Kristallsysteme: wurden häufig in Boxen der späten 50er bis Anfang 60er Jahre verwendet. Im Laufe der Jahre werden dieses Systeme meistens durch zu hohe Luftfeuchtigkeit zerstört. In einer Art Fett (z.B. Silikonpaste) ist der eigentliche Umsetzer aus Seignettesalz-Kristall gebettet:
Beispiele für Kristallsysteme:  Elac KST, Schumann-Merula SK451, SK461
Ausgangssignal bei Kristallsystemen: meistens 700mV- 1V, bis 3V möglich

Keramiksysteme: wurden ebenfalls in älteren Boxen bis in die 70er Jahre verwendet. Sie enthalten Barium Titanat Umsetzern. Diese Systeme sind zwar unempfindlich gg. Feuchtigkeit, zerbrechen jedoch gern mechanisch, z.B. bei zu festem Druck beim Nadelwechsel.
Beispiele für Kristallsysteme:  Astatic 15D, Philips GP213, Sonotone 8TA
Ausgangssignal bei Keramiksystemen: 200mV - 500 mV

Magnetsysteme: hier wird entweder ein kleiner Magnet (m.m. = moving magnet) oder eine kleine Spule (m.c. =  moving coil) durch die Schwingungen der Nadel (Saphir, Diamant) bewegt und eine Signalspannung von wenigen 1/1000 Volt  erzeugt.
Beispiele für Magnetsysteme:  Shure M17CM, Shure M77, Shure M44, Seeburg Redhead, Cobra, Ortofon
Ausgangssignal bei Magnetsystemen: alte ca. 10-15mV, neue 4 - 10 mV

Crystal catridges: Often used in jukeboxes from the late 50s to early 60s.
Within the years these cartridges get faulty due to humidity. Inside the cartridge there is a kind of grease (e.g. silicon) which embeds the actual converter of Rochelle salt.
Exemple of crystal cartridges:  Schumann-Merula SK451, SK461, Elac KST
Output of crystal cartridges: Mostly 700mV - 1 V but up to 3V possible

Ceramic cartridges: These are used in a lot of jukeboxes from the 50s to the 70s. They have barium titanite converter. These cartridges are inured to humidity but often break mechanically e.g. due to a too high pressure when changing the needles / stylus.
Exemple of crystal cartridges:  Astatic 15D, Philips GP213, Sonotone 8TA
Output of ceramic cartridges: 200mV - 500 mV

Magnetic cartridges: Inside these cartridges either a tiny magnet (m.m. = moving magnet) or a coil (m.c. = moving coil) gets moved by the waves of the needles (sapphire, diamond). This excites a signal voltage of a few thousandth volt.
Example of magnetic cartridges:  Shure M17CM, Shure M77, Shure M44, Seeburg Redhead, Cobra, Ortofon
Output of magnetic cartridges: Old ones 10 - 15 mV, new ones 4 - 10 mV

Shure M44

• N44G: grau / sphärisch 15µ - 6,2mV /
  0,75 bis 1,5 Gramm
• N44E: braun / elliptisch 10 x 15µ - 9,5mV /
  1,75 bis 4 Gramm
• N44-7: weiß / sphärisch 18µ - 9,5mV /
  1,5 bis 3 Gramm
• N44C: hellblau / sphärisch 18µ - 9,5mV /
  3 bis 5 Gramm
• N44-1: dunkelblau / sphärisch 26µ - 9,5mV /
  1,5 bis 3 Gramm - mono LP (Vinyl)
• N44-3: dunkelgrün / sphärisch 64µ - 9,5mV /
  1,5 bis 3 Gramm - für Schellack - Platten

(Quelle: Beipackzettel eines Original - Einschubs)

Hinweis: verwendet wurde das System Shure M44C bei Rowe/AMI und Shure M44R bei Rock-Ola.
Das System Shure M44R wurde für Rock-Ola hergestellt und hat einen angepaßten Halter. Man findet es in den Modellen 436, 437, 440, 442, 444, 446, 447, 448, 449 usw. bis hin zur 494.
Für Musikboxen (45 RPM) ist aufgrund des benötigten Auflagegewichtes die Tonnadel N-44C zu verwenden.

• N44G: gray / spherical 15µ - 6,2mV /
  0,75 to 1,5 grams
• N44E: brown / elliptical 10 x 15µ - 9,5mV /
  1,75 to 4 grams
• N44-7: weiß / spherical 18µ - 9,5mV /
  1,5 to 3 grams
• N44C: light blue / spherical 18µ - 9,5mV /
  3 to 5 grams
• N44-1: darkblue / spherical 26µ - 9,5mV /
  1,5 to 3 grams - mono LP (Vinyl)
• N44-3: darkgreen / spherical 64µ - 9,5mV /
  1,5 to 3 grams - for 78 rpm records

(Source: Instruction sheet of an original needl)

Note: Shure M44C was used in Rowe/AMI and Shure M44R in Rock-Ola jukeboxes.
The cartridge Shure M44R was customized for Rock-Ola and came with a mofified bracket. It can be found in models 436, 437, 440, 442, 444, 446, 447, 448, 449 etc. up to 494.
Jukeboxes with 45 rpm records require - due to their high tonearm pressure compared to regular record player - the stylus N-44C.

Just to get our terminology right: In the tone arm (also called pick-up arm) of your juke box, there is a cartridge (a block-like unit) into which the needle - or more correctly - the stylus - slides in, in various fitting configurations – it might be a push fit, it might be a clip-in or a clip-under fit. The stylus can be either diamond or sapphire.
I am assuming that everyone knows that the stylus has a sharp point on it (which is either diamond or sapphire) and that this stylus point tracks around in the groove of the record, and because the grooves have very slightly differing depths and also wave from side to side, the needle “jiggles” about – this “jiggling” is interpreted by the cartridge as electrical signals, and those signals are sent to the amplifier (valve type = vacuum tube, or solid-state) to be amplified with the resultant noise = sound output going to the speakers.
Essentially there have been 3 types of cartridges used in juke boxes over the past 60 years:-  crystal, ceramic and magnetic.
Let’s have a look at the basics of each of these.

1. Crystal: Crystal cartridges were used in juke boxes up to the early 1960’s.
The first piezo-crystal cartridges were developed in the 1920’s where the crystal (then made of quartz) was stimulated by a steel stylus.
Over a long period of time, crystal cartridges go faulty due to heat and humidity affecting the crystal and the gel. The gum rubber suspension elements of the cartridge also harden over time. Inside the cartridge there is a kind of grease (e.g. silicon, lanolin) which embeds the actual converter of Rochelle salt. The symptoms which then display, include gradual (or even sudden) loss of voltage/amplification and/or complete loss of a channel. They were used very much because they were much cheaper at the time than Ceramic cartridges were (when these ceramics came along) and the intention in using them was that they were disposable and would/should be regularly replaced. We know that many juke box owners don’t replace their crystal cartridges and persevere with them, even though their output is way down.
By the way: Re-capping the amplifier in the juke will NOT fix or compensate for a faulty crystal cartridge!
Crystal cartridges which have been affected by heat and humidity can sometimes be repaired by replacing the “gel” around the crystal – this is a precision repair which should only be attempted by qualified technicians or those with a steady hand and jeweller’s loupes, and with time on their side. Stamann in Germany offer this service for some crystal cartridges.  A crystal cartridge should not survive its 10th birthday unless it has been re-worked!

Examples of crystal cartridges:  Schumann-Merula, Elac
Output of crystal cartridges: ca. 700 millivolts - 1 Volt (sometimes even as high as 2 volts). (We’ll deal with cartridge output voltages later).

There are still brand new, newly-manufactured, crystal cartridges available from recognised manufacturers such as Astatic (which company took over Sonotone and was then taken over themselves). Obviously, given the deterioration of crystal cartridges over time, these are one item where you would not want to be buying NOS (New Old Stock) because there is a high probability that they have already been adversely affected by heat, time and humidity etc. (Be very wary too of ever buying NOS capacitors – generally not a bargain at all!).

Crystal cartridges have a limited frequency response – ceramics have a much better response, and magnetics outshine both by many factors.

Styli: These days, just about everybody uses diamond-tipped styli, but in the past, sapphire was the norm, and before that, steel!
Sapphire styli are good for about 60 hours of play – after that, they tend to become your portable grinder.
Diamond stylii are generally good for about 1000 hours so do your sums on how many hours each month you play your juke, and what that means in a year, and figure out whether you need to replace your stylus yet.

Remember though, that it’s a very good idea to have 1 or 2 spares up your sleeve.

The information contained in this short article, has been gleaned from many sources - and from my own experience in operating juke boxes over very many years. I thank Oliver and Hildegard Stamann in particular, but also many other people all over the world for their contribution to my knowledge – and to this article.

Elac KST103

Im Schaltplan vom NOVA Verstärker für die Tempo 2 steht dieser Hinweis:
Stereo Cartridge Columbia SC-2S oder ELAC KST 105
NOT SC-1 or KST 103

Damit dürfte klar sein, dass das KST 103 original nicht für die Tempo 2 verwendet wurde.
Vermutlich wurden im Laufe der Zeit defekte Systeme aus Unwissenheit durch den Typ KST 103 ersetzt.
Ich habe allerdings noch nie ein KST 105 (Push-Pull ?) gesehen und auch im Internet nichts darüber gefunden. Vielleicht hat ja ein Forumsmitglied Informationen darüber.
► Anmerkung Stamann: es gab das KST 105. Optisch sieht es wie das KST 103 aus.

Außer dem Push-Pull TA-Eingang und der Ultralinearschaltung hat der NOVA Verstärker mit dem originalen (USA) Verstärker nicht viel gemeinsam.

Der technische Hintergrund wieso bei der Tempo 2 ein Gegentakt (Push-Pull) Tonabnehmer verwendet werden muss ist folgender:
Beim Tempo 2 Verstärker sind beide Kanäle komplett identisch aufgebaut, das heißt auch die Ausgangsübertrager sind bei beiden Kanälen gleich angeschlossen. Das bedeutet, dass die Phasenlage in beiden Sekundärwicklungen der Übertrager die selbe ist (phasengleich). Durch den speziellen TA, bei dem ein Kanal ein um 180 Grad gedrehtes Signal liefert sind auch die Ausgangssignale der beiden Ausgangsübertrager um 180 Grad gedreht (invertiert). Das ist im Schaltplan daraus ersichtlich, dass beim rechten Kanal + an Masse liegt und beim linken – an Masse. Das ist deshalb wichtig, weil bei Mono Betrieb die beiden Kanäle gebrückt werden (Bridge Mode). Die Kennzeichnung + und – der Lautsprecheranschlüsse hat dabei nichts mit Gleichspannung zu tun, sondern bezieht sich auf die Phasenlage.
Wenn an einen Tempo 2 Verstärker an beiden Kanälen ein phasengleiches Eingangssignal mit gleichem Pegel angeschlossen ist und die Amplituden an beiden Ausgängen mit dem Balance Regler auf den selben Wert eingestellt sind, beträgt die Ausgangsspannung bei Mono Betrieb 0 V und somit ist im Lautsprecher kein Ton zu hören ( Lautstärke natürlich aufgedreht )

Aber warum hört man dann bei einer Tempo 2 mit KST 103 doch etwas?
Das liegt hauptsächlich daran, dass die Balance der beiden Kanäle nie 100%ig genau eingestellt ist und dass auch die Musiksignale einer Schallplatte bei beiden Kanälen nicht komplett identisch sind. Am besten funktioniert ein KST 103 in der Tempo 2 wenn der Balance Regler komplett nach links oder rechts gedreht wird. Allerdings fehlt dann das Signal von einem Kanal!

Verstärker Umbau:
Nach obiger Erläuterung könnte man als erstes auf die Idee kommen die Verdrahtung der Primärseite von einem Ausgangsübertrager zu ändern. Blauen mit braunen Draht an Pin 9 der beiden 6973 vertauschen und voilà..... schon hat man die benötigte Phasendrehung die für den Betrieb mit einem KST 103 benötigt wird. Soweit würde das auch funktionieren, wenn da nicht die mehrstufige Gegenkopplung wäre. Die Spannung hierfür wird bei beiden Kanälen vom 16 Ohm Anschluss auf der Sekundärseite der Ausgangsübertrager abgenommen. Schaut man sich allerdings die Phasenlagen der einzelnen Stufen an, wird man leider erkennen, dass sich beim geänderten Kanal keine Gegenkopplung sondern eine Mitkopplung ergibt. Somit also aus der Traum – zumindest ohne weitere Änderungen!

KST 103 ohne Verstärker Umbau:
Eine Möglichkeit die funktioniert ist, die beiden 12-Zöller der Box an den Main Stereo Klemmen anzuschließen die eigentlich für externe niederohmige Lautsprecher gedacht sind und den Betriebswahlschalter auf Stereo zu stellen. Bei einem Lautsprecher muss jedoch + und – vertauscht werden. Das Hochtonhorn der US Ausführung (NOVA Tempo 2 haben keines) kann bei dieser Lösung aber nur parallel zu einem der beiden 12" Lautsprecher angeschlossen werden. Dadurch ändert sich jedoch die Lastimpedanz an einem Kanal, was sich aber mit dem Schalter für die Leistung anpassen lässt und die ungleiche Lautstärke der beiden Lautsprecher kann man mit dem Balance Regler ausgleichen. Technisch ist das sicher keine perfekte Lösung, aber wer unbedingt ein KST 103 bei der Tempo 2 haben will .........!
Die einfachste Lösung ist aber eindeutig der auch im Archiv beschriebene phasenverkehrte Anschluss eines Kanals bei einem System bei dem beide Kanäle unabhängige Anschlüsse für + und – haben.

Und wie ist das bei den Verstärkern von Regis, Empress, Capri usw.?
Bei Regis und Empress sind die Ausgangsübertrager beim linken und rechten Kanal anders angeschlossen. Dadurch ist trotz phasengleichem Eingangssignal am Ausgang der linke und rechte Kanal um 180 Grad gedreht und somit funktioniert die Zusammenschaltung der beiden Kanäle im Mono Betrieb auch wieder. Und die Gegenkopplung funktioniert, weil bei diesem Verstärker andere Übertrager verwendet werden, bei denen jeweils die 4 Ohm Anzapfungen an Masse liegen und die Spannung für die Gegenkopplung beim rechten Kanal am Fußpunkt der Wicklung (+ Anschluss rechter Lautsprecher) und beim linken Kanal an der 16 Ohm Anzapfung der Sekundärwicklung (+ Anschluss linker Lautsprecher) abgegriffen werden.

Bei den Verstärkern von Capri und Co. erfolgt bei den niederohmigen Ausgängen keine Phasendrehung. Hier ist bei beiden Kanälen am Ausgang - an Masse. Das liegt daran, dass es keine Mono Betriebsart gibt. Bei diesen Boxen sind die internen Lautsprecher bereits stereomäßig angeschlossen. Der 70 V Line Mono Ausgang ist an einem Kanal mit - und beim anderen mit + verbunden. ACHTUNG! In den Verstärker Schaltplänen von Capri, Rhapsodie (und ev. auch anderen) sind die Leitungsfarben blau und braun der Primärseite des Ausgangsübertragers bei einem Kanal verkehrt angegeben. Tatsächlich sind bei diesen Verstärkern beide Übertrager gleich angeschlossen. Wenn die Übertrager laut Plan verdrahtet wären, würde die Phasenlage der Ausgänge nicht wie angegeben sein!

Übrigens, wer bei seiner Regis, Empress, Capri usw. Höhen vermisst hört nicht unbedingt schlecht. Das liegt (auch wenn sonst alle anderen relevanten Komponenten in Ordnung sind) an der eigenwilligen Klangregelung die RO bei diesen Verstärkern verwendet hat. Bei der Höhenregelung ist dabei nur eine Absenkung und keine Anhebung gegenüber der Bezugsfrequenz von 1 KHz möglich. Selbst wenn der Höhenregler auf Maximum steht werden die Höhen stark bedämpft. Aber dafür wird mit dem Höhenregler der Bereich um 1 KHz mitgeregelt, was eigentlich nicht üblich ist. Einige der noch älteren RO Verstärker (bis Tempo 1) haben eine Schaltung für Geräuschunterdrückung (Noise Suppression). Dabei wird in Stufen die Höhenwiedergabe herabgesetzt. Dafür haben diese Verstärker eine übliche Bass- und Höhenregelung mit einer Absenkung und Anhebung gegenüber der Bezugsfrequenz. Vielleicht hat sich RO bei den Modellen ab 1961 gedacht die Geräuschunterdrückung gleich mit der Klangregelung zu erledigen. Einfach generell weniger Höhen und gut. Und dann tun es auch noch Platten mit schlechterer Qualität.

Ich halte das für einen technischer Rückschritt, was RO bei diesen Verstärkern gemacht hat.

Bei meinem Verstärker von der 1494 habe ich die Klangregelung so ausgeführt, dass damit sowohl eine Anhebung und Absenkung gegenüber 1 KHz möglich ist und das hat sich klanglich auf jeden Falls gelohnt, da die Box nur 2 Breitbandlautsprecher hat deren Schalldruck bei hohen Frequenzen ziemlich stark abfällt. Und wenn man dann noch einen Hochtöner (keinen Piezoheuler) an Stelle von einem der beiden Breitbandlautsprecher einbaut hört man erst richtig was in Sachen Höhenwiedergabe möglich ist. Diese kleine Modifikation soll natürlich ohne zusätzliche Bohrungen an der Box erfolgen, damit alles wieder in den Originalzustand gebracht werden kann!

Und zum Schluss noch eine Anmerkung zu den NOVA Verstärkern. Diese haben eine sehr gute Klangregelung weil eine bewährte Standardschaltung verwendet wird. Ich habe erst kürzlich einen NOVA Regis Verstärker überholt und der war klanglich sehr gut (nachdem die WIMA Bonbons entsorgt waren). Und wer das Innenleben eines NOVA Verstärker mal genauer betrachtet, weiß danach was mit dem Begriff "deutsche Gründlichkeit" gemeint ist (siehe Fotos hier im Archiv)!

Pfanstiehl P-132D: Ersatz für Kristall- oder Keramiksysteme

Replacement for other crystal or ceramic cartridges

Rock-Ola Tempo 2 (1478 und 1485)

Astatic 15D / Astatic 17D Rock-Ola

Grünes und weißes Merula Tonsystem Dt. Wurlitzer

Astatic-Systeme US Wurlitzer

Umstieg auf ein anderes Tonsystem

Conversion to a different cartridge

Kristall- oder Keramik-Tonsysteme lassen sich nicht ohne weiteres durch ein Magnet-Tonsystem ersetzen. Das liegt daran, dass die Ausgangsleistung unterschiedlich sind.
- Kristallsystem bis zu 1000 mV
- Keramiksystem zwischen 200 und 500 mV und
- Magnet-Tonsystems zwischen 10 und 20 mV
Die Ausgangsleistung eines Tonsystems muß zur Eingangsleistung des Verstärkers passen.
Um von einem Kristall- bzw. Keramik- auf ein Magnet-Tonsystem umzusteigen, ist ein zusätzlicher Vorverstärker notwendig. Dieser wird zwischen Tonsystem und Eingang des Verstärkers eingebaut.
Hinweis: einige Vorverstärker müssen extra geerdet werden. Sonnst kann ein Brumm-Ton entstehen.

A crystal or ceramic cartridge can't be replaced by a magnetic cartridge without further ado. This is due to the reason that the output of these types of cartridges  is different.
- Crystal cartridges: up to 1000 mV
- Ceramic cartridge: 200 - 500 mV and
- Magnetic cartridge: 10 - 20 mV only.
The output of a cartridge needs to match the input of the amplifier.

To switch from a crystal resp. ceramic cartridge to a magnetic cartridge an extra pre-amplifier is needed. This gets installed between the cartridge and the input of the amplifier.
Note: Some pre-amplifier require an extra grounding. Otherwise a hum can be the result.

Die Angaben haben keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Richtigkeit.
Bei den (importierten) Boxen können im Laufe der Jahre durchaus Veränderungen vorgenommen worden sein. Copyright.

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