Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?
Verfasst: 09.02.2016, 23:14
moin,
ich würde gerne mal an einem Punkt zusammentragen, was beim Pickup wie den Klang beeinflusst. An vielen Ecken finde ich einzelne, teils widersprüchliche Informationen, dabei muss es doch eigentlich eindeutige elektrische/physikalische Zusammenhänge geben? Es geht also um Physik, nicht Voodo, Marken und Philosophien
Mein Ziel ist es, einem selbstgewickelten Pickup die gewünschten Eigenschaften von vorneherein mitzugeben und nicht erst nach Fertigstellung zu staunen, was da zufällig rausgekommen ist.
Ich hatte ja schon in der Pickup-Datenbank http://gitarrebassbau.de/viewtopic.php?f=32&t=4199festgestellt, daß alle Pickups mehr oder weniger dem gleichen Muster folgen: Zuerst ziemlich linearer FGang bis ca. 2 Oktaven vor der Resonanzfrequenz, dann Anstieg bis zur Resonanzfrequenz mit ca. 12 dB/Oktave, danach rascher Abfall mit ca. 18 db/Oktave.
Alle bisherigen Probanden folgten diesem Schema (so viel zum Thema bassstarke Pickups, zurückgenommene Mitten..... ) es variierten lediglich die Frequenz der Resonanzspitze und ihr Pegel relativ zum linearen Bereich.
Es geht also um die Auswirkungen Pegel, Resonanzfrequenz und Resonanzausprägung. Bisher hat mich irritiert, daß verschiedene PUs mit nahezu identischen Werten für Widerstand und Induktivität trotzdem ganz unterschiedliche Übertragungseigenschaften haben können. Es muss also noch mehr geben als L und R.
Vermutete Einflussfaktoren:
Magnet:
- Magnetmaterial (Alnico, Ferrit, Neodym, Samarium-Cobalt...)
- Position des Magneten unter Klinge/Polepieces oder als Kern in der Spule
- Auswirkung von weichmagnetischem Gedöns im/um den PU (Basisplatte, PU-Kappen...)
Spule:
- Drahtstärke
- Abstand der Wicklung vom Kern
- Anzahl der Wicklungen
- Geometrie der Wicklung (Höhe/Dicke)
- Art der Wicklung (gleichmäßig/scatterwound)
- damit auch ohmscher Widerstand, Induktivität
Ich kann den elektrischen Output mittels Geberspule nach der Lemme-Methode messen und die Ergebnisse stimmen gut mit Ergebnissen von Lemme oder Simulationen vom Onkel überein. Was ich (noch) nicht sagen kann ist, ob das den "Klang" einer abgenommen Saite auch 1:1 widerspiegelt oder ob es da noch weitere Einflussfaktoren gibt. Beispielsweise (nur mal so gesponnen), ob die Form des Magnetfeldes einen Einfluss darauf hat, in welchem Verhältnis Oberschwingungen zur Grundschwingung übertragen werden?
Gestern hatte ich meinen ersten "PU" gewickelt aus Resten, die ich noch gefunden habe: Einen Alnico-Magneten aus einem defekten Duncan SH2N, ein paar Meter Kupferdraht 0,1 mm, den ich einfach direkt um den Magneten herumgewickelt habe. Heraus kam ein niederohmiges Gebilde (nur zu Experimentalzwecken) mit ca. 460 Wicklungen/150 Ohm. Die Messung ergab folgendes Bild: Also genau die gleiche Leier wie immer, nur zu sehr hohen Frequenzen verschoben. Die Systematik hört demnach nicht bei 20 KHz auf Wenn am also einen magnetischen PU für eine Akustik bauen will, der von 80-20.000 Hz linear überträgt, wäre das zumindest eine mögliche Richtung.
Magnetposition:
Ich habe hier einige äußerst preiswerte Singlecoils rumliegen (3.- €/Stück), die mir klanglich in meiner Strat-Kopie sehr gut gefallen und die sich aufgrund des Preises (dafür bekomme ich weder Draht noch Spulenkörper noch Magnet, geschweige denn alles zusammen) gut zum Experimentieren eignen. Die Teile haben 6 Stahlstifte als Polkerne, eine recht hohe (ca. 13 mm) und flache (ca. 2,5 mm) Wicklung, unter den Polepieces klebt ein Ferrit 5,5 mm x 10 mm, 60 (jetzt 56)mm lang
Den Magneten und die Polepieces habe ich vom Pickup entfernt, die Spulenmitte aufgefräst, den Magneten leicht gekürzt (eklig bei Ferrit) und den Magneten als Klinge in die Spule gesteckt. Erwartet hatte ich einen höheren Output, weil die Feldstärke am Magnet höher ist als an den Polepieces. Absoluten Output kann ich aber mit meiner Methode nicht valide messen. Entsprechend überrascht war ich vom Ergebnis: Nicht nur, daß sich die Resonanzausprägung durch die Aktion von ca. 1 dB auf ca. 10 dB erhöht hat, auch die Resonanzfrequenz ist con 5,5 auf 9,7 KHz gestiegen Es ist die gleiche Spule und der gleiche Magnet (sogar der selbe, nur 4 mm gekürzt) wie in der ersten Messung.
Bisher bin ich davon ausgegangen, daß diese Faktoren nur von der Spule abhängig sind (naja - die Ausprägung natürlich auch von Allem, was Wirbelstromverluste verursachen kann). Also schon mal was gelernt.
Welche konkreten Zusammenhänge gibt es noch? Am Ende hätte ich gerne eine Art Matrix der verschiedenen Einflussfaktoren zu verschiedenen Auswirkungen. Ich selbst hätte gerne einen nicht brummenden PU mit hohem Output, hoher Resonanzfrequenz und eine starke Ausprägung derselben. Klar widersprechen sich einige der Anforderungen, es geht also um eine Optimierung des Kompromisses, denn leise PUs mit hoher Resonanzfrequenz gibt's ja zur Genüge Durch die äußere Beschaltung könnte ich mir das Ding dann so biegen, wie ich's gerade brauche.
Wer zweifelsfrei geklärte Zusammenhänge zwischen den Einflussfaktoren und den Auswirkungen kennt - bitte her damit
ich würde gerne mal an einem Punkt zusammentragen, was beim Pickup wie den Klang beeinflusst. An vielen Ecken finde ich einzelne, teils widersprüchliche Informationen, dabei muss es doch eigentlich eindeutige elektrische/physikalische Zusammenhänge geben? Es geht also um Physik, nicht Voodo, Marken und Philosophien
Mein Ziel ist es, einem selbstgewickelten Pickup die gewünschten Eigenschaften von vorneherein mitzugeben und nicht erst nach Fertigstellung zu staunen, was da zufällig rausgekommen ist.
Ich hatte ja schon in der Pickup-Datenbank http://gitarrebassbau.de/viewtopic.php?f=32&t=4199festgestellt, daß alle Pickups mehr oder weniger dem gleichen Muster folgen: Zuerst ziemlich linearer FGang bis ca. 2 Oktaven vor der Resonanzfrequenz, dann Anstieg bis zur Resonanzfrequenz mit ca. 12 dB/Oktave, danach rascher Abfall mit ca. 18 db/Oktave.
Alle bisherigen Probanden folgten diesem Schema (so viel zum Thema bassstarke Pickups, zurückgenommene Mitten..... ) es variierten lediglich die Frequenz der Resonanzspitze und ihr Pegel relativ zum linearen Bereich.
Es geht also um die Auswirkungen Pegel, Resonanzfrequenz und Resonanzausprägung. Bisher hat mich irritiert, daß verschiedene PUs mit nahezu identischen Werten für Widerstand und Induktivität trotzdem ganz unterschiedliche Übertragungseigenschaften haben können. Es muss also noch mehr geben als L und R.
Vermutete Einflussfaktoren:
Magnet:
- Magnetmaterial (Alnico, Ferrit, Neodym, Samarium-Cobalt...)
- Position des Magneten unter Klinge/Polepieces oder als Kern in der Spule
- Auswirkung von weichmagnetischem Gedöns im/um den PU (Basisplatte, PU-Kappen...)
Spule:
- Drahtstärke
- Abstand der Wicklung vom Kern
- Anzahl der Wicklungen
- Geometrie der Wicklung (Höhe/Dicke)
- Art der Wicklung (gleichmäßig/scatterwound)
- damit auch ohmscher Widerstand, Induktivität
Ich kann den elektrischen Output mittels Geberspule nach der Lemme-Methode messen und die Ergebnisse stimmen gut mit Ergebnissen von Lemme oder Simulationen vom Onkel überein. Was ich (noch) nicht sagen kann ist, ob das den "Klang" einer abgenommen Saite auch 1:1 widerspiegelt oder ob es da noch weitere Einflussfaktoren gibt. Beispielsweise (nur mal so gesponnen), ob die Form des Magnetfeldes einen Einfluss darauf hat, in welchem Verhältnis Oberschwingungen zur Grundschwingung übertragen werden?
Gestern hatte ich meinen ersten "PU" gewickelt aus Resten, die ich noch gefunden habe: Einen Alnico-Magneten aus einem defekten Duncan SH2N, ein paar Meter Kupferdraht 0,1 mm, den ich einfach direkt um den Magneten herumgewickelt habe. Heraus kam ein niederohmiges Gebilde (nur zu Experimentalzwecken) mit ca. 460 Wicklungen/150 Ohm. Die Messung ergab folgendes Bild: Also genau die gleiche Leier wie immer, nur zu sehr hohen Frequenzen verschoben. Die Systematik hört demnach nicht bei 20 KHz auf Wenn am also einen magnetischen PU für eine Akustik bauen will, der von 80-20.000 Hz linear überträgt, wäre das zumindest eine mögliche Richtung.
Magnetposition:
Ich habe hier einige äußerst preiswerte Singlecoils rumliegen (3.- €/Stück), die mir klanglich in meiner Strat-Kopie sehr gut gefallen und die sich aufgrund des Preises (dafür bekomme ich weder Draht noch Spulenkörper noch Magnet, geschweige denn alles zusammen) gut zum Experimentieren eignen. Die Teile haben 6 Stahlstifte als Polkerne, eine recht hohe (ca. 13 mm) und flache (ca. 2,5 mm) Wicklung, unter den Polepieces klebt ein Ferrit 5,5 mm x 10 mm, 60 (jetzt 56)mm lang
Den Magneten und die Polepieces habe ich vom Pickup entfernt, die Spulenmitte aufgefräst, den Magneten leicht gekürzt (eklig bei Ferrit) und den Magneten als Klinge in die Spule gesteckt. Erwartet hatte ich einen höheren Output, weil die Feldstärke am Magnet höher ist als an den Polepieces. Absoluten Output kann ich aber mit meiner Methode nicht valide messen. Entsprechend überrascht war ich vom Ergebnis: Nicht nur, daß sich die Resonanzausprägung durch die Aktion von ca. 1 dB auf ca. 10 dB erhöht hat, auch die Resonanzfrequenz ist con 5,5 auf 9,7 KHz gestiegen Es ist die gleiche Spule und der gleiche Magnet (sogar der selbe, nur 4 mm gekürzt) wie in der ersten Messung.
Bisher bin ich davon ausgegangen, daß diese Faktoren nur von der Spule abhängig sind (naja - die Ausprägung natürlich auch von Allem, was Wirbelstromverluste verursachen kann). Also schon mal was gelernt.
Welche konkreten Zusammenhänge gibt es noch? Am Ende hätte ich gerne eine Art Matrix der verschiedenen Einflussfaktoren zu verschiedenen Auswirkungen. Ich selbst hätte gerne einen nicht brummenden PU mit hohem Output, hoher Resonanzfrequenz und eine starke Ausprägung derselben. Klar widersprechen sich einige der Anforderungen, es geht also um eine Optimierung des Kompromisses, denn leise PUs mit hoher Resonanzfrequenz gibt's ja zur Genüge Durch die äußere Beschaltung könnte ich mir das Ding dann so biegen, wie ich's gerade brauche.
Wer zweifelsfrei geklärte Zusammenhänge zwischen den Einflussfaktoren und den Auswirkungen kennt - bitte her damit