Wah Wah-Pedal optimieren: Funktionsweise & Modifikationen

Wah Wah-Pedal optimieren: Funktionsweise & Modifikationen

Fasziniert vom charakteristischen Sound beim Wah Wah-Pedal, aber keine Ahnung, wie dieser ikonische Gitarreneffekt eigentlich funktioniert? In unserem Workshop tauchen wir tief in die Technik hinter dem „Weinen“ einer Gitarre ein. Vom Aufbau des Pedals bis hin zu den elektronischen Komponenten erfahrt alles, was ihr über diesen klassischen Effekt wissen müsst, der seit den 1960er-Jahren Rock, Funk und Blues prägt.

Die Aufträge in unserer DelayDude-Werkstatt zeigen, dass sich Wah-Wah-Pedale derzeit großer Beliebtheit erfreuen. Doch Wah ist nicht gleich Wah und obwohl der eigentliche Schaltkreis eigentlich recht simpel aufgebaut ist, gibt es viele Unterschiede. Aber gerade bei Effektgeräten mit wenigen Komponenten hat natürlich jedes Element einen entscheidenden Einfluss auf den Klang. Daher möchte ich die Funktion, den Aufbau und Modifikationsmöglichkeiten eines Wahs erklären.

Wie ist ein Wah Wah-Pedal aufgebaut?

Das Wah Wah-Pedal gehört zu den ersten Effektgeräten und wurde 1967 von der Marke Vox auf den Markt gebracht. Es sollte es ermöglichen, mit der Gitarre den Klang einer Trompete nachzubilden. Gitarristen wie Jimi Hendrix haben es bekannt gemacht und bei vielen Lead-Gitarristen ist dieses besondere Pedal nicht mehr wegzudenken.

Technisch gesehen ist das Wah-Wah-Pedal im Grunde ein Tone-Regler, der in Form eines Bandpass-Filters einen schmalen Frequenzbereich anhebt und die darüber und darunterliegenden Frequenzen absenkt. Der angehobene Frequenzbericht wird über ein Poti verschoben, das von der Pedalwippe bewegt wird. Eine einfache, aber geniale Erfindung.

Ein Bandpass-Filter wird von einer Spule, einem Kondensator und dem regelbaren Widerstand (dem Poti) erzeugt. Eingebettet ist diese Konstruktion in zwei Transistorstufen in Form einer Eingangs- und einer Ausgangsstufe. Durch dieses simple Design ist der Stromverbrauch extrem gering.

Die angehobenen Frequenzen werden um ca. 18 dB geboostet und können bei vielen Wahs in einem Frequenzbereich von 450 Hz bis 1,6 kHz geregelt werden.

Der Eingangsstufe dient ein simpler Transistor zur Verstärkung. Zwei Widerstände am Transistor sind für den Boost um 18 dB verantwortlich. Prinzipiell wäre die Verstärkung noch höher, doch zwei weitere Widerstände im Feedback-Netzwerk reduzieren sie wieder ein wenig. Auf diese Weise wird die Spannung stabilisiert und unempfindlicher gegen Temperaturschwankungen. Gleichzeitig wird der Frequenzweg optimiert.

Der Buffer eines Wah-Wahs

Im GCB-95 und vielen aktuellen Wah-Wahs wurde deshalb ein Buffer vor dem Wah-Schaltkreis eingebaut. Dieser hebt die Eingangsimpedanz an, ist aber nicht für jeden Vintage-Fan optimal. Insbesondere in Verbindung mit einem Fuzz kann der Buffer zu Problemen führen. Aber auch beim Wah verändert er den eigentlichen, klassischen Sound, da die Höhen erhalten bleiben.

Es ist aber möglich, diesen Buffer schaltbar zu machen. Durch diese Modifikation kann man das Wah rasch an das verwendete Setup anpassen. Ob vintage-korrekt oder mit einem klareren und moderneren Sound, ist dann mit einem kleinen Kippschalter einstellbar.

Ein Kondensator am Eingang schützt die empfindlichen Gitarren-Pickups vor Spannungen, falls im Pedal ein technischer Fehler vorliegen sollte. Vor dem Kondensator ist ein Widerstand platziert, der die Eingangsimpedanz festlegt. Er interagiert zwar noch mit anderen Komponenten, aber die Eingangsimpedanz des Wahs ist für ein Gitarrensignal sehr gering. Dadurch wird der Gitarrenton etwas dumpfer, denn die Höhen werden geschluckt.

Der Klassiker – das Cry Baby Vox Wah

Der Ausgang der Eingangsstufe liegt am Poti an, das per Fußwippe bewegt wird. Dieses Poti agiert als Spannungsteiler und reguliert damit auch das Gain der Eingangsstufe.

Als Ausgangsstufe ist ein weiterer Transistorverstärker verbaut. Das Gain wird hier nicht weiter angehoben, sondern 1:1 verstärkt. Dieser Transistorverstärker dient hauptsächlich als Buffer. Allerdings wird das Audiosignal für den Buffer von dem Schleifer des Potis genommen. Da das Gitarrensignal im Signalweg vor dem Poti abgegriffen und zum Audioausgang geführt wird, beeinflusst das Poti die Gesamtlautstärke nicht.

Die Ausgangsimpedanz ist recht niedrig. Und obwohl das Poti diese leicht verändert, bleibt die Impedanz dauerhaft in einem niedrigen Bereich, was für einen Ausgang ja optimal ist. Und das war es auch schon. Es wurden also nicht sehr viele Bauteile verbaut.

Wie funktioniert ein Wah Wah-Pedal?

Um das Wah Wah-Pedal an seine eigenen Klangvorstellungen anzupassen, muss man noch etwas tiefer in die Materie einsteigen, um zu verstehen, welche Komponenten den Sound verändern können.

Eine wichtige Rolle spielt hierbei der Kondensator, der das Feedback-Signal vom Ausgangsverstärker zurück zum Eingang schickt. Dieser Kondensator macht auch den Unterschied zwischen einem Standard Cry Baby und einem Hendrix Signature-Wah aus. Zusammen mit der Spule definiert er die Frequenzen des Filters. Während er beim GCB-95 einen Wert von 0,01 uF hat, verwendet Dunlop bei den Hendrix-Wahs hier einen Kondensator mit 0,022 uF.

Klangliche Veränderungen dank Wah Wah-Pedal

Möchte man den Regelbereich beim Wah Wah-Pedal ohne große Modifikationen leicht verändern, kann man übrigens die Zahnstange der Wippe ein wenig lösen und das Poti neu justieren. Es wird nämlich nicht der komplette Regelbereich des Potis genutzt. Auf diese Weise lässt sich das Wah-Wah bereits leicht optimieren. Wichtig ist hier allerdings, dass man den maximalen Regelweg des Potis nicht überschreitet, denn damit würde man das Poti zerstören.

Schon durch eine Veränderung der Zahnstange lässt sich der Klang beeinflussen

Um das Pedal neu zu justieren, sollte man das Wah aufschrauben und auf die Fußwippe legen. Nun löst man die Schraube, die die Zahnstange an das Poti drückt und dreht das Poti leicht weiter. Anschließend befestigt man die Schraube wieder und testet vorsichtig, ob sich die Wippe noch ganz durchdrücken lässt. Diese kleine Veränderung kann bereits den gesuchten Sound hervorzaubern.

Modifikation eines Wah-Wahs über den Kondensatorwert

Durch den Einbau eines Kondensators mit einem anderen Wert kann man den Frequenzbereich des Wahs modifizieren. Je höher der Wert dieses Kondensators gewählt wird, umso tiefer ist der Frequenzbereich des Wahs. Mit höherem Kondensatorwert und tieferem Frequenzbereich verändert sich somit auch die Frequenzbandbreite des Filters, die auch als Q-Faktor bezeichnet wird. Diesen kann man dementsprechend im Zuge der Modifikation gleich mit anpassen.

Möchte man den Q-Faktor des Filters verändern, ist der Widerstand entscheidend, der parallel zur Spule verbaut ist. Als Standard ist hier ein Widerstand mit einem Wert von 33 kOhm verbaut. Vergrößert man den Wert, wird der Q-Faktor reduziert und der betonte Frequenzbereich weiter. Das Wah Wah-Pedal klingt mit einem Widerstand mit einem Wert von 68 kOhm etwas vokaler.

Es ist auch möglich, diesen Kondensator auch schaltbar machen, um den Frequenzbereich des Wahs zu verändern. Und mit dem Einbau eines 0,068 uF Kondensators passt man es sehr gut für Bassisten an.

So funktioniert ein Wah Wah-Pedal – Transistor und Widerstand

Viele der Gitarristen, die ihre Pedale bei uns abgeben, wollen mehr Gain und Bass. Um das Wah Wah-Pedal dahingehend zu modifizieren, verändern wir den Widerstand, der vom ersten Transistor an Masse geht. Hier wird der Bias des Transistors eingestellt. Halbiert man dessen Wert, rutscht der Frequenzbereich weiter nach unten und wird mehr verstärkt.

Durch eine Veränderung des Widerstands im Feedback-Loop kann der Mittenbereich etwas angehoben werden. Diese Modifikation ist in der Hackenposition der Pedalwippe wahrzunehmen. Eine Verdopplung des Widerstandswerts ist hier ein guter Anfang zum Experimentieren.

Die Spule kann natürlich ebenfalls getauscht werden. Dunlop setzt hier auf schicke Farben, aber im Grunde kann jede Spule mit einer Induktivität zwischen 200 mH und 1 H verwendet werden. Der Standard ist 500 mH.

Durch eine Einstellung des Bias des Transistors kann man den Klang des Wah Wah-Pedals verändern

Der Regelbereich von aktuellen Wah-Potis ist anders als bei den alten Potis, die im Clyde McCoy verwendet wurden. Viele Wah-Fans haben sicherlich schon mal etwas vom ICAR-Poti gehört. Die Regelcharakteristik der alten ICAR-Potis wurde von vielen Ersatzteilherstellern nachgebildet. Es gibt jedoch auch noch einen speziellen Trick, den mir Geoffrey Teese, der Meister des Wahs, einmal im Vertrauen verraten hat.

Spannender im Hinblick auf klangliche Veränderungen sind jedoch die Transistoren. Wir haben ja bereits festgestellt, dass das Wah-Wah hauptsächlich aus den beiden Transistorverstärkern besteht. Und mit Transistoren kann man immer sehr gut experimentieren. Ich persönlich finde das Ergebnis spannender, als wenn man die Spule austauscht.

Wenn man die Transistoren sockelt, kann man sehr schnell mit verschiedenen, Pin-kompatiblen Transistoren experimentieren. Als Standard wird hier meist der BC109b verwendet. Transistoren haben unterschiedliche Verstärkungsfaktoren und man kann damit bereits hörbare Unterschiede hervorrufen. Natürlich kann der Bias der gewählten Transistoren mit den jeweiligen Widerständen auch noch abgestimmt werden. Der richtige Verstärkungsfaktor macht aus einem Standard-GCB-95-Wah einen richtigen, klassischen Wah Sound.

Ich habe mal ein Wah Wah-Pedal für einen Kunden aufgebaut und dieses mit einem alten Thomas Organ Wah verglichen. Und die klangliche Nähe war mit den richtigen Transistoren verblüffend. Hier geht also einiges und es kann sich lohnen, das eigene Wah-Wah zu modifizieren, bevor man sich für ein neues Pedal entscheidet. Das macht Spaß, spart Geld und schont letztlich auch die Umwelt.