Theoretische Gedanken zur Positionierung der Tonabnehmer

[Titan-Jan]

Eine Frage an die Denker:

Wo genau platziert man am besten die Tonabnehmer?
Oder anders gefragt: Gibt es gewisse Stellen wo es sich mehr oder weniger lohnt Tonabnehmer einzubauen oder hat man einfach einen möglichst nah am Steg (für möglichst klirrenden Sound) und einen möglichst nah am Griffbrett (für möglichst muffigen Sound) und halt bei Belieben noch einen dazwischen?

Bitte keine Voodoo-Blabla-Antworten sondern technisch fundiertes Wissen teilen. Habe auch schon gehört, dass der Neck-PU etwa beim 24. Bund sein "sollte"... -> aber kann mir jemand erklären WARUM?

Meine Überlegungen/Recherchen soweit:
Dort wo Schwingungsbäuche gewisser Obertöne sind, hört man diese eben auch stark heraus, während Obertöne die genau an der Position des Tonabnehmers einen Knoten haben unhörbar sind. Daraus folgt: Tonabnehmer an den Stellen einbauen wo Schwingungsbäche "relevanter" Obertöne sind.
Demnach würde ein Tonabnehmer genau am 12. Bund beim Anschlag einer Leersaite den Grundton mit voller Amplitude messen, den 1. Oberton gar nicht, den 3. wiederum voll, den 4. gar nicht,...

Jetzt fragt man sich aber:
1.) Bis zum wievielten Oberton macht diese Überlegung überhaupt noch Sinn? Die werden ja (soweit ich weiß) immer leiser und irgendwo muss ja eine Grenze sein, wo man mit gutem Gewissen sagen kann, dass der zum Beispiel 99ste Oberton definitiv unhörbar und damit auch irrelevant für die Tonabnehmerposition ist.
2.) Die Schwingungsbäche und -knoten verschieben sich ja in dem Moment, wo ich nicht mehr die Leersaite anschlage, sondern gewisse Töne abgreife. Die Tonabnehmer wandern ja nicht mit meinen Fingern mit...

Bin mal auf eure Ideen/Gedankengänge/Links gespannt...

 

[Zwachi]

So viel Wissenschaft steckt da gar nicht dahinter!
Der Neckpickup sollte einfach an einer Stelle platziert sein, wo die Saiten gut schwingen => möglichst in der Mitte der schwingenden Saiten.
(also sollte bei freischwingenden Saiten der Tonabnehmer am 12. Bund sein und beim Spielen des 12. Bundes am 24. Bund)
Die Platzierung kann sich aber nur zwischen Bridge und Hals befinden.

Der Bridgepickup soll kleinere Saitenbewegungen abnehmen und benötigt daher auch etwas mehr Ausgangsspannung.

Die Zwischenpositionen liefern wieder einen anderen Klang, nur hat man meistens nicht mehr Platz, um mehr als 3 Tonabnehmer zu verbauen.

 

[Thhherapy]

Der Neckpickup sollte einfach an einer Stelle platziert sein, wo die Saiten gut schwingen => möglichst in der Mitte der schwingenden Saiten.

Die Saiten schwingen aber nicht in der Mitte mit dem größten Ausschlag!
Je nach Ton schwingen sie genau in der Mitte sogar gar nicht.
Und wo der größte Ausschlag ist, ist je nach gegriffenen Ton verschieden.
Hat Titian-Jan aber auch schon selber richtig geschrieben.

Auf die schnelle hab ich hier ein kurze Erklärung gefunden.
http://de.academic.ru/dic.nsf/dewiki/655880

 

[Zwachi]

Schwingungsknoten sind doch für jede Frequenz andere, und der Ton besteht aus vielen Teilfrequenzen..
Ich kann mir nicht vorstellen, dass man einen solchen Knoten in einer der vielen Teilfrequenz hört!

Ich hab auch nicht behauptet, das sich der größte Ausschlag in der Mitte der Saite befindet, nur das sich dort das Abnehmen gut eignet!

In der Mitte lässt sich jedoch der Grundton ermitteln, das sogenannte Flageolett.
Was mehr Auswirkungen auf die Klangfarbe hat sind meiner Meinung nach der Elastizitätsmodul und die Stärke der Saiten..

Nehmen wir zB. die freies E mit einer Frequenz von 82,41 Hz
Das menschliche Gehör nimmt etwa Frequenzen bis 20 000 Hz wahr.
Das wären demnach ~244 Teilfrequenzen und da macht der ein oder andere Knoten das Kaut nicht fett, selbst wenn man nicht alle hören kann, weil sie leiser werden..

 

[guitardoc]

Also ich glaube nicht, dass die "Erfinder" der elektrischen Gitarre sich jemals Gedanken über die Platzierung der Tonabnehmer gemacht haben. Ich denke eher, dass man hier einfach dem Gehör folgend vorgegangen ist. Tonabnehmer so nah wie möglich an den Hals = singt, Tonabnehmer an den Steg = kratzt, ächzt, faucht und rummst. Bei (klassischen) Humbuckern werden die Saitenschwingungen auch pro Spule noch an unterschiedlichen Stellen abgenommen - das stelle ich mir als Ingenieur schwer vor hier irgendwas Physikalisches oder Mathematisches auszurechnen, da kommt man vermutlich mit empirisch ermittelten Werten schneller ans "klangliche Ziel" als wenn man da große wissenschaftliche Abhandlungen schreiben oder Theorien entwickeln würde. Leo Fender hat dann später auch wieder ein bisschen rumgespielt und den Tonabnehmer am Steg schräg gesetzt - damit bekamen die hohen Saiten viel mehr Biss und die mittleren und tiefen Saiten wurden in der Lautstärke angehoben - durch den größeren Abstand zum Tonabnehmer waren diese konstruktionsbedingt etwas leiser (bevor es staggered Polepieces gab).
Theorie in der Musik ist zwar sicher auch wichtig, aber stellt euch vor die wirklich großen Musiker aller Zeiten hätten sich immer mit Musiktheorie und Schwingungslehre beschäftigt und wären NICHT vorrangig ihrem Gehör (sofern dieses noch funktioniert hat) bzw. ihrer Erfahrung gefolgt - auf welches musikalische Erbe würden wir dann heute zurückhören können?

 

[Titan-Jan]

hmmm...

mal ein bisschen konkreter:
Wir haben doch (fast) alle mehrere Gitarren... Deswegen macht es ja nur Sinn, wenn die verschiedenen Klampfen auch verschiedene "Einsatzbereiche" haben.
Wäre eine Gitarre interessant, bei der das Griffbrett nur bis zum 12. Bund geht und dafür aber ein Tonabnehmer deutlich "mittiger" entlang der Grundschwingung angeordnet ist (zum Beispiel auf Höhe des 15. Bundes). Dieser Tonabnehmer müsste ja THEORETISCH vor allem die Grundschwinung noch deutlich stärker einfangen als der übliche Hals-PU am 24. Bund.
Diese Gitarre wäre dann natürlich für Soli unbrauchbar (-> kurzes Griffbrett ). Aber vlt hören sich schön stramm gespielte PowerChords an der neuen Position ja viel "fetter" an.

Was denkt ihr?

@gutiardoc: Ich glaube schon, dass es zumindest heute viele Gitarrenbauer gibt, die auch über die theoretischen Zusammenhänge sehr intensiv nachdenken. Einfach nur ausprobieren hilft ja oft nicht weiter und ist in vielen Fällen auch einfach zu teuer.
Und da zumindest ICH weder Zeit noch Geld noch Lust habe, alle möglichen Positionen eines Tonabnehmers "auszuprobieren", wollte ich die Sache mal von der wissenschaftlichen Seite angehen. Vlt kommt ja was bei raus...

 

[_xxx_]

Neckpickup am "24. Bund" macht man deswegen, weil da die Harmonics am besten zur Geltung kommen. Das ist auch genau die Stelle wo du ein Pinch-Harmonic als 2. Oktave der jeweiligen offenen Saite zupfen kannst (24. bund wäre genau zwei Oktaven höher als die Leersaite).

Das ist jedoch reine Geschmacksache und geht bei Gitarren mit mehr als 22 Bünden eh nicht, da kein Platz. Wo man die Pickups platziert ist nicht irgendwie geregelt, man macht das aber vorzugsweise an den Stellen wo Harmonics kommen damit die Klampfe entsprechend "singen" kann.

 

[Zwachi]

Man könnte ja ein Schiebmodul unter den Tonabnehmern einbauen, und diese dann je nach Bedarf an die gewünschte Stelle schieben..
Den Tonabnehmer einfach in einer Ausfräsung mit Schienen reinstecken..
..würde bestimmt lustig aussehen und man erspart sich mindestens einen Pickup!

Gegebenenfalls benötigt man dann auch keinen Toggle-Switch mehr..

Wäre mal eine nette Idee, wenn man eine günstige Bastelgitarre bei sich herumstehen hat!

 

[Vlad]

Man könnte ja ein Schiebmodul unter den Tonabnehmern einbauen, und diese dann je nach Bedarf an die gewünschte Stelle schieben..
Den Tonabnehmer einfach in einer Ausfräsung mit Schienen reinstecken..
..würde bestimmt lustig aussehen und man erspart sich mindestens einen Pickup!

Es gab tatsächlich mal eine Gitarre (oder wars ein Bass?), bei der der Tonabnehmer frei verschiebbar war. Sah grausig aus.

Auf die Idee an sich, ist man aber schon recht früh gekommen. Ab 0:50 : http://www.youtube.com/watch?v=o1uba8foudk

 

[Zwachi]

Das Ding dient ja eigentlich nur zur Recherche, wo welcher Tonabnehmer wie klingt, ich stell mir da eine elegantere Lösung mit 2 Schienen vor, auf denen man den Tonabnehmer verschiebt, aber ihn selbst nicht wechselt..
Ich kann mir vorstellen, dass das dann gar nicht mal soo übel aussehen würde!

Mit einem 4 adrigen Humbucker lässt sich da bestimmt was nettes machen..

 

[MatthiasT]

All die Überlegungen warum ein Pickup am 24ten Bund sein sollte gelten nur für Leersaiten. Ich weiß ja nicht wie ihr Musik macht, aber mir das Intro von Nothing Else Matters über die Jahre ein wenig langweilig werden.

...

Da sich die Länge einer Saite sowieso nicht festlegen lässt sobald man einen Bund greift ist es wohl sinnvoller erstmal nicht an harmonischen Obertöne zu denken sondern das Ganze (zumindest beim Single Coil) als einen Kammfilter zu betrachten dessen Einbrüche näher zusammen rücken oder weiter auseinander. Das hat eine klangliche Auswirkung, aber es gibt imo keine Position die per Definition geeigneter wäre.
Wenn man zwei PUs zu positionieren hat ist es durchaus sinnvoll die beiden Extrempositionen zu wählen, also möglichst nahe am Hals und möglichst nahe an der Brücke.


Die Teuffel Birdfish hat übrigens eine Schiene auf der sich die Tonabnehmer verteilen lassen. Optisch sogar sehr schick gelöst.

 

[toby1000]

Neckpickup am "24. Bund" macht man deswegen, weil da die Harmonics am besten zur Geltung kommen. Das ist auch genau die Stelle wo du ein Pinch-Harmonic als 2. Oktave der jeweiligen offenen Saite zupfen kannst (24. bund wäre genau zwei Oktaven höher als die Leersaite).

Genau genommen, verschwindet die zweite Oktave der offenen Saite. Was halt bei offenen Akkorden nen gewissen Klag ergibt. Deshalb ist das Saitenstimmen mittels der flageolettes auch schwer, wenn man den Neckpickup einer Strat benutzt, da man den im 5. Bund fast nicht erhöht aus dem Amp

Bei den niedrigen Obertönen machen solche Überlegungen noch Sinn, aber da es eh nur für offene Saiten wirklich zur Geltung kommt, ist die Tendenz mit "einen pickup für möglichst klirrige Sounds und einen für weicheres zeug" schon ziemlich richtig.

 

[_xxx_]

All die Überlegungen warum ein Pickup am 24ten Bund sein sollte gelten nur für Leersaiten..

Nein. Bitte oben nochmal lesen, ich habe bewusst von pinch-harmonics geredet. Hat mit der Leersaite nichts zu tun - wenn du z.B. am 12. Bund greifst und ein pinch-harmonic spielst, kommt es mit der Positionierung am besten raus. Ebenso mit diversen anderen Intervallen.

 

[Titan-Jan]

Einen Versuchsaufbau mit verschiebbarem PU hab ich auch schonmal überlegt... Aber der Sond an den üblichen Positionen ist ja bekannt - mich interessiert der Sound am bsp-weise 15. Bund. Und den kann ich nur testen, wenn ich dafür einen Hals opfere oder irgendwie eine Konstruktion mache, dass der Tonabnehmer auf der Seite der anderen Seite der Saiten also oberhalb ist... mal sehen...

Zum Beispiel den 11. Bund benutze ich recht selten (wäre doch auch mal interessant: eine Statistik darüber, wie oft man welche Bünde greift...). Ob es sich wohl lohnt da einfach mal einen Singlecoil einzubauen? Ich weiß: "Versuch macht kluch" aber da sag ich auch: "Versuch macht arm." Deswegen überleg ich erst...

 

[SickSoul]

Moin!

Zu erst mal: Sehr interessantes Thema! Vor allem auch der Link von Thhherapy ist sehr interessant für den theoretischen Hintergrund!

Das Problem bei der Sache ist halt, dass alle Überlegungen zur idealen Position wieder über'n Haufen geworfen werden müssen, sobald man nicht mehr von einer Leersaite ausgeht, sondern von einem gegriffenen Ton. Die Obertöne bzw. Knotenpunkte liegen immer an festen Punkten in Relation zur aktuellen Schwingungslänge. Die ersten vier Obertöne von einer leeren Saite sind zB 12ter Bund - Oktave, 9ter Bund - Duodezime (Oktave + Quinte), 5ter Bund - zweite Oktave, 4ter Bund - zwei Oktaven + große Terz (gibt's dafür nen Fachausdruck?). Wie man Thhherapys Link entnehmen kann finden sich einige Knotenpunkte öfter auf der Saite. 7ter Bund = 19ter Bund, 5ter Bund = 24ter Bund, 4ter Bund = 9ter Bund = 16ter Bund = ca. 28ter Bund etc.
Wenn man nun im ersten Bund die Saite greift, dann befinden sich auch alle Knotenpunkte einen Bund höher, greift man wiederum einen Bund höher, dann befinden sich auch die Obertöne wiederum einen Bund höher. Und genau das ist wichtig für Pinch Harmonics. Die befinden sich nämlich auch nicht immer an den gleichen Stellen sondern immer abhängig davon, welchen Ton man greift bzw an der gleichen Stelle können auch zwei verschiedene PHs liegen, wenn man in unterschiedlichen Bünden greift (Beispiel: PH über'm 24ten Bund, einmal im 12ten Bund gegriffen, einmal im 15ten Bund gegriffen).

Zurück zu den Tonabnehmern und da gibt es einen grundlegenden Unterschied zu Pinch Harmonics: Pinch Harmonics entstehen, wenn man die Saitenschwinmgung an einem definierten (Knoten-)Punkt stoppt und damit die Saite provoziert nur in diesem speziellen Oberton (und dessen Obertönen) zu schwingen. Ein Tonabnehmer nimmt aber nicht einen bestimmten Punkt der Saitenschwingung ab sondern ein gewisses Feld. Dazu folgende Grafik:

Wir ignorieren mal eben, dass es sich hier um die Erde handelt und nicht um einen Tonabnehmer Was man aber sieht sind die Feldlinien des Magnetfeldes der Erde/eines Magneten-> eines Tonabnehmers. Auffällig ist, dass genau in der Mitte des Magnetpols die Feldliniendichte sehr gering ist und rechts/links neben der Mitte ist sie dagegen recht hoch. Ein Tonabnehmer nimmt also gar nicht die Saite direkt über seinem Zentrum ab, sondern eher im Bereich seiner Außenkanten. Verbildlicht also ca. diesen Bereich (Paint ftw ):

Sitzt der Halstonabnehmer also genau unter der Position des 24ten Bundes, so nimmt er diesen Oberton auch ab und ist da nicht komplett stumm.

Tja und nu hab ich leider keine Zeit mehr und muss zur Arbeit...
Hoffe erst mal auf weitere Interessante Diskussionsbeiträge

MfG

 

[_xxx_]

SickSoul: doch, der Ton wird in der Mitte am stärksten abgenommen. Die Feldlinien verlaufen bei normalen humbucker-Pickups quer auf die Saiten, nicht längs. Nur bei EMG und anderen Pickups mit U-Magneten wäre das wie mit der Erde oben, also parallel zu den Saiten.

 

[Titan-Jan]

Moin!

Auffällig ist, dass genau in der Mitte des Magnetpols die Feldliniendichte sehr gering ist und rechts/links neben der Mitte ist sie dagegen recht hoch. Ein Tonabnehmer nimmt also gar nicht die Saite direkt über seinem Zentrum ab, sondern eher im Bereich seiner Außenkanten. Verbildlicht also ca. diesen Bereich (Paint ftw ):

Sitzt der Halstonabnehmer also genau unter der Position des 24ten Bundes, so nimmt er diesen Oberton auch ab und ist da nicht komplett stumm.

MfG

Guter Beitrag! Der Gedanke gefällt mir muss ich erstmal sacken lassen

---------- Post hinzugefügt um 15:59:37 ---------- Letzter Beitrag war um 15:56:14 ----------

SickSoul: doch, der Ton wird in der Mitte am stärksten abgenommen. Die Feldlinien verlaufen bei normalen humbucker-Pickups quer auf die Saiten, nicht längs. Nur bei EMG und anderen Pickups mit U-Magneten wäre das wie mit der Erde oben, also parallel zu den Saiten.

Sorry Meister _xxx_ wie genau meinst du "quer auf die Saiten"? Erklär das nochmal genauer (vlt mit Skizze?)... Wüsste es gerne ganz genau

Danke, dass ihr euch auch damit auseinandersetzt...!

 

[_xxx_]

Ganz einfach, im Humbucker hast einen Stabmagneten wo der Norden oben und Süden unten ist. Somit verlaufen die Feldlinien quer auf die Saiten, wenn man die Saite waagrecht denkt (Gitarre in Spielhaltung) verlaufen die von oben nach unten.

          Nord

----- | ------ | ------- Saite
      |        |
     Feldlinien

          Süd

Bei EMG oder z.B. Ultrasonics ist ein U-Magnet drin, wo Nord und Süd an der jeweiligen Kante vom U sind. Somit verlaufen die Feldlinien von links nach rechts und das Magnetfeld ist viel kleiner und homogener.

Also so wie beim (senkrecht stehenden) Hufeisen, bloß in die Tiefe gezogen.

--------------------------- Saite
         -----> Feldlinien
Nord     -----> Süd

Der dritte Fall wären dann die Singlecoils mit 6 Einzelmagneten, bei denen weiß ich jetzt aber nicht wie die Ausrichtung ist.

 

[SickSoul]

SickSoul: doch, der Ton wird in der Mitte am stärksten abgenommen. Die Feldlinien verlaufen bei normalen humbucker-Pickups quer auf die Saiten, nicht längs. Nur bei EMG und anderen Pickups mit U-Magneten wäre das wie mit der Erde oben, also parallel zu den Saiten.

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.
Bei Humbuckern ist es meines Wissens nach ähnlich: Da befindet sich unter den Polepieces (die selbst nicht magnetisch sind) ein Barrenmagnet dessen Nordpol an den Polepieces von Spule 1 liegt und dessen Südpol bei den Polepieces der Spule 2 liegt. Naja, wo ich grad schon am painten war und ein Bild doch mehr als 1000 Worte sagt:

Durch diesen Barrenmagneten werden die Polepieces dann magnetisiert und ihre Polarität ist ebenfalls oben/unten gerichtet.

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

Weiter im Text:

Ich hab auch nicht behauptet, das sich der größte Ausschlag in der Mitte der Saite befindet, nur das sich dort das Abnehmen gut eignet!

In der Mitte lässt sich jedoch der Grundton ermitteln, das sogenannte Flageolett.
Was mehr Auswirkungen auf die Klangfarbe hat sind meiner Meinung nach der Elastizitätsmodul und die Stärke der Saiten..

Nehmen wir zB. die freies E mit einer Frequenz von 82,41 Hz
Das menschliche Gehör nimmt etwa Frequenzen bis 20 000 Hz wahr.
Das wären demnach ~244 Teilfrequenzen und da macht der ein oder andere Knoten das Kaut nicht fett, selbst wenn man nicht alle hören kann, weil sie leiser werden..

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 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.

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. Ausprobieren ist da leider schwer, da man eine spezielle Gitarre bauen müsste, die das Verschieben von Tonabnehmern ermöglicht (wobei ich mich dunkel zu erinnern glaube mal einen Bass gesehen zu haben, der genau das konnte)...

MfG

 

[DerOnkel]

Schon Lemme hat 1977 in seinem Buch "Elektro Gitarren" auf Seite 55 geschrieben:

Sitzt der Tonabnehmer an einer Stelle, wo eine bestimmte Oberschwingung gerade einen Schwingungsknoten hat, so erzeugt diese in der Spule keine Spannung

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

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.

Die ganze Arie mit dem Verlauf der Magnetfelder ist dafür vollkommen unerheblich und streckenweise sogar (sorry) falsch. Aber das soll an dieser Stelle nicht diskutiert werden.

Die Position des Tonabnehmers übt einen starken Einfluß auf den Klang einer Elektrogitarre aus, der weder auf elektronischem Wege (mit vertretbarem Aufwand) noch durch andere Konstruktion oder Materialauswahl verändert werden kann!

Ulf