Theoretische Gedanken zur Positionierung der Tonabnehmer

[SickSoul]

Die ganze Arie mit dem Verlauf der Magnetfelder ist dafür vollkommen unerheblich und streckenweise sogar (sorry) falsch.

Da würde mich eine kurze Richtigstellung allerdings brennend interessieren. Wenn du nen guten Link mit entsprechenden Grafiken hast, reicht das ja vollkommen.

MfG

 

[_xxx_]

Ja bitte, auf diese "Richtigstellung" wäre ich auch sehr gespannt

Übrigens warte ich heute noch (nach mittlerweile zwei Jahren) auf die Erklärung von Ulf zum Soundunterschied mit Gibson vs. Epi Magenten im selben Pickup, den er zuerst für unmöglich hielt, bis er ihn selbst erleben durfte Was war eigentlich mit dem versprochenen Artikel dazu?

Bei Singlecoils findest du meistens Stabmagnete (die Polepieces) deren Polarität nach oben/unten gerichtet ist. Also je nachdem auf der Oberseite, wo die Saiten drüber laufen ist der Nordpol und der Südpol steckt sozusagen im Korpus bzw. andersrum.

So was hätte ich auch zuerst vermutet, bin mir aber nicht sicher weil ich schon Fälle kenne wo nach dem aus- und einbauen der Polstücke ohne auf die Richtung zu achten bereits einige Probleme bekommen haben mit sich gegenseitig aufhebenden Magnetfeldern. Bei Fender Singlecoils ist meines Wissen der Süden jeweils oben richtung dicke E und Norden unten richtung dünne e Saite gedreht.

Wäre ja leicht zu prüfen, einfach mal ein Singlecoil "vergewaltigen" und 2-3 Polstücke um 180° drehen. Habe aber leider keinen einzigen sc hier zum Testen.

So wie du es beschreibst hättest du auf den Diskantsaiten den Nordpol und auf den Basssaiten den Südpol (bzw. andersrum) und das dürfte glaube ich kaum funktionieren Ich lass mich da aber gerne berichtigen

Bin ich mir ziemlich sicher dass beide Varianten funktionieren würden, glaube aber dass es so ist wie ich es sagte. Habe auch schon mal selber Stabmagneten magnetisiert damals als junger Bastler. Da wird eine Spule drum gewickelt und Strom durchgelassen, was dann so eine ausrichtung bedingt.

 

[Titan-Jan]

Der Einfluss der Tonabnehmerposition auf den Gesamtklang der Gitarre ist aber glaube ich sehr entscheidend. Und ohne es bisher überprüft haben zu können, würde ich jede Wette eingehen, dass es einen größeren Unterschied macht, ob der Steghumbucker 2mm näher am Steg oder Hals sitzt als ob die Gitarre aus Mahagoni oder Ahorn gebaut ist.

Da teile ich deine Einschätzung total!

Bin mir im Übrigen auch sehr sicher, dass in den meisten PUs (und zwar sowohl SC als auch HB) die Magneten innerhalb einer Spule gleich ausgerichtet sind - vlt gibt es Ausnahmen. Bei HB im klassischen Format ist es so, dass die eine Reihe Süden und die andere Reihe Norden oben hat. Das ergibt sich dadurch, dass der Magnet unten quer schwischen beiden Polen liegt und dann die eine Reihe Weicheisenkerne (von unten nach oben) in Süd-Nord und die andere in Nord-Süd polt. Das ergibt ja dann auch überhaupt erst den Humbucker-Effekt. Ist auch alles nachzulesen in den äußerdst lehrreichen Guitarletters vom Onkel. (-> EMPFEHLUNG!!!)

---------- Post hinzugefügt um 09:40:23 ---------- Letzter Beitrag war um 09:36:46 ----------

Also dass ein Tonabnehmer am 12ten Bund ideal für fette Powerchords wäre will ich mal bezweifeln. Das würde nämlich (mit normalen derzeitigen Pickups) einfach nur weich klingen, kaum Attack haben und matschen.

Wie kommst du darauf? Würde mich interessieren...!!!

Wie du selbst sagst hat die tiefe E-Saite eine Grundtonfrequenz von ~82Hz. In einem Bandmix hat eine Gitarre in diesem Bereich nicht viel zu suchen. Das ist Bass-Teritorium. Zumindest im Metal werden Gitarren meist unterhalb von 100/150Hz rigoros gecutted, wenn der Produzent den Sound nicht eh schon durch die Mikropositionierung entsprechend hin bekommt. Und das wird vor allem auch im Bereich gemacht, wo die "E"-Saite halt nicht bei 82 Hz liegt sondern auch gerne bis ~61Hz (auf H) oder noch weiter runter gestimmt wird. Im Prinzip hörst du da nur Obertöne, wenn du ne CD abspielst und tiefe "E"-Saite leer gespielt wird.

Okay, das wusste ich so noch nicht (oder hab noch nicht drüber nachgedacht)... aber ist nicht "unser" E auf der E-Gitarre immer noch 2 Oktaven höher als das E auf dem E-Bass?

---------- Post hinzugefügt um 09:45:10 ---------- Letzter Beitrag war um 09:40:23 ----------

Die entsprechenden Formeln dazu finden sich im Artikel "Das Klang-Mysterium der Humbucker-Modes" im Abschnitt "Ein neues Werkzeug - Die Kammfilter in der Elektrogitarre".

Danke, das hab ich schon mit großem Interesse gelesen. Werde es noch ein paar Mal lesen, bis ich es wirklich in der Tiefe verstehe...! Du machst echt einen großartigen Job als "Aufklärer der E-Gitarristen"

Das entsprechende Verhalten gilt grundsätzlich für einen einpoligen Tonabnehmer der Marke Strat-PU. Ein Humbucker ist diesbezüglich eine Kombination aus zwei Einspulern. Wird er mittig unter dem Schwingungsknoten montiert, so sind die beiden Spulen eben nicht unter dem Knoten. In der Folge ist die betreffende Oberschwingung, zwar schwächer, aber noch wahrnehmbar.

okay, das macht auch Sinn...

 

[DerOnkel]

Also, bei einem einpoligen Tonabnehmer teilt sich der Magnetfluß über dem Pol nach Rechts und Links auf. In der Saite entstehen daher zwei "Stab"-Magnete, deren gleichnamige Pole sich gegenüber liegen. Die Induktionsspannung entsteht durch die Bewegung dieser beiden temporären Dauermagneten. Das statische Feld des Permanentmagneten im Pickup hat damit nichts zu tun, da es ja eben statisch ist.

Der horizontale Verlauf der Empfindlichkeit läßt sich sehr gut durch eine Glockenkurve (ja, die von Herrn Gauß) beschreiben und hat ein Tiefpaßverhalten zur Folge. Die entsprechende Grenzfrequenz ist im Normalfall jedoch so groß, daß man diesen Einfluß vernachlässigen kann (Hat der Onkel selber ausgerechnet).

Für den Humbucker lassen sich zwei gegeneinander verschobene Glockenkurven messen, was zu den Schluß führt, daß der laterale Humbucker diesbezüglich wie zwei Single-Coils behandelt werden kann.

Auch beim lateralen Humbucker wird die Saite in Längsrichtung magnetisiert. Bisher bin ich davon ausgegangen, daß in der Saite insgesamt drei "Stab"-Magnete erzeugt werden. Was zu den von Zollner gemessenen Fensterfunktionen des Humbuckers passen würde. Gerade in diesem Moment entdecke ich da jedoch ein paar Dinge die noch nicht so recht mit den bekannten Feldlinienbildern zusammen passen. Ich werde da noch einmal drüber nachdenken und mich ggf. schlau machen.

Wenn man in einem Strat-Pickup die Magnete mit unterschiedlicher Polarität einsetzt, funktioniert der Tonabnehmer trotzdem wie gewohnt. Es entstehen lediglich "taube" Stellen zwischen den Polen, was beim Bending hörbar wird. Brian May hat diesen Effekt bei seinen ersten eigenen Tonabnehmerversuchen ebenfalls schmerzlich festgestellt. Wer das ausprobieren möchte, sollte keinen Fender-Single-Coil nehmen, denn nach dem Entfernen eine Magneten ist mit großer Wahrscheinlichkeit die Spule beschädigt und wenn nicht, wird das spätesten beim Einsetzten des Magneten geschehen. Also Vorsicht!

Übrigens warte ich heute noch (nach mittlerweile zwei Jahren) auf die Erklärung von Ulf zum Soundunterschied mit Gibson vs. Epi Magenten im selben Pickup, den er zuerst für unmöglich hielt, bis er ihn selbst erleben durfte Was war eigentlich mit dem versprochenen Artikel dazu?

Vorsicht, ich habe den Soundunterschied nicht erlebt, denn ich habe lediglich die Induktivitäten gemessen!

Die Unterschiede zwischen den beiden Magneten und dem Humbucker ohne Magneten waren marginal und erklären keinesfalls einen wie auch immer aussehenden Klangunterschied!

Meine aktuellen "Forschungen" deuten daraufhin, daß die durch den Permanentmagneten erzeugte Ruheflußdichte Einfluß auf die Wiedergabe der tiefen Frequenzen und auf die Apertur nimmt. Das ganze ist leider immer noch nicht spruchreif, wird dann aber im Rahmen der neuen Version von Guitar-Letter I enthalten sein.

Ulf

 

[_xxx_]

Das Material für die Magneten ist nicht uniform, manche haben mehr oder weniger Verunreinigungen, manche sind empfänglicher für parasitäre Wirbelströme, unterschiedliche Leitfähigkeit, manche haben ausgeprägte Korngrenzen und manche weniger, die Empfindlichkeit wg. mechanischen einflüssen ist unterschiedlich usw. und so fort. Dazu sind viele Parameter hoch dynamisch, was die sache nochmal schwieriger macht.

Will sagen, mit reiner Theorie die mit idealisierten Bauelemnten hantiert ist da nicht viel zu tun, egal wie viel Mühe man rein steckt. Ausserdem müsste man ausser Elektronik auch die Mechanik und Werkstoffkunde hinzuziehen um überhaupt was sinnvolles aussagen zu können.

 

[MatthiasT]

Das Material für die Magneten ist nicht uniform, manche haben mehr oder weniger Verunreinigungen, manche sind empfänglicher für parasitäre Wirbelströme, manche haben ausgeprägte Korngrenzen und manche weniger, die Empfindlichkeit wg. mechanischen einflüssen ist unterschiedlich usw. und so fort.

Die Frage ist wie praxisrelevant die Einflüsse sind. Dass es wenn man es nur weit genug runter bricht Unterschiede gibt ist klar, aber nicht immer sind die relevant.

Die Wirbelstrominduktionsverluste in Tonabnehmern dürfte zum Beispiel unbedeutend sein. Mit verchromten Kappen zum offenen Tonabnehmer ist das durchaus hörbar, aber so aus dem technischen Gefühl heraus nicht wenn der eine Magnet eine leicht höhere Leitfähigkeit hat als der andere.
Imo kann man Magneten gleicher Bauform in sehr guter Näherung in dieser Anwendung auf die Feldstärke reduzieren.

 

[_xxx_]

Also das definitiv nicht, geb ich dir schriftlich Wie gesagt habe ich vieles getestet, unter anderem einfach das Material für den Magneten getauscht und der Unterschied war bei ähnlicher Feldstärke ganz deutlich hörbar. auch z.B. Keramikmagnet vs. Alnico, da sind klanglich Welten dazwischen. Welche der genannten oder nicht genannten Faktoren da mitgespielt haben, weiß ich aber auch nicht genau. Nicht umsonst sind eben die Magnetmischungen ein gut gehütetes Geheimnis im Hause Duncan, gibson, DiMarzio etc.

Gerade diese subtilen Unterschiede sind es aber welche die Filterung beeinflussen, also welche Frequenzen wie stark gedämpft bzw. hervorgehoben werden. Und wie gesagt das ganze stark dynamisch/nichtlinear, daher müsste man viele Messreihen machen um auf einen grünen Zweig zu kommen.

 

[MatthiasT]

Also das definitiv nicht, geb ich dir schriftlich Wie gesagt habe ich vieles getestet, unter anderem einfach das Material für den Magneten getauscht und der Unterschied war bei ähnlicher Feldstärke ganz deutlich hörbar. auch z.B. Keramikmagnet vs. Alnico, da sind klanglich Welten dazwischen. Welche der genannten oder nicht genannten Faktoren da mitgespielt haben, weiß ich aber auch nicht genau.

Hast du davon Aufnahmen?

Wenn du die hättest würde nur noch der unterschiedliche Aufbau und die vllt andere Spielweise eine Rolle spielen um zum Beispie auf Wirbelstromverluste zu schließen. Wenn es einfach nur so per Gehör ist ist so ein Test leider wertlos, denn dann spielt die Erwartungshaltung eine sehr große Rolle und Klangeindrücke lassen sich über die Zeit eines Pickup-Umbaus nicht im Hirn speichern.
Aber selbst unter Idealbedinungen - eine klein wenig höhere Feldstärke erzeugt eine höhere Lautstärke die den Verstärker ein wenig mehr in die Sättigung treibt usw.



Ich selber hab keine Tests mit verschiedenen Magneten gemacht, weiß aber (auch aus leidvoller eigener Erfahrung) wie schwer saubere Hörtests sind, vor allem wenn es um kleine Unterschiede geht. Aus meinem technischen Verständnis heraus würde ich dem Magnetmaterial keine so gigantische Bedeutung zumessen - würde mich aber vom Gegenteil überzeugen lassen. Allerdings nur mit einem sauberen Test oder eine theoretischen Erklärung die auch eine stimmige Betrachtung der Größenordnungen beinhaltet.

 

[_xxx_]

Hab keine aufnahmen, kannst aber leicht selber testen. Die Magneten sind beim Humbucker leicht auszubauen und die meisten haben ähnliche Maße. Alle anderen Faktoren waren dieselben, es wurden nur die Magneten getauscht. Die Unterschiede sind schon so deutlich dass man nichts "speichern" muss, hört man sofort.

 

[DerOnkel]

Für den Humbucker lassen sich zwei gegeneinander verschobene Glockenkurven messen, was zu den Schluß führt, daß der laterale Humbucker diesbezüglich wie zwei Single-Coils behandelt werden kann.

Stimmt nach wie vor.

Auch beim lateralen Humbucker wird die Saite in Längsrichtung magnetisiert. Bisher bin ich davon ausgegangen, daß in der Saite insgesamt drei "Stab"-Magnete erzeugt werden. Was zu den von Zollner gemessenen Fensterfunktionen des Humbuckers passen würde. Gerade in diesem Moment entdecke ich da jedoch ein paar Dinge die noch nicht so recht mit den bekannten Feldlinienbildern zusammen passen. Ich werde da noch einmal drüber nachdenken und mich ggf. schlau machen.

Es entstehen tatsächlich drei magnetisierte Zonen in der Saite.

Meine aktuellen "Forschungen" deuten daraufhin, daß die durch den Permanentmagneten erzeugte Ruheflußdichte Einfluß auf die Wiedergabe der tiefen Frequenzen und auf die Apertur nimmt.

Korrektur: Die Wiedergabe der tiefen Frequnzen wird nicht beeinflußt! Der magnetische Fluß nimmt Einfluß auf die Größe der Apertur der beiden Spulen und auf den relativen magnetischen Abstand der beiden Empfindlichkeitskurven. Damit ist die Wiedergabe der hohen Frequnzen betroffen und insgesamt die Größe der möglichen Induktionsspannung.

Ulf

 

[bluesfreak]

Da die Fragen nach Feldlinienverteilung immer wieder hochkommt: Hier hat sich jemand Gedanken darüber gemacht und auch eine FEMM Analyse bei verschieden Tonabnehmern durchgeführt. Hier noch kurz die FEMM Bilder (Seitenansicht) von

Singlecoil:


Humbucker:


P90


cu
bluesfreak

 

[DerOnkel]

Diese Feldlinienbilder zeigen leider nur den statischen Fall und berücksichtigen insbesondere nicht die Saite!

Interessant und einzig ausschlaggebend ist der Verlauf des magnetischen Wechselfeldes. Also, diese Bilder helfen leider nicht weiter.

Ulf

 

[_xxx_]

Die saiten sind geerdet, daher braucht man sie auch nicht wirklich berücksichtigen.

 

[guitardoc]

Was hat die Erdung der Saite mit dem magnetischen Wechselfeld bei Saitenschwingung über dem Pickup zu tun?

 

[DerOnkel]

Was hat die Erdung der Saite mit dem magnetischen Wechselfeld bei Saitenschwingung über dem Pickup zu tun?

Jo, das würde ich auch gerne wissen!

 

[SickSoul]

Ja, nix

 

[Maltodextrino]

Ähm, also was mir noch einfällt ist schlicht und einfach die Frage der "Ergonomie"...
Ich würde mir zum Beispiel nie eine Gitarre oder einen Bass kaufen, wo z.B. drei Tonabnehmer so nebeneinander stehen, dass gar kein Platz mehr ist um mit dem Plektrum da mal zwischen zu gehen. Oder mit den Fingern.
Ich sag mal so, wenn ich lustig nach neuen Instrumenten rumstöber (die ich mir zur Zeit sowieso nicht kaufen kann), dann sortier ich immer schon Instrumente auf bei denen die Tonabnehmer nicht diese klassische "Telecaster Anordnung" haben mit einem Tonabnemer nahe am Griffbrett und einem nahe am Hals, und am besten nicht übermäßig breit.

Mich verwundert zum Beispiel gar nicht warum dieser Bass http://www.musik-service.de/images/prx/395759081/i00.jpg (Ein Link zur Musiker Service Seite, ich hoffe das honorieren die Moderatoren...) , der nach Aussage der Firme besonders ergonomisch sein soll zwei so dünne Tonabnehmer hat, wo dazwischen viel Platz für Finger oder Plektrum ist.

Kann sein, dass ein tonabnehmer der mehr in der Mitte zwischen diesen beiden Extrempositionen platziert ist mehr mittig klingt oder so, aber was bringt mir das wenn ich da immer aufpassen muss nicht mit den Fingern oder mitm Plektrum gegenzuhauen.

 

[_xxx_]

Was hat die Erdung der Saite mit dem magnetischen Wechselfeld bei Saitenschwingung über dem Pickup zu tun?

Was hat diese Frage mit meiner Antwort zu tun? Und welches Wechselfeld denn??? (Zitat: "Beim elektromagnetischen Wandler wird ein kleines Eisenteil in der Nähe von Spulen mit Eisenkern bewegt. Der Magnetkreis ist durch einen Dauermagneten erregt. Durch die Abstandsänderung der Eisenteile wird in den Spulen eine Änderung des Magnetflusses erzeugt, der zu einer Induktionsspannung führt.")


Etliche Störungen die durch induzierte Wirbelströme in der Saite entstehen, werden durch die Erdung neutralisiert. Das Magnetfeld des Pickups ist übrigens kein Wechselfeld, sondern ein konstantes Feld (da ein Permanentmagnet). Durch die Saitenschwingung entsteht ein Wechselstrom in den Windungen des Pickups (unser eigentliches Nutzsignal), das Magnetfeld des Permanentmagneten bleibt aber immer konstant.

Ohne Saitenerdung hätte man einen induzierten parasitären Strom (und somit ein Wechselfeld) in der Saite, das sind diese Störungen die man bei Klampfen ohne Saitenerdung hört. Diese werden aber durch die Erdung an Masse abgeführt und somit totgelegt.

 

[DerOnkel]

Was hat diese Frage mit meiner Antwort zu tun? Und welches Wechselfeld denn??? (Zitat: "Beim elektromagnetischen Wandler wird ein kleines Eisenteil in der Nähe von Spulen mit Eisenkern bewegt. Der Magnetkreis ist durch einen Dauermagneten erregt. Durch die Abstandsänderung der Eisenteile wird in den Spulen eine Änderung des Magnetflusses erzeugt, der zu einer Induktionsspannung führt.")

Es läßt sich nachweisen, daß die Änderung des magnetischen Widerstands für den Permanentmagneten keine große Rolle spielt, da die magnetisierte Saite als gesättigt betrachtet werden muß. Damit entfällt eine fokusierende Wirkung und somit auch eine signifikante Änderung des magnetischen Flusses.

Alles andere ist leider so haarssträubend falsch (sorry)...

Ulf

 

[_xxx_]

Wer redet vom magnetischen Widerstand? Die sich bewegende Saite verändert lokal die Flußdichte wodurch die Induktionsspannung in der Spule entsteht, sonst passiert da gar nichts (idealisiert natürlich, mechanische Einflüsse etc. mal beiseite).

Was soll denn bitte "haarsträubend falsch" sein? Das will ich jetzt gern wissen. Ein Pickup ist ein elektromagnetischer Wandler und das zitierte ist die offizielle Definition wie man sie in entsprechender Literatur vorfindet.

Das einzige was aus meiner sicht haarsträubend falsch ist, wäre die Rede von einem "Wechselfeld" oben, dass gar nicht existiert oder existieren kann. Es existiert nur eine lokale Flußdichteänderung im ansonsten permanenten Feld.