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Warum benötigt man eine Cab-Simulation und welche Techniken gibt es?

Analoge und digitale Lautsprechersimulationen in der Praxis – Als 1998 der POD aus dem Hause Line 6 auf den Markt kam, konnte niemand ahnen, dass mit ihm langsam, aber sicher ein Paradigmenwechsel in der Gitarrenwelt eingeläutet wurde. Zwar steckte die digitale Umsetzung eines Amps und dessen Mikrofonierung damals noch in den Kinderschuhen, aber spätestens mit dem Fractal Audio AxeFx, dem Kemper Profiler oder dem Line 6 Helix gelang der große Wurf: Digitale Gitarrenverstärker hatten endlich das Potenzial, eine sinnvolle und befriedigend klingende Alternative zum Echtamp und der Abnahme eines Cabinets darzustellen.

Warum benötigt man eine Cab-Simulation und welche Techniken gibt es?

Genauer betrachtet erkennt man, dass es sich hier um eine Lösung handelt, die aus zwei Komponenten besteht: Einerseits geht es um die digitale Emulation eines Gitarrenverstärkers, andererseits um die Simulation einer abgenommenen Box. Letztere war schon vor den 90ern auf analoge Weise machbar, doch die digitale Impuls Response (IR) Technologie erwies sich hier als wahrer Gamechanger. Sie scheint dem tatsächlichen Verhalten einer abgenommenen Box deutlich besser auf die Schliche zu kommen als das Modeling der Ampeinheit.

Wir wollen heute ergründen, was der Sinn einer Speakersimulation überhaupt ist und wie sie sowohl auf analoge als auch digitale Weise umgesetzt werden kann.

Inhalte

  1. Grundsätzliches
  2. Verschiedene Spielszenarien
  3. Analoge Speakersimulationen
  4. Digitale Speakersimulationen
  5. Der Effekt von unterschiedlichen Cabinets

Grundsätzliches

Bevor wir einsteigen, sollten wir einer grundsätzlichen Frage nachgehen: Was passiert eigentlich, wenn wir unsere Gitarrenbox mit einem Mikrofon abnehmen? 

Primär liegt der Sinn ganz offensichtlich darin, das Gitarrensignal auf eine PA oder an eine DAW schicken zu können und damit zur weiteren Verarbeitung in die Hände eines Mischers oder Produzenten zu geben. Eine weitere Funktion des Cabinets ist es, als elektronische Last für die Gitarrenendstufe zu fungieren (englisch „Load“), was übrigens auch deren Sound beeinflusst, weil es sich um ein sogenanntes reaktives System handelt. 

Das Wichtigste in unserer praktischen Anwendung ist jedoch, dass ein Cab plus Mikrofon gewissermaßen wie ein EQ fungiert und einige unangenehme Frequenzen so bearbeitet, dass ein attraktiver Sound entsteht. Gelinde gesagt klingt das reine Gitarrensignal über einen Verstärker ohne passende Gitarrenbox relativ gewöhnungsbedürftig. Clean kann das einen bestimmten Charme haben, und so wurden gerade in den 80ern noch relativ viele Funksounds direkt ins Pult gespielt. Geht es jedoch um natürlich klingende Rockriffs, ist das Ganze eher unbefriedigend. Berühmte DI-Sounds, die meistens über Studio- und nicht Gitarren-Preamps erzeugt wurden, waren z. B. “Revolution” von den Beatles, einige Prince-Sounds, viele Nile Rodgers Riffs, und selbst David Gilmours “Another Brick in the Wall”-Solo ist eine Mischung aus DI- und Ampsound. 

Hier hört ihr ein cleanes “Direct-to-Desk” Gitarrensignal ohne Speakersimulation. Als Tipp empfehle ich, auch mit Kompressoren zu experimentieren, um dem Sound etwas mehr “Fleisch” zu verleihen.

Audio Samples
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Gitarrensignal ohne Cab Sim – Clean

Nimmt man nun einen verzerrten Ampsound, wird es weniger „ohrenschmeichelnd” und deutlich schwieriger, ein befriedigendes Ergebnis zu erhalten.

Audio Samples
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Gitarrensignal ohne Cab Sim – Distortion

Die Box und auch das Mikrofon filtern hauptsächlich die Höhen und die Bässe heraus, arbeiten jedoch auch auf ganz unterschiedliche Weise im Mittenbereich, wodurch der charakteristische Individualsound der jeweiligen Mike-, Cabinet- und Speakertypen zum Vorschein kommt. Spricht man von einem Gitarrensound, meint man also in Wirklichkeit ein ziemlich stark beschnittenes Signal, bei dem versucht wurde, alles “Unangenehme” herauszufiltern. Deshalb wird in diesem Zusammenhang auch der Begriff „Frequenzkorrektur” gerne synonym für „Speakersimulation” verwendet.

An dieser Stelle möchte ich noch einmal explizit die Warnung aussprechen, dass ihr beim Experimentieren mit DI-Sounds und Speakersimulationen unbedingt eine Box oder eine Loadbox an den Speaker-Out eures Röhrenamps hängen müsst, damit eure Endstufe keinen Schaden nimmt!

Verschiedene Spielszenarien

Prinzipiell ist es eine relativ unkomplizierte Geschichte, die Box seines Gitarrenamps zu mikrofonieren, und genau das passiert auch in den meisten Live-Szenarien. Hier sind in der Regel die Technik und das Equipment der PA-Verleiher vorhanden und man muss bei den meisten Clubgigs auch keine große Rücksicht auf die Lautstärke nehmen, da häufig auch ein akustisches Schlagzeug an Bord ist.

Bestimmte Umstände können es jedoch erfordern, dass das Gitarrensignal  deutlich leiser sein muss, als dies mit einem mikrofonierten Gitarrenamp umsetzbar wäre. Typische Spielrealitäten wären hier z. B. das Mitwirken bei Musicals oder Theaterauftritten, bei denen die Musiker im Orchestergraben Rücksicht auf Publikum, Schauspieler oder unverstärkte Mitmusiker nehmen müssen. Auch für das Üben oder Recorden in einer Mietwohnung oder im Urlaub kann das Abnehmen einer Gitarrenbox zum Unfrieden mit den Mitbewohnern oder dem Hotelmanager führen.

Logistisch wirft das Transportieren einer Gitarrenbox, die platzmäßig häufig das größte Glied in der Equipment-Kette darstellt, ebenfalls Probleme auf. Das Reisen mit dem Flugzeug ist praktisch unmöglich und selbst im Auto nimmt eine 4×12″ Box quasi den kompletten Kofferraum plus Rückbank in Beschlag. In Internetforen taucht immer wieder das Narrativ vom faulen Musiker auf, der keinen Bock mehr hat, sein Equipment zu schleppen. Aber die oben genannten Probleme sind real, und das im Profi- wie im Amateurbereich. Und genau für diese Szenarien bietet die Speakersimulation eine sinnvolle Alternative, die man sich zunutze machen sollte. 

Analoge Speakersimulationen

Weiß man nun, welche Frequenzen durch die Kombination von Speaker und Mikrofon gefiltert werden, kann man diesen Frequenzgang durch einen fixen analogen EQ “nachbauen”. Genau das passiert in analogen Lautsprechersimulationen und war bis vor wenigen Jahren noch die Methode der Wahl, wenn es um Alternativen zur Abmikrofonierung ging. Vorteil ist, dass diese Methode durch das analoge Arbeiten keine Wandlung benötigt und damit Latenzen oder ressourcenhungrige Prozessorleistungen entfallen. Der Nachteil dieser Arbeitsweise ist, dass man hier lediglich eine begrenzte Anzahl von Frequenzbändern regulieren kann und der Klang damit einer echten Box nur bedingt nahekommt.

Produkte, die auf diese Weise funktionieren, sind zum Beispiel der Sans Amp, der (alte) Mesa Boogie Cab Clone, die Hughes and Kettner Red Box, die Palmer Junction oder die Behringer GI100, die ein Klon des “Rath Virtual 4×12″ Cabinet” ist.

Produkte, die das Nachbilden einer Poweramp-Sektion mit einer analogen Speakersimulation vereinen, sind z. B. der DSM& Humboldt Simplifier oder das Multicab von Tsakalis Audio. In diesem Zusammenhang sollte man im Hinterkopf behalten, wie wichtig auch der Einfluss des Poweramps auf das Gitarrensignal ist.

Hier hört ihr den Sound der oben erwähnten Rath Box bei einem vorgeschalteten Marshall Plexi, verglichen mit einer mikrofonierten Variante:

Audio Samples
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Miked Cab Analoge Speakersimulation – Rath Box
Rath Virtual 4×12″ Cabinet

Falls es mal “quick and dirty” gehen muss, bietet sich auch ein EQ-Pedal wie das Boss GE-7 ganz hervorragend an, um eine Poweramp-plus-Cabsimulation nachzustellen. Hier sind die Frequenzbänder natürlich etwas eingeschränkt, aber das Ergebnis klingt deutlich besser als ganz ohne Frequenzkorrektur. Den Equalizer solltet ihr hier hinter die Preamp- bzw. Zerrfraktion packen. Ein mögliches GE-7-Setting wäre:

100Hz200Hz400Hz800Hz1.6kHz3.2kHz6.4kHzLevel
-5+5-500+5-150
Audio Samples
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Wampler Tumnus direkt in Audio Interface Wampler Tumnus + Boss GE-7 direkt in Audio Interface
Boss GE-7 Setting

Digitale Speakersimulationen

Was man auf analoger Basis mithilfe von EQs macht, funktioniert natürlich auch unter Zuhilfenahme eines digitalen Filters. Der hat den Vorteil, dass hier oft freie Bandwahl zur Verfügung steht und EQs z. B. in digitalen Multieffekten relativ ressourcenschonend sind. Im folgenden Beispiel hört ihr zunächst das ungefilterte Gitarrensignal und im Anschluss eine Frequenzkorrektur, bei der ich den Sonnox Oxford EQ von Universal Audio zuhilfe nehme. Hier habe ich einen Low- und High Cut eingesetzt, spezielle Frequenzen bei 9.5, 7 und 4 kHz herausgezogen und für etwas mehr Fülle 200 Hz breitbandig angehoben:

Audio Samples
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Digitale Speakersimulation – EQ Off Digitale Speakersimulation – EQ On
Digitale Speakersimulation – EQ Setting

Ein viel genaueres Abbild einer mikrofonierten Box ist jedoch die sogenannte Impulse Response, auch IR oder Faltung genannt. Da wir der Erstellung von Impulsantworten bereits einen sehr umfangreichen Artikel gewidmet haben, hier nur in aller Kürze: 

Technisch gesehen handelt es sich dabei um die Aufzeichnung der Differenz zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangssignal. Am Anfang steht ein Impuls, der ein System stimuliert, normalerweise ein Sinus-Sweep, der den Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz durchläuft, um zu garantieren, dass alle Frequenzen bei gleicher Lautstärke und im gleichen Zeitraum aufgenommen werden. Dieses Signal wird nun durch das Objekt geschickt, das man „falten“ möchten, in unserem Fall also eine Gitarrenbox. Das nächste Glied in der Kette ist das Mikrofon, das an einer bestimmten Stelle platziert wird und den Impuls erfasst. Nun erhält man zwar ebenfalls alle Frequenzen, aber deren Lautstärkepegel unterscheiden sich aufgrund des Boxen- und Mikrofontyps. Subtrahiert man nun das Sinus-Sweep-Eingangssignal vom Ausgangssignal durch einen digitalen Prozess, ergibt die Differenz zwischen den beiden Signalen die Impulsantwort, die ein digitaler “Snapshot” eines linearen Ereignisses ist. 

Frequenzverlauf Impulse Response

Im Prinzip erhält man auch hier eine Art Frequenzkorrektur, aber diesmal mit einem EQ, der über tausend Bänder bearbeiten kann und damit wesentlich genauer greift. Die größten Vorteile der IR-Technologie sind:

a) Das bevorzugte Cabinet inklusive Mikrofonart und -position lässt sich überall hin mitnehmen. 

b) User von InEar-Monitoring haben stets den identischen Sound, unabhängig von den Bühnengegebenheiten.

c) Alte Cabinets aus den 50er- oder 60er-Jahren, die nicht mehr frei erhältlich sind, können für die Nachwelt konserviert und damit einem breiten Publikum verfügbar gemacht werden.

IRs lassen sich mit dem nötigen Equipment und technischem Know-How auch selbst erstellen, einfacher ist jedoch, die Expertise von renommierten IR-Anbietern in Anspruch zu nehmen. Die bieten eine Fülle von hochwertigen Faltungen an, darunter Ownhammer, CabIR.eu, Valhallir.at ,York Audio, ML-Sound Lab oder Celestion. Üblicherweise kommen die erhältlichen IR-Pakete mit einer gigantischen Zahl an Faltungen, die unterschiedliche Mikrofone und Mikrofonpositionen beinhalten. Die meisten Anbieter stellen jedoch eine repräsentative Auswahl in eine Art Übersichts- oder einen “quick and dirty“-Folder, der eine gute Ausgangsbasis bietet und von dem aus man sich weiter in den Kaninchenbau vorarbeiten kann. IRs kommen in der Regel als wav.-Files zwischen 44,1 bis 96 kHz und 16 bis 24 Bit. 

Hier hört ihr ein Gitarrensignal mit zwei verschiedenen Faltungen, nämlich einerseits ein Marshall Plexi mit einer 4×12″ Greenback-Faltung sowie ein Fender Tweed mit einer 1×12″ Jensen-Faltung:

Audio Samples
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Marshall Plexi mit Greenback Faltung
Marshall Plexi mit Greenback Faltung – Frequenzgang
Audio Samples
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Fender Tweed mit Jensen Faltung
Fender Tweed mit Jensen Faltung – Frequenzgang

Auch im Digitalsegment trifft man natürlich auf eine Fülle von Produkten, die das Laden von Faltungen unterstützen. Auf der einen Seite des preislichen Spektrums sind das „all-in-one”-Modeler wie das Line 6 Helix, der Kemper Profiler oder das Fractal Audio Axe, während sich im etwas kostengünstigeren Feld Geräte wie das Harley Benton DNAfx Git, das Nux MG-30, das Mooer GE 250 und diverse andere tummeln.

Produkte, die sich lediglich auf das Nachbilden einer Poweramp-Sektion plus Faltungslader beschränken, sind z. B. das Walrus Audio ACS-1,das Strymon Iridium, Two Notes Produkte oder das Boss IR-200. Günstiger sind hier Geräte wie das TC Electronic Impulse oder das Mooer Radar. Eine besondere Rolle spielt hier außerdem die Universal Audio OX Box, die zwar ebenfalls digital arbeitet, laut Herstellerangaben aber keine Impuls-Response-Technologie verwendet.

Der Effekt von unterschiedlichen Cabinets

An dieser Stelle möchte ich noch einmal explizit auf den gigantischen Sound-Einfluss von verschiedenen Cabinets bzw. Speakersimulationen aufmerksam machen. Viele Modeler werden dem verständlichen Wunsch ihrer Benutzer gerecht, eine möglichst große Materialschlacht an zig verschiedenen emulierten Amptypen aufzufahren. Hierbei wird jedoch oft vergessen, dass das Wechseln auf eine andere Cab-Faltung durchaus eine deutlich größere Auswirkung auf den Klang haben kann als das Umschalten des Amptyps. Um diesen Effekt zu verdeutlichen, hört ihr nun einen Marshall Plexi mit entsprechender 4×12″ Greenback-Faltung und einen Vox AC30 mit Blue Bulldog Faltung:

Audio Samples
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Marshall Plexi – 4×12″ GB Faltung AC30 – 2×12″ Blue Bulldog Faltung

Nun tauschen wir die Faltungen um, das heißt, Marshall plus Blue Bulldog- und AC30 mit 4×12″ Greenback-Faltung:

Audio Samples
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Marshall Plexi – 2×12″ Blue Bulldog Faltung AC30 – 4×12″ GB Faltung

Ich hoffe, diese kleine Übersicht konnte euch etwas Klarheit über die Verwendung von Speakersimulationen verschaffen. 

Grundsätzlich muss man sagen, dass die 2020er-Jahre in dieser Hinsicht eine tolle Zeit für uns Gitarristen sind, denn losgelöst von soundideologischen Debatten war es nie einfacher, kostengünstiger und praktikabler zu seinem Wunschsound zu kommen und ihn portabel zu machen.

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von Haiko Heinz

Kommentieren
Profilbild von Sebastian aus Berlin

Sebastian aus Berlin sagt:

#1 - 25.09.2022 um 09:39 Uhr

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Super Artikel, danke für den guten Überblick! Der Zusammenhang von Faltung und EQ war mir bisher gar nicht klar. Jetzt verstehe ich auch, warum analoge Boxensimulationen so gut sein können. Wieder was gelernt :-).

Kommentare vorhanden
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