Effektiv!

Univox Uni-Vibe

Gäbe es einen Preis für das sperrigste und schwerste Effektgerät, dem von 1940 stammenden, motorgetriebenen Rotationsspeaker-Cabinet von Don Leslie wäre er gewiss. Aber der Sound eines Leslies, den nicht nur die Beatles (‚Here Comes The Sun‘, ‚Something‘ etc.), sondern auch Jimi Hendrix (z. B. in ‚Little Wing‘) zu schätzen wusste, ist nun mal einmalig.

Legendär: Univox Uni-Vibe

Also machte man sich im Jahr 1969 bei der im Bundesstaat New York ansässigen Firma Univox ans Werk, um das Töne speiende Monster elektronisch zu verkleinern. Leslie-in-a-Box, sozusagen. Entwickelt und gebaut wurde der Schaltkreis, wie alle Univox- Effektgeräte, von dem japanischen Subunternehmer Shin-Ei unter der Leitung von Fumio Mieda.

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Graue Theorie

Das Ergebnis nannten sie Uni-Vibe, laut Gehäuse-Aufdruck ein umschaltbarer Chorus/Vibrato- Effekt. Bleiben wir zunächst einmal beim Vibrato, oder anders ausgedrückt: bei der Tonhöhen-Modulation. Beim damaligen Stand der Technik hieß die Realisierung dieser Aufgabe im Audiobereich eine Hintereinanderschaltung von sogenannten Allpässen. Der Allpass besitzt eine Phasen-Nacheilung wie ein Tiefpass, allerdings bei einem geraden (!) Frequenzgang – darin liegt seine Besonderheit. Phasen-Nacheilung bedeutet hier eine kleine, frequenzabhängige Verzögerung, die man sich zu Nutze macht. Bei Bässen ist sie nahe Null und nimmt mit steigender Frequenz zu, bis fast 180°, bei einer bestimmten mittleren Frequenz exakt 90° (bei z. B. 1000 Hz entspräche 90° einem Viertel der Periodendauer = 1/(4*1000Hz) = 0,25ms Verzögerung). Bei zwei hintereinandergeschalteten Allpässen erreicht man also bei einer diskreten Frequenz exakt 180° (was im Verlauf noch wichtig werden wird). Die Verzögerung eines Allpasses lässt sich z. B. mithilfe lichtempfindlicher Widerstände (LDR, aka Photozellen) variieren. Mittels eines Low Frequency Oscillators (LFO), der ein Glühlämpchen ansteuert, erfolgt die Modulation der LDRs und somit der Allpässe. Wird nun diese Phasennacheilung (= Verzögerung) periodisch variiert, wird dies als leichte Tonhöhenschwankung wahrgenommen. Dieser Effekt, der treffend Vibrato genannt wurde, war ok, simulierte den Leslie-Effekt aber noch nicht wirklich.

Erst wenn das Vibrato mit dem Originalsignal gemischt wird, entsteht dieser begehrte, sphärisch-hypnotische Leslie-Ton. Trifft dann, bei einer diskreten Frequenz, das unverzögerte Signal mit dem um 180° verzögerten zusammen, entsteht die Auslöschung dieses Tons – und der Frequenzgang hat dort, wie beim Original-Leslie, einen starken Einbruch (Notch, oder Kerbe), der durch die Modulation auch noch hin und her wandert. Das Uni-Vibe hatte vier Allpässe, je zwei erzeugen ein Notch, also insgesamt zwei Einbrüche im Frequenzgang, die ständig um einen Mittelwert pendelten. Ein Frequenzloch war im Bass, das verbleibende in den Höhen angesiedelt, siehe Abb. 1. Diesen Betrieb nannten die Univox-Leute Chorus. Hier wird in groben Zügen der Leslie- Ton simuliert, ist aber, um den heute allgemein üblichen Tenor zu benutzen, nichts anderes als ein Phase Shifter oder kurz: Phaser.

Abb. 1: Frequenzgang
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Uni-Vibe

Das Gerät ist wegen seines erhöhten Strombedarfs für Netzbetrieb konzipiert. Auf dem Bild der Innenansicht ist oben rechts der kleine Netztrafo zu erkennen. Unter der Blechabdeckung in der linken Platinenhälfte sind die vier LDRs inkl. Glühlämpchen lichtdicht untergebracht. Insgesamt besteht der Schaltkreis aus 13 (japanischen) Siliziumtransistoren. Die Teilansicht Input-Amp & Mischer zeigt Abb. 2.

Abb. 2: Die Amp- & Mischer- Schematik

Elektronik

Der Eingangswiderstand beträgt 70 kOhm. Ein direkter Anschluss der Gitarre an das Gerät dämpft die Tonabnehmer- Resonanzhöhe gerade weg. Zunächst wird das Eingangssignal über einen Spannungsteiler auf knapp 70% (-3,5dB) seiner Größe reduziert. Der dann folgende Eingangsverstärker besteht aus drei Standard- Siliziumtransistoren und lässt sich als äußerst primitiv realisierter, diskret aufgebauter Operationsverstärker begreifen, mit einer Durchgangsverstärkung von knapp 4. Er reichert das Signal mit leichten Oberwellen (Verzerrungen) an, ohne dass diese störend wirken.

Danach verzweigt das Signal zu der ersten Stufe der Allpasskaskade und zur passiven Mischstufe. Je zwei Transistoren, als Darlington Emitterfolger beschaltet, bilden den aktiven Teil eines Allpasses. Das Prinzip des hier verwendeten Allpasses ist in Abb. 3 verdeutlicht.

Abb. 3: Das Allpass-Prinzip

Die Besonderheit des Darlington-Schaltkreises besteht in einem hochohmigen Eingang bei sehr hoher Stromverstärkung. Die Phasenverschiebungen der vier Allpässe waren, im Gegensatz zu den Phasern, nicht auf gleiche Werte je Stufe festgelegt, sondern ein Paar lag in den unteren Bässen, das verbleibende in den Höhen. Wie sich genau diese Uni-Vibe-Werte ergaben, lässt sich nach all den Jahren nicht mehr rekonstruieren und sollte deshalb als historisch gelungene Elektro-Komposition von Fumio Mieda gesehen werden. Jedenfalls liegen die Frequenzlöcher im Vergleich zu den etwas später erscheinenden Phasern weit auseinander (siehe nochmal Abb.1). Im Chorus-Betrieb (eigentlich ein Phasing) wurden die Dry (Original) und Wet Signale 1:1 gemischt, im Vibrato-Betrieb wurde das Dry nicht komplett abgeschaltet; es blieb leicht zugemischt. Das Gerät hatte keinen Bypass; um den Effekt auszuschalten, wurden die Allpässe einfach in ihr Bereichsende getrieben und dort ohne Modulation belassen. Das Signal durchlief also immer den Eingangsverstärker mit der nachfolgenden Abschwächung im Mischer. Es existierte keine niederohmige Auskopplung mittels Impedanzwandler; der Ausgangswiderstand lag (Chorus und Ausgangs-Einsteller ganz aufgedreht) bei ca. 30k Ohm. Die Durchgangsverstärkung des Uni-Vibe lag bei etwas über eins und das Teil wirkte so immer auch als leichter Booster.

Uni-Vibe-Prospekt von 1969

LDR (Photozelle)

Für den Uni-Vibe-Sound sind die LDRs von großer Wichtigkeit. Diese reagieren bei Ansteuerung keinesfalls linear, wie man womöglich meinen könnte, sondern sind recht nichtlinear mit Klirrfaktoren (THD), die je nach Aussteuerung 5…10% erreichen (siehe Abb. 4). Dort sind drei verschiedene LDR-Typen mit ihrem K3- Klirrfaktor aufgetragen. Die Spektralverteilung der THD ist auch noch LDR-Typabhängig – oder kurz: Die Dinger haben einen Sound! In der OTH Regensburg wurden von Prof. Dr. Zollner dazu intensive Laboruntersuchungen getätigt, auf die ich mich hier beziehe. Will man also heutzutage den Original- Uni-Vibe-Sound haben, müssten formal diese original Old-school LDRs beschafft und verbaut werden, was schwierig werden wird. Denn die sind verboten, enthalten die alten 1960er-Jahre-Teile doch das hoch toxische Cadmium. Folglich müssen neuzeitliche, umweltverträgliche LDR-Typen verwendet werden, die aber allesamt andere THDs und deren Spektralverteilung haben – kurz: anders klingen. Da hilft neuzeitlich oft nur eine erstklassige digitale Simulation, was aber voraussetzt, dass auch das Klirrverhalten mit seiner ganzen Dynamik der originalen LDRs simuliert wird. Unterlässt man das durch Unwissenheit, klingt das Gerät eben nur mäßig und wenig nach Uni-Vibe.

Abb. 4: Klirrfaktor

Aus Gitarre & Bass 12/2016

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