Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#76

Beitrag von capricky » 10.05.2016, 16:42

MiLe hat geschrieben:näää - das wäre doch c) ?
Nur kapiere ich bei der Bauweise noch nicht, wo da die Brummkompensation herkommen soll, ohne das Nutzsignal zu reduzieren?
Ich überlege aus dem gleichen Grund (mit anderem Vorzeichen) jetzt eher, ob nicht eine "asymetrische", einseitige Platzierung der Wicklung auf einem Spulenkörper ala Fender effektiver wäre... und ob der herkömmliche Pickup nicht deshalb nur "halbwegs" funktioniert, weil die Magneten nicht längs unter den Saiten liegen sondern hochkant stehen... ich glaube ich probier das mal, ist ja leicht.

...Aber das hilft Dir momentan auch nicht weiter und ich weiß auch grad nicht, wie ich Dir die Lampe der Erleuchtung zünden soll... :cry:

capricky

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#77

Beitrag von MiLe » 10.05.2016, 16:54

ich hab da in äteren Threads was gefunden, das ich heute noch kapieren kann ;) :idea:

Beim wie von Dir aufgebauten Stack bekommt die obere Spule vom Nutzsignal die volle Ladung ab, die untere nur recht wenig, weil weiter weg.
Vom Störsignal bekommen beide die gleiche Packung. Untere und obere Spule oop geschaltet, eliminiert sich die Störspannung, während sich das Nutzsignal nur leicht reduziert. Brumm weg, aber auch etwas Pegel gegenüber dem Zustand, wenn man nur die obere Spule schalten würde.

Unter dem Aspekt müsste ein normaler SC mit darunter liegender Dummycoil (ohne Magnet) sogar leicht effizienter sein.

Ich möchte ja aber gerne etwas mehr Output aus der Sache rausholen, deswegen die Variante mit den Face to Face montierten Magneten. Da subtrahieren sich die Störsignale und die Nutzsignale addieren sich, auch wenn wohl auch hier die untere Spule weniger abbekommt als die obere.

Genau hier lag mein Denkfehler : Ich hatte bei oop-Schaltung (brummunterdrückt) nicht den schwächeren Output der unteren Spule bedacht und bin von einem vollständigen oop-Verhalten auch für das Nutzsignal ausgegangen. Wenn die Verhältnisse an den Spulen aber sagen wir 100 oben zu 25 unten sind, ist das gar nicht sooo wild. Aber eben nicht optimal :p

Beide Versionen sowie diverse Derivate mit Eisen in den Spule oder zwischen den Spulen werden und wurden wohl auch produziert und vermarktet.

Bei Sidewindern dürfte es ähnlich laufen, nur daß hier beide Spulen das gleiche Nutzsignal abbekommen, da gleiche Position/Entfernung zur Saite. Da wäre dann N-S - N-S blöd, weil man bei oop Nutz und Schmutz eliminiert und bei ip beides addiert.

Der Onkel hat das anno 2005 mal im Gitarrenforum recht anschaulich erläutert.
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#78

Beitrag von capricky » 10.05.2016, 17:10

MiLe hat geschrieben: Beim wie von Dir aufgebauten Stack bekommt die obere Spule vom Nutzsignal die volle Ladung ab, die untere nur recht wenig, weil weiter weg.
Das ist vermutlich richtig und deshalb auch mein obiger Umkehrschluss mit dem echten Singlecoil, daß dort ein Teil der "Nutzspannung" eigentlich "gegenströmt"...

capricky

edit: Ich führ den Gedanken mal weiter - ich müsste also eine "meiner" Stackspulen vollwickeln, dann die Spulenseite wechseln und die die wieder rückwärts/entgegengesetzt/revers vollwickeln. Optimale Ausrichtung wäre Magnete liegend unter den Saiten. Das wäre dann effektiver. Soll das so einfach sein? :shock:

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#79

Beitrag von MiLe » 10.05.2016, 17:44

ich fürchte nein :(
Der einzige Unterschied wäre doch, daß Du jetzt die Polung beim Zusammenschluss ändern musst, um die Brummkompensation zu erreichen. Damit ändert sich auch wieder die Nutzsignalgeschichte.
Die Änderung der Wickelrichtung scheint wirklich nur interessant zu sein, wenn man beide Spulen-Außenwindungen am Masse legen will, was überwiegend bei der Parallenschaltung ein Vorteil ist. Hast Du selbst geschrieben ;)

Das Problem liegt wohl darin, daß für die Brummeinsteuung nur die Spule und für das Nutzsignal die Relation Spule zu Magnet antscheidend sind. Ersteres will man eliminieren, zweiteres addieren oder zumindest nix verlieren.
Also entweder untere Spule ohne Magnet und möglichst abgeschirmt vom oberen Teil (also reine Dummy-Load), oder aber den unteren Magneten drehen, damit eine N-S - S-N-Anordnung dabei herumkommt, genaugenommen ein Magnet mit Nord an beiden Enden und Süd in der Mitte. Jetz noch'n bissl Blech dazwischen und schon sind wie uns einig ;)

Genau das plane ich (und die Teile sind gerade eben angekommen (dance a) ), allerdings querliegend (als Sidewinder) in der Hoffnung, daß da die untenliegenden Spulenhälften noch etwas mehr Geschwurbel abbekommen (und somit ein höherer Output erzeugt wird) als bei einem Stack, wo ja die untere Spule recht weit von der Saite entfernt ist. Ob das wirklich so ist, kann ich aber noch nicht sagen. Aber ich kann ja notfalls wie schon geschrieben auch die Sache 90° drehen, dann habe ich den beschriebenen Stack. ;)
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#80

Beitrag von capricky » 10.05.2016, 18:32

MiLe hat geschrieben:ich fürchte nein :(
Ich fürchte immer noch ja und bedauere, dass mir das nicht eher aufgefallen ist.
Meine ersten Pickups habe ich 1966 aus alten Kopfhörern gebaut. Im Prinzip waren das auch Splitcoilhumbucker, nur wurde eben eine Tonfrequenzspannung an die Spule gegeben und die brachten dann eine Stahlmembran zum tönen. Entfernt man die Membran und wackelt über den Spulen mit einer Saite, kann man eine Tonfrequenzspannung abgreifen. Wie ich später mal las, hatte Roger Rossmeisl das schon 15 Jahre vorher aus Wehrmachtskopfhörern gemacht und so einen Pickup für Coco Schuhmann, den Auschwitzgitarristen gebaut. Ganz nebenbei dürfte das der erste Humbucker gewesen sein.
Wie auch immer... eigentlich wollte ich Dich "entwirren" (ist mir glaube ich noch nicht gelungen) und schon stecke ich im "Entdeckermodus", jottseidank ist das experimentell verhältnismäßig einfach zu überprüfen. 8)

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#81

Beitrag von MiLe » 10.05.2016, 19:54

Na dann...willkommen im Club :D

Ich hoffe nur, Du hast Dich da besser unter Kontrolle und versackst nicht so wie ich gerade - ich habe ja aber auch ein paar Jährchen Grundlagen aufzuholen.
Was mit tatsächlich weitergeholfen und einige neue Perspektiven aufgezeigt hat ist der Guitar Letter vom Onkel, den ich heute nachmittag erstmals gelesen oder besser überflogen habe. Böser Fehler, das hätte ich mal früher machen sollen.
Aber auf Deine Ergebnisse bin ich schon sehr gespannt :)
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#82

Beitrag von MiLe » 10.05.2016, 21:15

Aus der Theorie gleich in die Praxis:

Das hier
ist das Grundgerüst des Sidewinders.

2 Ferrite 6x3mm durch die 6 mm magnetisiert, beide Nordpole außen, in der Mitte treffen sie sich auf einer 3x14x57 mm Klinge.
Klinge zeigt also zu den Saiten, die Magnete nach außen.
Gemessene Feldstärke auf der Klinge: 38 mT, das ist gesund und nicht übertrieben.
Der Aufbau ist so gestaltet, daß Klingen und Spulen etwa gleich nah an die Saite kommen, das sollte für eine gute Schwurbelung hilfreich sein. Die FEMM-Simulation gibt auch grünes Licht, die Feldlinien verlaufen recht eng und gleichmäßig. Im gesamten Wickelbereich werden um die 56 mT-Bereich angezeigt.

Mit Ziel 5 KHz und +9 dB bei 569 pF und 328 KO werde ich erst mal 4000 Wicklungen auf jede Hälfte packen. Mangels Eisen im Spulenkern könnte das hinkommen und draufwickeln geht immer.
Die 2. Spule wird dann wohl etwas heißer, damit hätte ich 2 leicht unterschiedliche, brummkompensierte SCs und in Kombination einen recht heißen Humbucker. (Ziel 2000 Hz und 5 dB)
Der Wiclkungsquerschnitt beträgt 6x 5,5 = 33 mm², da sollte bis 5000 Wicklungen der 0,06er Draht reichen. Endlich weg von dem fummeligen 0,05er ;)

Und jetzt gehts an die Drehbank zum Wickeln.
Zumindest lenkt das eine Weile von den offenen Fragen bei der Messeinrichtung ab, denn da sind mir momentan die Ideen ausgegangen. Ich werde also wohl den "Wackelmotor nehmen und stabiler aufbauen, ich habe nur noch keine Ahnung, wo ich für den eine zweite Zentrierung herbekomme. Das Maß ist im Haushalt bei mir unüblich.
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#83

Beitrag von capricky » 11.05.2016, 13:26

Ick sach ma so - manchmal braucht es 50 Jahre bis ein Erkenntnisprozess sich schließt. bzw. der sprichwörtliche Groschen fällt, so wie bei mir im Laufe unserer Diskussion hier. Da gestehe ich Dir auch noch ein paar Jahrzehnte zu und ich sollte nicht ungeduldig werden! 8)
Wie Humbucker in allen Varianten funktionieren war mir schon immer klar, aber anscheinend wie Singlecoils in ihrer Unvollkommenheit es tun nicht. Dabei ist das "Problem" so kreischend "offensichtlich", das es schon weh tut :cry: . Nicht, dass jetzt irgendetwas umgeschrieben werden muss, alle Gitarristen ihre Customshop Zingelkeuls in die Tonne kloppen müssen, alles bleibt beim Alten, aber ich habe endlich Erklärungen für Beobachtungen, die ich bisher eher unter subjektive Wahrnehmungen ablegte. So z.B. die Wahrnehmung, daß die vermeintlichen billig Single Coils mit den Barrenmagneten in meinem Ohren "besser" klingen, als die Originalen mit den Magnetstäben in der Spule. Blindtests belegten, daß "Testpersonen" es oft ebenso beurteilten. Warum klingen SC Pickups mit den Magnetrods wärmer, wenn man unter ihren Boden ein Eisenblech schraubt/klebt? Jetzt habe ich endlich eine Erklärung und nach ersten primitiven Versuchen (mit Pickup in der Hand an die Saite halten) würde ich schon von von Bestätigung sprechen wollen.

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#84

Beitrag von MiLe » 11.05.2016, 16:18

also soweit ich es selbst beobachten und messen konnte, nach den Guitarletters vom Onkel und nach einiger schweißtreibender Lektüre von Zollner stellt sich das im Groben für mich so dar:

Solange zwei halbwegs ähnliche Spulen vergleichbar zum Störfeld liegen, kann man sie immer so verschalten (in phase oder oop), daß eine Brummunterdrückung erreicht wird. Der Magnet ist dabei wurscht. Die Kunst liegt darin, das Nutzsignal nicht ebenfalls zu (teil-)eliminieren.

Dazu muss eine Spule (diesmal mit Magnet betrachtet) mit ihrem Magnetfeld 180° gedreht zur anderen Spule liegen. Bei einer Polung addieren dann sich Nutzsignale während sich die Störsignale eliminieren, bei anderer Poling ist's umgekehrt.

Für das Nutzsignal sind die saitennahen Bereiche der Spule(n) relevanter als die saitenfernen ("Man" spricht von 75% zu 25%), weswegen bei einem Stack mit durchgehendem Magneten das Störsignal sich komplett, das Nutzsignal aber nur eingeschränkt auslöscht. Optimal ist aber anders. (75% - 25%)
Eine gleichartige Dummycoil anstelle der unteren Spule MIT Magnet eliminiert den Störpegel vergleichbar und knabbert weniger bis gar nicht am Nutzsignal. (75% - 0%)
Ideal wäre es, wenn beide Spulen magnetisch 180°gegeneinander gedreht zu den Saiten liegen, dann trägt die 2. Spule sogar noch etwas zum Output bei (75% + 25%), ohne daß an Draht, Wicklungs und damit Induktivität, DCR, Kapazität gedreht werden muss.
So wie ich das verstehe erreicht man das, wenn man beim Stack oder Sidewinder die Magnete Face-to-face, also Nord zu Nord oder Süd zu Süd anordnet. Ohne Stahl ist dabei allerdings die Feldführung suboptimal.

Zum Klang: Bei gegebener Wicklungszahl, Drahtstärke, somit Induktivität, DCR und Wicklungskapazität gilt:
Alles, was Wirbelströme begünstigt, senkt sowohl Resonanzfrequenz als auch Güte. Dabei gilt:
- Alnico erzeugt weniger Wirbelstrom als Stahl/Eisen/Kupfer
- Ferrit erzeugt gar keinen Wirbelstrom
- Das Material in der Spule ist entscheidender als das untendrunter oder außenrum
- durchgehende Materialien erzeugen höhere Wirbelströme als disktrete Elemente.

hohe Fs/Hohe Güte =>
- Ferritmagnetklinge als Spulenkern
- danach sollten die Alnico-Rods kommen
- danach eine Alnico-Klinge
- dann erst Stahl-Rods
- und am Schluss eine durchgehende Stahlklinge.
=> niedrige Fs/niedrige Güte

Bei unter der Spule liegenden Magneten ist das Magnetmaterial weniger wichtig, dominant dürfte hier der/die Metallkerne in der Spule sein.

Das stellt alles keine Wertung dar, erlaubt ist, was gefällt.

Jedoch sind PUs mit hoher Fs und hoher Güte klanglich flexibler, weil man mit Lastwiderstand (Potis oder Widerstände) und Lastkapazität (Kabel und Parallel-Cs) Güte und Resonanzfrequenz relativ unabhängig voneinander senken kann. Erhöhen geht leider passiv nicht.

Blöderweise sind hohe Güte und hohe Resonanzfrequenz im Clinch mit hohem Ausgangspegel, weswegen es für mich erstrebenswert ist, den PU möglichst effizient zu gestalten und sich damit ein besseres Verhältnis aus den Widersachern zu schaffen.

Dazu dient ein möglichst großer Anteil der Spulenwicklung in Saitennähe, der auch noch möglichst satt im Magnetfeld der eigenen Magneten liegt.

Das alles gilt wie gesagt bei gegebener Drahtstärke und Wicklungszahl.

Eine höhere Wicklungszahl = höhere Induktivität verringert die Resonanzfrequenz und steigert den Output.
Wie sich ein höherer Widerstand auswirkt, weiß ich noch nicht. Wenn negativ, könnte man auf die Idee kommen, einfach die gleiche Wicklungszahl mit dickerem Draht zu wickeln, kommt dann aber a) schnell zu Platzproblemen und b) wird es schwierig, eine möglichst große Drahtlänge saitennah im satten Magnetfeld zu halten. Da wird es also Grenzen geben.

Mein Schluß für meinen Wunsch-PU:
Sidewinder, Spulen um Ferritbalken gewickelt, Magnetanordnung N-S - S-N, gemeinsame Klinge senkrecht mit Polung S-S.
Störsignal wird eliminiert, Nutzsignal addiert. Inwieweit der jeweils unter dem Ferritkern liegende Teil der Spule noch geschwurbelt wird, kann ich noch nicht sagen. Da in der Tiefe der Wirklungsgrad aber eh nachlässt, ist der Punkt keine allzu große Priorität.
Mitr geht es also darum, den effektiven Teil (wirksame, saitennahe Bereiche der Wicklung möglichst zu maximieren.
Beim Sidewinder geht das, weil ich von den rund 18x60 mm einen sehr großen Teil ausnutze, ich muss von den 18 mm nur 3 für die Klinge und 2x1 für den Bobbin-Rand opfern, bleiben also 13 mm. Da ich keine Ferrite mit 6,5mm Höhe finde, lande ich am Ende bei effektiven 66x12 mm = 792 mm² Wicklungsfläche direkt unter den Saiten. Das sollte die Forderung nach Effizienz bestmöglich umsetzen. Da hierbei die Spulenoberkante mit der Klingenoberkante bündig ist und die Feldstärke der Oberkante (rund 38 mT) gut passt, kann ich auch recht nah an die Saiten ran und sollte so eine optimale Schwurbelung erzielen.
Bobbingröße also so wählen, daß die Wicklungen möglichst bis zum Rand der Klinge gehen, damit sie gut im Magnetfeld und in möglichst großer Flächge Saitennah liegen.
Baubreite <= 18 mm, damit ich 2 davon in ein HB-Format bekomme und wahlweise einen oder 2 Abnahmeounkte nutzen kann, wobei jeder Abnahmepunkt (aka Singlecoil) für sich schon brummkompensiert ist.

....und am Ende klingt's dann doch wahrscheinlich nicht so, wie ich gedacht habe ..... :badgrin:
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#85

Beitrag von MiLe » 12.05.2016, 11:15

Warnung!!

Zur Geberspulen-losen Messung von Frequenzgang und Pegel:

In meinen bisherigen Versuchen bin ich wohl vom plausiblen und relativ gleichmäßigen Kurvenverlauf geblendet worden :(

Nach vielen Versuchen mit unterschiedlichen Antriebsmotoren, Saitenabständen, Saitenlägnen und -dicken.......
stellt sich ein Grund für die weitgehende Übereinstimmung der beiden Messverfahren heraus: Es sind die gleichen!

Zufällig herausgefunden, als ich einmal vergessen hatte, das Stück Saite zu montieren, die Messkurven haben sich kaum geändert :shock: Die gemessenen Werte resultiueren also offenbar aus der Funktion der Schwingspule des Lautsprechermotors als Geberspule, nur daß die sich eben auch noch bewegt. Von wegen abgenommene Saitenschwingung :x

Dazu kam noch beim neuen Motor das Magnetfeld: Es handelt sich dabei um einen recht kräftigen Neodym-Topfmotor mit Neo-Stahl-Neo-Sandwich. Obenauf lag also ein Neo, der sein Feld nur teilweise an den Polkern abgibt und demnach auch kräftig in Richtung Saite "streut". Durch diverse Interferenzen, die zwischen den beiden Effekten entstehen, kamen die für mich zunächst unerklärlichen zappeligen Kurvenverläufe heraus. Dieses Problem konnte ich durch Umbau des Motors in den Griff bekommen, es bleibt jedoch die alles überlagernde Wirkung der Schwingspule als Geberspule.
Womöglich muss man auch bei anderen motorgetriebenen Erregungsmöglichkeiten darauf achten, ob der Motor ein Streufeld abgibt und ob dieses die Messung beeinflusst. Einfach herauszufinden, indem man die gekröpfte Welle, das Sinusrad oder was auch immer während einer Messung weglässt. Wenn dann noch relevante Mengen mV an PU herauskommen: Problem!

Meine nächsten Versuche zielen darauf, das von der Schwingspule generierte Wechselfeld hinreichend abzuschirmen mittels Kupferschirmung in und um den Schwingspulenträger mit möglichst schmalem Durchlass für denselben, aber auch wieder weit genug von der Messstelle entfernt, damit hierdurch keine Wirbelstrom-Effekte auf die Messung und den zu messenden PU wirken.
Ist also doch alles nicht so einfach wie gedacht ;)

Zur Sicherheit werde ich alle meine vorherigen diesbezüglichen Posts mit einem Warhninweis kennzeichnen, nicht daß jemand nur einen Teil des Threads liest und sich dann munter an den Nachbau macht ;)

Versucht man, die Entfernung zur Schwingspule, die ja die Saite antreibt, zu vergrößern, handelt man sich unweigerlich mechanische Übertragungsprobleme ein - die Koppelung Spulenschwingung zu Saitenschwingung wird schlechter. Geht also auch nicht.
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#86

Beitrag von capricky » 12.05.2016, 11:26

Wieso jetzt Kupfer zur Abschirmung des Lautsprechers? Es ist doch das Magneteld was stört, also sollte Mu - Metall angesagt sein... google mal "Zero Gauss Chamber"!
Mach einen Test mit nem Akkuschrauber, Du wirst erstaunt sein, wie weit das Magnetfeld selbst in einen Humbucker reicht.

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#87

Beitrag von MiLe » 12.05.2016, 12:04

Statisches-Magnetfeld: Selbst 10 Lagen 0,3 mm MU bringen da kaum Wirkung - zu schnell gesättigt. Das statische Magnetfeld auf Saitenebene konnte ich aber durch Umbau des Motors von rund 30 auf 2 mT reduzieren, das ist nicht (mehr) das Hauptproblem.

Hauptproblem ist der Einfluss der Lautsprecher-Schwingspule als Geberspule. Messung ohne Saite - PU über der Schwingspule: 10 Lagen MU 0,3 mm verringern den PU-Output nur um 16 dB, das ist noch welten zu wenig. Dazu kommt, daß die 10 Lagen durchgehend unter dem PU waren, in der Praxis brauchts ja noch eine Öffnung für die Saite. Auch eine Edrung des MU-Stapels bringt keine Änderung.
Gleiches gilt aber auch für Kupfer zwischen Schwingspule und PU. Auch wenn geerdet, ändert sich der Ausgangspegel kaum - nur die angezeigte Güte sinkt - wohl aufgrund der im Kupfer induzierten Wirbelströme, die auf den PU wirken.

Eine durchgehende, geerdete Aluplatte 40x20 cm zwischen Schwingspule und Motor bringt gerade mal 5 dB Abschirmung bei 1 KHz - ebenfalls mit Resonanzsenkung.

Zero Gauss Chamber wäre gut, aber ich muß ja aus dem geschlossenen Raum wieder raus, um die Saitenschwingung mechanisch dem PU zuzuführen.

Die Störeinsteuung ist selbst mit der Alu-Platte enorm: Im Mittel werden 15 dB Ausgangspegel PU angezeigt. Wenn ich den PU während der Messung über eine permanent angeschlagene e-Saite halte, kommen nur im Mittel um die -25 dB raus. Auch abgeschirmt liegt die Schwingspulen-Störstrahlung von 40 dB!!!!! über der Saitenschwingung. Da sieht man mal, wie effizient so eine Saite ist :D

Ich überlege nur, wie ich auf das schmale Brett gekommen bin, daß der erste Motor ohne Saite 60 dB weniger Pegel induziert hat als mit Saite. Entweder ein Messfehler, der mir gut ins Konzept gepasst hat und damit für mich glaubwürdig war, oder ich übersehe hier was.
Ich experimentiere schon mit Abständen von der Messbox/Impedanzwandler zum Motor, unterschiedlichen Ausrichtungen etc . aber momentan hab' ich keine Lösung in Sicht :(

Bei diesen Verhältnissen könnte Deine Sinusscheibe auf 2 Meter-Achse an Akkuschrauber, der weitestgehend gekapselt wird, dann am Ende doch der praktikablere Weg sein. ;)

Ich hoffe nur, daß meine Theorien zum Sidewinder nicht ähnlich buggy sind :roll:
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#88

Beitrag von MiLe » 12.05.2016, 12:11

Gerade mal wie vorgeschlagen mit dem Akkuschrauber rumgespielt: Au weia - die 2-Meter-Achse zur Sinusscheibe dürfte da kaum reichen. Mit 20 cm Abstand erzeugt der laufende Motor noch rund 60 dB mehr Pegel als die ohnehin nicht stille Umgebung, allerdings überwiegend ab 200 Hz und ansteigend.

Ich habe mal spaßeshalber einen dicken, langen Torx eingespannt, 9 mm Durchmesser, 6 sinuswellenähliche Zacken. Also eine Art unperfektes Mini-Sinusrad. Bei voller Drehzahl messe ich da ca. 113 Hz mit etwa 80 dB Störabstand, da die Störung des Motors um 113 Hz recht schwach ist.(-140 dB im Vergleich zu -90 dB um 4 KHz). Also für die Pegelmessung bei 120 Hz sollte es reichen - zu mehr leider nicht. Außer eben mit seeeehr langer Achse ;)
Oder aber mit einem Antrieb, der kein Störfeld erzeugt: Federantrieb, gebaut aus MU-Metall-Getriebe mit Beryllium-Feder ;)

schwarz: Spektrum mit laufendem Akkuschrauber in Messposition ohne Wellen-Achse
rot: Spektrum mit laufendem Akkuschrauber in Messposition mit Wellen-Achse 113 Hz
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#89

Beitrag von thoto » 12.05.2016, 12:49

Hi Michael,

so, wie es zur Zeit aussieht, hast du wohl noch zwei Möglichkeiten:

1. Du baust dir einen manuellen Antrieb für das Sinusrad mit einer Stroboskopscheibe, anhand derer du eine hinreichend genaue und konstante Drehzahl "ablesen" kannst ;)

2.) Du entwickelst eine bessere Saite, die mehr "Output" und ein ausgewogenes Frequenzspektrum an den PU überträgt. :D (damit würdest du wahrscheinlich über Nacht den Markt beherrschen, denn die werten alle PUs auf! Natürlich musst du die Vodootrommel schlagen, weil es selbstverständlich(!) spezielle Saiten für jede Musikrichtung gibt (whistle) )

Das alles ist HALB ernst gemeint, ich hätte keine Ahnung, aber ich würde die neuen Saiten gerne testen (kostet dich auch im Verhältnis zu den zu erwartenden Einnahmen FAST nichts :badgrin: )

Aber mal ernsthaft gefragt: Kann man Saiten noch verbessern? Und wenn ja, wie? (think)
Thoto
Aktuelles Projekt: viewtopic.php?p=116032

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#90

Beitrag von MiLe » 12.05.2016, 13:13

Hi Thoto, das ist gar nicht dumm gedacht :)

Klar lässt sich die Saite verbessern, zumindest für den Messaufbau: weichmagnetisches Eisen statt Stahl, wie er für Saiten verwendet wird und dickere Saiten, die auch mehr Pegel geben (ich glaube, das nennt man dann Baß :D )

Als reale Saite umgesetzt hätte man dann einen Bass, bei dem die Saiten schon beim ersten Stimmen reißen ;)
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#91

Beitrag von zappl » 12.05.2016, 23:12

Ohman, was ein gemeiner Rückschlag... :( Der Effekt ist aber eigentlich auch nur logisch. Selbst ich als "Mitleser" ärgere mich, dass ich nicht früher auf diesen Trichter gekommen bin. Aber wie kann es sein, dass dennoch eine plausible Pegelmessung möglich war? Oder ist die Plausbilität eher dem Zufall zuzurechnen gewesen? Sorry, falls ich dahingehend etwas übersehen habe. Zugegeben habe ich nicht jedes Detail deiner Ausführung in Beitrag 87 verstanden. ;)
Gruß, Sebastian
#1 #2 #3 #4

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#92

Beitrag von MiLe » 12.05.2016, 23:53

ich würd's ja gerne knapper und präziser ausdrücken, aber mein Hirn schafft das nicht, weil sich alles dreht ;)

Die Plausibilität ist ein gemeines Ding, weil sie mich Dinge sehen lässt, die ich gerne sehen will.
Ich war z.B. absolut sicher, mit dem ersten Treiber eine Vergleichsmessung ohne Saitenstück gemacht zu haben und im Vergleich zur identischen Messung mit montierter Saite einen Störabstand von 60 dB gemessen zu haben. Hätte mir das Ergebnis nicht in den Kram gepasst, hätte ich die Messung wiederholt, so hab' ich sie gerne geglaubt. Wobei ich immer noch überlege und teste, ob ich a vielleicht irgend etwas anders gemacht habe und doch zu korrekten Ergebnissen gekommen bin. Aber viel Hoffnung habe ich da nicht.

Die Pegelmessungen sind plausibel, müssen aber deswegen noch nicht stimmen: Mag sein, daß eine Lautsprecher-Schwingspule als Geberspule plausiblere Relationen anzeigzeigt, weil sie stärker ist, weil sie eine andere Feldform ausbildet, weil sie auch noch schwingt, weil sie weiter entfernt ist - ich habe - ehrlich gesagt - momentan keine Ahnung und auch eher das Gefühl, daß das Bild für mich mit jedem neuen Gedanken, den ich habe unschärfer wird. Ich glaub', ich geb auf - zumindest bis morgen :)

Ich wäre ja schon froh, wenn die Messmethode eine geberspulenmäßige FGang-Messung mit einer aussagekräftigen Absolutpegelmessung kombinieren würde (also ohne Saite, nur als andere Form der Geberspule), aber da muss ich noch viel über Magnete, Felder. etc lernen, bis ich das einschätzen kann.
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#93

Beitrag von zappl » 13.05.2016, 00:55

MiLe hat geschrieben:ich würd's ja gerne knapper und präziser ausdrücken, aber mein Hirn schafft das nicht, weil sich alles dreht ;)
Kann ich aus eigener Erfahrung gut nachvollziehen. Ich rate tief durchzuatmen, 2-3 Schritte zurücktreten und sich das Gesamtbild nochmal unverfangen anschauen. ... und ja, man sieht vorallem das was man gerne sehen möchte. So sind wir Menschen nunmal gestrickt. ;) Da ich inhaltlich leider nicht weiterhelfen kann, fällt mir nur folgende Dummheit ein:

"X-Factor, das Unfassbare. Wir leben in einer Welt, in der Traum und Wirklichkeit nah bei einander liegen, in der Tatsachen oft wie Fantasiegebilde erscheinen, die wir uns nicht erklären können. Können Sie Wahrheit und Lüge unterscheiden? ..." :lol:

Im Ernst, lass dich nicht entmutigen, mach weiter!

Hast du dich mal mit Herrn Lemme kurzgeschlossen? Seine Überlegungen und Versuche gehen sicher über sein publiziertes Material hinaus. Auch ihm fehlt sicher noch das ein oder andere Puzzleteil. Ich könnte mir vorstellen, dass ihr euch gut ergänzen würdet.
Gruß, Sebastian
#1 #2 #3 #4

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#94

Beitrag von MiLe » 13.05.2016, 01:13

Danke für die aufmunternden Worte!!
Jaja - die 2-3 Schritte trete ich mehrmals täglich zurück und bin schon froh, daß ich dabei nicht in einen Abgrund falle ;)

Da kommt auch immer wieder eine neue Idee bei rum die ausprobiert werden muss, irgendwann wird auch mal was brauchbares dabei sein. Aktuell beschäftigt mich auch mein Sidewinder, zumindest der macht sich als erster Prototyp ganz gut und scheint tatsächlich Resonanzfrequenz und Pegel effizient unter einen Hut zu bringen. Noch etwas Feintunging an den Wicklungszahlen, dann passts wohl:)

Aber daß Du mich in einem Satz mit Lemme bringst, ist vielleicht so etwas zu viel. Schließlich habe ich nahezu alles, was ich zu wissen glaube, aus seinem Buch. Den Rest versuche ich mir halt selbst zusammenzuschustern und in den letzten Tagen kommt noch etwas Onkel und Zollner dazu. Aber zum Einen mag ich es ja gerade, selbst auf etwas zu kommen, auch wenn's mich zeitweise in den Wahnsinn treibt und zum anderen glaube ich den wenigen Posts von Lemme hier zu entnehmen, daß er mehr an Erklärungen seinerseits interessiert ist als an Diskussionen. Das ist auch keine Kritik, er darf das, denn ohne ihn würde es viele Diskussionen hier wahrscheinlich gar nicht geben ;)
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#95

Beitrag von MiLe » 13.05.2016, 10:57

moin,

um mal ein Erfolgserlebnis zu haben, habe ich gerade mal einen sehr einfachen Vergleichspegel-Messer gebastelt:
Ein kleiner, batteriebetriebender Haarschneider der hier rumliegt treibt den Scherkopf mit einem kleinen Messingkopf an, der eine kleine exzentrische Achse besitzt, Rotationsdurchmesser ca. 3 mm, 7080 U/Min = 118 Hz
Entspricht also dem klassischen Aufbau eines Erregers mit gekröpfter Welle
An der Achse habe ich 2 cm Gitarren-G-Saite 0,42 mm mittels Sekundenkleber axial befestigt und damit verschiedene PUs abgetastet und per Spektrumanalyzer ausgewertet. Dabei wurde die rotierende Saite so nah an einen Pol herangeführt, daß sie ihn gerade nicht berührte. (bzw. beim vergossenen Lemme-Prototyp an's Kunststoffgehäuse). Störabstand bei 118 Hz: 35 dB.

Die Ergebnisse können u.U. als Referenz für spätere, alternative Messverfahren dienen ;)

Eine Spule meines neuen (noch underwound) Sidewinders liegend gemessen: 0 dB (gesetzt)
Eine Spule meines neuen (noch underwound) Sidewinders stehend gemessen: +2 dB
ML-Factory Singlecoil: +7 dB
SD SH4 Schraubenspule: +11 dB
Lemme Prototyp rot eine Spule: +8 dB

Angeschlossen an einen trueRMS Multimeter liegt der ML-Singlecoil bei 93 mV, der SH4 bei 140 mV. Der Spektrumanalyzer zeigt + 7 zu +11 dB, das kommt in der Größenordnung hin.

Für eine "schnell mal zwischendurch-Outputmessung" scheint dieses kleine batteriebetriebene Teil also recht gut geeignet, passt in jede Hosentasche und kostet bei Mediamarkt noch keine 15.- €. Ich werd' noch einen Abstandshalter dranbasteln und dann ist's gut.


Besonderheiten:
Beim SH4 beträgt der Pegelunterschied über einem Pol und zwischen 2 Polen bis zu 7 dB, es kommt aber auch darauf an, zwischen welchen Polen man misst, da gibt es Unterschiede. Also Obacht bei Bendings in den oberen Lagen und mit Nack-PU ;)
Bei vollständig eingedrehter und ca. 2 mm herausgedrehter Polschraube messe ich keinen Unterschied bei Messung auf dem Pol direkt. Einen gleichbleibenden Messabstand zum Spulenkörper kann ich bisher noch nicht sicher einhalten, dazu fehlt noch die Abstandshalte-Vorrichtung.

Für meinen Sidewinder bedeutet das in erster Annäherung:
Eine Spule hochkant (also normal) gemessen bringt etwas mehr Output als die Spule querliegend. Allerdings ist die Spule auch noch nicht voll, so daß die Saite liegend nicht genau so nah herankommt wie stehend.
Es dürfte aber auch eine Rolle spielen, daß bei liegender Messung der untere Teil der Spule vom Ferrritbalken etwas abgeschirmt wird, stehend befindet sich die Spule mit mehr Windungen nah an der Saite. Dennoch bin ich von dem nur geringen Unterschied überrascht, ich hätte mit 4-5 dB Unterschied gerechnet. Der untenliegende Teil der Wicklung wird also sogar noch mehr geschwurbelt als erhofft. (dance a)
Da es ja aber nur ein Teil eines späteren Mini-Humbuckers wird, werden sich die Verhältnisse mit beiden Spulen in Betrieb wahrscheinlich ändern und die liegende Montage aka Sidewinder wird effektiver. Denn in diesem Fall wird sich die Ausgangsspannung verdoppeln (beide Spulen liegen ja zu den Saiten identisch nebeneinander), während bei stehender Montage die 2. Spule weiter weg von den Saiten ist. Sindewinder ist also etwas effizienter als Stack. (dance a)

Rechnerisch kommen bei endgültiger Wicklungszahl noch 2 dB dazu, bei Serienschaltung liegend nochmal 6, ergibt relative 8 dB.
Das wäre noch einen Tick mehr als der "echte" ML Singlecoil mit seinen 7 dB, jedoch habe ich immer noch noch eine höhere Resonanzfrequenz und Güte. Mit dünnerem Draht wäre ich am Ende bei gleicher fs und Q bei einem deutlich höheren Pegel und das noiseless. Das werte ich schon mal vorläufig als vollen Erfolg - der Sidewinder mit S-N - N-S Magnetanordnung funzt also ;)
Ich gehe also weiter davon aus, daß es wesentlich effizienter nicht geht.

1dB mehr (ebenfalls mit rotierender Saite gemessen) bringt noch eine 2mm-Stahlklinge als seitlicher Abschluss anstelle der Kunststoff-Bobbin, jedoch sinken dabei auch Fs und Q etwas. Das gleiche kann ich auch mit einigen Wicklungen mehr erreichen. Da die zusätzliche Stahlklinge (bzw. 2 - links und rechts) jedoch die Endmontage erheblich erschweren werden (Gleichsinnige Magnet-Polaritäten) und ich für die Gesamtbreite von 36 mm (2 Sidewinder nebeneinander) keinen Platz mehr habe, belasse ich es beim Plexi.

Pegelmäßig komme ich an den prügellauten SD SH4 jedoch nicht ran, aber der hat auch mehr Wicklungen, mehr Induktivität (Wicklungszahl + Eisen im Kern), deutlich geringere Fs und Q und ist nicht brummkompensiert. Da ist es keine große Kunst, mehr mV rauszuhauen.
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#96

Beitrag von MiLe » 13.05.2016, 13:06

Anderes Thema: Ferquanzauslöschungen beim konventionellen Humbucker:

Herrschende Meinung ist, dass sich beim konventionellen Humbucker Gibsonscher Bauweise diejenigen Frequenzen auslöschen, bei denen die Wellenlänge 1/2 des Abstandes der beiden Abtastpole (auf eine Saite bezogen) beträgt, weil bei diesen Frequenzen gerade ein Wellenberg über dem einen und ein Wellental über dem anderen Pol liegt.
Bei 18 mm Abstand also Frequenzen mit ganzzahliger Wellenlänge x * 36 mm.

Bei der E-Saite ist also sowohl bei Lemme als auch bei Zollner von grob 3000, 6000, 12000 Hz die Rede, ausgehend von 650 mm Mensur und Standard-E-Stimmung. (Genaugenommen 2976 Hz und ganzzahlige Velfache)

Beim betrachteten Standard-Humbucker liegt aber über einem Pol ein Nord-Magnetfeld an, über dem anderen ein Süd-Magnetfeld. Bedeutet das nicht, daß gerade bei diesen Frequenzen eine Addition und keine Subtraktion stattfindet, sondern die Subtraktion/Auslöschung dadurch eben bei der vollen statt der halben Wellenlänge liegt? Also nicht bei 38, sondern bei 18 mm? Damit wären die Auslöschungsfrequenzen genau doppelt so hoch wie bisher behauptet (think)

Die Frage ist für mich interessant, weil bei meinem Doppel-Sidewinder im Gegensatz zu normalen Humbuckern die Nordpole beider Klingen nach oben zeigen, beide Abtsatpunkte der Saite gleich magnetisiert sind. Wenn ich nichts übersehe, sollten sich dadurch auch andere Abtastlücken ergeben, nämlich die bisher bekannten mit Wellenlänge 36 mm.

edit: Ich glaube, die Überlegung hat sich erledigt, weil ich einen Vorzeichenwechsel übersehen habe (bei diesen Dingern wird mir immer ganz schwindelig :oops: )
Mir hat es geholfen, mit die Situation bei niedrigen Frequenzen, also z.B einer Wellenlänge von 50 cm, vorzustellen, da sehen beide Pole in etwa die gleiche Stelle der Welle. Ein Pol leuchtet +, einer Minus. Da aber beim HB eine Spule phasengedreht angeschlossen ist (oder aber reverse wound), addieren sich die Signalanteile. Also alles korrekt, wie's beschrieben wird.
Bei meinem Duo-Sidewinder ist es auch nicht anders: Beide Pole leuchten -, beide sind aber auch in Phase angeschlossen, da ja jeder Sidewinder/Pol in sich schon brummkompensiert ist. Ich sollte also auch diesen Aspekt eines HBs (Übertragungslücken abhängig vom Polabstand) mit meinem Konstrukt reproduzieren können.
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#97

Beitrag von capricky » 13.05.2016, 13:50

Nee, das passt schon alles so beim Standard PAF Humbucker mit der Auslöschung, ich finde da keine Widersprüche.
Aber über den Sidewinder muß ich erstmal in Ruhe nachdenken und die ist gerad nicht. 8)
Vor allem nachdem ich nun "gerade" herausgefunden habe, daß ein Singlecoil als "Sidewinder", also in der Einbaulage um 90° gekippt die schlechteste aller Varianten mit bester Nutzsignalauslöschung ist. :roll: Wie ist das dann bei einem humbuckenden Doppelsidwinder? Allerdings hatte ich die schon von Bill Lawrence in echt und in SC Bauform und die haben mir sehr gefallen... (think)

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#98

Beitrag von MiLe » 13.05.2016, 14:41

ja ist doch logisch ;) :

ein normaler SC, egal ob mit Magnetrods oder untenliegendem Balken + Stahlrods einfach auf die Seite gelegt bringt kein vernünftiges Magnetfeld an die Saiten, dafür ist er nicht ausgelegt. Also Induktivität gleich, aber Schwurbelfaktor lau. Aber papp mal eine Stahlklinge unten dran die über die Dicke des PUs reicht und die bei quergelegtem PU Richtung Saiten als Klinge fungiert - schon sieht die Welt anders aus. :D

Dazu kommt, daß nicht bei allen PUs die Spulen halbwegs voll gewickelt sind. Beim Sidewinder bedeutet das, daß die Wicklung dann weiter von den Saiten weg ist, und weil nahe der Saiten am stärksten geschwurbelt wird, passiert dann auch nicht gerade viel.
Deswegen habe ich die Geometrie meiner Ferrit-/Stahlkreuze so ausgelegt, daß bei vorab nach Fs und Q eingeschätzter notwendiger Wicklungsdicke die Oberkante der Wicklung etwa das Niveau der Klinge erreicht, so ist die Wicklung optimal nah an den Saiten.
Jetzt kann ich noch etwas mit der Drahtstärke variieren und werde wohl mit Spulenpaar a) 0,06 mm einen Noiseless-Vintagestyle SC bekommen, und Spulenpaar b) mit 0,05 einen hot overwound SC und mit beiden zusammen etwas, das in Richtung des JB gehen sollte. Die SCs aber halt eben beide noiseless, mit relativ hohem Output und dazu durchgehender Klinge ohne Löcher zwischen den Polen. Als Doppelwhopper muss ich wohl noch einen R und einen C dazuschalten, um mich bez. Fs und Q auf das Niveau eines JB herunter zu begeben, dafür werde ich wohl nicht ganz dessen Output erreichen. Am Ende das Beste aus 3 Welten, also eine heiße, eierlegende Wollmilchsau - so zumindest der Plan 8)

Das Schwierigste an der Sache ist das mechanische, mit diesen 8 haarfeinen Drähtchen auf engstem Raum. Denn flach soll das Teil auch noch werden, mit allen Kabeln gerade mal 17 mm. Die sind dann eben reichlich vollgepackt mit Ferrit, Stahl und Kupferdraht. Klein Platz für Luft und auch nicht zum Verdrahten.
Da es keine Plastikbobbins gibt, müssen die Magneten und Klingen vor dem Wickeln abgerundet und isoliert werden, damit beim Wickeln nichts hängen bleibt und sich verdaddelt. Um Platz zu sparen muss ich auch wegen der gemeinsamen Klinge, die ja auch als Spulenrand fungiert, gleich ein Doppelpack auf die Maschine spannen und dann beide Spulen in einem Gang gegenläufig wickeln. Das wird ein Spaß - wahrscheinlich heute Nacht geht's los.
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#99

Beitrag von MiLe » 14.05.2016, 02:52

capricky hat geschrieben:Wie ist das dann bei einem humbuckenden Doppelsidwinder? Allerdings hatte ich die schon von Bill Lawrence in echt und in SC Bauform und die haben mir sehr gefallen... (think)

capricky
Done - guggst Du hier: http://www.gitarrebassbau.de/viewtopic. ... 488#p99488
(whistle) (dance a) :D

ach ja - und bringt liegend einige (6-7) dB mehr als stehend ;)(per rotierender Welle gemessen)
Liebe Grüße,
Michael

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Re: Pickup - physikalische Grundlagen und Zusammenhänge?

#100

Beitrag von MiLe » 17.05.2016, 11:47

ach ja - falls mal jemand den Sidewinder experimentell nachvollziehen möchte, ohne großen Aufwand zu betreiben:
2 normale, möglichst gleiche Singlecoils (egal ob mit Alnico-Rods innen oder Ferrit-Barren unten) mit gleicher Magnetpolung Basis an Basis zusammen an eine Stahlplatte heften (2 kleine Tropfen Sekundenkleber), messen/hören und staunen ;)
Nimmt man aber einen normalen und einen reverse Polarity (etwa Hals und Mitte), bleiben zwar die FGänge (bei umgekehrter Verschaltungspolung) die gleichen, jedoch fällt die Brummunterdrückung wech.
Wahlweise parallel oder seriell zusammenschalten, und schon haben wir einen humbucking PU mit einem Abtastpunkt.
Seriell verringert sich die Resonanzfrequenz ca. um den Faktor 1,42, parallel erhöht sie sich um den Faktor 1,42 verglichen mit einer Einzelspule. Meine beiden Singlecoils unterscheiden sich etwas, da wohl 1x Steg und 1x Neck, aber für's kleine Experiment wars egal.
Die Ausgangsspannungen liegen zwischen 60 und 120 mV, allerdings lässt sich da noch einiges herausholen, indem man den Bobbin-Überstand wegschleift, dann kommen die Wicklungen ca. 3 mm näher an die Saite, was eine Menge ausmachen sollte. Gar nicht mal schlecht, und angesichts der Resonanzfrequenzen würde ich das Ganze noch etwas heißer wickeln, um am Ende bei 2100+4200 Hz zu landen. Kürzere Slugs würden in dieser Anwendung das Megnatfeld auch etwas besser konzentrieren. 200 mV serieller Output sollten mit beiden Maßnahmen drin sein, das ist ein mehr als ordentlicher Wert. Der Faktor ResonanzfrequenzxOutput ist mal richtig klasse.

Interessant ist besonders die parallele Verschaltung: Entgegen einem normalen HB ergeben sich im Vergleich zur Singlecoil-Schaltung keine Abtastlücken, weil die Apertur die gleiche bleibt. Wir haben also tatsächlich eine vollwertigen Humbucker mit einem Abtastpunkt und 2 verchiedenen Resonanzfrequenzen, eine doppelt so hoch wie die andere.
Das Ganze ergibt extrem billig eine interessante PU, die Stahlkinge in der Mitte kostet beim Trashcontainer mehr als ein SC bei ML-Factory
Zusammen 10.- €, kann man wohl kaum so billig selbst wickeln. Wer noch etwas Stahl ca. 3mm rumliegen hat, bekommt das Ganze für knappe 6.- €. (+ 1 Tropfen Sekundenkleber ;) :shock:
Liebe Grüße,
Michael

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