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Tonseminar, Samuel Kuch, AM7, 11806
Tonabnehmer (Pickups)
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bersicht
Entstehungsgeschichte der E-GitarreVor und Nachteile verschiedener BauweisenTonabnehmer FunktionsweisenPositionierungSchaltungGeige / Contrabass
1. Geschichte der E-Gitarre
Anfang 19.Jh: Klassische Konzertgitarre entwickelt von Antonio de Torres Jurado
Anfang 20. Jh: Akustische Gitarren werden fr Jazz zu leise. Suche nach neuen Mglichkeiten.
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1.1 Ursprung Hawaii-Gitarre
Bereits in den 30ern gab es Hawaii-Gitarren mit elektrischen Abnehmern.
bis zu 30 Seitenauf 3 Hlsenkeine Bndesteel / bottleneckpedal steel guitar
schreckliches Gedudl
1.2 Les Paul Gitarre / Gibson
1948: Les Paul entwickelt erste E-Gitarre mit Holzklotz (solid Body).Spter unter Gibson
1957: Humbucker
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1.3 Leo Fender / Stratocaster
kleiner Radiotechniker, Los Angeles1948 Telecaster, 1953 Stratocasterbis heute ungeschlagen
1.4 Jazzgitarre
um 1960: vollakustische Gitarre mit Tonabnehmer, (nach Geigenvorbild)
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1.5 Midi-Gitarre
1.6 Parallel: Entwicklung E-Bass
1951: Leo Fender Precision Bass
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2. Bauweisen Vergleich
Saiten
Korpus
Tonabnehmer Verstrker
Lautsprecher
Raumakustik
Was ist fr den Klang einer Gitarre mageblich?
Tonbertragungskette
2.1 Akustische Gitarre
fr Live-Einsatz oft zu leise unhandlich.Tne klingen schnell aus.
Akustik-Bass-Gitarre-> viel zu leise
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2.2 Mikrofonierung
Klassische Gitarre / Instrumente mit Mikrofon abnehmensehr ortsgebunden und unflexibel.
2.3 Akustikgitarren-Abnehmer
An den Resonanzkrper ansteck- oder aufklebbare Kontakttonabnehmer (Piezo-Element)starke bertragung von Klopf-und UmgebungsschallRckkopplungsanflligjedoch auch unplugged einsetzbarbertrgt den Akustikgitarrenklang frequenzmig unverflschter / echter.
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2.4 E-Gitarre / E-Bass
erhhte Schwingungsdauer durch-> solid body -> geleimte Hlse -> sustain block (Messing) Schallenergieabgabe verhindert.Rckkopplungs- und Klopfarmbeliebige Lautstrke mglichkleine, handliche Bauweisen
sustainA-GitarreE-Gitarre E-Bow distortion solo
2.5 Halbakustik Gitarremit Piezo- oder Spulen-Tonabnehmerreduzierter Resonanzkrper (Zargenhhe 3 6 cm)Guter Ersatz fr Akustische Gitarre auf der Bhne (charakteristischer Klang, dennoch handlich)Rckkopplungsanflligsemi-solid-body, verkappte massiv E-Gitarre mit Lchern
Jazzguitar-Typ Telecoustic/Stratacousticverzerrt + clean
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3. E-Gitarren Tonabnehmer
Wandelt die Schwingung der Seiten in elektrische Wechselspannungen um-> elektrische Verstrkung mglichBeruht auf Induktionsgesetz U = -n Maximal induzierte Spannung je nach Abnehmer zwischen 0,1 V 3 V
3.1 Single-Coil-Tonabnehmer
besitzt nur eine Spule (coil)Verwendung in allen ursprnglichen Gitarrentypen (z.B. Stratocaster)Brumm und Stranfllig bei Strquellen wie Netzteil oder Leuchtstoffrhren.
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Stabmagneteim Kern-> je Saite einerbewickelt mit lackiertem Kupferdraht R = 7500 Ohmn = 7600 Wdn. = 0,06 mm
3.1 Single-Coil-Prinzip
hier:Tonabnehmer derStratocaster
3.1 Single-Coil-Prinzip Magnetfeld um den Kern (Alnico, Ferrit, Keramik etc.)
-> magnetisiertdie Saite (Stahl, Nickel)
Saiten-schwingungbeeinflusst -> InduzierteSpannung
ferromagnetische Schraube
N
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3.1 Bass Tonabnehmer
-> haben 2 Magnetpole pro Saite, da grere Saiten-Auslenkung
4-Saiter Bass 5-Saiter Bass
3.1 Split-Bass-Tonabnehmer
single-coil TAin zwei Teile geteilt
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3.2 Humbucking Tonabnehmer
Weiterentwicklung des single-coil TAbesitzt zwei SpulenVerwendung ab 1957 in Gibson Gitarrenhum-bucking = Brumm-Unterdrckungdurch spezielle Schaltung zweier Spulen
3.2 Humbucker-Aufbau
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3.2 Humbucker-Prinzip
Zwei Spulen unterschiedliche Wicklungsrichtung in Reihe geschaltet: -> Die Spannungen werden quasi subtrahiert -> induzierte Strungen heben sich aufJedoch Polung der Magnetkerne der beiden Spulen jeweils unterschiedlich!!! -> induzierte Saitenspannung haben
unterschiedliche Vorzeichen-> Spannung verdoppelt sich
N S
3.2 Humbucker Effekt
Humbucker ist wesentlich unanflliger gegen Streinstreuung.liefert hhere Spannungjedoch auch hherer Widerstand und Induktivitt. -> niedrigere Resonanzfrequenz-> hohe Frequenzen werden reduziert.
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3.2 Abgewandelte Formen
modifizierte Humbucker single-coil Gre mglich (stacked Hum.)verbesserter Output
Bill Lawrence L 220Duncan DesignedHot Rails
4. Sound-Vergleich
Single-coil Humbucker
Humbucker (Hals)
Hot Rail (Hals)
Single-coil (Hals)
Rincon Rhythm (Hals)
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4.1 bersicht Klang (US)
weicher Magnet + wenige Windungen-> Ton s, glockenhnlich, klarstarker Magnet + wenige Windungen-> glasiger, heier Strat-Soundweicher Magnet + viele Windungen / Hum.-> weich, butterig, mittenbetontharter Magnet + viele Windungen / Humb.-> Grunge oder Texas Sound.
4.2 Klangcharakter technisch
Wie kommen die unterschiedlichen Klangcharakter von TA zustande?-> Durch Resonanz- und Schwingverhalten eines SchwingersTA ist ein elektromagn. Schwingkreis:
Ersatzschaltbild fr die Spule eines Tonabnehmers
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4.2 Klangcharakter
Reale Spule hat: Induktivittjedoch durch den Draht und dessen Windungen auch Ohmschen Widerstand R und Kapazitt C
-> Fr verschiedene Frequenzen unterschiedlich durchlssig
Die Spule entspricht einem Tiefpassfilter2. Ordnung
4.2 Klangcharakter
Jeder Schwingkreis hat eine Resonanzfrequenz bei der er optimal mitschwingt (aufnimmt).die anderen Frequenzen werden gedmpft.
Frequenzgngetypischer TA
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4.2 Klangcharakter
Je mehr Windungen, desto grer ist auch die Induktivitt I, dadurch erhht sich auch die Kapazitt C (auer bei selbst-gewickelten TA -> Wicklung unexakt).
Die Magnetstrke erhht I ebenfalls.-> je grer diese Werte sind, desto niedriger
wird die Resonanzfrequenz der Spule, sie reagiert praktisch trge und filtert somit hohe Frequenzen heraus.
4.2 Klangcharakter
Durch eine hhere Induktivitt erhht sich auch die Induzierte Spannung(wie z.B. beim Humbucker)
Trotzdem nicht zu starke Magnetenverwenden! Wird nmlich die Saite durch zu starke Magnete in ihrer Schwingung beeinflusst, kommt es zu nicht linearer Verzerrung (unerwnscht).
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4.3 Klangschalter
ein sog. C-Switch (C = Kondensator), legt verschiedene Cs zum TA parallel. -> die Resonanzfrequenz ndert sich.
bringt zustzliche neue Klang-mglichkeiten, ohne dass die alten verloren gehen.
tritt an die Stelle des tone-Reglers
5. Positionierung von TA
so positioniert man Tonabnehmer
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5.1 Positionierung warum?
Auf den Saiten bilden sich Stehende Wellen(auch der Oberfrequenzen)-> Bewegungsbuche und -knoten-> TA am Knoten ergibt kein SignalPosition des Tonabnehmers bewirkt-> bestimmte (Ober-)Frequenzen werden bevorzugt oder ausgeblendet.Direkt am Steg wird sogar die Grundschwingung ausgeblendet.
5.2 Klangverfrbung der Saiten
E-Saite
A-Saite
D-Saite
G-Saite
H-Seite
E-Seite
Beispiel frTonabnehmer-position bei Mensur-> bestimmte
Frequenzen entfallen komplett
-> charakerist.Klang
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5.2 Was kann man tun?
verschiedene Klangfarben als Effekt nutzen. (knackiger, weicher etc.)Klang mehrerer Tonabnehmer an verschiedenen Positionen mischen-> ausgeglichenerer Klangentsprechende Schaltung mehrerer TA -> Ein und die selbe Gitarre kann unterschiedlichste Klnge erzeugen.
5.3 Klangbeispiele
Hals Position
Mitte
Steg Position
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6. Schaltung von TA
6.1 Schaltungsmglichkeiten
ber Schalter, Widerstnde, PotisIn Reihe oder Paralleleinzeln, zu zweit oder dritthalbiert (coil tap bei Humbuckern)
komplexe Schaltung einer Les Paul Recording
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6.2 Beispiel mit 2 Humbuckern
Schaltkombinationen:Hals Tonabnehmerdie 2 inneren Spulenbeide Tonabnehmerdie 2 ueren Spulen Steg Tonabnehmer
-> alle Versionen hum-bucking
NS
NS
7. Qualittsbersichtsubjektiv optimaler Frequenzgang(Resonanzfrequenz, -berhhung)nicht mikrofonisch (kein Raumschall)-> kein Nickelgehuse-> feste Bauteile (mit Harz vergossen)Abschirmung (Metallgehuse) gegen Streinstrahlung, jedoch Gefahr die Saiten abzuschirmen und mikrofonisch zu werden.-> Abschirmung nach oben hin offen lassenMagnete nicht zu stark (Nhe zu den Saiten ergibt sonst nicht lineare Verzerrung!)
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8. Sonstige Tonabnehmer
niederohmige TonabnehmerPiezo TonabnehmerGeigen und Akustik-Bass TonabnehmerE-Geige
8.1 niederohmige Abnehmer
Frher fr Tonstudio(Impedanzproblem)Vielseitige Klangmglichkeiten durch vorschalten von KondensatorenWidergabe mit Gesangsanlage und drei Wegeboxen (da hohes Klangspektrum)
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8.2 Kontakt-Tonabnehmer
Natrliche Klangwiedergabe des KorpusPiezo-elektrisches Element reagiert auf Kontaktschall -> direkt auf Korpus geklebt, oder im StegKlopfschall anfllig1-2 TA pro Gitarreauf fr Konzertgitarrenoder Akustikinstrumentemit Nylonsaiten anwendbar(Geige, Akustikbass)
8.2 Mehrfach-Kontakt-TA
Verbesserungbei der Ovation:Jede Saite hateinen eigenen TA-> direkte bertragung-> Strunempfindlicher-> Ton klarerinterner Vorverstrkermit Equallizer
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8.2 Piezo-Film-Sensor
einfacheBefestigung(Klebeband)leicht austauschbarbeeintrchtigt nicht die Schwingung des Korpus
8.3 Geige und Akustik-Bass
Abnahme mit Piezo-Tonabnehmernnatrlichste Klangwiedergabe erwnschtflexibel und nicht hinderlich beim Spielen FISHMAN V-100-Pickup
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8.3 Akustik-Bass
Anbringung am Steg diverse Lsungen
8.3 Akustik-Bass
Bass Piezo-Abnehmer mitVorverstrker (links)
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8.3 Ansteck-Mikrofon
Kontrabass Kondensator-mikrofonzum Anstecken
8.3 E-Geige
Voll-elektrische-GeigeMassivholzpendelgelagerte Einzelsensoren im StegLautstrke-Regler fr jede SaiteKopfhrer-Ausgang
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Quellen
Elektro Gitarren Teil 1, Helmuth Lemme, 1977, Stuttgartwww.gitarrenelektronik.de/elektronik/elektronik.htmlwww.rockprojekt.de/E-Gitarre/e-gitarre.htmwww.elektronikinfo.de/audio/elektrogitarre.htmwww.gitarrenlinks.dewww.route101guitars.comwww.guitarnuts.comwww.thomann.de
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