„Gitarrenverstärker“ – Versionsunterschied

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== Weblinks ==
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*[http://www.piller.at/music Röhren und Verstärker FAQ]
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Version vom 18. November 2007, 13:42 Uhr

Ein Gitarrenverstärker ist ein elektronisches Gerät zur Verstärkung des Klanges einer Gitarre bzw. einer elektrischen Gitarre.

Comboverstärker der Marke VOX (Valvetronix AD60VT)

Der Gitarrenverstärker soll im Fall der elektrischen Gitarre wesentlich zur Klangbildung beitragen und nicht klangneutral verstärken. Der Musiker betrachtet den Gitarrenverstärker häufig als Teil seines Musikinstruments und setzt ihn ein, um seinem Spiel Ausdruck zu verleihen. Das Signal des Gitarrentonabnehmers wird dabei über ein Kabel oder auch über eine Funkapparatur an den Verstärker übertragen.

Kategorien

Gitarrenverstärker lassen sich in folgende Kategorien einordnen:

  • Nach der Bauart (Combo - offen oder geschlossen - , Topteil, Vor- und Endstufe getrennt, Racksystem),
  • Nach dem Einsatzzweck (für E-Gitarre, E-Bass, akustische Gitarre, Übungs-, Studio- und Bühnenverstärker),
  • Nach der Verwendung der verstärkenden Bauteile (Elektronenröhre, Halbleiter oder beides („Hybrid“)),
  • Nach der vorwiegenden Klangcharakteristik („clean“, verzerrt, „britisch“ oder „amerikanisch“).

Bei den im Handel erhältlichen Gitarrenverstärkern können praktisch alle Kategorien miteinander kombiniert sein, mit Schwerpunkten bei der einen oder anderen Kategorie. Dieses erklärt die große Vielfalt des Angebots.

Aufbau eines Gitarrenverstärkers

Datei:Gitarrenverstärker-Schema.png
Stark vereinfachtes Blockschaltbild eines typischen Gitarrenverstärkers in Röhrentechnik. Verdeutlicht wird der Signalfluss und die Anordnung der verstärkenden Bauteile (hier Triode und Pentode) sowie die Anordnung der Stellelemente (hier Potentiometer). Nicht dargestellt ist u.a. die Stromversorgung mit Netztransformator, Gleichrichter und Siebkondensatoren.


Die einzelnen Komponenten eines Gitarrenverstärkers sind der Eingang (Signaleingang), meistens realisiert durch eine Verbindung mit einem 6,35-mm-Mono-Klinkenstecker, Vorverstärkung mit Lautstärkesteller („Gain“), Klangsteller (Equalizer) zur Anhebung oder Absenkung einzelner Frequenzbereiche (Bass, Mitten, Höhen) (lineare Verzerrung), Endverstärkerstufe, Lautsprechersystem, Stromversorgung (Netzteil).
Das Lautsprechersystem besteht üblicherweise aus 8" bis 15" (Zoll) Lautsprechern, so ist zum Beispiel eine typische Marshallbox mit 4 Lautsprechern zu je 12" ausgestattet und mit 100 bis über 400 Watt RMS-Leistung belastbar.
In vielen Geräten ist eine sogenannte Hallspirale (Federhall) zur Erzeugung künstlichen Nachhalls eingebaut. Vereinzelt werden weitere Effekte wie Chorus und Tremolo integriert.

Gitarrenverstärker gibt es in verschiedenen Leistungsstufen von etwa 5 Watt (epiphone Junior) bis über 300 Watt (Crate BV300H) Ausgangsleistung. Noch größere Ausgangsleistungen sind in der Regel nicht sinnvoll, da in größeren Bühneninstallationen die Instrumente über die Beschallungsanlage übertragen werden.

Nichtlineare Verzerrung

Eine nichtlineare Verzerrung des Signals ist in bestimmten Arten der Popmusik, insbesondere in der Rockmusik erwünscht und wird durch gezieltes Übersteuern des Gitarrenverstärkers oder einzelner Verstärkerstufen innerhalb des Gitarrenverstärkers erreicht. Die Übersteuerung der Vorstufe wird von den Herstellern als Distortion bezeichnet, die Übersteuerung der Endstufe wird als Overdrive bezeichnet. Dabei können diese in Kombination erfolgen und sich auch in der Signalkette beeinflussen. Die Verzerrung kann auch außerhalb des Gitarrenverstärkers in vorgeschalteten Effektgeräten erfolgen, in der Regel durch einen Verzerrer.

Die Verzerrung in der Vorstufe komprimiert das Signal stärker (wie z. B. beim Heavy Metal verwendet), während bei Endstufenverzerrung hier mehr Dynamik, ähnlich dem Clean-Sound, übrigbleibt (wie z. B. bei Blues/Rock).

Der verzerrte Betrieb aller Stufen des Gitarrenverstärkers führt ohne besondere Maßnahmen zu einem Betrieb bei sehr großer Lautstärke. Wenn dieses nicht erwünscht ist, aber dennoch der gesamte Verstärker verzerren soll, kann dem Lautsprecher ein Widerstandsnetzwerk vorgeschaltet werden, das den größten Teil des Ausgangssignals in Wärme umwandelt und dem Lautsprecher nur einen Bruchteil der Ausgangsleistung zuführt (Power-Soak). Alternativ führt eine Leistungsreduktion in der Endstufe (z. B. durch eine Reduzierung der Betriebsspannung der Röhren) zum gewünschten Ergebnis. In allen Fällen muss jedoch bedacht werden, dass bei einer Verringerung der Gesamtlautstärke die nichtlinearen Verzerrungen des Lautsprechers, die ebenso zum Klang beitragen wie die Verzerrungen der Endstufe, zwangsläufig abnehmen.

Bauarten

Comboverstärker

Comboverstärker
Miniverstärker Rockman aus den 80er Jahren

Beim Comboverstärker (kurz: Combo) sind Elektronik und ein oder mehrere Lautsprecher in einem gemeinsamen Gehäuse montiert. Das Gehäuse kann hinten geöffnet oder geschlossen sein, was Auswirkungen auf die Klangcharakteristik des Verstärkers hat. Die frühen Gitarrenverstärker waren zumeist von dieser Bauart. Der Combo hat meistens den Vorteil des geringeren Gewichts und der leichteren Handhabbarkeit gegenüber anderen Bauarten. Die Ausgangsleistung bewegt sich in der Regel im Bereich von 10 bis 100 Watt. Es gibt jedoch auch sehr kleine, batteriebetriebene Combos, die sich gut zum Üben eignen und auch mit einem Kopfhörer betrieben werden können wie z. B. der Rockman, der von Tom Scholz, Gründer der Rockgruppe Boston, in den 80er Jahren entwickelt wurde.

Topteil & Lautsprecher

Sind Verstärker und Box getrennt, so spricht man von Topteil (englisch Head) und Box (englisch Cabinet). Sind die genannten Teile aufeinandergestapelt, so spricht man von einem Turm (englisch Stack). Hier unterteilt man wiederum in einen Half-Stack (Verstärker mit einer Box) und einen Full-Stack (Verstärker steht auf 2 Boxen). Bei den Boxen der sogenannten Stacks handelt es sich üblicherweise um Einheiten mit jeweils 4 mal 12"-Gitarrenlautsprecher. Es gibt allerdings auch 1x12"-, 2x12"- oder 4x10"-Boxen.

Rack (Vor- & Endstufe)

In traditionellen Verstärkern bilden Vor- und Endstufe eine Einheit. Es gibt aber auch zahlreiche Varianten, in denen Vor- und Endstufe eigene Einheiten bilden. Diese werden zumeist in 19" (Zoll) Racksystemen eingebaut.

  • Beispiele (Vorstufe)
    • Marshall JMP 1
    • Mesa/Boogie Triaxis
  • Beispiele (Endstufe)
    • Mesa/Boogie Strategy 500
    • Peavey Classic 50/50

Röhre

Bei Röhrenverstärkern werden zur Verstärkung des Signals Elektronenröhren eingesetzt. Obwohl in der Elektronik üblicherweise heutzutage nur noch selten Röhren eingesetzt werden (aufgrund von Größe, Gewicht, Wärmeentwicklung, Langzeitstabilität und aufwendiger Spannungsversorgung), ist das bei Gitarrenverstärkern anders: Röhrenverstärker erzeugen einen warmen, druckvollen Klang, der bei Transistorverstärkern nur mit viel zusätzlicher aufwändiger Schaltungstechnik (teilweise selbst dann noch nicht) erreichbar ist.

Über die Dynamik hinausgehend hat hier das Verhalten bei Übersteuerung („Overdrive“) des Verstärkers besondere Bedeutung: Dieses ist ein Zustand, in dem so starke Signale erzeugt werden, dass der Verstärker nicht mehr in der Lage ist, sie originalgetreu wiederzugeben. Die Folge ist eine Verzerrung des Signals.

Dabei lassen sich – bedingt durch den quasi modularen Aufbau moderner Röhrenverstärker (eine oder zwei hintereinandergeschaltete „Vorstufen“ sowie eine „Endstufe“) – unterschiedliche Verzerrungen erzeugen. Die Vorstufen werden üblicherweise mit Triodensystemen (Doppeltrioden ECC81, ECC82, ECC83) realisiert, die Endstufen mit Leistungspentoden (6L6, 6V6, EL84, EL34 u.a.). Übersteuert man die Vorstufe, erhält man schon ein verzerrtes Signal am Eingang der Endstufe und kann so, indem man die Endstufe herunterregelt, dieses verzerrte Signal mit relativ geringer Spannung an die Lautsprecher leiten. Von Vorteil ist dabei die geringe Gesamtlautstärke, allerdings ist der Klang verglichen mit dem einer verzerrenden Endstufe auch nicht derselbe.

Bei den ersten Röhrenverstärkern aus den 1950er Jahren konnte man die Vorstufen kaum übersteuern, sondern die Verzerrung wurde dadurch erreicht, dass man den Verstärker so laut wie möglich einstellte. Das bedeutet, die Endstufenröhren wurden übersteuert und der Übertrager (Transformator zwischen Röhren und Lautsprecher) ging in die Sättigung, was den berühmten Klang von Gitarristen wie etwa Jimi Hendrix oder Alvin Lee (Ten Years After) ausmachte.

Würde man solch ein Signal als Kurve auf einem Oszilloskop-Bildschirm darstellen, dann würde man sehen, dass die Signalspitzen mit steigender Leistung allmählich abgeflacht werden.

Nachrichtentechnisch gesprochen werden dem Signal bei Röhren zunehmend geradzahlige harmonische Obertöne hinzugefügt, das Signal wird also zunehmend weich begrenzt. Der Transistorverstärker dagegen arbeitet bis zu seiner Maximalleistung linear. Wird er übersteuert, setzt die Begrenzung („Clipping“) schlagartig ein und es treten plötzlich ungeradzahlige, harmonische Obertöne auf.

Der Höreindruck des verzerrten Röhrenverstärkers ist dichter, lauter, rauer, „fetziger“ als bei nicht übersteuerter Einstellung. Dieser Klang ist in allen Sparten der Rockmusik äußerst wichtig und als typischer „E-Gitarren-Sound“ nicht mehr wegzudenken (z. B.: Hard Rock, Heavy Metal).

Aufgrund der Dynamik von Röhren gilt folgende Faustregel: Gleiche Ausgangsleistung --> Röhre klingt doppelt so laut wie entsprechende Transistorleistung. Allerdings ist dabei zu beachten, dass die Lautstärke mit steigender Ausgangsleistung nur logarithmisch ansteigt. Ein 100-Watt-Verstärker ist also nicht doppelt so laut wie ein 50-Watt-Verstärker.

  • Vergleich zu 50 Watt:
    • 40 Watt ist 94% so laut wie 50 Watt
    • 25 Watt ist 81% so laut wie 50 Watt
    • 15 Watt ist 70% so laut wie 50 Watt
    • 5 Watt ist 50% so laut wie 50 Watt
    • 1 Watt ist 31% so laut wie 50 Watt

Die endgültig mit einem Verstärker zu erzielende Lautstärke ist noch von weiteren Faktoren abhängig. Ein entscheidender Faktor ist der Wirkungsgrad des angeschlossenen Lautsprechers und die Bauweise der Box. Eine Steigerung des Wirkungsgrades um 6 dB erzielt einen höheren Schalldruckpegel als die Verdoppelung der Verstärkerleistung und kann darüber hinaus durch die Veränderung des Frequenzverlaufes die Dynamik und den Klangcharakter erheblich beeinflussen. Ein Lautsprecher mit 10 dB höherem Wirkungsgrad verdoppelt in etwa die wahrgenommene Lautstärke. Gitarrenlautsprecherboxen werden üblicherweise mit ihrer Eigenresonanz betrieben, d.h. sie werden nicht bedämpft. Ganz im Gegensatz zu HIFI-Boxen, die dem Musiksignal möglichst keinen Eigenklang zumischen sollen. Das Resonanzverhalten des mitschwingenden Resonanzkörpers, üblicherweise aus Holz, ist ein weiterer Grund für die höhere Lautstärke und den „warmen“ Klang bei gleicher zugeführter Leistung, im Gegensatz zu passiven Verstärkerkombinationen.

Eine besondere Bauweise von kleinen Gitarrenverstärkern sind die sogenannten Single Ended Verstärker. Sie sind üblicherweise in Class A Technik aufgebaut. Das bedeutet das Endstufensignal wird durch nur eine Röhre erzeugt, durch die in Ruhe der halbe Betriebsstrom fließt. (Positive Halbwelle -mehr Strom, negative Halbwelle -weniger Strom). Somit ist die Leistungsaufnahme immer gleich und sie werden ohne Nutzsignalabgabe heiß.
Dadurch sind sie in der Leistung zwar begrenzt, zeichnen sich aber durch eine große klangliche Flexibilität aus. Außerdem schwören Gitarristen auf den ClassA-Ton aufgrund fehlender Übernahmeverzerrungen im Gegensatz zu ClassB-Verstärkern bei denen jeweils eine Röhre die positive und die negative Halbwelle des Musiksignals übernimmt. Die Endstufenröhre kann hierbei ohne großen Aufwand durch eine andere unterschiedliche Bauform gewechselt werden, sofern die Röhrensockel übereinstimmen.
Durch den Tausch einer 6L6 Endstufenröhre in eine 6V6, EL34, KT88 oder sogar EL84 ändert sich nicht nur die Leistung des Verstärkers sondern auch sein Klangverhalten erheblich. In der Regel müssen die Endstufenröhren noch nicht einmal neu eingemessen werden.

Es kann ebenfalls ein Klangunterschied erreicht werden, indem man Röhren unterschiedlicher Hersteller benutzt. Elektrisch gesehen, sind diese zwar alle gleich, erzeugen aber einen anderen Klang. Ursache dafür sind mehr oder weniger enge Fertigungstoleranzen.

Transistor

Rocktron Transistorverstärker R120 DSP

Bei Transistorverstärkern kommen maßgeblich Transistoren (z. B. MOSFET-Schaltungen) zur Verstärkung zum Einsatz.

  • Beispiel:

Hybrid

Eine weitere Variante ist der Hybridverstärker. Seit den achtziger Jahren ist die Variante verbreitet, bei der in der Vorstufe Röhren eingesetzt werden, während die Leistungsstufe mit Transistoren betrieben wird.

Hybridverstärker können aber umgekehrt auch Transistorvor- und Röhrenendstufe vereinigen - wenn mehr Wert auf Endstufenklang gelegt wird. Diese Konstruktionsweise war vor allem in den siebziger Jahren populär.

  • Beispiele:
    • Die meisten Verstärker der Firma Music Man (natürlich vor der Übernahme durch Ernie Ball)
    • Manche Peavey-Verstärker, z. B. der 'Classic'-Serie

Simulator

Die Firma Roland simulierte erstmals erfolgreich durch integrierte Rechnermodelle vollständige, durch Mikrofone akustisch abgenommene Gitarrenverstärker der verschiedensten Bauarten und Firmen. Die Firma Line 6 machte dieses Verfahren populär. Bei dieser Technik werden DSPs (Digitale Signalprozessoren) verwendet um über mathematische Modelle das Verhalten von Röhrenverstärkern nachzubilden. Sie werden auch als Modeling-Amps bezeichnet.

Heutzutage gibt es zahlreiche Gitarrenverstärker, die diese Methode der Klangerzeugung anwenden. Aufgrund der größeren Flexibilität und Klangvielfalt verdrängen diese Verstärker mehr und mehr die klassischen Gitarrenverstärker. Bisher konnten Modeling-Amps auf der Bühne die klassischen Röhrenverstärkern jedoch noch nicht umfassend ablösen. Ein alternatives Ergebnis bietet die Firma Tech21, welche die Amp-Rechenmodelle wiederun per Computer in eine reelle Schaltung aus Elektronikbauteilen umrechneten um damit ebenfalls sehr reelle Sounds zu generieren.

  • Beispiele:
    • Roland VGA-7
    • Line 6 Vetta
    • Behringer V-Ampire LX1200H, Behringer V-Tone GM108
    • Fender G-DEC Familie, die zusätzlich auch eine digitale Bandbegleitung bietet

Im Oktober 2007 stellte Line 6 in Zusammenarbeit mit Reinhold Bogner mit dem sogenannten SpiverValve 112/212 erstmals einen Modeling-Combo auf Vollröhren-Basis vor, der den Klang klassischer und hochwertiger Röhrenamps nahezu identisch nachempfinden soll.

Hersteller

Bekannte Hersteller von Gitarrenverstärkern bzw. Lautsprechern sind unter anderem (in alphabetischer Reihenfolge):

Literatur

  • W. Teder: Gitarrenverstärker in Transistortechnik. Aachen 1987, Elektor Verlag GmbH, ISBN 3-921-60852-X
  • Helmuth Lemme: Gitarrenverstärker-Sound. Pflaum-Verlag München 1994, ISBN 3-790-50717-2
  • Rainer zur Linde: Röhrenverstärker für Gitarren und HiFi. Aachen 1986, Elektor Verlag GmbH, ISBN 3-921-60841-4

Siehe auch