Wie beeinflussen Widerstände die Resonanzfrequenz

[Rolling Kannnix]

Salve,

Ich habe von Elektrotechnik so gar keine Ahnung bin aber interessiert, und man möge mir verzeihen wenn dieses Thema in ähnlicher Form schon diskutiert wurde aber ich habe nichts gefunden was meine Frage beantworten würde.

Kurz und knapp:

Warum bedämpft ein Potentiometer mit einem höheren Widerstand die Höhen weniger als ein Potentiometer mit einem niedrigeren Widerstand.
Man baut ja in der Regel 250 k Ohm Potentiometer für Singlecoill Gitarren ein und 500 k Ohm Potentiometer für Humbucker.
Ich habe immer vermutet, dass umso höher der Widerstand ist, um so stärker werden die Höhen bedämpft, weil ja durch den Widerstand eigentlich ein "Signalverlust" entstehen sollte.

Aber ganz offensichtlich mache ich da ein Denkfehler

Vielleicht kann mir das ja jemand so erklären, dass ich das auch als Laie verstehe.

Saluti
RK

 

[soulbrother]

Dazu müsstest Du nur wissen, wie der Widerstand angeschlossen ist.
Mal ganz einfach ausgedrückt: Parallel oder in Reihe zum Generator.
Schaltplan ansehen, daraus sollte es auch für Laien verständlich werden, warum der höhere Widerstand weniger dämpft.

 

[Rolling Kannnix]

Generator?
Schaltplan?
Reihe oder Parallel?
Sind nicht alle Poties in einer Gitarre immer gleich angeschlossen.

Danke für deine Mühe, aber das hilft mir nicht weiter.

 

[Attack]

Das ist eigentlich gar nicht so kompliziert, dazu muss man aber in die Grundlagen der E-Technik schauen. Gehen wir der Einfachheit halber von einer Serienschaltung aus einer Induktivität (hier Tonabnehmer) und einem Widerstand (hier Poti) aus, so erhalten wir für die Gesamtimpedanz:

Um die Grenzfrequenz zu bestimmen, muss die Übertragungsfunktion, also das Verhältnis von Ausgang zu Eingang, bestimmt werden:

Daraus lässt sich die Grenzfrequenz (ohne hier näher darauf einzugehen) ableiten:

-> Je höher R (also der Widerstand), desto größer die Grenzfrequenz.

 

[Rolling Kannnix]

Danke, aber vera..... kann ich mich auch alleine.

Ich hatte glaube ich eingangs erwähnt dass ich Laie bin und vom Elektrotechnik nichts verstehe.

Vielleicht muss ich ja auch einfach damit leben, dass es auf manche Fragen keine einfachen Antworten gibt.
... oder das ist wenig Leute gibt die ihr Wissen auch einfach vermitteln können.
Dafür aber anscheinend einige die gerne mal lateinische Sprüche raushauen, um zu zeigen wie toll sie sind.

Aber es war ein Versuch wert - und zumindest weiß ich, dass ein Poti mit einem niedrigeren Widerstand die Höhen mehr bedämpft als eins mit höherem, warum das so ist muss dann halt zweitrangig bleiben.

 

[Jenzz]

Aloha .-)

Zum Einstieg in das Thema evtl. mal das hier lesen...

https://www.gitarrenelektronik.de/de/pickup-geheimnisse/frequenzgang

https://www.gitarrenelektronik.de/de/pickup-geheimnisse/beschaltung


...das bringt schonmal etwas Licht ins Dunkel.


Jenzz

 

[Attack]

Danke, aber vera..... kann ich mich auch alleine.

Deine Reaktion finde ich jetzt ehrlich gesagt etwas schade Deine Frage war:

Warum bedämpft ein Potentiometer mit einem höheren Widerstand die Höhen weniger als ein Potentiometer mit einem niedrigeren Widerstand.

Das habe ich versucht, mit der folgenden Aussage zu begründen:

-> Je höher R (also der Widerstand), desto größer die Grenzfrequenz.

Damit wird (mit einer kleinen, nicht vollständigen Herleitung) gezeigt, dass die Grenzfrequenz bei großen Widerstandswerten auch höher wird. Das heißt, der Tiefpass "lässt mehr durch", oder in deiner Blickrichtung formuliert: Die Höhen werden "weniger bekämpft". Komplett ohne Elektrotechnik lässt sich das leider nicht erklären. Da du aber so nett reagiert hast, versuche ich es hier nochmal in Kurzform

Ein größerer Widerstand bewirkt, dass der Spannungsabfall über dem Widerstand (Poti) größer wird, als der über der Induktivität (Tonabnehmer). Ein höherer Widerstand führt dazu, dass der Tiefpassfilter nur Signale mit einer hohen Frequenz dämpft. Dadurch ist der Klang weniger in den Höhen beschnitten.

Praktische Infos zu Technik + Sound von Elektrogitarren + Elektrobässen für Spieler, Liebhaber, Sammler, Hersteller, Bastler, Freaks, ... - GitarrenElektronik.de - ...Frequenzgang

Gitarren-Elektronik. Nützliche Hintergrundinformationen zum Thema Elektro-Gitarren, Elektro-Bässe: Fachbücher, Geheimnisse der Tonabnehmer (Pickups), Soundverbesserungen, Tipps für den Kauf, E-Gitarren-Seminar, Internet-Links.

www.gitarrenelektronik.de

Sehr guter Tipp, vielleicht wird die Erklärung dort nicht als "vera...." aufgefasst

 

[Jenzz]

Naja, die ganzen Formeln schrecken ja auch ab, würde mir als 'interessierter Laie' bei anderen Themen auch so gehen.

Jenzz

 

[Rolling Kannnix]

Aloha .-)

Zum Einstieg in das Thema evtl. mal das hier lesen...

https://www.gitarrenelektronik.de/de/pickup-geheimnisse/frequenzgang

https://www.gitarrenelektronik.de/de/pickup-geheimnisse/beschaltung


...das bringt schonmal etwas Licht ins Dunkel.


Jenzz

Danke für die Links das werde ich mir mal durchlesen

Ah, der Lemme, von dem habe ich schon gehört.
Der macht doch unter anderem diesen C-switch um über unterschiedliche Widerstände die Resonanzfrequenz zu verändern.

 

[Elon]

Warum bedämpft ein Potentiometer mit einem höheren Widerstand die Höhen weniger als ein Potentiometer mit einem niedrigeren Widerstand.
Man baut ja in der Regel 250 k Ohm Potentiometer für Singlecoill Gitarren ein und 500 k Ohm Potentiometer für Humbucker.
Ich habe immer vermutet, dass umso höher der Widerstand ist, um so stärker werden die Höhen bedämpft, weil ja durch den Widerstand eigentlich ein "Signalverlust" entstehen sollte.

Der Grund, warum ein Potentiometer mit höherem Widerstand die Höhen weniger dämpft als eines mit niedrigerem Widerstand, liegt in der Wechselwirkung zwischen dem Tonabnehmer, dem Potentiometer und der Kapazität des Kabels bzw. der Eingangskapazität des Verstärkers – also im Zusammenspiel von Widerstand und Kapazität (RC-Tiefpassfilter).

Technischer Hintergrund:
Ein Tonabnehmer funktioniert im Grunde wie eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand, und das Signal, das er liefert, wird vom Eingangswiderstand der Gitarre (bestehend aus Potis, Schaltern, evtl. Tone-Kondensator, Kabel usw.) beeinflusst. Die Höhenverluste entstehen primär durch einen Tiefpassfilter, der sich aus dem Widerstand (Potentiometer) und der Kapazität (z. B. des Gitarrenkabels) ergibt.

Die Grenzfrequenz eines solchen Tiefpasses ist:

R = Eingangs-/Lastwiderstand (hier: Potentiometer)
C = Kapazität (z. B. Gitarrenkabel, ca. 300–500 pF)
f_c = Grenzfrequenz, ab der Höhen abgesenkt werden

Vergleich 250 kΩ vs. 500 kΩ:

Potentiometer	Widerstand (R)	f_c (bei gleicher Kapazität)	Klangwirkung
250 kΩ	kleiner	höhere Grenzfrequenz	Mehr Höhenverlust
500 kΩ	größer	niedrigere Dämpfung der Höhen	Weniger Höhenverlust

Je größer der Widerstand, desto weniger stark wirken sich die kapazitiven Höhenverluste aus.

Ein 250 kΩ-Poti „lädt“ sozusagen das Signal stärker in Richtung Masse ab, wodurch der Hochfrequenzanteil schneller verloren geht.

Warum dann 250 kΩ bei Singlecoils?
Singlecoils haben einen helleren Klang, der mit einem 250 kΩ-Poti etwas „gezähmt“ wird – das ergibt einen ausgewogeneren Ton. Humbucker sind hingegen dunkler und profitieren von einem 500 kΩ-Poti, das mehr Höhen durchlässt.

Zusammenfassung:
Ein höherer Potentiometer-Widerstand dämpft die Höhen weniger, weil der daraus entstehende Tiefpassfilter eine höhere Grenzfrequenz hat.
Der „Signalverlust“ durch den Widerstand selbst ist nicht das entscheidende Kriterium – es geht um die Wechselwirkung mit Kapazitäten im Signalweg.

 

[Rolling Kannnix]

Deine Reaktion finde ich jetzt ehrlich gesagt etwas schade

Echt jetzt

Aber danke dass du dir noch mal die Mühe gemach hast und versuchst das Ganze etwas allgemeinverständlicher zu formulieren.

Beitrag automatisch zusammengefügt: Heute um 11:00

@Elon

Vielen Dank, dass du einen ernsthaften Versuch unternommen hast mir das anschaulich zu erklären, inklusive Erklärungen der Kürzel.
Auf deiner Erklärung und auf den Seiten von Helmut Lemme werde ich dann mal ein bisschen rumkauen...

Bekeksung ist natürlich auch erfolgt

 

[Elon]

Bekeksung ist natürlich auch erfolgt

Dankeschön

Kleiner konkretisierender Nachtrag:
Die Kapazität C eines Gitarrenkabels beträgt ca. 60–100 pF/Meter Kabellänge. Daraus ergeben sich für Gitarrenkabel mit ca. 3-6 m Länge die o.g. ca. 300–500 pF.

 

[Rolling Kannnix]

Ein 250 kΩ-Poti „lädt“ sozusagen das Signal stärker in Richtung Masse ab, wodurch der Hochfrequenzanteil schneller verloren geht

Damit kann ich was anfangen!

 

[Attack]

Der Grund, warum ein Potentiometer mit höherem Widerstand die Höhen weniger dämpft als eines mit niedrigerem Widerstand, liegt in der Wechselwirkung zwischen dem Tonabnehmer, dem Potentiometer und der Kapazität des Kabels bzw. der Eingangskapazität des Verstärkers – also im Zusammenspiel von Widerstand und Kapazität (RC-Tiefpassfilter).

Das ist jetzt genau anders herum betrachtet, als in meinem Beitrag von oben, aber sehr interessant! Da juckt es in den Fingern, das heute Abend mal in LT Spice zu testen, ob die Induktivität des Tonabnehmers oder die Kapazitäten durch Kabel etc. den entscheiden Einfluss bringen

Aber danke dass du dir noch mal die Mühe gemach hast und versuchst das Ganze etwas allgemeinverständlicher zu formulieren.

Gerne, vielleicht hat es ja trotzdem ein bisschen geholfen!

 

[Elon]

Das ist jetzt genau anders herum betrachtet, als in meinem Beitrag von oben, aber sehr interessant! Da juckt es in den Fingern, das heute Abend mal in LT Spice zu testen, ob die Induktivität des Tonabnehmers oder die Kapazitäten durch Kabel etc. den entscheiden Einfluss bringen

Die entscheidende Einflussgröße in dieser Frage ist die Kapazität durch Kabel, Schaltung und ggf. Eingangskapazitäten des Verstärkers – nicht primär die Induktivität des Tonabnehmers.

Warum?
Ein passiver Tonabnehmer bei einer E-Gitarre lässt sich elektrisch als eine Spannungsquelle mit einer Reihenschaltung aus einer Induktivität (Spule → "Wicklung"), einem Innenwiderstand und einer parasitären Kapazität verstehen. Ein Potentiometer als Lautstärkeregler wirkt dann als variabler Spannungsteiler – und in Kombination mit der Kapazität des Kabels ergibt sich ein Tiefpassfilter.

Der entscheidende Effekt:
Niedriger Widerstand des Potentiometers → bildet mit der Kabelkapazität einen Tiefpass mit niedrigerer Grenzfrequenz → stärkere Höhenbedämpfung.
Höherer Widerstand des Potentiometers → höhere RC-Grenzfrequenz → weniger Höhenverlust.

Das ist aber nur bis zu einem gewissen Punkt zutreffend. Denn mit steigender Impedanz steigt auch die Wechselwirkung mit der Induktivität des Tonabnehmers – das System beginnt bei höheren Widerständen eine Resonanzfrequenz zu bilden, wodurch es zu einem Höhenboost vor dem Abfall kommen kann. Diese Resonanz ist das klassische „Zing“ oder „Spitzen“ im Ton.

Fazit:
Die Kabel- und Eingangskapazitäten sind im typischen Frequenzbereich der dominante Faktor für die Höhenbedämpfung bei Variation des Potentiometerwerts. Die Induktivität des Tonabnehmers spielt eine zusätzliche Rolle, insbesondere im Bereich der Resonanz, aber nicht als primäre Ursache für den Höhenverlust.

 

[MS-SPO]

Ich hatte glaube ich eingangs erwähnt dass ich Laie bin und vom Elektrotechnik nichts verstehe.

Vielleicht muss ich ja auch einfach damit leben, dass es auf manche Fragen keine einfachen Antworten gibt.

Das verstehen Viele hier.
Und manche antworten halt in der Fachsprache.

Ich habe immer vermutet, dass umso höher der Widerstand ist, um so stärker werden die Höhen bedämpft, weil ja durch den Widerstand eigentlich ein "Signalverlust" entstehen sollte.

Das sind, nicht böse gemeint, Ersatzerklärungen, auch Geschichten. Die mögen sich zufällig in der einen Situation mit dem Verhalten einer Schaltung decken, in einer anderen versagen sie. Kurz: Sie geben Dir keine Orientierungsmöglichkeit.

Ausweg?

Versuch doch einmal, Dich technisch mit ohmschen Widerstand und Spannugsteiler vertraut zu machen, und damit indirekt auch zu Strom und Spannung. Also Stromkreise mit 1 und mit 2 ohmschen Widerständen (R).

Sobald Dir das gelingt, ist der Weg zum qualitativen verstehen und aufdröseln zb von Gitarrenbeschaltungen frei. Schreib mir dann gerne eine kurze Nachricht, dann schaue ich in diesen Thread wieder rein.

Viel Erfolg und bis die Tage

 

[Jenzz]

Aloha .-)

Bitte bedenken: Das Volumepoti als Last am Pickup erzeugt an sich erstmal keinen Tiefpass. Es reduziert lediglich die Resonanzüberhöhung. Dies wirkt sich 'gehörmäßig' natürlich wie ein Tiefpass aus, rein technisch wird aber zunächst mal die Resonanz als solche reduziert.

Jenzz

 

[Rolling Kannnix]

Also, ich habe gelernt, dass es auf manche Fragen keine ganz einfachen Antworten gibt.

Und ich habe auch gelernt, dass einige besser in der Lage sind komplizierte Sachverhalte anschaulich darzustellen, und gegebenenfalls auch Hinweise auf Hintergrundinformation als andere.

Bestätigt hat sich auch wieder, dass hier im Forum sowie kluge als auch hilfsbereite Menschen unterwegs sind danke dafür!

Ich werde weiterhin versuchen mich ein wenig in das Thema einzulesen.

Das Thema mit den Kabeln und Widerständen wurde übrigens recht ausführlich auf Youtube im Kanal von Supergain diskutiert.


View: https://youtu.be/D_HtW1_v0vE?si=ieNZ8g2XDHijeQg8



View: https://youtu.be/-xHy-xq5_Hg?si=Kq55nUoizox-rJu5


Und die werde ich mir übrigens auch noch mal anschauen, und vielleicht komme ich ja dann noch mal mit einer Zusatzfrage auf das Thema zurück.

 

[MS-SPO]

Und ich habe auch gelernt, dass einige besser in der Lage sind komplizierte Sachverhalte anschaulich darzustellen, und gegebenenfalls auch Hinweise auf Hintergrundinformation als andere

Zutreffend geht vor anschaulich …

Ich werde weiterhin versuchen mich ein wenig in das Thema einzulesen.

Gut. Wie gesagt, der Spannungsteiler sollte Dir geläufig werden.

Das Thema mit den Kabeln und Widerständen wurde übrigens recht ausführlich auf Youtube im Kanal von Supergain diskutiert.

Ja. 1 h, viele neue Worte, wenig Einsicht. Bleibt auf der Ebene „Rezepte“. Das funktioniert, beantwortet aber nicht Deine Eingangsfrage.

LG

 

[MarkSlowhand]

Hallo zusammen, habe die vielen Erklärung nur mal überflogen und kann verstehen, dass ein Laie viele Fragezeichen auf der Stirn hat, wenn er das liest. Vielleicht hilft da noch eine kleine modellhafte Erklärung, wie ein RC-Filter funktioniert. Falls das schon erklärt wurde, dann sorry für die Wiederholung.

Ein RC-Filter ist ja eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator. Das vom Pickup kommende Signal wird an diese Reihenschaltung angelegt, also der eine Anschluss des Pickups an den Widerstand, dieser dann mit seinem anderen Ende an den Kondensator und das andere Ende des Kondensators wieder an das andere Ende des Pickups. Der Ausgang dieses Tiefpasses bis dann der Verbindungsknoten zwischen Widerstand und Kondensator und der zweite Anschluss des Kondensators, also letztendlich die Spannung, die dann nur noch über dem Kondensator anliegt.

Ein Kondensator kann man sich vorstellen wie einen Akku mit sehr kleiner Kapazität, der dann über den Widerstand aufgeladen wird und letztendlich, wenn er genug Zeit hätte, irgendwann genau die gleiche Spannung hätte wie sie der Pickup gerade generiert. Da dieser Kondensator sozusagen über den Widerstand "aufgeladen" wird bestimmt also der Widerstand wie schnell diese Aufladung passiert. Ein großer Widerstand leitet ja schlechter und versucht damit den Stromfluss kleiner zu halten und die Aufladung zu verlangsamen. Damit folgt die Spannung am Kondensator der Spannung am Pickup langsamer. Langsam bedeutet dass man es bei tiefen Frequenzen, die sich ja selbst auch nur langsam ändern, nicht so merkt wie bei hohen Frequenzen, deren Änderung der Kondensator dann je nach Widerstand nicht so schnell folgen kann. Die Wirkung ist also die, dass der Kondensator langsamen Frequenzen noch gut folgen kann, diese also an den Ausgang zum Verstärker weitergibt, den hohen Frequenzen aber nicht. Hier gibt es dann die sogenannte Grenzfrequenz, ab der sich dieser Effekt mehr und mehr zeigt, je höher die Frequenz umso mehr. Genau das ist das Verhalten eines Tiefpasses erster Ordnung der dadurch gekennzeichnet ist, das Signal ab der Grenzfrequenz mehr und mehr um bis zu 6 dB pro Oktave gedämpft wird.

Achtung, ich habe hier etwas unterschlagen, dass der Widerstand im RC Filter ja auch noch zusätzlich mit dem Eingangswiderstand des Verstärkers einen Spannungsteiler darstellt. Hätte man gar keinen Kondensator wird das dazu führen, dass der Pegel des Pickups mit etwas reduzierter Amplitude am Eingang des Verstärkers anliegt. Das Signal würde also nur etwas gedimmt, allerdings über alle Frequenzen gleichermaßen, das allein hätte also keine Filterwirkung. Wenn der Eingangswiderstand des Verstärkers gegenüber dem Widerstand im RC Filter groß genug ist, dann wäre diese Dämpfung auch entsprechend gering. Letztendlich stellt man durch das Volume am Ende ohnehin die passende Lautstärke ein.

Ich hoffe, dass das so auch einem Laien durch Begriffe aus dem Alltag (Akku, langsam oder schnell laden) vielleicht noch etwas verständlicher wird.