DerOnkel
HCA Elektronik Saiteninstrumente
Nachdem ich vor einiger Zeit bereits zwei Beiträge zum Thema Lautstärkeeinstellung geschrieben habe, wird es jetzt Zeit, sich mit der Klangeinstellung zu befassen.
Im Vergleich zu dem modernen Bassisten zählt die 6- oder 7-saitige Ausführung dieser Gattung Musiker eher zu den konservativen Puristen. Auch heute noch wird in den meisten Elektrogitarren eine Schaltung verwendet, die in Unwissenheit ihrer eigentlichen Wirkungsweise einfach aus dem Schaltplan eines Radios entnommen wurde. Wie sie und einige ihrer Variationen funktioniert, ist Gegenstand dieses Beitrages. Im weiteren Verlauf werde ich vielleicht einige Begriffe verwenden, die dem einen oder anderen fremd sind. Hier hilft dann ein Blick in Guitar-Letter II und III.
Alle folgenden Amplitudengänge wurden mit den elektrischen Daten eines Fender Stratocaster-Tonabnehmers simuliert. Der Drehwinkel der Potis wird grundsätzlich in Prozent angegeben, wobei eine logarithmische Charakteristik (10% bei 50% Drehwinkel) verwendet wurde.
Die Schaltbilder enthalten auf der linken Seite die Ersatzschaltung eines magnetischen Tonabnehmers mit der Spannungsquelle U0, der Spuleninduktivität Ls, dem Gleichstromwiderstand Rs und der Wicklungskapazität Cs.
Als Belastung wurde eine Kabelkapazität CK sowie der Eingangswiderstand Rin und die Eingangskapazität Cin der ersten Verstärkerstufe berücksichtigt.
Wie der Klang eines elektromagnetischen Tonabnehmers aus elektrischer Sicht zustande kommt, habe ich in Guitar-Letter II und III ausführlich beschrieben. Wer da noch Nachholbedarf hat, hat dann Futter für die nächsten Abende.
Wenn man wissen möchte, wie ein Netzwerk bei Ansteuerung mit verschiedenen Frequenzen reagiert, so verwenden die Elektrotechniker sehr gerne ein sogenannte Bode-Diagramm, welches aus dem Amplituden- und Phasengang der Übertragungsfunktion gebildet wird. Für unsere Bedürfnisse ist es ausreichend, nur den Amplitudengang (engl. Frequency Response) zu betrachten.
Los geht es...
1. Der Standard: Die Tonblende
Die sogenannte Tonblende (engl. Tone) besteht aus einer Reihenschaltung eines veränderlichen Widerstandes (PT) und eines Kondensator (CT). Diese Anordnung wird in der Regel parallel zum Tonabnehmer geschaltet. Im folgenden Bild ist die Ersatzschaltung von Tonabnehmer, Gitarrenelektronik sowie Kabel und Verstärkereingang dargestellt.
Man erkennt in der blauen Linie des Amplitudenganges bereits den typischen Verlauf der Übertragungscharakteristik eines elektromagnetischen Tonabnehmers. Auffällig ist der "Berg", dessen Lage durch die sogenannte Resonanzfrequenz charakterisiert wird. Sie beträgt in diesem Beispiel 3.542kHz mit einer Ausprägung von 4.90dB. Das heißt, der Tonabnehmer betont die Frequenzen in diesem Bereich ungefähr mit einem Faktor von 1.75. Den "Klang" eines solchen Tonabnehmers kann man umgangssprachlich als "grell" und "metallisch" bezeichnen, eben genau der Sound, den man von einer alten Stratocaster aus den 50er Jahren erwartet.
Wenn man jetzt am Tone (PT) dreht, verändert sich der Amplitudengang. Im Bild wurden insgesamt 10 Amplitudengänge für Drehwinkel von 100% bis zu 0% mit einer Schrittweite von 10% dargestellt.
Man erkennt, daß der "Berg" langsam kleiner wird und schließlich ganz verschwindet (50%, Rot). In der Endstellung von PT ist jedoch schon wieder ein "Berg" aufgetreten. Er liegt bei 647Hz / 4.34dB. Diese Einstellung wird von den meisten Musikern als "dumpf" oder "muffig" empfunden und in der Regel gemieden.
Die Erklärung für dieses Verhalten habe ich bereits an anderer Stelle ausführlich beschrieben. In der Kürze kann man sagen, daß der zweite "Berg" zustande kommt, weil über das Poti eine weitere Kapazität parallel zum Tonabnehmer geschaltet wird, welche so die Resonanzfrequenz der gesamten Schaltung verringert. Die Lage dieser Frequenz wird also von CT beeinflußt. Verändert man seinen Wert, so verschiebt sich auch der dazu gehörende "Berg".
Häufig hört man Klagen, daß die Tonblende eine schlechte Einstellbarkeit aufweist. Dahinter verbirgt sich die Frage, wie sich die veränderliche Größe in Abhängigkeit des Drehwinkels verhält. Dieses Verhalten kann durch die sogenannte Linearität beschrieben werden. Es stellt sich dann nur die Frage, was die veränderliche Größe ist? Ich habe mich dafür entschieden, insgesamt drei Größen zu betrachten:
Aus Gründen auf die ich hier nicht näher eingehen möchte verändert sich mit dem Drehwinkel auch die Resonanzfrequenz. Die grüne Linie zeigt dieses Verhalten. Sie ist zwischen 40% und 65% unterbrochen, da es in diesem Bereich tatsächlich keine Resonanz gibt und die Schaltung einfach nur als Tiefpaß mit variabler Grenzfrequenz arbeitet.
Die rote Linie zeigt die Ausprägung der tatsächlichen Resonanzfrequenz. Auch sie ist unterbrochen.
Der Klangeindruck, der entsteht, wenn man an der Tonblende dreht, ist also das Ergebnis eines relativ komplizierten Vorganges. Hier ist sowohl eine Verringerung der Amplitude als auch eine Einschränkung der "Bandbreite" durch das Tiefpaßverhalten beteiligt.
Zwischen 100% und 80% geschieht nicht wirklich etwas weltbewegendes. Man muß da schon sehr genau hinhören. Der dramatische Bereich beginnt bei 65%. Ab hier wird die Übertragung der hohen Frequenzen drastisch eingeschränkt.
Ab 40% beginnt sich wieder eine Resonanz zu bilden, die den dumpfen Klangeindruck jedoch nicht mildern kann, sondern ihn durch die Betonung lediglich etwas charakteristischer macht.
Würde man ein lineares Pot verwenden, so verschiebt sich der Beginn des Tiepaßbereiches auf 20% und alle drei Kurven haben bis dahin einen sehr flachen Verlauf. Da passiert also wirklich nichts. Der Unterschied in der Dämpfung beträgt gerade mal 4dB!
Fazit:
Im Gegensatz zu einem Equalizer beeinflußt die passive Tonblende mit der Amplitude und der Frequenz gleich mehrere Eigenschaften der Schaltung. Aus elektrischer Sicht ist dies Schaltung also nicht besonders glücklich. Ein Techniker möchte lieber Amplitude und Frequenz voneinander unabhängig verändern können. Das setzt jedoch ein vollkommen anderes Schaltungskonzept voraus.
Für die Tonblende sollte unbedingt ein Potentiometer mit logarithmischer Charakteristik verwendet werden.
2. Delta Tone: Die Tonblende mit NoLoad-Poti
Vor einigen Jahren hat Fender in einigen Instrumenten das sogenannte "NoLoad-Poti" eingeführt. Es handelt sich dabei eigentlich nicht um ein Potentiometer, sondern um einen abschaltbaren veränderlichen Widerstand. Man kann sich leicht selber ein solches Poti machen, indem man die Widerstandsbahn an einem Ende unterbricht. Bewegt man den Schleifer dann über diese Stelle hinweg, so wird der Widerstand dann effektiv unendlich groß.
Aufgrund dieser Eigenschaft kann das NoLoad-Poti nicht für die Lautstärkeeinstellung verwendet werden!
Wie sieht jetzt die Simulation aus? Hier ist sie:
Man erkennt, daß der blaue "Berg" im Amplitudengang jetzt mit 3.694kHz / 8.66dB deutlich größer ist. Diese Eigenschaft ergibt sich aus der Tatsache, daß nun das Poti "ausgeschaltet" ist und die gesamte Tonblende nicht mehr den Tonabnehmer belastet.
In der Linearität erkennt man, daß ganz am rechten Rand die Kurven einen leichten Sprung haben. Hier ist also der Schaltvorgang in seiner Auswirkung zu erkennen.
Darüber hinaus ist hier nichts neues zu bemerken.
Fazit:
Die Verwendung des NoLoad-Potis erzeugt in der 100%-Stellung gegenüber der Standardschaltung eine um 4 bis 5 dB höhere Resonanzspitze.
3. Die "Revolution": Das TBX-Control
Vor ein paar Jahren begann Fender damit, einige Versionen der Stratocaster mit einer neuen Klangeinstellung auszurüsten. Das sogenannte "TBX-Control" ersetzte dabei die herkömmliche Schaltung. Jetzt wurde ein spezielles Tandempoti mit einer Raste in der Mittelstellung verwendet und ein zusätzlicher Widerstand eingebaut.
Um die Funktionsweise der Schaltung verstehen zu können, muß man erst einmal wissen, wie dieses Poti aufgebaut ist. Hier ein Ausschnitt aus einem Schaltbild:
Es handelt sich um eine Kombination zweier spezieller Potis auf einer gemeinsamen Achse. Das Potentiometer PT ist in seiner Funktion mit dem NoLoad-Poti zu vergleichen. Allerdings schaltet es schon bei einem Drehwinkel von 50% ab. Dies wird erreicht, indem die Hälfte der Schleiferbahn aus nichtleitendem Material besteht. Für Drehwinkel von 0% bis 50% verändert sich der Wert des Widerstandes von 0 bis zum maximalen Wert. Dieses Teilpoti, daß wiederum nur ein einstellbarer Widerstand ist, ist mit einem Kennwert von 250kOhm oder 500kOhm erhältlich. Es übernimmt zusammen mit dem Kondensator CT die Aufgabe der klassischen Tonblende.
Das zweite Potentiometer ist ebenfalls mit einer geteilten Schleiferbahn versehen. Allerdings wird hier, statt der nichtleitenden Schicht, Metall verwendet. Das hat zur Folge, daß der Widerstand zwischen 0% und 50% maximal ist und erst ab 50% kontinuirlich auf 0 abnimmt. Dieses Poti hat grundsätzlich einen Kennwert von 1MOhm.
Kommen wir jetzt zur Funktion, die in zwei Schritten erklärt wird:
Bei einem Drehwinkel von 100% ist PT ausgeschaltet. Die Tonblende funktioniert nicht. PTb hat mit 1 MOhm seinen maximalen Wert und belastet den Tonabnehmer nur sehr gering. In der Folge wird die Spitze der Resonanz stärker ausgeprägt sein, als bei der normalen Tonblende in dieser Stellung der Fall ist.
Von 100% bis 50% wird PTb kontinuierlich kleiner. Damit steigt die ohmsche Belastung des Tonabnehmers und die Resonanzspitze wird bedämpft. Folge: Der "Berg" wird kleiner.
Von 50% bis 0% ändert PTb seinen Wert nicht mehr. Jetzt bleibt nur noch die konstante Dämpfung durch RD übrig. Gleichzeitig beginnt PT als normale Tonblende zu arbeiten, die in der Endstellung (PT=0) wieder eine Resonanz zur Folge haben wird.
Sehen wir uns jetzt einmal die gesamte Schaltung und das Ergebnis der Simulationen an:
Wie erwartet, liefert die Schaltung bei der Einstellung 100% eine größere Spitze (Blau). Sie beträgt in diesem Fall 3.668kHz bei 7.62dB und liegt damit zwischen der Standardschaltung und dem NoLoad-Poti.
Bei einem Drehwinkel von 0% ist wieder eine Resonanz vorhanden (Grün). Sie liegt bei 642Hz / 2.7dB. Verglichen mit der normalen Tonblende ist hier die Ausprägung gut 2dB schlechter, was auf den dämpfenden Einfluß von RD zurückzuführen ist.
Der grundsätzliche Verlauf der Amplitudengänge ist absolut vergleichbar mit der Tonblende und dem NoLoad-Poti.
In der Linearität erkennt man bei 50% einen deutlichen Sprung. Hier wird PT eingeschaltet und wirkt als zusätzliche Belastung des Tonabnehmers. Die Linearität ist zumindest im Wirkungsbereich der Tonblende nicht so optimal.
Der Widerstand RD hat die Aufgabe dafür zu sorgen, daß beim einem Drehwinkel von 50% der schon weiter oben erwähnte Übergang zum reinen Tiefpaßverhalten erfolgt. Betrachtet man den roten Amplitudengang (50%), so ist festzustellen, daß diese Anforderung recht gut getroffen wurde.
Auch wenn hier kein grundsätzlich neues Verhalten vorliegt, hat Fender seinerzeit für das TBX-Control recht heftig Werbung gemacht. In den Prospekten stand zu lesen, daß ausgehend von der Mittelstellung des TBX die Höhen oder die Bässe betont werden können. Die Abkürzung TBX steht daher für Treble Bass Expander.
Fazit:
Auch das TBX-Control bietet nichts wirklich Neues. Die mögliche klangliche Variation ist absolut mit der normalen Tonblende zu vergleichen. Lediglich durch das Abschalten von PT ergibt sich bei 100% Drehwinkel eine etwas größere Resonanzspitze, die als ein leichtes Plus an Höhen wahrgenommen wird.
Das eine mit dieser Schaltung ausgerüstete Strat in der Mittelstellung des TBX angeblich wie eine normale Strat klingen soll, ist schlicht und ergreifend falsch, wie man durch den Vergleich des roten Amplitudenganges mit dem blauen Amplitudengang der Standardschaltung leicht feststellen kann.
4. Muß es unbeding NoLoad oder TBX sein?
Diese interessante Frage stellt man sich spätestens, wenn man sich den Preis für ein TBX-Poti ansieht. Auch die Sprunghaftigkeit von NoLoad und TBX-Control mag dem einen oder anderen nicht so recht gefallen. Gibt es Alternativen?
Nehmen wir also zunächst das NoLoad-Poti aufs Korn:
Wir gehen einfach einmal davon aus, daß die Kennwerte von Volume- und Tone-Poti auf 500kOhm erhöht werden. Dann erhalten wir eine Anfangsresonanz von 3.693kHz / 8.66dB und können "Hurra!" schreien, denn das sind genau die gleichen Werte wie beim NoLoad-Poti!
Sehen wir uns nun den Endwert der Resonanz bei Tone=0 an: Er liegt bei 648Hz / 4.64 dB und weicht damit nur minimal von den Werten des NoLoad-Potis ab. Also noch einmal: "Hurra!"
Jetzt bleibt nur noch offen, wie es sich mit der Linearität verhält?
Glücklicherweise läßt sich hier ein absolut vergleichbares Verhalten feststellen. Lediglich der Beginn der Tiefpaßwirkung hat es etwas verschoben. Er liegt jetzt bei 60% statt 64%. Das wird sich im praktischen Betrieb aber kaum störend bemerkbar machen.
Natürlich besteht auch die Möglichkeit, das Tone-Poti in seinem Wert zu belassen und stattdessen das Volume auf 1MOhm zu erhöhen. Diese Variante ist jedoch ein wenig schlecht, da die Resonanz nur 7.5dB erreicht (naja) und die Linearität am Ende des Tone (0-25%) sehr schlecht ist. In dieser Variante arbeitet die Tonblende nur zwischen 15% und 100% kontinuierlich. Für die umgekehrte Kombination (Tone=1MOhm, Volume=250kOhm) gelten insgesamt ähnliche Verhältnisse.
Sehen wir uns nun einen Ersatz für das TBX-Control an:
Man nehme Tone=500kOhm und einen zusätzlichen Widerstand RT=2kOhm (ah, jetzt kommt der große Unbekannte aus den Schaltbildern endlich ins Spiel!) und erhält dann mit Tone=100% eine Resonanz von 3.630kHz / 6.56dB, was nur knapp 1 dB weniger ist, als beim TBX-Control. In der Endstellung erhält man 593Hz / 2.48dB. Die Linearität ist über alles gesehen besser als beim TBX-Control.
Der Widerstand RT ist her sozusagen eine Bremse, welcher die Ausprägung der Resonanz am Ende verringert. Nimmt man hier sogar 20kOhm, so reicht der Einstellbereich nur noch bis zur ehemaligen 50%-Kurve. Jetzt arbeitet die Schaltung tatsächlich als reine Dämpfung der Resonanzspitze. Der "Berg" wird also nur kleiner gemacht und verschiebt sich nicht mehr.
Kombiniert man diese Variante der Tonblende mit einem Drehschalter und mehreren Lastkondensatoren, so erhält man eine sehr flexible Klangeinstellung, gegen die TBX und Co. richtig blaß aussehen!
Wie so etwas für eine Strat aussehen kann, ist in Guitar-Letter II nachzulesen.
Schlußwort
DeltaTone, NoLoad und TBX-Control sind schöne Schlagworte aus der Marketingabteilung, die nur dazu dienen sollen, ein schon bekanntes Verhalten unter einem neuen Namen teuer zu verkaufen! Etwas wirklich Neues hat Fender der Welt mit diesen Produkten leider nicht geschenkt, denn alle Schaltungen machen genau dasselbe!
Wer also eine etwas kräftigere Spitze haben möchte, der ersetze beide Potis durch 500kOhm. Ob man die einrastende aber klanglich flache Mittelstellung des TBX-Control wirklich benötigt, ist kaum anzunehmen.
Da dieser Bereich grundsätzlich auch von der normalen Tonblende durchlaufen wird, ist diese klassische Schaltung nach wie vor ausreichend.
Ulf
Im Vergleich zu dem modernen Bassisten zählt die 6- oder 7-saitige Ausführung dieser Gattung Musiker eher zu den konservativen Puristen. Auch heute noch wird in den meisten Elektrogitarren eine Schaltung verwendet, die in Unwissenheit ihrer eigentlichen Wirkungsweise einfach aus dem Schaltplan eines Radios entnommen wurde. Wie sie und einige ihrer Variationen funktioniert, ist Gegenstand dieses Beitrages. Im weiteren Verlauf werde ich vielleicht einige Begriffe verwenden, die dem einen oder anderen fremd sind. Hier hilft dann ein Blick in Guitar-Letter II und III.
Alle folgenden Amplitudengänge wurden mit den elektrischen Daten eines Fender Stratocaster-Tonabnehmers simuliert. Der Drehwinkel der Potis wird grundsätzlich in Prozent angegeben, wobei eine logarithmische Charakteristik (10% bei 50% Drehwinkel) verwendet wurde.
Die Schaltbilder enthalten auf der linken Seite die Ersatzschaltung eines magnetischen Tonabnehmers mit der Spannungsquelle U0, der Spuleninduktivität Ls, dem Gleichstromwiderstand Rs und der Wicklungskapazität Cs.
Als Belastung wurde eine Kabelkapazität CK sowie der Eingangswiderstand Rin und die Eingangskapazität Cin der ersten Verstärkerstufe berücksichtigt.
Wie der Klang eines elektromagnetischen Tonabnehmers aus elektrischer Sicht zustande kommt, habe ich in Guitar-Letter II und III ausführlich beschrieben. Wer da noch Nachholbedarf hat, hat dann Futter für die nächsten Abende.
Wenn man wissen möchte, wie ein Netzwerk bei Ansteuerung mit verschiedenen Frequenzen reagiert, so verwenden die Elektrotechniker sehr gerne ein sogenannte Bode-Diagramm, welches aus dem Amplituden- und Phasengang der Übertragungsfunktion gebildet wird. Für unsere Bedürfnisse ist es ausreichend, nur den Amplitudengang (engl. Frequency Response) zu betrachten.
Los geht es...
1. Der Standard: Die Tonblende
Die sogenannte Tonblende (engl. Tone) besteht aus einer Reihenschaltung eines veränderlichen Widerstandes (PT) und eines Kondensator (CT). Diese Anordnung wird in der Regel parallel zum Tonabnehmer geschaltet. Im folgenden Bild ist die Ersatzschaltung von Tonabnehmer, Gitarrenelektronik sowie Kabel und Verstärkereingang dargestellt.
Man erkennt in der blauen Linie des Amplitudenganges bereits den typischen Verlauf der Übertragungscharakteristik eines elektromagnetischen Tonabnehmers. Auffällig ist der "Berg", dessen Lage durch die sogenannte Resonanzfrequenz charakterisiert wird. Sie beträgt in diesem Beispiel 3.542kHz mit einer Ausprägung von 4.90dB. Das heißt, der Tonabnehmer betont die Frequenzen in diesem Bereich ungefähr mit einem Faktor von 1.75. Den "Klang" eines solchen Tonabnehmers kann man umgangssprachlich als "grell" und "metallisch" bezeichnen, eben genau der Sound, den man von einer alten Stratocaster aus den 50er Jahren erwartet.
Wenn man jetzt am Tone (PT) dreht, verändert sich der Amplitudengang. Im Bild wurden insgesamt 10 Amplitudengänge für Drehwinkel von 100% bis zu 0% mit einer Schrittweite von 10% dargestellt.
Man erkennt, daß der "Berg" langsam kleiner wird und schließlich ganz verschwindet (50%, Rot). In der Endstellung von PT ist jedoch schon wieder ein "Berg" aufgetreten. Er liegt bei 647Hz / 4.34dB. Diese Einstellung wird von den meisten Musikern als "dumpf" oder "muffig" empfunden und in der Regel gemieden.
Die Erklärung für dieses Verhalten habe ich bereits an anderer Stelle ausführlich beschrieben. In der Kürze kann man sagen, daß der zweite "Berg" zustande kommt, weil über das Poti eine weitere Kapazität parallel zum Tonabnehmer geschaltet wird, welche so die Resonanzfrequenz der gesamten Schaltung verringert. Die Lage dieser Frequenz wird also von CT beeinflußt. Verändert man seinen Wert, so verschiebt sich auch der dazu gehörende "Berg".
Häufig hört man Klagen, daß die Tonblende eine schlechte Einstellbarkeit aufweist. Dahinter verbirgt sich die Frage, wie sich die veränderliche Größe in Abhängigkeit des Drehwinkels verhält. Dieses Verhalten kann durch die sogenannte Linearität beschrieben werden. Es stellt sich dann nur die Frage, was die veränderliche Größe ist? Ich habe mich dafür entschieden, insgesamt drei Größen zu betrachten:
- Die Absenkung der Anfangsresonanzfrequenz (hier 3.542kHz),
- die Ausprägung der tatsächlichen Resonanzfrequenz und
- die tatsächlichen Resonanzfrequenz.
Aus Gründen auf die ich hier nicht näher eingehen möchte verändert sich mit dem Drehwinkel auch die Resonanzfrequenz. Die grüne Linie zeigt dieses Verhalten. Sie ist zwischen 40% und 65% unterbrochen, da es in diesem Bereich tatsächlich keine Resonanz gibt und die Schaltung einfach nur als Tiefpaß mit variabler Grenzfrequenz arbeitet.
Die rote Linie zeigt die Ausprägung der tatsächlichen Resonanzfrequenz. Auch sie ist unterbrochen.
Der Klangeindruck, der entsteht, wenn man an der Tonblende dreht, ist also das Ergebnis eines relativ komplizierten Vorganges. Hier ist sowohl eine Verringerung der Amplitude als auch eine Einschränkung der "Bandbreite" durch das Tiefpaßverhalten beteiligt.
Zwischen 100% und 80% geschieht nicht wirklich etwas weltbewegendes. Man muß da schon sehr genau hinhören. Der dramatische Bereich beginnt bei 65%. Ab hier wird die Übertragung der hohen Frequenzen drastisch eingeschränkt.
Ab 40% beginnt sich wieder eine Resonanz zu bilden, die den dumpfen Klangeindruck jedoch nicht mildern kann, sondern ihn durch die Betonung lediglich etwas charakteristischer macht.
Würde man ein lineares Pot verwenden, so verschiebt sich der Beginn des Tiepaßbereiches auf 20% und alle drei Kurven haben bis dahin einen sehr flachen Verlauf. Da passiert also wirklich nichts. Der Unterschied in der Dämpfung beträgt gerade mal 4dB!
Fazit:
Im Gegensatz zu einem Equalizer beeinflußt die passive Tonblende mit der Amplitude und der Frequenz gleich mehrere Eigenschaften der Schaltung. Aus elektrischer Sicht ist dies Schaltung also nicht besonders glücklich. Ein Techniker möchte lieber Amplitude und Frequenz voneinander unabhängig verändern können. Das setzt jedoch ein vollkommen anderes Schaltungskonzept voraus.
Für die Tonblende sollte unbedingt ein Potentiometer mit logarithmischer Charakteristik verwendet werden.
2. Delta Tone: Die Tonblende mit NoLoad-Poti
Vor einigen Jahren hat Fender in einigen Instrumenten das sogenannte "NoLoad-Poti" eingeführt. Es handelt sich dabei eigentlich nicht um ein Potentiometer, sondern um einen abschaltbaren veränderlichen Widerstand. Man kann sich leicht selber ein solches Poti machen, indem man die Widerstandsbahn an einem Ende unterbricht. Bewegt man den Schleifer dann über diese Stelle hinweg, so wird der Widerstand dann effektiv unendlich groß.
Aufgrund dieser Eigenschaft kann das NoLoad-Poti nicht für die Lautstärkeeinstellung verwendet werden!
Wie sieht jetzt die Simulation aus? Hier ist sie:
Man erkennt, daß der blaue "Berg" im Amplitudengang jetzt mit 3.694kHz / 8.66dB deutlich größer ist. Diese Eigenschaft ergibt sich aus der Tatsache, daß nun das Poti "ausgeschaltet" ist und die gesamte Tonblende nicht mehr den Tonabnehmer belastet.
In der Linearität erkennt man, daß ganz am rechten Rand die Kurven einen leichten Sprung haben. Hier ist also der Schaltvorgang in seiner Auswirkung zu erkennen.
Darüber hinaus ist hier nichts neues zu bemerken.
Fazit:
Die Verwendung des NoLoad-Potis erzeugt in der 100%-Stellung gegenüber der Standardschaltung eine um 4 bis 5 dB höhere Resonanzspitze.
3. Die "Revolution": Das TBX-Control
Vor ein paar Jahren begann Fender damit, einige Versionen der Stratocaster mit einer neuen Klangeinstellung auszurüsten. Das sogenannte "TBX-Control" ersetzte dabei die herkömmliche Schaltung. Jetzt wurde ein spezielles Tandempoti mit einer Raste in der Mittelstellung verwendet und ein zusätzlicher Widerstand eingebaut.
Um die Funktionsweise der Schaltung verstehen zu können, muß man erst einmal wissen, wie dieses Poti aufgebaut ist. Hier ein Ausschnitt aus einem Schaltbild:
Es handelt sich um eine Kombination zweier spezieller Potis auf einer gemeinsamen Achse. Das Potentiometer PT ist in seiner Funktion mit dem NoLoad-Poti zu vergleichen. Allerdings schaltet es schon bei einem Drehwinkel von 50% ab. Dies wird erreicht, indem die Hälfte der Schleiferbahn aus nichtleitendem Material besteht. Für Drehwinkel von 0% bis 50% verändert sich der Wert des Widerstandes von 0 bis zum maximalen Wert. Dieses Teilpoti, daß wiederum nur ein einstellbarer Widerstand ist, ist mit einem Kennwert von 250kOhm oder 500kOhm erhältlich. Es übernimmt zusammen mit dem Kondensator CT die Aufgabe der klassischen Tonblende.
Das zweite Potentiometer ist ebenfalls mit einer geteilten Schleiferbahn versehen. Allerdings wird hier, statt der nichtleitenden Schicht, Metall verwendet. Das hat zur Folge, daß der Widerstand zwischen 0% und 50% maximal ist und erst ab 50% kontinuirlich auf 0 abnimmt. Dieses Poti hat grundsätzlich einen Kennwert von 1MOhm.
Kommen wir jetzt zur Funktion, die in zwei Schritten erklärt wird:
Bei einem Drehwinkel von 100% ist PT ausgeschaltet. Die Tonblende funktioniert nicht. PTb hat mit 1 MOhm seinen maximalen Wert und belastet den Tonabnehmer nur sehr gering. In der Folge wird die Spitze der Resonanz stärker ausgeprägt sein, als bei der normalen Tonblende in dieser Stellung der Fall ist.
Von 100% bis 50% wird PTb kontinuierlich kleiner. Damit steigt die ohmsche Belastung des Tonabnehmers und die Resonanzspitze wird bedämpft. Folge: Der "Berg" wird kleiner.
Von 50% bis 0% ändert PTb seinen Wert nicht mehr. Jetzt bleibt nur noch die konstante Dämpfung durch RD übrig. Gleichzeitig beginnt PT als normale Tonblende zu arbeiten, die in der Endstellung (PT=0) wieder eine Resonanz zur Folge haben wird.
Sehen wir uns jetzt einmal die gesamte Schaltung und das Ergebnis der Simulationen an:
Wie erwartet, liefert die Schaltung bei der Einstellung 100% eine größere Spitze (Blau). Sie beträgt in diesem Fall 3.668kHz bei 7.62dB und liegt damit zwischen der Standardschaltung und dem NoLoad-Poti.
Bei einem Drehwinkel von 0% ist wieder eine Resonanz vorhanden (Grün). Sie liegt bei 642Hz / 2.7dB. Verglichen mit der normalen Tonblende ist hier die Ausprägung gut 2dB schlechter, was auf den dämpfenden Einfluß von RD zurückzuführen ist.
Der grundsätzliche Verlauf der Amplitudengänge ist absolut vergleichbar mit der Tonblende und dem NoLoad-Poti.
In der Linearität erkennt man bei 50% einen deutlichen Sprung. Hier wird PT eingeschaltet und wirkt als zusätzliche Belastung des Tonabnehmers. Die Linearität ist zumindest im Wirkungsbereich der Tonblende nicht so optimal.
Der Widerstand RD hat die Aufgabe dafür zu sorgen, daß beim einem Drehwinkel von 50% der schon weiter oben erwähnte Übergang zum reinen Tiefpaßverhalten erfolgt. Betrachtet man den roten Amplitudengang (50%), so ist festzustellen, daß diese Anforderung recht gut getroffen wurde.
Auch wenn hier kein grundsätzlich neues Verhalten vorliegt, hat Fender seinerzeit für das TBX-Control recht heftig Werbung gemacht. In den Prospekten stand zu lesen, daß ausgehend von der Mittelstellung des TBX die Höhen oder die Bässe betont werden können. Die Abkürzung TBX steht daher für Treble Bass Expander.
Fazit:
Auch das TBX-Control bietet nichts wirklich Neues. Die mögliche klangliche Variation ist absolut mit der normalen Tonblende zu vergleichen. Lediglich durch das Abschalten von PT ergibt sich bei 100% Drehwinkel eine etwas größere Resonanzspitze, die als ein leichtes Plus an Höhen wahrgenommen wird.
Das eine mit dieser Schaltung ausgerüstete Strat in der Mittelstellung des TBX angeblich wie eine normale Strat klingen soll, ist schlicht und ergreifend falsch, wie man durch den Vergleich des roten Amplitudenganges mit dem blauen Amplitudengang der Standardschaltung leicht feststellen kann.
4. Muß es unbeding NoLoad oder TBX sein?
Diese interessante Frage stellt man sich spätestens, wenn man sich den Preis für ein TBX-Poti ansieht. Auch die Sprunghaftigkeit von NoLoad und TBX-Control mag dem einen oder anderen nicht so recht gefallen. Gibt es Alternativen?
Nehmen wir also zunächst das NoLoad-Poti aufs Korn:
Wir gehen einfach einmal davon aus, daß die Kennwerte von Volume- und Tone-Poti auf 500kOhm erhöht werden. Dann erhalten wir eine Anfangsresonanz von 3.693kHz / 8.66dB und können "Hurra!" schreien, denn das sind genau die gleichen Werte wie beim NoLoad-Poti!
Sehen wir uns nun den Endwert der Resonanz bei Tone=0 an: Er liegt bei 648Hz / 4.64 dB und weicht damit nur minimal von den Werten des NoLoad-Potis ab. Also noch einmal: "Hurra!"
Jetzt bleibt nur noch offen, wie es sich mit der Linearität verhält?
Glücklicherweise läßt sich hier ein absolut vergleichbares Verhalten feststellen. Lediglich der Beginn der Tiefpaßwirkung hat es etwas verschoben. Er liegt jetzt bei 60% statt 64%. Das wird sich im praktischen Betrieb aber kaum störend bemerkbar machen.
Natürlich besteht auch die Möglichkeit, das Tone-Poti in seinem Wert zu belassen und stattdessen das Volume auf 1MOhm zu erhöhen. Diese Variante ist jedoch ein wenig schlecht, da die Resonanz nur 7.5dB erreicht (naja) und die Linearität am Ende des Tone (0-25%) sehr schlecht ist. In dieser Variante arbeitet die Tonblende nur zwischen 15% und 100% kontinuierlich. Für die umgekehrte Kombination (Tone=1MOhm, Volume=250kOhm) gelten insgesamt ähnliche Verhältnisse.
Sehen wir uns nun einen Ersatz für das TBX-Control an:
Man nehme Tone=500kOhm und einen zusätzlichen Widerstand RT=2kOhm (ah, jetzt kommt der große Unbekannte aus den Schaltbildern endlich ins Spiel!) und erhält dann mit Tone=100% eine Resonanz von 3.630kHz / 6.56dB, was nur knapp 1 dB weniger ist, als beim TBX-Control. In der Endstellung erhält man 593Hz / 2.48dB. Die Linearität ist über alles gesehen besser als beim TBX-Control.
Der Widerstand RT ist her sozusagen eine Bremse, welcher die Ausprägung der Resonanz am Ende verringert. Nimmt man hier sogar 20kOhm, so reicht der Einstellbereich nur noch bis zur ehemaligen 50%-Kurve. Jetzt arbeitet die Schaltung tatsächlich als reine Dämpfung der Resonanzspitze. Der "Berg" wird also nur kleiner gemacht und verschiebt sich nicht mehr.
Kombiniert man diese Variante der Tonblende mit einem Drehschalter und mehreren Lastkondensatoren, so erhält man eine sehr flexible Klangeinstellung, gegen die TBX und Co. richtig blaß aussehen!
Wie so etwas für eine Strat aussehen kann, ist in Guitar-Letter II nachzulesen.
Schlußwort
DeltaTone, NoLoad und TBX-Control sind schöne Schlagworte aus der Marketingabteilung, die nur dazu dienen sollen, ein schon bekanntes Verhalten unter einem neuen Namen teuer zu verkaufen! Etwas wirklich Neues hat Fender der Welt mit diesen Produkten leider nicht geschenkt, denn alle Schaltungen machen genau dasselbe!
Wer also eine etwas kräftigere Spitze haben möchte, der ersetze beide Potis durch 500kOhm. Ob man die einrastende aber klanglich flache Mittelstellung des TBX-Control wirklich benötigt, ist kaum anzunehmen.
Da dieser Bereich grundsätzlich auch von der normalen Tonblende durchlaufen wird, ist diese klassische Schaltung nach wie vor ausreichend.
Ulf
- Eigenschaft
