Compact-Cassette

Frontansicht einer Kassette

Die Compact Cassette (CC) oder Audiocassette ist ein Tonband, das zur einfacheren Handhabung in einer Kassette gekapselt ist. Es handelt sich um einen elektromagnetischen Tonträger. Sie wird umgangssprachlich oft einfach „Kassette“ oder „Tape“ genannt, bespielt verkaufte Kassetten werden als Musikkassetten oder MusiCassette (MC) bezeichnet. Abspielen und Aufnehmen von Kassetten erfolgt mit einem Kassettenrekorder.

Aufbau

Aufbau einer Compact Cassette

Eine Kassette besteht aus einem Magnetband in einem Kunststoff-, selten auch GFK-, Aluminium-, Messing- oder Keramikgehäuse. Bei Mono-Aufnahmen enthalten die Bänder zwei Tonspuren, eines für jede Richtung. Mit Stereo-Aufnahmen bespielte Bänder enthalten vier - entsprechend schmalere - Tonspuren, zwei für jede Laufrichtung. Die Tonköpfe der Abspiel- und Aufnahmegeräte sind jeweils so ausgerichtet, dass sie nur die jeweils unteren zwei Spuren (Stereo) bzw. die jeweils untere Spur (Mono) des Bandes abtasten. Legt man eine Mono-Kassette in ein Stereo-Gerät ein, so tasten die beiden Tonaufnehmer dasselbe Signal ab. Umgekehrt erfassen Mono-Tonköpfe die Signale beider Stereo-Spuren. Nach dem Umdrehen der Kassette wird wiederum die untere Hälfte des Bandes abgetastet.

Manche Kassettenrekorder sind in der Lage, mit einem entsprechend breiten Tonkopf beide Hälften des Bandes abzutasten, sodass sie beide Laufrichtungen abspielen können, ohne dass die Kassette umgedreht werden muss. Wird die Laufrichtung am Band-Ende automatisch umgeschaltet, spricht man von Auto-Reverse. Reine Abspielgeräte benutzen hierzu normalerweise einen Vierspur-Kopf, während Rekorder eine Lösch- und Tonkopf-Kombination haben, die um 180° drehbar an der mittleren Öffnung der Kassette angeordnet ist. In einigen High-End-Geräten wurde auch die Kassette selbst von einer Mechanik gewendet.

Das Band ist 3,81 mm breit und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 47,625 mm/s. Der gleichmäßige Bandtransport wird dadurch gewährleistet, dass das Tonband zwischen einer gleichmäßig rotierenden polierten Stahlwelle, dem Capstan, und einer Gummi-Andruckrolle an den Tonköpfen vorbeigezogen wird. Die ersten kommerziellen (bespielten) Kassetten wurden 1965 verkauft, der Stereoton kam 1967. Die Bezeichnung der Kassetten ergibt sich aus der Spielzeit beider Seiten in Minuten; die am meisten verbreiteten Formate sind C60 (30 min Spielzeit pro Seite) und C90 (45 min/Seite). Weiterhin gibt es Kassetten mit 46, 90, 100, 110 und 120 Minuten Spielzeit. Sehr selten sind überlange Kassetten mit 180 und C240 Minuten – je länger die Spieldauer, desto dünner und damit empfindlicher auf Zugbelastung und Selbstmagnetisierung der Bandlagen auf der Wickelspule (Kopiereffekt) ist das Band. So ist das Band einer C60-Kassette üblicherweise 15-16 µm dick. Bei C90 sind es 10-11 µm und bei C120 nur noch 9 µm. In der Regel ist die tatsächliche Laufzeit geringfügig länger als angegeben. Bei bespielt verkauften Kassetten richtete sich die Spielzeit nach dem Inhalt.

Cassettenfach mit Capstan, Andruckrolle, Ton- und Löschkopf

Geschichte

Einer der ersten Kassettenrecorder von Philips
Typ EL 3302 (1968)

Bereits vor der Einführung des Kassettenrecorders wurde 1935 von der AEG ein Tonbandgerät („Magnetophon") vorgestellt, das auf derselben Technik beruhte, jedoch mit offenem Bandwickel arbeitete. Die Geräte waren vergleichsweise teuer und kompliziert zu bedienen, weshalb sie vor allem beim Hörfunk und in Tonstudios eingesetzt wurden. Für Privatanwender waren Tonbandgeräte wenig attraktiv und kamen erst ab den 1950er Jahren in Mode. Bei Preisen zwischen 700 und 1500 DM (inflationsbereinigt (2006) 3000 bis 7000 Euro) waren sie aber immer noch zu teuer für den Massenmarkt und wegen der verwendeten Elektronenröhren auch sehr voluminös gebaut. 1956 stellte William P. Lear die 8-Spur-Kassette vor, die sich aufgrund verschiedener Nachteile nur begrenzt durchsetzte. Im August 1963 stellte der niederländische Konzern Philips die Compact Cassette und den zugehörigen, mit Transistoren bestückten Kassettenrekorder Philips EL 3300 auf der 23. Grossen Deutschen Funk-Ausstellung in Berlin vor. Er kostete 299 DM und konnte nur mit Batterien betrieben werden. Die Firma Grundig AG brachte 1965 ein alternatives System heraus, das Kassettengerät C 100 mit Kassetten, die etwas größer waren als die Compact Cassette. Das System konnte sich aber nicht durchsetzen und wurde wieder vom Markt genommen. Auch von Sony gab es einige Jahre später einen Versuch, mit Elcaset ein Kassettensystem auf den Markt zu bringen, das gegenüber der Compact Cassette bessere Klangqualität hatte. Doch auch diesem System war kein langer Erfolg beschieden.

Siegeszug

Die Compact Cassette war ursprünglich für Diktiergeräte gedacht, wurde aber bald auch als Speichermedium für Musik genutzt. Insbesondere Jugendliche waren von der Möglichkeit begeistert, auf billige und einfache Art ihre Lieblingshits aus dem Radio aufnehmen zu können, woraufhin die Musikindustrie existenzbedrohende Umsatzrückgänge befürchtete und mit Kampagnen wie Home Taping Is Killing Music reagierte. Schon bald gab es Kombigeräte mit Radio, später auch in Stereo. Einen entscheidenden Sprung nach vorn machte die Compact Cassette jedoch durch die Entwicklung der Vormagnetisierung, mit deren Hilfe die Aufnahmen nun weiter ausgesteuert werden konnten, was auch die Erweiterung der Dezibel-Anzeige in den Plus-Bereich hinein erklärt. Da es sich bei der Einheit Dezibel um ein Dämpfungs- und nicht um ein Verstärkungsmaß handelt, stellt der Wert von 0 dB den maximal möglichen Lautstärkepegel dar, jegliche Dämpfung dieser Lautstärke wird mit Minus-dB-Werten angegeben, die totale Unterdrückung der Lautstärke wird mit „Minus unendlich“ angegeben. Wegen der durch die Vormagnetisierung möglich gewordenen höheren Aufsprechpegel wurde die alte Dezibel-Skala aus Kompatibilitätsgründen mit alten Kassettenaufnahmen beibehalten und einfach in den Plusbereich hinein erweitert. Spätere hochwertige Compact Cassetten mit Reineisenbeschichtung (Metal-Position-TypIV) konnten teilweise bis +10 dB ausgesteuert werden, ohne hörbare Verzerrungen aufzuweisen.

Sehr wichtig für den Siegeszug der Compact Cassette war jedoch auch die Entwicklung der Dolby-Rauschunterdrückung, mit deren Hilfe das lästige Bandrauschen deutlich reduziert wurde. Ende der 1970er Jahre wurden Autoradios mit einer Abspielfunktion für Kassetten ergänzt. 1979 brachte die japanische Firma Sony den ersten Walkman, einen tragbaren Kassettenspieler, auf den Markt.

Spezielle Kassetten

• Adapter-Kassette: Besitzt kein Band, aber einen Übertragungs-Tonkopf und ein Kabel, das an modernere Wiedergabegeräte (z. B. MP3-Player, ursprünglich Anfang der 1990er Jahre für die Verwendung tragbarer CD-Player auf den Markt gebracht) angeschlossen werden kann. Damit ist es möglich, die Musik des Wiedergabegerätes magnetisch direkt an einen Kassettenspieler zu übergeben. Das ist sinnvoll, wenn man die Musik des Wiedergabegeräts laut hören möchte, aber die vorhandenen Lautsprecher nur über einen Kassettenspieler genutzt werden können (z. B. bei einem Autoradio).
• Endlos-Kassette: Teilweise für Anrufbeantworter oder Beschallungen benutzt. Die Spieldauer beträgt wenige Minuten.
• Mini- und Mikrocassetten als Miniaturversionen der Audiokassette wurden 1967 bzw. 1969 entwickelt. Durch eine langsamere Bandgeschwindigkeit von 2,4 cm/s oder 1,2 cm/s ergeben sich schlechtere Klangeigenschaften. Sie werden daher hauptsächlich für Sprachaufnahmen verwendet, beispielsweise in Anrufbeantwortern und Diktiergeräten.
• Reinigungskassette: Besitzt ein mit Vliesstoffoberfläche versehenes Band und wird zur Reinigung von Tonkopf und anderen bandführenden Teilen einige Minuten abgespielt.
• MP3-Player in Form einer Audio-Cassette, der die von einer SD-Karte eingelesenen Titel auf den Tonkopf des Abspielgerätes übertragen kann.

Compact Cassetten zur digitalen Datenspeicherung

Compact Cassetten, die extra für Datasetten hergestellt wurden, hier das Produkt Computape

Ab den späten 1970er Jahren wurde die Kassette, da billig und massenproduziert, auch zur Speicherung von Computerdaten bei Heimcomputern benutzt, z. B. für den Commodore PET, Atari 800, MSX, Tandy TRS 80 und vor allem den Commodore 64 (siehe auch Datasette). Mit dem Siegeszug der schnelleren und bequemeren Disketten und Festplatten auch im Heimbereich ging die Ära dieser Anwendung jedoch ab den späten 1980er Jahren allmählich zu Ende. Zur Datenspeicherung gab es Kassetten mit einem speziellen Bandmaterial. Die Kassetten tragen auf der Unterseite eine mechanische Kodierung, damit Datenlaufwerke ihre Parameter auf das spezielle Band einstellen können. Derartige Kassetten passen zwar mechanisch in jeden normalen Kassettenrekorder, ermöglichen jedoch keine ausreichende Klangqualität für Audio-Zwecke. Zudem waren die Laufzeiten meist wesentlich kürzer (C10 bis C20); Ladezeiten über 10 Minuten für ein einzelnes Programm waren eher selten, besonders, wenn sog. Schnelllader verwendet wurden. Durch die kurzen Bänder wurden die Umspulzeiten verkürzt.

Compact Cassetten zur digitalen Datenspeicherung wurden in den 1980er Jahren auch von Blaupunkt zur Einspielung von Senderdaten in Autoradios mit PCI-System verwendet.

Weiterentwicklung

Für die magnetische Speicherung auf dem Band wurde zunächst Ferrit (Fe₂O₃) verwendet (Kassetten-Typ I). Später wurden auch Beschichtungen mit Chromdioxid (CrO₂, Typ II), Eisenoxid und Chromdioxid (Doppelschichtband, „Ferrochromband“, FeCr, Typ III) und elementar-metallischen Partikeln („Reineisenband“, „Metal“, Typ IV) angeboten. Durch symmetrische Einkerbungen auf der oberen Stirnseite der Compact Cassette sind die Bandsorten für die Aufnahme- und Abspielgeräte automatisch unterscheidbar (Ferrit (I): keine Einkerbung; CrO₂ (II): zwei; Metal (IV): vier Einkerbungen). Für Kassetten des Typs FeCr (III) existiert keine eigene Kerbungsvereinbarung, so dass sie nicht automatisch erkannt werden können. Für die Aufnahme auf Typ-III-Bänder geeignete Geräte müssen daher auf jeden Fall – zumindest optional – manuelle Bandsortenwahl bieten. Bei der Wiedergabe ist die Entzerrungseinstellung von Typ III identisch mit der von Typ II und IV. In Geräten mit automatischer Bandsortenwahl werden Typ-III-Bänder als Typ I erkannt, was eine Höhenanhebung von etwa 4dB verursacht. Kassetten des Typs III verschwanden sehr schnell wieder vom Markt und sind heute praktisch nicht mehr erhältlich. Auch Typ IV-Kassetten sind seit Jahren (ca. 1998?) vom westeuropäischen Markt verschwunden, sollen aber noch vereinzelt produziert werden.

Die Unterschiede der Bandsorten liegen in deren Magnetisierbarkeit begründet: Während Ferrit-Beschichtungen bereits bei relativ geringer magnetischer Feldstärke (Amplitude bzw. Lautstärke) voll magnetisiert sind, können Metall-Beschichtungen auch stärkere magnetische Feldstärken noch unterscheiden, wodurch es möglich ist, Aufnahmen höher (lauter) auszusteuern, was den Dynamikumfang und den Rauschabstand erhöht: Beim Abspielen höher ausgesteuerter Aufnahmen kann man den Lautstärkeregler bei unveränderter Abspiellautstärke im Vergleich zu niedrig ausgesteuerten Aufnahmen leiser stellen; während also die Lautstärke des Nutzsignals (z. B. Musik) gleich geblieben ist, werden Band- und Geräterauschen heruntergeregelt und somit reduziert.

Die Stärken der Eisenoxidschicht liegen in einer besseren Tiefenaussteuerbarkeit, während das Chromdioxidband eine bessere Höhenausteuerbarkeit hat. Deshalb wird für Eisenoxidband gewöhnlich eine Aufnahmevorverzerrung bzw. Wiedergabeentzerrung mit einer Zeitkonstanten von 120 µs benutzt, während für die anderen Bandsorten 70 µs benutzt wird. Die Entzerrung mit 70 µs hilft, das Rauschen, in dem die hohen Frequenzbereiche dominieren, zu verringern. Bei falscher Bandsorteneinstellung stimmt der Frequenzgang der Aufnahme bei der Wiedergabe nicht, wodurch das Audiomaterial entweder zu dumpf (Fe₂O₃-Band mit 70 µs-(Chrom-)Einstellung) bzw. zu spitz (z. B. CrO₂ mit 120 µs-(Ferro-)Einstellung) klingt. Um die Vorteile von Eisenoxid und Chromdioxid zu kombinieren, wurde das Zweischichtband (Ferrochrom-Band) entwickelt, bei dem sich auf einer Eisenoxid- eine Chromdioxid-Schicht befindet.

Vorbespielte Kassetten mit Chromdioxidband werden häufig mit einer Aufnahmevorverzerrung von 120 µs bespielt, d. h. der Kassettenrekorder sollte beim Abspielen auf Ferro-Band eingestellt sein. (Beschriftung der Kassette beachten.) Bei diesem Vorgehen wird die gegenüber Eisenoxid-Band verbesserte Höhenaussteuerbarkeit des Chromdioxid-Bandes nicht genutzt, um das Rauschen mittels 70 µs-Entzerrung zu verringern, sondern um höhenbetontes Klangmaterial besser wiedergeben zu können. Diese Technik kommt den veränderten Hör- bzw. eher Produktionsgewohnheiten entgegen, wonach Musik heutzutage höhenbetonter als früher ist, und gleichzeitig eine moderne Produktion weniger Dynamik hat, wodurch das Rauschen weniger ein Problem darstellt.

Bisweilen wird behauptet, dass die Musik auf Ferritbändern „wärmer“ klinge. Der Ursprung dieser Behauptung begründet sich in der Sättigungsmagnetisierung, bei der geradzahlige Obertöne verstärkt bzw. hinzugefügt werden. Typ-IV-Kassetten lassen sich höher aussteuern als Typ II, haben allerdings einen etwas raueren Klang, während Typ-II-Kassetten feiner klingen (sollen).

Wegen der ferromagnetischen Eigenschaften der Tonbänder ist bei der Aufnahme die sogenannte Vormagnetisierung (engl. Bias) vonnöten. Die Stärke der Vormagnetisierung hängt vom benutzten Bandmaterial ab. Reineisenbänder benötigen eine stärkere Vormagnetisierung als Chromdioxidbänder, diese wiederum eine stärkere als Eisenoxidbänder.

Höherwertige Geräte messen sich auf die tatsächlichen Bandeigenschaften durch Testaufnahmen (teilweise automatisch) ein, d. h. stellen die exakte Stärke der Vormagnetisierung bzw. Aufnahmevorverzerrung ein. Bei minderwertigen Kassettengeräten wird oft aus übertriebener Sparsamkeit statt eines elektrischen Löschkopfes nur ein Dauermagnet eingesetzt. Die Aufnahmen solcher Geräte klingen von Grund auf verrauscht und stellen einen technischen Rückschritt dar. (Siehe hierzu auch Tonband, Vormagnetisierung.)

Das Problem des Rauschens bei der Wiedergabe suchte man durch Rauschunterdrückungsverfahren zu beheben. Das bekannteste Verfahren ist sicher das Dolby-B-Verfahren. Auch das Nachfolgeverfahren Dolby-C erlangte weite Verbreitung, während das nochmals verbesserte Dolby-S erst zum Ende der Kassetten-Ära erschien und deshalb keine große Bedeutung mehr erlangte.

Als Nachfolger der Compact Cassette wurden das Digital Audio Tapes (DAT), von Sony die MiniDisc (MD) und von Philips Anfang der 1990er Jahre die mit der CC abwärtskompatible digitale Compact Cassette DCC vorgestellt. Diese neuen digitalen Medien ermöglichen die verlustfreie Kopie von Musik oder Daten. Bei den optischen Medien entfällt auch das Warten beim Vor- und Zurückspulen, und einzelne Titel lassen sich nun direkt anwählen. Während sich DAT und MD langsam halbwegs erfolgreich entwickelten, war die DCC für Philips ein völliger Misserfolg und wurde nach wenigen Jahren eingestellt. Jedoch erst mit der Verbreitung der beschreibbaren Compact Disc (CD) kam die Kassette ins Hintertreffen, und ihre Weiterentwicklung wurde weitgehend gestoppt.

Aktuelle Situation

Die Kassette wird wegen inzwischen fortgeschrittener Technik immer mehr vom Markt verdrängt.^[1] In den meisten Ländern Lateinamerikas, Afrikas, und West- und Südasiens erscheint auch 2007 noch der Großteil aller Musik auf Kassette, da Kassettenrekorder im Vergleich zu Plattenspielern einfacher zu bedienen und billiger sind und vor allem ohne patentierte und nur in Industrieländern produzierte Spezialelektronik gebaut und repariert werden können.

Ein besonders wichtiger Faktor ist auch ihre Robustheit, denn anders als Schallplatten und CDs verträgt eine Kassette in Maßen auch Hitze, Staub und grobe Behandlung; nur hohe Feuchtigkeit verträgt sie schlechter als andere Medien. In Deutschland findet sie mitunter als Hörspielkassette bzw. Hörbuch insbesondere für Kinder weiterhin Verwendung. Auch im Rap-Bereich ist sie weiterhin durch die von z. B. DJs individuell zusammengestellten Mixtapes verbreitet. Ebenso wird die Kassette im (extremen) Metal, Punk oder Hardcore für Demo- und Promo-Zwecke weiterhin verwendet. Wegen der hohen Flexibilität des Mediums ist die Kassette bei Rundfunkaufnahmen ohne hohe Qualitätserwartung nach wie vor erste Wahl. Es gibt in Deutschland ebenfalls noch eine geringe Anzahl an Vereinen, wie den Bayerischen Kaleidofon, die monatliche Musikprogramme auf Kassette publizieren.

Durch die oben genannte Robustheit sind Kassettenmedien auch im Auto noch recht beliebt, da ein Wechsel einfach ohne Hinsehen vor sich geht. Daher gibt es auch von den Autoherstellern oder Nachrüstern noch entsprechende Geräte. Die komfortableren Geräte erlauben auch das Überspringen einzelner Titel, wenn die akustische Pause lang genug ist (ca. 4 Sekunden). Dadurch wird der unten genannte Nachteil (Spulvorgang) teilweise kompensiert.

Ein Nachteil der Kassette ist, dass es wie beim Tonbandgerät Bandsalat geben kann und der Klang über die Jahre hinweg durch Entmagnetisierungen an Qualität verliert. Auch die gefürchteten Aussetzer, „Drop-outs“ genannt, nehmen durch Bandstaub und Verschleiß mit der Zeit zu. Anders als bei einer CD ist auch ggf. ein zeitraubendes Vor- bzw. Zurückspulen notwendig. Das unkomplizierte Löschen durch einfaches Überspielen mit neuen Inhalten und die im Vergleich zu digitalen Medien geringen Hardwareanforderungen prädestinieren die Kassette in vielen Fällen weiterhin für den alltäglichen Gebrauch.

Weblinks

• Kleine Historie zur Geschichte der Magnetband-Technik
• Vergleich fast aller Magnetband-Kassetten
• Fotos von Hunderten von Compact Cassetten
• Fotos von Compact Cassetten und deren Einleger, darunter viele Raritäten
• Artikel über die Nutzung als Speichermedium für Heim- bzw. Homecomputerspiele
• Anleitung zum Digitalisieren von Audio-Kassetten

Quellen

1. ↑ www.digitalfernsehen.de Ausgespielt: Audiokassetten kaum noch benutzt:http://www.digitalfernsehen.de/news/news_185790.html.10. August 2007.