Elektrische Verstärkung

Jahrzehntelang mussten Bassisten unverstärkt gegen die Lautstärke ganzer Bigbands anspielen. Ein häufig aussichtsloser Kampf um das Gehörtwerden begleitete den Kontrabass durch fast alle Epochen der Jazzgeschichte hindurch. Heute sind Tonabnehmer- und Verstärkersysteme für Kontrabassisten selbstverständliches Zubehör. Mit dem Lautstärkepegel einer Band mitzuhalten, stellt inzwischen kein großes technisches Problem mehr dar; nur noch selten trifft man einen Bassisten, der sein Instrument nicht mit einem Tonabnehmer ausgestattet hat. Dennoch ist die elektrische Verstärkung eines so komplexen akustischen Instrumentes wie dem Kontrabass alles andere als trivial; und je nach Situation und Anforderungen wird dabei auf unterschiedliche Abnahmeverfahren und Wiedergabesysteme zurückgegriffen. Die meisten Systeme sind weit davon entfernt, den unverstärkten Klang des Instruments authentisch zu reproduzieren. Aber: Authentizität ist nicht das alleinige Kriterium, an dem Bassisten die Qualität der Verstärkung messen. Das Durchsetzungsvermögen des verstärkten Sounds innerhalb der Band und die Lautstärke sind weitere Aspekte, die bei der Wahl des Tonabnehmers und der Verstärkeranlage eine Rolle spielen.

Die zur elektrischen Verstärkung eines Musikinstrumentes üblichen elektrischen Signalgeber, also Tonabnehmer oder Mikrofone, lassen sich in drei Kategorien der Schallwandlung einteilen. Als erstes sind die Mikrofone zu nennen: sie nehmen den vom Instrument abgestrahlten Luftschall auf, und setzten ihn in elektrische Spannung um. Heute finden hauptsächlich dynamische und Kondensator-Mikrofone Verwendung. Die meisten dynmischen Mikrofone sind sog. Tauchspulenmikrofone. An einer Membran ist eine Schwingspule fest befestigt. Wird die Membran durch den auftreffenden Schall in Schwingungen versetzt, taucht die Spule die in einen ringförmigen Schlitz eines Dauermagneten hinein, wodurch (proportional zur Schwingung) Wechselspannung induziert wird. Vereinfacht ist dies das umgekehrte Prinzip eines Lautsprechers. Dynamische Mikrofone sind sehr robust und werden hauptsächlich als Bühnen- und Gesangsmikros für den Live-Einsatz verwendet.
Kondensatormikrofone haben eine Membran aus metalliiertem Kunststoff oder Blattgold, die zusammen mit einer Gegenelektrode einen Kondensator bildet. Die vom Luftschall erzeugten Schwingungen der Membran ändern den Abstand zwischen diesen Elektroden und damit die elektrische Spannung, die anschließend verstärkt wird.
Kondensatormikrofone gelten allgemein als bessere Schallwandler. Sie eignen sich sehr gut für die Abnahme von akustischen Instrumenten, und werden bevorzugt in Studios eingesetzt. Sie haben einen größeren Frequenzsumfang und einen lineareren Frequenzgang als dynamische Mikrofone, und im Gegensatz zu dynamischen Mikrofonen lassen sich auch sehr kleine und leichte Kapseln herstellen, was sie für eine Anbringung am Instrument prädestiniert. Allerdings benötigen stets eine Stromversorgung durch einen Vorverstärker (Preamp) oder eingebaute Batterien bzw. eine Phantomspeisung.

Kontaktmikrofone werden direkt auf dem Instrument angebracht. Dort nehmen sie nicht den Luftschall, sondern den Körperschall des Instrumentes auf. Bei Kontaktmikrofonen sind die Mikrofonkapseln in einem Gehäuse untergebracht, das mit Klebemasse auf der Decke oder dem Steg befestigt wird, und verhindert, daß zusätzlich Luftschall von außen an die Kapsel gelangt.

Ebenfalls in die Kategorie der Körperschallwandler gehören piezoelektrische Tonabnehmer (das Wort „Piezo“ stammt aus dem Griechischem und bedeutet „Druck“). Bestimmte Kristalle (Seignettesalz) und Keramiken (Bariumtitanat, Bleizirkonattitanat) besitzen die Eigenschaft, bei mechanischer Deformation oder Druckeinwirkung an ihrer Oberfläche eine elektrische Ladung zu erzeugen. Dieses Phänomen macht man sich zur Schallwandlung zu Nutze.
Piezokeramische Biegeschwinger bestehen aus einer keramischen Schicht, die auf Metallplättchen oder Biegestreifen (z.B. Messing) aufgebracht wird. Der populäre Kontrabasstonabnehmer Fishman BP 100 ist ein solcher Biegeschwinger. Bei piezokeramischen Dickenschwingern, wie zum Beispiel dem Underwood-Tonabnehmer, sorgt ein Massekörper auf der keramischen Schicht für zusätzliche Krafteinwirkung und somit zusätzliche Empfindlichkeit. Neben den piezokeramischen Sensoren gibt es auch Piezo-Sensoren aus Polymeren wie Polyvinylidenflourid-Film (PVDF). Dieser Kunstoff hat, wenn er vorpolarisiert wird, piezoelektrische Eigenschaften und eignet sich, mit einer Metallschicht versehen, als Schallwandler für Kontakttonabnehmer.
Da piezoelekrische Tonabnehmer keine Luft-, sondern Körperschallwellen in elektrische Spannung umsetzen, sind sie im Vergleich zu Mikrofonen unempfindlicher gegen Rückkopplung. Anders als magnetische Tonabnehmer setzen sie auch keine Stahlsaiten voraus – ein weiterer großer Vorteil. Piezo-Elemente sind sehr billige Bauteile, und kommen übrigens auch in Glasbruch-Alarmanlagen, elektronischen Feuerzeugen, sowie – quasi „umgekehrt“ – als Lautsprecher und Summer in Spielzeug und akustischen Glückwunschkarten zum Einsatz.

Neben den piezoelektrischen Tonabnehmern, die die Mehrzahl der heute angebotenen Körperschallwandler darstellen, gibt es noch weitere Technolgien, so z.B. Elektret-Tonabnehmer (BBand Statement) sowie elektrostatische (Schertler StatB) und elektrodynamische Tonabnehmer (Schertler DynB). In ihrer Handhabung unterscheiden sie sich jedoch nicht grundsätzlich von anderen Kontakttonabnehmern.
Bei den unterschiedlichen Kontakttonabnehmer-Modellen ist neben der Qualität von Verarbeitung und Bauteilen die Positionierung von grundlegender Bedeutung für das Ergebnis des verstärkten Klanges. Je nach Bauart überwiegen Signalanteile der Saiten oder vom Korpus des Instruments. Der Steg spielt bei der Klangbildung des Basses als Brücke zwischen Saiten und Korpus eine zentrale Rolle, weshalb auch die meisten Modelle am Steg angebracht werden. Die Schwingungen im Steg lassen sich im Wesentlichen drei Richtungen bzw. Kraftlinien zuordnen: der senkrechten Bewegung zwischen Saiten und Decke, der rechtwinklig dazu verlaufenden Pendelbewegung von rechts nach links, und außerdem die Bewegung in Richtung des Saitenzugs. Während im Oberteil, in unmittelbarer Nähe der schwingenden Saiten, sich noch eine Vielzahl verschiedener Schwingungen überlagern, dominieren die senkrechten Schwingungen in Richtung der Stegfüße zunehmend. Eine praktische Bedeutung hat dies vorallem für die Platzierung von Tonabnehmern. Je nach Position des Tonabnehmers haben die verschiedenen Ebenen unerschiedlichen Anteil am verstärkten Klang. Tonabnehmer, die im oder am oberen Teil Stegs (also in Saitennähe) angebracht werden, neigen dazu, einen hohen Anteil von Finger- und Griffbrettgeräusche zu übertragen. Der Klang ist hier eher höhenreich und definiert, während er bei der Positionierung im unteren Bereich des Steges oder auf der Decke tendenziell eher runder, aber auch weniger transparent ist.

Magnetische Tonabnehmer schließlich stellen eine dritte Kategorie dar. Sie nehmen weder den Luft- noch den Körperschall, sondern die Schwingungen der Saiten auf. Sie bestehen im wesentlichen aus einem (oder mehreren) Permanentmagneten, in deren Feld sich ein Spule aus zahlreichen Windungen dünnen Kupferdrahts befindet. Kommt eine Stahlsaite (oder eine Saite aus einem anderen ferromagnetischen Material) in die Nähe dieser Spule, wird dadurch der Verlauf der magnetischen Feldlinien verändert. In der Spule wird dadurch Induktionsspannung erzeugt. Die Schwingungen der Saiten werden somit direkt in elektrische Wechselpannung umgewandelt.
Nach einem auf dem ersten Blick ähnlichen, aber dennoch grundlegend anderen Prinzip arbeitet der elektrodynamische StringAmp-Tonabnehmer, bei dem „die Saite der Tonabnehmer ist“, wie es der dänische Entwickler Michael Edinger beschreibt. Hierfür werden am unteren Endes des Griffbretts sorgfältig kalibrierte Dauermagneten angebracht, und die Saiten (die leitfähig für elektrischen Strom, aber nicht magnetisch sein müssen) einzeln mit einem speziellen Vorverstärker verbunden. Durch die Bewegung der Saiten im Magnetfeld der Dauermagneten wird in den Saiten selbst Spannung induziert, die von dem Vorverstärker verstärkt wird.

Eine Antwort auf Elektrische Verstärkung

  1. Michael Wächter sagt:

    Hallo Jonas,
    deine Seite gefällt mir. Liebe Grüsse Michael

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