Der „Spirit AmpMan classic“ von Hughes & Kettner

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• Innenansichten •
• Die Vorstufe •
• Messungen an der Endstufe

Im Folgenden die Beschreibung von Unter­suchung des neu gekauften Pedalboard-Verstärkers „Hughes & Kettner Amp­Man classic“ – mit Messungen wie auch mit Ansichten des geöffneten Gerätes. 

Innenansichten

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• Real zu sehen •
• Auf der Platine entdeckt

Die haupt­säch­liche Arbeit bei der Unter­suchung des Gerätes bestand in Messungen.  Vor und zwischen diesen Messungen wurde das Gerät natür­lich auch geöffnet und begut­achtet. 

Real zu sehen

Beim ersten Öffnen beschränkte sich der Autor auf das Entfernen der Rückwand und die Begutachtung der Platinenrückseite – siehe die folgende Abb. 1.1: 

Der Voll­ständigkeit und besseren Orien­tierung wegen wurden noch die Bezeichnungen von Schaltern, Potentio­metern und Anschlüssen auf das Foto geschrieben.  Insgesamt sind alle von außen zugänglichen Bedien­elemente auf der Platine gut zu erkennen – Potentio­meter, Fußschalter, Buchsen, Schalter und die LEDs. 

Die unter­schied­liche Anzahl der Anschlüsse an den verschiedenen Potentio­metern gab zunächst Rätsel auf.  Ein einfaches oder „Mono“-Potentio­meter hat normaler­weise drei Anschlüsse – ob es sich hier bei dem vierten Anschluss um einen Masse-Kontakt, eine Verbindung zur Mitte der Potentio­meter­bahn oder einfach um einen Dummy-Anschluss handelt, konnte hier (ohne Kenntnis der Schaltung) erst nach Durch­messen eines Potentio­meters fest­gestellt werden – der vierte Pin ist tatsächlich nur ein Dummy-Anschluss und läuft ins Leere. 

Wenn das Potentio­meter sechs Anschlüsse hat, kann man jedoch relativ eindeutig von einem doppelten, Tandem- bzw. „Stereo“-Potentio­meter ausgehen. 

Die folgende Tabelle 1.1 listet die einzelnen Potentio­meter (an der Ober­seite des Gerätes) auf und versucht, Gründe für die Ver­wendung von Tandem-Potentio­meter zu finden: 

Tabelle 1.1: Unter­schied­liche Anschluss­zahlen der ver­schie­de­nen Potentio­meter und Erklärungs­versuche zu deren Funktion. 

Regler	R	Pins	Funktion
Gain	50 kΩ linear, Tandem	6	zweistufiger Gain­regler?
Tone	50 kΩ linear, Tandem	6	zwei Klangregler Pre-Gain vs. Post-Gain?
Resonance	20 kΩ linear	4	interne Endstufen-GK Bässe?
Presence	20 kΩ linear	4	interne Endstufen-GK Höhen?
Sagging	50 kΩ log., Tandem	6	doppelter gegenläufiger Pegelregler?
Volume	20 kΩ linear	4	Pegelregler
Boost	20 kΩ linear	4	Pegelregler über 6 dB
Master	20 kΩ linear	4	Pegelregler

Die Werte der Potentio­meter wurden aller­dings erst nach dem voll­ständigen Öffnen des Gerätes ausgelesen. 

Ansonsten erkennt man in Abb. 1.1 auf der Unter­seite der Platine noch den (liegend montierten) Haupt­elko (Mitte rechts, der Kabel­binder), die beiden Koppel­konden­satoren für den XLR-Aus­gang (zwei Kreise mit einem mittigen Minus­zeichen in der Nähe der XLR-Buchse) und den 20-polige Kontakt­reihe des „Spirit Tone Gene­rator“-Schalt­kreises (Mitte unten, unter dem Barcode-Aufkleber) sowie weitere Elkos und etwa 40 recht­eckige Bauelemente – vermut­lich Folien­konden­satoren.  Das lässt vermuten, dass die gesamte weitere Schaltung (eben mit Aus­nahme der die verschiedenen Verstärkermodelle und deren verschiedenen Kanäle prägenden Folien­konden­satoren) in SMD ausgeführt wurde. 

Auf der Platine entdeckt

Irgendwann wurde das Gerät doch zur Gänze geöffnet (die Poti­knöpfe von unten mit einem Stofftaschentuch umwickelt und vorsichtig abgezogen) und die Oberseite der Platine foto­gra­fiert (siehe die folgende Abbildung 1.2): 

Die Platine wurde nach zu bestimmenden Bau­ele­men­ten abgesucht – und zusätz­liche In­for­mationen (Daten­blätter) im Netz gefunden: 

3307:

Viele Doppel-Operations­verstärker MC33072 zur ana­logen Signal­verarbeitung – deren spezielle Eigen­schaft ist die Eignung für eine (asymmetrische) Betriebs­spannung von beispiels­weise 15 V. 

AS7315A:

Spannungs­stabilisator 15 V – z. B. für die Operations­verstärker. 

LM2594:

„Step-Down-Converter“ – Wandelt die hohe Betriebs­spannung von 24 V ohne größere Leistungs­verluste in eine kleinere Spannung (z. B. 3,3 V oder 5 V für die Digital­schalt­kreise?) um. 

Atmel MEGA328PB:

8-Bit Micro­controller – der übernimmt dann wohl die Steuer­vorgänge innerhalb des Gerätes

Analog Devices ADAU1701:

Sigma-DSP 28-/56-Bit Signal­prozessor – für die ach so analoge „Red Box“?

Spaß beiseite:  Verwendet wird eine Laut­sprecher­simulation „Red Box AE+“ (Ambience Emu­lator Plus) – diese „Red Box“ arbeitet „digital“ (das heißt, zeit- und wert­diskret und mit Berech­nungen des Signal­verlaufs). 

Vermut­lich wird das Aus­gangs­signal im Signal­prozessor mit der gewünschten Impuls­antwort (des Laut­sprechers und des Raumes) gefaltet.  Das ist – zumindest mit der Nach­bildung des Raum­klanges – „authen­tischer“ und auch deut­lich auf­wendiger als eine analoge Filterung mit einer Hand voll Filtern aus Operations­verstärkern. 

Im Übrigen ist die not­wendige Latenz – wenn man sich auf eine Faltung beschränkt, den Signal­verarbeitung eher klein – für die Nach­bildung des Direkt­signals (Nach­bildung des Signal­weges vom Gitarren­laut­sprecher direkt ins Mikrofon) ist, abgesehen von AD- und DA-Wandler, keine Signal­berechnung notwendig; ledig­lich die dazu­addierten Signale, die die Impuls­antwort des Raumes nach­bilden sollen, unter­liegen natürlich der gleichen Ver­zögerung wie auch in der „analogen“ Vor­lage.

Leider gibt das Daten­blatt des Gerätes über die Latenzen am XLR-Ausgang keine Aus­kunft. 

TPA3128D2:

Ein „Class-D Amplifier 2 × 30 W into 8 Ω“ – die eigentliche End­stufe. 

Vermut­lich wurden beide Kanäle des Schalt­kreises parallel­geschaltet (sogenannter PTBL-Modus).  Dafür spricht, dass, wie im Daten­blatt des Schalt­kreises die Eingänge des zweiten Kanals auf Masse gelegt wurden. 

CMO53B:

Vier Schalt­kreise mit der Kenn­zeichnung CMO53B und vom Typ CD4053B; Audio­schalter 3 Ebenen, 2 Positionen – es müssen wohl die je sechs Potentio­meter jedes Kanals (je drei einfache und drei Tandem­potentiometer) auf den gekapselten und nur einmal vorhandenen Spirit ^TM -Schalt­kreis umgeschaltet werden. 

Folien­konden­satoren:

Ebenso kann man vermuten, dass die verschiedenen Folien­kondensatoren – händisch aufgelötet – die verschiedenen klanglichen Voreinstellungen beider Kanäle prägen, ebenfalls über die CD4053B umgeschaltet werden. 

Der „Spirit Tone Gene­rator“-Schalt­kreis:

Die klang­liche Raffinesse findet sich in einem ver­kapselten Modul mit 20 Anschlüssen („Spirit-Tone-Generator“),

Hier leuchtet jetzt (bei ausgeschaltetem Gerät) nichts mehr, hinter dem durch­schei­nen­den Gehäuse wird eine eher normale doppel­seitige Platine sichtbar, die – senkrecht stehend – über 20 Anschluss­pins mit der Hauptplatine verlötet ist. 

Dabei sind die Folien­kondensatoren, wie sie sich auf der Hauptplatine befinden, für die „Plastebox“ mit dem „Spirit-Tone-Generator“ zu groß. 

Insgesamt ist wohl davon auszugehen, dass der gesamte „Spirit Tone Gene­rator“-Schalt­kreis einmal vorhanden ist und sowohl die Regler der beiden Kanäle als auch die klang­prägenden Konden­satoren beim Kanal­wechsel umge­schaltet werden.  Möglicherweise werden aber auch Teile des „Spirit Tone Gene­rators“ beim Kanalwechsel aktiviert oder deaktiviert (z.B. zusätz­liche Zerr­stufen für den Kanal B). 

Nach der Betrachtung des Innen­lebens (des Gerätes), Zurück­lehnen und Durch­atmen musste sich der Autor aber von der Vor­stellung ver­ab­schieden, hier nach bester Nachlöter­manier irgend­eine Schaltung oder irgend­welche Schaltungs­details mit Fotos und eigenem Auge etc. auslesen zu können. 

„Tjuning“, „Modschoh“ und ähnliche Träumereien haben sich für diesen Stand der Technik bzw. für diese Art von Klang­werk­zeugen erledigt (auch wenn der Ersatz der linearen Kanal­volumen­regler durch loga­rith­mische sinn­voll wäre).  Allein schon das Aus­lesen der gesamten Schaltung – Voraus­setzung für sinn­volles Modi­fizieren – dürfte die meis­ten Bastler wie z.B. auch den Autor deutlich überfordern.  Inso­fern bleiben nur Ausprobieren und viel­leicht geduldiges Messen. 

Abgesehen davon ist das Gerät sehr solide und den modernen Tech­no­logien folgend aufgebaut (SMD für Widerstände und Halbleiter, stabile Mehr­lagen­platine, alle Bau­elemente sind auf der Platine ver­lötet, die Fuß­taster haben keine feste mechanische Ver­bindung mit der Platine). 

Die Vorstufe

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• TL;DR bzw. Fazit im Voraus •
• Aus dem Daten­blatt •
• Messungen an der Vorstufe

TL;DR bzw. Fazit im Voraus

Zur Untersuchung der Vorstufe des Vorverstärkers im Hughes & Kettner Amp­Man classic die Zusammenfassung im Voraus: 

Sinn der Untersuchung

Mit manuellen Messungen und dem ein­ge­schränk­ten Equip­ment des Autors sowie ohne Schalt­plan kann man dem Gerät in seiner Komplexität kaum gerecht werden – für jeden Reg­ler und Schal­ter des Vor­ver­stärkers ( Tone, Resonance, Presence, Sagging und Boost) müssten etwa fünf Frequenz­gang­dia­gramme händisch (idealer­weise in Terz­schritten) aus­ge­messen werden. 

Hier findet der Leser nur Stichproben. 

Klangregelung

An diesem Punkt droht allerdings ein Miss­verständnis – die Klang­regler des Gerätes dienen weniger als vom Verhalten des Vorverstärkers getrennte Klang­filter, sondern sollen die unter­schied­lichen, in ein oder mehrere Parameter abstrahierten Klangcharaktere verschiedener (historischer) Verstärker (Klang­filter pre­boost und post­boost im Preamp Gegen­kopplung für Bässe und Höhen in der End­stufe, End­stufen­cliping) in einem oder mehreren Klangstellern (Tone, Resonance, Presence und Sag­ging) abzubilden. 

Es kann sein, dass man bei diesem Verstärker etwas „umdenken“ und lernen bzw. verlernen muss, „mit dem Kopf zu hören“. 

Aus dem Daten­blatt

Die technische Betrachtung (bevor irgend­etwas gemessen wird) beginnt nach dem Versuch eines Block­diagramms (siehe weiter unten) zunächst mit den Daten, die der Hersteller in der Betriebs­anleitung zur Ver­fügung stellt. 

Um hier nicht die gesamte komplexe Daten­tabelle aus dem Daten­blatt nach­basteln zu müssen, werden die rele­vanten Informa­tio­nen bereichs­weise in eine Liste über­nommen und dort kommen­tiert: 

Input:

• Klinken­buchse 6,3 mm; unsymmetrisch;  R_Eing. = 1 MΩ

• Sensitivity (Clean, alle Potentio­meter in Mittelstellung, Master in Maximalstellung):  −13 dBV bzw. 0,2 V_sin / 0,6 V_pp (Spitze-Spitze)

• maximaler Level:  0 dBV bzw. 1 V_sin / 2,8 V_pp

Ein maximaler Pegel am Geräte­eingang von 0 dBV weist darauf hin, dass der „AmpMan“ sich an dieser Stelle eben nicht wie ein „normaler“ Verstärker verhält.  Es ist nicht möglich, den „AmpMan“ (beispiels­weise mit einem Treble Booster) im Eingang „zu über­fahren“ – vermut­lich werden nicht erst die Zerrstufen im internen „Spirit Tone Gene­rator“ über­steuert, sondern bereits ein Operations­verstärker in der Eingangs­stufe des Gerätes. 

FX Send:

• Klinken­buchse 6,3 mm; unsymmetrisch;  R_Ausg. = 220 Ω

• Nominaler Level (Clean, alle Potentio­meter in Mittelstellung, Tone-Regler auf Minimum):  −6 dBV bzw.(0,5 V_sin / 1,4 V_pp)

• maximaler Level:  +10 dBV bzw.(≈ 3 V_sin / 9 V_pp)

Ein maximaler Pegel am Effekt­ausgang von 10 dBV (das heißt, etwa 3 V Sinus bzw. etwa 9 V Spitze-Spitze) wäre für Boden­effekt­geräte (mit einer Betriebs­spannung von 9 V) schon deut­lich zu viel; hier sind wohl genauere Messungen sinnvoll. 

FX Return:

• Klinken­buchse 6,3 mm; unsymmetrisch;  R_Eing. = 20 kΩ

• Sensitivity (Clean, alle Potentio­meter in Mittelstellung, Master in Maximalstellung):  −6 dBV bzw. 0,5 V_sin / 1,4 V_sin

• maximaler Level:  +9 dBV bzw. 2,8 V_sin / 8 V_sin)

Bei einem Mindest­pegel von −6 dBV (Voll­aus­steuerung bei Master in Maximal­stellung) bzw. könnte eine Maximal­verstärkung der End­stufe von etwa dreißig ( Vollaussteuerung mit 25 W an 8 Ω, d. h. Vollaussteuerung bei 14 V_eff) unter Umständen zu gering sein: 

Bei der Unter­suchung des Clean-Kanals bzw. Kanal A mit Sinus-Signalen unter­schied­licher Frequenz (siehe Tabelle 1.11) wurde am FX Send bei unverzerrter Wieder­gabe ein Signal­pegel von etwa 0,9 V Spitze-Spitze bzw. 0,32 V Sinus bzw. -10 dBV gemessen.  Hier sollte die Verstärkung der End­stufe noch einmal nach­gemessen werden. 

Messungen an der Vorstufe

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• Grenzen der Mess­genauig­keit •
• Frequenzgänge Vorstufe •
• Maximale Volumina für Cleansounds •
• Einstellschemata und Maximalpegel Overdrive •
• Volumenregler der Kanäle

Zunächst wurde die Vor­stufe des „Amp­Man classic“ unter­sucht.  Das Gerät hat zwischen dem Ein­gang und dem FX Send zwei Kanäle mit identisch bezeichneten Reg­lern, die jeweils das klang­liche Verhalten eines voll­ständigen Röhren­verstärkers (d. h. dessen Vor- und End­stufe) nach­bilden sollen.  Unter­sucht wurde jeweils nur die Nach­bildung des „Preamp-Bereiches“ (des nachgebildeten Röhrenverstärkers)“ – das heißt, die Regler „Resonance“, „Presence“ und „Sagging“ waren auf null gedreht. 

Im Folgenden geht es so ledig­lich um die Eigen­schaften des Tone-Reglers und des Kanal­volumen­reglers.  Der Tone-Regler sorgt für die klang­liche Prägung in der Vorstufe, während mit dem Kanal­volumen­regler die unterschiedlichen Lautstärken der beiden Kanäle aneinander und an den Einschleifweg angepasst werden sollen (klingt banal, ist aber u.U. schwierig). 

Grenzen der Mess­genauig­keit

Zu den Messungen am Gerät ein offenes Wort vorweg:  Das „Mess-Equipment, das dem Autor zur Ver­fügung stand (Windows-PC mit Vorverstärker bzw. Vor­schalt­gerät, Sound­karte und Oszillos­kopen­soft­ware), ist für professionelle Tests nicht voll­ständig geeignet – bei den gemessenen Spannungen muss mit Mess­fehlern im Bereich von 5 % bis 10 % gerechnet werden (was bei den gemessenen Leistungen auf Mess­fehler im Bereich von 10 % bis 20 % hinaus­läuft). 

Frequenzgänge Vorstufe

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• Frequenz­gang Kanal A •
• Frequenz­gang Kanal B •
• Zwischen­stand

Begonnen wurde damit, die Frequenzgänge der Vorstufe in Abhängigkeit von der Einstellung des Tone-Reglers zu ermitteln. 

Dazu wurden mehrere Frequenz­gang­diagramme ausgemessen, das heißt, für eine Reihe von Frequenzen (von 49 Hz bis 6,4 kHz im Terzabstand; 22 Messungen) wurde die Ver­stärkung der Vorstufe des Gerätes (vom Instrumenten­eingang bis zum FX Send) ermittelt.  Dabei musste immer mit darauf geachtet werden, dass die Vor­stufe nicht übersteuert und die verzerrten Aus­gangs­signale die Messungen ver­fälschen.  Die Messungen wurden für jeden Kanal, für drei verschiedene Stellungen des Tone-Reglers (links, in der Mitte, rechts) und mit oder ohne akti­vierten Boost durch­ge­führt. 

Frequenz­gang Kanal A

Begonnen wurde mit Kanal A, zuerst die gemessenen Frequenz­gänge in Abb. 1.4; anschließend (zugeklappt) die Tabellen Tab. 1.2, Tab. 1.3 und Tab. 1.4 mit den Mess­werten. 

Mess­werte zu den Diagrammen in Abb. 1.4 und Abb. 1.5. 

Tabelle 1.2: Mess­werte der Frequenz­gang­messung im Kanal A:
Gain auf Mitte, Tone auf Mitte

f [Hz]	uE [mV]	uStd. [mV]	uBoost [mV]
49	101	14	43
64	103	20	69
80	105	25	91
99	106	32	116
125	106	41	152
160	107	49	184
199	107	54	197
249	54	28	128
320	54	28	130
399	45	29	132
499	27	15	78
640	27	17	87
799	27	19	89
998	27	23	112
1250	22	22	107
1599	16	20	97
1998	16	23	107
2498	16	27	112
3198	22	40	129
3998	22	41	119
4998	22	39	103
6398	22	34	76

Tabelle 1.3: Mess­werte der Frequenz­gang­messung im Kanal A:
Gain auf Mitte, Tone auf Links

f [Hz]	uE [mV]	uStd. [mV]	uBoost [mV]
49	102	14	44
64	104	21	70
80	105	27	95
99	106	23	122
125	106	44	162
160	53	28	117
199	32	19	86
249	32	20	94
320	32	21	101
399	32	22	106
499	32	23	114
640	27	21	107
799	27	23	119
998	16	16	85
1250	16	19	94
1599	16	22	107
1998	16	25	115
2498	16	28	117
3198	16	31	113
3998	16	32	102
4998	16	30	85
6398	16	26	60

Tabelle 1.4: Mess­werte der Frequenz­gang­messung im Kanal A:
Gain auf Mitte, Tone auf Rechts

f [Hz]	uE [mV]	uStd. [mV]	uBoost [mV]
49	102	12	39
64	104	18	62
80	105	23	82
99	106	28	105
125	106	35	135
160	54	21	90
199	54	22	99
249	54	20	94
320	54	17	81
399	54	14	66
499	27	5,2	27
530	26,8	4,6	24,3
565	26,8	4,3	22,4
601	26,8	4,0	21
640	26,8	3,9	20
676	26,8	3,8	20
715	26,8	4,0	21
757	26,8	4,3	22,4
799	16	2,9	16
998	16	4,7	25
1250	16	7,3	38
1599	16	11	54
1998	16	14	68
2498	16	18	77
3198	16	21	81
3998	16	22	76
4998	16	22	65
6398	16	19	46

Dazu ein paar Anmerkungen:  Kanal A hat einen ansteigenden Frequenz­gang, eine dem­gegen­über eher dezente Bass­absenkung (20 dB pro Dekade ab etwa 200 Hz) sowie eine leichte Höhen­absenkung ab 3 kHz bis 4 kHz (ebenfalls 20 dB pro Dekade).  Beides lässt den Kanal eher für geringere Ver­zerrungen geeignet erscheinen. 

Tone-Regler nach rechts:

Mit der Einstellung des Tone-Regler nach rechts kommt eine deutliche Mitten­absenkung (bis zu 13 dB, bei 700 Hz)dazu.  Die Absenkung ist breit – kein Notch­filter – und mit Anstiegen etwas größer 20 dB pro Dekade.  Es kann sein, dass hier das charakter­istische klang­liche Ver­hal­ten eines Tone-Stacks (passive Klang­regler­schaltung in Gitarren­verstärkern) ins­besondere von Fender-Verstärkern der „Blackface“-Ära nach­ge­bildet werden soll. 

Tone-Regler mittig oder nach links

Beide Frequenz­gänge sind ähnlich, das Mittenloch fällt fast weg.  Es kann aber sein, dass sich lineare Klangformungen vor und hinter einer Zerr­stufe (beispiels­weise Mitten­anhebungen vor und Mitten­absenkungen hinter der Zerr­stufe) auf­heben, und man das bei der unverzerrten Messung gar nicht messen kann. 

Abgesehen davon wurden auch nur drei Positionen des Tone-Reglers unter­sucht. 

Der Boost

Der Boost ist fast frequenz­linear und mit einer Anhebung von etwa 12 dB bis 14 dB relativ hoch (mehr als doppelt so laut). 

Das Diagramm in der folgenden Abb. 1.5 zeigt nun die aus Abb. 1.4 heraus­gerechnete Aus­wirkung des Boost-Modus' auf den Frequenz­gang.  Neben den zum Teil deut­lichen Mess­fehlern (ins­besondere bei 200 Hz) ist er­kenn­bar, dass der Boost recht hoch ist (etwa 12 dB) und in seinem Frequenz­gang von der Einstellung des Tone-Reglers unabhängig ist.  Weiterhin ist er fast Frequenz­linear. 

Frequenz­gang Kanal B

Die gleichen Messungen wurden auch an Kanal B (dem eigent­lichen Zerr­kanal) durch­ge­führt.  Hier war es etwas schwieriger, „unverzerrt zu messen“ bzw. es gibt auch deut­lichere Mess­fehler. 

Auch hier zuerst die gemessenen Frequenz­gänge in Abb. 1.6; anschließend (zugeklappt) die Tabellen Tab. 1.5, Tab. 1.6 und Tab. 1.7 mit den Mess­werten. 

Mess­werte zu den Diagrammen in Abb. 1.6 und Abb. 1.7. 

Tabelle 1.5: Mess­werte der Frequenz­gang­messung im Kanal B:
Gain auf 2 („9:00 Uhr“), Tone auf Mitte

f [Hz]	uE [mV]	uStd. [mV]	uBoost [mV]
49	102	10	59
64	103	18	129
80	26	7,1	70
99	26	11	125
125	27	18	214
160	27	23	260
199	11	9,3	129
318	5,4	5	70
399	5,4	5,5	77
499	5,5	6,3	85
640	5,4	7,6	100
799	5,4	9,2	118
998	5,4	11	138
1250	5,4	13	156
1599	5,4	15	172
1998	5,6	16	175
2498	5,4	17	164
3198	5,5	18	148
3998	5,5	17	126
4998	5,5	16	101
6398	5,4	14	70

Tabelle 1.6: Mess­werte der Frequenz­gang­messung im Kanal B:
Gain auf 2 („9:00 Uhr“), Tone auf Links

f [Hz]	uE [mV]	uStd. [mV]	uBoost [mV]
49	102	11	65
64	52	10	77
80	26	7,7	76
99	26	13	139
125	26	21	237
160	27	26	290
199	11	11	149
249	11	11	150
320	5,4	6,1	86
399	5,4	7,8	93
499	5,4	8,7	103
640	5,4	9,1	118
799	5,4	11	134
998	5,4	12	152
1250	5,4	14	166
1599	5,4	16	178
1998	5,4	17	177
2498	5,4	18	168
3198	5,4	18	150
3998	5,3	17	127
4998	11	32	176
6398	11	28	129

Tabelle 1.7: Mess­werte der Frequenz­gang­messung im Kanal B:
Gain auf 2 („9:00 Uhr“), Tone auf Rechts

f [Hz]	uE [mV]	uStd. [mV]	uBoost [mV]
49	101	10	61
64	52	9	72
80	52	14	133
99	26	12	129
125	27	18	215
160	27	21	247
199	11	8,1	113
249	11	7,2	97
320	5,4	3,1	43
399	5,4	2,8	37
499	5,4	2,7	35
640	5,4	3,4	44
799	5,4	4,6	60
998	5,4	6,3	81
1250	5,4	8,2	102
1599	5,4	10	118
1998	5,4	12	126
2498	5,4	13	125
3198	5,4	13	114
3998	5,4	13	98
4998	5,4	12	77
6398	5,4	11	53

Auch hier wieder Anmerkungen, auch im Vergleich der beiden Kanäle.  Die Frequenz­gänge ähneln erkenn­bar denen des Kanals A – wenig Unter­schiede zwischen den Einstellungen des Tone-Reglers auf „links“ und „Mitte", ein Mitten­loch für die Tone-Regler-Einstellung „rechts", die Frequenz­gänge mit akti­viertem und nicht akti­viertem Boost sind ähnlich. 

Allerdings erkennt man auch eine deut­lichere Bass­absenkung (40 dB pro Dekade ab etwa 120 Hz) sowie eine stärkere Höhen­absenkung ab 2 kHz bis 3 kHz – und dazu, für die Einstellung des Tone-Reglers sowie eine weitere Höhenblende ab etwa 6 kHz. 

Tone-Regler nach rechts:

Im Unter­schied zum Kanal A ist das Mitten­loch aber flacher (etwa 6 dB tief) und liegt eher bei 400 bis 500 Hz.  Weiter­hin ist die Bass­absenkung steiler (40 dB pro Dekade bzw. 60 dB pro Dekade bei akti­viertem Boost), wenn auch die Bass­sperre „tiefer sitzt“ (etwa ab 150 Hz).  Auch ist die Höhen­absenkung ab 4 kHz steiler (sie beginnt schon bei etwa 2 kHz). 

All das macht den Kanal für verzerrte Sounds besser geeignet. 

Tone-Regler mittig oder nach links

Beide Frequenz­gänge sind ähnlich, es gilt das zum Kanal A gesagte. 

Der Boost

Der Frequenz­gang des Boost (siehe die folgende Abb. 1.7) zeigt erst einmal einen deut­lichen Mess­fehler zwischen 100 Hz und 200 Hz und ansonsten drei fast über­einander­liegende Kurven (Boost ist unabhängig von der Einstellung des Tone-Reglers).  Ansonsten hat der Boost eine etwas stärkere Orientierung auf die Mitten (Bass­absenkung 20 dB pro Dekade ab etwa 150 Hz, Höhen­blende ab etwa 2 kHz). 

Zwischen­stand

Ein paar grundsätzliche Tendenzen ließen sich erkennen bzw. aus Werbung und öffent­lichen Kunden­beschwerden nachvollziehen: 

• Die Einstellung „Tone-Regler nach rechts“ steht für einen „amerikanischen“ Sound. 

• Kanal A ist für „Clean“; Kanal B für „Brett“. 

• Der Boost ist zu hoch. 

• Insbesondere bei den verzerrten Sounds könnten wirklich zu viele Bässe im Spiel sein. 

Ansonsten:  Die Vorstellung, über die manuelle Messung von ein paar Frequenz­gängen die Charakteristik eines so auf Vielseitigkeit angelegten Vorverstärkers zu erfassen, hat sich nicht erfüllt.  Dazu wäre ein erheblich größerer Aufwand nötig (z. B. Messungen 7 Einstellungen des Tone-Reglers mal 7 Einstellungen des Gain-Reglers macht mindestens 49 Frequenz­gang­diagramme – was mit manuellen Messungen nicht zu leisten ist).  Weiterhin kann man ja (ohne Kennt­nis der Schaltung) nicht in das Gerät „hinein­messen“, um Klang­filterungen vor und hinter der oder den Klippstufen zu erfassen. 

Dazu käme dann noch die Unter­suchung der nachgebildeten Endstufe (Regler Resonance, Presence und Sagging) …

Im Folgenden soll es also ledig­lich darum gehen, ein (dem Ein­druck des Autors nach) öfter ange­sprochenes Prob­lem zu unter­suchen – die Schwierig­keit, beide Kanäle bei unter­schied­licher Einstellung laut­stärke­mäßig aneinander anzupassen. 

Begonnen wird mit der Messung von typischen und maximalen Pegeln am FX Send für unverzerrte und verzerrte Sounds: 

Maximale Volumina für Cleansounds

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• Zusammenfassung vorweg •
• Messungen

Zusammenfassung vorweg

Der Kanal A kann clean gefahren werden, beim Kanal B (deut­lich mehr Gain) ist das eher schwierig.  (Es geht um Messungen „im Labor“; mit Sinus­signalen kleiner und fester Spannung sollen keine Verzerrungen sichtbar sein).  Die erreich­baren Pegel (beim Messung mit einem Sinus­signal am Instrumenten-Eingang) sind relativ klein (etwa 0,3 V_sin – Effektiv­wert Sinus). 

Bei Aus­steuerung / Ver­zerrung haben beide Kanäle deut­lich höhere Pegel – bis zu 6 V_pp (Spitze-Spitze). 

Diese unter­schied­lichen Pegel (clean, vorwiegend Kanal A und verzerrt) müssen aneinander und an die Aus­steuerungs­grenzen an­ge­schlossener Effekt­geräte wie auch der End­stufe des Gerätes angepasst werden. 

Messungen

Zuerst wurde die maximale ver­zerrungs­freie Aussteuerung – zunächst des Kanals A („Clean“-Kanal) dann des Kanals B („Drive“-Kanal) ermittelt.  Für Kanal B war das eher schwierig bzw. der Eingangs­signal­pegel mög­licher­weise zu hoch (siehe die folgende Datentabelle 1.8): 

Die Signale, deren Pegel gemessen worden waren, wurden auch noch im Soft­ware-Oszillos­kop als Signal­formen auf­ge­nommen; die Oszillo­gramme sind in der nach­folgenden Bilder­tabelle Bilder­tabelle 1.1 zusammengefasst. 

Tabelle 1.8: Maximale Pegel für ein unverzerrtes Signal im FX Send; Tone auf Mitte, Resonance, Presence und Sagging auf 0 % Eingangs­signal­pegel etwa −7 dB (≈ 215 mV)

Frequenz	Pegel Kanal A		Pegel Kanal B
	(Vpp)	(Veff)	(Vpp)	(Veff)
105 Hz	≈0,8 V	≈0,29 V	≈0,8 V	≈0,26 V
440 Hz	≈0,9 V	≈0,34 V	unverzerrtes Signal nicht möglich
1000 Hz	≈0,8 V	≈0,32 V	unverzerrtes Signal nicht möglich
4,4 kHz	≈0,8 V	≈0,29 V	≈0,8 V	≈0,29 V

Bilder­tabelle 1.1:  Unter­suchungen Maximal­pegel unverzerrtes Signal

Kanal A

Kanal B

105 Hz

u_E (grün): 0,1 V / Div
u_A (rot): 0,25 V / Div

u_E (grün): 0,1 V / Div
u_A (rot): 25 mV / Div

440 Hz

u_E (grün): 0,1 V / Div
u_A (rot): 0,25 V / Div

Kanal B:
unverzerrtes Signal
nicht möglich

1 kHz

u_E (grün): 0,1 V / Div
u_A (rot): 0,25 V / Div

Kanal B:
unverzerrtes Signal
nicht möglich

4,4 kHz

u_E (grün): 0,1 V / Div
u_A (rot): 0,1 V / Div

u_E (grün): 0,1 V / Div
u_A (rot): 0,25 V / Div

Einstellschemata und Maximalpegel Overdrive

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• Einstellungs­beispiel „Brian Adams“ •
• Einstellungs­beispiel „ZZ-Top“ •
• Einstellungs­beispiel „Tom Petty“ •
• Zusammenfassung Einstellungs­beispiele

Um die Ein­schätzung der Maximal­pegel etwas vorher­sehen zu können, wurden drei verschiedene Ein­stellungs­vorschläge von Hughes & Kettner

1. Do it like Bryan Adams — It´s only love … youtu.be/CxqMFKAO-0M

2. Wanna sound like ZZ-top with a pedal amp? Looking for some tush? youtu.be/zOQWWedNVFc

3. Tom Petty Style Guitar Sound / RIFF  &  SETTING for the AmpMan classic youtu.be/j9g6UkrIphw

aus dem Netz ermittelt und hier ausprobiert.  Die Volumen­regler der Kanäle wurden dabei auch, entgegen der Vorgabe, auf 100 % gestellt, da die Charakte­ristik des Volumen­reglers nicht voll­ständig bekannt war.  (Im Daten­blatt wird gelegentlich Messungen mit einer mittigen Einstellung des Volumen­reglers gesprochen, dass sollte hier genauer gemessen werden.) 

Zunächst in der folgenden Tabelle 1.9 die vor­ge­schla­ge­nen Ein­stellungen, ausgelesen aus den entsprechenden Videos: 

Tabelle 1.9: Drei von Hughes & Kettner vorgeschlagene Einstellungen

Param.	„Adams“	„ZZ-Top“	„Petty“
Kanal	B	B	A
Boost	nein	nein	ja
Gain	4,5 (halb zwölf)	4 (elf Uhr)	5 (zwölf Uhr)
Tone	Mitte	4 (elf Uhr)	5,5 (halb eins)
Res.	8 (drei Uhr)	voll	9 (vier Uhr)
Pres.	9,5 (halb fünf)	voll	6,5 (halb zwei)
Sagg.	4 (elf Uhr)	Mitte	Mitte
Vol.	9 (vier Uhr)	8 (drei Uhr)	voll
PU	Singlecoil	HB	P90

Einstellungs­beispiel „Brian Adams“

Begonnen wird mit dem Einstell­vorschlag „Brian Adams“ – gemessene Pegel und Oszillo­gramme bei den Frequenzen 105 Hz, 440 Hz, 1 kHz und 4,4 kHz bei eingangs­seitig „etwa normaler“ und hoch­pegeliger An­steuerung (−13 dB wie im Daten­blatt und −3 dB): 

Tabelle 1.10: Gemessene Pegel am FX Send mit dem von Hughes & Kettner vorgeschlagenen Einstell­schema „Brian Adams“ (siehe Tab. 1.9; Volume auf 10 und nicht auf 9)

f	uE	UA,pp	UA,eff
105 Hz	-13 dBV	2,8 V	1,0 V
	-3 dBV	2,7 V	1,0 V
440 Hz	-13 dBV	4,4 V	0,8 V
	-3 dBV	5,3 V	0,9 V
1 kHz	-13 dBV	4,8 V	1,0 V
	-3 dBV	5,2 V	1,0 V
4,4 kHz	-13 dBV	5,3 V	1,8 V
	-3 dBV	5,3 V	1,8 V

Es zeigt sich ein Ausgangs­signal­pegel der Vor­stufe von etwas mehr als 5 V_pp und, für das Ein­gangs­signal bei mitt­leren Frequenzen, eine starke Betonung der Ober­töne (Spitzen in den Oszillogrammen), wobei letztere mit der Ein­stellung des Presence-Reglers auf 9,5 korres­pon­dieren. 

Bilder­tabelle 1.2:  Aus­gangs­pegel­messung mit Einstell­schema „Brian Adams“ (Kanal B, kein Boost, Gain 4,5, Tone Mitte, Resonance 8, Presence 9,5, Sagging 4); Volume auf 10 und nicht auf 9

u_E = −13 dBV

u_E = −3 dBV

105 Hz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

440 Hz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

1 kHz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

4,4 kHz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

Einstellungs­beispiel „ZZ-Top“

Die Ergeb­nisse für das Einstellungs­beispiel „ZZ-Top“ sind ähnlich – ein etwas größerer maximaler Ausgangs­signal­pegel der Vor­stufe von etwa mehr als 6 V_pp (die auch mit Kanal­volumen­regler etwas stär­ker zurück­geregelt werden soll) und eine ähnliche Höhen­anhebung für die mittleren Frequenzen. 

Tabelle 1.11: Gemessene Pegel am FX Send mit dem von Hughes & Kettner vorgeschlagenen Einstell­schema „ZZ-Top“ (siehe Tab. 1.9; Volume auf 10 und nicht auf 8)

f	uE	UA,pp	UA,eff
105 Hz	-13 dBV	5,0 V	1,8 V
	-3 dBV	4,8 V	1,7 V
440 Hz	-13 dBV	4,3 V	0,8 V
	-3 dBV	5,4 V	0,9 V
1 kHz	-13 dBV	5,0 V	1,0 V
	-3 dBV	5,0 V	1,0 V
4,4 kHz	-13 dBV	6,4 V	2,1 V
	-3 dBV	6,4 V	2,1 V

Bilder­tabelle 1.3:  Aus­gangs­pegel­messung mit Einstell­schema „ZZ-Top“ (Kanal B, kein Boost, Gain 4, Tone 4, Resonance voll, Presence voll, Sagging Mitte); Volume auf 10 und nicht auf 8

u_E = −13 dBV

u_E = −3 dBV

105 Hz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

440 Hz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

1 kHz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

4,4 kHz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

Einstellungs­beispiel „Tom Petty“

Bei den Ergeb­nissen für das letzte Einstellungs­beispiel „Tom Petty“ fallen die leicht geringeren Pegel und die kleineren „Höhen­spitzen“ für die Eingangs­signale bei mitt­leren Frequenzen auf – letztere stehen viel­leicht im Zusammen­hang mit einem maß­voller ein­ge­stellten Presence-Regler.  (Möglicher­weise „braucht“ eine Ricken­backer-Gitarre eine so starke Höhen­anhebung von sich aus auch nicht.) 

Tabelle 1.12: Gemessene Pegel am FX Send mit dem von Hughes & Kettner vorgeschlagenen Einstell­schema „Tom Petty“ (siehe Tab. 1.9)

f	uE	UA,pp	UA,eff
105 Hz	-13 dBV	4,5 V	1,6 V
	-3 dBV	4,5 V	1,6 V
440 Hz	-13 dBV	2,7 V	0,9 V
	-3 dBV	3,4 V	0,9 V
1 kHz	-13 dBV	5,0 V	0,9 V
	-3 dBV	5,3 V	0,9 V
4,4 kHz	-13 dBV	3,5 V	1,0 V
	-3 dBV	3,5 V	1,1 V

Bilder­tabelle 1.4:  Aus­gangs­pegel­messung mit Einstell­schema „Tom Petty“ (Kanal A, Boost, Gain 5, Tone 5,5, Resonance 9, Presence 6,5, Sagging Mitte, Volume 10)

u_E = −13 dBV

u_E = −3 dBV

105 Hz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

440 Hz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

1 kHz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

4,4 kHz

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

u_E (grün): 0,25 V / Div
u_A (rot):  1 V / Div

Zusammenfassung Einstellungs­beispiele

Für die Betrachtung der Ausgangs­signal­pegel der Vor­stufe kann gesagt werden: 

„Laute“ Zerr­sounds:

Die maximalen Ausgangs­signal­pegel der Vor­stufe bei ver­zerrtem Signal sind recht hoch – es ist mit Pegel­spitzen von etwa 4 V_pp bis 6 V_pp zu rechnen. 

„Laute“ Einstellungen:

In den Einstell­vorschlägen werden diese „lauten“ Zerr­sounds kaum oder gar nicht (Einstellvorschlag „Tom Petty) herunter­geregelt – mit einem solchen Pegel könnte man zumindest ein mit 9 V betriebenes Effekt­gerät über­steuern. 

„Leise“ Clean­sounds:

Die maximalen Ausgangs­signal­pegel der Vor­stufe bei un­ver­zerrtem Signal dagegen sind eher klein – soll ein cleaner Kanal A mit einem deut­lich ver­zerrendem Kanal B kombiniert werden, muss über die Kanal­volumen­regler stark aus­ge­glichen werden. 

Volumenregler der Kanäle

Das führt zu der Frage, ob die Kanal­volumen­regler des Gerätes dafür geeignet sind, so unterschiedliche Ausgangs­pegel der beiden Kanäle auszugleichen.  Um das zu unter­suchen, wurde eine die Pegel­dämpfung beider Kanal­volumen­regler für fünf verschiedene Ein­stellungen grob gemessen (da die Regler keine Skala haben, ist auch nur eine Messung „nach Himmels­richtungen“ mög­lich – Zeiger nach links bzw. 20 %, oben bzw. 50 %, rechts bzw. 80 % sowie auf null und 100 %). 

Die folgende Tabelle 1.13 listet die gemessenen Dämpfungen absolut und in Dezibel auf. 

Tabelle 1.13: Grob gemessene ungefähre Charakte­ristik der Volumen­regler beider Kanäle

Poti auf	Pegel und Dämpfung Kanal A		Pegel und Dämpfung Kanal B
100 %	292 mV	–	55 mV	–
80 %	192 mV	-3,6 dB	38 mV	-3,2 dB
50 %	128 mV	-7,2 dB	25 mV	-6,8 dB
20 %	73 mV	-12 dB	11,3 mV	-13,7 dB
0 %	1 mV	-49,3 dB	2,6 mV	-26,5 dB

Das Diagramm in Abb. 1.8 zeigt, dass es sich hier wohl um lineare Potentio­meter handelt: 

Die Kontrolle des Innen­lebens des „AmpMan bestätigte es – hier wurden tatsäch­lich lineare Potentio­meter für die Kanal­volumen­regler verwendet (siehe Tabelle 1.1). 

Die Unter­suchungen der Aus­steuerungs­grenzen beider Kanäle bei cleanem und verzerrtem Betrieb haben gezeigt, dass der interne Verstärker sehr dynamisch reagiert – im cleanen Betrieb ist sein Aus­gangs­pegel wesent­lich kleiner als im verzerrten Betrieb.

Die Volumen­regler der beiden Kanäle hätten nun die Aufgabe, diese Pegel­unter­schiede soweit aus­zu­gleichen, dass sie nicht zu allzu starken Laut­stärke­unter­schieden führen, und dafür sind die linearen Potentio­meter schlicht­weg nicht geeignet.

Die folgende Abbildung Abb. 1.9 sollte die ent­sprechenden Zusammenhänge noch einmal deut­licher machen – hier wird die y-Achse mit der erzielten Lautstärkeänderung nicht (wie in Abbildung Abb. 1.8) linear, sondern loga­rith­misch (in Dezibel) skaliert.  Es zeigt sich, dass sich die wesent­lichen Lautstärkeänderungen auf den Bereich der ersten dreißig Prozent des Regel­bereiches konzent­rieren.  Das ist vor allem dann prob­le­ma­tisch, wenn große Laut­stärke­unter­schiede zwischen den beiden Kanälen genau aus­ge­glichen werden müssen. 

Weiterhin zeigt enthält das Diagramm im Hinter­grund die Kurven eines idealen loga­rith­mischen (Dämpfung bei Mittel­stellung auf 15 %) und eines idealen linearen Potentio­meters. 

Dazu ein Beispiel – Ein voll­ständig cleaner Kanal A (Aus­gangs­spannungs­hub etwa 0,9 V Spitze-Spitze – siehe Tabelle 1.8) und ein voll ver­zerrter Kanal B (Aus­gangs­spannungs­hub etwa 4,5 V Spitze-Spitze – siehe Tabelle 1.10, Tabelle 1.11 und Tabelle 1.12) sollen lautstärke­mäßig aneinander an­ge­passt werden, wobei beide Kanäle noch ein wenig „Spiel“ haben sollten: 

• Der cleane Kanal A wird um etwa 6 dB gedämpft (etwa halber Pegel bzw. auf 0,45 V_pp) und der verzerrte dem­gegen­über noch auf ein Fünf­tel (oder 14 dB, das heißt, insgesamt auf ein Zehntel bzw. um 20 dB bzw. ebenfalls auf 0,45 V_pp). 

• Bei den vorhandenen linearen Potentio­metern würde man das für Kanal A auf etwa 50 % bzw. zwölf Uhr einstellen und das für Kanal B auf etwa 10 % bzw. etwa „um acht“, was unter Umständen auf ein ziem­liches Gefummel hinausläuft, wenn man die Laut­stärken genau anpassen will. 

• Mit üblichen loga­rith­mischen Potentio­metern stände das für Kanal A auf etwa 70 % bzw. zwei Uhr und das für Kanal B auf etwa ein Drittel bzw. „halb elf“. 

• Selbst wenn man den cleanen Kanal nicht dämpft (Potentio­meter auf 100 % bzw. auf fünf Uhr), müsste man ein lineares Potentio­meter für den lauteren verzerrten Kanal B auf 20 % bzw. „um acht“ einstellen (Dämpfung 12 dB) – ein loga­rith­misches Potentio­meter auf gut 50 % bzw. „kurz nach zwölf“

Das Teaser-Bild zum Artikel, das diese Zusammen­hänge am linearen Potentio­meter zeigt, wird hier in Abbildung 1.10 noch einmal auf­ge­griffen – es zeigt die Einstellung verschiedener Dämpfungen bei einem linearen und bei einem loga­rith­mischen Potentio­meter: 

Der Lapsus, hier lineare Potentio­meter zu verwenden, bzw. die daraus folgende un­über­sicht­liche Einstellerei könnte bei anderen Anwendern mit zu dem Eindruck geführt haben, dass sich der Laut­stärke­unterschied zwischen den Kanälen nicht ausgleichen lässt.