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Test: Fender Stratocaster Teil2

Die Elektrik der Fender Stratocaster, Teil 2

Nachdem wir uns in der letzten Folge über die elektrischen Parameter des Fender-Stratocaster-Nachdem wir uns in der letzten Folge über die elektrischen Parameter des Fender-Stratocaster-Pickups informiert haben, sollten wir heute noch schnell einen kleinen Exkurs auf die eher unbekannte magnetische Seite des Strat-Pickups wagen, denn auch hier wird bestimmt, wie höhenreich das von den Saiten angebotene Frequenz-Spektrum in elektrische Signale gewandelt wird.

Auch ohne Studium der Physikuch ohne Studium der Physikerscheint es logisch, dass die Gitarrensaite irgendwie oberhalb des Pickups (kurz PU benannt) abgenommen wird. Erkennen kann man das alleine schon daran, dass der Hals-PU einen merklich anderen Klangproduziert als der Steg-PU, da eben an anderer Stelle abgenommen. Dieses Abnehmen des Signals an einer bestimmten Saitenstelle wird auch als Abtasten tituliert. Jetzt schlage ich zweckmäßig einen Bogen zur alten Tonband-Technik. Da wissen alten Tonband-Technik. Da wissen die Älteren unter der Leserschaft noch, dass die obere Grenzfrequenz des Tonband-Apparats (neben anderem)direkt von der Spaltbreite des Tonkopfs abhing – eine geringere Spaltbreite (übrigens im Mikrometer-Bereich) führt zu mehr Höhen. Und dieses Abtastverhalten beim Tonbandtrifft jetzt auch im übertragenen Sinne auf die Saitenabnahme zu. Je schmaler die Abtastbreite bei einem PU ist, umso mehr Höhen kann der PU magnetisch aufnehmen. Dieser Fakt hat – schnell noch allgemein betrachtet -enorme Bedeutung in der Nachrichtentechnik. Es ist eine eigene mathematische Funktion – die „SI“ oder „Spalt-Funktion“, die auch hinein führt bis in die Tiefen der digitalen Signalverarbeitung und der digitalen Filter. Aber wie groß ist dieses magnetische Abtastfenster, oft auch Apertur genannt, jetzt bei dem Strat-PU? Errechnen lässt sich das nicht, man muss diese experimentell im Laborbestimmen. Da hat Professor Manfred Zollner wertvolle Arbeit geleistet, und Zollner wertvolle Arbeit geleistet, und ich entleihe mir mit seiner freundlichen Genehmigung aus seinem Buch Physik der Elektrogitarre die dazu generierte Grafik. Hier sind neben dem Strat-PU auch noch andere Singlecoil-Typen gelistet. In der Grafik Bild 1a ist der PU-Magnet zwei Millimeter von der Saite entfernt, in Bild 1b dagegen vier. Wir erkennen jetzt, wenn sich der PU den Saiten nähert, verringert sich seine Apertur (das magnetische Abtastfenster) – oder anders ausgedrückt, ein nahe den Saitenplatzierter PU generiert mehr Höhen(und ist – ohne Herleitung – auch lauter und verzerrter). Die Breite der Apertur generiert hier im Mittel final eine obere Grenzfrequenz von etwa 7 kHz und liegt damit oberhalb der7 kHz und liegt damit oberhalb der Betriebsresonanz des Strat-PUs mit seinen etwa 3,5 kHz. Dieses Apertur-Verhalten (Grenzfrequenz der Apertur größer als Grenzfrequenz der PU Betriebsresonanz)lässt sich bei allen gebräuchlichen Singlecoil-PUs feststellen. Dies sieht bei Doppelspul-PU Typen(zum Beispiel beim PAF) jedoch ganz anders aus, wie ich in einem Artikel über diesen PU-Typ noch erörtern werde.

Verhalten der Fender Stratocaster bei verschiedenen Aperturen

Verzerrungen

fender stratocaster teil 2 nichtlineares magnetfeldAlle gebräuchlichen PUs haben ein stark nichtlineares Magnetfeld (Bild2) welches in den Raum hineinragt, indem die Saitenschwingung statt findet. Folglich wird die Magnetfeldänderung einer nichtlinearen Modulation im einer nichtlinearen Modulation im Takt der Saitenschwingung unterworfen. Es ist auch leicht einzusehen, dass je weiter der PU von den Saitenentfernt ist, das Feld dort schwächer und linearer wird, der Klirr (Der Klirrfaktor beschreibt die Obertonanreicherung eines Signals) dort also abnimmt.

Die Mathematik zur Bestimmung des Klirr ist nicht sonderlich schwer herzuleiten, aber dennoch recht umfangreich. Ich überspringe diese und komme zur Quintessenz daraus: Es existieren zunächst forma lalle ganzzahligen Harmonischen im Oberwellen-Spektrum. In guter Annäherung existiert aber praktisch nur der K2 (Quadratischer Klirrfaktor)mit nennenswerter Größe, der K3 und erst recht die höheren Klirrfaktorensind kaum ausgeprägt.

Der Wert des K2 kann beim harten Saitenanschlag schon mal zehn Prozent bei den Basssaiten betragen, fällt aber dann schnell mit der geringer werdenden Saitenamplitude ab. Ein solch hocherscheinender Klirr ist übrigens bei allen magnetischen Gitarren- und Bass-PUs zu finden. Da hauptsächlich der „gutmütige“ K2 in Erscheinung tritt, ist das finale akustische Bewerten glücklicherweise weniger spektakulär als die Zahlenwerte es erscheinen lassen. Zusammen mit dem Grundton, der Größe des K2 und der in der letzten Folge kennengelernten elektrischen Filterung (Betriebsresonanz)bekommt der Singlecoil seinen typischen Klang respektive Sound. Hier beim Fender-Stratocaster-PU ein höhenreicher, brillanter Ton – ganz so, wie Leo Fender sich das vorgestellt hatte.

Durch andere Bauformendes Singlecoils, etwa in der Fender Jazzmaster, Gibsons P-90, Rickenbacker Toaster etc., erhält man dann, da andere bauliche Parameter existieren, natürlich auch einen anderen Klang.  [...]

 

Den vollständigen Testbericht gibt es im guitar Magazin Ausgabe 03 / 2020.

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