Kabelkapazität zwischen Effektboard und Amp

[jak888]

Hallo,

ich spiele momentan mit dem Gedanken mir ein paar Effekte zu besorgen. Eine Sache ist mir dabei nicht ganz klar: Wenn ich einen Teil meiner Effekte vor den Amp hänge und einen Teil in den Effektloop kommt ja einiges an Kabellänge zusammen. Wie in einem anderen Thread (https://www.musiker-board.de/threads/verkabelung-effektboard-amp-effektboard.571321/) beschrieben, ist die Kabellänge nach den Effekten ja nicht so schädlich. Jetzt frage ich mich nur: Warum?

Auf der Gitarrenseite ist es recht einfach: Ein langes Kabel ist eine Kapazität, die ich zum Tonabnehmer parallel schalte und somit verschiebt sich die Resonanzfrequenz nach unten, wodurch ich höhen verliere. Zwischen den Effekten und dem Amp sollten die Kabel meiner Vorstellung nach doch auch einen dämpfenden Einfluss haben Einfluss haben, zumal die Kabellänge ja 3 Mal durchlaufen wird. In dem Thread ist die Rede von Buffern. Wann brauche ich die? Was ist gängige Praxis für die Ein-/Ausgangsbeschaltung von Amp und Effekten, bzw. auf was muss ich dabei achten?

Danke schonmal für die Antworten!

 

[brue]

Das Gitarrensignal ist sehr schwach und niederohmig und reagiert daher empfindlicher auf eine angehaengte Last, die Effektausgaenge dagegen sind hochohmiger, wenn Sie einen Buffer haben.

 

[B.B]

Es gibt einige Pedale die einen Buffer eingebaut haben . Z.b. manche Bodentuner oder z.b. das Tc electronic Flashback Delay und bestimmt eine Menge anderer.

Ansonsten kommt ein Buffer normalerweise als erstes nach der Gitarre . Es ist ein Impendanzwandler der dafür sorgt, dass die Kabelläne nach dem Buffer mehr oder weniger irrelevant ist ....

Beim Signal das vom Effektloop Send kommt fallen die Kabellängen häufig nicht so stark ins Gewicht , einige Fx-Loops sind auch gebuffert...

Wenns dir zu dumpf ist , kann ein Buffer schon sinn machen .

grüße b.b.

 

[phess90]

Du sagst ja richtig, dass die Kabelkapazität mit dem (hochohmigen passiven) Tonabnehmer einen Tiefpass bildet. Und das tut sie im Prinzip auch nach Buffern, im Loop usw, da ist das Signal jedoch typischerweise so niederohmig, dass das keinen Einfluss hat.

 

[jak888]

Das Gitarrensignal ist sehr schwach und niederohmig und reagiert daher empfindlicher auf eine angehaengte Last, die Effektausgaenge dagegen sind hochohmiger, wenn Sie einen Buffer haben.

Du sagst ja richtig, dass die Kabelkapazität mit dem (hochohmigen passiven) Tonabnehmer einen Tiefpass bildet. Und das tut sie im Prinzip auch nach Buffern, im Loop usw, da ist das Signal jedoch typischerweise so niederohmig, dass das keinen Einfluss hat.

Ihr widersprecht euch hier, soweit ich das sehe. Außerdem kann ich momentan mit den Begriffen hoch- und niederohmig in diesem Zusammenhang nichts anfangen, aber ich stells mir momentan so vor: Ein Tonabnehmer einen Innenwiderstand von ~10 kOhm und ein Ausgangssignal von ~mV, das Signal ist daher hochohmig, right? Der Ausgangswiderstand der meisten Effekte ist niederohmig, weshalb man hier von niederohmigen Signalen redet, right?

Wenn ich jetzt ein Kabel an einen Tonabnehmer anschließe, schalte ich den geringen Widerstand des Kabels quasi parallel zum Tonabnehmer und Bilde einen Spannungsteiler mit Kabelkapazität und Kabelwiderstand. Wenn hier der Widerstand größer ist, wird mein Signal am Ende kleiner.
Wenn ich jetzt das selbe Kabel an ein Effektgerät mit Puffer anschließe, dominiert der niederohmige Ausgang des Effektgeräts in der Schaltung. Vor Höhenverlusten durch die Kabelkapazität bleibe ich dadurch aber nicht gefeit, oder? Es gilt ja nach wie vor der Spannungsteiler mit Widerstand und Kapazität.

Ich trau michs fast nicht zu sagen, aber ich müsste das eigentlich nach dem Studium zusammenbekommen. Leider war in dem Mechatronikstudium viel zu wenig Theorie und heute bin ich hauptsächlich Softwerker; alles was ich noch berechnen muss, lässt sich durch die Grundrechenarten ausdrücken. Danke jedenfalls schonmal für die Antworten bisher. Ich habe mir auch schon ein paar praktische Regeln gemerkt:

- gescheite Kabel von Gitarre nach Effekt verwenden
- wenns zu dumpf ist, Puffer einfügen

Ich würde den Hintergrund aber nach wie vor gerne verstehen.

 

[jak888]

Edit: Spannungsteiler natürlich zwischen Kabelwiderstand und Kapazität || Eingangswiderstand

 

[der.marder]

UI, ich glaube, da besteht Aufklärungsbedarf. Ich versuch das alles mal an unserem Beispiel der Gitarre zu erklären:

Ein Singlecoil / Humbucker ist ist primär eine Spule. Wenn man das Ersatzschaltbild (also die Realität) nun anschaut sieht man, dass der S/H nicht nur eine Spule ist, sondern auch einen Widerstand und Kapaziäten.
Ein Kabel ist primär nur ein längenabhängiger Widerstand. Wenn man das Ersatzschaltbild nun anschaut, sind dort auch viele längenabhängige Induktivitäten und Kapazitäten vorhanden.
Wenn ich das nun zusammenschalte, dann erhalte ich einen sog. Schwingkreis. Dieser Schwingkreis hat eine Impedanz (Widerstand) die Frequenzabhängig ist -> je höher die Frequenz um so höher ist der Widerstand. Und ein Schwingkreis hat noch einen Nachteil: Die Flankensteilheit ist sehr hoch.

Nun arbeiten wir mit Spannungsanpassung - d.h. vereinfacht: Je größer der Widerstand der Gitarre+Kabel um so kleiner wird meine Verstärkung. Da dieser Widerstand frequenzabhängig ist, sehen wir, dass die Verstärkung mit der höhe der Frequenz abnimmt.

Was wären die Abhilfen?

• Wir müssen die Eingangsimpedanz des Verstärkers größer machen -> geht aber nicht, weil wir den Verstärker von nem Freund geliehen haben
• Wir müssen ein kürzeres Kabel verwenden -> spätestens bei 30cm Kabellänge an der Gitarre wirds schwierig
• Wir müssen den Ausgangswiderstand der Spule noch kleiner machen -> das hat leider seine Grenzen
  
• Wir müssen den Schwingkreis "kaputt" machen
  
  • Das Ersatzschaltbild der Singlecoils darf nur noch ein realer Widerstand sein (sowas erreicht man annähernd z.B. durch eine aktive Elektronik oder einen Impedanzwandler) der frequenzabhängige Widerstand hängt dann nur noch von der Länge des Kabels ab und ist.Dieser Widerstand nimmt nicht mehr so schnell zu je höher die Frequenz wird.
  • Wir könnten andere Induktivitäten und Kapazitäten so zwischen Kabel und Singlecoil reinsetzten, dass der Effekt in Frequenzen größer 20kHz verschoben wird (auch sowas kann man mit eaktiven Elektroniken und einem Impedanzwandler machen)

So weit so (un)klar?

So, nun übertragen wir das ganze mal auf die Effektgeräte:
Punkt 1 und 2 kann der Hersteller nicht beeinflussen.
Punkt 3 sind dem Hersteller physikalische Grenzen gesetzt
Punkt 4a kann ich bei einem guten Schaltungsdesign erreichen
Punkt 4b kann ich nur zum Teil mit einem guten Schaltungsdesign erreichen -> ich weiß ja nicht genau welches Kabel, mit welcher Länge an meine Tretmine angeschlossen wird -> also was soll ich jetzt kompensieren?

Ich hoffe, die Erklärung ist verständlich.

 

[phess90]

Du hast mit 4a jedoch bereits 3 erreicht. Wenn du einen einfachen Spannungsfolger (ohne kapazitive Last usw) direkt nach den Tonabnehmer schaltest ist das Signal hinreichend niederohmig.
Um mal in die Signaltheorie zu gehen: "Das Signal ist niederohmig" ist keine gute Beschreibung des Sachverhaltes. Im Prinzip handelt es sich hierbei um hintereinander geschaltete Zweitore, deren Übertratragungseigenschaften sich einander beeinflussen-
// Kommentar: Allein deshalb ist es möglich mit Faltung digitalen Hall zu erzeugen.
Dabei spielt Ausgangsimpedanz des vorgeschalteten und Eingangsimpedanz des nachgeschalteten Systems (Effektgerät, Amp usw) eine Einheit und bilden Spannungsteiler.
Was sich als gute Daumenregel erwiesen hat: Eingangsimpedanz des ersten Gerätes so wählen, dass es der Eingangsimpedanz des Verstärkers entspricht, zu wenig führt zur Dämpfung der Resonanzfrequenz (bzw. zu _stärkerer_ Dämpfung) und somit zu weniger "Höheen". Wobei man natürlich den Frequenzgang aller Signalglieder betrachten muss - wenn der physikalisch nicht änderbare Lautsprecher bei 6 kHz seine Grenzfrequenz hat......
Die Ausgangsimpedanz des letzten Systems sollte möglichst gering sein um mit der nachfolgenden Kabelkapazität - und darauf kommt es dir ja an in deiner Frage - keinen zu schmalbandigen Tiefpass zu bilden.
Kennst Du den Kapazitätsbelag deines Kabels nicht nehme 100 pF/m an und rechne Dir mit der Formel zur Grenzfrequenz eines einfachen RC Lp den Ausgangswiderstand aus. Oder, wenn Du (z.b. aus dem Datenblatt) den Ausgangswiderstand hast die maximal mögliche Länge deines Kabels bevor die Grenzfrequenz zu niedrig wird.

 

[der.marder]

@phess90
Danke für den Hinweis. Ich wollte jedoch das Thema bewusst einfach halten (nicht jeder ist Elektrotechniker) und aufzeigen an welchen Stellen man drehen könnte (wenn man denn dran drehen könnte).

 

[Handwerker]

Das hier ist schon mal richtig:

- gescheite Kabel von Gitarre nach Effekt verwenden
- wenns zu dumpf ist, Puffer einfügen

Jetzt will ich es auch mal mit einer extrem vereinfachten Version versuchen:

Der Ausgangswiderstand des Senders und die Kapazität des Kabels ergeben einen Tiefpass. Das Produkt aus diesem Widerstand und der Kapazität bestimmt die Grenzfrequenz. Dabei gilt: Mehr Widerstand führt genauso wie mehr Kapazität zu einer niedrigeren Grenzfrequenz -> Mehr Höhen werden abgeschnitten, der Ton wird "dumpf".

Ein Buffer ist ein Verstärker, der die Eingangsspannung mit dem Faktor 1 verstärkt. Jetzt kann man sich fragen, für was der dann gut ist. Der Unterschied ist eben, dass der Ausgangswiderstand des Buffers im Vergleich zu dem der Gitarre sehr niedrig ist. Also auch mit einem Buffer gibt es eine Verschlechterung des Signals, die aber um größenordnungen geringer ist: Ausgangswiderstand Gitarre mit passivem Tonabnehmer: ca 15 kOhm (15000 Ohm); Buffer: wenige Ohm -> Mit Buffer ca 10000 mal weniger schlecht.

Wie kann man sich jetzt den Ausgangswiderstand vorstellen - schwierig. Oben wurde gesagt "Das Gitarrensignal ist schwach" und "das Buffersignal ist stark". Wie passt das zusammen, sind doch beide Signale gleich "laut" (Spannung) und der Buffer packt ja nichts an Spannung dazu (Verstärkungsfaktor 1)?

Stell dir vor, du sollst einen Pool mit Wasser füllen. Du hast einen handelsüblichen Wasserhahn (Gitarre) und los geht es. Dein Nachbar hat den gleichen Pool, aber gute Beziehungen zur örtlichen Feuerwehr und somit Zugang zum Hydranten um die Ecke (Buffer). Auf beiden Anschlüssen ist der gleiche Wasserdruck (Spannung). Dennoch, während bei dir noch das Wasser plätschert (langsam = niedrige Frequenz), muss sich dein Nachbar bereits Sorgen um die Algenausbreitung im Wasser machen (schnell = hohe Frequenz). Der Ausgangswiderstand in diesem doch recht kruden Beispiel entspricht also in etwa dem Leitungsdurchmesser, mit dem bei gleichem Wasserdruck der Pool befüllt wird.


Zur Sendung mit der Maus schafft es dieses Beispiel sicher nicht, aber vielleicht hilft es ja doch ein bisschen.

 

[der.marder]

Der Ausgangswiderstand des Senders und die Kapazität des Kabels ergeben einen Tiefpass. Das Produkt aus diesem Widerstand und der Kapazität bestimmt die Grenzfrequenz. Dabei gilt: Mehr Widerstand führt genauso wie mehr Kapazität zu einer niedrigeren Grenzfrequenz -> Mehr Höhen werden abgeschnitten, der Ton wird "dumpf".

Die Annahme eines reinen Widerstandes für einen Singlecoil ist nicht richtig. Damit passt auch die restliche Erklärung nicht. Ich hab kurz einen Plot zusammengebaut (nur einen ganz groben) um das zu veranschaulichen.

Links ist jeweils das Ersatzschaltbild eines Singecoils. Und rechts der Verbrauchen (Amp).

Wie man im Bild gut sehen kann, passiert im grünen Fall (Singlecoil wird als ein Widerstand angenommen) nicht viel.
Der rote Fall (Schaltung ganz links) ist so wie wir es bei einer Gitarre normalerweise haben.
Der blaue Fall (Schaltung in der Mitte) ist, wenn wir in eine aktive Gitarrenelektronik / Buffer / Impedanzwandler reingehen und das Signal an einen Amp weiterleiten.

 

[phess90]

Sehr wohl aber vereinfacht allgemein als reale Spannungsquelle mit dem Innenwiderstand R + der Induktanz in reihe - dazu parallel die Wicklungskapazität. Mein Beispiel mit Ausgangsimpedanz eines Effektes (Buffers, Delay o.ä.) und nachfolgender Kabelkapazität kann aber auch genommen werden. Zumal, falls überhaupt angegeben, in Datenblättern nicht stehen wird bei welcher Frequenz. jedenfalls ist dies für "Nicht-Experten" leichter, wie ich meine. Also RC Tiefpass. Was allerdings für Ungeübte sich so liest als sei das Produkt aus R und C die Grenzfrequenz (obwohl mir bewusst ist, dass dies nicht so ist, denke ich, dass beim Überfliegen die nachfolgende Erklärung unter gehen kann).
Ich würde dem Thema wie gesagt über die in der Nachichtentechnik übliche Systemtheorie begegnen. jedes Glied besitzt eine Übertragungscharakteristik im Frequenzbereich, angefangen von der Saite über Tonabnehmer, passiver Elektronik, Effekten, Amp, Lautsprecher und letztlich Ohr. Dann diese Funktionen miteinander Multiplizieren (bzw Falten) und man hat den gesamten Höreindruck.
Mir ist bewusst, dass das beliebig kompliziert wird.

edit: Habe deine Bilder nicht gesehen, sorry. Natürlich hast Du da recht, auch die Induktivität und Kapazität liegt in realistischen Bereichen.
edit2:
Ich denke kaum jemand wird seinen Impedanzwandler direkt in die Gitarre bauen. Erstens, die meisten haben davon keine Ahnung. Zweitens, weil man ja eine Spannungsversorgung braucht.

 

[der.marder]

@phess90
Sorry, da hast du mich falsch verstanden: Ich wollte deinen Beitrag nicht klein oder sogar falsch reden! Mir ging es nur um eine so einfache Erklärung wie nur möglich zu der Frage: "Warum macht ein langes Kabel an einer Gitarre ein Problem - an einem Effektgerät aber nicht?"

Es gibt sogar einige Gitarren die ab Werk einen Impedanzwandler in der Gitarre haben (meist jedoch noch zusätzlich mit einer Verstärkung kombiniert). Dort nennt er sich dann aber "aktive Elektronik".

@jak888
Wurde deine Frage eigentlich soweit beantwortet?

 

[phess90]

Keine Sorge, so habe ich es auch nicht verstanden. Sondern so, als wenn Du eine Ergänzung zu "Handwerker" geben möchtest.
Stimmt, jedoch wird jemanden, der keine solche sein Eigen nennt sich auch wohl nicht soweit damit beschäftigen.
Eine andere Frage, die mich jetzt tatsächlich auch mal interessiert: In der Musicman Luke gibt es ein PushPush Poti, welches einen Booster aktiviert. Ansonsten ist es allerdings rein passiv. Kennt da jemand die Schaltung von? Da würde mich mal die kapazitive Last interessiern, bzw. habe ich tatsächlich bis auf einen Gain/Lautstärkeboost (je nach Ampstellung) keinen Klangunterschied wahrnehmen können.

Seine Schlussfolgerungen sind schon soweit richtig, und ich hoffe auch, dass die Hintergründe erschließbar sind.

 

[thomult]

Da würde mich mal die kapazitive Last interessiern, bzw. habe ich tatsächlich bis auf einen Gain/Lautstärkeboost (je nach Ampstellung) keinen Klangunterschied wahrnehmen können.

Wenn ein Impedanzwandler/Booster in die Gitarre eingebaut ist macht es Sinn die Kabelkapazität im passiven Betrieb durch einen entsprechenden
Lastkondensator im aktiven Betrieb nachzubilden. Dann "sieht" der Tonabnehmer in beiden Fällen die gleiche kapazitive Last und es klingt auch annähernd gleich.

 

[phess90]

Ja sicher, meine Frage ist halt ob jemand weiß wie groß die ist.

 

[Dumbledore]

Ja sicher, meine Frage ist halt ob jemand weiß wie groß die ist.

Das Wort heißt: "Messen" ...
... oder aus den Herstellerangaben nach Kabellänge zusammenaddieren oder meinetwegen multiplizieren. Auf ein paar pF auf oder ab kommts da nicht an.

P.S.: Oder man nimmt grob 100pF/m an und schaut was sich tut.

 

[Gast231344]

@jak888 sieh das ganze nicht zuuuu wissenschaftlich - im Grunde würde ich da einfach nach Gehör gehen.

Spielst Du mit Kabel (z.B. 9 m) und der Sound gefällt Dir - kommen jetzt nochmal ein paar Meter Kabel dazu - zwischen den Effekten etc.
Nimmst Du ausschließlich Treter mit TrueBypass und alle sind AUS, und der Sound gefällt Dir im Vergleich zu vorher mit NUR einem Kabel nicht.. = ist Dir zu warm/dumpf,
dann wähle ein Pedal, welches nen Buffer hat (alle non True Bypass Pedale, z.B. Boss etc.) und klemme es in Deine Effektkette.. schon sollte die Abdämpfung ausgeglichen sein.

Meine persönliche Erfahrung ist, das es gar nicht soooo zum Tragen kommt UND es auch stets Geschmacksache ist.
Schon ein paar weiter runtergespielte Saiten können den gleichen Effekt erzielen, wie ein etwas längeres Kabel.

Ich würd immer nur etwas unternehmen, wenn es merklich vom Ohr her schlechter klingt, oder einem nicht gefällt.
Mich persönlich hat es meist immer gestört, wenn ich ein Pedal mit Buffer im Signalweg hatte - Höhen hat man als Gitarrist eh mehr als genug
und außerdem wollen doch alle einen schön warmen Vintage Sound.. (Scherz)

Achte erst einmal nicht auf Kabellängen, statte Deine Effektkette so aus, wie Du es brauchst, sollte es dann an Sound fehlen, schau wie und wo Du nachjustieren kannst.
erst wenn Du da an die Grenzen stößt, würde ich über Buffer oder sonstiges Zeugs zur Abhilfe nachdenken.

Beste Grüße
Olli

 

[phess90]

Das Wort heißt: "Messen" ...
... oder aus den Herstellerangaben nach Kabellänge zusammenaddieren oder meinetwegen multiplizieren. Auf ein paar pF auf oder ab kommts da nicht an.

P.S.: Oder man nimmt grob 100pF/m an und schaut was sich tut.

Es geht um die Schaltung in der Musicman. Und da ich an die nicht mehr herankomme, frage ich nach der Schaltung.

 

[Dumbledore]

Es geht um die Schaltung in der Musicman.

Sorry, aber ich habe deine #16 direkt auf #15 interpretiert