Die Klangeinstellung in der Elektrogitarre

von DerOnkel, 09.02.07.

  1. DerOnkel

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    Erstellt: 09.02.07   #1
    Nachdem ich vor einiger Zeit bereits zwei Beiträge zum Thema Lautstärkeeinstellung geschrieben habe, wird es jetzt Zeit, sich mit der Klangeinstellung zu befassen.

    Im Vergleich zu dem modernen Bassisten zählt die 6- oder 7-saitige Ausführung dieser Gattung Musiker eher zu den konservativen Puristen. Auch heute noch wird in den meisten Elektrogitarren eine Schaltung verwendet, die in Unwissenheit ihrer eigentlichen Wirkungsweise einfach aus dem Schaltplan eines Radios entnommen wurde. Wie sie und einige ihrer Variationen funktioniert, ist Gegenstand dieses Beitrages. Im weiteren Verlauf werde ich vielleicht einige Begriffe verwenden, die dem einen oder anderen fremd sind. Hier hilft dann ein Blick in Guitar-Letter II und III.

    Alle folgenden Amplitudengänge wurden mit den elektrischen Daten eines Fender Stratocaster-Tonabnehmers simuliert. Der Drehwinkel der Potis wird grundsätzlich in Prozent angegeben, wobei eine logarithmische Charakteristik (10% bei 50% Drehwinkel) verwendet wurde.

    Die Schaltbilder enthalten auf der linken Seite die Ersatzschaltung eines magnetischen Tonabnehmers mit der Spannungsquelle U0, der Spuleninduktivität Ls, dem Gleichstromwiderstand Rs und der Wicklungskapazität Cs.

    Als Belastung wurde eine Kabelkapazität CK sowie der Eingangswiderstand Rin und die Eingangskapazität Cin der ersten Verstärkerstufe berücksichtigt.

    Wie der Klang eines elektromagnetischen Tonabnehmers aus elektrischer Sicht zustande kommt, habe ich in Guitar-Letter II und III ausführlich beschrieben. Wer da noch Nachholbedarf hat, hat dann Futter für die nächsten Abende. ;)

    Wenn man wissen möchte, wie ein Netzwerk bei Ansteuerung mit verschiedenen Frequenzen reagiert, so verwenden die Elektrotechniker sehr gerne ein sogenannte Bode-Diagramm, welches aus dem Amplituden- und Phasengang der Übertragungsfunktion gebildet wird. Für unsere Bedürfnisse ist es ausreichend, nur den Amplitudengang (engl. Frequency Response) zu betrachten.

    Los geht es...

    1. Der Standard: Die Tonblende

    Die sogenannte Tonblende (engl. Tone) besteht aus einer Reihenschaltung eines veränderlichen Widerstandes (PT) und eines Kondensator (CT). Diese Anordnung wird in der Regel parallel zum Tonabnehmer geschaltet. Im folgenden Bild ist die Ersatzschaltung von Tonabnehmer, Gitarrenelektronik sowie Kabel und Verstärkereingang dargestellt.

    [​IMG]

    Man erkennt in der blauen Linie des Amplitudenganges bereits den typischen Verlauf der Übertragungscharakteristik eines elektromagnetischen Tonabnehmers. Auffällig ist der "Berg", dessen Lage durch die sogenannte Resonanzfrequenz charakterisiert wird. Sie beträgt in diesem Beispiel 3.542kHz mit einer Ausprägung von 4.90dB. Das heißt, der Tonabnehmer betont die Frequenzen in diesem Bereich ungefähr mit einem Faktor von 1.75. Den "Klang" eines solchen Tonabnehmers kann man umgangssprachlich als "grell" und "metallisch" bezeichnen, eben genau der Sound, den man von einer alten Stratocaster aus den 50er Jahren erwartet.

    Wenn man jetzt am Tone (PT) dreht, verändert sich der Amplitudengang. Im Bild wurden insgesamt 10 Amplitudengänge für Drehwinkel von 100% bis zu 0% mit einer Schrittweite von 10% dargestellt.

    Man erkennt, daß der "Berg" langsam kleiner wird und schließlich ganz verschwindet (50%, Rot). In der Endstellung von PT ist jedoch schon wieder ein "Berg" aufgetreten. Er liegt bei 647Hz / 4.34dB. Diese Einstellung wird von den meisten Musikern als "dumpf" oder "muffig" empfunden und in der Regel gemieden.

    Die Erklärung für dieses Verhalten habe ich bereits an anderer Stelle ausführlich beschrieben. In der Kürze kann man sagen, daß der zweite "Berg" zustande kommt, weil über das Poti eine weitere Kapazität parallel zum Tonabnehmer geschaltet wird, welche so die Resonanzfrequenz der gesamten Schaltung verringert. Die Lage dieser Frequenz wird also von CT beeinflußt. Verändert man seinen Wert, so verschiebt sich auch der dazu gehörende "Berg".

    Häufig hört man Klagen, daß die Tonblende eine schlechte Einstellbarkeit aufweist. Dahinter verbirgt sich die Frage, wie sich die veränderliche Größe in Abhängigkeit des Drehwinkels verhält. Dieses Verhalten kann durch die sogenannte Linearität beschrieben werden. Es stellt sich dann nur die Frage, was die veränderliche Größe ist? Ich habe mich dafür entschieden, insgesamt drei Größen zu betrachten:
    1. Die Absenkung der Anfangsresonanzfrequenz (hier 3.542kHz),
    2. die Ausprägung der tatsächlichen Resonanzfrequenz und
    3. die tatsächlichen Resonanzfrequenz.
    Die Absenkung der Anfangsresonanzfrequenz wird durch die blaue Kurve dargestellt. Sie hat einen sehr schönen, fast geraden Verlauf. Wenn man bei einen graphischen Equalizer die Übertragung einer Frequenz verändert, erwartet man genau ein solches gleichmäßiges Verhalten.

    Aus Gründen auf die ich hier nicht näher eingehen möchte verändert sich mit dem Drehwinkel auch die Resonanzfrequenz. Die grüne Linie zeigt dieses Verhalten. Sie ist zwischen 40% und 65% unterbrochen, da es in diesem Bereich tatsächlich keine Resonanz gibt und die Schaltung einfach nur als Tiefpaß mit variabler Grenzfrequenz arbeitet.

    Die rote Linie zeigt die Ausprägung der tatsächlichen Resonanzfrequenz. Auch sie ist unterbrochen.

    Der Klangeindruck, der entsteht, wenn man an der Tonblende dreht, ist also das Ergebnis eines relativ komplizierten Vorganges. Hier ist sowohl eine Verringerung der Amplitude als auch eine Einschränkung der "Bandbreite" durch das Tiefpaßverhalten beteiligt.

    Zwischen 100% und 80% geschieht nicht wirklich etwas weltbewegendes. Man muß da schon sehr genau hinhören. Der dramatische Bereich beginnt bei 65%. Ab hier wird die Übertragung der hohen Frequenzen drastisch eingeschränkt.

    Ab 40% beginnt sich wieder eine Resonanz zu bilden, die den dumpfen Klangeindruck jedoch nicht mildern kann, sondern ihn durch die Betonung lediglich etwas charakteristischer macht.

    Würde man ein lineares Pot verwenden, so verschiebt sich der Beginn des Tiepaßbereiches auf 20% und alle drei Kurven haben bis dahin einen sehr flachen Verlauf. Da passiert also wirklich nichts. Der Unterschied in der Dämpfung beträgt gerade mal 4dB!

    Fazit:

    Im Gegensatz zu einem Equalizer beeinflußt die passive Tonblende mit der Amplitude und der Frequenz gleich mehrere Eigenschaften der Schaltung. Aus elektrischer Sicht ist dies Schaltung also nicht besonders glücklich. Ein Techniker möchte lieber Amplitude und Frequenz voneinander unabhängig verändern können. Das setzt jedoch ein vollkommen anderes Schaltungskonzept voraus.

    Für die Tonblende sollte unbedingt ein Potentiometer mit logarithmischer Charakteristik verwendet werden.

    2. Delta Tone: Die Tonblende mit NoLoad-Poti

    Vor einigen Jahren hat Fender in einigen Instrumenten das sogenannte "NoLoad-Poti" eingeführt. Es handelt sich dabei eigentlich nicht um ein Potentiometer, sondern um einen abschaltbaren veränderlichen Widerstand. Man kann sich leicht selber ein solches Poti machen, indem man die Widerstandsbahn an einem Ende unterbricht. Bewegt man den Schleifer dann über diese Stelle hinweg, so wird der Widerstand dann effektiv unendlich groß.

    Aufgrund dieser Eigenschaft kann das NoLoad-Poti nicht für die Lautstärkeeinstellung verwendet werden!

    Wie sieht jetzt die Simulation aus? Hier ist sie:

    [​IMG]

    Man erkennt, daß der blaue "Berg" im Amplitudengang jetzt mit 3.694kHz / 8.66dB deutlich größer ist. Diese Eigenschaft ergibt sich aus der Tatsache, daß nun das Poti "ausgeschaltet" ist und die gesamte Tonblende nicht mehr den Tonabnehmer belastet.

    In der Linearität erkennt man, daß ganz am rechten Rand die Kurven einen leichten Sprung haben. Hier ist also der Schaltvorgang in seiner Auswirkung zu erkennen.

    Darüber hinaus ist hier nichts neues zu bemerken.

    Fazit:

    Die Verwendung des NoLoad-Potis erzeugt in der 100%-Stellung gegenüber der Standardschaltung eine um 4 bis 5 dB höhere Resonanzspitze.

    3. Die "Revolution": Das TBX-Control

    Vor ein paar Jahren begann Fender damit, einige Versionen der Stratocaster mit einer neuen Klangeinstellung auszurüsten. Das sogenannte "TBX-Control" ersetzte dabei die herkömmliche Schaltung. Jetzt wurde ein spezielles Tandempoti mit einer Raste in der Mittelstellung verwendet und ein zusätzlicher Widerstand eingebaut.

    Um die Funktionsweise der Schaltung verstehen zu können, muß man erst einmal wissen, wie dieses Poti aufgebaut ist. Hier ein Ausschnitt aus einem Schaltbild:

    [​IMG]

    Es handelt sich um eine Kombination zweier spezieller Potis auf einer gemeinsamen Achse. Das Potentiometer PT ist in seiner Funktion mit dem NoLoad-Poti zu vergleichen. Allerdings schaltet es schon bei einem Drehwinkel von 50% ab. Dies wird erreicht, indem die Hälfte der Schleiferbahn aus nichtleitendem Material besteht. Für Drehwinkel von 0% bis 50% verändert sich der Wert des Widerstandes von 0 bis zum maximalen Wert. Dieses Teilpoti, daß wiederum nur ein einstellbarer Widerstand ist, ist mit einem Kennwert von 250kOhm oder 500kOhm erhältlich. Es übernimmt zusammen mit dem Kondensator CT die Aufgabe der klassischen Tonblende.

    Das zweite Potentiometer ist ebenfalls mit einer geteilten Schleiferbahn versehen. Allerdings wird hier, statt der nichtleitenden Schicht, Metall verwendet. Das hat zur Folge, daß der Widerstand zwischen 0% und 50% maximal ist und erst ab 50% kontinuirlich auf 0 abnimmt. Dieses Poti hat grundsätzlich einen Kennwert von 1MOhm.

    Kommen wir jetzt zur Funktion, die in zwei Schritten erklärt wird:

    Bei einem Drehwinkel von 100% ist PT ausgeschaltet. Die Tonblende funktioniert nicht. PTb hat mit 1 MOhm seinen maximalen Wert und belastet den Tonabnehmer nur sehr gering. In der Folge wird die Spitze der Resonanz stärker ausgeprägt sein, als bei der normalen Tonblende in dieser Stellung der Fall ist.

    Von 100% bis 50% wird PTb kontinuierlich kleiner. Damit steigt die ohmsche Belastung des Tonabnehmers und die Resonanzspitze wird bedämpft. Folge: Der "Berg" wird kleiner.

    Von 50% bis 0% ändert PTb seinen Wert nicht mehr. Jetzt bleibt nur noch die konstante Dämpfung durch RD übrig. Gleichzeitig beginnt PT als normale Tonblende zu arbeiten, die in der Endstellung (PT=0) wieder eine Resonanz zur Folge haben wird.

    Sehen wir uns jetzt einmal die gesamte Schaltung und das Ergebnis der Simulationen an:

    [​IMG]

    Wie erwartet, liefert die Schaltung bei der Einstellung 100% eine größere Spitze (Blau). Sie beträgt in diesem Fall 3.668kHz bei 7.62dB und liegt damit zwischen der Standardschaltung und dem NoLoad-Poti.

    Bei einem Drehwinkel von 0% ist wieder eine Resonanz vorhanden (Grün). Sie liegt bei 642Hz / 2.7dB. Verglichen mit der normalen Tonblende ist hier die Ausprägung gut 2dB schlechter, was auf den dämpfenden Einfluß von RD zurückzuführen ist.

    Der grundsätzliche Verlauf der Amplitudengänge ist absolut vergleichbar mit der Tonblende und dem NoLoad-Poti.

    In der Linearität erkennt man bei 50% einen deutlichen Sprung. Hier wird PT eingeschaltet und wirkt als zusätzliche Belastung des Tonabnehmers. Die Linearität ist zumindest im Wirkungsbereich der Tonblende nicht so optimal.

    Der Widerstand RD hat die Aufgabe dafür zu sorgen, daß beim einem Drehwinkel von 50% der schon weiter oben erwähnte Übergang zum reinen Tiefpaßverhalten erfolgt. Betrachtet man den roten Amplitudengang (50%), so ist festzustellen, daß diese Anforderung recht gut getroffen wurde.

    Auch wenn hier kein grundsätzlich neues Verhalten vorliegt, hat Fender seinerzeit für das TBX-Control recht heftig Werbung gemacht. In den Prospekten stand zu lesen, daß ausgehend von der Mittelstellung des TBX die Höhen oder die Bässe betont werden können. Die Abkürzung TBX steht daher für Treble Bass Expander.

    Fazit:

    Auch das TBX-Control bietet nichts wirklich Neues. Die mögliche klangliche Variation ist absolut mit der normalen Tonblende zu vergleichen. Lediglich durch das Abschalten von PT ergibt sich bei 100% Drehwinkel eine etwas größere Resonanzspitze, die als ein leichtes Plus an Höhen wahrgenommen wird.

    Das eine mit dieser Schaltung ausgerüstete Strat in der Mittelstellung des TBX angeblich wie eine normale Strat klingen soll, ist schlicht und ergreifend falsch, wie man durch den Vergleich des roten Amplitudenganges mit dem blauen Amplitudengang der Standardschaltung leicht feststellen kann.

    4. Muß es unbeding NoLoad oder TBX sein?

    Diese interessante Frage stellt man sich spätestens, wenn man sich den Preis für ein TBX-Poti ansieht. Auch die Sprunghaftigkeit von NoLoad und TBX-Control mag dem einen oder anderen nicht so recht gefallen. Gibt es Alternativen?

    Nehmen wir also zunächst das NoLoad-Poti aufs Korn:

    Wir gehen einfach einmal davon aus, daß die Kennwerte von Volume- und Tone-Poti auf 500kOhm erhöht werden. Dann erhalten wir eine Anfangsresonanz von 3.693kHz / 8.66dB und können "Hurra!" schreien, denn das sind genau die gleichen Werte wie beim NoLoad-Poti!

    Sehen wir uns nun den Endwert der Resonanz bei Tone=0 an: Er liegt bei 648Hz / 4.64 dB und weicht damit nur minimal von den Werten des NoLoad-Potis ab. Also noch einmal: "Hurra!"

    Jetzt bleibt nur noch offen, wie es sich mit der Linearität verhält?

    Glücklicherweise läßt sich hier ein absolut vergleichbares Verhalten feststellen. Lediglich der Beginn der Tiefpaßwirkung hat es etwas verschoben. Er liegt jetzt bei 60% statt 64%. Das wird sich im praktischen Betrieb aber kaum störend bemerkbar machen.

    Natürlich besteht auch die Möglichkeit, das Tone-Poti in seinem Wert zu belassen und stattdessen das Volume auf 1MOhm zu erhöhen. Diese Variante ist jedoch ein wenig schlecht, da die Resonanz nur 7.5dB erreicht (naja) und die Linearität am Ende des Tone (0-25%) sehr schlecht ist. In dieser Variante arbeitet die Tonblende nur zwischen 15% und 100% kontinuierlich. Für die umgekehrte Kombination (Tone=1MOhm, Volume=250kOhm) gelten insgesamt ähnliche Verhältnisse.

    Sehen wir uns nun einen Ersatz für das TBX-Control an:

    Man nehme Tone=500kOhm und einen zusätzlichen Widerstand RT=2kOhm (ah, jetzt kommt der große Unbekannte aus den Schaltbildern endlich ins Spiel!) und erhält dann mit Tone=100% eine Resonanz von 3.630kHz / 6.56dB, was nur knapp 1 dB weniger ist, als beim TBX-Control. In der Endstellung erhält man 593Hz / 2.48dB. Die Linearität ist über alles gesehen besser als beim TBX-Control.

    Der Widerstand RT ist her sozusagen eine Bremse, welcher die Ausprägung der Resonanz am Ende verringert. Nimmt man hier sogar 20kOhm, so reicht der Einstellbereich nur noch bis zur ehemaligen 50%-Kurve. Jetzt arbeitet die Schaltung tatsächlich als reine Dämpfung der Resonanzspitze. Der "Berg" wird also nur kleiner gemacht und verschiebt sich nicht mehr.

    Kombiniert man diese Variante der Tonblende mit einem Drehschalter und mehreren Lastkondensatoren, so erhält man eine sehr flexible Klangeinstellung, gegen die TBX und Co. richtig blaß aussehen! ;)

    Wie so etwas für eine Strat aussehen kann, ist in Guitar-Letter II nachzulesen.

    Schlußwort

    DeltaTone, NoLoad und TBX-Control sind schöne Schlagworte aus der Marketingabteilung, die nur dazu dienen sollen, ein schon bekanntes Verhalten unter einem neuen Namen teuer zu verkaufen! Etwas wirklich Neues hat Fender der Welt mit diesen Produkten leider nicht geschenkt, denn alle Schaltungen machen genau dasselbe!

    Wer also eine etwas kräftigere Spitze haben möchte, der ersetze beide Potis durch 500kOhm. Ob man die einrastende aber klanglich flache Mittelstellung des TBX-Control wirklich benötigt, ist kaum anzunehmen.

    Da dieser Bereich grundsätzlich auch von der normalen Tonblende durchlaufen wird, ist diese klassische Schaltung nach wie vor ausreichend.

    Ulf
     
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  2. Ray

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    Erstellt: 09.02.07   #2
    Für den interessierten Leser, der nicht lange suchen will:

    Tonpoti-Erklärung vom Onkelchen

    Post #16 (für die ganz Eiligen)



    Ansonsten mal wieder erste Sahne, was man hier geboten bekommt. Endlich erklärt mal einer exakt das TBX, nachdem ich ich da schon 100 mal nachgefragt habe ;)
     
  3. Hooker

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    Erstellt: 10.02.07   #3
    Und wieder wurden Marketingschlagworte für die das goldene 'BLAA' mit Eichenlaub und Schwertern zu verleihen wäre von einem 'doofen' Techniker zerlegt :)

    Danke für diesen interessanten Beitrag

    Hooker
     
  4. DerOnkel

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    Erstellt: 10.02.07   #4
    Ich habe die Fragen sehr wohl gesehen, nur leider konnte mein Simulator bis vor kurzem nicht mit diesen geschalteten Potis umgehen. :(

    Ich hätte zum damaligen Zeitpunkt einige Vermutungen zum Besten geben müssen. In solch einem Fall sollte man lieber die Finger stillhalten und schweigen! Besser is das! :D

    Aber nun ist das ja Schnee von gestern und ich denke, das Warten hat sich gelohnt.

    Das ganze ist natürlich mal wieder eine anstrengende Materie, die man sicherlich mehrmals und in Ruhe lesen muß. Ich bin gespannt, wie sich unser jugendlicher Nachwuchs da verhält...

    Ulf
     
  5. DerOnkel

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    Erstellt: 12.02.07   #5
    Ich habe ein von Tom Wheeler geführtes Interview vom 06.04.2004 gefunden, in dem auch das TBX-Control erwähnt wird:

    Die Aussage "At the midpoint — the 5 setting — it was equivalent to a normal control set all the way up, on 10." steht im krassen Gegensatz zu den Ergebnissen der Simulation! Sie wäre grundsätzlich richtig, wenn der Widerstand RD nicht vorhanden, also unendlich groß wäre. In diesem Fall ist die reine Dämpfung von 100% bis 50% jedoch nicht vorhanden. Selbst wenn man den Widerstand nur auf 500kOhm vergrößert, ist die Dämpfung so gering, daß ein signifikanter Effekt wohl kaum wahrzunehmen ist. Die Wirksamkeit des TBX-Control würde sich dann auf den Bereich von 0% bis 50% beschränken, was wohl kein Gitarrist wirklich als Vorteil empfinden würde.

    Es stellt sich jetzt die Frage, wie diese Diskrepanz zu erklären ist? Zwei Möglichkeiten kann man sich vorstellen:
    1. Die im Internet verfügbare Schaltung ist generell falsch. Dann ist natürlich auch meine darauf basierende Simulation falsch.
    2. Die Entwickler bei Fender habe nicht gerechnet, sondern lediglich ausprobiert. Bei der Komplexität der gesamten Schaltung kann man sich da bezüglich der Wirkungsweise leicht irren.
    In diesem Zusammenhang ist eine weitere Aussage aus dem Forum Telecaster.com von Bedeutung:

    Und genau das, zeigt auch die Simulation.

    Die durch die Aussagen von Fender erzeugten Erwartungshaltung, in der Position "5" den normalen Sound einer Strat zu haben, konnte vom TBX-Control einfach nicht erfüllt werden. Entsprechende Berichte von Besitzern solcher Instrumente sind in mehrfacher Ausfertigung im Internet zu finden.

    Fender muß das Problem wohl auch erkannt haben, denn im Laufe des Jahres 1997 wurde das teure TBX-Control durch das wesentlich billigere "Delta Tone System" ersetzt.

    Aus technischer Sicht muß man also ganz klar sagen, daß man das TBX-Control am besten da läßt, wo es jetzt ist: Im Mülleimer der Geschichte der Gitarrenelektronik!

    Bedenklich finde ich allerdings, daß ein Hersteller hier eine "Bastellösung" seinen Kunden präsentierte und auch noch nachweislich falsche Aussagen zur Funktion machte. Stellt man sich einmal vor, daß so eine Vorgehensweise bei weiteren Produkten und Herstellern ebenfalls zu Anwendung kam, so muß man zumindest die Stirn runzeln!

    Jetzt gibt es sicherlich den einen oder anderen Besitzer eine Gitarre mit TBX-Control, der ziemlich verunsichert ist. "Muß ich das Ding jetzt austauschen?", könnte da die Frage lauten.

    Dazu meine Antwort: "Nein!" Wie ich dargelegt habe, ist die Wirkungsweise von Tonblende, Delta-Tone und TBX-Control gleich. Es besteht also kein unmittelbarer Grund etwas auszutauschen. Wer seinerzeit jedoch ein TBX-Control erworben hat, der hat für die gleiche Funktion eben ein wenig mehr bezahlt. Dazu sagt Bluesbernd von MI:

    Wer heute jedoch mit dem Gedanken spielt, sich ein solches Poti zu kaufen, der sollte davon Abstand nehmen, denn es gibt deutlich billigere Lösungen.

    Ulf
     
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  6. Ray

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    Erstellt: 13.02.07   #6
    Wo misst du da eigentlich? Am Ende der ersten 50% Drehweg oder am Anfang der zweiten 50%?

    Das komische ist, dass ich genau das empfinde, was bei Tom Wheeler im Strat-Buch steht.

    Von 0-Mittelstellung ist das wie das normale Tonpot (wie das Hals-Tonpoti auf ein und derselben Strat). Mag sein, dass der Regelweg ne Spur anders ist, aber wenns zu ist, ists muff (wie bei den üblichen 22 nf auch sonst), wenns halb offen ist, ist es aber schon richtig strahlend, so wie das Hals-Poti, wenn es ganz offen ist.

    Auf den zweiten 50% wirds dann einfach noch mal unwesentlich höhenlastiger. Ne Spur eierschneideriger. Klar hörbar, aber nicht sooo extrem.
     
  7. DerOnkel

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    Erstellt: 13.02.07   #7
    Ich verwende für die Simulation immer den Widerstand zwischen Anfang und Schleifer, wobei der Anfang die Position ist an welcher der Schleifer anliegt, wenn wir als Rechtshänder das Poti "zu" drehen. 0% bis 50% ist also der Weg vom Anfang zur Mitte und 50% bis 100% der Weg von der Mitte zum Ende.

    Die beiden Potis habe nun einen entgegengesetzten Aufbau PT hat den Widerstand zwischen 0% und 50% und dann eine Unterbrechnung, PTb hat den Widerstand zwischen 50% und 100% und davor eine metallisierte Fläche mit Widerstand=0.
    Der von Dir zitierte "strahlende" Bereich tritt nur dann auf, denn in der Mittelstellung eine Resonanz entsteht. Dieses wiederum hängt davon ab, welche elektrischen Daten der Tonabnehmer hat, welche Kabellänge und wie die Schaltung insgesamt aussieht,... Es ist also durchaus denkbar, daß eine leichte Resonanz bei 50% entstehen kann. Mit den von mir zu Grunde gelegten Daten ist das jedoch prinzipiell nicht der Fall.

    Dieses Verhalten tut meiner Kritik jedoch keinen Abbruch. Wenn bei 50% keine Resonanz entsteht, dann eben bei 55% oder 60%. In jedem Fall wird der gesamte Bereich durchlaufen.

    Ulf
     
  8. diazepam

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    Erstellt: 14.02.07   #8
    Der ist natuerlich (zumindest in meinem Fall) mal wieder
    1. bereichert
    2. begeistert
    3. bestaetigt
    und betruebt, was man 'den Gitarristen' fuer einen Scheiss verkaufen kann. :(
     
  9. Uli

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    Erstellt: 15.02.07   #9
    Der Thread sollte möglichst bald in reteep's Sammelthread (am besten in Post #1 unter Spezielles) gepinnt werden, bevor er wieder von der ersten Seite verschwunden ist, damit ich mich nächstesmal ganz cool mit einem Link darauf rausreden kann. ;)
     
  10. Ray

    Ray Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 17.02.07   #10
    Ahem! Des Bären Sammelthread bitte :D


    Ich hab mal paar Onkel-Links unten drangehängt, die zusammen mit den anderen noch nicht einsortierten dann demnächst oben eingebaut werden. So langsam ist wieder soviel zusammengekommen, dass sich das Editieren lohnt ;)


    PS: wenn du sonst noch was in den Links willst (oder jemand anders), dann einfach im Link-Thread unten dranhängen. Ich bau das dann immer oben ein, wenn sich's wirklich lohnt.
     
  11. DerOnkel

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    Erstellt: 30.01.08   #11
    Vor kurzem hat Fender der Gitarristengemeinde eine neue Klangeinstellung geschenkt. Was es damit auf sich hat, möchte ich im folgenden beleuchten:

    Greasebucket - Der "Fetteimer"

    Im Jahre 2005 führte Fender eine neue Tonblende in einigen Gitarren ein, das sogenannte "Greasebucket™ Tone Circuit". Es wurde zunächst in den Modellen der "Highway One"-Serie und einigen Custom Shop Modellen der Stratocaster eingesetzt. Hier wurde die herkömmliche Tonblende, die aus einem Potentiometer und einem Folienkondensator besteht, durch einen Metallfilmwiderstand RT und zwei keramische Scheibenkondensatoren CT1 und CT2 ersetzt. Fender schrieb bezüglich der Wirkungsweise:
    Nach den bisher gemachten Erfahrungen mit dem "TBX-Control" ist man da natürlich ein wenig vorsichtig. Schauen wir mal, was von dieser Aussage am Ende übrig bleiben wird. Hier die Werte für die gesamte Schaltung:

    Ls=2.2H, Cs=110pF, Rs=5.7kOhm, PT=250kOhm, CT1=22nF, CT2=100nF, RT=4,7kOhm, PV=250kOhm, CK=700pF, Rin=1MOhm, Cin=0pF​

    Sehen wir uns nun einmal die Schaltung selber an:

    [​IMG]
    Bild 11: Guitar circuit with Greasebucket™ Tone Circuit

    Hier kommt jetzt erstmalig auch der (bisher) mysteriöse Widerstand RT ins Spiel. Der obere Teil des Ton-Poti wird durch den Kondensator CT2 überbrückt. Bei 100% Tone ist er wirkungslos. Bei 0% Tone bleibt der Widerstand RT in Reihe zum Kondensator CT1. Die entstehende Resonanz wird also etwas gedämpft. Insgesamt sollten sich dann also vergleichbare Verhältnisse wie bei der "normalen" Tonblende ergeben. Sehen wir uns dazu wieder die Simulationen an:

    [​IMG]
    Bild 12: "Greasebucket™ Tone Circuit" Amplitude-frequency characteristic

    Der blaue "Berg", der bei 100% Tone entsteht, liegt jetzt bei 3.545kHz / 4,96dB ziemlich genau im Bereich der Standard-Tonblende. Unsere Vermutung war also grundsätzlich richtig!

    Bei einem Drehwinkel von 0% ist CT1 quasi in Reihe mit CT2 geschaltet. Jetzt ist das Poti, welches nun parallel zu CT2 liegt, hochohmig und kann für eine überschlägige Betrachtung als Unterbrechung betrachtet werden. Damit hat die resultierende Kapazität einen Wert von 18nF. Man kann dann eine Resonanz erwarten, die in etwa bei 725 Hz liegt.

    Tatsächlich ist die entstehende Resonanz mit 603Hz / 1,57dB ziemlich schwach ausgeprägt, was eindeutig auf die dämpfende Wirkung von RT zurückzuführen ist. Im Vergleich zur Standard-Tonblende ist also lediglich die Dämpfung um gut 3 dB stärker.

    [​IMG]
    Bild 13: "Greasebucket™ Tone Circuit" Linearity vs "Tone" angle

    Die Linearität des "Greasebucket™ Tone Circuit" kann sehr gut mit den Eigenschaften der Standard-Tonblende verglichen werden. Die der Anfangsresonanz (blau) ist sogar noch etwas besser, was eindeutig dem "Wirken" von RT zuzuschreiben ist. Dieser verringert auch die Linearität der tatsächlichen Resonanz (rot). Sie ist etwas besser und im unteren Bereich ist die Steigung deutlich geringer.

    Fazit:

    Im Vergleich zum "TBX-Control" stimmen die Fenders Aussagen zur Wirkung beim "Greasebucket™ Tone Circuit" einigermaßen. Wenn man die "Arbeitsresonanz" als "Höhen" bezeichnen möchte, dann senkt das "Greasebucket" diese tatsächlich ab, wie alle anderen Tonblenden übrigens auch. Den Frequenzbereich um 650Hz als "Bässe" zu bezeichnen, mag manch einem etwas gewagt erscheinen, aber wenn man es bei Fender so sieht, dann nimmt das "Greasebucket" hier keine große Anhebung vor, wenn die Tonblende "zu" ist. Damit erfüllt die Schaltung also das, was in der Beschreibung zu lesen ist.

    Wer erwartet hat, daß Fender mit dem "Greasebucket™ Tone Circuit" etwas neues gebracht hat, der wird allerdings wieder entäuscht, denn am grundsätzlichen Verhalten einer Tonblende ändert auch dieser Variante, trotz des schönen Namens, nichts! Was der Name "Fetteimer" mit einer Tonblende zu tun haben soll, wird vermutlich auf immer Fenders Geheimnis bleiben!

    Jetzt noch einmal eine kleine Aktualisierung:

    Muß es unbedingt TBX, Delta Tone oder Greasebucket sein?

    Diese interessante Frage stellt man sich spätestens, wenn man sich den Preis für ein TBX-Poti ansieht. Auch die Sprunghaftigkeit von NoLoad und "TBX-Control" mag dem einen oder anderen nicht so recht gefallen. Gibt es Alternativen? Die Antwort lautet eindeutig: "Ja!" Und ein altes Sprichwort sagt: "Warum in die Ferne schweifen, denn das Gute liegt so nah?"

    Getreu diesem Motto nehmen wir einfach die "normale" Tonblende und "spielen" ein wenig mit den Werten der einzelnen Bauelemente.

    [​IMG]
    Bild 14: Standard Tone (Standard Wiring)

    Folgende Werte wurden in den Simulationen nicht verändert:

    Ls=2.2H, Cs=110pF, Rs=5.7kOhm, CK=700pF, Rin=1MOhm, Cin=0pF​

    Die Ergebnisse wurden in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. Man findet in Klammern die Werte der betreffenden Variante, die es nachzubilden gilt.

    [​IMG]
    Tabelle 2: Die "klassische" Tonblende im neuen Gewand

    Man erkennt, daß sich das gewünschte Verhalten der einzelnen Variation auch immer mit der "klassischen" Variante erreichen läßt. Aus dieser Tatsache läßt sich jedoch nicht der Schluß ableiten, daß die anderen Varianten grundsätzlich schlecht wären! Ob eine Tonblende gut oder schlecht arbeitet, muß vielmehr immer im Kontext mit dem Instrument, seiner elektronischen Schaltung und den verwendeten Tonabnehmern betrachtet werden. Es kommt also immer darauf an, was man erreichen möchte.

    Ist es das Ziel ein Instrument zu schaffen, welches sehr gut im verzerrten Betrieb arbeitet, dann ist eine zu große Resonanzspitze meistens kontraproduktiv. Aus diesem Grund wird man dann eher zu einem hochohmigeren Tonabnehmer mit größerer Induktivität greifen. Vergleichbares läßt sich auch durch einen parallelen Lastkondensator erreichen. Informationen dazu sind in Guitar-Letter II zu finden.

    Im verzerrten Betrieb sind zu starke Tiefmitten (200 - 700Hz) auch nicht brauchbar, denn sie führen häufig zum sogenannten "Matschen" Möchte man dann der Tonblende einen sinnvollen Einstellbereich geben, ist es unter Umständen sinnvoll die Resonanzspitze bei 0% Tone zu dämpfen, wie es zum Beispiel beim "Greasebucket™ Tone Circuit" durch den Widerstand gemacht wurde.

    Schlußwort

    "TBX-Control", "DeltaTone" und "Greasebucket™ Tone Circuit" sind allesamt schöne Schlagworte aus der Marketingabteilung, die nur dazu dienen sollen, ein schon bekanntes Verhalten unter einem neuen Namen teuer zu verkaufen! Etwas wirklich Neues hat der betreffende Hersteller der Welt mit diesen Produkten leider nicht geschenkt, denn alle Schaltungen machen genau dasselbe!

    Wenn man sich die Ergebnisse aus Tabelle 2 einmal genauer ansieht, so muß man sich wirklich fragen, warum Fender mit diesen drei (anscheinend sinnlosen) Varianten auf den Markt gekommen ist? Wenn es nur darum ging, den Umsatz durch die Erfindung ein paar neuer Begrifflichkeiten anzukurbeln, so ist das in gewisser Weise normal. Ein vergleichbares Verhalten findet man durchaus auch bei anderen Herstellern. Daß dabei die Tatsachen manchmal ein wenig auf der Strecke bleibe, gehört (leider) häufig zum guten Ton.

    Interessanterweise steht bei Fender hinter jedem neuen Begriff tatsächlich eine technische Veränderung, die in ihrer Wirkung freilich nichts neues darstellte. Unterstellt man, daß hinter jeder technischen Änderung tatsächlich die Motivation stand, Dinge zu verbessern (vergrößerte Spitze bei 100% Tone, verringert Spitze bei 0% Tone), so muß man sich jetzt fragen, warum man das nicht einfach mit der "klassischen" Schaltung gemacht hat?

    Ich persönlich würde behaupten, daß man an dem Beispiel der verschiedenen Tonblenden von Fender ganz deutlich den Unterschied zwischen "Bastelei" und gezielter Entwicklung sehen kann, denn wenn man die Schaltung einmal berechnet hätte, wie ich es getan habe, so müßte man zwingend auch zu dem gleichen Schluß gekommen sein. Und der lautet:

    Die klassische Schaltung der Tonblende nach Bild 14 ist nach wie vor vollkommen ausreichend, bietet eine ausreichende Flexibilität und stellt auch die mit Abstand kostengünstigste Lösung dar!

    Der vollständige Artikel ist in seiner aktualisierten Version in der Knowledge-Base der Guitar-Letter zu finden.


    Ulf
     
  12. poor but loud

    poor but loud Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 04.02.08   #12
    Zwei Fragen dazu:

    1. Misst man Widerstände jetzt in Watt und nicht mehr in Ohm? [​IMG] :D

    2. Warum ist auch beim greasebucket die grüne Kurve nicht vollkommen platt? Es liegt doch immerhin ein Widerstand in Serie zum Poti. Wäre es mit einem geeigneten Widerstand nicht möglich, die Resonanzspitze beim Linksanschlag des Potis zu unterdrücken?

    Andererseits: Der Name greasebucket deutet darauf hin, dass Fender dem Kunden einen relativ fetten Klang ermöglichen will. Den bekommt man, wenn die Klangregeleinheit am Linksanschlag des Potis zum schlichten Parallelkondensator mutiert, der klein genug ist, umd die Resonanzfrequenz nur um Pi mal Daumen eine Oktave nach unten zu verschieben. Würde hier nicht eine Helmuth-Lemme-Höhenblende (Tonkondensator raus, 3,3 nF rein) ausreichen?

    Jedenfalls kann man hier wieder einmal sehen, wie alter Wein in neuen Schläuchen verkauft wird.
     
  13. DerOnkel

    DerOnkel Threadersteller HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 05.02.08   #13
    Natürlich nicht. Das sollte eigentlich ein Omega... Ich habe schon einen Moderator gebeten, die entsprechenden Änderungen vorzunehmen. Danke für den Hinweis!
    Ob und wie stark die Resonanz beim Linksanschlag gedämpft wird, hängt tatsächlich vom Widerstand ab. Ich habe in meinem Beitrag mit den Werten von Fender gearbeitet.

    Ein größerer Widerstand wird ganz klar zu einer größeren Dämpfung führen, diese hängt jedoch auch von den elektrischen Daten des Pickup und von der äußeren Belastung ab. Ich würde in der Praxis den Wert nach Gehör einstellen.
    Na klar!
    Wenn ich von einem Standard-Strat-PU mit Ls=2.2H, Cs=110pF, Rs=5.7kOhm ausgehe, dann würde ich gemäß dem folgenden Bild

    [​IMG]

    CT=3,3nF und RT=8,2kOhm wählen. Das Resultat sieht dann so aus:

    [​IMG]
    Bis Du jetzt nicht ein wenig gehässig? ;)

    Ulf
     
  14. poor but loud

    poor but loud Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 05.02.08   #14
    Mir war nicht klar, dass diese Redensart missverstanden werden könnte, auch wenn sie nicht überall geläufig ist. Meines Wissens besagt sie nur, dass jemand, der nichts Neues vorzuweisen hat, so tut, als ob. Natürlich war das auch auf die Marketingaktivitäten von Fender gemünzt und nicht auf Deinen Artikel. Im Grunde also eine Wiederholung dessen, was Du auch schon als Fazit gebracht hast.
     
  15. DerOnkel

    DerOnkel Threadersteller HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 05.02.08   #15
    Ich habe sie ja auch nicht missverstanden, deshalb auch der ;)

    Ulf
     
  16. poor but loud

    poor but loud Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 06.06.08   #16
    Ich sehe, Du hast diesen Widerstand schon weiter oben dimensioniert:
    Sinnvoll wäre also ein Widerstand mit 22 kOhm, der - wie bei Festwiderständen üblich - eine Toleranz von höchstens 10 % hat.
     
  17. DerOnkel

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    Erstellt: 06.06.08   #17
    Zum Bleistift!

    Allerdings darf man nicht vergessen, daß der Wert für RT unter anderem von den elektrischen Daten des Tonabnehmers abhängt. Für den hier verwendeten Strat-PU ist der Wert korrekt. In anderen Konfigurationen sieht es dann eventuell anders aus.

    Mir ging es in meinem Beitrag auch nicht um irgendwelche feste Werte, sondern ich will aufzeigen, was man mit der Schaltung erreichen kann und an welchen "Schrauben" man dazu drehen muß.

    Ulf
     
  18. Primut

    Primut Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 08.06.08   #18
    Sehr schöne Erklärung,
    Respekt und besten Dank. :great:
    Kurze Off-Topik - Frage:
    Mit welcher Software hast du die Frequenzgänge simuliert?
     
  19. DerOnkel

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    Erstellt: 09.06.08   #19
    Ganz einfach:

    1. Koeffizienten der Übertragungsfunktion berechnen

    2. Komplexen Frequenzgang in allgemeiner Form berechen

    3. Alles in Excel und los...

    Da steckt allerdings jede Menge Gehirnschmalz hinter! ;)

    Ulf
     
  20. Primut

    Primut Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 09.06.08   #20
    Ah, alles klar.
    Meine Elektroniksemester liegen bloß schon etwas zurück, und
    ich muss ja feststellen, man wird mit der Zeit schon etwas bequemer,
    daher die Frage nach der Software. ;)

    Aber bei der Hand-Rechnung weiß man wenigstens genau, was man berechnet hat. :great:
    Alle Achtung für den Aufwand (bzw. fürs Gehirnschmalz), macht 'ne Bewertung. :D
     
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