DerOnkel
HCA Elektronik Saiteninstrumente
Das ruft natürlich den Onkel auf den Plan!niethitwo schrieb:
Eine interessante These, die in die bekannte Aussage "handgewickelt ist besser" mündet. Ich persönlich bin da sehr skeptisch und vermute, daß die betreffenden Gitarren- und PU-Bauer da selber nicht genau wissen, warum ein "klingt besser"-Effekt zustande kommt. Schauen wir uns doch mal die Physik dazu an:
Die Spannung, die ein Tonabnehmer abgeben kann, wird durch das Induktionsgesetz bestimmt. Hier spielt die Windungszahl N, aber nicht der geometrische Aufbau von Spule oder Wicklung eine Rolle. Der Physik ist es also egal, wie die Windungen angeordnet sind, aber die Induktionsspannung liefert ja noch keine Aussage über die Klangumformung, die ein elektromagetischer Tonabnehmer vornimmt.
Die Übertragungscharakteristik eines Tonabnehmers, im Allgemeinen (und fälschlich) als Klang bezeichnet, kann durch einen Resonanztiefpaß zweiter Ordnung beschrieben werden. Ein Beispiel wie so etwas ausehen kann, zeigt das nächste Bild:
Man erkennt, daß in diesem Fall der Bereich um 2kHz besonders betont wird. Das Resultat empfinden wir als "weich". Diese Betonung wird als Resonanz bezeichnet. Die Höhe der Ausprägung wird durch die sogenannte Güte festgelegt. Lage und Ausprägung der Resonanz bestimmen den Charakter der Klangumformung. Bei der Strat ist das in etwa 3,2 - 3,6 kHz, was als "metallisch" klingend empfunden wird.
Resonanz und Güte hängen einzig von den elektrischen Eigenschaften des Tonabnehmers und der daran angeschlossenen elektrischen Belastung ab. Das ganze kann also durch drei Dinge beschrieben werden:
- Die Induktivität der Spule,
- die Wicklungskapazität und
- der Gleichstromwiderstand der Drahtwicklung.
Ein wie auch immer gearteter Einfluß des sogenannten "Wickelpattern" gibt die Physik auch an dieser Stelle nicht her!
Der Gleichstromwiderstand wird durch die Anzahl der Windungen und den Durchmesser des Drahtes bestimmt. Je mehr Windungen, desto größer der Gleichstromwiderstand, je dicker der Draht, desto geringer ist sein Widerstand. Egal, wie man wickelt, 1km Draht eines bestimmten Typs hat dann immer den gleichen Widerstand. Also auch hier ist kein Einfluß des Wickelpatterns möglich!
Die sogenannte Wicklungskapazität eines Tonabnehmers ist eine sehr komplizierte Sache. Zwischen den verschiedenen Drahtwindungen einer Lage, aber auch zwischen den Lagen, bilden sich kleine Teilkapazitäten aus. Als Dielektrikum wirkt hier unter anderem der Isolationslack des Drahtes.
Betrachtet man einen Punkt der Wicklung, so kann man ausgehend von hier eine Vielzahl von unterschiedlichen Kapazitäten zu anderen Punkten definieren. Da so eine Wicklung natürlich aus unendlich vielen verschiedenen Punkten besteht, erhält man auch unendlich viele verschiedene Teilkapazitäten. Man spricht deshalb in diesem Zusammenhang auch von einer verteilten Kapazität.
Diese Kapazität wird sich wohl kaum in eine einfache Formel pressen lassen. Vermutlich muß man zur Lösung auf die Leitungstheorie zurückgreifen, so es denn möglich ist, für die verteilten Kapazitäten ein ausreichend gutes Modell zu definieren.
Ohne sich jedoch zu viele Gedanken über ein solches Modell zu machen, kann man sich vorstellen, daß das Wickelpattern Einfluß auf die Entstehung der Teilkapazitäten nimmt. (Endlich!
)Betrachtet man den Tonabnehmer unter linearen Verhältnissen von Außen als Zweipol, so wirkt die Summe dieser vielen Kapazitäten als eine gesamte Kapazität, die dann auch als Wicklungskapazität bezeichnet wird.
Ihr Einfluß auf das klangliche Gesamtergebnis sollte jedoch nicht überbewertet werden. Gängige Tonabnehmer liefern hier Werte zwischen 30 und 150pF. Die durch das Kabel und andere Dinge zugefügte kapazitive Last ist mit 500pF bis 1nF um einiges größer. Da beide Kapazitäten bezüglich ihrer Wirkung parallel liegen, müssen sie addiert werden. Allein aus dieser Tatsache ist zu erkennen, wer hier welchen Einfluß hat.
Wie sich das Wickelmuster auf die Größe der Wicklungskapazität auswirkt, kann man lediglich abschätzen. Wickelt man ordentlich Draht über Draht, wird sich aufgrund des geringen Abstandes der einzelnen Drähte vermutlich eine geringere Kapazität ergeben, als wenn man vollkommen "wild" wickelt.
Wem also seine "ordentliche" Spule zu viele hohe Frequenzen liefert, der schaltet einfach einen kleinen Kondensator parallel (da ist er ja wieder
) und erreicht so das gleiche Ergebnis.Zum Thema "handgewickelt" läßt sich auch noch einiges sagen:
Ab einer bestimmte Drahtdicke (oder besser -dünne) ist es auch für die beste Maschine nicht mehr möglich, die Windungen sauber nebeneinander zu legen. Auch die industriell gefertigten Tonabnehmer haben also eine Wicklung, die in gewisser Weise "random" oder "scattered" ist.
Was "handgewickelt" eigentlich kosten muß, kann man leicht selber abschätzen. Ich habe vor Jahren einmal mit Fishertechnik versucht, einen Strat-PU zu wickeln. Wenn ich gut war, konnte ich pro Sekunde zwei Windungen erzeugen (der Draht wurde in der Hand gehalten). Über alles war ich allerdings mit einer Wicklung pro Sekunde schon gut bedient. Bei 7500 benötigten Windungen, bedeutet das einen Nettozeitbedarf von 7500/60=125 Minuten.
Kaum jemand wird jedoch in der Lage sein, zwei Stunden am Stück den Draht zu führen. Der tatsächliche Zeitaufwand wird also zwische 2 und 3 Stunden liegen (sollte der Draht einmal reißen, was leicht geschehen kann, sogar noch länger). Als Techniker würde ich hier einen Arbeitslohn von 60 EUR pro Stunde ansetzen, was zu Lohnkosten von 120-180 Euro (oder mehr) führt. Dazu kommt dann noch Material, Montage, Test, Verpackung, Versand, Steuer,... Für den daraus resultierenden Preis wird wohl keiner einen "handgewickelten" Tonabnehmer kaufen wollen oder? Folglich muß da irgendwo optimiert oder gespart werden. Soviel dazu.
Zusammenfassung
- Das Wickelmuster beeinflußt die Wicklungskapazität einer Spule. Verglichen mit einer "ordentlichen" Wicklung ergibt sich eine größere Kapazität, die zu einer geringeren Resonanzfrequenz führt.
- Der gleiche Effekt läßt sich auch durch eine externe Parallelkapazität erreichen.
- Der Einfluß der Kabelkapazität auf die Lage der Resonanzfrequenz ist wesentlich größer.
