A lemezre rögzített hang „frekvencia-rajzolatának” megválasztását rögzítési jellemzőnek nevezzük. Már az első gramofon lemezek vágásakor az 1920-as években felismerték, hogy meg kell változtatni az audiojel-átvitel frekvencia-görbéjét. Ami valójában történik – amit a zeneipar használt a múltban, de ma is nagyon aktuális – az egy céltudatos és nagyon okos trükk. Elég sokféle van belőlük!
A korai, 78 RPM fordulatú sellak-lemezek esetében, amelyeket először a Western Electric, majd később a British Columbia Gramophone fejlesztett ki, egy egyszerű RC basszus-vágó áramkört alkalmaztak a vágóerősítő előtt, így a rögzített barázdát 300 Hz feletti állandó sebességgel és az alatti, állandó amplitúdóval rögzítették. Ez csökkentette a barázda méretét, növelte a lemez lejátszási idejét. Az ilyen típusú rögzítési karakterisztikát egy egyszerű időállandóval (ciklus/ másodpercben) lehetne meghatározni. A reprodukáló elektronika tervezőjének is egyszerű volt a feladat, egy kiegészítő karakterisztikát kellett beállítani egy basszus-kiemelő szűrő segítségével. Egy szűrő könnyen kivitelezhető úgy, hogy korlátlanul „levágja” a bizonyos frekvenciákat, de ennek meredekségét nem lehet a végtelenségig növelni. Tehát, a reprodukáló oldalon a kiegyenlítő szűrőnek fokozatosnak kellett lennie, egy adott frekvencián magát a fokozatot a maximális emelés határozta meg.
A fenti helyzet körülbelül tíz évig tartott, az 1930-as évek végéig, amikor jött az ötlet, hogy a magas-frekvenciás jelek kiemelésével jobb jel/zaj viszonyt érhetnek el. Az első, elektronikus jel-felírási technikát használó hanglemez megjelenésekor a mérnökök úgy döntöttek, hogy a vágásnál csökkentik a mély és a magas hangok intenzitását. Nem egy kismértékű vágásról és kiemelésről beszélünk, hanem 40 dB-es változtatásról a mélytől a magas felé! A basszus vágás nélkül csak körülbelül 5 perc műsoridő lenne az LP egy oldalán. A magas hangok kiemelése nélkül többnyire felületi zajokat hallani. A phono-előerősítő az alkalmazott vágási görbe inverzével rendelkezik, amely erősíti a basszust és csökkenti a magas hangokat ugyan abban a mértékben, mint a vágásnál, így az egész folyamat kisimul, lineárissá válik. Ezt 1953-ban világszerte szabványosították és RIAA felvételi- és reprodukálási görbéknek hívják. Így a tipikus felvételi karakterisztika az alábbi képen látható formát öltötte.
A különböző rögzítési jellemzőkkel és azok alkalmazásával kapcsolatos, látszólag mélyen zavaros helyzetet leegyszerűsíti a történelmi perspektíva. Mint a legtöbb bonyolult helyzet, ez sem indult bonyolultnak, csak bonyolulttá fejlődött, végül meglehetősen kaotikussá vált. Éppen abban az időben történt, amikor az LP-k és a sellak lemezek párhuzamosan léteztek, még mielőtt a ma már mindenütt jelenlévő RIAA felvételi jellemzők ellenőrzése alá vonták volna.
A magas frekvenciák „hangsúlyozásának” ötlete az FM-rádió sugárzásból származik (ahol általánosan alkalmazzák). Úgy tűnik, hogy a harmincas évek végén kezdték általánosan alkalmazni. Európában csak a Decca a 78-as fordulatú lemezekhez az FFRR rögzítési rendszer részeként alkalmazta. Az EMI továbbra is az eredeti Blumlein karakterisztikát használta egészen addig, amíg az 1960-as években Nagy-Britanniában le nem állította a 78 RPM-es lemezek gyártását. Az „előhangsúlyt” úgy határozták meg, mint egy adott frekvencián a kiemelést (vagy a vágást visszajátszáskor), általában 10 kHz-en, így egy rögzítési karakterisztikát például a következőképpen határozunk meg: vágás 250 Hz alatt, +5 dB-es erősítéssel 10 kHz felett. Az 1950-es évekig minden rögzítési jellemző e két paraméter egyszerű variációja. A részletek ördöge abban rejlik, hogy a lemezcégek mindegyike különböző előkiemelési görbéket választott a 10 kHz-es 0 dB-től a 10 kHz-es +16 dB-ig. Az előerősítők hangszínszabályozása ebből az időszakból származik; nem azért volt szükség, hogy választást kínáljanak, hanem hogy a lemezek többsége egyáltalán hallgatható legyen.
Nos, a basszus csökkentésének, a játékidő javításának, a magas hangok elő-hangsúlyozásának, a felületi zaj csökkentésének ötleteit (bizonyos feltételek teljesülése mellett) fokozatosan alkalmazták a lemezeken. Ebben az időszakban a RIAA előtti amerikai és európai lemezek között a fő különbség az, hogy az európai kiadók sokkal óvatosabbak voltak a 78 RPM-es lemezeken alkalmazott előhangsúlyt illetően, mint amerikai megfelelőik voltak.
A hatalmas szórakoztatóipari háttérrel rendelkező amerikai lemezkiadók különösen lelkesen törekedtek több mély- és több magashang arányaiban megfelelő visszajátszására, mígnem a két dolog gyakorlatilag „középen találkozott”, ami egy szinte teljesen lejtős karakterisztikát eredményezett, fokozatos emelkedés basszusról a magas frekvencia szélsőségeire. Az ötvenes években a kiegyenlítési fétisről általában úgy érezték, hogy túl sok a jóból, mert a kiemelések annyira fokozódtak, hogy a magas hangok a barázda követésénél gyakran okoznak problémát a tűnek.
Nyilvánvalóan eljött a szabványosítás ideje, és az RCA bevezette azt a rögzítési karakterisztikát, amelyet RCA New Orthophonic görbének hívtak. Akkoriban az 500 Hz-es pontot határozták meg, +13,7 dB-es erősítéssel 10 kHz-en. Általában ezt a paraméterek ésszerű megválasztásának tartották, és 1952-ben az Amerikai Recording Industry Association (RIAA) elfogadta és szabványként javasolta. A hagyomány szerint az ötvenes évek közepére a nemzetközi együttműködés belle epoque-ja (nevezhetjük egy konszenzus eredményének), hogy a legtöbb amerikai és a legtöbb jelentős európai kiadó átvette az új RIAA szabványt. Viszont sok kiadó – különösen Európában és Ázsiában – sokkal lassabban alkalmazta a RIAA karakterisztikát és a lemezfelvételi jellemzőket, általánosan csak az 1960-as évek végén szabványosították.
A sztereó eljövetele és a történet vége. Az első sztereó lemezeket az 1950-es évek végén adták ki, de az új technológia bevezetése lassú volt, így a sztereó lemezek csak az 1960-as évek második felében terjedtek el az egész világon. A sztereó és a RIAA új ortofonikus hangszínszabályozása között nincs formális kapcsolat. A sztereó LP megjelenése mégis arra késztette a gyártókat, hogy a felvétel gyártást a RIAA karakterisztikája körül egy kereskedelmi, evolúciós mechanizmus révén véglegesen kikristályosítsák.
Az acetát apa-lemezhez kötődő rögzítési karakterisztika a vágógép elektronikájának függvénye. A rögzítési karakterisztikát gyakran a vágófej és az erősítő visszacsatoló rendszer köré épített kompenzációs áramkörök határozzák meg és a gép megfelelő működésének szerves részét képezik. A kiegyenlítés a sztereó lemezek bevezetésével kristályosodott ki, a monoról való átállás sok kisebb gyártó halálát, és a régebbi, különféle hangszínszabályzó áramköröket tartalmazó mono vágógépek kivonását jelentette. A fejlesztéshez idő és pénz kellett, hogy új, sztereó berendezéseket gyártsanak egy viszonylag kis piac számára.
A Westrex, az Ortofon, a Neumann és a Haeco az 1960-as évek végére az a maroknyi vállalat lett, amely tisztességes, sztereó vágófejeket tudott gyártani. Ezeket a RIAA kiegyenlítéshez tervezett elektronikával együtt szállították. Így a RIAA-görbére jellemző felvételek végleges szabványosítása inkább a sztereó berendezések bevezetéséhez és a vágógép-piac kereskedelmi konszolidációjához volt köthető, mint a kiadók, mastering stúdiók vagy szabványügyi szervezetek döntéseihez.
A RIAA szabványtól eltérő kiegyenlítési adatok
1. Régi „250-es” európai karakterisztika használható a HMV N78, His Masters Voice, Columbia N78 és a CETRA N78 lemezekhez. Ez a szabvány a Parlophone, Brunswick lemezeire is alkalmazható, időállandó: 636 µs (250 Hz).
2. Régi „500-as” európai jellemző használható számos európai lemezre, amelyet 1950 előtt készítettek, és sok amerikai cégre is vonatkozik, kivéve az RCA Victor-t, Columbia. Időállandó: 318 µs (500 Hz).
3. Columbia N78 időállandók: 530 µs (300 Hz) és 100 µs (1590 Hz).
4. Columbia LP M33 Angliában gyártott HMV M33. Vanguard, Bach Guild, Cetra M33, Vox. Időállandók: 1590 µs (100 Hz), 318 µs (500 Hz) és 100 µs (1590 Hz).
5. NAB Országos Műsorszolgáltatók Szövetsége. Időállandók: 530 µs (300 Hz) és 100 µs (1590 Hz).
6. NARTB Rádió- És TV-Műsorszolgáltatók Országos Szövetsége. A NAB szabványt váltotta fel. Alkalmazható: Artist, Capitol, MGM, Westminster (lásd a lemezborítót), Tempo M33 (hozzávetőleges karakter) Időállandók: 2720 µs (60 Hz), 318 µs (500 Hz) és 100 µs (1590 Hz).
7. AES Audio Engineering Society leginkább használt szabványokkal való kompatibilitás érdekében 1951-ben készítette – ez a reprodukciós definíció az USA-ban. Időállandók: 398 µs (400 Hz) és 64 µs (2500 Hz).
8. London London Gramophone Corporation London M33 és M45, Decca (esetleg). Időállandók: 1590 µs (100 Hz), 318 µs (500 Hz) és 57 µs (2800 Hz).
9. CCIR 134. Sz. Ajánlás VII. Plenáris Közgyűlés, 1953: Németország 1952-1955: DGG 33 1/3 LP. Időállandók: 450 µs (350 Hz) és 50 µs (3180 Hz).
10. IEC 1955-ös ajánlás az N78 lemezek lejátszásához, a BS No. 128 (brit szabvány) szerint. Időállandók: 3180 µs (50 Hz), 450 µs (350 Hz) és 50 µs (3180 Hz).
11. RCA Victor & IEC No.98 Erre az „Új ortofonikus” szabványra utal 1952 óta. A NARTB 1953-as, az IEC No.98 1955-ös és a BS 128-as ajánlása. Világszabvány 1967 óta. Időállandók: 3180 µs (50 Hz), 318 µs (500 Hz) és 75 µs (2120 Hz).
12. TELDEC A Telefunken és a Decca lemez céget alapított, amely a német DIN-szabványhoz javasolt jellemzőt használta 1957 júliusában: DIN45533, DIN45536, DIN45537. Időállandók: 3180 µs (50 Hz), 318 µs (500 Hz) és 50 µs (3180 Hz)
A mozgó mágnes (MM) hangszedők érzékenysége RMS jel-feszültségben van megadva, a lemezforgás tűhöz viszonyított sebessége miatt, amit általában centiméter per másodpercben (cm/s) adják meg. Faraday óta tudjuk, hogy mozgó mágnes szükséges ahhoz elektromos mezőt (áramot) indukáljunk, tehát az elektromágneses hangszedő érzékeny arra a sebességre, amellyel a mágnes „mozog” a tekercsekben. Az MM-hangszedők, a teljesítmény és a terhelés tekintetében, többé-kevésbé szabványosak, gyakorlatilag minden modell körülbelül 5 cm/s sebességre 5 mV RMS feszültséget produkál 1 kHz-en. Az eltérés körülbelül 20%-os ezen érték felett és alatt. Az MM-hangszedők mindegyike elégedett a 47 kOhm terheléssel, 200 pF körüli kapacitással.
A lemez vágásakor a sebességhatár 50 cm/s. Ezen a határon túl barázda kidobja a vágótűt. Az 50 cm/s csúcssebesség 35 cm/s RMS-nek felel meg, ami éppen hétszer (17 dB) haladja meg az 5 cm/s RMS névleges NAB rögzítési szabványt. Tehát a maximális RMS kimenet soha nem lehet nagyobb, mint az 5 mV RMS hétszerese, azaz 35 mV RMS. Az MM-hangszedő jelét fogadó phono-elektronika ideális esetben 40 mV-os bemenő jelet tud fogadni, mielőtt bekövetkezik a túlterhelés. Ez 40 mV/5 mV 8-szor magasabb, mint a szabvány szint.
A mozgótekercses hangszedők kimeneti feszültségszintje sokkal kevésbé igazodik egy szabványhoz. A modellek kimeneti szintértéke többnyire 0,2 mV és 0,6 mV között van (5 cm/s sebesség). Ez nagy tartomány a mozgó mágneses szabvány szerint, de egy jól megtervezett előerősítőnek képesnek kell lennie egy 10 dB-es szint tartomány befogadására. A nagyjelű MC megjelöléssel ismert, viszonylag új típusú hangszedők az 1,5 mV és 2,5 mV közötti sávokban dolgoznak, ezek nagy tekercset és/vagy erősebb mágnest használnak. Jelentős számú „félúton” álló modell is létezik a 0,5 mV és 1 mV közötti feszültség-tartományban. Az összkép tehát a 24 dB-es kimeneti tartományú jel-átalakításról szól, aminek elkerülhetetlen eredménye az előerősítő túl- vagy alul hajtása a tervező feltételezésétől függően. Sok modell túl magas a „standard” feltételezéshez (0,5 mV@5 cm/s) egy mozgó tekercses erősítő esetében, és túl alacsony a szabványos mozgó mágneses hangszedőhöz érzékenyített erősítőhöz. A mozgótekercses hangszedők kimeneti jelének megfelelő kezeléséhez, a legjobb eredmény elérése érdekében, az illesztés maximális pontossága érdekében különböző erősítésekre van szükség.
