(elektromagnetischer) Tonabnehmer für a-Viola

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Hulkovius Rex
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Ich bin gerade dabei meine akustische Bratsche mit einem Tonabnehmer zu versehen, und habe nach den ersten Experimenten ein paar Fragen. Aber erstmal beschreib ich kurz meinen bisherigen Aufbau.

Als erstes hab ich mich an einem piezo Pickup und einem selbstgebauten preamp (http://www.scotthelmke.com/Mint-box-buffer.html) versucht. Das Signal leite ich im Moment über den LineIn in meinen PC um dann mit unterschiedlichen Effekten rumzuspielen. Mit dem Ton des Piezos bin ich aber nicht ganz zufrieden, weil er viele Störgeräusche aufnimmt wie klopfschall und bei jedem Bogenwechsel ein "knacken", außerdem scheint der Bogenstrich ein gewisses Grundrauschen zu produzieren. Gezupft klingt das ganze schon viel besser. Außerdem neigt das ganze leicht rückzukoppeln und nimmt Umgebungsgeräusche so gut auf dass ich die Bratsche fast als Mikrofon verwenden kann...

Deswegen wollte ich als alternative die elektromagnetische Tonabnahme über Spulen testen. Dazu habe ich 2 Spulen aus jeweils einem Stabmagneten und direkt darum herumgewickeltem Draht gebaut. Die haben ca 10000 Windungen, der Draht ist 0,05mm dick und die Spulen haben einen Widerstand von jeweils ca 4k Ohm.
Das Positive: das ganze klingt irgendwie viel weicher und es wird kein Körperschall mehr aufgenommen.

Leider ist das Signal aber viel zu leise und ich habe ein kräftiges rauschen da drin. Im Moment habe ich die Spulen an den gleichen Preamp wie oben angeschlossen.

Als erstes hab ich jetzt die Frage, wie ich die Spulen verschalten soll. Im Moment sind sie in Reihe geschaltet so dass die Windungen in entgegengesetzte Richtungen verlaufen. Damit will ich wie beim humbucker erreichen dass sich die Störungen aufheben. Aber da jede Spule ohnehin nur 2 Saiten aufnimmt könnte ich mir vorstellen, dass eine Parallelschaltung besser sein könnte, weil jeweils die Spule, die einen Ton nicht aufnimmt nur einen unnötigen Vorwiderstand darstellt. Wahrscheinlich muss ich mich eher an den P-Style pickups orientieren, da sind die Spulen ja auch für unterschiedliche Töne zuständig. Kann mir jemand sagen wie die verschaltet sind? das konnte ich bisher nicht herausfinden... Benachteiligt wird der Humbucker effekt sicher auch durch die leicht unterschiedliche Windungszahl (Ich hab nicht gezählt sondern die Zeit gestoppt, die Widerstände liegen ca 200 Ohm außeinander ->5% Abweichung. Außerdem stehen die beiden Spulen nicht genau Achsparallel, da die Saiten ja im Bogen angeordnet sind.

Als nächstes stellt sich die Frage ob ich den Preamp für die Spulen überhaupt verwenden kann. Eigentlich kann eine zu hohe Eingangsimpedanz doch nicht schaden.
Nächster Punkt wäre eine Abschirmung. Das Brummen wird stärker wenn ich zB die Batterie des Preamps oder das Kabel (nur die Isolierung) zum Pickup berühre. Das Kabel zwischen Preamp und pickup ist sicher auch nicht ideal, ungeschirmt und viel zu lang (aber spielt die länge im Vergleich mit der Länge des Drahtes auf der Spule überhaupt eine Rolle?)
Aber kann man das überhaupt abschirmen, solange das ganze System unsymmetrisch ist, oder brauchts dazu eine Symmetrische Leitung mit zusätzlicher Masse?
Dann bräuchte ich wohl auch ein neues Interface für den PC (wollte ich mir wegen der Latenzen ohnehin zulegen...), außerdem liefert der preamp nicht genug Pegel für den lineIn, das Signal ist nur minimal ausgesteuert. (Da bekomme ich bestimmt nochmal ein kräftiges Quantisierungsrauschen).

Wie bekomme ich mehr output aus den Spulen? Einfach mehr Windungen? Kann es sein, dass die Saiten nicht genug Metall enthalten? Man spürt schon eine (sehr) leichte Kraft wenn man mit dem Magneten da ran geht...

Ich bin mir nicht sicher ob ich nicht vielleicht einen zweiten Thread dafür eröffnen sollte, aber gibt es sowas wie die HBV840 auch als Viola? So Preisleistungsmäßig...

Ich hätte mich mal früher melden sollen, dann hätte ich jetzt nicht so viele Fragen auf einmal...
 
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Hi Hulkovius & Willkommen hier im Musikerboard bei "uns Streichern"!

Erst einmal eine :cool:e Aktion - ich würde mich sehr über ein paar Fotos freuen, z.B. wie du die Spulen befestigt hast.

Den Vorverstärker kann ich als Rauschquelle ausschließen? - Auch das Kabel?
Wenn ich es richtig weiß, sind P-Style-PUs als Humbucker ausgelegt, die unterschiedliche Windungszahl ist für den Rauschunterdrückungseffekt nicht ganz so wichtig, meine ich gelesen zu haben.
Wie hast du den Wiederstand gemessen? Normales OhmMeter oder eins für induktive Lasten (LCR-Meter)? Du braucht letzteres, um reelle Werte zu bekommen.
Abschirmung macht schon Sinn (und ist auch erheblich, du solltes aber gleichzeitig überlegen, ob du um die PUs auch Alu o.ä. bekommst), auch wenn du unsymetrisch daher kommst. Ideal wäre natürlich ein symetrisches System, keine Frage!
Mehr Pegel bekommst du auch über ein "näher an die Saiten bringen" der PUs.
Wie das mit den Kabeldurchmessern, Windungszahlen,... war, hab ich leider vergessen.

Mach für die e-Bratschen-Frage ruhig einen zweiten Thread auf oder guck mit Hilfe der SuFu (Suchfunktion) um https://www.musiker-board.de/instru.../415510-brauche-beratung-fuer-e-bratsche.html https://www.musiker-board.de/instru...ts-mit-e-violas-aus.html?highlight=e-bratsche
 
moinmoin

Wie weit man den Vorverstärker und das Kabel als rauschquelle ausschließen kann, bin ich mir nicht sicher.
Zumindest entsteht ein recht lautes Brummen wenn ich die Batterie des Vorverstärkers berühre, ebenso (aber nicht so stark) wenn ich die Leitung zum PU berühre also kann ich mir schon vorstellen, dass der ansonsten auch Störungen produziert...
Aber wenn der Pieozo dran hängt ist es eben weniger rauschen und ein stärkeres Signal, und das verwundert mich eben, da man mit coil PUs ja eigentlich ein stärkeres signal bekommt (dachte ich...)

Die Leitung zum Abnehmer habe ich jetzt nochmal verkürzt und verdrillt, das hat schon einiges an Rauschen entfernt.

Ich nehme an, wenn ich die Spulen abschirmen will, muss ich die Abschirmung auch erden. Kann ich die dann direkt an die Masseleitung der Spulen hängen?

Außerdem habe ich jedes mal ein knistern wenn ich eine Saite berühre (sobald ich sie vorher kurz nicht berührt habe), dagegen müsste es wahrscheinlich helfen die zu erden. Aber dann würde ich dauernd die Masse berühren und hätte immer dieses Brummen. Das scheint übrigens bei 50Hz zu liegen, aber für eine Brummschleife bräuchte ich doch irgendwo eine zweite erdung, oder liegt das nur dadran, dass die meisten elektromagnetischen Felder im Raum 50 Hz haben?

Naja, nun noch zu den Bildern. Ist alles noch etwas provisorisch, erst wenns gut funktioniert wird das richtig fixiert. Eigentlich wollte ich die Spulen weiter im Kork versenken, bzw davon mehr stehen lassen, aber mit einem 20mm bohrer bohrt sich das in Kork richtig schlecht :rolleyes:...
Das stück Kork ist dann einfach unter das Griffbrett leicht drunter geklemmt.
CIMG0596.jpgCIMG0604.jpgCIMG0608.jpg
Die anderen Threads zu e-violas hatte ich schon gelesen, hatte gehofft dass da in den letzten Jahren was neues dazu gekommen ist.
 
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Der niedrige Signalpegel kommt meines Erachtens durch die Verwendung von nur 2 Spulen für 4 Saiten. Da die Spulen zwischen 2 Saiten sind ist der Abstand Saite/Spule sehr gross. Aus technischer Sicht sollte der Luftspalt aber so klein wie möglich sein.
Ordne doch mal eine Spule direkt unter einer Saite an und schau ob mehr Signal rauskommt.
 
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Hi Hulkovius Rex,

zwar hab´ich´s momentan eher weniger mit Strom, aber falls mal wieder doch, werde ich mir Deine Bastelei mal vormerken. Finde ich sehr ansprechend !!! Der kleine Preamp ist ja völlig apart. Auf sowas stehe ich. Berichte bitte unbedingt weiter. Und tüchtig Fotos posten:).

Grüße
Kylwalda
 
Hi,

Mal n kurzer Zwischengedanke:
Wenn die Saiten nicht magnetisch wirksam sind, dann geht da auch nix.
Für E-magnetische Tonabnehmer braucht man Saiten mit Stahlkern und/oder Stahl- , oder Nickel-Umwicklung.

Es gibt nur zwei Metalle, die elektromagnetisch funktionieren: Eisen (im Stahl) und Nickel


cheers, fiddle

p.s. Brummen/Erdung:
Das muss genau gleich gemacht werden, wie bei einer E-Gitte.
D.h. auch die Saiten sollten geerdet werden.
Bei einet "Alta" haben sie die Erdung an den Metall-Saitenhalter gelegt und das ganze hat Kontakt über die
Schrauben zur Kinnstütze. Der Saitenkontakt: Lack abgefeilt an den Feinstimmern, damit Kontakt über die
Metallkugeln der Saiten entsteht.

Ich würd ja fast über einen Messing-Obersattel nachdenken und ne Ader unter dem Griffbrett legen.
 
Zuletzt bearbeitet:
moinmoin

erst nochmal vielen Dank für die Tipps.

Ich habe noch ne Weile herumexperimentiert, und irgendwann war das Rauschen auf einen erträglichen Pegel gesenkt. Was genau das Problem war habe ich leider nie erfahren, ich vermute irgend einen Fehler auf dem Preamp.
Um eine Schirmung hab ich mich erstmal noch nicht gekümmert.

Ich binde mal ein paar Aufnahmen ein, hoffentlich wird das nicht zu unübersichtlich...
das Stück heißt Hårgalåten und ist ein schwedisches Volkslied...
zuerst eine unbearbeitete einzelne Aufnahme,
https://soundcloud.com/hulkovius-rex/pur3
das nächste sind bis zu 8 Aufnahmen übereinander gelegt + ordentlich Hall
https://soundcloud.com/hulkovius-rex/hargalatenob
und bei dem nächsten hab ich mich an einer Begleitung versucht...
https://soundcloud.com/hulkovius-rex/hargalatenmb3
Ich würde mich in erster Linie über Kommentare über das erste (pur3) freuen, ich frage mich wie ich aus dem Rohsignal das beste machen kann, und, ob ich mich mit der Qualität des unbearbeiteten Signals jetzt zufrieden geben kann, oder ob da zB mit Piezos (im eigenbau) mehr möglich sein sollte.


Das ich vor dem Einspielen stimmen, Üben und besser im Takt spielen sollte weiß ich schon ;)
ein etwas älteren Versuch will ich euch auch nicht vorenthalten: test4.mp3 alias Wings+MurdosWedding+LordLovatsLament (oder so ähnlich), man stelle sich die erste Stimme auf dem Dudelsack vor, dann weiß man auch warum die Bratsche verstärkt werden muss:D
https://soundcloud.com/hulkovius-rex/test4

Zuletzt noch 2 Bilder von einem weiteren Versuch einen Tonabnehmer zu bauen, der hat den Vorteil dass er robuster, weil aus einem Stück ist, außerdem kann ich in den Röhrchen unterschiedliche starke Magneten testen. Leiter ist die Wicklung etwas schief geraten, da muss ich meine Wickelmaschine nochmal überarbeiten. Außerdem war nach ca 9000windungen der Draht alle, hatte zuviel für fehlgeschlagene Experimente verbraucht. Töne macht der auch, aber für einen wirklichen Vergleich fehlt mir bisher noch eine zweite Halterung.
Aber ich denke man erkennt ganz gut was mein Ziel war: jeweils ein Magnet soll auf der Mittelsenkrechten der Verbindungsgerade zweier Saiten stehen (deshalb die angeschrägte Form), ohne dass das Ganze durch zwei einzelne Spulen wieder so wackelig wird.
 

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^^ Dafür Kekse - möge das Rauschen wegbleiben ;)

Vielen Dank auch für die Fotos!!!
 
HI Hulkovius,

Ich danke auch, daß Du uns bild - und soundmäßig auf dem Laufenden hälst. Ich habe den seltsamen Effekt, dass (lediglich) pur 3 so über´s notebook angehört noch minimal nach einer natürlichen Geige klingt. Setze ich allerdings Kopfhörer auf, klingt auch pur 3 irgendwie synthetisch. Hargaltenob hört sich streckenweise sogar nach ´ner Glasharfe an. Ob Du mit dem Signal jetzt zufrieden sein kannst, kann ich Dir leider nicht sagen. :)
Aber sehr interessant finde ich das Ding schon, auch wenn ich dessen Anblick mit den sounds nicht übereinander kriege. Hast Du Dir selbst eine Wickelmaschine gemacht?

Grüße
Kylwalda
 
moinmoin

Vielen Dank für den Hinweis, ich hab mir das jetzt auch mal mit Kopfhörern angehört...
Dieses schreckliche Fiepen ist mir vorher garnicht aufgefallen, aber das bekomm ich wohl mit einem Tiefpass leicht weg. Außerdem höre ich mit den Köpfhörern viel mehr störendes Brummen :(

Ansonsten ist mir aufgefallen, dass die tiefen Töne realistischer klingen als die hohen. Ich hab hier nochmal ein paar etwas tiefere Passagen ohne Effekte. Außerdem etwas Pizzicato, hier fällt auf, dass ich entweder nicht gleich stark zupfen kann, oder die Saiten doch recht unterschiedlich laut wiedergegeben werden.
https://soundcloud.com/hulkovius-rex/nocheintest2

Das selbe nochmal mit Hall (mit Kopförern schon wieder viel zuviel Hall)
https://soundcloud.com/hulkovius-rex/nocheintest

und einfach nochmal aus dem anderen Stück ein Teil ohne Effekt.
https://soundcloud.com/hulkovius-rex/wings

generell fehlt mir ja durch die direkte Abnahme der Saitenschwingung der gesamte klang des Korpus, deswegen klingt das mit etwas Hall gleich viel besser. Aber wahrscheinlich habe ich etwas übertrieben...
Was ich jetzt noch an Verbesserungsideen habe:
Verbesserung des S/R Abstandes durch:
besseren preamp (vllt doch mal was kommerzielles probieren)
besseres audio interface (vllt rauscht ja der lineIn am pc...)
abschirmung
lauter spielen:D
unterschiedliche Positionen des abnehmers (der halspickup an einer e-gitarre liegt viel mittiger als es mir möglich ist solange ich vor dem Griffbrett bleibe. vielleicht kann man ja auch den Abnehmer über den Saiten befestigen und damit höher auf das Griffbrett gehen. Platz ist da genug, auf der Bratsche kennt man ja keine höheren Lagen ;))
vielleicht doch mal ein Versuch mit 4 Magneten

Und dann kann man sicher noch einiges mit dem EQ und anderen plugins machen, aber da stehe ich noch ganz am Anfang. Bisher hab ich das mit dem EQ immer nur schlechter gemacht...

Achja, mit dem Begriff "Wickelmaschine" hab ich vielleicht etwas übertrieben ;-)
die Pickups bei denen ich direkt um den Magneten gewickelt habe konnt ich mit der Bohrmaschine bei 500u/min machen und dann über die Zeitmessung auf die Windungszahl schließen.
Bei dem eher länglichen Pickup ging das nicht, da ist bei der Drehzahl immer der Draht gerissen weil die Belastung auf ihn natürlich sehr Stoßhaft kam. Am Ende bin ich darauf gekommen das aus Lego zu bauen, da kann ich Stufenlos die Geschwindigkeit einstellen, und hab durch eine extreme Untersetzung auch eine Art Zählwerk gebaut. Vermutlich liegt die ungleiche Verteilung einfach an der Schwerkraft, ich hätte die Rotationsachsen horizontal ausrichten sollen...
 

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Hi Hulkovius,

ich kenne mich mit der Abnahme von Streichinstrumenten nun garnicht aus, kann nur sagen, dass sich für meine Ohren vieles sehr synthetisch anhört. Ehrlichgesagt halte ich sogar das, was wegen Attack und etwas unsauber intoniert echt wirkt, sogar möglich über melodyne & Co (mit etwas know-how und Muße) zu bewerkstelligen. Also mir persönlich wären alle Sounds zu weit weg von "echt". Aber gut, ich weiß jetzt auch nicht, ob Du einen "natürlichen" Klang überhaupt anpeilst, und ich bin nicht kompetent in diesen Dingen. Wo bleiben eigentlich die Cracks hier?

Danke für das Bild von der Wickelmaschine. Die ist ja lustig. Wusste garnicht, was mit Lego so alles möglich ist. :D

Grüße
Kylwalda
 
Servus!

Ich hätte da eventuell eine Idee wie man die vier nötigen Tonabnehmer konstruieren müßte. Es basiert auf einem U-Förmigen Magneten, auf dem die Spule sitzt, und sollte nach meiner Idee wie in der Zeichnung die ich dazu gezeichnet habe aussehen. Der Feld-Schluss führt so über einen Saitenabschnitt und bildet einen vollständigen Kreislauf mit nur zweimaligem Abstand (Spaltmaß) zur Saite.

TonabnehmerGeige.png
Wegen dem Frequenz-Problem: Die satten Tiefen und dünnen Höhen resultieren aus der hohen Induktivität und bilden einen Tiefpassfilter. Mit geringerer Windungszahl wird das Problem behoben, wobei da auch wieder der Pegel schlechter wird. Könnte man möglicherweise durch einen aktiven Filter im Verstärker korregieren, der ab einer definierten Grenzfrequenz die oberen Frequenzspektren wieder etwas anhebt, und so einen insgesamt klareren Ton erzeugt.

Als kurze Randnotiz, ich befasse mich derzeit auch mit Tonabnehmern und Geigen. Allerdings in Bezug auf Digitalisierung, um daraus in Echtzeit MIDI-Daten für ein ganzes Synth-Ensemble zu errechnen. Ist also im Klang der Spule bei mir nicht so wichtig. Die Geige die ich als Probanden habe hat allerdings bereits einen Piezzo-Abnehmer im Steg, und die magnetischen brauche ich für die Saiteninformationen. Den Piezzo im Steg empfinde ich im Klang als sehr klar und unten heraus relativ ausgewogen.

Grüße Wolfgang
 
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Hi Wolfgang,

das klingt extrem spannend! Halt uns auf dem Laufenden!
Um deine Tonabnehmerkonstruktion bewerten zu können, fehtl mir leider das theoretische Wissen :(

C&B
 
Die Zeichnung hatte ich nur speziell für diesen Threat entworfen, sollte nur die genannten Problematiken erledigen. Die Umsetzung der Konstruktion ist allerdings etwas schwierig, so das man an den Polen zylinderförmige Magnete einsetzen müßte, um es mit Haus-Mitteln ordentlich fertigen zu können. Ich persönlich habe derzeit nur 5mm Neodym-Stabmagnete im Einsatz, mich stört der Brumm auch recht wenig wegen meiner Bandpässe. Wie weit man nach unten in das Griffbrett greift weiß ich allerdings nicht, ich persönlich laboriere zur Sicherheit immernoch am untersten Ende als Abnahmepunkt herum. Auch zu den idealen Saitenabständen am Griffbrett habe ich bisher recht wenig, nur Zahlen bei 4,5mm Stahl und 6mm Darm (der mich aber wegen dem Tonabnehmer nicht interessiert).

Zu meinem Projekt halte ich euch gerne auf dem Laufenden, allerdings arbeite ich seit bald 2 Jahren an einer exakt arbeitenden Version. Ich bin nur kein wirklicher Geigenspieler, aber ich sehe zu mir wenigstens einige Grundkenntnisse darin anzueignen (das nötige Gehör habe ich dazu, die Spieltechnik eher weniger). Die Geige eignete sich für das Projekt eben deswegen, da sie keine wie an Gitarren üblichen Bundstäbchen besitzt, und über die Zeit nie einen exakten Ton treffen wird. Das war eben der Reiz und Anlass des Projekts. Allgemein nehme ich - da er schon vorhanden ist - den Piezzo-Abnehmer im Steg als optionale Solo-Stimme Live zu den generierten MIDI-Daten an den Synthesizer. Denke aber wenn es soweit funktioniert werde ich hier Bescheid geben um evtl. einen fähigen Geigenspieler das Teil einmal richtig testen zu lassen.

Grüße Wolfgang
 
Servus Geigenfreunde!

Ich habe mich eben noch mit dem Fotoaparat bewaffnet und einen Versuchsaufbau an meiner E-Geige fotografiert. Es ist ein elektromagnetischer Tonabnehmer, der aus einem Summer gefertigt wurde. Oben habe ich die Kapsel heruntergefeilt, und die Metall-Membran entfernt. Übrig bleibt ein Ringmagnet mit einem Metallstift in der Mitte, der in seiner Wicklung einen Gleichstrom-Widerstand von ca. 450 Ohm hat.

Tonabnehmer01.jpg

Die Messung auf der G-Saite ist im FFT-Spektrum und Amplitudenverlauf damit gemessen in mittlerer (üblicher) Strichstärke wie in der folgenden Messung mit dem Digitalen Speicheroszilloskop:

G_Gestrichen.png

Die Signalamplitude ist nicht enorm hoch, überschreitet die 10mV nur im Extremfall, ist aber durch eine aktive Elektronik mittels Transistoren oder OpAmp nahe am Tonabnehmer in den Griff zu bekommen. Ich hoffe das hilft hier weiter, vor allem in der kleinen Bauform. Das ist die Version die ich als Aufnehmer in meinem System derzeit anwende.

Als zweite Messung habe ich noch die selbe gezupfte Saite gemessen, ist vom Spektrum und Signalverlauf interessant, da sie keine so hohen Oberton-Anteile besitzt, und primär auf dem Grundton und eher den darunterliegenden schwingt.

G_Gezupft.png

Grüße Wolfgang
 
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