5. Magnettonabnehmer
© M.Zollner 2002
5-106
5.9.2.5
Singlecoils mit starker Wirbelstromdämpfung
Sobald Tonabnehmer außer den Magneten weitere Metallteile enthalten, ist zu prüfen, ob die
in Kap. 5.9.2.1 vorgestellten Ersatzschaltbilder noch ausreichend genau sind. Der magnetische
Wechselfluss induziert hierbei nicht nur in der Spule, sondern auch in den Metallteilen eine
elektrische Spannung, die zu einem
Wirbelstrom
führt. Die Metallteile wirken dabei wie eine
kurzgeschlossene Sekundärwicklung. Der Widerstand dieser Kurzschlusswicklung (einige
Milliohm) wird mit dem quadrierten Windungsübersetzungsverhältnis (z.B. 5500
2
) hochtrans-
formiert und ergibt einen nicht zu vernachlässigenden Querwiderstand im Ersatzschaltbild.
Abb. 5.9.20
zeigt eine Impedanzmessung bei einem Tonabnehmer aus einer Hoyer-Gitarre
(60er Jahre). Unter der Spule liegen hier zwei Balkenmagnete, die von einem Bodenblech
gehalten werden, zusätzlich ist von oben eine metallene Abschirmkappe über den Tonabneh-
mer gestülpt. In
Abb. 5.9.21
ist hierzu ein einfaches ESB gezeichnet, das den Wicklungs-
widerstand
R
, die Wicklungsinduktivität
L
, die Wicklungskapazität
C
und einen zusätzlichen
Dämpfungswiderstand
R
q
enthält. Hiermit kann die Messkurve zwar bei 0 Hz und im Bereich
der Resonanz approximiert werden, die Übereinstimmung um 1 kHz ist aber nur mäßig.
.1
.15
.2
.3
.4
.5
.6
.7
.8
1
1.5
2
3
4
5
6
7
8
10
15
20
0
10
20
30
40
50
60
Frequency / kHz
Impedance / dB
1 kOhm
10 kOhm
100 kOhm
1 MOhm
PICKUP
IMPEDANCE:
Hoyer
.1
.15
.2
.3
.4
.5
.6
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.8
1
1.5
2
3
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10
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0
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Frequency / kHz
Impedance / dB
1 kOhm
10 kOhm
100 kOhm
1 MOhm
PICKUP
IMPEDANCE:
Hoyer
Abb. 5.9.20:
Hoyer-Tonabnehmer, Impedanz-Frequenzgang.
Messung (
),
ESB1-Rechnung (
–––––
).
Das linke Bild zeigt Messungen am unbelasteten Tonabnehmer (0pF);
rechts: 4700pF, 707pF, 0pF Last.
L
R
C
R
q
L
= 2,17 H
R
= 9850
Ω
R
q
= 540 k
Ω
C
= 125 pF
Abb. 5.9.21:
Hoyer-Tonabnehmer mit
Metall-Deckel. Ersatzschaltbild ESB1.
Die Unterschiede werden deutlicher, wenn an den Tonabnehmer ein übliches
Gitarrenkabel
angeschlossen wird. Im hörbaren Frequenzbereich wirkt es rein kapazitiv, je nach Länge er-
gibt sich eine zusätzliche Querkapazität von 300 – 1000 pF. Das zur Messung verwendete
Impedanzmeßgerät ermöglichte die Zuschaltung von
C
K
= 0 pF, 707 pF, 4700 pF. Je größer
die Kapazität, desto niedriger die Resonanzfrequenz. Im rechten Bild sind die Kurven für
unterschiedliche kapazitive Belastung dargestellt, die Wirbelstromverluste führen doch schon
zu deutlichen Abweichungen zwischen Messung und Rechnung. Das in Abb. 5.9.21 vorge-
stellte Ersatzschaltbild, dessen Topologie im Folgenden mit
ESB1
bezeichnet wird, muss für
bessere Übereinstimmung also um zusätzliche Bauteile erweitert werden.