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Pickups Funktion

Pickups Funktion

Die gemeinen Gitarren-Pickups

Wozu sind diese Dinger unter den Gitarrensaiten eigentlich da?

Diese kleinen Bauteile – Tonabnehmer, oder Pickups – machen aus der Gitarre erst eine elektrische Gitarre.
Unsere Effektpedale und Verstärker brauchen eine Signalspannung, und genau die liefern die Pickups.

Gitarren-Tonabnehmer Nahaufnahme
Ein klassischer Gitarren-Pickup in Nahaufnahme.

Der Verstärker verstärkt eine Spannung – das elektrische Signal der Gitarre.
Pickups funktionieren nur, wenn über ihnen metallische Saiten schwingen.
Nylonsaiten klingen zwar schön, können aber keine Spannung in einem E-Gitarren-Pickup erzeugen.

Wie funktionieren Pickups?

Ein Pickup besteht aus einer Drahtspule, die um einen oder mehrere Magnete gewickelt ist.
Bewegt sich etwas Metallisches in der Nähe des Magnetfelds, wird in der Spule eine kleine Spannung erzeugt – die sogenannte Induktion.
Diese Spannung ist das Signal, das wir hören.

Wie jedes Mikrofon oder jeder Lautsprecher anders klingt, klingt auch jeder Tonabnehmer anders – je nach Konstruktion und Material.
Das folgende Bild zeigt vereinfacht das Übertragungsverhalten zweier unterschiedlicher Pickups:

Vergleich zweier Pickup-Frequenzgänge
Vereinfachter Frequenzgang zweier Pickups.

Die waagerechte Achse zeigt die Frequenz – links die Bässe, rechts die Höhen.
Die senkrechte Achse zeigt den Ausgangspegel des Pickups bei der jeweiligen Frequenz.
Bei tiefen Frequenzen ist der Pegel beider Pickups zunächst gleich.
Mit steigender Frequenz verhalten sich die beiden unterschiedlich: einer hebt den Pegel früher an, der andere später.

Die Spitzen der Kurven liegen an den sogenannten Resonanzfrequenzen.
Diese bestimmen, wo der Pickup betont – also welche Frequenzbereiche er hervorhebt.
Je stärker diese Resonanzüberhöhung, desto charakteristischer klingt der Pickup.

Bei Gitarren-Pickups liegen die Resonanzfrequenzen meist zwischen 2 und 5 kHz.

Pickup Resonanzdiagramm
Vereinfachte Darstellung typischer Resonanzbereiche.

Je nach Pickup-Typ reicht die Überhöhung von kaum vorhanden bis deutlich ausgeprägt.
Der rote Kreis könnte für einen Gibson-Humbucker stehen – sanfter, mit Betonung im Bassbereich.
Der blaue Kreis erinnert an einen Fender-Singlecoil – stärker betont und in den Höhen.
So entstehen die bekannten Charaktere beider Marken.

Die Kunst liegt in der Abstimmung: Drahtstärke, Magnetmaterial, Spulenzahl – alles beeinflusst den Klang.
Erfahrene Pickup-Wickler können damit gezielt einen bestimmten Sound erreichen.
Oft werden aber einfach historische Designs kopiert – bis hin zur Lackisolierung des Drahts, weil sie „wie bei Leo Fender damals“ sein soll.

In Wahrheit haben Fender und seine Kollegen damals meist das verbaut, was gerade verfügbar war.
Doch genau diese frühen Pickups haben unseren Hörgeschmack geprägt – deshalb wird bis heute nach diesen Sounds gesucht.

Die Frage ist also oft nicht: Wer erfindet Neues?


Sondern: Wer kopiert am besten?

JTM45 Power Scaling

JTM45 Power Scaling

JTM45 Power Scaling

Heute geht es in die Tiefe. Es wird technisch und an ein paar Stellen sehr detailliert. Wer nur das Fazit lesen will, kann gern nach unten scrollen.

Worum geht’s bei Power Scaling?

Power Scaling ist die Suche nach einem alten Traum: den Lieblingsamp überall spielen – bei jeder Lautstärke, ohne den Charakter zu verlieren. Der Amp soll im Proberaum, auf der Bühne und zuhause gleich vertraut klingen. Geht das?

Ein kurzer Blick zurück

Früher waren Gitarrenverstärker meist einkanalig. Es gab keinen separaten Clean- und Zerrkanal, sondern einen Lautstärkeregler für den ganzen Amp. Das Ziel der Entwickler war ein sauberer Ton. Verzerrung war kein Selbstzweck – Country, Jazz und Swing setzen auch heute noch oft auf Clean.

Altes Magazin-Cover zu Röhrenverstärkern
Als Verstärker noch als reine „HiFi“-Werkzeuge gedacht waren.

Irgendwann wurde aufgedreht. Endstufen wurden an ihre Grenzen gefahren und begannen zu zerren. Viele fanden genau das gut. Der Haken: Der gewünschte Zerrsound entstand oft erst bei hohen Lautstärken.

Leistung, Raum, Lautstärke – das Problem

Jeder Amp hat eine maximale Leistung. Ein kleiner CHAMP liefert etwa 5 Watt. Ein Plexi100 liegt um 100 Watt, ein Marshall Major bei fast 200 Watt. Bassamps wie der Ampeg SVT gehen noch deutlich darüber.

Fender Champ Combo
CHAMP – ca. 5 W Maximalleistung.
Marshall Plexi 100 Topteil
PLEXI100 – um 100 W Maximalleistung.

Mit einem 5 W-Combo lässt sich auf der Veranda ein schön angezerrter Ton bei moderater Lautstärke spielen. Einen 100 W-Plexi in denselben Bereich zu bringen, ist sozial schwierig – oder führt zuverlässig zu leerer Veranda.

Die maximale Leistung bestimmt den Einsatzbereich stark. Mit dem 5 W-Amp wird es in der Rockband selten richtig clean. Mit 100 W wird’s auf kleiner Bühne schwierig, Endstufensättigung zu hören – wenn man den Zerranteil aus der Endstufe holen will.

Die Idee liegt auf der Hand: Wenn ich den 100 W-Amp auf Knopfdruck auf „5 W“ trimmen könnte – hätte ich dann denselben Ton wie im Proberaum, nur leiser? Kurz gesagt: ja, vom Charakter her. Druck und physisches Gefühl sind eine andere Sache.

Wie funktioniert das?

Mit Power Scaling. Damit lässt sich die Leistung der Endstufe reduzieren, ohne die Kennlinie der Röhren zu verbiegen. Der Zerrcharakter der Endstufe bleibt erhalten. Beim ÜBER JTM45 kann ich die Maximalleistung bis auf etwa 125 mW herunterregeln – weniger als ein Radiowecker.

Wichtig: Wenn wir von „gleichem Sound“ sprechen, meinen wir den Toncharakter, nicht denselben Bauchdruck bei 120 dB. Ein Küchenradio kann den Slash-Sound wiedergeben – nur ohne die Luftbewegung eines 4×12-Stacks. Genau so verhält es sich hier.

Technik: Was wird geregelt?

Die abgegebene Leistung hängt im Wesentlichen von drei Punkten ab:

  • Anodenspannung und maximal lieferbarer Strom des Netzteils,
  • Eigenschaften des Ausgangsübertragers,
  • Anzahl und Typ der Endröhren.

Im JTM45 (zwei KT66 im Push-Pull) ändern wir für das Power Scaling die Anodenspannung. Gleichzeitig werden Schirmgitterspannung (UG2) und Bias mitgeführt. Nur so bleibt der Arbeitspunkt stimmig. Lösungen, die nur an der Schirmgitterspannung drehen (z. B. VVR), verschieben den Arbeitspunkt stark – das klingt bei kleinen Leistungen wie ein anderer Amp. Das baue ich nicht ein.

Vereinfachtes Röhrendiagramm
Vereinfacht: Anode, Gitter, Schirmgitter und Bias bestimmen den Arbeitspunkt.

Die Regler: Power und Limit

JTM45 Power Scaling – Potis
Die beiden Potis für das Power Scaling am JTM45.

Power: regelt die Anodenspannung der Endröhren – und führt Schirmgitter- und Bias-Spannung mit. Beispiele:

Power voll auf: Ua ≈ 430 V, Ug2 ≈ 430 V, Bias ≈ −49 V → ca. 24 W clean.

Power voll zu: Ua ≈ 13 V, Ug2 ≈ 13 V, Bias ≈ −0,6 V → ca. 125 mW clean.

Was macht das Limit-Poti?

Im JTM45 sitzt das Limit-Poti zwischen EQ (Bass/Middle/Treble) und Phasendreher (PI). Es begrenzt den Pegel, der in die Endstufe geht. Drehe ich vorne das Volume für den „Band-Sound“ weit auf, reduziere ich bei kleinerer Endstufenleistung mit Limit den Vorstufenpegel auf das, was die Endstufe bei der gewählten Leistung „gerade so“ sauber kann. So bleibt der Zerrpunkt relativ gleich – unabhängig von der Gesamtleistung.

JTM45 – stark vereinfachtes Blockschema
Vereinfachter Signalweg im JTM45. Das Limit-Poti sitzt zwischen EQ und PI.

Ohne Limit-Poti würde das volle Vorstufensignal in eine künstlich „kleine“ Endstufe laufen – das säuft ab. Mit Limit dosieren wir den Pegel passend zur eingestellten Leistung. Je weiter die Leistung sinkt, desto empfindlicher reagiert die Endstufe auf zu viel Eingangssignal.

Beispiel-Einstellungen für Power und Limit
Beispiel-Einstellungen, mit denen ich dem „Band-Sound“ über viele Lautstärken sehr nahe komme.

Das eröffnet auch andere Klänge: Leistung reduzieren und Limit weit aufdrehen – die Endstufe clippt hart, der JTM45 wird zur Fuzz-Box.

Warum kein PPIMV als „Limit“?

Ein PPIMV sitzt nach dem Phasendreher und begrenzt dort den Pegel in die Endstufe. Das könnte den Anteil eines hart gefahrenen PI erhalten. Ich lasse es trotzdem:

  1. Im JTM45 zerrt die Endstufe deutlich vor dem PI. Dessen Zerranteil geht im Gesamtsound unter.
  2. PPIMV greift in den Feedback-Loop ein. Das Presence-Poti verliert bei kleiner Leistung schnell seine Wirkung. Für mich klanglich zu wichtig, um es „stillzulegen“.

Außerdem hat PPIMV nichts mit echter Leistungsreduzierung zu tun. Es ist eher ein Weg, Vorstufen- und PI-Zerre leiser zu fahren, während die Endstufe relativ clean bleibt. Ein anderer Ansatz – klanglich nicht dasselbe wie Endstufensättigung.

Fazit

Power Scaling funktioniert. Ein JTM45 lässt sich auf die Lautstärke eines 18-Watt-Amps bringen, ohne seinen Charakter zu verlieren. Auch „Bedroom Level“ ist machbar – ob das sinnvoll ist, muss jeder selbst entscheiden.

Was bei sehr kleinen Lautstärken fehlt, ist der „Druck“. Zwei Gründe:

  1. Unser Gehör arbeitet bei niedrigen Pegeln anders (Stichwort Fletcher–Munson).
  2. Lautsprecher tragen bei großen Auslenkungen selbst zur Verzerrung bei. Bei Mini-Leistungen bewegen sie sich kaum – das klingt anders.

Praxis: Für sehr leise Situationen wähle ich gern einen Lautsprecher mit geringerer Belastbarkeit, damit er sich bei kleiner Leistung überhaupt bewegt.

Meine persönliche Lösung bleibt trotzdem simpel: Mehrere Amps – kleine und große. Den Rest erledigen Pedale.


JTM45 Test – das Finale !

JTM45 Test – das Finale !

Es ist endlich soweit: Der Tag ist gekommen – der ÜBER JTM45 wird zum Leben erweckt.

Die Leser der vorherigen Bauberichte fragen sich sicher:

Was ist passiert?
Ist die Kiste beim ersten Einschalten explodiert?
Warum kam so lange kein Update?

Dafür gibt es zwei Gründe:

  1. Praxiszeit: Ich wollte erst etwas Einsatzzeit verstreichen lassen.
    Es wäre wenig sinnvoll, direkt zu schreiben, wie wunderbar alles ist –
    nur um dann festzustellen, dass es in der Praxis doch anders aussieht.
  2. Zeitmangel: Ich arbeite schon an einem neuen Plexi 100,
    der noch aufwendiger wird als der JTM45.
    Außerdem nimmt meine Arbeit bei KPA-Solutions immer mehr Raum ein.

Übrigens: Es gibt jetzt auch einen neuen
Webshop für die Camplifier.
Wenn Ihr Euch für Lösungen für den Kemper Profiling Amp oder andere Modeler interessiert – schaut mal vorbei!

Erste Inbetriebnahme

Zurück zum JTM45-Test.
Ich habe zunächst alle Verbindungen doppelt und dreifach überprüft,
dann einen guten Satz JJ-Röhren + TT Blackplates eingesetzt – und die Kiste zum Leben erweckt.

JTM45 JJ Tubes
Der ÜBER JTM45 – erste Inbetriebnahme mit JJ-Röhren und TT Blackplates.

Die Inbetriebnahme verlief völlig problemlos – fast schon verdächtig reibungslos.

Der Aufwand bei der Masseführung und den Entkoppelungen der einzelnen Röhrenstufen
hat sich absolut gelohnt: Einen leiseren JTM45 habe ich noch nie gehört.
Kein Brummen, kein Grundrauschen – einfach Ruhe im Karton.

Auch die rauscharmen Widerstände im Eingangsbereich wirken.
Klar, der Bright-Kanal rauscht, aber deutlich weniger als bei Kohlepress- oder Kohlefilm-Widerständen.

Note: 1 für Nebengeräusche (Rauschen + Brummen)

Die ersten gespielten Töne bestätigten meine Hoffnungen:
Der Amp klingt aufgeräumter, klarer und definierter als seine Kollegen.

Warum?
Ich habe alle Röhrenstufen voneinander entkoppelt und feinste Bauteile verwendet.
Beim Standard-JTM45 hängen fast alle Stufen an einer gemeinsamen Spannungsquelle.
Wenn eine Röhre zickt, sackt die Spannung bei allen anderen mit ab –
das Ergebnis: matschig und undefiniert.

Beim ÜBER JTM45 hat jede Stufe ihren eigenen Spannungspuffer und arbeitet sauber für sich.
Luxus pur – und das hört man.

Note: 1 für Klangklarheit und Definition

ÜBER JTM45 vs. klassischer JTM45

Christian Konrad
Gitarrist Christian Konrad

Natürlich bin ich voreingenommen – schließlich habe ich unzählige Stunden mit dem Amp verbracht.
Darum habe ich mich mit Christian Konrad in seinem Proberaum getroffen.
Christian hat sämtliche Sound-Samples für meine Website eingespielt – ein echter Profi.

Wir haben seinen handverdrahteten JTM 45 mit meinem ÜBER JTM45 verglichen.
Testumgebung: sein Proberaum, seine Gitarre, seine 4×12-Box.

Die Eindrücke aus meiner Werkstatt bestätigten sich sofort:
Christians JTM 45 klingt gut – aber meiner klingt spritziger, offener, klarer und transparenter.

Auch Christian war beeindruckt und meinte, die Power-Scaling-Funktion sei
„viel nützlicher als das Master-Volume meines JTM 45“.

Ich bat ihn, seinen Lieblings-Crunchsound einzustellen, ohne auf Lautstärke zu achten.
Dann habe ich mit Limit und Power Potis die Lautstärke reduziert –
der Sound blieb praktisch unverändert.
Note: 1 für Power Scaling Funktion!

JTM45 Test im Proberaum
Im Proberaum mit Christian Konrad.

Zurück in der Werkstatt habe ich den Amp weiter getestet,
vor allem die Power-Scaling-Funktion – dazu folgt später ein eigener Bericht.

Mittlerweile steht der ÜBER JTM45 bei Jan, seinem neuen Besitzer.
Jan ist begeistert – und hat mir die lange Wartezeit verziehen. Danke, Jan!

Der ÜBER JTM45 im neuen Zuhause

Fazit

Etwa 1½ Wochen Planung, Aufbau und Inbetriebnahme – und das Ergebnis kann sich hören lassen.

Wenn ich noch einmal einen exklusiven JTM 45 bauen sollte,
würde ich ihn genau so konstruieren – nur beim Power Scaling würde ich zweimal nachdenken.
Nicht, weil es nicht funktioniert (es tut exakt, was es soll),
sondern weil ich denselben Effekt live mit Pedalen ebenfalls gut erreiche.
Im Studio darf’s eh laut sein – da drehe ich einfach auf, bis der Sound passt.

JTM45 im Einsatz
In vornehmer Gesellschaft – der ÜBER JTM45 bei seinem Besitzer.

Der Reiz des Power Scaling liegt darin,
dass der komplette Klang ausschließlich im Röhrenamp entsteht – die „reine Lehre“.
Für Puristen ein starkes Argument – ich selbst bin da etwas pragmatischer.

Insgesamt war dieses Projekt äußerst lehrreich – und eine Menge Spaß.

Hier geht’s zu
Teil I,
Teil II,
Teil III und
Teil IV
des Bauberichts.

JTM45 Power Scaling – Teil IV

JTM45 Power Scaling – Teil IV

Das JTM45 Power Scaling ist endlich komplett aufgebaut und verdrahtet.

So ein verregnetes Wochenende hat eben auch seine Vorteile.

Wenn ich nichts übersehen habe, fehlt nun kein einziger Draht mehr.
Durch den begrenzten Platz im Chassis und die vielen zusätzlichen Baugruppen (gegenüber einem Standard-JTM45) sieht die interne Verdrahtung zwar nicht ganz so „neat“ aus, wie ich es von mir gewohnt bin 😉 – aber ich finde, das Ergebnis kann sich trotzdem sehen lassen.

JTM45 fertig verdrahtet
Der ÜBER JTM45 – vollständig verdrahtet, bereit für die Inbetriebnahme.

Insgesamt habe ich jetzt rund 41 Stunden an diesem Verstärker gearbeitet – also etwa eine komplette Woche.
Das ist viel – und das ist es auch.
An einem normalen JTM45 arbeite ich etwa zwei Tage, dann läuft er.
Bei diesem Kollegen hier steht die Inbetriebnahme aber noch bevor.

Ich bin zuversichtlich.
Das Ganze ist zwar aufwändiger als ein „08/15-JTM45“, aber keine Raketenwissenschaft 😉

Ein paar Worte zum JTM45 Power Scaling

Ich bin wirklich gespannt, wie ein JTM45 mit Power Scaling klingt.
Theoretisch sollte sich der Sound eines aufgedrehten JTM45 auch bei deutlich geringeren Lautstärken recht authentisch einstellen lassen.
Ganz wird das nie funktionieren – unsere Ohren haben schließlich keine Potis …
Bei geringeren Lautstärken nehmen wir Höhen und Bässe anders wahr.
Hi-Fi-Verstärker kompensieren das über die bekannte Loudness-Taste, die Bässe und Höhen anhebt.

Beim JTM45 lässt sich das manuell über die EQ-Regler ausgleichen.
Was sich allerdings nicht kompensieren lässt, ist das geänderte Verhalten der Lautsprecher bei niedrigen Leistungen.
Das Zusammenspiel von Schwingspule, Membran und Aufhängung reagiert bei kleinen Auslenkungen eben anders als bei großen –
ein Speaker klingt bei Schlafzimmerlautstärke schlicht anders als auf der Bühne.

Wie dem auch sei – das Power Scaling ist die wohl ausgefeilteste Methode,
einen Röhrenverstärker in seiner Leistung zu drosseln, ohne seinen Charakter zu verlieren.
Das „Power“-Poti reduziert (bzw. steuert gemeinsam) die Anoden-, Schirmgitter- und Bias-Spannung der Endröhren.
Die Endstufe liefert dadurch wirklich weniger Leistung und zerrt bereits bei geringeren Pegeln.
Der typische Endstufen-Overdrive wird also lautstärkemäßig „nach unten verschoben“.

Gleichzeitig bleibt der Sound der Vorstufe praktisch unangetastet – wichtig,
denn auch die Stellung von Volume- und EQ-Reglern prägt den Klangcharakter.
Das kräftige Signal der Vorstufe trifft nun auf die in ihrer Leistung gedrosselte Endstufe.
Damit diese nicht übersteuert wird, reduziert das „Limit“-Poti den Pegel des Vorstufensignals.

Beide Regler – Power und Limit – müssen meist gemeinsam angepasst werden.
Das ist aber kein Dogma:
Man kann der reduzierten Endstufe bewusst etwas mehr Signal gönnen und sie dadurch noch stärker verzerren lassen.

Diese beiden Potis erweitern die Flexibilität des JTM45 enorm.
Man kann zum Beispiel die Vorstufe mit einem Booster überfahren,
den Signalpegel zur Endstufe begrenzen und die Endstufe voll aufdrehen.
Solche Kombinationen sind mit einem Standard-JTM45 schlicht nicht möglich.

JTM45 Power Scaling
Das Herzstück: die Power-Scaling-Sektion mit Limit- und Power-Reglern.

Morgen geht’s endlich los – die Röhren werden glühen …

Hier geht’s zu
Teil I,
Teil II und
Teil III
des Bauberichts.

JTM45 Board – Teil III

JTM45 Board – Teil III

Heute steht das JTM45 Board auf dem Programm.

Zunächst habe ich die Basis des Verstärkers verdrahtet und montiert.
Dazu gehören:

  • die Röhrenheizungen
  • die Netzversorgungsseite des Netztrafos
  • die Sekundärseite des Trafos
  • die Gleichrichterröhre
  • Power-Schalter
  • Standby-Schalter
  • Röhrensockel der Endstufenröhren

Zusätzlich zum normalen JTM45 kommen hier noch die Bias-Platine und das Power-Scaling-System hinzu.

Im Moment sieht das Ganze noch etwas unfertig und chaotisch aus – aber das wird. Keine Sorge.

JTM45 Chassis offen
Der aktuelle Stand – die Basisverdrahtung ist abgeschlossen.

Jetzt hat der Amp einen Zustand erreicht, bei dem ich mein Gehirn endlich etwas auf Auto-Pilot schalten kann.
Was jetzt folgt, unterscheidet sich nicht groß von jeder anderen JTM45-Montage.

Das JTM45 Board

JTM45 Board
Das bestückte Board – die gelben Kondensatoren sind SoZo Mustards.

Bis auf die SoZo Mustard-Kondensatoren unterscheidet sich das Board kaum von einem Standard-JTM45-Layout.
Ganz links habe ich einige zusätzliche Bauteile vorgesehen, um die Röhrenheizung auf ein höheres Spannungspotential (etwa 60 V) zu legen.
Das bringt zwei Vorteile:

  1. Das Heizungsbrummen verringert sich.
  2. Die Röhren werden näher an ihren Spezifikationen betrieben – besonders die Katodenfolger-Stufe, die das Tone-Stack treibt.

Der Spieler merkt davon später nichts, aber bestimmte Röhrentypen (z. B. einige von Electro Harmonix oder Sovtek) reagieren empfindlich auf zu geringe Heizspannungspotentiale.
Das Hochlegen der Heizung verhindert solche Probleme von vornherein.

Vergleich: Standard JTM45 vs. ÜBER JTM45

JTM45 Standard und Über
Oben: Standard JTM45 – unten: der neue ÜBER JTM45. Trotz zusätzlicher Schaltung kaum mehr Platz.

Beim Standard JTM45 (oben) fehlen hier noch die großen Siebelkos,
aber man sieht deutlich: auch dort ist schon mehr Platz als in meiner neuen Version.

Der nächste Schritt wird sein, das Turret-Board ins Chassis einzusetzen und zu allen Bauteilen,
wie Röhrensockeln und Potentiometern, zu verdrahten.

Wenn alles weiter so läuft, wird das wohl der vorletzte Baubericht dieser Serie.
Der spannendste Teil kommt erst noch – die Inbetriebnahme und der Test.

Ick bin jespannt!

Hier geht’s zu
Teil I
und
Teil II
des Bauberichts.