Effektiv: Distortion-Pedale

Boss Metal Zone MT-2

Ganz entgegen meiner Gepflogenheiten, keine aktuellen Pedale zu analysieren, will ich mir heute eine Ausnahme gestatten und das sehr vielseitige Boss Metal Zone MT-2 beschreiben. Das Besondere an ihm ist die stattlich große Anzahl von verschiedenen Tonfiltern, die in diesem kleinen Pedal integriert sind.

boss metal zone mt-2 (1)

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Input

Das hochohmige Gitarrensignal trifft zu seiner Entkopplung von der Filter-Elektronik und Impedanzanpassung auf einen FET-Source-Folger, der dies realisiert. Sein hochohmiger Gate-R von 1 Meg-Ohm bestimmt weitestgehend seine Eingangsimpedanz. Danach, wie immer nicht dargestellt, das FET-Schaltarrangement, welches im eingeschalteten Zustand das Signal verlustfrei weiterleitet. Bevor es auf den OP3b trifft, der das Eingangssignal markant filtern wird, erfolgt die Einspeisung des Signals über einen hörbaren Hochpass (C33 + R43) mit Grenzfrequenz von 106 Hz (G# , E6-Saite, vierter Bund), die unteren Bässe werden etwas gedämpft. Man hört dies marginal, und dieser Cut sorgt dafür, dass die dicke und weit ausschwingende E6-Saite nicht so übermäßig dominiert, insbesondere, wenn diese auf ein D runter gestimmt ist, was ja im Metal durchaus üblich ist.

Das Distortion-Modul des MT-2
Das Distortion-Modul des MT-2 [zum Vergrößern der Grafik auf das Bild klicken]
Gain

Nun zu der ersten großen Filterung des Signals: Der Transistor Q10, in der Gegenkopplung des OP3b gelegen, bildet einen Gyrator. Zusammen mit dem vorgeschalteten C34 ergibt sich dann ein elektronischer LRC-Saugkreis. Dadurch, dass dieser Saugkreis in der Gegenkopplung angeordnet ist, „invertiert“ sich seine Wirkung und es entsteht am Ausgang ein flachflankiger Peak bei 1 kHz. Genau diese Eigenschaft erinnert sofort an das Frequenz-Verhalten eines alten Treble Boosters. Vielleicht wollte man dem historischen Entstehen des Metal-Sounds Rechnung tragen, denn der Heavy-Metal-Pionier Tony Iommi (Black Sabbath) benutzte auf seinen frühen Aufnahmen einen Germanium-haltigen Range-Master Treble Booster zum heftigen Anblasen seiner Laney Stacks. Wie dem auch sei, das Signal wird hier kräftig eingefärbt.

Dieser eingeprägte Frequenzgang lässt sich nicht mittels eines Controllers beeinflussen, er ist fest vorgegeben. Hierzu gibt es im Netz ein paar (sinnvolle) Mods, die dieses Bandpass-Verhalten, welches für einige „nasal“ klingen mag, eliminiert. Wird C35 (= 10nF) einfach entfernt, mutiert der gesamte Gyrator-Schaltkreis um den Transistor Q10 zu einem Tiefpass, der – in der Gegenkopplung gelegen – somit ein Hochpass-Verhalten am Ausgang des OP3b zur Folge hat. Damit dieses Hochpass-Verhalten nicht zu stark ausgeprägt ist, wird der C34 (= 27nF) durch 47-nF- oder 100-nF-Typen ersetzt.

Hinter dem OP wird das Signal auf die Hälfte reduziert, weiterhin werden hier Höhen zurückgenommen, um allzu aufdringliches Rauschen und Signal-Oberwellen etwas zu zügeln. Denn es lässt sich ein Signalgemisch besser harmonisch übersteuern, wenn dessen Höhenanteil vor dem Übersteuern nicht zu dominant ist. Durch das anschließende Übersteuern werden ja wieder Oberwellen generiert, die dann unschön mit den Original-Höhen intermodulieren könnten.

Das Eingangsfilter
Das Eingangsfilter

Distortion-OP

Nach der eben erwähnten Höhenfilterung folgt nun die Einkopplung über ein knapp bemessenes RC-Glied (C29 + R40), das dafür sorgt, dass die Bässe gerade so unbeschadet rübergehen. In Hi-Gain-Systemen ist es schon üblich, das Signal in einem eher schmalbandigen Bereich zu kanalisieren und an seinen Frequenzrändern nichts Überflüssiges mitzuschleppen, das schlussendlich die Übertragung des eigentlichen Nutzsignales tendenziell akustisch verschlechtert. Einen richtig breitbandigen Frequenzgang überlassen wir daher den HiFi-Anwendern, die können das gut bei ihren linearen Systemen gebrauchen. Hier – bei all den Verzerrungen – bringt es eher Nachteile.

Der OP3a verstärkt nun unser bis dato recht kunstvoll generiertes Signal linear. Die einstellbare Verstärkung reicht bis etwa Faktor 250 (= 48 dB) hinauf, einzustellen über das Distortion-Poti. Mit solch hohen Werten läuft natürlich der Ausgang dieses OPs gegen seine Betriebsspannungs-Grenzen und produziert schon ein deutlich erkennbares Rechteckförmiges Ausgangssignal. Dieses Signal gelangt im Anschluss über den obligatorischen Strombegrenzungs-R zu den Distortion/Clipping-Silizium-Dioden. Damit wieder eine gewisse „Wuchtigkeit“ ins Spektrum gelangt, werden die etwas schlanken Bässe wieder mittels des RC-Gliedes (R32 + R31 + C23), relativ betrachtet, angehoben. Bzw. wenn man es genau nimmt, werden die Höhen auf ein bestimmtes konstantes Maß abgesenkt (-10 dB), die Bässe hingegen bleiben mit voller Amplitude (0 dB) erhalten.

Der Doppel-Gyrator
Der Doppel-Gyrator

Filterbank OP4b

Jetzt geht es im Detail um Heavy Metal – sprich, um seinen eigentümlichen Frequenzgang. Dazu dient nun das Dual-Filter OP4b. Es ist formal so aufgebaut wie das Eingangsfilter OP3b, nur, dass jetzt hier zwei Gyratoren in der Gegenkopplung zum Einsatz kommen. Wir wissen von vorhin, dass ein einzelner Gyrator plus vorgeschaltetem C in der Gegenkopplung einen Peak im Frequenzgang generiert; hier sind es dann zwei an der Zahl. Der Frequenzgang verwundert nicht weiter.

Klar, der untere Peak liegt bei etwa 100 Hz, das schafft düster-druckvolle Metal-Stimmung. Hier auch wieder klasse, dass nicht einfach die Höhen angehoben werden, sondern nach einem nützlichen Peak (5 kHz) wieder im Frequenzgang abfallen; denn das mindert ein wenig das Rauschverhalten. Der Mitten-Scoop findet bei 500 Hz statt.

Auch den Treble-Gyrator (Q8) kann man modden, in dem das C25 einfach entfernt wird! Der Treble-Peak mutiert dann zu einem gewöhnlichen Hochpass. Im Netz gibt es übrigens frei nach dem Motto „Wo viele Filter sind, gibt es viel zu modifizieren!“ etliche Mods – wer surft, der findet! Und die verbleibenden Filter werden dann in der kommenden Folge analysiert.

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