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Gitarren-Tonabnehmer

Wie funktioniert ein magnetischer Tonabnehmer?

Die heute bei den meisten Elektrogitarren eingesetzten Tonabnehmer funktionieren nach dem elektromagnetischen Prinzip. Dabei werden die Schwingungen der Saiten in entsprechende Wechselspannungen umgewandelt.
Ein Tonabnehmer besteht aus ein oder mehreren Stabmagneten. Diese erzeugen ein Gleichstromfeld. Darin befindet sich eine Spule aus vielen Kupferdrahtwindungen. Durch die Schwingenden der (Stahl-)Saiten der Gitarre werden die elektromagnetischen Feldlinien im Rhythmus der Saitenschwingungen verformt. Schwingt die Saite, so ändert sich der magnetische Fluss durch die Spule. Nach dem Induktionsgesetz wird dadurch eine Spannung erzeugt.
Die Höhe der induzierten Spannung ist proportional der Schnelle der Saitenschwingung. Die Höhe der induzierten Spannung ist außerdem abhängig von der Stärke der Magneten im Tonabnehmer, dem Material und dem Querschnitt der Saiten. Die Schwingungen senkrecht zum Korpus der Gitarre erzeugen eine höhere Spannung als solche quer zum Korpus.

Warum ist ein Humbucker-Tonabnehmer unempfindlich gegen Störungen?

Einspulen-Tonabnehmer (Single Coil PU), wie sie hauptsächlich in Fender-Gitarren eingebaut sind, haben einen entscheidenen Nachteil: sie reagieren empfindlich auf äußere Störsignale. Der Doppelspulen-Tonabnehmer (Humbucker, erfunden von der Firma Gibson) hat diesen Nachteil nicht. Erreicht wird dies durch zwei Tonabnehmer, deren genau gleiche Spulen gegensinnig in Reihe geschaltet sind. Durch dieses Schaltungsprinzip werden die durch äußere Störfelder induzierten Spannungen kompensiert.

Ein Nebeneffekt: Das Magnetfeld durchfließt beide Spulen in verschiedenen Richtungen und addiert damit die von den Saiten erzeugten Spannungen, es ergibt sich eine doppelt so hohe Ausgangsspannung wie beim Einspulen-Tonabnehmer. Erreicht wird dies durch gegensinnig gepolte Magneten in den beiden Spulen.

Warum klingt die Gitarre an einer Stereo-Anlage so dumpf?

Sicherlich haben einige nach dem Kauf einer E-Gitarre einfach mal probiert, die Gitarre am Linear-Eingang der Stereo-Anlage zu betreiben. Leider klingt es da recht dumpf. Warum ist das so?
Elektrisch gesehen ist ein magnetischer Gitarrentonabnehmer eine Wechselspannungsquelle mit einem nachfolgenden RLC-Netzwerk, frequenzmäßig ein Tiefpass. Dieser begrenzt die übertragenden Frequenzen auf eine bestimmte Grenzfrequenz. Charkteristisch ist eine Freuquenzüberhöhung vor dem starken Abfall der Spannung bei der Grenzfrequenz (< 8 kHz). Diese Frequenzüberhöhung wird Resonanzfrequenz genannt. Die Resonanzfrequenz ist stark abhängig vom Belastungswiderstand des Tonabnehmers. Wie auf dem folgenden Bild zu sehen ist, nimmt die Überhöhung mit einem sinkenden Belastungswiderstand stark ab.

Der Belastungswiderstand (Eingangswiderstand) eines Gitarrenverstärkers beträgt im allgemeinen 500kOhm bis 1 MOhm. Damit wird die Freuenzüberhöhung praktisch nicht beeinflußt (siehe Skizze: Kurve für 1 MOhm ). Der Eingangswiderstand einer Stereo-Anlage aber beträgt im allgemeinen 47 kOhm. Wie man sieht, ist der Frequenzgang damit stark beienflußt, die hohen Frequenzen werden stark gedämpft. Es klingt dumpf.

Wie kann man die Klangfarbe des Tonabnehmers ändern?

Auf die Klangfarbe eines Tonabnehmers hat die Lage der Resonanzfrequenz einen starken Einfluß.
Parallel zum Tonabnehmer geschaltete Kapazitäten beeinflussen die Resonanzfrequenz, da sie sich zur Spulenkapazität addieren. Damit läßt sich die Frequenzüberhöhung verschieben. Das bewirkt eine Veränderung der Klangfarbe. Handelsübliche Kapzitäten zwischen 150pF und 10nF sind hierfür einsetzbar.

Im obigen Diagramm sind schematisch die verschiedenen Frequenzverläufe dargestellt.
Jede Gitarre mit einem Ton-Poti läßt sich mit einem Drehschalter (anstatt des Ton-Potis) ausrüsten. Damit kann auf die verschiedenen Kondensatoren umgeschaltet werden.

Tonabnehmer-Anschlußdrahtfarben für Humbucker

Die Anschlußdrähte der Humbucker-Tonabnehmer vieler Hersteller sind vieradrig herausgeführt und lassen sich daher auch als Single-Coils verschalten. Daher hier die Farben der Drähte und deren Bedeutung von einigen bekannten Herstellern:

Wer mehr wissenwill zur Gitarren-Elektronik, findet dies auf der  Seite von Helmuth Lemme

nformationen und Kommentare zu fast allen am Markt käuflichen elektrischen Tonabnehmern findet man auf der Seite:
The Electric Guitar Pickup Database

Bei Rockinger (Hannover) gibt es ein paar gute Informationen zu Pickups. U.a. gibt es dort eine CD mit Sound-Beispielen von vielen Pickups.

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Zuletzt geändert am: 08. Februar 2016