E-Bass Nr. 2 im Eigenbau

Nach dem ersten E-Bass, der eher einen "vintage" Klang hat habe ich festgestellt, dass dieser Klang nicht zu jeder Musik passend ist und mich entschlossen einen weiteren E-Bass anzuschaffen, mit "modernerem" Klang. Ausserdem fehlt manchmal wirklich das Tonspektrum nach unten, also kam nur ein ein 5-Saiter in Frage. Ich habe lange zwischen einem Bass mit und ohne Bünde hin und her überlegt. Letztlich hab ich mich wieder für bundlos entschieden.

Piezo-Tonabnehmer oder magnetischer Tonabnehmer

Es gibt sehr viele Bässe vieler Hersteller, aber was mir bei den meisten nicht gefallen hat waren die Tonabnnehmer. Magnetische Tonabnehmer haben das immanente Problem eine Kammfilter-Charakteristik zu haben, was man durch den Einsatz von mehreren Tonabnehmern versucht etwas auszubügeln. Das klingt immer sehr unnatürlich. Dazu kommt dass der Frequenzgang, zumindest bei den hochohmgen magnetischen Tonabnehmern ein Tiefpassfilter sehr hoher Ordnung darstellt dessen Grenzfrequenz bei 4…7 KHz liegt. Das ist leicht besser als Telefonqualität, mehr aber nicht. Piezo-Abnehmer haben diese Nachteile nicht. Frequenzgänge bis oberhalb von 10 kHz sind für diese kein Problem und eine Kammfiltercharakteristik gibt es nicht. Früher waren Verstärker mit Eingangscharakteristiken für Piezos, also sehr hochohmig und mit niedrigem Rauschen, nicht verfügbar. Mit relativ neuen Entwicklungen der Verstärkertechnik ist das aber kein Problem. Leider ist bei den reichhaltigen Angeboten an e-Bässen nichts dergleichen zu finden. Die Instrumentenhersteller halten nach wie vor stur an der Tonabnehmertechnik des letzten Jahrtausends fest. Diese hat sich nur marginal weiter entwickelt: etwas bessere Magnetmaterialien zum Beispiel, aber kein Technologiesprung, es bleibt in der Kategorie Telefonqualität. Also liegt wieder mal ein Eigenbau nahe.

magnetische Tonabnehmer haben Potential

Auch mit magnetischen Tonabnehmern wären zumindest bessere Übertragungsbandbreiten möglich als der verbreitete Vintage-Schrott. Weder Materialien noch Geometrien sind hier optimiert. Alnico ist zwar in der Technik heute immernoch im Einsatz, aber nur, wo seine spezifischen Vorteile zum Zug kommen: Das sind hochtemperaturbeständigkeit und korrosionsbeständigkeit. Das bringt in einem Tonabnehmer wenig nutzen. Die Nachteile von Alnico sind leichte entmagnetisierbarkeit und starke homogenitätsprobleme bei der Herstellung, die zu starken Exemplarsteuungen führen können. Beides ist sehr schlecht für den Einsatz in einem Tonabnehmer. Die entmagnetisierbarkeit ist am stärksten in Magnetkreisen mit sehr hohem magnetischen Widerstand, also genau das was bei Tonabnehmern immer vorliegt. Der einzige Grund warum dieses Material heute noch in Tonabnehmern verarbeitet wird ist "Vintage-Ignoranz".

Da man früher keine rauscharmen Verstärker bauen konnte die man in das Instrument hätte einbauen können, war man gezwungen eine hohe Ausgangsspannung aus dem Abnehmer zu bekommen. Die absurd hohen Induktivitäten magnetischer Tonabnehemer sind aus einem Missverständnis der Technik entstanden: Man sieht das Induktionsgesetz, und das sagt dass grosses H zu grossem U führt. Dabei wird aber nicht beachtet, dass dies nur bei homogener Durchflutung der Spule gilt. Beim Messen der Induktivität ist die Durchflutung eine andere, als die statische des Kernmagneten. Für die Messung fliesst ein Strom durch die Spule, der die Durchflutung bestimmt, beim Einsatz als Tonabnehmer fliesst nur sehr wenig Strom durch die Spule, da diese hochohmig angschlossen wird. Die Durchflutung ist dann ausschliesslich durch den Kernmagneten bestimmt. In den Tonabnehmern ist diese Durchflutung in den inneren Windungen 10× grösser als in den äusseren Windungen. Je weiter man also die Wickelhöhe treibt desto geringer ist der Gewinn an Ausgangsspannung, obwohl die gemessene Induktivität mit dem Quadrat der Windungen ansteigt. Das Ergebnis dieses empirischen nicht-optimierungs-Prozesses sind nur Nachteile: Eine hohe Wickelkapazität, die eine Eigenresonanz und damit Bandbbreitenbegrenzung ergibt, ein hoher ohmscher Widerstand, der eine schlechte Spulengüte ergibt und Rauschen erzeugt, unnötig grosse Baugrösse, die zu einer strukturellen Schwächung der Biegefestigkeit des Korpus führt, und eine Störstelle für die Schalleitung ist. Mit der heutigen Verstärkertechnik ist es ausreichend einige wenige Windungen statt 5000 oder 10000 zu verwenden, was zu Spulen mit wesentlich höherer Güte und damit weitaus besserer Übertragungsbandbreite ermöglicht. Es ist kein Problem die geringere Spannung mit einem Verstärker im Instrument anzuheben. Es bleibt aber das Problem der Kammfiltercharakteristik.

Formgebung und Material

Die Formgebung des E-Basses ist nicht unwichtig, nur weil es kein Klangkörper wie bei der akustischen Gitarre gibt. Durch eine richtige Balance kann man das Instrument auf dem Knie spielen, und auch am Umhängegurt bleibt es in einer stabilen Lage. Bei sehr exotisch geformten Gitarrenkörpern es schon mal vor, dass diese Instrumente kopflastig sind und dadurch dann schwerer zu spielen sind. Für den Hals habe ich Ipé (Tabebuia serratifolia) ausgewählt. Dieses Holz hat ein extrem hohes Biegemodul, allerdings ist Ipé auch stark anisotroph, die Festigkeitswerte sind nur in der Wuchsrichtung hervorragend, sonst eher nicht. Für den Hals ist das genau das Richtige. Um die Biegefestigkeit weiter zu erhöhen und eine hohe Kriechfestigkeit zu erreichen habe ich einen Stab aus Carbonfaser von hinten in den Hals eingeklebt. Dieser ist nicht nur deutlich leichter als ein Stahlstab, sondern hat auch ein höheres E-Modul und Beigemodul. Die Einstellfähigkeit des Halses halte ich für nicht notwendig. Das geringere Gewicht der Carbonstab-Stabilisierung erleichtert es das Instrument mit guter Balance zu bauen. Markant ist bei Ipé auch die sehr geringe Feuchtedehnung. Zum Beispiel sind Ahorn oder Eiche diesbezüglich schlechter. Diese Eigenschaft von Ipé wirkt sich also positiv auf die Stimmstabilität aus. Der Hals ist durchgehend aus einem Stück, ohne Unterbrechungen für Tonabnehmer. Dadurch ist die Schalleitung optimal und reflektionsfrei zwischen den Auflagepunkten der Saite, was sich gut auf die Tonerhaltung (Sustain) vor allem der Obertöne auswirken sollte. Für den Korpus habe ich eine astreine Fichtendecke auf Pappelmultiplex verwendet. Der Korpus ist nur 35 mm stark und sehr leicht. Der Hals ist flächig aufgeleimt, nicht geschraubt.

Verstärker

Der Verstärker ist ähnlich dem des ersten E-Bass, musste aber an den Shadow SH099 angepasst werden. Dieser Tonabnehmer ist eigentlich für Konzertgitarren gebaut. Um damit eine gute Basswiedergabe bis 30 Hz hin zu bekommen muss die Eingangsimpedanz des Verstärkers sehr hoch sein. Der Tonabnehmer liefert eine recht hohe Spannung, weshalb der Verstärker nur ein Impedanzwandler mit V=1 geworden ist. Der Tonabnehmer ist unter dem Steg des Basses eingelassen. Der Steg ist aus Carbonfaserstab gefertigt, weil dieses Material ein sehr gutes Verhältnis von Festigkeit zu Dichte hat. Die Masse des Steges ist effektiv Teil eines Tiefpassfilters, das den Frequenzgang nach oben begrenzt, also muss er möglichst geringe Masse haben.

Saiten

Die Saiten sind entscheidend für den Klang, also das Obertonspektrum. Die Wahl fiel hier auf RotoSound 55. Diese Saiten sind auf einem 6-Kant-Kerndraht gewickelt was angeblich die Obertöne betont. Die Spannmechaniken sollten eigentlich wieder im Korpus statt am Halsende sein, das hat sich aber als konstruktiv nicht gut durchführbar erwiesen, und so habe ich einfach ein Satz Warwick Mechaniken eingesetzt. Dazu musste ich dann eine Platte als Halsende auf den Hals aufsetzen. Da das Halsende nach hinten abgewinkelt sein muss wäre bei einem Halsende und Hals aus einem Stück das Ipé schräg zur Faser belastet worden, was nicht optimal wäre.

Nebenresonanzen

Nebenresonanzen der Saitenteile oberhalb des Sattels und unterhalb des Stegs sind nicht nur messbar sondern auch hörbar. Eine Bedämpfung der Saiten in diesem Bereich verbessert den Klang merklich. Diese Verbesserung ist auch messtechnisch klar nachweisbar durch die Minderung einiger Resonanzpeaks. Besonders Resoanzen der Saite unterhalb des Stegs werden von dem Piezo-tonabnehmer natürlich direkt mit aufgenommen. Deshalb ist mit einem elastisch-zähen kunststoffschlauch über der Saite unterhalb des Stegs deren Schwingfähigkeit bedämpft. Bei jedem Piezo-Stegabnehmer ist eine solche Dämpfung generell dringend zu empfehlen, auch bei anderen Instrumenten. Oberhalb des Stegs ist eine Bedämpfung mit einem locker geflochtenen Baumwollfaden gemacht. Simpel, aber effektiv.

Daten

Bundlos (Frettless)
5 Saiter: HEADG
Saiten: Rotosound
 Länge total 1200 mm, 20 mm am Rollenende und 940 mm von Rolle bis Umspinnung
Saitenabstand am Sattel: 9 mm, am Tonabnehmer: 15 mm
Tiefste Saite: 867 mm Spannlänge
hochste Saite: 861 mm Spannlänge ( 6 mm schräg )
Länge: Long Scale, 864 mm
Tonabnehmer: Piezo:Shadow SH099 Piezo Pickup für Konzertgitarre
 Kapazität mit 40 cm Leitung gemessen: 640 pF.
 um 26 cm gekürzt: 600 pF
Vertärker: AD820A basiert, 9 V Batterie, 40 MOhm Eingang
Griffbrettwölbung R=180…200 mm 

2019-06-10