkeit setzte sich erst in den 1920er Jahren mit 78U/Min. (rpm) durch. Allerdings musste im Zuge all dieser Optimierungen die Aufnahmemöglichkeit der frühen Systeme aufgegeben werden. Die Platten wurden vorbespielt und konnten nur noch abgespielt werden. Zurück in den USA beauftragte Berliner den Erfinder und Unternehmer Eldridge R. Johnson mit der Entwicklung eines Federwerkantriebes für das Grammophon, das den Handkurbelantrieb ersetzen und den Gleichlauf deutlich verbessern sollte. Dessen Einführung 1896 verhalf dem Grammophon dann auch tatsächlich zu weiterer Klangverbesserung und zu einer enormen Umsatzsteigerung. Das Grammophon begann seinen Siegeszug um die Welt (Abb. 8).


Abb. 8 – Gramophone Victor III der Victor Talking Machine Co., ca. 1910

Die letzte Verbesserung der akustisch-mechanischen Grammophone war die Einführung eines elektrischen Antriebes ab 1919 durch die Firma Albert Ebener & Co.. Der elektrische Antrieb machte das Kurbeln überflüssig und vermied das Rattern des mechanischen Aufzugsmechanismus bei gleichzeitig deutlich verbesserter Gleichlaufleistung.

Für das Schallplattenmaterial hatte sich Schellack um 1900 durchgesetzt. Schellack lässt sich zwar unter Erwärmung gut formen und pressen und wird nach Abkühlung sehr hart, aber es hat auch eine Reihe von Nachteilen:

  • Da Schelllackplatten ca. 70% an Gesteinsmehl (und ca. 30% Schelllack mit Zusätzen) enthalten, sind sie härter als der Stahl aus denen die Abspielnadeln bestanden, mit der Folge, dass die Nadel sich im Laufe des Abspielens einer Plattenseite binnen weniger Minuten auf das Rillenprofil einschliff und in den Rillengrund kratzte. Wollte man seine Schelllackplatten nicht beschädigen, mussten die Nadeln nach jeder Plattenseite gewechselt werden.
  • Schellack ist schwer und brüchig und geht, vor allem beim Transport, leicht kaputt.

Aus diesen Gründen experimentierten die Plattenhersteller laufend mit alternativen Materialien, doch hielt sich Schelllack bis in die späten 1940er Jahre als das Standardmaterial für Schallplatten, bis es dann vom PVC endgültig abgelöst wurde.


Abb. 9: Reisegrammophon mit Stahlnadel auf Schelllackplatte, ca. 1920

Die scheibenförmigen Tonträger für ein Grammophon hatten nicht nur eine deutlich höhere Klangqualität, sie waren auch platzsparender als die Walzen eines Phonographen und sie konnten leichter als Massenkopie und daher wesentlich kostengünstiger produziert werden.

Da Berliner mit seinem System eine deutlich höhere Klangtreue erreichte als Edisons Phonographen, fokussierte sich Berliner mit seiner Erfindung auf die Unterhaltungsindustrie. Hierzu gründete er mehrere Gesellschaften, die die gesamte Wertschöpfungskette der Musikwiedergabe kontrollierten – von der Aufnahme über die Plattenproduktion bis zur Herstellung und Vertrieb der Plattenabspielgeräte:

  • 1898 gründete er die „Gramophone Company“ in London und New York, die u.a. die Muttergesellschaft von „His Master’s Voice“ wurde und sich später durch Zusammenschluss mit der „British Columbia Company“ zu „Electrical and Musical Industries Ltd.“ (EMI) in England und, nach Fusion mit der „Columbia Graphophone Company“ 1931, zu „Columbia Records“ in den USA entwickelte.
  • Ebenfalls 1898 gründete er gemeinsam mit seinem Bruder Josef als Tochter der britischen Grammophon Company die „Deutsche Grammophon Gesellschaft“ in Hannover, die bis heute existiert.
  • 1901 gründete er, gemeinsam mit Eldridge R. Johnson, die „Victor Talking Machine Company“ die sich 1929 durch Übernahme der „Radio Cooperation of America“ zu „RCA Victor“ entwickelte.

Der große kommerzielle Erfolg der Berliner-Schallplatte und der relativ schlechte patentrechtliche Schutz der Erfindung führten einerseits zu einer Vielzahl rechtlicher, zumeist patentrechtlicher Auseinandersetzungen, die letztendlich dazu führten, dass Berliner 1900 aus dem amerikanischen Markt gedrängt wurde. Zum anderen ermunterten sie ab etwa 1900 vor allem in Europa zahlreiche Unternehmer, die Produktion eigener Schallplatten und Abspielgeräte aufzunehmen. Binnen weniger Jahre entwickelte sich so ein äußerst innovativer und schnelllebiger Industriezweig (Pathé, Odeon, Lindström etc.).

Ab 1910 überholte der Verkauf von Schallplatten den von Edisons Zylindern und ab dem Ende des 1. Weltkrieges war die Schallplatte das dominante Aufnahme- und Wiedergabeformat. Grammophone und die Musik auf Schallplatten wurden endgültig zum Massenphänomen (Abb. 10):

Abb. 10 – HMV London Store, Oxford St., 1920s

Der Erste Weltkrieg ließ die Schallplattenproduktion weltweit stark zurückgehen, was primär durch den vorübergehenden Zusammenbruch des internationalen Handelsnetzes für Rohschellack bedingt war. Nach Kriegsende erholte sich die Schallplattenindustrie zunächst nur langsam. Die Wirtschaftskrisen der 1920er Jahre und auch die Entstehung der ersten Rundfunksender beeinträchtigten die Plattenabsätze weltweit erheblich. Ins Gegenteil verkehrte sich diese Entwicklung allerdings, als ab 1925 mehrere amerikanische und europäische Firmen annähernd gleichzeitig elektrische Aufnahmeverfahren präsentierten, die die alten akustisch-mechanischen Aufnahmeapparate binnen kurzer Zeit völlig verdrängten, die Kosten der Schallplattenaufnahme dramatisch reduzierten und die Klangqualität enorm verbesserten.

 

2. Elektrifizierung der Tonaufzeichnung und später –wiedergabe

Die frühen Aufnahmetechniken (Walze und Platte) waren akustisch-mechanisch, d.h., dass sie völlig ohne Elektrizität auskamen (die Bezeichnung „akustische Tonaufzeichnung“ hat sich hierfür zwar durchgesetzt, doch dies ist etwas irreführend, da alle Tonaufzeichnung immer akustisch ist; ‚akustisch-mechanisch‘ trifft es besser). Die akustisch-mechanische Technologie ist dadurch geprägt, dass der Schall von einem Tontrichter eingefangen und in Schwingungen einer Membran umgewandelt wird, der dann auf rein mechanischem Weg gespeichert und reproduziert wird. Die gesamte hierfür benötigte Energie muss der Schall selbst aufbringen – auch die Kräfte, die nötig sind, um die Rille in das Trägermaterial einzuritzen, sei es in der Vertikalen (bei Edison) oder in der Lateralen (bei Berliner). Die Erzeugung eines genügend lauten “Quell-Signals” war in der akustisch-mechanischen Epoche also eine zwingende Voraussetzung, um dieses aufnehmen zu können. Ein Paradebeispiel war Enrico Caruso, dessen durchdringende, metallisch glanzvoll schmetternde Stimme jeden Trichter-bewaffneten Plattenproduzenten in helles Entzücken versetzte.

Durch die Resonanzwirkung des Trichters und den Abstand der Schallquelle vom Trichter sind der Klangqualität (Frequenzumfang und Ausgewogenheit der wiedergegebenen Töne) und Lautstärke enge Grenzen gesetzt, die im Laufe der Geschichte zwar ausgeweitet, aber nie auch nur ansatzweise beseitigt werden konnten.

Orchester oder größere Bands mussten vor dem Aufnahmetrichter sehr unnatürlich platziert werden. Ansonsten kam es zu einem stark unausgewogenen Klangbild. Laute Instrumente wie Blechbläser wurden weiter entfernt vom Trichter platziert, leise, wie Streicher weiter vorne. Alles drängte sich in möglichst kleinen Räumen vor den Aufnahmetrichter. Bei Fehlern mussten die Künstler die ganze Aufnahme wiederholen (Abb. 11).


Abb. 11 – Edward Elgar in einer Aufnahmesitzung, 1914

Viele Instrumente ließen sich nur schlecht oder gar nicht aufnehmen. Klavieraufnahmen gelangen nur mit riesigen Trichtern direkt über den Saiten. Ein Kontrabass kam auf den Aufnahmen überhaupt nicht durch; für die leise Violine wurden sog. Strohgeigen mit Trichtern entwickelt (Abb. 12).


Abb. 12 – Leo Slezak – Trichteraufnahme, ca. 1914

Erst die Einführung der elektrischen Tonaufzeichnung ab ca. 1924 überwand die Grenzen der früheren akustisch-mechanischen Tonaufzeichnung. So ermöglichte die Erfindung der Elektronenröhre Tonverstärker zu bauen und die Erfindung des elektrischen Mikrofons ermöglichte die Umwandlung der akustischen Schwingungen in Strom. Dieser modulierte Strom wurde dann durch eine elektrische Verstärkerröhre geleitet und erzeugte im Plattenschneidgerät elektromagnetisch eine mechanische Kraft, die den Schall völlig unabhängig von seiner Energie im Trägermaterial einritzen konnte. Die Aufnahmen fanden gewöhnlich mit ein oder zwei Mikrophonen (Backup) statt. Die Aufnahmebalance wurde noch über den Abstand des Musikers zum Mikrophon bestimmt bzw. durch Aufstehen und zum Mikrophon neigen (Abb. 13).


Abb. 13 – Elektrische Aufnahmesitzung, New York, 1928

Dies verbesserte die Klangqualität der Aufnahmen und Schallplatten dramatisch (Abb. 14):


Abb. 14 – Frequenzgang einer akustisch-mechanischen Schalldose (gestrichelte Linie) im Vergleich zu einer elektrischen Tondose (durchgezogene Linie)

Die Entwicklung des Mikrofons, ebenso wie die des Lautsprechers, ging Hand in Hand mit der Entwicklung des Telefons. Zwar gilt heute der schottische Taubstummenlehrer und spätere Großunternehmer Alexander Graham Bell (1847–1922) mit seinem Patentantrag vom 14. Februar 1876 als der Erfinder des Mikrofons, allerdings gab es bereits frühere Erfindungen:

  • Angeblich bereits 1860 entwickelte der in die USA ausgewanderte italienische Ingenieur Antonio Meucci (1808-1889) ein Telefon auf Basis eines von ihm erfundenen elektromagnetischen Schallwandlers, doch stammen alle erhaltenen Dokumente darüber aus den 1870er Jahren, so dass der Zeitpunkt seiner Entwicklungen nicht gesichert ist.
  • Gesichert ist, dass der deutsche Lehrer und Erfinder Johann Philipp Reis (1834-1874) seinen Apparat, den er damals schon „Telephon“ (was sich später international durchsetzte) nannte, 1861 den Mitgliedern des Physikalischen Vereins in Frankfurt öffentlich mit der Durchsage „Das Pferd frisst keinen Gurkensalat“ vorführte. Er war somit der erste, der eine funktionierende elektrische Fernsprechverbindung aufgebaut hatte. Im Zuge seiner Arbeiten am Telephon entwickelte Reis auch das erste Kontaktmikrofon. Vom Modell einer Ohrmuschel ausgehend erkannte Reis, dass statt eines Trommelfells auch ein mit einer Membran bespannter Schalltrichter verwendet werden konnte. Dieser Schalltrichter mündete bei Reis in einem Gehäusekasten. Er versah die Membran mit einem Platinkontakt, der im ruhenden Zustand einen anderen Kontakt, der im Gehäuse befestigt war, gerade noch berührte. Über diesen Kontakt und einen äußeren Widerstand wurde Gleichstrom geleitet. Fand nun an der Membran ein Schallwechseldruck statt, kam diese in Schwingung, was dazu führte, dass die Kontakte je nach dem Lauf der Schallwellen mehr oder weniger zusammengedrückt wurden.

Bell waren die Arbeiten von Reis und Meucci sowie von seinem Konkurrenten Elisha Gray von der „Western Electric Company“ bestens bekannt, weshalb es immer wieder zu Patentrechtsstreitigkeiten kam. Nichtsdestotrotz gründete Bell 1875 die Bell Telephone Company, die in den Vereinigten Staaten den Bau eines Fernsprechnetzes übernehmen sollte. Nach Erhalt des Auftrages nannte sich die „Bell Telephone Company“ 1885 in „American Telephone and Telegraph Company“ (AT&T) um und wurde der weltgrößte Telefonkonzern.

Die Erkenntnis, dass Kohle die Schwingung einer Membran sehr einfach in elektrische Impulse umsetzen kann, führte Ende des 19. Jahrhunderts zur Entwicklung des Kohlemikrofons, das den druckabhängigen Übergangswiderstand zwischen Membran und einem Stück Kohle zur Signalgewinnung nutzt. Der Engländer David Edward Hughes (1831-1900) entwickelte bereits Anfang der 1870er Jahre das auf dem Prinzip des schallgesteuerten Widerstands basierende Kohlemikrofon mit Graphitstäben. Andere Erfinder wie Emil Berliner und Thomas A. Edison entwickelten das Kohlemikrofon weiter und beanspruchten die Erfindung teilweise für sich. Edison erhielt 1878 ein Patent auf das Kohlegranulatmikrofon (Abb. 15), das daraufhin bald in allen Telefonen eingesetzt wurde. Beim Kohlegranulatmikrofon wird zwischen metallischer Membran und Gegenelektrode über einen Arbeitswiderstand (Verbraucher) eine Gleichspannung angelegt. Die Schallwellen werden durch die Membran auf den Kohlegrieß übertragen. Das Prinzip beruht quasi auf einem „Wackelkontakt“ zwischen den Kohlekörnchen. Die mikroskopischen Lageänderungen der Teilchen bewirken eine Modulation des durchfließenden Gleichstroms. Dabei spielt auch der für Graphit typische druckabhängige Kontaktwiderstand eine Rolle. Mit dem Kohlegranulatmikrofon als Schall-Strom-Wandler und dem elektromagnetischen Lautsprecher als Strom-Schall-Wandler war die Grundform des Telefons gefunden und wurde viele Jahre beibehalten.

Abb. 15 – Funktionsweise des Kohlegranulatmikrofons

Georg Neumann (1898-1976) entwickelte im Jahr 1923 das Kohlemikrofon weiter, wodurch die Klangqualität besonders bei tiefen Frequenzen stark verbessert wurde. Der Durchbruch gelang ihm jedoch mit der Entwicklung des Niederfrequenz (NF)-Kondensatormikrofons 1928. Membran und Gegenelektrode bilden hier einen Kondensator, der auf eine Gleichspannung aufgeladen wird; durch die Membranbewegung ändert sich die Kondensatorkapazität, aus dieser wird das Signal gewonnen. Dieses Wandlerprinzip war der Schallaufzeichnungstechnik seiner Zeit qualitativ weit voraus und ist bei Mikrofonen höchster Qualität noch heute Standard.

Zu Beginn der zwanziger Jahre hielt die amerikanische Firma Western Electric die wichtigsten Patente auf Verstärkerröhren, Mikrophone, Schaltungen und Telephontechnik in den USA. Schon in den 1910er Jahren wurden wichtige Patente auf Kondensator- und Kohlemikrophone eingetragen, die dann in den zwanziger Jahren in den Aufnahmestudios zum Einsatz kamen. Western Electric war eine 100%ige Tochter und die Produktions-Firma der AT&T. Bei Western Electric fand die Entwicklung, Erforschung und Umsetzung im Bereich der Kommunikationstechnik statt. Ursprünglich wurde bei der Western Electric das elektrische Aufnahmeverfahren – bestehend aus Mikrophonen, Verstärkern und Wachsplattenaufnahmegerät – 1924 für den Tonfilm entwickelt, das sog. Vitaphone-Verfahren (Nadeltonverfahren, das ist das synchrone Abspielen von Schallplatten zum Film). Auf 40 cm (16″) Platten wurde der Ton mit 33 1/3 Umdrehungen elektrisch aufgenommen. So konnte die Western Electric ca. 12 Minuten pro Seite aufnehmen – die Länge einer damaligen Filmrolle (Abb. 16 & 17). Das gleiche System wurde ab 1928 dazu verwendet, um Radioprogramme auf sog. Transcription Discs vorzuproduzieren.


Abb. 16 – Wachsschreiber der Western Electric mit Ingenieur George Groves – Vitaphone, 1925


Abb. 17 – Westrex Aufnahmesystem, 1928 (rechts Edward B. Craft, executive vice president Bell Laboratories)

Die amerikanische Firma General Electric hatte um 1922 mit dem von ihr entwickelten „Light-Ray“-Verfahren ein Konkurrenzsystem mit Lichtmikrophon für Filmstudios und Plattenfirmen im Angebot, das von der General Electric Tochter RCA als „RCA Photophone“ erfolgreich vermarktet wurde. Ein in Deutschland bereits 1919 zum Patent angemeldetes Lichtton-Verfahren (TriErgon-Verfahren) zur elektrischen Schallaufzeichnung konnte sich nicht durchsetzen.

Doch die großen Hollywood Studios scheuten die hohen Lizenzkosten der Systeme und waren zunächst zögerlich. Deshalb passte Western Electric Ende 1923 ihr elektrisches Aufnahmesystem den Bedürfnissen der Plattenindustrie an und bot das „Westrex-System“ 1924 verschiedenen Plattenfirmen an. Die “großen Namen” in der Schallplattenindustrie (HMV, Victor, Columbia, British Columbia) experimentierten zwar selbst seit den frühen zwanziger Jahren mit elektrischen Aufnahmesystemen, konnten aber kein überzeugendes System zur Marktreife bringen.

Die Columbia und British Columbia Companies erwarben als erste die Westrex-Lizenzen und begannen am 25. Februar 1925 mit den ersten kommerziellen elektrischen Aufnahmen (Art Gillham, „The Whispering Pianist“). Einen Monat später zog Victor nach. Die Deutsche Grammophon Gesellschaft entschied sich, ebenso wie Brunswick Records in den USA, Mitte 1925 für das Light-Ray-System von General Electric.

Noch im April 1925 kamen die ersten Schallplatten, die nach dem elektrischen Aufnahmeverfahren produziert worden waren in den USA und in England auf den Markt.

Doch aufgrund der hohen Lizenzgebühren für die Systeme waren die Plattenlabels bestrebt, eigene Systeme zu entwickeln. Ende 1929 stellte die British Columbia ihr eigenes System fertig, für dessen Entwicklung sie den früheren Western Electric Ingenieur Alan D. Blumlein (1903-1942), der später maßgeblich an der Entwicklung der Stereophonie beteiligt sein wird, engagiert hatte. Er entwickelte den Moving-Coil-Schneidekopf, der nicht nur erfolgreich das Patent der Western Electric auf ihren Moving-Iron-Schneidekopf umging, sondern auch die Klangqualität deutlich verbesserte. Das Patent dazu wurde am 10. März 1930 eingetragen (Abb. 18).


Abb. 18 – A. Blumlein (vorne) mit seinem Aufnahmesystem bei British Columbia, 1929

Diese elektrischen Aufnahmesysteme auf Wachsplatte bzw. auf Acetatplatten wurden auch Anfang der 1930er Jahre von A. Blumlein und der British Columbia in London bzw. von L. Stokowski und H. Fletcher an den Bell Laboratories in Philadelphia verwendet, um erste experimentelle Zweikanalaufnahmen zu machen. A. Blumein entwickelte hierfür die Flankenschrift, mit der ihm das Kunststück gelang, zwei Kanäle in eine Rille zu schneiden. Dazu später mehr.

Da, trotz vielfältiger Verbesserungen, die Laufzeit der Schallplatten bei 78 U/Min. bis Ende der 20er Jahre immer noch nur ca. 4-6 Minuten pro Plattenseite betrug, wurden für musikalische Werke, die länger dauerten – vor allem Werke der klassischen Literatur – mehrere Schellackplatten zu einem „Album“ zusammengebunden. Die Firma RCA Victor Co. experimentierte zur Verlängerung der Spieldauer mit verschiedenen alternativen Materialien – u.a. auch Polyvinylchlorid (PVC) – und einer Reduzierung der Umdrehungsgeschwindigkeit auf 33 1/3 U/Min. und präsentierte am 17. September 1931 die erste „Langspielplatte“ mit 30 cm Durchmesser aus Vinyl, bei der ein ganzes Album auf eine Platte passte: Beethovens 5. Symphonie, gespielt vom Philadephia Symphony Orchestra unter Leopold Stokowski, auf einer Platte mit 2x ca. 16 Min.. Da RCA aber nicht parallel für eine Umstellung der Abspielgeräte beim Konsumenten gesorgt hatte, konnte sich das Format zu der Zeit im Markt nicht durchsetzen. Dies gelang erst 1948 der Firma CBS.

Parallel zur elektrischen Aufnahme kamen die ersten elektrischen Wiedergabegeräte auf den Markt. Zwar erhielt Werner von Siemens bereits 1878 das Patent für einen elektrodynamischen Lautsprecher, doch gab es zu dieser Zeit noch keine Verstärker, so dass die Erfindung zunächst nicht genutzt werden konnte. Das gelang erst dem österreichischen Physiker Robert von Lieben (1878-1913) bzw. dem amerikanischen Physiker Lee de Frost (1873-1961) jeweils 1906. Liebens Kathodenstrahlrelais bzw. De Frosts Audion-Röhre, ermöglichte es, schwache elektrische Signale zu verstärken. Beide Erfinder meldeten jeweils leicht variierende Patente 1906 an. Ab 1912 baute Lee de Frost dann Leistungsverstärker auf Basis der Audion-Röhre (Abb. 19) während Lieben verstarb. Bis 1925 hatten Edward Kellog und Chester Rice von der Western Electric Company den dynamischen Tauchspulenlautsprecher entwickelt, wie er im Prinzip bis heute in den meisten schallabstrahlenden Systemen zum Einsatz kommt.


Abb. 19 – Lee De Frost prototype audio amplifier, 1914

Die amerikanische Firma Brunswick stellte im Herbst 1925 mit ihrem Model „Panatrope“ die erste vollelektrische Musiktruhe vor, bei welcher die Abtastung der Platte sowie die Verstärkung rein elektrisch erfolgten (in Zusammenarbeit mit RCA, GE und Westinghouse): Der Panatrope war ein Kombigerät, bestehend aus Plattenspieler mit Radio, Verstärker und dynamischem Lautsprecher (Abb. 20). Viele andere Hersteller folgten.


Abb. 20 – Werbeanzeige Brunswick Panatrope, 1926

Alle diese Plattenspieler hatten zunächst noch eine Stahlnadel in der Tondose. Ab 1937 brachte die deutsche „Telefunken GmbH“ einen neuartigen Tonabnehmer heraus, den TO1000, bzw. TO1001 (Abb. 21). Durch Miniaturisieren, stärkere Magnete usw. konnte Telefunken das Auflagegewicht von über 100g auf ca. 20g senken. Dadurch konnten zum einen erstmals Dauernadeln aus Saphir verwendet werden, die den lästigen Nadeltausch ersparten. Zum anderen wurden die Schelllackplatten damit erheblich schonender abgespielt. Bei einem Frequenzgang bis ca. 10.000Hz erfüllte die Tondose damals fast schon Hi-Fi Normen.


Abb. 21 – Telefunken Werbung 1937

Diese Plattenspieler hatten bereits alle Merkmale von auch noch heute üblichen Geräten (elektrischer Antrieb, elektrische Abtastung mit Leichttonabnehmer etc.). Die Entwicklung des Grammophons hat der TO1001 beendet – nur Koffergrammophone wurden als mobile Option ohne Stromanschluss noch länger gebaut.

 

3. Entwicklung der elektrischen Tonaufzeichnung auf Band

Das elektrische Aufnahmesystem auf Platten wurde 1924 durch Western Electric zur Marktreife gebracht. Aber eigentlich hatte bereits Ende des 19. Jhds. – nach theoretischen Vorarbeiten von Oberlin Smith (1840-1926) und Paul Janet (1863-1937), die um 1888 als erste eine Tonaufzeichnung durch Magnetisierung eines Leiters postulierten – ein Däne ein anderes elektrisches Aufzeichnungsverfahren entwickelt: die Aufnahme per elektromagnetischer Induktion auf einem elektrischen Leiter. Nur wurde es – verwunderlicher Weise – ausschließlich für den Telekommunikationsbereich eingesetzt und nicht für die Unterhaltungsindustrie und so fand es nur geringe Verbreitung.

Der dänische Physiker Valdemar Poulsen (1869-1942) realisierte um 1890 das von Smith und Janet erfundene Konzept für ein Gerät zum Speichern von Tönen auf einem Stahldraht. Es war für die Aufzeichnung von Telefongesprächen gedacht und so nannte er es „Telegraphon“ (Abb. 22).


Abb. 22 – Telegraphon; aus Meyers Großes Konversationslexikon, 1909

Tonträger war in der ursprünglichen Bauweise ein Draht r (Abb.22) , der helixförmig fest außen auf einer Walze angebracht war. Über dieser glitt ein U-förmiger Magnettonkopf e auf einer Gewindestange hin und her und umfasste dabei den Draht. An dem Elektromagneten des Tonkopfes war ein Telefonhörer angeschlossen. Bei der Aufnahme erzeugte der im Mikrofon m erzeugte Induktionsstrom am Tonkopf e ein Magnetfeld, das den Draht an dieser Stelle durch Induktion magnetisierte. Wird bei der Wiedergabe der Draht an dem Tonkopf vorbeigeführt, so erzeugt die Magnetisierung des Drahtes per Induktion einen elektrischen Strom im Tonkopf, der über den Telefonhörer t als solcher hörbar wurde und dem ursprünglichen Schall entsprach.

Poulsen präsentierte das Telegraphon auf der Pariser Weltausstellung von 1900 im Palais de l’Electricité einer begeisterten Öffentlichkeit und gewann einen Grand Prix für die beste Erfindung. Wilhelm Exner, Direktor des Technologischen Gewerbemuseums in Wien und als Generalkommissär der Österreichischen Abteilung für Paris vor Ort, erwarb sofort ein Exemplar im Namen des Handelsministeriums. Ein Jahr später wurde es mit weiteren österreichischen Erwerbungen für vier Wochen im Kunstsalon Gustav Pisko in Wien ausgestellt und am 12. Oktober 1901 Franz Joseph I., Kaiser von Österreich-Ungarn, vorgeführt. Poulsen war für das Ereignis rechtzeitig aus Kopenhagen angereist. Die bei der Vorführung entstandene, etwa 24 Sekunden lange Aufnahme der Stimme des Kaisers gilt heute als älteste noch erhaltene Magnettonaufzeichnung.

Eine spätere Bauweise von Poulsens Geräte vertauschte Draht und Tonkopf, um längere Aufnahmen zu ermöglichen (Abb. 23):


Abb. 23 – Poulsens überarbeitetes Telegraphon, 1906

War zunächst der Draht fix und der Tonkopf bewegte sich am Draht entlang, war es später umgekehrt: Der Draht war auf zwei Spulen aufgewickelt und wurde mit ca. 2,7 m/Sek. am fixen Tonkopf entlang abgespult. Damit konnte auf 6.500 m Draht ca. 40 Minuten am Stück aufgenommen und wiedergegeben werden. Das Telegraphon verfügte über ein Kontrollkästchen mit Tasten für Vorlauf, Rücklauf und Stopp. Außerdem gab es mittels eines starken Magneten eine “Lösch-Funktion”. Eigentlich fast wie ein modernes Tonbandgerät! Diese Geräte kamen auch im Aussehen schon den späteren Tonbandgeräten recht nahe.

Wesentlicher Vorteil des Drahtton- gegenüber dem Plattenverfahren war eine deutliche Reduktion des Rauschens und Knisterns, sowie eine wesentlich längere Aufnahme- und Wiedergabedauer.

In der Folge wurden viele praktische Verbesserungen des Verfahrens erreicht, insbesondere durch die deutschen Ingenieure Curt Stille (1873-1957) und Semi Joseph Begun in Berlin. Der in England lebende deutsche Impressario und Erfinder Ludwig Blattner (1881-1935) erwarb die Lizenzrechte von Curt Stille und modifizierte Stilles System 1928 so, dass es mit Stahlband anstatt Draht funktionierte, das „Blattnerphon“, von dem die BBC ab 1930 mehrere Modell erwarb (Abb. 24).


Abb. 24 – Blattnerphone, Aufnahmegerät der BBC 1937

Schließlich erfand der Deutsch-Österreicher Fritz Pfleumer in Dresden das mit Eisenoxidpulver beschichtete Papier-Tonband als Tonspeicher, das er 1928 patentieren ließ. Die Bänder waren 16 mm breit und zweispurig, die Bandgeschwindigkeit betrug 25 cm/s, so dass rund 900 m Magnetband in einer Stunde abliefen (Abb. 25)


Abb. 25 – Fritz Pfleumer mit seinem Magnettonbandgerät, 1931

Am 1. Dezember 1932 überließ Pfleumer der „Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft“ (AEG, 1883 als „Deutsche Edison-Gesellschaft für angewandte Elektricität“ gegründete) die Nutzungsrechte an seiner Magnetbandtechnik. Dort entwickelte Eduard Schüller (1904–1976) ein erstes fertigungsreifes Magnetbandgerät. Das Gerät wurde im August 1935 von der AEG, gemeinsam mit dem von der „Badische Anilin- und Soda-Fabrik“ (BASF) entwickelten Magnetband „Typ C“ unter dem Namen „Magnetophon K 1“ auf der 12. Großen Deutschen Funk-Ausstellung in Berlin der Öffentlichkeit vorgestellt (Abb. 26).


Abb. 26 – Werbeplakat der AEG für das Magnetophon K1, 1935

Das Interesse, insbesondere bei der Reichs-Rundfunk-Gesellschaft in Berlin, war groß. Ein am dritten Tag ausgebrochenes Feuer zerstörte nicht nur die Ausstellungshalle, sondern auch alle fünf (nach anderen Quellen 4) zu dieser Zeit existierenden Prototypen.

Das Typ-C-Band neigte dazu, leicht zu reißen. Deshalb entwickelte BASF 1935/36 dann das erste Kunststoff-Tonband, das L-Typ-Band.

Ursprünglich war man bei der AEG wegen der noch recht bescheidenen Tonqualität davon ausgegangen, dass der eigentliche Nutzen des Magnetophons in der Aufzeichnung von Sprachaufnahmen liege. Mit der Aufzeichnung eines Konzerts der Londoner Philharmoniker unter der Leitung von Sir Thomas Beecham im Jahre 1936 in Ludwigshafen am Rhein zeigten sich neue Anwendungsgebiete (mobile Tonaufnahmen). Rundfunkanstalten, die bislang Wachsscheiben zur Tonaufzeichnung verwendet hatten, interessierten sich zunehmend für die neue Technik.

Problematisch war bis dahin vor allem das starke Klirren und Rauschen, bedingt durch die „Hysterese“ der magnetischen Induktion. 1940 wurde zufällig die Hochfrequenz-Vormagnetisierung durch Walter Weber und Hans-Joachim von Braunmühl gefunden. Dazu wird durch den Aufnahmekopf neben dem Audiosignal (Sprechstrom) ein hochfrequenter Wechselstrom – die sogenannte „Vormagnetisierung“ (engl. „Bias“) – geschickt. Die Wellenlänge der Vormagnetisierungsfrequenz (ca. 70 kHz) ist klein im Verhältnis zur Größe der magnetischen Partikel des Bandes bzw. der Breite des Luftspaltes des Aufnahmekopfes. Die Vormagnetisierung sorgt dafür, dass die Hysteresekurve der vor dem Spalt befindlichen Schichtpartikel durchlaufen wird. Wenn die Partikel über die Spaltkante gelangen, nimmt die Feldstärke schnell ab, so dass der (aus Sicht der Schichtpartikel quasistationäre) Sprechstrom die endgültige Magnetisierung eines jeden Partikels in der Schicht bestimmt. Die Vormagnetisierung verringert das Bandrauschen und vor allem das Klirren erheblich, was eine bis dahin völlig unbekannte Klangtreue brachte:

MagnetophontypAEG K2 bis K4AEG K4 bis K7
Bandgeschwindigkeit77 cm/sek77 cm/sek
Art der Löschung und VormagnetisierungGleichstromHochfrequenz 44:1 Off kHz
Vorgang der LöschungMagnetisierung bis zur SättigungVöllige Entmagnetisierung
Dynamik30db (später bis 38db)bis 58db
Frequenzgang ± 2 db50 … 5.500 Hz30 … 10.000 Hz
Klirrfaktor (bei Betriebsdynamik und f = 1000 Hz)5 – 10%unter 2 – 3%

Die ersten Bandgeräte waren Vollspurgeräte mit freitragenden Wickelkernen, weil die ganze Breite des Bandes zur Aufzeichnung (= Spur) in einer Richtung genutzt wurde. Die Bandgeschwindigkeit betrugt zuerst 100 cm/s, dann 77 cm/s (Deutschland) beziehungsweise 76,2 cm/s (international, entsprechend 30 Zoll/s), später 38,1 cm/s. Darauf folgten weitere Halbierungen des Bandvorschubs zur Verlängerung der Aufnahmedauer bzw. Reduzierung des benötigten Bandmaterials. Seit den späten 1940er Jahren gab es erste Halbspurgeräte, die grundsätzlich mit auf Spulen gewickeltem Band arbeiteten. Hierbei wird im ersten Durchlauf auf etwas weniger als der Hälfte der Breite des Bandes aufgezeichnet. Dann werden am Bandende die Spulen gewendet und in einem weiteren Durchlauf wird die zweite Spur in Gegenrichtung bespielt. So verdoppelt sich die Spielzeit bei gleicher Bandlänge.

1941 stellte die AEG das Magnetophon K4 mit Vormagnetisierung erstmals vor. Erst seit diesem Gerät waren die Aufnahmen anderen Techniken deutlich überlegen, beispielsweise dem Direktschnitt auf Wachs- oder Acetatplatten. Radiohörer konnten zu dieser Zeit (es gab nur „mäßige“ Qualität auf Langwelle und Mittelwelle) Bandaufnahmen nicht mehr von direkter Übertragung unterscheiden. Auf Basis des K4 Modells brachte AEG dann 1944 das Magnetophon K7 als Stereo-Version heraus, versehen mit einem 2-Spur-Kopf (Abb. 27). Damit wurden ab 1943 beim Berliner Reichs-Rundfunk mit Hilfe von zwei Neumann-Mikrofonen die ersten Stereoaufnahmen gemacht.


Abb. 27 – AEG Magnetophon K7 Stereo Bandmaschine des Berliner Reichs-Rundfunks, 1944

Lt. dem seinerzeitigen Aufnahmeleiter des Berliner Reichs-Rundfunks, Helmut Krüger, wurde in den letzten Kriegsjahren 1943-45 ca. 100 experimentelle 2-Kanalaufnahmen gemacht. Davon sind heute nur drei bekanntermaßen erhalten geblieben (verschollene 2-Kanal-Aufnahmen aus 1943-45 mit u.a. Wilhelm Furtwängler und Richard Strauss sind bisher nicht aufgetaucht). Alle Aufnahmen wurden im April 1945 von russischen Militärs, die das Haus des Rundfunks in der Berliner Masurenallee besetzt hatten, zusammen mit allen Gerätschaften und dem gesamten Rundfunkarchiv als Kriegsbeute nach Russland abtransportiert. Im Zuge der Perestroika konnten unter Federführung des Berliner Bürgermeister Walter Momper 1991 1.462 Musikbänder wieder zurück geführt werden. Darunter u.a.:

  • Johannes Brahms: aus Serenade für Orchester Nr. 1 in D-Dur, op.11, Großes Berliner Rundfunkorchester, Leiter: Walter Lutze, , Haus des Rundfunks Saal 1, 26.04.1943. (12:34) // Aufnahmeleiter: Helmut Krüger.
  • Ludwig van Beethoven: Klavierkonzert Nr. 5 in Es-Dur, Walter Gieseking, Orchester des Berliner Rundfunks, Leiter: Artur Rother, Haus des Rundfunks Saal 1, Herbst 1944. (36:13 Minuten) // Aufnahmeleiter: Helmut Krüger.
  • Anton Bruckner: Sinfonie Nr. 8 c-moll (4.Satz) , Orchester der Berliner Staatsoper, Leiter: Herbert von Karajan, Haus des Rundfunks Saal 1, 29.09.1944. (27:33 Minuten) // Aufnahmeleiter: Helmut Krüger.

Außerhalb Deutschlands, wo der gesamte Rundfunk Ende der 1930er Jahre auf Bandaufnahmen für vorproduzierte (d.h. nicht live) Sendungen umgestellt wurde, wurde noch per Direktschnitt in Acetatplatten aufgenommen, die man weder schneiden noch anderweitig bearbeiten konnte. Das magnetische Band als Trägermedium hat die Aufnahme- und die Radioindustrie revolutioniert. Nicht nur, dass es Künstlern und Aufnahmetechnikern eine Technologie an die Hand gab, mit der sie Tonaufnahmen von hoher Qualität produzieren konnten, sie konnten diese Aufnahmen auch relativ einfach bearbeiten, schneiden und rearrangieren. Sämtliche alternative Aufnahmetechnologien der Zeit (Acetate Discs, Transscription Discs, Drahttongerät) hatten nicht annähernd eine so hohe Qualität und Funktionalität geboten. Aus diesem Grunde setzte sich das Tonband im professionellen Bereich ab Ende der 1940er Jahre als Aufnahmemedium weltweit rasch durch.

Die Magnetophone waren nach Kriegsende bei den alliierten Soldaten begehrte Beutestücke. Auch die US-Industrie interessierte sich für die außerhalb Deutschlands kaum bekannte Technik und kopierte sie, da in den USA bis zu dieser Zeit noch magnetisierter Draht bzw. Transcription Discs zur Tonaufzeichnung Standard waren. Hier hat vor allem der amerikanische Ingenieur Major Jack Mullin (1913-1999), vom US Army Signal Corps, als Teil seiner Aufgaben in Bad Nauenheim nahe Frankfurt a.M. bei Kriegsende 2 Magnetophone samt 50 leeren BASF L-Typ Tonbändern erworben und in die USA verschifft. Nach dem Krieg hatte er versucht diverse Hollywood Studios für die in den USA neue Technologie zu interessieren. Bei einem Treffen mit den MGM Studios 1947 in Kalifornien lernte er Bing Crosby kennen, den damals bedeutendsten Radiostar Amerikas. Crosby erkannte, dass die Magnetophone es ihm ermöglichen würden, seine Radiosendungen vorzuproduzieren und – im Gegensatz zu den üblichen Transcription Discs – mit einer Qualität, die von einer Live-Übertragung nicht zu unterscheiden war. Crosby engagierte Mullin als seinen Chef-Ingenieur und investierte USD 50.000 in eine kleine lokale kalifornische Elektronikfirma namens Ampex mit 6 Mitarbeitern, um weitere Geräte zu produzieren. Der Rest ist Geschichte: Ampex revolutionierte die Radio- und Aufnahmeindustrie mit seinem bahnbrechenden Model 200 Bandmaschinen, die von den Magnetophonen abgeleitet waren (Abb. 28). Gemeinsam mit Mullin entwickelt Ampex kurz darauf auch 2-Kanal und 3-Kanal Bandmaschinen, die dann ab Anfang der 1950er Jahre bei den großen amerikanischen Schallplattenlabels für die Einführung der Stereophonie sorgten.


Abb. 28 – Bing Crosby mit seinen neuen Ampex 200 Bandmaschinen, 1948

Obwohl sich die Bandtechnologie im professionellen Studiobereich schnell durchsetzte, konnte sie sich aufgrund der für Konsumenten relativ hohen Preise (das Vorbespielen von Tonbändern war wesentlich aufwendiger als das Pressen von Schallplatten) und der umständlichen Handhabung (Einfädeln des losen Bandes, Notwendigkeit des Umspulens) im Endverbraucherbereich nicht durchsetzen. Die Hersteller experimentierten laufend mit Kompromissen aus Bandgröße, Laufgeschwindigkeit und Gehäusevarianten, um ein für Endverbraucher akzeptablere Form des Bandtonträgers zu entwickeln. So führte RCA 1958 die erste Zwei-Loch-Kassette (RCA Tape Cartridge) mit 6,3mm breitem 4-Spur-Band und 9,525 cm/s Bandgeschwindigkeit ein. Das Band der RCA Cartridge war genauso groß wie professionelles Studioband, wurde aber in ein leicht zu handhabendes Kunststoffgehäuse gegeben und mit einem Viertel der Geschwindigkeit professioneller Bandmaschinen abgespielt. So konnte die RCA Cartridge 2x 30 Minuten Musik in Stereo aufnehmen und wiedergeben. Die Qualität der Bänder war trotz der reduzierten Geschwindigkeit hoch. Sie verschwanden dennoch mit Einführung der Stereoschallplatte im Massenmarkt 1963 wieder von der Bildfläche.

War die RCA Cartridge primär auf den Anglo-Amerikanischen Massenmarkt beschränkt, gab es ab 1963 Varianten mit Ein-Loch-System und Endlosband: Zunächst ab `63 eine 4-Spur-Kassette (2×15 Min. = 30 Minuten Gesamtspieldauer in Stereo) und ab 1965 eine 8-Spur-Kassette (4×15 Min. = 60 Minuten Gesamtspieldauer in Stereo), die sich primär auf den amerikanischen Auto- und Trucksektor beschränkten.

Abb. 29 – RCA Quarter Inch Tape Cartridge im Vergleich zur Compact Cassette von Philips

Zur gleichen Zeit, wie die RCA Cartridge vom Markt verschwand, wurde die Compact Cassette von Lou Ottens und seinem Team bei Philips entwickelt. Sie lief auf 3,81 mm starkem Band mit nochmals halbierter Geschwindigkeit von 4,7625 cm/s, so dass ihre Klangqualität zunächst nur für Sprachaufnahmen zu gebrauchen war. Obwohl schon am 28. August 1963 auf der 23. Großen Deutschen Funk-Ausstellung in Berlin vorgestellt, dauerte es noch 8 Jahre, bis sie aufgrund von Verbesserung der Bandtypen (Beschichtung mit Chromdioxid ab 1971 bzw. Reineisen/Metall ab 1978) und Rauschunterdrückung (Dolby-B ab 1968) mit dem 201 Tape Deck von Advent 1971 in HiFi-Zirkeln Akzeptanz fand. Sie brachte den Kunden mehr Spaß durch Interaktion, da die HiFi-Jünger sich nun wie kleine Toningenieure fühlen konnten. Die Compact-Cassetten-Rekorder führten zwei Entwicklungen ein, die im 21.Jh. wegweisend für die Art und Weise des Musikkonsums werden sollten:

  • Mit der Aufnahmemöglichkeit entstand erstmalig die Möglichkeit für eine breite Masse, ihr eigenes Musikprogramm zu gestalten.
  • Die kompakte Abmessung der Compact-Cassette ermöglichte erstmalig echte mobile Geräte.

Der Erfolg der Compact Cassette war so durchschlagend, dass ab 1983 die Umsätze mit vorbespielten Cassetten die von Schallplatten überflügelten.

1976 versuchten die japanischen Firmen Technics, Sony und TEAC mit Einführung der sog. „Elcaset“ eine Wiederbelebung des RCA Cartridge Systems. Das Elcaset-System mit einer Bandbreite von 6,3 mm und einer Bandgeschwindigkeit von 9,5 cm/s sollte die qualitative Lücke zwischen der Compact Cassette und dem Tonband im Konsumbereich schließen. Der Elcaset war allerdings auch kein Erfolg beschieden: die Kunden nahmen die unbestrittenen Qualitätsvorteile gegenüber der Compact Cassette offenbar nicht als hinreichend groß war – zumal die Compact Cassette ab den 80er Jahren mit Reineisenband und Dolby-C-Rauschunterdrückung qualitativ aufholte – so dass die Elcaset Anfang der 80er Jahre wieder vom Markt verschwand.

 

4. Entwicklung der mehrkanaligen Tonaufzeichnung

Bei der Stereophonie wird das psychoakustische Phänomen ausgenutzt, dass der Mensch mit seinen Ohren auf Grund von interauralen Pegel-Unterschieden (Interaural Level Difference, ILD) und Laufzeit-Unterschieden (Interaural Time Difference, ITD) die Richtung von Schallquellen sehr präzise lokalisieren kann. Damit lassen sich mit Hilfe von 2 Lautsprechern Klangereignisse räumlich realistisch wiedergeben (Phantomschallquelle als Wahrnehmung zwischen zwei realen Schallquellen).

Erste konzeptionelle Überlegungen zur Stereophonie stammen von dem französischen Luftfahrtpionier und Erfinder Clément Ader: Analog zur dreidimensionalen Photographie mit zwei Bildern (Stereoskopie), entsprechend den beiden visuellen Wahrnehmungsorganen des Menschen, entwickelte er ein elektro-akustische Telephon (eine Weiterentwicklung von A. G. Bells Telephon) mit zwei separate Hörkanäle für die beiden Ohren. 1880 installierte Ader in Paris die erste Telefonlinie. Während der Internationalen Elektrizitätsausstellung inParis 1881 ließ er über seine Telephonlinie Opernaufführungen aus der Opéra Garnier elektrisch mehrkanalig in einen 2 km entfernten Raum im Palais de l’Industrie an der Avenue des Champs-Élysées übertragen, wo diese Signale über Telefonhörer abgehört werden konnten. Ader nannte sein System „Théatrophone“ (Abb. 30).


Abb. 30 – Münz-Theatropone, ca. 1881

Auch die Internationale Elektrische Ausstellung 1883 in Wien präsentierte Übertragungen aus der Wiener Staatsoper mit Aders Theatrophonen. Kommerziell betrieben wurde das Theatrophon in Paris von 1890 bis 1932 mit Münzautomaten (10 Minuten für 1 Franc, 5 Minuten für 50 Centime), wobei das Angebot um die Übertragung von Gottesdiensten und das Verlesen aktueller Nachrichten erweitert wurde. Den größten Erfolg außerhalb Frankreichs hatte das Theatrophon in Großbritannien, wo es unter dem Namen „Electrophone“ vermarktet wurde. 1891 wurde erstmals eine Pariser Opernaufführung bis nach London übertragen. Im selben Jahr wurden münzbetriebene Theatrophone im Londoner Savoy Hotel aufgestellt. Somit stellt das Theatrophon sowohl inhaltlich als auch technisch einen direkten Vorläufer des Hörfunks dar.

Alan D. Blumlein, Elektroingenieur und Erfinder in der Forschungsabteilung bei British Columbia bzw. ab 1931 EMI, war bei Kinobesuchen mit seiner Frau darüber „gestolpert“, dass (bei den Tonfilmsystemen der Zeit mit nur einem Lautsprecher in der Mitte hinter der Leinwand) die Handlung auf der Leinwand sich oft auf einer Seite abspielte, während der dazugehörige Ton von einer anderen Seite kam. Dies ist besonders bei sprechenden Personen auf der Leinwand irritierend. Dieses Problem wollte er beheben und begann 1931 mit Experimenten zu von ihm „binaural“ genannten Aufnahmetechniken, zunächst mit Sprache. Im Zuge dieser Experimente meldete er eine ganze Reihe von Patenten an beginnend 1931, darunter mehrere Stereo-Mikrofonieverfahren die heute als Standard gelten: AB, XY und MS. Nach diesem Prinzip wurde die erste Stereo-Schallplatte der Welt von der EMI 1933 geschnitten. Am 19. Januar 1934 nahm Blumlein in den Abbey Road Studios testweise parallel zur kommerziellen Mono-Aufnahme von Mozarts Jupiter Symphonie Nr. 41 mit dem London Philharmonic Orchestra unter Thomas Beecham einige Sätze auch in Stereo auf. Wie sich zeigte, war die Zeit für eine Vermarktung dieser Er¬findung allerdings noch nicht reif. Erst 1957 sind Stereoschallplatten in den Handel gekommen.

In den USA hat Harvey Fletcher (1884-1981) von den Bell Laboratories Anfang der 1930er Jahre ebenfalls an Mehrkanal-Übertragungen experimentiert. Er untersuchte „Wall-of-Sound“-Konzepte mit bis zu 80 Mikrophonen, die in einer Reihe vor dem Orchester platziert wurden und mit 80 Lautsprechern in einem anderen Raum verbunden waren. Er unternahm ebenso Zweikanal-Test-Aufnahmen mit dem Philadelphia Orchester unter Leopold Stokowski: Dazu verband er im März 1932 zwei Mikrophone mit zwei Schneidesticheln, die parallel zwei Rillen in dieselbe Wachsmatrize schnitten und nahm A. Skriabins Prometheus in Stereo auf. Aber es fehlte an geeigneter Technologie zur Speicherung und Wiedergabe für mehrere Kanäle.

Auch die Walt Disney Studios experimentierten seit den frühen 1930er Jahren mit Mehrkanal-Sound und probierten hierfür elektro-optische Aufnahmetechniken, auf Basis von RCAs Photophonen, aus. 1940 brachte Walt Disney schließlich seinen Zeichentrickklangfilm „Fantasia“ heraus. Der gesamte Film besteht aus acht Stücken klassischer Musik, gespielt vom Philadelphia Orchestra unter Leopold Stokowski und dazu passenden Kurzfilmen (Abb. 31). Der Film war von Disney als Klassikkonzert im Kinosaal konzipiert. Nach dem Wunsch Walt Disneys sollten die Zuschauer den Film in Abendgarderobe, auf reservierten Plätzen und mit einem Programmheft in der Hand genießen. Entsprechend realistisch sollte der Sound sein. Das Konzept floppte.

Abb. 31 – Poster für Walt Disneys Film „Fantasia“, 1940

Aufbauend auf dem Prinzip der Silly Symphonies (Cartoons ohne Sprechteil, lediglich mit klassischer Musik unterlegt) kreierte Disney einen Klassiker der Filmgeschichte, der auch als eine frühe Form des Musikvideos angesehen werden kann (die psychedelischen Filmsequenzen waren in den späten 60er Jahren sogar für ein Revival des Film mit verantwortlich, weil diese Sequenzen drogenkonsumierenden Hippies besondere Erlebnisse bescherten). Fantasia ist der erste Spielfilm, der ein Mehrkanal-Tonsystem verwendete, den sogenannten „Fantasound“. Das System nutzte 33 Mikrofone, die auf 8 Kanäle + 1 Steuerkanal gemischt wurden, welche wiederum optisch auf 35 mm Film aufgenommen wurden. Das System wurde gemeinsam von den Disney Studios und RCA Photophone entwickelt. Obwohl für die ersten Probeveröffentlichungen die Tonspur auf 4 Kanäle (links, rechts, center, Steuerkanal) herunter gemischt wurde, gab es keine Kinos, die diesen „Surround-Sound“ wiedergeben konnten, so dass Disney alle Premierenkinos mit Fantasound-Systemen nachrüsten musste. Da sich dies als zu teuer erwies, wurde der Soundtrack zum Film nach zwei Monaten für die allgemeine Veröffentlichung auf Mono heruntergemixt. Erst 1956 wurde für eine Neu-Veröffentlichung der ursprüngliche Stereoton wieder hergestellt.

Die Lösung für das Problem der Speicherung mehrkanaliger Aufnahmen kam mit der Verbreitung der deutschen Tonbandtechnik, die die parallele Speicherung nahezu beliebig vieler Kanäle ermöglichte. Die großen Plattenlabels begannen Anfang der 50er Jahre damit, Ihre Aufnahmestudios auf Tonband (sog. „Zwischenschnittverfahren“, d.h. Aufnahme auf Band und dann Übertragung auf Lackmatrize) und auf Mehrkanal umzustellen. So begann z.B. RCA Victor im Oktober 1953 mit ersten experimentellen ‚binauralen‘ Aufnahmen in ihrem New Yorker Manhatten Center mit L. Stokowski und einem Programm aus G. Enescus Rumänischer Rhapsodie Nr. 1 und Tschaikowskis Walzer aus Eugen Onegin. Im Februar 1954 entstanden dann die ersten kommerziellen Stereoaufnahmen von RCA Victor in Bostons Symphony Hall mit Ch. Munch und dem Boston Symphony Orchestra und Berliozs „La Damnation de Faust“ (Abb. 32). Diese frühen Aufnahmen wurden noch parallel in Mono und Stereo (links, rechts) bzw. 3-Kanälen (links, rechts, center) aufgenommen.


Abb. 32 – Erste kommerzielle RCA Stereoaufnahme – Ch. Munch und das Boston Symphony Orchestra: Berliozs La Damnation de Faust, 1954

Als die Musiklabels begannen ihre Aufnahmetechnologie auf Mehrkanal um zu stellen, waren die Wiedergabegerätschaften bei den Konsumenten noch ausnahmslos Mono. Die Labels operierten auf Basis der Annahme, dass die Geräte der Konsumenten im Laufe der Jahre auf Stereo umgestellt werden würden. Mitte 1955 kamen schließlich erste Bandabspielgeräte mit ¼‘‘ und 7 ½ ips in Stereo auf den Markt und RCA Victor begann vorbespielte Stereobänder („Stereo Orthophonic Tapes“) zu vermarkten. Somit erreichte Stereotechnik ab 1955 die ersten Endkunden, zumindest jene, die sich eine Bandmaschine leisten konnten und definierte „High Fidelity“ neu (Abb. 33).


Abb.33 – RCA Victor – Prerecorded Tape – Harry Belafonte – At Carnegie Hall, 1959

Schallplatten wurden allerdings nach wie vor noch in Mono hergestellt und verkauft. Immerhin gab es mit Emory Cooks binauralem System (Abb. 34) eine Nische für 2-Kanal Platten:


Abb. 34 – Emory Cook Binauraler Plattenspieler, ca. 1954 – ein Tonarm, wie eine zweiköpfige Mamba

Erst 1957 begann die EMI das 1931 von A. Blumlein entwickelte Schneideverfahren für Mehrkanalaufnahmen zur Produktion kommerzieller Schallplatten zu verwenden. 1958 folgte die Western Electric Company und modifizierte ihr Westrex-System so, dass es möglich wurde, Stereo-Schallplatten in Flankenschrift zu schneiden.

Bereits 1931 hatte A. Blumlein im Zuge seiner Experimente zur Entwicklung eines Stereosystems für Tonfilmaufnahmen, auch ein Schallplatten-Schneide- & Wiedergabeverfahren zur Aufzeichnung von 2 Kanälen entwickelt: die sog. “Flankenschrift“. Sie kombiniert die Tiefenschrift Edisons mit der Seitenschrift Berliners: Die Rille einer Schallplatte hat eine V-Form mit einem 90° Winkel zwischen den beiden Flanken (45°/45° Systeme). Bei Einführung des Schneideverfahrens war es notwendig, eine möglichst hohe Kompatibilität zu den noch weit verbreiteten Mono-Tonabnehmern zu gewährleisten. Diese waren nur in der Lage, eine horizontale Modulation (Seitenschrift) zu verarbeiten. Im Interesse dessen wurden die zwei Einzelsignale der beiden Kanäle so den Modulationsrichtungen zugeordnet, dass kanalgleiche Signale eine rein horizontale Modulation erzeugen und nur eventuelle Kanalunterschiede vertikale (zur Plattenoberfläche senkrechte) Komponenten hinzufügen. Die Schallinformation für den linken und rechten Kanal wird dabei in die 45°-Flanken der Rille eingeprägt. In der innenliegenden Flanke wird der linke Kanal, in der außenliegenden Rillenflanke der rechte Kanal geschnitten. Die Richtung der Auslenkung des Schneidstichels ist beim linken und rechten Kanal gegenphasig, so dass ein Monosignal, das mit einem Stereoschneidekopf aufgezeichnet wird, eine reine Seitenschrift erzeugt. Das Abtastsystem des Plattenspielers korrigiert diese Phasendrehung der Kanäle wieder. Hierdurch ist eine Abwärtskompatibilität zu Mono-Systemen gewährleistet: Egal, ob eine Stereo-Schallplatte auf einem Mono-Abspielgerät wiedergegeben wird oder eine Mono-Schallplatte auf einem Stereo-Abspielgerät, es wird lediglich die horizontale Auslenkung der Rille wiedergegeben (weil sich die vertikalen Auslenkungen auslöschen). Diese entspricht der Summe (L + R) beider Kanäle (Abb. 35):


Abb. 35 – 2-Kanal-Schallplattenabtastsystem

Die Techniker mussten zuvor noch zwei Probleme im Zusammenhang mit dem Schneiden von Schallplatten lösen, bevor Stereoschallplatten marktfähig wurden:

1. Erhöhung der Spieldauer der Schallplatten. Dafür waren zwei Erfindungen maßgeblich:

  • Entwicklung der „Füllschrift“: Der deutsche Erfinder Eduard Rhein (1900–1993) entwickelte von 1944 – 48 das „Füllschriftverfahren“. Am 8.Juni 1949 wurde ihm dafür ein Patent erteilt. Grundsätzlich benötigen tiefe und laute Töne deutlich mehr Platz beim Schneiden als hohe und leise Töne. Bei der vorher üblichen „Normalschrift“ war die Steigung der Schallplatten-Rille konstant und fest vorgegeben. Abhängig vom höchsten Pegel musste der Rillenabstand starr eingehalten werden, was jedoch an den leisen Stellen große Abstände und damit mehr Verlust an Trägermaterial bedeutete. Durch das Füllschriftverfahren werden die Abstände der Rillenflanken der Schallplatte variabel gesteuert, abhängig vom momentanen Pegel (Lautstärke) der Aufnahme. Bei geringem Pegel werden die Rillenflanken enger aneinander geschnitten, was zu einer deutlich effizienteren Nutzung des verfügbaren Trägermaterials führt. Deshalb erfordert der Folienschnitt von Master-Tonband eine spezielle Tonbandmaschine mit zwei Wiedergabeköpfen: Das Band wird erst an einem und, nach Durchlaufen einer Schleife mit mehreren Umlenkrollen, am zweiten Kopf vorbei geführt. So bekommt man zwei gleiche, aber zeitlich versetzte Wiedergabesignale. Das erste wird der Rillenabstandssteuerung der Schneidemaschine zugeführt, damit der nötige Abstand der Rillen zueinander vorausberechnet und geregelt werden kann. Das zweite, später folgende Signal, wird dann zum eigentlichen Schnitt der Rillen verwendet. Das Verfahren bildet eine der Grundlagen für die Langspielplatte. Zusammen mit der schmalen Mikrorille ermöglicht die Füllschrift eine Spieldauer von bis zu 30 Minuten pro Seite.
  • Entwicklung der „Mikrorille“: Die „Columbia Broadcasting Systems Inc.“ (CBS) stellte am 21. Juni 1948 die, vom ungarisch-amerikanischen Physiker Peter Carl Goldmark (1906-1977) entwickelte, Polyvinylchlorid- (Vinyl-)Langspielplatte („Long Playing Microgroove Record“, LP) mit 12 Zoll (30 cm) Durchmesser, Mikrorille, einer Abtastgeschwindigkeit von 33 1/3 U/Min., kleinem Mittelloch und einer Spieldauer von 25 Min. pro Seite vor. Vinylplatten waren günstiger und in besserer Qualität zu produzieren und weniger zerbrechlich als Schelllackplatten. Sie setzten sich damit ab Mitte der 50er Jahre in Europa und Amerika durch (in Asien und Südamerika wurden Schellacks noch bis in die späten 60er Jahre produziert).

1949 folgte das Unternehmen RCA Victor mit einem Gegenkonzept: mit 7 Zoll (17,5 cm) Durchmesser, Mikrorille, einer Abtastgeschwindigkeit von 45 U/Min., großem Mittelloch und einer Spieldauer von 5 Min. pro Seite. Die Entscheidung für dieses Format rührte von der Überlegung her, dass sich fast alle Musikstücke sinnvoll in Sätzen von ungefähr 5 Minuten unterteilen lassen. Um mit der LP vergleichbare Gesamtspielzeiten zu erreichen, wurden für dieses Format automatische Plattenwechsler angeboten. Der Verkauf sollte, wie dies in ähnlicher Form bereits bei Schelllacks üblich war, in einer buchartigen Verpackung mit mehreren Einzelschallplatten erfolgen, dem sog. „Album“. Gemeinsam war beiden Formaten die Verwendung von PVC als Plattenmaterial und die Mikrorille. Beide Formate wurden zunächst in Konkurrenz zueinander vermarktet. Damalige Plattenspieler beherrschten jeweils nur eines der beiden Formate, so dass Konsumenten sich entscheiden mussten, was zu Unsicherheit unter den Kunden führte. Es handelte sich um ein klassisches Beispiel für einen Formatkrieg (Abb. 36). Erst seit etwa Mitte der 1950er Jahre wurden Plattenspieler eingeführt, die die drei wesentlichen bis dahin üblichen Geschwindigkeiten (33 1⁄3, 45 und 78 U/Min.) beherrschten und mit Hilfe von Adaptern Platten beider oben erwähnter Mittellochgrößen abspielen konnten. Schließlich setzten sich Columbias 33 1⁄3-Platten für Langspielplatten durch, während sich die 45er Platten als Singles einen eigenen Markt eröffneten. So wurden die ursprünglich absichtlich inkompatibel gestalteten Konkurrenzformate am Ende zu Varianten ein und desselben Formats.


Abb. 36 – Größenvergleich moderner Mikrorillen-Plattenformate und Schelllackplatten

2. Entwicklung der Präemphasis: Würde man ein Masterband linear – also ohne Veränderung des Frequenzgangs – auf Matrize schneiden, würden sich ein Reihe von Problemen ergeben: Die Auslenkungen tiefer Frequenzen wären enorm und würden die Spieldauer stark verkürzen. Zudem würden die Höhen mit ihren geringen Pegeln nur mit sehr geringer Dynamik aufgezeichnet werden – Signalanteile mit geringerem Pegel, etwa Obertöne mancher Instrumente, würden im Systemrauschen untergehen. Um dies zu vermeiden, wird vor dem Schnitt der Schallplattenrille das Signal so verzerrt, dass vereinfacht gesprochen die Höhen angehoben und die Tiefen abgesenkt (lineare Vorverzerrung oder Präemphasis) werden. Der Phonovorverstärker kehrt diese Verzerrung des Frequenzgangs wieder um (Entzerrung oder Deemphasis) (Abb. 37). Ab Einführung der elektrischen Aufnahmeverfahren Mitte der 1920er Jahre verwendeten die meisten Plattenlabels eine Form von Vorverzerrung, um die Klangqualität ihrer Platten zu verbessern. Aber da jede Firma ihre eigene Rezeptur zur Vorverzerrung hatte, gab es Ende der 1940er Jahre ca. 100 verschiedene Verzerrungskennlinien (Columbia-78, Decca-U.S., European (diverse), Victor-78 (diverse), Associated, BBC, NAB, Orthacoustic, World, Columbia LP, FFRR-78, Microgroove, AES etc.). Es war für Konsumenten kaum noch möglich, die Schallplatten verschiedener Labels optimal wiederzugeben. Ab Mitte der 1940er Jahre gab es mehrere Initiativen, dieses Chaos zu beenden und eine Standardisierung der Wiedergabequalität von Schallplatten zu gewährleisten. Aber erst der „Recording Industry Association of America“ (RIAA) gelang es Mitte der 1950er Jahre die RIAA-Kennlinie für 45°/45° Systeme weitgehend durchzusetzen.


Abb. 37 – RIAA Verzerrung und Entzerrung

Sidney Frey, Chef des Plattenlabels Audio Fidelity Records, brachte dann 1957 die erste massen-produzierte Stereo-Schallplatte heraus: Auf der einen Seite waren Eisenbahngeräusche zu hören, auf der anderen Seite Dixieland Jazz mit den Stars des Labels, den Dukes of Dixieland (Abb. 38).


Abb. 38 – Erste Stereoschallplatte, Audio Fidelity Records, 1957

In den ersten Jahren gab es erhebliche Probleme bei der Standardisierung und auch bei der Qualitätssicherung in der Plattenproduktion.

Entsprechende Kundenendgeräte in Stereo wurden parallel zur Entwicklung der Schneidetechnologie angeboten, so dass ab 1957 auch Schallplatten in Stereo kommerziell verfügbar waren. RCA begann in diesem Jahr mit der Vermarktung seiner legendären „Living Stereo“ Serie mit dem Boston Symphony Orchestra unter Ch. Munch bzw. dem Chicago Symphony Orchestra unter F. Reiner und DECCA mit seiner „ffss“ (full frequency stereophonic sound)-Serie mit dem Orchestre de la Suisse Romande unter E. Ansermet. Da jedoch die Konsumenten noch Großteils Mono-Plattenabspielgeräte besaßen und sich dies auch nur sehr langsam änderte, veröffentlichten die meisten Plattenfirmen ihre Neuerscheinungen bis Ende der 1960er Jahre parallel in Mono sowie in Stereo.

Als letzten Entwicklungsschritt in der Schallplattenherstellung kam zu Beginn der CD-Ära 1981 noch das von Telefunken und Neumann entwickelte „Direct Metal Mastering“ (DMM)-Schnittverfahren heraus. Das DMM-Verfahren optimiert das sonst übliche Lackschnittverfahren, indem die Schneidemaschine die Aufnahme direkt in eine Metallmatrize („Mutter“) schneidet und somit den galvanischen Schritt der „Vater“-Erstellung von dem erst die „Mutter“ als Metallmaster abkopiert wird, vermeidet. Damit konnten die alten Probleme des Lackschnitts, wie Grundrauschen, impulsartige Störungen sowie Vor- und Nachechos deutlich verbessert werden (Abb. 39):

Abb. 39 – DMM Schneidemaschine von Neumann VMS 82

 

5. Entwicklung der Digitalisierung von Tonaufzeichnungen

Die Erfindung der Digitalisierung – d.h. die Umwandlung kontinuierlicher analoger Signale in diskrete Signale und binären Code, bestehend aus Nullen und Einsen – hat die Aufnahme, Bearbeitung, Speicherung und Distribution von Musik und Film seit den 1970er Jahren komplett revolutioniert. Sie führte zu einer dramatischen Vereinfachung, Kostenreduktion und Qualitätssteigerung aller Produktionsschritte, aber auch zu einer dramatischen Vereinfachung der Vervielfältigung und Übertragung.

Eine der frühen Herausforderungen von Telegraphie- und Telephonnetzen war das „Multiplexen“, d.h. das zeitgleiche Übertragen mehrerer Kommunikationskanäle (Telephongespräche) über denselben Draht. Hierzu werden die Nutzdaten von einem Multiplexer gebündelt, nachdem sie auf ein Trägersignal moduliert wurden, und anschließend von einem Demultiplexer wieder entflochten. Bereits um 1900 wurde von verschiedenen Entwicklern Multiplexen durch Sampling (Erstellen von Messwerten zu diskreten, meist äquidistanten Zeitpunkten, um aus einem zeitkontinuierlichen Signal zeitdiskrete Signale zu gewinnen) verwendet. So setzte der amerikanische Ingenieur W. M. Miner bereits 1903 eine Samplingverfahren mit ca. 4.000 Hz ein, um Telephongespräche erfolgreich per Zeitmultiplexverfahren zu übertragen.

Bei Miner war es allerdings um 1900 ein Zufallsspiel, ob der Demultiplexer die ursprünglichen Gespräche wieder in verständlicher Form rekonstruierte oder nicht. Miner fehlten noch die theoretischen Grundlagen der „Sampling“ (oder „Abtast“-) Theorie. Diese wurde erstmalig 1933 vom sowjetischen Ingenieur Wladimir Kotelnikow (1908-2005) formuliert, dessen Arbeiten allerdings im Westen unbekannt blieben, so dass der amerikanische Mathematiker Claude Shannon (1916-2001) 1948 unabhängig das gleiche Theorem erfand. Shannon baute seine Theorie auf Vorarbeiten vom amerikanischen Bell-Labs-Ingenieur Harry Nyquist (1889-1976) aus den 1920er Jahren auf. Das Abtasttheorem besagt, dass ein auf fmax bandbegrenztes Signal aus einer Folge von äquidistanten Abtastwerten exakt rekonstruiert werden kann, wenn es mit einer Frequenz > 2x fmax abgetastet wurde. Das heißt, dass man (unter Einhaltung des Abtasttheorems) mit einer begrenzten Anzahl diskreter Messpunkte eines kontinuierlichen Ursprungsignals, den kontinuierlichen Frequenzverlauf dieses Ursprungsignals verlustfrei rekonstruieren kann – dass also keine Informationen „zwischen den Messpunkten“ verloren gehen.

Im Laufe der Zeit wurden für verschiedene Anwendungen diverse Modulationsverfahren entwickelt (z.B. Pulse-Density-Modulation (PDM), Pulse-Position-Modulation (PPM), Pulse-Amplitude-Modulation (PAM), Pulse-Number-Modulation (PNM) etc., doch die mit Abstand am weitesten verbreitete im Audiobereich ist Puls-Code-Modulation (PCM)). 1937 entwickelte der bei der amerikanischen „International Telephone & Telegraph Inc.“ in Paris angestellte britische Wissenschaftler Alec Reeves (1902-1971) das sog. Pulsmodulationverfahren (Puls-Code-Modulation, kurz PCM) für Telephonanwendungen. Wesentliches Ziel war die Reduzierung von Störgeräuschen bei der Telephonübertragung. 1938 erhielt er dafür ein Patent. Aufgrund der Komplexität der Elektronik, die für das PCM-Verfahren nötig war, war eine Realisierung mit der damalig verfügbaren Röhrentechnologie nicht kommerziell sinnvoll. Dies wurde erst in den 60er Jahren mit Anwendung von Transistortechnik möglich. Allerdings wurde Reeves PCM-Verfahren während des II. Weltkrieges für das von den Bell Laboratories gebaute Kodierungssystem „SIGSALY“ eingesetzt, mit dem u.a. Churchill und Roosevelt telephonisch verschlüsselt kommunizierten. SIGSALY ist das erste System, mit dem Töne im PCM-Verfahren quantisiert und übertragen wurden (Abb. 40).


Abb. 40 – SIGSALY Chiffriersystem der Bell Laboratories, 1943

Um analoge (kontinuierliche) Audiodaten zu digitalisieren wandeln nach dem PCM-Verfahren Analog-Digital-Konverter (ADC) das analoge Tonsignal in 2 diskrete Kenngrößen um:

  • Abtastrate: Auch Samplingrate, bezeichnet die Häufigkeit, mit der das zeitkontinuierliche Tonsignal abgetastet wird (d.h., Samples oder Proben entnommen werden) und in ein zeitdiskretes Signal umgewandelt wird in Hz/Sek.
  • Wortbreite: Auch Bittiefe, definiert die Größe der Messpunkte zu jedem der Abtastpunkte mit denen die wertkontinuierliche Amplitude des Tonsignals in ein wertdiskretes Signal umgewandelt wird (Quantisierung). Sie gibt, nach der Codierung, die Amplitude des kontinuierlichen Signals zu diesem Zeitpunkt in Bit an.

Erst nach Einführung der Transistortechnik begannen die staatlichen Radioorganisationen BBC in England und NHK in Japan mit der Entwicklung kommerzieller PCM-Tonaufzeichnungstechnologien in den späten 1960ern:

  • Die NHK hat in ihrem Forschungszentrum 1967 ein erstes Mono-PCM-Aufnahmegerät mit 30kHz/12Bit-Konverter und Videobandaufzeichnung entwickelt. Das Konzept PCM-Daten in VTR-kompatible (Videomagnetband) Signale umzuwandeln wurde bis in die 90er Jahre beibehalten. 1969 wurde es zu 2-Kanal/32kHz/13Bit weiterentwickelt. Die Firma Nippon Columbia arbeitete mit NHK zusammen und eine Tochtergesellschaft der Nippon Columbia, „Denon“, begann 1971 mit diesem Aufnahmesystem kommerzielle Digitalaufnahmen zu produzieren – allerdings noch auf analogem Vinyl-Tonträger. Das erste veröffentlichte digitale Album war: Steve Marcus und Jiro Inagaki: “Something” im Januar 1971 (Abb. 41). Bis 1972 hatte Denon sein eigenes digitales Aufnahmesystem entwickelt: das DN-023R mit 8-Kanälen, 47,25kHz und 13Bit, mit dem als erstes im April 1972 in Tokio das Smetana Quartett und Mozarts Streichquartette KV458 und KV421 aufgenommen wurden. 1977 folgte dann das mobile DN-034R mit ebenso 8 Kanälen, 47,25 kHz und 14Bits (Abb. 42).
  • 1972 hatte die BBC ein 13-Kanal-PCM-System entwickelt, um den Ton ihrer TV-Ausstrahlungen zu verbessern. Das System wandelte den Ton in der Fernsehzentrale ins PCM-Format und in den regional verteilten Sendeanlagen wieder zurück ins Analoge. Die BBC entwickelte Anfang der 1970er Jahre auch ein 2-Kanal PCM-Aufnahmegerät, das teilweise an 3M lizensiert wurde.


Abb. 41 – Steve Marcus und Jiro Inagaki – Something’, 1971 – Erstes kommerzielles digitales Musikalbum


Abb. 42 – Denon DN034R; aus: Denon Katalog 1980/81

In den USA folgten 1976 das von vom Thomas Stockham (1933-2004) gegründete Unternehmen „Soundstream“ und 1977 der „3M“-Konzern mit eigenen PCM-Rekordern. Das Soundstreamsystem war ein 4-Kanal-System, bestehend aus einer modifizierten Honeywell 5600E Bandmaschine (HTD) mit 1‘‘ Ampex 466 Band und selbstentwickelte Wandlungs- und Steuerelektronik (DTR – Digital Tape Recorder) (Abb. 43). Der DTR basierte auf einem Analogic MP8016 16Bit A/D-Wandler und einem Analogic MP1926A D/A-Wandler mit jeweils 50kHz Samplingrate (dem 16Bit–Nutz-Signal wurden 4Bit Steuerdaten hinzugefügt, so dass oft von 20Bit die Rede ist). Das besondere an dem Soundstream-System war das digitale Editiersystem, bestehend aus einem PDP 11/60 Mainframe Computer von „Digital Equipment Co.“ (DEC) und proprietärer Software. Mit dem System konnte die Wellenform der Aufnahmen graphisch dargestellt und geschnitten werden. Das Soundstream-System war damit die erste Digital Audio Workstation (DAW).


Abb. 43 – Soundstreams Digital Tape Recorder (DTR), 1977

In einem Interview mit Audio Magazin 1994 berichtet der Aufnahmeleiter von „New World Records“, Jerry Bruck von der ersten Probeaufnahme mit dem Soundstream-System. New World Records bereitete im Sommer 1976 gerade eine Aufnahme der Santa Fe Oper mit Virgil Thomsons „The Mother of Us All“ vor. Tom Stockham kontaktierte ihn und fragte, ob er bei der Aufnahme parallel zu Testzwecken sein Soundstream-System laufen lassen dürfte. Bruck stimmte zu und richtete Soundstream in Santa Fe eine Leitung von New World Records Mischpult ein. Bruck erzählte: „Mir wurde klar, dass wir es hier mit etwas völlig Neuem zu tun haben, als Tom [Stockham] mich über mein Intercom anrief und sagte, dass ihm ein Brummen in unserem Signal aufgefallen sei. Ich drehte die Lautstärke meiner Monitorlautsprecher hoch, konnte aber nichts hören. Ich fragte ihn, wo er meint, das Brummen zu hören. Er checkte seine Geräte und rief zurück: ‚bei ca. -80 dB‘. Schluck! Zu dieser Zeit waren die besten Bandgeräte mit Rauschunterdrückung in der Lage einen Signal/Rausch-Abstand von 70 dB zu realisieren. Ein Brummen bei -80 dB ging bei uns im allgemeinen Bandrauschen unter.“

Das erste digital aufgenommene Pop-Album, Ry Cooder: ‚Bop Till You Drop‘, wurde von den Warner Brother Records 1979 auf einem digitalem 32-Kanal-Aufnahmesystem mit 50kHz/16bit von 3M aufgezeichnet. DECCA entwickelte in seinem Recording Center 1978 ein eigenes 2-Kanal-System mit 48kHz / 18bit und IVC Helical-Scan-Video-Aufnahmegerät. DECCAs erste kommerzielle Aufnahme war das Neujahrskonzertes der Wiener Philharmoniker unter Willi Boskovsky am 1. Januar 1979. Philips nutzte das Sony 1600 2-Kanal PCM-System um zum ersten Mal ein Digitalaufnahme von Händels Concerti Grossi op.3 unter Neville Marriner zu produzieren. Die anderen Plattenlabels folgten noch Ende der 70er Jahre mit eigenen Veröffentlichungen. Niemand konnte es sich leisten bei der digitalen Entwicklung nicht dabei zu sein. Z.B.:

  • Frederick Fennell: The Cleveland Symphonic Winds, Telarc, 1978 (Aufnahme mit: Digitalem 4-Kanal, 50kHz/16bit System von Soundstream)
  • I. Stravinsky: The Firebird, Telarc, 1978 (Aufnahme mit: Digitalem 4-Kanal, 50kHz/16bit System von Soundstream)
  • P. Tschaikowsky: 1812, Telarc, 1978 (Aufnahme mit: Digitalem 4-Kanal, 50kHz/16bit System von Soundstream)
  • C. Debussy: Image pour orchestre mit dem London Symphony Orchestra unter A. Previn, EMI, 1979
  • R. Strauss: Also sprach Zarathustra mit dem Philadelphia Orchestra unter E. Ormandy, EMI
  • Ry Cooder: Bop Till You Drop, Warner Brothers, 1979 (Aufnahme mit: Digitaler 32-track, 50kHz/16bit System von 3M) – erstes digitales Pop-Album
  • Neujahrskonzert Wien: Wiener Philharmoniker, Willi Boskovsky, DECCA 1979 (Aufnahme mit: selbstentwickeltem digitalen System vom DECCA Recording Center) – erste Europäische kommerzielle Digitalaufnahme
  • L.v. Beethoven: Fidelio, Chicago Symphony Orchestra unter Solti, DECCA, 1979 (Aufnahme mit: selbstentwickeltem digitalen System vom DECCA Recording Center)
  • P. Tschaikowsky: Violinkonzert, L. Maazel, G. Kremer, DG, 1979
  • W.A. Mozart: Zauberflöte, Berliner Philharmoniker, H.v. Karajan, DG, 1980
  • R. Strauss: Eine Alpensymphonie mit den Berliner Philharmonikern unter H.v. Karajan, DG, 1980

Während die frühen Digital-Aufnahmen von z.B. DECCA und EMI hervorragend klangen, waren die ersten digitalen Gehversuche bei der Deutschen Grammophon von eher gemischter Qualität.

Alle großen Labels haben zwar ab Ende der 1970er Jahre digitale Mehrspuraufnahmen gemacht, die den digitalen Weg angeblich nicht verlassen haben (DDD). Da es aber bis Ende der 80er Jahre nur eingeschränkt möglich war digital zu mischen, wurden viele Aufnahmen zwar digital bzw. teilweise digital, teilweise analog gemacht, anschließend aber zumindest teilweise analog abgemischt. Die Folgen aus mehrfachen Digital-/Analog- und Analog-/Digital-Wandlungen im Produktionsprozess kann man heute noch in vielen Aufnahmen der späten 70er und frühen 80er hören: die Aufnahmen rauschen gänzlich oder in Teilen, obwohl sie digital aufgenommen wurden (z.B. Dire Straits: Love over Gold, Warner Brothers Records, 1982 (bei dem einige Spuren digital andere analog aufgenommen wurden); Alfred Brendel, Neville Marriner: Mozart Klavierkonzerte KV 450 & KV467, Philips, 1981; Philippe Entrement: Satie Gymnopédies, CBS, 1979).

Bis 1983 wurden alle Digitalaufnahmen noch ausschließlich analog auf Vinyl veröffentlicht – ab 1983 dann parallel auf Vinyl und auf CD. Die Einführung der Compact Disk (CD) als Tonträger erfolgte 1981 auf der Berliner Funkausstellung durch Sony/Philips. Die CD ist eine Weiterentwicklung der LaserDisc-Technologie. Als einer ihrer Erfinder gilt David Paul Gregg (1923-2001), der bereits 1958 bei Western Electric für das Westrex-System analoge optische Speichermedien für die Filmspeicherung entwickelt hatte. 1962 reichte er ein entsprechendes Patent ein. 1966 reichte James T. Russel (geb. 1931) ein Patent für die optische Speicherung digitaler Binärdaten ein, das 1970 gewährt wurde. Greggs und Russels Speichermedien waren Floppy-Medien, die durch Hinterleuchtung gelesen wurden, was eine Reihe von Nachteilen mit sich brachte. Forscher von Philips (Pieter Kramer und Klaas Compaan) entwickelten 1969, aufbauend auf den Ideen von Gregg und Russel, einen optischen Videodatenträger, der durch Reflexion mit einem Laser gelesen wurde. Dies war im Grunde das Format, das auch heute noch in allen optischen Discs verwendet wird (CD, DVD, Bluray etc.). Daraus entwickelte dann zuerst 1978 Philips gemeinsam mit der amerikanischen „Music Corporation of America“ (MCA) die LaserDisc für Videoanwendungen und dann Philips gemeinsam mit Sony 1979 die Compact Disc (Abb. 44) für Audioanwendungen. Die Audio-CD ist eine 1,2 mm dicke Scheibe mit einem Durchmesser von 12 cm oder 8 cm (CD-Single), die aus einem Polycarbonat-Träger besteht, auf den eine dünne Aluminiumschicht aufgetragen wird. Mit dem Red-Book-Standard von 44,1kHz und 16Bit erreicht sie eine Frequenzbandbreite von 5 Hz bis 20 kHz und einen Dynamikumfang von 96 dB.

Abb. 44 – Audio Compact Disc

Die erste veröffentlichte Audio CD war im August 1982 ABBAs „The Visitors“ (Abb. 45), gefolgt von Billy Joels „52nd Street“ im Oktober 1982. In den Läden waren dann die ersten CDs und CD-Player (Abb. 46 & 47) ab Anfang 1983 allgemein verfügbar.


Abb. 45 – ABBA: The Visitors, 1982 – erste veröffentlichte CD


Abb. 46 – Sonys erster CD-Player CDP-101, 1982

Abb. 47 – Philips erster CD-Player CD-100, 1983

Trotz der anfänglich hohen Preise für CDs und auch für die Abspielgeräte waren sie äußerst begehrt. Binnen 5 Jahren überholten 1988 die CD-Verkäufe die von Schallplatten (Abb. 48). Einen wichtigen Anteil an dem Erfolg hatte die frühe Standardisierung mit den Rainbow-Standards 1980 (von denen der Red-Book-Standard der CD nur einer ist), die half, einen erneuten Formatekrieg zu vermeiden. Er ermöglichte, dass jede CD von jedem Plattenlabel auf jedem CD-Player von jedem Gerätehersteller abgespielt werden konnte.


Abb. 48 – Tonträgerverkäufe in den USA 1973-2018 in 2018 USD; Quelle: RIAA, Economist

Was die Musikindustrie damals nicht vorhergesehen hatte, waren die weitreichenden Folgen für die Portabilität von Musik, die letzten Endes das gesamte Vertriebsmodell der Musikindustrie über den Haufen werfen sollte. Gefördert durch neue Kompressionstechniken (z.B. MPEG-1 Audio Layer III oder MPEG-2 Audio Layer III (mp3-Verfahren) des Frauenhofer Institutes) und die zunehmend preisgünstige Verfügbarkeit von Internet-Bandbreite, entstand ein weit über den privaten Bereich hinausgehender Austausch von Musikdateien über das Internet. 1999 kam mit Napster das erste Peer-2-Peer-Netzwerk als digitale Tauschbörse auf. 2003 gingen die ersten Bezahl-Downloadportale (z.B. iTunes Store) online und 2008 kamen die ersten Streaming-Dienste (z.B. Spotify) auf.

Damit hat die Musikindustrie unabsichtlich einen Paradigmenwechsel ausgelöst: Weg vom Trägermedium, hin zu dateibasierter Wiedergabe:

  • Mit dem Wegfall des Trägermediums ist die Aufnahme von den Beschränkungen des Trägermediums befreit. Jedes Trägermedium beschränkte bisher die maximal mögliche Qualität der Wiedergabe einer Aufnahme durch seine physischen und elektrischen Parameter.
  • Mit dem Wegfall des Trägermediums hat auch der klassische Vertriebsapparat der Musikindustrie, der auf den Vertrieb physischer Trägermedien (Schallplatten, Tonbänder, CDs) ausgerichtet war, dramatisch an Bedeutung verloren. Die Musikindustrie ist zwar weit davon entfernt im Sterben zu liegen, wie das eine Zeit lang kolportiert wurde. Von den einstigen Titanen der Musikindustrie (z.B. Decca, RCA, EMI oder Philips) ist heute allerdings nicht mehr viel übrig. Der Vertrieb findet zunehmend über Onlinekanäle statt und zwar per Download und per Streaming.

Ironischer Weise überholten 2019 die Schallplattenabsätze wieder die CD-Verkäufe – wenn auch auf niedrigem Niveau.

Ab ca. 2015 begannen die großen Plattenlabels sukzessive mit der Veröffentlichung ihrer originalen Masterbänder in HighResolution Audio (zumeist 96 kHz / 24 bit oder 192 kHz / 24 bit). Im Gegensatz zur analogen Technik, ist in der digitalen Domäne jede Kopie identisch mit dem Original. Die Degradation der Qualität, die im analogen Kopierprozess die Qualität mindert, gibt es im Digitalen nicht. Diese digitalen „Masterfiles“ sind Kopien erster Generation der originalen Masterbänder und kommen dadurch der Originalaufnahme näher als jede frühere Veröffentlichung auf einem Tonträger. Damit wird gleichzeitig auch ein Endpunkt in der Entwicklung der Wiedergabetechnologie erreicht: Dem originalen Musikereignis kann man im Nachhinein schlicht nicht näher kommen, als durch das Masterband.

Moderne Wiedergabegeräte sind entsprechend auf das Abspielen digitaler Musikdateien, unabhängig von Dateiformat oder Auflösungsqualität, ausgerichtet. So gibt das Model 2 der „Digitalen Audio Systeme GmbH“ (Abb. 49) Digitaldateien mit einer Auflösung bis zu 384 kHz von der internen Festplatte oder über das Internet gestreamt wieder. Die Steuerung erfolgt entweder klassisch am Gerät oder, bequemer, vom Sofa aus über ein Tablet mit multimedialem UserInterface.

Abb. 49 – Model 2 der Digitalen Audio Systeme, 2018

Das eingangs erwähnte Wunder „Klänge einzufangen, haltbar zu machen und bei Bedarf wieder zu geben“ hat damit nach 150 Jahren – am Anfang des 21. Jhds – einen vorläufigen Höhepunkt erreicht. Vorläufig deswegen, weil in nicht allzu ferner Zukunft neue Aufnahmetechniken neue Wiedergabetechnologien bedingen werden.

© Alexej C. Ogorek

 

 

Quellen:

  • J P Maxfield and H C Harrison (Bell Telephone Laboratories 1926): High Quality Recording and Reproducing of Music and Speech
  • Michael Dickreiter, Volker Dittel, Wolfgang Hoeg, Martin Wöhr (Hrsg.): Handbuch der Tonstudiotechnik. 8., überarbeitete und erweiterte Auflage, 2 Bände. Walter de Gruyter, Berlin/Boston 2014
  • Walter Bruch: Von der Tonwalze zur Bildplatte: Ein Jahrhundert Ton- und Bildspeicherung. München: Franzis-Verlag, 1983.
  • Cathy van Eck: Between Air and Electricity. Microphones and Loudspeakers as Musical Instruments. Bloomsbury Academic, New York 2017
  • Informationen rund um die Geschichte der HiFidelity: www.hifimuseum.de/
  • Informationen rund um die Geschichte der Tonbandentwicklung:
    – www.magnetbandmuseum.info/
    – www.tonbandmuseum.info/
  • Friedrich Engel, Gerhard Kuper, Frank Bell: Zeitschichten: Magnetbandtechnik als Kulturträger, 3. Ausgabe, 2013
  • Dirk Sommer: Die Georg Neumann GmbH: The Microphone Company. In: Cai Brockmann, Roland Kraft (Hrsg.): Hifi tunes – das Klassikerbuch, Image-Verl.-GmbH, Gröbenzell 2008
  • Thomas Fine – The Dawn of Commercial Digital Recording, ARSC 2008
  • Informationen rund um die Geschichte der CD: www.cd-museum.de
  • Informationen rund um Digitaltechnik: www.digital-audio-systems.com/technischer-hintergrund/