Sound @de Archives - RITTER Amplification

JTM45 Power Scaling – Teil IV

von Tilman | Mai 26, 2013 | JTM45, Power Scaling, Verstärker

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.

Tone Sucking – was ist das ?

von Tilman | März 10, 2013 | Voodoo für Dummies

Für „Tone Sucking“ gibt es im Deutschen keine wirklich elegante Übersetzung.
„Ton saugen“ wäre zwar wörtlich korrekt – klingt aber, naja … seltsam.

Worum geht’s?

Die beste und direkteste Art, den eigenen Gitarrenton auf die Bühne zu bringen, lautet ganz einfach:

Gitarre → gutes Kabel → Gitarrenverstärker (am besten Röhrenamp!)

Das ist pur, ehrlich – und klingt meist schon hervorragend.
Tone Sucking ist dabei kein Thema.

Tone Sucking vor dem Gitarrenverstärker — Tone Sucking durch ein Wah-Wah-Pedal vor dem Gitarrenverstärker.

Aber ohne Wah-Wah, Overdrive, Chorus, Delay, Phaser oder Tremolo ist das für viele Gitarristen eben nur der halbe Spaß.
Also: wir brauchen Pedale.

Mit einer längeren Pedalkette vor dem Amp kann es aber passieren, dass Euer Ton „gesaugt“ wird –
er verliert an Brillanz, Durchsetzungskraft und Dynamik.
Das ist das berüchtigte Tone Sucking.

Wie stark dieser Effekt auftritt, hängt von der Bauart der Pedale ab.
Besonders ältere Effekte, passive Volume-Pedale oder Wah-Wahs sind hier bekannt als „Ton-Killer“.

Wie kommt es zu Tone Sucking?

Technik-Alarm!
Wer lieber gleich zur Lösung springen möchte, klickt hier.

Vorweg ein kurzer Blick auf den Begriff Impedanz:

Die Impedanz (Z) ist im Grunde das Gleiche wie der elektrische Widerstand (R) –
mit dem Unterschied, dass sie frequenzabhängig ist.
Während der Widerstand für alle Frequenzen gleich bleibt,
ändert sich die Impedanz mit der Tonhöhe bzw. der Frequenz des Signals.

Bei steigender Frequenz wird die Impedanz eines Kondensators kleiner.
Bei steigender Frequenz wird die Impedanz einer Spule größer.

Damit zurück zum Tone Sucking:

Tonabnehmer Impedanz — Der Tonabnehmer vereint eine Spannungsquelle und eine innere Impedanz. Diese ist bei der Resonanzfrequenz am größten.

Ein Gitarren-Tonabnehmer ist ein komplexes Gebilde aus Spule, kapazitiven Anteilen und ohmschem Widerstand.
Seine Gesamtimpedanz verändert sich mit der gespielten Tonhöhe –
bei höheren Tönen steigt sie an, bei tiefen Tönen sinkt sie.
An der Resonanzfrequenz des Tonabnehmers ist sie am größten
(mehr dazu hier).

Was passiert, wenn wir ein Pedal anschließen?

Jedes Pedal besitzt eine Eingangs- und eine Ausgangsimpedanz.
Für uns ist die Eingangsimpedanz entscheidend.
Betrachten wir die Kombination aus Tonabnehmer (Z₁) und Pedal (Z₂) –
sie liegen in Reihe und bilden einen Spannungsteiler.

Tonabnehmer Tone Sucking Diagramm — Spannungsteiler zwischen Tonabnehmer (Z₁) und Pedal (Z₂).

Die vom Tonabnehmer erzeugte Spannung teilt sich auf beide Impedanzen auf.
Sind Z₁ und Z₂ gleich groß, bekommt das Pedal nur noch die Hälfte des Signals – 50 %.
Ein klassischer Spannungsteiler.

Ein Praxisbeispiel:

Tonabnehmerimpedanz Z₁ = 15 kΩ
Pedaleingangsimpedanz Z₂ = 100 kΩ
Ausgangsspannung des Tonabnehmers = 1 V

Ergebnis:
Die Spannung am Pedal sinkt von 1 V auf 0,85 V – wir verlieren rund 13 % des Signals.

Hat das Pedal (z. B. durch einen bipolaren Transistor) nur 47 kΩ Eingangsimpedanz,
liegt die Spannung bei 0,74 V – also 25 % Verlust!

„Egal, dann verstärke ich das Signal eben wieder!“ – könnte man sagen.
Aber: Jede Verstärkung bringt Rauschen und Verzerrungen mit.

Und es kommt noch schlimmer!

Wir erinnern uns:
Die Impedanz des Tonabnehmers steigt mit der Frequenz.
Bei der Resonanzfrequenz kann sie sich gegenüber tiefen Frequenzen sogar verzehnfachen!

Das heißt: Je höher der Ton, desto mehr Spannung fällt am Tonabnehmer selbst ab –
und desto weniger kommt beim Pedal an.
Die Höhen verschwinden, der Sound wird dumpf.

Willkommen beim Tone Sucking.

Wie Ihr das verhindern könnt, erfahrt Ihr im zweiten Teil:
„Tone Sucking – was tun?“

Volumepoti Höhenverlust – was tun ?

von Tilman | März 8, 2013 | Tonabnehmer, Volume Poti, Voodoo für Dummies

In Teil I und Teil II dieser Reihe ging es um die Ursachen für Höhenverluste beim Zurückdrehen des Volumepotis.

Jetzt wird es praktischer:

Was können wir gegen das Volumepoti-Problem tun?

Möglichkeit 1: Kürzeres oder kapazitätsarmes Kabel

Ein kürzeres Gitarrenkabel oder eines mit geringerer Kapazität erhöht die Resonanzfrequenz des Tonabnehmers. Das macht den Klang oft brillanter und offener.

Warum das so ist, steht hier:
Tonabnehmer-Typen und ihre Eigenschaften.

Möglichkeit 2: Aktives Volumenpedal

Ein gutes, aktives Volumenpedal beeinflusst den Klang kaum. Es ermöglicht eine saubere Lautstärkeregelung, ohne dass Höhen verloren gehen. Das Volumepoti an der Gitarre wird dabei nicht mehr genutzt, um den Pegel zu steuern.

Möglichkeit 3: Buffer oder Booster vor passivem Volume-Pedal

Ein Buffer vor einem passiven Volumenpedal (also einem Pedal mit einfachem Poti ohne Elektronik) entkoppelt das Gitarrensignal. Das Signal läuft dann über ein kurzes Patchkabel zum Pedal, ohne dass Höhen verloren gehen.

Ein direkt angeschlossenes, passives Volume-Pedal ist kritisch: Es belastet den Tonabnehmer, dämpft dessen Resonanzüberhöhung und verhält sich im Prinzip wie das Volumepoti selbst – inklusive Höhenverlust beim Regeln.

Möglichkeit 4: Überbrückungskondensator am Volumepoti

Mit einem kleinen Kondensator lässt sich das Problem gezielt verbessern. Empfehlenswert sind Metallfilm-Kondensatoren aus dem Elektronikfachhandel.

Ein guter Startwert ist etwa 0,5–1× der Kabelkapazität. Beispiel:
3 m Kabel mit 150 pF/m ergeben 450 pF Gesamtkapazität.
Dann wären 220 pF, 470 pF oder 680 pF sinnvolle Testwerte.

Überbrückungskondensator am Volumepoti — Ein einfacher Kondensator am Volumepoti kann den Höhenverlust deutlich verringern.

Manche Gitarristen kombinieren den Kondensator zusätzlich mit einem parallel geschalteten Widerstand.
Typische Werte: 0,5–1,5× des Poti-Wertes.
Bei einem 250 kΩ-Poti also z. B. 120 kΩ, 250 kΩ oder 330 kΩ.

Je kleiner der Widerstand, desto mehr Mitten und Bassanteile gelangen über die Bypass-Strecke – der Klang bleibt beim Zurückdrehen des Potis ausgewogener.

Einige erprobte Kombinationen aus der Praxis:

Volumepoti mit Kondensator und Widerstand — Volumepoti mit Kondensator und parallel geschaltetem Widerstand.

Fender Stratocaster:

820 pF / 240 kΩ
680 pF / 150 kΩ
820 pF / 150 kΩ

Fender Telecaster:

560 pF / 240 kΩ
680 pF / 150 kΩ

Gibson Les Paul (Steg):

680 pF / 240 kΩ

Gibson Les Paul (Hals):

330 pF / kein Widerstand

Am Ende entscheidet das Ohr.

Möglichkeit 5: Aktiver Preamp oder Buffer in der Gitarre

Ein eingebauter Vorverstärker beseitigt den Volumepoti-Effekt vollständig.
Er entkoppelt das Gitarrensignal, stabilisiert die Resonanzfrequenz und reduziert den Einfluss des Kabels. Der Klang bleibt konstant, egal wie lang die Leitung ist.

Manchmal wirkt der Sound dann etwas zu hell. In solchen Fällen kann durch gezielte Beschaltung mit einem Kondensator die Resonanzfrequenz wieder abgesenkt werden. Das sollte ein erfahrener Techniker übernehmen.

Nachteil: Der Preamp braucht eine Stromversorgung – Batterie oder spezielle Versorgung über ein Kabel. Für viele Gitarristen ist das unattraktiv, während Bassisten damit seit Jahrzehnten problemlos leben.

Volumepoti Höhenverlust – warum ? Teil II

von Tilman | März 8, 2013 | Tonabnehmer, Volume Poti, Voodoo für Dummies

Im ersten Teil dieser Reihe haben wir gesehen, dass der Höhenverlust beim Zurückdrehen des Volumepotis vor allem von zwei Faktoren abhängt:

vom Volumepoti selbst – genauer: davon, wie weit es zugedreht wird,
und vom Gitarrenkabel – also seiner Länge und Qualität.

Der Zusammenhang zwischen Drehweg und Höhenverlust

Wie stark die Höhen bei verschiedenen Potistellungen abfallen, zeigt das folgende Diagramm:

Volumepoti Höhenverlust Diagramm — Höhenabfall in Abhängigkeit vom Drehweg des Volumepotis.

Schon bei etwa 10 % Zurückdrehen ist ein deutlicher Höhenabfall messbar.
Bei einer ¾-Stellung sind oberhalb von 1,5 kHz nur noch rund 70 % der Höhen vorhanden.
Der Effekt ist am Anfang des Drehwegs am stärksten – das liegt an der logarithmischen Kennlinie der meisten Gitarrenpotis.

Logarithmische Potentiometer sind so aufgebaut, dass sie das Lautstärkeempfinden des menschlichen Ohrs besser abbilden.
Dabei wird der Widerstand nicht linear, sondern ungleichmäßig verändert: Pro 10 % Drehweg halbiert sich der Widerstand etwa.
Der Widerstandswert R1 steigt also anfangs sehr schnell an – und genau das führt zu stärkeren Höhenverlusten.

Der entstehende Tiefpass aus R1 und C1 wirkt umso stärker, je größer einer der beiden Werte ist.
C1 – also die Kabelkapazität – bleibt dabei konstant und hängt allein vom verwendeten Kabel ab.
Deshalb ist ein gutes Gitarrenkabel mit niedriger Kapazität so wichtig – nicht nur vom Instrument zum Verstärker, sondern auch auf dem Pedalboard.

Tonabnehmer Volumepoti Kabel Schaltung — Tonabnehmer – Volumepoti – Kabel: das Poti teilt die Spannung (R1, R2).
Zusammen mit der Kabelkapazität C1 entsteht ein Tiefpass.

In einem der nächsten Beiträge geht es darum, welche praktischen Möglichkeiten es gibt, den Höhenverlust zu vermeiden oder zu kompensieren.

Ich persönlich fasse mein Volumepoti während des Spielens kaum an – außer in Pausen.
Andere Gitarristen dagegen nutzen es sehr aktiv, um den Zerrgrad ihres Amps zu steuern.
Das erfordert Gefühl und Timing – Respekt an alle, die das können.

Volumepoti Höhenverlust – warum ? Teil I

von Tilman | März 8, 2013 | Volume Poti, Voodoo für Dummies

Dreht man das Volumepoti zurück, gehen Höhen im Sound verloren.

Das ist wohl jedem Gitarristen schon aufgefallen. Bei mir hat das dazu geführt, dass ich das Volumepoti während des Spielens kaum benutze.
Beim Zurückdrehen wird nämlich nicht nur die Lautstärke, sondern auch der Klang verändert – und das ist selten gewollt.

Oft möchte man nur etwas leiser werden, vielleicht den Amp etwas weniger übersteuern.
Wenn man Höhen reduzieren wollte, würde man schließlich das Tone-Poti drehen – nicht das Volume.

Wie kommt es zu diesem Effekt? Warum ist er am Anfang des Drehwegs am stärksten? Und was kann man dagegen tun?

Schauen wir uns zuerst an, was in der Gitarre passiert – mit angeschlossenem Kabel:

Ein Poti ist im Grunde ein variabler Widerstand.
Mit dem Schleifer lässt sich der Gesamtwiderstand beliebig teilen – in zwei Abschnitte, R1 und R2.
Der Gesamtwert ist also R1 + R2.
Bei einem typischen Gitarrenpoti mit 250 kΩ kann z. B. R1 = 50 kΩ und R2 = 200 kΩ betragen.

Der Teil R1 bildet zusammen mit der Kabelkapazität C1 einen Tiefpass.
Dieser lässt tiefe Frequenzen passieren und dämpft hohe.
Der Kondensator C1 überbrückt bei steigender Frequenz zunehmend den Widerstand R2 – dadurch sinkt die Spannung am Ausgang.
Ergebnis: Höhen gehen verloren.

Je größer die Kapazität C1, desto stärker der Effekt.
Typische Gitarrenkabel haben etwa 90–200 pF pro Meter.
Ein 3 m langes Kabel mit 200 pF/m hat also rund 600 pF Gesamtkapazität.

Ein Rechenbeispiel

Nehmen wir ein 250 kΩ-Poti, das zu 20 % zurückgedreht ist – also R1 ≈ 50 kΩ.
Dazu ein 4 m-Kabel mit 200 pF/m → C = 800 pF.

Die Grenzfrequenz, ab der der Pegel hörbar abfällt, berechnet sich mit:

f_g = 1 / (2 × π × R × C)

Das ergibt etwa 4000 Hz.

Unser Gehör reicht (je nach Alter) bis etwa 20 kHz.
Ein Abfall ab 4 kHz ist also deutlich hörbar – der Klang verliert Brillanz, wirkt dumpfer und weniger offen.

Jetzt wissen wir, warum der Höhenverlust beim Zurückdrehen des Volumepotis auftritt.
Und im nächsten Schritt können wir uns ansehen, was man dagegen tun kann.

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