Röhrenverstärker und Kemper Profiling Amps. Ein Vergleich

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Vorstellen der Situation
2.1. Vorstellen des Röhrenverstärkers
2.1.1. Aufbau des Röhrenverstärkers
2.1.2. Röhrentyp
2.1.3. gewählter Sound
2.2. Vorstellen des Kemper Profiling Amps
2.2.1. Profiling erläutert & Profil erstellen
2.3. Vorstellen des Studio 2 der SAE Zürich
2.3.1. Wiedergabesystem
2.3.1.1. Frequenzgang im Sweetspot
2.3.1.2. Abhörlautstärke
2.3.2. Raum
2.3.2.1. Studio 2 Regie
2.3.2.1.1. Frequenzgang Regie
2.3.2.1.2. Impulsantwort Regie
2.3.2.1.3. Nachhallzeit Regie
2.4. Mikrofone
2.4.1. Messmikrofon
2.4.1.1. Position des Behringer ECM 8000 im Regieraum
2.4.2. Dynamisches Mikrofon
2.4.2.1. Mikrofonposition des Shure SM57 vor dem Cabinet
2.4.2.1 1. Abstand zum Treib
2.4.2.1.2. Abstand zum Zentrum des Treib
2.4.2.1.3. Wink
2.5. Vorstellen des Cabinets
2.6. Vorstellen der Gitarre

3. Hörtest mit Probanden in der Regie im Studio 2 A/B Vergleich
3.1. Vergleich der Verstärker nur Gitarre
3.2. Vergleich der Verstärker im Mix

4. Messung der Verstärker im Regieraum
4.1. Impulsantwort
4.2. Phasendifferenz
4.3. Verzerrung Harmonic Distortion
3.3.1 Nichtlineare Verzerrungen
4.4. Wasserfall Diagramm
4.5. Latenz

5. Auswertung
5.1. Auswertung Hörtest
5.2. Auswertung Messungen

6. Schlussbetrachtung

7. Quellen & Literaturverzeichnis

1. Einleitung

Das Thema dieser Facharbeit ist der Vergleich zwischen eines echten Röhrenverstärkers, des Marhsall JCM 900 (4100 Serie) und des Kemper Profiling Amps, welcher die Klangcharakteristik eines jeden Verstärkers genau emulieren kann, bezogen auf Gitarrenrecording im Studio 2 der SAE Zürich. Ich versuche klangliche Unterschiede messtechnisch nachzuweisen in Begleitung eines Hörtests mit Probanden, die dann einen Fragebogen ausfüllen.

Der Nutzen dieser Facharbeit ist das Gitarrenrecording im Studio (hier Studio 2 der SAE Zürich), wie es im herkömmlichen Sinn bekannt ist (mit Verstärker und Box mikrofoniert über Preamp und AD Wandler in die DAW), eine eventuelle Verbesserung aufzuzeigen im Bezug auf Klang und Zeitaufwand.

2. Vorstellung der Situation

Es müssen bei dieser Facharbeit viele Faktoren genauer betrachtet werden, da sich diese Facharbeit auf das Gitarrenrecording im Studio 2 der SAE Zürich fokussiert und nicht einfach einen einfach Verstärker Vergleich beinhaltet.

2.1 . Vorstellung des Röhrenverstärkers

Als zu vergleichenden Röhrenvestärker habe ich einen Marshall JCM 900 (4100 Serie) 100 Watt zur Verfügung.

Alle Potis sind auf Unity (12:00) gestellt, bis auf den Reverb Poti welcher für das Profiling nicht zu Gebrauch kam.

2.1.1. Aufbau des Röhrenverstärkers

Der Verstärker ist zwei kanalig. Verfügt über einen Instrumenten Input und hat zur Toneinstellung einen Bass-, Middle-,Treble- und Presencepoti zur Verfügung welche für beide Kanäle dienen. Für jeden Kanal gibt es einen Gainpoti der für die Vorverzerrung dient und die Vorvestärkerröhren ansteuert, und einen Masterpoti, welcher die Endstufenröhren ansteuert. Die Endstufenröhren können dazu genutzt werden das bereits verzerrte Signal der Vorstufe in der Lautstärke zu regeln. Der Verstärker verfügt über einen eigenen Federhall, welcher auch für beide Kanäle mit je einem Poti ansteuerbar ist.

Der Federhall wird durch eine Hallspirale erzeugt. Dies ist kaum nachzubilden, deshalb wurde der Reverbpoti nicht benutzt für die Vergleiche.

2.1.2. Röhrentyp

„Eine Röhre besteht aus einem geschlossenen, luftleeren Glasbehälter. Heute werden nahezu alle Röhren mit Glaskolben hergestellt. Das Innere enthält eine Reihe einzelner Elektroden, für die standardisierte Bezeichnungen gelten. In der Mitte der Elektroden befindet sich die Heizung in Form eines Glühdrahtes (in Schaltbildern oft mit ff gekennzeichnet, bisweilen aber auch gar nicht eingezeichnet), der entweder selbst Elektronen emittiert, oder der von einem metallenen Röhrchen, der Katode, umhüllt ist und diese so stark erhitzt, dass aus ihr Elektronen freigesetzt werden können. Im ersten Fall spricht man von direkter, im zweiten Fall von indirekter Heizung der Röhre. Um die Katode herum ist das Gitter in Form eines dünnen Drahtes gewickelt, bisweilen wird dafür sogar Golddraht verwendet, der über bessere elektrische Eigenschaften verfügt, dass Sekundärelektroneneffekte weitgehend ausgeschlossen warden können. “ (³ S. 16)

Er ist mit vier 5881 Röhren, welche auch unter die Kategorie 6L6 Röhren gehen, einer ECC83 Endstufenröhre und zwei ECC83 Vorvestärkerröhren bestückt.

Die ECC83 auch 12AX7 ist die wohl bekannteste Doppeltriode.

2.3.1. gewählter Sound

Für die Messung und den Hörtest habe ich mich für einen sehr dynamischen Gitarrensound entschieden, da ein zu verzerrter Gitarrensound eher einfach nach zu bilden wäre. Es kommt bei diesem Sound vorallem auf die Anschlagsdynamik bei der Gitarre an, je fester man die Gitarre anspielt desto verzerrter wird der Sound.

Der Verstärker befindet sich bei Messung und Hörtest im 1. Kanal welcher der Clean Kanal ist und die Vorstufenröhren über den Masterpoti nicht so sehr zum zerren bringt.

2.2 Vorstellen des Kemper Profiling Amps

Was ist der Kemper Profiling Amp überhaupt? Jedenfalls kein Modeling Amp. Der Kemper Profiling Amp unterteilt sich generell in drei Blöcke. Die Bezeichnung “Stomps”, das sind Pedale die zwischen Gitarre und Verstärker geschaltet werden, “Stack”; welcher die Verstärkersektion, Klangregelung die als EQ bezeichnet wird und Lautsprecherkabinett, die „Effects“, das sind Effekte die im Effect-Loop des Verstärker sind, tragen. Dazu gehören Modulationseffekte, Delay und Reverb welche sich individuell einstellen lassen. Die untere Reihe von Endlosregler werden zusätzlich zu den fest belegten Gain- und Volumeregler ohnehin meistens mit den EQ- Bezeichnungen eines Gitarrenverstärkers in Form von Treble, Middle, Bass und Presence belegt. Zudem verfügt das Gerät über ein Stimmgerät und ein programmierbares Noise-Gate, welches jedoch mit Bedacht eingesetzt werden sollte. Wenn das Noise-Gate zu fest aufgedreht wird, kann es sein dass die hohen Frequenzen dumpfer werden.

“Geht es bezüglich der Anschlüsse auf der Frontseite des Geräts in Form einer Input- und einer Kopfhörerbuchse noch sehr aufgeräumt zu, bietet sich auf der Rückseite eine ganze Armada von Steckverbindungen zur Benutzung an. “

Alle Outputs wurde mit einem Ground Lift Switch versorgt. Da wären:

- Master Output links/rechts, sowohl als symmetrische XLR- als auch als Klinkenbuchsen (wird primär für Recordings oder Direktbeschickung des FOH genutzt)
- Monitor Output (Mono Out für die Bühne, bei dem über einen Softswitch die Speakersimulation deaktiviert werden kann, um das Signal über einen FXReturn direkt an seine Gitarrenbox anschließen zu können)
- Direct Output und Return/Alternative Input (dienen als FX-Loop oder werden für den Vorgang des “Profilings” benutzt)

Über zwei Klinkenbuchsen können ebenso zwei Fußschalter angeschlossen werden, über die man die Effekte des Kemper Profiling Amps schalten kann. Zudem verfügt der Kemper Profiling Amp über eine komplette MIDI-Sektion (In, Out und Thru), zwei USB-Ports, Netzwerkanschluss, einenf Kaltgerätestecker und einen S/PDIF Digitalanschluss.

2.2.1. Profiling erläutert & Profil erstellen

So erläutert die Firma Kemper ihr Produkt:

“Do you have a favorite setting on a favorite amp that produces your favorite sound? Woul you like to be able to get that identical sound from the PROFILER, and not have to bring your amp to the rehearsal, gig or studio? The method by which you can get that favorite sound into the Profiler is what we call” profiling.” If you want a mor technical description: the PROFILER analyzes the sonic characteristics of a reference amplifier.

With the PROFILER it doesn’t take a rocket scientist to match the sound of the original amp - or even enhance the original sound by using onboard features. And the PROFILER doesn’t just capture the sound of your guitar amp head alone; you can also capture the sound of your cabinet and the microphones ( including microphone distance and angle). This means that the complex sound of a specific setup can be analyzed, recreated and stored. Inother words, the resulting PROFILER profile is all you’ll need to take your entire guitar rig with you everywhere you go. “ (⁵ S. 9)

“Also dann, der große Aufhänger des Kemper Profiling Amps ist das Nachbilden jedes Verstärkersounds, sofern man ihn zur Hand hat und wir uns in einer mehr oder minder normalen Aufnahmesituation inklusive eines verwendeten Mikrofons befinden. Wie macht der Kemper Profiling Amp dies? “Nun, zunächst schließt man die Gitarre an den Input des Kemper Profiling Amp an. Über den Direct-Out geht es in den Input des zu vermessenden Amps, weiter zur Box/Lautsprecher. Ist das Mikrofon perfekt positioniert, dann geht das Mikrofonkabel wieder in den Return des Kemper Profiling Amp. Möchte man das Mikrofonsignal der Gitarre nun in der Regie hören, bedient man sich der Master-Outputs.

Der eigentliche Profiling-Prozess wird nun über die Einstellung „Profiler“ eingeleitet. Zunächst noch den Soundbereich „Clean“ oder „Distorted“ wählen,was sich zwischen verzerrtem Sound und Clean Sound unterscheidet, woraufhin der Kemper Profiling Amp mit seiner Show beginnt. In drei unterschiedlichen Phasen generiert das Gerät über knapp eine Minute unterschiedliche Messtöne in Form von Rauschen und Brummen und sampelt so den gesamten Frequenzbereich der Verstärkerkonstruktion und seine Interaktion mit dem Lautsprecher und dem Mikrofon ab. “¹⁰ Um was für Messsignale handelt es sich hier genau? Ich habe Kemper-Amps direkt angeschrieben, jedoch durften sie mir keine genaue Auskunft über Bauteile und Messsignale geben. Sie haben geantwortet: “I have to ask for your kind understanding that we cannot share any details about the technology of our products with people from outside the company. What i can tell you is that the Profiler sends a series of test signals (noise bursts, modulating sweeps etc) to the reference amp to measure the dynamic behaviour and the sonic characteristics of the reference amp.” Es handelt sich wahrscheinlich um eine Art modulierter Sinus Sweep. Um das Endergebnis noch zu verfeinern, kann man über die Funktion „Refine Profile“ noch weitere zwanzig Sekunden Akkorde spielen, auf die Art soll der Sound genau dem Original angepasst werden, danach ist der eigentliche Prozess abgeschlossen. Doch was geschieht da genau? Im Untermenü „Amplifier“ und „Cabinet“ kann man nun weiter am Klangergebnis schrauben, um seinen persönlichen Stil aus Anschlagsintensität oder Ansprache des nunmehr virtuellen Verstärkers zu bestimmen. Abmessungen von Boxen wie auch unterschiedliche Lautsprechertypen lassen sich hier ebenfalls frei wählen und bringen zusätzliche Möglichkeiten seinen eigenen Sound zu variieren. In den Bereichen „Stomps“ und „Effects“ kann man sich dann seine persönliche Effektabteilung zusammenstellen, wobei man bei Stomps erwartungsgemäß die klassischen Tretminen findet, während die Effects- Abteilung die Modulations- und Raumeffektabteilung bedient. Man findet eigentlich alle Effekte, die man als Gitarrist gerne bedienen möchte, allesamt in sehr guter Qualität. Ob Distortion, Booster, Modulation, EQ, Reverb oder Delay, alle gängigen Sektionen, bei Bedarf auch in Stereo, stehen zur Verfügung.

Der Powerhead besitzt eine Endstufe die eine Leistungsausgabe von satten 600 Watt verspricht. Es handelt sich um eine Class-D Endstufe, die an 8 Ohm mit 10% Verzerrung (Klirrfaktor?) diese Leistung als Headroom für das System zur Verfügung stellt.

Class-D Endstufe oder schaltender Verstärker werden meist Digital-Endstufen bezeichnet. Oft gibt es in diesem Falle gar keine Digitalisierung des Signals. Die Technik funktioniert nur ähnlich der digitalen Datenverarbeitung, weil die Transistoren im Betrieb nur zwei Zustände kennen, On und Off, binär 0 nd 1 sozusagen, das Signal durchläuft aber keine ADDA-Wandlung. Tatsächlich wird es einer sehr hohen Trägerfrequenz aufmoduliert, dies geschieht durch die Pulsweitenmodulation. Dies ist eine Modulationsart, bei der eine technische Größe (z. B. elektrische Spannung) zwischen zwei Werten wechselt. Dabei wird bei konstanter Frequenz der Tastgrad eines Rechteckpulses moduliert, also die Breite der ihn bildenden Impulse.

2.3 . Vorstellen des Studio 2 der SAE Zürich

Da sich diese Facharbeit spezifisch auf Gitarrenrecording im Studio 2 der SAE Zürich bezieht, ist das Wiedergabesystem und der Raum ein wichtiger Faktor. Es muss genaustens auf Wiedergabesystem und Raum eingegangen werden für richtige Resultate.

2.3.1. Wiedergabesystem

Es wird ausschliesslich über ein Paar Genelec 1031A Lautsprecher, welche in der Regie vom Studio 2 die Mainmonitore sind, vermessen. Ich habe bewusst nicht über die Bluesky Monitore vermessen, da ja dies nur die Alternativen Speaker des Studio 2 sind.

2.3.1.1. Frequenzgang im Sweetspot

Der Frequenzgang geht von 48 Hz bis 22 kHz (+-2 dB). Hier der Frequenzgang des Lautsprechers.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Da eine normale Produktion ja Stereo und nicht Surround ist und somit das 5.1 System von Bluesky für diese Arbeit nicht in Frage kommt. Es wird nur der Sweetspot vermessen, da der beim Musik abmischen der wichtigste Punkt im Raum ist.

Der Sweetspot, auch Sweetarea , ist die ideale Hörzone wo man die Stereomischung am besten hören kann, dort sitzt meistens der Engineer. Bei dem Hörtest sitzen jeweils die Probanden im Sweetspot.

2.3.1.2. Abhörlautstärke

Die Lautstärke wurde von der C24 in der Regie vom Studio 2 gestäuert und bis auf durchschnittlich etwa 70 dBSPL ausgesteuert. Die Messungen und der Hörtest wurden mit der selben Lautstärke vernommen. Die Lautsprecher können bis zu 120 dBSPL aufgedreht werden laut Hersteller.

Es handelt sich hierbei um dynamische aktive Lautsprecher.

2.3.2. Raum

Natürlich spielt auch der Raum eine wichtige Rolle. Ich habe hier jedoch nur den Regieraum im Sweetspot der Lautsprecher vermessen, da in einer Recordingsituation der Engineer meistens dort sitzt.

„Wegen der benötigten technischen Austattung und der Positionierung der Lautsprecher für stereophones Abhören dürfen Abmessungen von 6,5 m Länge und 5,5 m Breite, sowie ein Volumen von 120 m³ nicht unterschritten warden.” ([8] S.183)

Demnach ist der Regieraum des Studio 2 geeignet.

2.3.2.1 Studio 2 Regie

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Es sei hier besonders darauf hinzuweisen, dass in allen Studios und Regieräumen aufwendige Vorkehrungen nötig sind, um genügend geringe Störpegel zu gewährleisten. Das betrifft sowohl die Schalldämmung zu Nachbarräumen und nach aussen, als auch den Schutz vor Lärm technischer Ausstattung.” ([8] S.183)

2.3.2.1.1 Frequenzgang Regie 2

Hier der Frequenzgang des Regieraums im Studio 2 vermessen über die Genelec Boxen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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