Berechnung MC-Übertrager: Die ideale Lösung zur Anpassung von MC-Tonabnehmern an MM-Phono-Verstärker

Einleitung

MC-Tonabnehmer (Moving Coil) haben in der Welt der Vinylwiedergabe einen besonderen Stellenwert, da sie eine feinere und detailliertere Wiedergabe bieten als MM-Tonabnehmer (Moving Magnet). Allerdings haben MC-Tonabnehmer den Nachteil, dass sie eine sehr geringe Ausgangsspannung liefern, meist im Bereich von 0,2 bis 0,5 mV. Da herkömmliche Phono-Verstärker, die für MM-Tonabnehmer ausgelegt sind, eine Eingangsempfindlichkeit von etwa 6 bis 8 mV benötigen, ist eine zusätzliche Verstärkung notwendig. Hier kommen MC-Übertrager ins Spiel. Sie helfen dabei, die geringe Spannung eines MC-Tonabnehmers auf ein geeignetes Niveau anzuheben und gleichzeitig die Impedanz anzupassen.

Die Geschichte der MC-Übertrager

MC-Übertrager haben eine lange Geschichte, die eng mit der Entwicklung von MC-Tonabnehmern verknüpft ist. Als in den 1950er und 1960er Jahren die ersten hochwertigen MC-Tonabnehmer entwickelt wurden, stellte sich schnell heraus, dass die geringen Ausgangspegel ein Hindernis darstellten. Da zu dieser Zeit Transistorverstärker mit hoher Verstärkung noch nicht weit verbreitet waren, griffen viele Ingenieure auf Transformatoren zurück, um die Spannung des Tonabnehmers zu erhöhen. Diese Transformatoren, die heute als MC-Übertrager bekannt sind, boten eine passive und effiziente Lösung zur Impedanzanpassung und Verstärkung.

In den 1970er und 1980er Jahren, als transistorisierte Phono-Vorverstärker immer populärer wurden, gerieten MC-Übertrager vorübergehend etwas in den Hintergrund. Heute jedoch erleben sie eine Renaissance, da viele Vinyl-Enthusiasten ihre klanglichen Vorzüge zu schätzen wissen. MC-Übertrager bieten zudem eine passive und verzerrungsarme Verstärkung.

Funktionsweise eines MC-Übertragers

Ein MC-Übertrager funktioniert auf Basis des elektromagnetischen Prinzips. Er besteht aus zwei Spulen: einer Primärspule, die mit dem MC-Tonabnehmer verbunden ist, und einer Sekundärspule, die an den MM-Phono-Verstärker angeschlossen wird. Die Anzahl der Windungen der Primär- und Sekundärspulen bestimmt das Übersetzungsverhältnis des Übertragers, das die Ausgangsspannung des Tonabnehmers verstärkt.

Die Grundidee ist einfach: Eine niedrige Spannung am Eingang (vom MC-Tonabnehmer) erzeugt eine proportionale, höhere Spannung am Ausgang (zum MM-Verstärker), abhängig vom Übersetzungsverhältnis. Wenn zum Beispiel das Übersetzungsverhältnis 1:20 beträgt, wird die Spannung um den Faktor 20 erhöht. Ein MC-Tonabnehmer mit einer Ausgangsspannung von 0,4 mV (wie der Koetsu Black Goldline) wird somit auf 8 mV angehoben, was im optimalen Bereich für den MM-Phono-Verstärker liegt.

Das optimale Übersetzungsverhältnis für verschiedene MC-Tonabnehmer

Das Übersetzungsverhältnis eines MC-Übertragers muss sorgfältig auf den jeweiligen MC-Tonabnehmer abgestimmt werden, insbesondere basierend auf dessen Ausgangsspannung und Innenwiderstand. Für den Koetsu Black Goldline, der eine Ausgangsspannung von 0,4 mV und eine Spulenimpedanz von 5 Ohm hat, muss das Übersetzungsverhältnis so gewählt werden, dass die Spannung auf das erforderliche Niveau von etwa 6 bis 8 mV für den MM-Phono-Verstärker angehoben wird.

• Niedriger Ausgangspegel (< 0,3 mV): MC-Tonabnehmer mit sehr niedrigen Ausgangspegeln erfordern höhere Übersetzungsverhältnisse, oft im Bereich von 1:20 bis 1:30, um die Spannung auf das erforderliche Niveau für den MM-Phono-Verstärker anzuheben.
• Mittlerer Ausgangspegel (0,3 - 0,5 mV): Für Tonabnehmer in diesem Bereich, sind Übersetzungsverhältnisse von 1:10 bis 1:20 geeignet.
• Hoher Ausgangspegel (> 0,5 mV): Tonabnehmer mit höheren Ausgangspegeln benötigen geringere Übersetzungsverhältnisse, in der Regel zwischen 1:5 und 1:10, um die Spannung auf den gewünschten Pegel zu bringen.

Berechnungsbeispiel für das optimale Übersetzungsverhältnis

Betrachten wir den Koetsu Black Goldline MC-Tonabnehmer, der eine Ausgangsspannung von 0,4 mV hat. Um diese Spannung auf den typischen Bereich von etwa 6 bis 8 mV für den MM-Verstärker zu bringen, berechnet sich das optimale Übersetzungsverhältnis wie folgt:

Das nächstbeste Übersetzungsverhältnis wäre somit 1:15. In diesem Fall würde die Ausgangsspannung des MC-Tonabnehmers auf 6 mV erhöht, was ideal für einen MM-Phono-Verstärker ist.

Falls jedoch ein Übersetzungsverhältnis von 1:20 gewählt würde, ergäbe sich:

Ein Übersetzungsverhältnis von 1:10 würde hingegen eine Ausgangsspannung von 4 mV ergeben:

Die Übersetzungsverhältnisse von 1:15 - 1:20 aus unseren Beispielen sind somit zu favorisieren.

Die Berechnung der Anschlussimpedanz bei einem Übertrager

Ein entscheidender Aspekt bei der Auswahl und Anpassung eines MC-Übertragers ist die Anschlussimpedanz. Diese muss zur Impedanz des MC-Tonabnehmers passen, um eine optimale Signalübertragung und Klangqualität zu gewährleisten. Optimalerweise sollte die Impedanz, die der MC-Tonabnehmer "sieht", zwischen dem 10- bis 20-fachen des Innenwiderstandes des Tonabnehmers liegen. Für den Koetsu Black Goldline, der einen Innenwiderstand von 5 Ohm hat, sollte die effektive Impedanz somit idealerweise bei etwa 100 Ohm liegen.

Die Anschlussimpedanz des MC-Tonabnehmers wird durch die Sekundärseite des Übertragers und die Eingangsimpedanz des MM-Phono-Verstärkers bestimmt. Da MM-Verstärker typischerweise eine Eingangsimpedanz von 47 kOhm haben, wirkt diese Impedanz auf die Primärseite des Übertragers zurück, beeinflusst durch das Übersetzungsverhältnis des Übertragers.

Die effektive Impedanz, die der MC-Tonabnehmer „sieht“, kann durch folgende Formel berechnet werden:

• $Z_{\text{eff}}$: Die effektive Anschlussimpedanz, die der MC-Tonabnehmer sieht
• $Z_{\text{mm}}$: Die Eingangsimpedanz des MM-Verstärkers (typisch 47 kOhm)
• Übersetzungsverhältnis: Das Verhältnis zwischen den Windungen der Sekundär- und Primärspulen des Übertragers

Beispiel: Ein Übertrager mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:20 und einer MM-Eingangsimpedanz von 47 kOhm führt zu einer effektiven Impedanz für den MC-Tonabnehmer von:

Dies bedeutet, dass der MC-Tonabnehmer eine Impedanz von etwa 117,5 Ohm „sieht“. Dies liegt nahe am optimalen Bereich für den Koetsu Black Goldline, der etwa 100 Ohm sehen soll. Ein Übersetzungsverhältnis von 1:20 wäre daher eine gute Wahl, um eine ideale Impedanzanpassung und damit optimale Klangqualität zu gewährleisten.

Schlussfolgerung

MC-Übertrager sind eine elegante und klanglich hervorragende Lösung, um MC-Tonabnehmer an MM-Phono-Verstärker anzuschließen, wenn Anschlussimpedanz und Übersetzungsverhältnis zueinander stimmig sind. Besonders in der heutigen Zeit, in der analoge Musikliebhaber höchste Ansprüche an die Wiedergabequalität haben, bieten MC-Übertrager eine klanglich und musikalisch ansprechende Möglichkeit, das Beste aus einem hochwertigen MC-Tonabnehmer herauszuholen.