Was macht Strom mit unserem Sound?

(Bild: Udo Pipper)

Musikgeräte wie Verstärker und Effekte benötigen nicht nur Strom, damit sie funktionieren, sondern das Musiksignal selbst ist bis zur Lautsprechermembran ein Strom. Da scheint es nur logisch, dass die Qualität unserer Netzversorgung für die Ergebnisse eine entscheidende Rolle spielt. Unser Hausnetz ist aber heutzutage oft durch den Einfluss zahlreicher Mischverbraucher in einem bedenklichen Zustand. Wir beschreiben die Probleme und zeigen Lösungen.

Es ist schon seltsam, dass sich die meisten Musiker heutzutage bestens auskennen, wenn es um die Eigenschaften bestimmter Pickup-Wicklungen, die Vorteile von True-Bypass-Schaltungen, die Programmierung ihres Modeling-Amps und die Verschaltung ihres Effekt-Boards geht, aber sich kaum Gedanken darüber machen, welche Qualität die grundsätzliche Netzspeisung aus der Wandsteckdose bietet. Strom ist doch einfach nur Strom! Tja, da kommt irgendeine Versorgungsenergie heraus. Im besten Fall 230 Volt. Es ist ähnlich wie beim Trinkwasser. Jeder verlässt sich einfach darauf, dass es sauber, klar und rein ist. Kurzum: gesund! Aber trifft das auf die Netzspannung auch zu? Ist sie sauber und „gesund”?

Solche Fragen erreichen uns in letzter Zeit zunehmend. Einerseits, weil auch Musiker die Erfahrung machen, dass es in unterschiedlichen Netzumgebungen oft auch sehr unterschiedlich klingt, andererseits manchmal auch schon die tadellose Funktion der Geräte beträchtlich leidet. Da rauscht und brummt es, stören periodische oder unregelmäßige Knackser, fliegen Sicherungen beim Einschalten, überhitzen Netztrafos von Verstärkern oder rauchen die Röhren überraschend häufig ab. Ganz zu schweigen von den klanglichen Auswirkungen auf die – immerhin als Kunstform gehandelte – Tätigkeit.

Musiker erzeugen nun mal Klänge. Und wenn diese sich nicht immer und überall so gestalten lassen wie erwartet, beschert das schlaflose Nächte, unnötige Grübeleien und führt schließlich dazu, dass man sich von Instrumenten, die mal gut und teuer waren, wieder trennt und nach neuen Ausschau hält.

tagesform

Gestern klang es im Proberaum gigantisch, heute nur noch schrecklich, heißt es da. Ist die Psyche, die mich mal wieder auf dem falschen Fuß erwischt, daran schuld, oder hat sich da über Nacht tatsächlich etwas verändert? Im Musikladen klang der neue Amp doch noch wie eine neue Wunderwaffe, zu Hause dagegen eher wie ein billiger Abklatsch. Wo liegen die Gründe dafür?

Wir alle kämpfen mit derartigen Problemen. Vor 15 Jahren wurde ich für verrückt erklärt, als ich mal in einer meiner Kolumnen beschrieb, das mein Fender-Amp sonntags besser klingt als an Werktagen. Auch mir war damals nicht bewusst, welche Ursachen das haben könnte. Es war einfach eine Beobachtung. Mir schrieben damals zahlreiche Leser und berichteten von ähnlichen Erfahrungen.

Dass man damit nicht ganz daneben liegt, zeigt ein Blick auf die aktuelle Profi-Live-Szene. Auch die Joe Bonamassas und Larry Carltons dieser Welt beschäftigen sich mit derlei Problemen. Nur hat es hier zunächst andere Gründe. Solche Musiker sind meist weltweit auf Tour. Das bedeutet, dass sie sich in jedem Land mit anderen Netzsituationen herumschlagen müssen. Der Sollwert von 230 Volt in Deutschland ist sogar hier schon ein Wunschdenken. In Wahrheit schwankt die Netzspannung um bis zu 10 Prozent, rechnerisch also zwischen 207 und 253 Volt. Das ist nicht nur abhängig vom jeweiligen Auftrittsort, sondern eben auch von Tageszeiten und Wochentagen.

Allein in meiner Werkstatt kann ich solche Schwankungen in schon sehr kurzen Abständen nachmessen. Morgens habe ich zum Beispiel 221 Volt, abends dann schon mal 246 Volt. Für Musiker, die vorzugsweise pur ohne Unterstützung zahlreicher Klangverformer ihren Amp speisen, ist das jedoch völlig inaktzeptabel. Mit der Netzspannung steht und fällt auch die Versorgungsspannung des Verstärkers und damit auch die Heizspannung der Röhren, die Bias-Spannung, die Arbeitspunkte der Röhren und so weiter. Das Ergebnis sind teils drastische Klangunterschiede. Die Amerikaner spielen zudem über Amps, die eine Spannung von den zu Hause üblichen 120 Volt benötigen. Also benötigt man Vorschalttrafos, die entsprechend absenken.

Als ich vor zwei Jahren JD Simo in Belgien interviewte, sah ich auf der Bühne in einem Flightcase einen solchen Spannungswandler. Vorne auf dem Gerät zeigte ein Display die exakte Spannung sowie die eingestellte Netzfrequenz. Simo gehört zu den Spielern, die ihre Gitarre nur durch ein Wah-Wah-Pedal in den Amp schicken. Seinen Fender Super Reverb dreht er voll auf.

„Das kann fantastisch klingen, aber auch wahnsinnig schief gehen”, erklärte er mir damals. „Es ist abhängig von der exakten Versorgungsspannung sowie der Frequenz. Ich bevorzuge die in den USA übliche 60Hz-Frequenz, weil das einfach besser klingt.”

Aha! Spannung und Frequenz ergeben also den magischen Cocktail, der für stets guten Sound sorgt. Sichtlich erregt über die damals auch für ihn neue Errungenschaft fügte Simo hinzu:

„Das tolle ist, dass mein Vorschalttrafo nicht nur runterregelt, sondern sogar eine ganz eigene Netzspannung generiert. Nur so kann ich mich darauf verlassen, jeden Abend die genau gleichen Netzbedingungen zu haben. Das Gerät entkoppelt die von verschiedenen Mischverbrauchern eingespeisten Netzstörungen und liefert allabendlich exakt die gleichen Netzbedingungen. Wir spielen ja jeden Tag an einem anderen Ort oder sogar in einem anderen Land.”

Meine Recherche ergab, dass er mit solchen Überlegungen keineswegs alleine dasteht. Im Profi-Lager sind diese Geräte bereits weit verbreitet, namentlich ein Labornetzteil von Kikusui, das eigentlich, wie der Name verrät, für sensible Labormessungen erschaffen wurde. Für zuverlässige Messungen müssen natürlich die Anfangsbedingungen immer gleich sein. Bei den bekannten Schwankungen unseres Hausnetzes lässt sich das ohne Labornetzteil nicht mehr garantieren. Sie finden Anwendung in Krankenhäusern, Messlaboren, Entwicklungsabteilungen für Elektronik, in Tonstudios und nun auch bei praktizierenden Musikern.

Neil Young schwört beispielsweise darauf, dass sein berühmter Tweed Deluxe nur bei 117 Volt und 60 Hertz perfekt klingt. Larry Carlton hört angeblich eine Spannungsabweichung um zwei Volt, so berichtet es sein Gitarrentechniker, der sich erstaunt darüber zeigte, dass Larry seinen Dumble bei einer um zwei Volt höheren Spannung seiner bevorzugten Netzspannung nicht mehr mochte.

Während bei mir zu Hause bei zu hoher Spannung regelmäßig nach kurzer Zeit die teuer erstandenen LED-Leuchten durchbrennen, geht es bei uns Musikern nicht nur um die einwandfreie Funktion unseres Equipments, sondern auch um die Klangeigenschaften, die unterschiedliche Versorgungsqualitäten nach sich ziehen. Es ist ja bekannt, dass Eddie van Halen früher seinen Marshall bewusst unterversorgte, um mehr Kompression und Verzerrung aus dem Verstärker herauszukitzeln. Angus Young stellt sein Kikusui-Netzteil dagegen auf 235 Volt ein, um den Sound stiffer und härter zu gestalten. Jedem das seine. Es ist eben Geschmackssache!

Um dieses extrem komplexe Thema etwas vereinfacht auf den Punkt zu bringen, beleuchten wir kurz noch einmal zusammenfassend die grundsätzlichen Probleme mit unseren derzeitigen Netzbedingungen.

netzspannung

Die Versorgungspannung wurde hierzulande seit Mitte der Achtzigerjahre kontinuierlich erhöht. Sie stieg von den vormals üblichen 220 Volt auf heute bis zu 240 Volt. Verwendet man bestimmte Vintage-Amps, die bereits in den Fünfziger- oder Sechzigerjahren entwickelt wurden, darf man davon ausgehen, dass die Trafos noch für die alte Netzspannung ausgelegt wurden und entsprechende Übersetzungsverhältnisse bieten.

Entscheidend ist hier meist die dadurch verursachte Überschreitung der Heizspannung für die Röhren, die möglichst exakt 6,3 Volt betragen sollte. Ohne weitere Anpassung steigt diese jedoch auf bis zu 7,9 Volt (Das kann eher nicht von der Versorgungsspannung kommen, da diese 290 V hätte betragen müssen), was den Klang verschlechtert und die Lebensdauer der Röhren teils erheblich verkürzt.

Ausnahmen sind Verstärker mit sogenannten Export-Trafos (z.B. Bei Fender Amps aus den Siebzigerjahren), bei denen man die Spannung auf 240 Volt schalten und damit anpassen kann. Bei Fender Reissues und vielen amerikanischen Boutique-Amps fehlen diese Trafos jedoch, wodurch die Fehlanpassung wieder unvermeidlich ist (vor allem bei fast allen Fender-Reissues ab den Neunzigerjahren).

netzfrequenz

Die Netzwellenfrequenz beträgt in Europa und weitestgehend auf der östlichen Weltkugel 50 Hertz, während in den USA, Kanada und Lateinamerika die Netzfrequenz 60 Hertz beträgt. Das hat zur Folge, dass Trafos für den amerikanischen Markt meist kleiner (weniger Trafo-Eisen) ausgelegt werden. Außerdem ist die Bemessung der Netzteilelkos meist kleiner. Die Netztaktung muss weniger geglättet werden. Die Trafos laufen so kühler und werden weniger belastet.

Verwendet man solche Verstärker nun mit 50 Hertz, steigt die Belastung der Trafos immerhin um 20 Prozent. Sie werden heißer und gelangen früher in die Sättigung. Besonders betrifft das Gitarrensounds unter voller Last. Theoretisch klingt daher ein voll aufgedrehter Fender-Amp in den USA (oder unter 60 Hertz) harmonischer, schlanker und kompakter als in unseren Breiten.

Hier liegt beispielsweise ein Grund dafür, dass die ohnehin unterdimensionierten Trafos alter Fender-Tweed-Combos in Deutschland dann wirklich durchbrennen. Sie sind dieser zusätzlichen Belastung nicht gewachsen. Außerdem klingen sie hier voll aufgedreht viel matschiger als in den USA. Musiker wie Carlos Santana oder Jeff Beck berichteten mir, dass ihre Amps in den USA meist besser klingen als in Europa. Vielleicht eine Folge der höheren Netztaktung…

netzverunreinigungen

Im Idealfall soll das heimische Netz einen sauberen Netzsinus mit 230 Volt bieten. Labormessungen haben mir jedoch gezeigt, dass wir von diesem Ideal je nach Umgebung weit entfernt sind. Vor allem Industrie-Anlagen, Fotovoltaik-Anlagen, Schaltnetzteile, Dimmer sowie zahlreiche digital strukturierte Geräte (z.B. Computer, Router) sorgen durch sogenannte Netzrückwirkungen für Störoberwellen (Netzklirr) von teils erheblichem Ausmaß.

Unzählige Mischverbraucher verunreinigen mittlerweile unsere Hausnetze und sorgen damit dafür, dass die Qualität unserer Netzumgebung für Netztrafos von Röhrenverstärkern viel schlechter ist als beispielsweise 1968. Die magnetische Sättigung der Trafos nimmt zu und treibt diese in die Überlastung. Der Sound wird vor allem bei höheren Lautstärken unscharf, verwaschen und harsch. Gleichzeitig klingen leisere Töne bedeckter und mumpfiger. Auch leidet die Dynamik der Verstärker mitunter deutlich.

Durch die zahlreichen im Netz verkoppelten Verbraucher (keiner kann schließlich wissen, welche Geräte in der näheren Netzumgebung zur Zeit „unsauber” arbeiten) werden  Gleichspannungsanteile und Verzerrungen ins Netz gespeist, die ihrerseits die „Nahrung” unserer Musikgeräte vergiften.

Hier können diverse Netzfilter Abhilfe schaffen. Jedoch wirken diese Filter nur auf ganz bestimmte Verunreinigungen und lassen andere außen vor. Somit erreicht man mit Filtern nur eine Teilbereinigung und daher klanglich meist nur geringe Effekte. Die Netzfilter haben meist auch einen Innenwiderstand, der wiederum wie eine Bremse die Dynamik einschränkt.

äußere einwirkungen auf die netzversorgung

Schon vor knapp zwanzig Jahren war ich bei einer Messstudie im Mitsubishi-Messlabor in Ratingen anwesend, die nachdenklich stimmen konnte. In einem in allen Richtungen mit drei Meter dickem Blei abgeschirmten Messlabor stand ein riesiger Netzgeber (ein Pendant zu den erwähnten Labornetzteilen), der einen eigenen am Oszilloskop beobachtbaren sauberen Netzsinus lieferte.

Nun wurden in Folge mögliche Störquellen in den Raum getragen und auf dem Oszilloskop beobachtet, welche Wirkung diese Quellen auf den Netzsinus hatten. Darunter ein Computerbildschirm, dessen Strahlung die Sinuskurve schon beinahe zerstörte, ein Handy, ein Kofferradio und so weiter. Welche Wirkung elektromagnetische Einstrahlungen haben können, ist Singlecoil-Playern ja hinlänglich bekannt. Und so war es auch bei diesem Versuch. Praktisch jedes Elektrogerät schadete dem Netzsinus bereits aus der räumlichen Nähe heraus.

Angeschaltete Smartphones können somit jede Bandprobe ziemlich „vertakten”, zudem haben wir heute eine Unmenge von unsichtbarem Wellensalat, der unaufhörlich unsere Netzumgebung befeuert (Bluetooth, alle möglichen Sendeanstalten, Funkverkehr in allen möglichen Ausprägungen). Diese Belastung ist heute ebenfalls deutlich höher als vor 50 Jahren. Dagegen gibt es leider keine Abschirmung mehr. Damit müssen wir nun leben.

lösungen

Die schlechte Nachricht vorweg: Praktikable und preiswerte Lösungen für die beschriebenen Probleme gibt es leider nicht. Netzfilter halfen bei meinen Versuchen leider nur in Teilbereichen. Sie waren in der Klangkette stets auffällig durch eine leichte Kompression. Am besten schlug sich der Netzsymmetrierer von Feldmann (VK über € 1000), der die 230-Volt-Spannung exakt auf beide Netzphasen mit je 115 Volt verteilte. In der Summe entstehen so wieder 230 Volt, jedoch ohne die gefürchteten Gleichspannungsanteile. Der Sound wird etwas klarer und konturierter, harsche Höhen werden hörbar entschärft.

Der einzig konsequente Schritt war schließlich der zu einem Labornetzteil. Ein Freund lieh mir sein neu erstandenes GW-Instek-7050-Netzteil, das im Grunde die gleichen Eigenschaften wie das Kikusui hat. Mit diesem Netzteil war es möglich, eine ganz eigene Hausleitung zu generieren. Spannung und Frequenz sind frei wählbar, sodass man endlich einmal die Unterschiede zwischen 50 und 60 Hertz untersuchen kann.

Zunächst war es absolut überraschend wie dynamisch und klar der Verstärker plötzlich klingt, wenn das Gerät einfach nur als Netzgeber verwendet wird, ungeachtet einer bestimmten Netzspannung. Im ersten Versuch kallibrierte ich das Gerät auf die momentane Netzspannung in meinem Netz von 237 Volt. Allein die saubere Netzversorgung (jetzt frei von jeder Verunreingung durch verkoppelte Verbraucher) sorgte für eine enorme Klangverbesserung. Endlich herrschte seitens der üblichen Nebengeräusche (Rauschen) absolute Ruhe, die Dynamik war deutlich vergrößert und die Abbildung vor allem von Akkorden wesentlich schärfer (Saitentrennung).

Im zweiten Durchgang experimentierte ich mit unterschiedlichen Spannungen. Und da ich mit einem alten Fender-Tweed-Amp probierte, pendelte sich meine Vorliebe für eine Netzspannung von 217 bis 220 Volt ein. Hier verringerte sich die Heizspannung zwar auf 6,1 Volt, die Klangergebnisse waren jedoch so gut, dass ich mich in diese Einstellung verliebte. Der Sound wurde kompakter, wiederum weniger harsch, die Höhen präsentierten sich wärmer und fleischiger und die Bässe knackiger und hölzerner.

Zum Schluss schaltete ich den Netzgeber von 50 auf 60 Hertz. Jetzt ging endgültig die Sonne auf. Solo-Linien am voll aufgedrehten Amp wurden vokaler und singender, ohne jedoch an Dynamik zu verlieren. Wieder verringerte sich die unschöne Harshness im Hochton, während die Bässe nochmals sauberer und schärfer rüber kamen. Ein wahrlich traumhafter Sound! Keine Bauteil-Modifikation konnte das bisher erreichen.

Der Anschlag wurde federnder und schmatziger, gerade so als würde Larry Carlton persönlich werkeln. Der Unterschied war tatsächlich größer als durch einen Pickup- oder Röhrenwechsel. Natürlich ist der Klangzuwachs von der jeweiligen Netzumgebung abhängig. Bei „guten” Netzbedingungen wird dieser kleiner ausfallen als bei stark problematischen Netzumgebungen.

Mit einem Marshall-Amp war ich bei der Auswahl der Netztaktung wieder unsicher. Gemäß der Annahme, dass ein Verstärker in Europa für 50 Hertz konstruiert wurde, stand dem Marshall diese Netzfrequenz auch deutlich besser als dem Tweed Combo Made in USA. Hier entscheidet nur der Geschmack. Aber immerhin hören wir die legendären Live-Aufnahmen von Cream aus dem Winterland-Theater von 1968 schließlich mit Marshalls an einer 60 Hertz-Taktung. Ebenso die Live-Aufnahmen der Allman Brother ,Live At Fillmore East’. Und das klingt ja bekanntlich fantastisch. Es ist also durchaus etwas dran an diesen Unterschieden, die die Gitarrensounds stets etwas wärmer und singender präsentieren.

praxiswert

Wo liegen nun die Nachteile an dieser für mich zweifellos revolutionären Entdeckung? Nun, ein Labornetzteil wie das GW Instek kostet knapp 2000 Euro und wiegt gut 30 Kilo. Zudem ist das Gerät recht fragil. Eine kleine Unachtsamkeit beim Transport kann es zerstören. Ein gut gepolstertes Flightcase wäre Pflicht. Zum Schluss ist da noch ein eingebauter Lüfter, der sich regelmäßig einschaltet und zumindest den Betrieb zu Hause ziemlich beeinträchtigen kann. Denn die Lüfter sind nicht gerade leise. Daher käme es für mich in Zukunft nur als fest installiertes Werkzeug zur Entwicklung und Abstimmung von Verstärkern oder im Studio in Frage. Bei Live-Einsätzen wäre mir wahrscheinlich der Transport zu aufwendig.

Insgesamt wurde mir bei den Tests allerdings sehr schnell klar, welch große Rolle die Nahrung für unsere Geräte spielt. Ein Labornetzteil ist momentan die einzige Möglichkeit, die Muskinstrumente komplett mit stabilem „Batterie”-Strom zu versorgen.

Auf meinem Workshop beim vergangenen Guitar Summit in Mannheim habe ich das Gerät übrigens im üppig besuchten Saal vorgestellt. Und zu meiner Erleichterung haben die Zuhörer allesamt den Klangzuwachs ähnlich positiv wie ich selbst aufgenommen. Ich konnte ja nicht wissen, wie die Netzbedingungen in Mannheim aussehen. Aber offenbar sind diese mittlerweile überall so schlecht, dass man die Ausbeute deutlich wahrnimmt. Aufgrund des Preises und der Empfindlichkeit solcher Geräte werden sich vermutlich nur wenige Musiker ein Labornetzteil zulegen. Immerhin: Einige Anwender habe ich nun schon infiziert…

(erschienen in Gitarre & Bass 12/2018)