Warum schwankt die Tonhöhe (Leiern) bei der Musikwiedergabe?

Das Phänomen, dass die Tonhöhe bei der Musikwiedergabe schwankt, nennt man fachsprachlich Gleichlaufschwankungen. Im Englischen unterscheidet man zudem zwischen „Wow“ (langsames Jaulen) und „Flutter“ (schnelles Flattern).

Die Ursache liegt fast immer in mechanischen Unregelmäßigkeiten bei der Geschwindigkeit des Tonträgers. Hier ist die detaillierte Erklärung:

1. Das physikalische Grundprinzip

Musik auf analogen Medien (Schallplatte, Tonband, Kassette) ist als räumliche Information gespeichert. Damit der Ton korrekt klingt, muss das Medium mit einer exakt konstanten Geschwindigkeit am Tonabnehmer oder Tonkopf vorbeigeführt werden.

Die Tonhöhe (Frequenz) hängt direkt von der Geschwindigkeit ab:

• Läuft das Gerät schneller, wird die Wellenlänge „gestaucht“ -> der Ton wird höher.
• Läuft das Gerät langsamer, wird die Wellenlänge „gestreckt“ -> der Ton wird tiefer.

Wenn die Geschwindigkeit während des Abspielens variiert, schwankt die Tonhöhe – das ist das typische „Leiern“.

2. Ursachen bei der Schallplatte

• Dezentrierung: Wenn das Loch in der Mitte der Platte nicht exakt zentriert ist, bewegt sich die Nadel pro Umdrehung einmal nach außen und einmal nach innen. Dadurch ändert sich die Relativgeschwindigkeit der Nadel zur Rille rhythmisch.
• Höhenschlag: Wenn die Platte verbogen (wellig) ist, muss der Tonarm auf und ab steigen. Das verändert kurzzeitig den Winkel und die Geschwindigkeit der Nadel in der Rille.
• Antriebsprobleme: Ein ausgeleierter oder schmutziger Antriebsriemen, ein unpräziser Motor oder ein verschmutztes Lager des Plattentellers können die Drehzahl schwanken lassen.

3. Ursachen bei Tonband und Kassette

Hier ist die Mechanik besonders anfällig:

• Andruckrolle (Pinch Roller): Das Gummirädchen, das das Band gegen die Antriebswelle (Capstan) drückt, kann mit der Zeit hart, uneben oder schmutzig werden. Es rutscht dann minimal durch.
• Capstan-Welle: Wenn diese Metallwelle verbogen ist oder Schmutzablagerungen hat, ändert sich der Umfang und damit die Transportgeschwindigkeit des Bandes.
• Reibung im Gehäuse: Bei Kassetten kann das Band im Gehäuse hängen bleiben oder schwergängig laufen (oft bei billigen oder alten Kassetten).
• Motorsteuerung: Wenn die Elektronik des Motors altert (z. B. austrocknende Elektrolytkondensatoren), kann sie die Geschwindigkeit nicht mehr stabil halten.

4. Warum hört man das heute bei digitaler Musik kaum noch?

Bei CD-Playern, MP3s oder Streaming wird die Musik nicht durch eine mechanische Bewegung, sondern durch einen Quarzoszillator (Clock) gesteuert.

• Digitale Daten werden in einen Zwischenspeicher (Buffer) geladen und von dort in einem extrem präzisen Takt ausgelesen.
• Mechanische Schwankungen (z. B. wie schnell sich eine CD im Laufwerk dreht) werden durch diesen Puffer komplett ausgeglichen.
• Nur wenn der digitale Taktgeber selbst instabil wäre (sogenannter Jitter), gäbe es theoretisch Schwankungen, diese sind aber so minimal, dass sie eher als Klangverfärbung und nicht als Leiern wahrgenommen werden.

Zusammenfassung der Begriffe:

• Wow (Jaulen): Langsame Schwankungen (ca. 0,5 bis 6 Hz), oft durch unrunde Rollen oder dezentrierte Platten.
• Flutter (Flattern): Schnelle Schwankungen (über 6 Hz), oft durch Motorvibrationen oder raue Oberflächen verursacht, klingt eher „rau“ oder „zittrig“.

Fazit: Leiern ist ein rein mechanisches Problem analoger Technik, bei dem die Zeit-Raum-Konstante der Aufnahme beim Abspielen verletzt wird.