Tonabnehmer

Tonabnehmer-Magnetfeld

Manfred Zollner

Beim Magnettonabnehmer verändert die schwingende Stahlsaite das Feld eines Dauer­mag­ne­ten, und als Folge hiervon wird in einer Spule eine elektrische Spannung erzeugt (induziert). Für einen Singlecoil-Tonabnehmer zeigt die nachfolgende Animation die zeitliche Änderung der Magnetflussdichte, deren Stärke farbig dargestellt wird (blau = wenig, rot = viel). Die Flussdichte ist nur für Magnet und Saite dargestellt, nicht für die umgebende Luft. Am stärksten ist die Flussdichte in der Saite, knapp neben der Kante des Zylindermagneten. Die Saite wird hier bis in die Sättigung magnetisiert, was sofort erklärt, warum der Magnetfluss die Saite schon nach einem kurzen Stückchen wieder verlässt (Details in „Physik der Elek­tro­gitarre“, Kap. 5).

In der nächsten Animation ist nicht mehr der gesamte Magnetfluss dargestellt, sondern nur noch die Änderungen. Man erkennt den Wechselfluss durch die Saite mit alternierender Richtung, sowie die Änderungen im Magnet. Die sich, und das überrascht vielleicht, auf den obersten Bereich des Magneten beschränken. Die unteren Windungen der Spule bekommen von diesen Magnetflussänderungen nicht mehr viel mit, in ihnen wird praktisch keine Spannung induziert.

Bei einem Humbucker arbeiten zwei Spulen zusammen. Der Magnet liegt – zumindest bei dem von Gibson entwickelten Urtyp – in Balkenform unter den Spulen, eine Reihe Schrauben und eine Reihe Stifte führen den Magnetfluss durch die Spulen zur Saite. Hierbei entsteht die maximale Saitenmagnetisierung zwischen Stift (im Bild links) und Schraube.

 

Die nächste Animation zeigt wieder die Änderungen des Magnetflusses, und auch hier findet man eine Besonderheit: Im Balkenmagnet ändert sich der Magnetfluss so gut wie gar nicht. Beim Austauschen des Magneten (z.B. Alnico-2 gegen Alnico-5) wird sich die Induktivität deshalb fast gar nicht ändern, nur die Empfindlichkeit (die Lautstärke) ändert sich etwas. Weil sich bei einer Änderung der Magnetfeldstärke auch die Apertur ändert, das ist das „Fenster“, durch das das Magnetfeld auf die Saite trifft, ergeben sich auch kleine Klangfarben­änderungen: stärkere Magnete produzieren etwas mehr Höhen.

 

Mehr Details in: M. Zollner, Physik der Elektrogitarre,

https://hps.hs-regensburg.de/~elektrogitarre/

Reamping und Reguitaring

Manfred Zollner

Beim Reamping wird die von der Gitarre erzeugte Spannung zunächst direkt aufgenommen, und beim Abspielen in einen Gitarrenverstärker eingespeist. Die Quellimpedanz des Abspielgerätes (z.B. Mischpult) entspricht hierbei allerdings nicht der eines Gitarrentonabnehmers. Muss dessen Impedanz nachgebildet werden, bietet sich die induktive Signaleinkopplung in den Gitarrenton­ab­neh­mer an (Reguitaring). Das aufgenommene Signal kann nun (bei korrekter Quellimpedanz) beliebig oft in identischer Weise durch den Gitarrenverstärker geschickt werden – ein großer Vor­teil bei Hörversuchen. Allerdings ist hierfür eine spezielle Filterung erforderlich.

 

Beim Reamping wird zuerst die Tonabnehmerspannung direkt von der Gitarre weg aufge­nom­men (z.B. über eine hochohmige DI-Box). Bei der anschließenden Wiedergabe leitet man das Signal wieder in einen Gitarrenverstärker zurück, deshalb Reamping (re = zurück, amp = Verstär­ker). Hiermit können nun in Ruhe verschiedene Verstärkereinstellungen ausprobiert wer­den, mit dem Vorteil, dass der Gitarrist nicht von Mal zu Mal schlechter wird (so gut wie beim ersten Take bekomm ich das nie mehr hin). Nachteilig können sich dabei Klang­einbußen bemerkbar machen, verursacht durch die nun geänderte Anpassung. Eine DI-Box belastet die Gitarre fast immer linear, ein Gitarrenverstärker (insb. Röhrenverstärker) häufig nichtlinear. Und: Der vom Pult (oder der DAW) zur Verfügung gestellte Ausgang hat nie die Quell­impe­danz einer Gitarre (außer bei aktiven Tonabnehmern – für die gelten andere Regeln). Es ist nicht sicher, dass diese Unterschiede immer hörbar werden, es kann aber sein. Eine Ver­bes­serung, die ins­be­sondere bei kritischen Hörversuchen angebracht ist, stellt das Reguitaring dar. Hierbei wird die Aufnahme nicht auf den Amp zurückgegeben, sondern (magnetisch) auf die Gitarre. Mag­netisch heißt: Das Signal wird induktiv (mit einer Spule) in den Magnet-Tonabnehmer der Gitarre eingekoppelt. Damit „sieht“ der Gitarren­ver­stärker seine vertraute Tonabnehmer-Quellimpedanz, es entstehen dieselben Signale wie beim richtigen Gitarre­spie­len, sie sind jedoch beliebig oft exakt reproduzierbar. Lediglich der Aufwand ist größer, denn für das Reguitaring ist eine spezielle Filterung erforderlich.

Der Ablauf im Einzelnen: Zuerst spielt man auf der Gitarre, und nimmt mit dem passenden Kabel (Kapazität!) und einem hochohmigen (1 MΩ) Vorverstärker auf. Dann speist man diese Aufnahmen induktiv in den Tonabnehmer ein, mit dem man die Aufnahmen produziert hat, und kann nun davon eine neue Aufnahme erstellen. Die Gitarre liegt hierbei an einem ruhigen Ort, fernab aller störender Quellen (Trafos, Dimmer, Leuchtstoffröhren). Über dem Tonab­nehmer ist eine Sendespule befestigt, von der Gitarrenbuchse geht es über das Kabel zum Amp, vor dessen Lautsprecher steht das Aufnahmemikrofon (oder wie eben die Aufnahme zu erstellen ist). Hierbei muss aber einiges berücksichtigt werden: Ohne geeig­ne­te Korrektur würden die Signale zweimal durch den Tonabnehmer gefiltert werden, das darf nicht sein. Deshalb ist bei der induktiven Anregung ein Korrekturfilter einzu­schlei­fen, das die dop­pelte Bearbeitung rückgängig macht. Dessen Berechnung ist nicht ganz trivial, Hinweise zur Ton­ab­nehmerfilterung gibt z.B. die „Physik der Elektrogitarre“ in Kap. 5. Notfalls hilft auch Empirie: Höhen anheben, Aufnahme anhören, und dann die Filterparameter so lange verän­dern, bis der Sound passt. Der große Vorteil liegt in der originalen Impedanzanpassung. Ist die nicht gefordert, kommt man auch mit Reamping zum Ziel.

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