EDE-WOLF
HCA Bass/PA/Boxenbau
Dieser Thread soll das CLipping mal näher erläutern, ich hab mich die letzten monate immer mal wieder drangesetzt und es dann doch aufgegeben, weil es irgendwie zu umfangreich wurde, und ich immer in irgendwelchen verstärkerschaltungen hängen geblieben bin etc..., ich bemüh mich daher das jetzt etwas kürzer zu fassen, daher wird das ein oder andere für den e-techniker sicher relativ schwammig rüberkommen, aber ich denke für uns basser wirds für das grundverständnis und den umgang mit diesem phänomen ausreichend sein!
Clipping ist zunächst mal eine übersteuerung einer verstärkerschaltung. Ein verstärker kann nur bis zu einem gewissen Grad verstärken, das heißt, er hatt eine maxiamle ausgangsspannung, die er liefer kann, darüber ist halt einfach schluss. wird eine verstärkerschaltung übersteuert so erhält man ein ausgangssignal, welches eine andere "form" hat als das eingangssignal, dies bedeutet gleichzeitig, dass sich das signal spektral verändert, das heißt, dass gewisse frequenzen dem signal zugeführt werden die eigentlich nicht da sein sollten. dies äußert sich in einer mehr oder weniger starken, hörbaren verzerrung.
ZUnächst mal kann man in unserem (bass-sektor) 3 arten des clippings unterscheiden
1. digitales clipping (VORSICHT: UMFANGREICH UND SCHWIERIG ZU VERSTEHEN! evtl. einfach bild angucken und überlesen!!)
2. transistorclipping
3. röhrenclipping (bzw. sättigung oder übersteuerung)
jetzt kann man noch unterscheiden ob besagtes clipping in der vor- oder der endstufe auftritt. alle clippings unterschieden sich mehr oder weniger stark:
1. Digitales clipping
das digitalclipping ist die "härteste" variante des clippings. diese variante kommte weniger bei verstärkern vor (außer glaube ich bei Digitalendstufen, wobei ich gar nicht weiß wie die funktionieren, daher würde ich mich freuen, wenn jemand eine solche mal erklären würde
) als bei A/D wandlern in digitalen effektgeräten (bspw. Bodentreterchorus/flanger, Pod, V-amp etc.) hier wird das signal quantisiert, das bedeutet, die spannung des eingangssignals wird in einer bestimmten geschwindigkeit (samplingrate) mit einer gewissen genauigkeit, also anzahl an stellen (bitrate; wortbreite) gemessen, und daraus ein zahlencode aus 1 und 0 en gemacht, da ein audiosignal eine wechselspannung ist, deren spannung sich eben immer verändert muss dieser wandler nun auf einen gewissen spannungsbereich kalibriert werden, in dem er arbeiten soll. wählt man diesen bereich zu groß(-zügig), so erhält man, durch rundungsfehler, eine ungenaue abbildung des signal, was schlecht klingt, wählt man ihn zu klein, so kann es eben sein, dass der wandler bei einer zu hohen eingangsspannung "clippt", womit wir beim thema wären: sagen wir (ich vereinfache das im folgenden!!) wir haben einen wandler der der bspw. 5 zustände darstellen kann (in der realität haben wir wandler die ca. 16mio. zustände darstellen können ) diese 5 zusände werden jetzt bestimmten eingangsspannungen zugewiesen:
0V = 0
1V = 1
2V = 2
3V = 3
4V = 4
also bis zu einer eingangsspannung von 4 V arbeitet der wandler wie er soll!
liegen nun am eingang allerdings 5V an, kann der wandler dies nicht mehr darstellen und "nennt" diese eingangsspannung trotzdem "4"´.
schaut man sich nun eine sinusschwingung an, so ergibt sich daraus, dass die spannungsmaxima und minima hart abgeschnitten werden:
(dass natürlich am eingang auch negative spannungen anliegen, ignoriere ich zur einfacheit jetzt mal!!) nehmen wir also in unserem beispiel an:
die 0 aus der grafik entsprechen 0V am eingang, also der "0" des wandlers,
Vc entspricht den 4V am eingang also der maximalen spannung die der wandler verarbeiten kann!
Vp sind unsere 5 V eingangsspannung.
das resultierende signal sieht ungefähr so aus wie in der grafik, man sieht: spannungsmaxima werden einfach abgeschnitten, wodurch sich der klang des signals, bspw dess obertonstruktur wie gesagt stark ändert. und das klingt, gelinde gesagt: ganz beschissen!!
2. Transistorclipping:
das wird den meisten hier wohl am ehesten begegnen, nämlich dann, wenn ein transistorverstärker anfängt zu clippen, oder auch eine transistorvorstufe!
das signal wird ebenfalls beschnitten, die auch beim digitalen clipping. eine transistorvertärkerschaltung allerdings noch ein wenig "puffer" also einen kleinen bereich, in dem sie nicht so hart abeschneidet wie ein A/D wandler, das heißt: transistorclipping ist nicht ganz so schnell und ganz so heftig wie ein digitalclipping, allerdings auch relativ weit davon entfernt schön zu klingen. Transistorclipping entsteht ebenfalls durch zu hohe eingangsspannungen, entweder der end- oder der vorstufen schaltung. oder durch das übersteuern der operationsverstärker in eben einer solchen schaltung. beides sollte man (wenn man nicht weiß was man tut) nach möglichkeit verhindern.
3. Röhrenclipping:
Hier wirds nun etwas interessanter. EIne Röhre ist sehr "tolerant" was das übersteuern angeht, auch sie beschneidet das signal, allerdings DEUTLICH weniger störend als es ein transistor oder ein wandler tut, im gegenteil: es klingt meist sogar ganz angenehm. man kann sich vorstellen, dass die röhre die spannungsmaxima eben nicht hart wegschneidet sondern diese einfach nur abflacht, was das signal auch spektral verändert, aber eben nicht so störend. den klang einer übersteuerten röhren kennen wir alle aus dem gitarrenbereich. röhrenclipping ist im grunde das einzige clipping, welches man durchaus gewollt einsetzt und auch gezielt und häufig verwendet! Eine Röhrenschaltung drückt die spannungsmaxima wie gesagt etwas zusammen, das heißt, sie komrpmiert den sound, auf diese bzw. ähnliche art und weise arbeiten auch röhrenkompressoren. spielt man also einen vollröhrenamp, braucht man sich nicht soo viele gedanken um clipping zu machen.
Warum clipping so wichtig/riskant/unangenehm ist:
wie bereits mehrfach erwähnt werden bei clippenden amps dem signal obertöne hinzubefügt, das heißt: das signal hat plötzlich energieanteile in bereichen, die sonst sehr energiearm sind, nämlich ind en höhen. Ein Hochtöner einer Box ist immer DEUTLICH weniger belastbar als der tieftöner, das ist normal und in ordnung. meist hat der hochtöner gerade mal ein 30tel der belastbarkeit, meist etwas im bereich von 15 watt. verarbeitet die box nun ein normales bassignal, so gehen auf den hochtöner auch nur entsprechend geringe leistungen, ist das signla aber geclippt, so kann es passieren, dass zu viel leistung vom hochtöner verarbeitet wird, und dieser dadurch kaputt geht! für tieftöner ist clipping relativ "unschädlich" so lange man es nicht übertreibt.
Ob man nun die endstufe eines verstärkers ins clipping treibt, oder die vorstufe ist im grunde egal (so lange beides transistorschaltungen sind), denn:
transistoren verzerren immer ähnlich und ob ich nun eine "kaputte" schwingung "sauber" verstärke oder eine saubere schwingung "kaputtverstärke" macht im resultat kaum einen unterschied, allerdings:
natürlich macht es einen unterschied ob ich die vorstufe übersteuere und dann recht leise spiele! es kommt letztendlich nur drauf an wieviel leistung der amp abgibt, bzw. wieviel leistung eben der hochtöner abbekommt! Für den verstärker an sich ist clipping relativ ungefährlich.
einen unterschied macht es natürlich, wenn man eine röhrenvorstufe besitzt und diese übersteuert und dann die transistorendstufe sauber verstärken lässt, in diesem fall ist das natürlich was anderes!!
zu guter letzt: JA es gibt auch verzerrer die nicht per röhre arbeiten, sondern mit dioden, auf diese gehe ich hier aber nicht ein, halte ich in diesem kontext für nicht relevant.
Ich hoffe das bringt ein wenig klarheit in das thema! fragen werden wie immer gern beantwortet
EDIT:
Also bevor ihr euren transistoramp ins clipping schickt weil ihr nicht laut genug seid, nehmt lieber n kompressor zur hilfe
Clipping ist zunächst mal eine übersteuerung einer verstärkerschaltung. Ein verstärker kann nur bis zu einem gewissen Grad verstärken, das heißt, er hatt eine maxiamle ausgangsspannung, die er liefer kann, darüber ist halt einfach schluss. wird eine verstärkerschaltung übersteuert so erhält man ein ausgangssignal, welches eine andere "form" hat als das eingangssignal, dies bedeutet gleichzeitig, dass sich das signal spektral verändert, das heißt, dass gewisse frequenzen dem signal zugeführt werden die eigentlich nicht da sein sollten. dies äußert sich in einer mehr oder weniger starken, hörbaren verzerrung.
ZUnächst mal kann man in unserem (bass-sektor) 3 arten des clippings unterscheiden
1. digitales clipping (VORSICHT: UMFANGREICH UND SCHWIERIG ZU VERSTEHEN! evtl. einfach bild angucken und überlesen!!)
2. transistorclipping
3. röhrenclipping (bzw. sättigung oder übersteuerung)
jetzt kann man noch unterscheiden ob besagtes clipping in der vor- oder der endstufe auftritt. alle clippings unterschieden sich mehr oder weniger stark:
1. Digitales clipping
das digitalclipping ist die "härteste" variante des clippings. diese variante kommte weniger bei verstärkern vor (außer glaube ich bei Digitalendstufen, wobei ich gar nicht weiß wie die funktionieren, daher würde ich mich freuen, wenn jemand eine solche mal erklären würde
) als bei A/D wandlern in digitalen effektgeräten (bspw. Bodentreterchorus/flanger, Pod, V-amp etc.) hier wird das signal quantisiert, das bedeutet, die spannung des eingangssignals wird in einer bestimmten geschwindigkeit (samplingrate) mit einer gewissen genauigkeit, also anzahl an stellen (bitrate; wortbreite) gemessen, und daraus ein zahlencode aus 1 und 0 en gemacht, da ein audiosignal eine wechselspannung ist, deren spannung sich eben immer verändert muss dieser wandler nun auf einen gewissen spannungsbereich kalibriert werden, in dem er arbeiten soll. wählt man diesen bereich zu groß(-zügig), so erhält man, durch rundungsfehler, eine ungenaue abbildung des signal, was schlecht klingt, wählt man ihn zu klein, so kann es eben sein, dass der wandler bei einer zu hohen eingangsspannung "clippt", womit wir beim thema wären: sagen wir (ich vereinfache das im folgenden!!) wir haben einen wandler der der bspw. 5 zustände darstellen kann (in der realität haben wir wandler die ca. 16mio. zustände darstellen können ) diese 5 zusände werden jetzt bestimmten eingangsspannungen zugewiesen: 0V = 0
1V = 1
2V = 2
3V = 3
4V = 4
also bis zu einer eingangsspannung von 4 V arbeitet der wandler wie er soll!
liegen nun am eingang allerdings 5V an, kann der wandler dies nicht mehr darstellen und "nennt" diese eingangsspannung trotzdem "4"´.
schaut man sich nun eine sinusschwingung an, so ergibt sich daraus, dass die spannungsmaxima und minima hart abgeschnitten werden:
(dass natürlich am eingang auch negative spannungen anliegen, ignoriere ich zur einfacheit jetzt mal!!) nehmen wir also in unserem beispiel an:
die 0 aus der grafik entsprechen 0V am eingang, also der "0" des wandlers,
Vc entspricht den 4V am eingang also der maximalen spannung die der wandler verarbeiten kann!
Vp sind unsere 5 V eingangsspannung.
das resultierende signal sieht ungefähr so aus wie in der grafik, man sieht: spannungsmaxima werden einfach abgeschnitten, wodurch sich der klang des signals, bspw dess obertonstruktur wie gesagt stark ändert. und das klingt, gelinde gesagt: ganz beschissen!!
2. Transistorclipping:
das wird den meisten hier wohl am ehesten begegnen, nämlich dann, wenn ein transistorverstärker anfängt zu clippen, oder auch eine transistorvorstufe!
das signal wird ebenfalls beschnitten, die auch beim digitalen clipping. eine transistorvertärkerschaltung allerdings noch ein wenig "puffer" also einen kleinen bereich, in dem sie nicht so hart abeschneidet wie ein A/D wandler, das heißt: transistorclipping ist nicht ganz so schnell und ganz so heftig wie ein digitalclipping, allerdings auch relativ weit davon entfernt schön zu klingen. Transistorclipping entsteht ebenfalls durch zu hohe eingangsspannungen, entweder der end- oder der vorstufen schaltung. oder durch das übersteuern der operationsverstärker in eben einer solchen schaltung. beides sollte man (wenn man nicht weiß was man tut) nach möglichkeit verhindern.
3. Röhrenclipping:
Hier wirds nun etwas interessanter. EIne Röhre ist sehr "tolerant" was das übersteuern angeht, auch sie beschneidet das signal, allerdings DEUTLICH weniger störend als es ein transistor oder ein wandler tut, im gegenteil: es klingt meist sogar ganz angenehm. man kann sich vorstellen, dass die röhre die spannungsmaxima eben nicht hart wegschneidet sondern diese einfach nur abflacht, was das signal auch spektral verändert, aber eben nicht so störend. den klang einer übersteuerten röhren kennen wir alle aus dem gitarrenbereich. röhrenclipping ist im grunde das einzige clipping, welches man durchaus gewollt einsetzt und auch gezielt und häufig verwendet! Eine Röhrenschaltung drückt die spannungsmaxima wie gesagt etwas zusammen, das heißt, sie komrpmiert den sound, auf diese bzw. ähnliche art und weise arbeiten auch röhrenkompressoren. spielt man also einen vollröhrenamp, braucht man sich nicht soo viele gedanken um clipping zu machen.
Warum clipping so wichtig/riskant/unangenehm ist:
wie bereits mehrfach erwähnt werden bei clippenden amps dem signal obertöne hinzubefügt, das heißt: das signal hat plötzlich energieanteile in bereichen, die sonst sehr energiearm sind, nämlich ind en höhen. Ein Hochtöner einer Box ist immer DEUTLICH weniger belastbar als der tieftöner, das ist normal und in ordnung. meist hat der hochtöner gerade mal ein 30tel der belastbarkeit, meist etwas im bereich von 15 watt. verarbeitet die box nun ein normales bassignal, so gehen auf den hochtöner auch nur entsprechend geringe leistungen, ist das signla aber geclippt, so kann es passieren, dass zu viel leistung vom hochtöner verarbeitet wird, und dieser dadurch kaputt geht! für tieftöner ist clipping relativ "unschädlich" so lange man es nicht übertreibt.
Ob man nun die endstufe eines verstärkers ins clipping treibt, oder die vorstufe ist im grunde egal (so lange beides transistorschaltungen sind), denn:
transistoren verzerren immer ähnlich und ob ich nun eine "kaputte" schwingung "sauber" verstärke oder eine saubere schwingung "kaputtverstärke" macht im resultat kaum einen unterschied, allerdings:
natürlich macht es einen unterschied ob ich die vorstufe übersteuere und dann recht leise spiele! es kommt letztendlich nur drauf an wieviel leistung der amp abgibt, bzw. wieviel leistung eben der hochtöner abbekommt! Für den verstärker an sich ist clipping relativ ungefährlich.
einen unterschied macht es natürlich, wenn man eine röhrenvorstufe besitzt und diese übersteuert und dann die transistorendstufe sauber verstärken lässt, in diesem fall ist das natürlich was anderes!!
zu guter letzt: JA es gibt auch verzerrer die nicht per röhre arbeiten, sondern mit dioden, auf diese gehe ich hier aber nicht ein, halte ich in diesem kontext für nicht relevant.
Ich hoffe das bringt ein wenig klarheit in das thema! fragen werden wie immer gern beantwortet
EDIT:
Also bevor ihr euren transistoramp ins clipping schickt weil ihr nicht laut genug seid, nehmt lieber n kompressor zur hilfe
- Eigenschaft
