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Workshop DIY: So baust du ein analoges Delay für E-Gitarre

17. August 2021

So baust du ein analoges Delay für E-Gitarre!

Da die Veröffentlichung unseres Workshops zum Bau eines Verzerrers auf reges Interesse stieß, erweitern wir dieses Themengebiet um einem weiteren Workshop und widmen uns heute dem Bau eines analogen Delays. Da die wichtigsten Schritte der Fertigung eines DIY-Effekts auf einer Streifenrasterplatine im obig genannten Artikel bereits ausführlich erörtert wurden, werde ich hier lediglich auf die unbedingt erforderlichen bzw. wichtigsten Punkte und Informationen zu analogen Delays eingehen. Ein Delay ist eine quasi unverzichtbare Zutat für die Bühne und das Studio, weil es einem trockenen Sound mehr Fülle und Dichte spendiert oder auch „spacige“ Atmosphären erzeugen kann.

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Delay – Geschichte – Fakten

Die ersten Delays für den Musikbereich wurden mithilfe von Bandmaschinen erzeugt. Der Aufnahmekopf bannte das Eingangssignal auf Tape, das dann von einem Tonkopf, dessen Abstand man in einem gewissen Rahmen positionieren konnte, wieder abgespielt und dem Originalsignal hinzugemischt wurde. Somit waren die Verzögerungszeit und die Lautstärke des Effektsignals nach Belieben einzustellen. Später fügte man diesem System weitere Aufnahmeköpfe hinzu, wobei sich die Anzahl der Wiederholungen (Feedback) zusätzlich regulieren ließ. Die Länge der Verzögerung hing von der Entfernung ab, die das Band zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem Wiedergabekopf  zurücklegen musste. Diese Technik wurde ab Mitte der 1950er-Jahre verwendet, um den „Slapback“-Echoeffekt zu erzeugen, der den Rockabilly-Sound und viele frühe Rock ’n‘ Roll-Aufnahmen definierte. Um ein Slapback-Delay zu erzeugen, wird die Verzögerung auf eine Wiederholungsrate von etwa 120 bis 180 ms mit nur einer Wiederholung mit fast der gleicher Lautstärke wie das Originalsignal eingestellt. Ein gutes Beispiel dafür ist die Gitarre Scotty Moores bei dem Titel „That’s allright“ von Elvis Presley.

Workshop DIY: So baust du ein analoges Delay für E-Gitarre

Das fertige Produkt, dem ich den Namen „Twang“ gab, da ich es nur ausschließlich für kurze Verzögerungszeiten (Slapback) nutze. Die drei Potis regeln die Verzögerungszeit (Delay), die Lautstärke des Effektanteils (Mix) und die Anzahl der Wiederholungen (Feedback).

Natürlich waren Bandmaschinen (so wie sie beispielsweise der gute Lester Polsfuss, alias Les Paul einsetzte), durch ihre Größe und Gewicht sehr aufwendig, deswegen war der Wunsch groß, diesen Effekt auch in einem wesentlich kleinerem und leichterem Format zu erhalten.

Zu dieser Zeit gab es einige clevere Erfinder, die tragbare Delay-Einheiten, basierend auf Magnetbandtechnologie, entwickelten, insbesondere Charlie Watkins (Erfinder des Copicats) und Ray Butts (Maestro ‚Echoplex‘). Jetzt könnte Delay auch live auf der Bühne verwendet werden. Als sich diese Geräte im Laufe der Zeit weiterentwickelten, begann man, diesen mehr Wiedergabeköpfe und einen Bandgeschwindigkeitsregler hinzuzufügen, was dem Delay mehr Flexibilität als je zuvor gab. Durch das Hinzufügen mehrerer Tape-Playback-Köpfe konnten diese Delays nun mehr Wiederholungen des Signals statt nur einer ausgeben. Das Hinzufügen von Geschwindigkeitsreglern oder beweglichen Wiedergabeköpfen ermöglichte erstmals die Flexibilität, die Verzögerungszeit auch im laufenden Betrieb zu ändern.

Viele Gitarristen ziehen den Klang eines analogen Delays dem der digitalen Variante vor, da der Klang als etwas „natürlicher“ empfunden wird. Ruft man beispielsweise in die Berge hinein, stellt man fest, dass die vernehmbaren Echos an hohen Frequenzen verloren haben, ein etwas „dumpferes“ Echo ist also absolut natürlich.

In diesem Artikel geht es ausschließlich um DIY, deswegen eignet sich ein einfaches analoges Delay hervorragend als Bastelprojekt. Wer kein Herz fürs Selbermachen hat, wird einen Artikel wie diesen sicherlich (sofern überhaupt) maximal überfliegen. Man muss schon ein wenig „freaky“ sein, um diesem Hobby nachzugehen, wir sind jedoch nicht alleine. Schaut man sich die Websites einiger Pedalfreaks an, ist schnell klar, welche unendliche Kreativität hier entfaltet wird.

So baust du ein analoges Delay, Platine

Die fertige Streifenrasterplatine im Gehäuse. Eine Handvoll Bauteile genügen für ein einfaches analoges Delay.

Die nächste Generation der Verzögerungstechnik

1969 erfanden F. Sangster und K. Teer von den Philips Research Labs das sogenannte Bucket-Brigade Device (BBD). Dieses Bauteil erzeugt Verzögerung, indem es Ladungspakete von einer Transistor-/Kondensatorzelle zu einer anderen überträgt. Das Signal wurde beim Eintritt in die analoge Verzögerungseinheit „gesplittet“, sodass die Hälfte des Signals direkt zum Ausgang geleitet wurde, während die andere Hälfte durch den BBD geleitet wurde. Das verzögerte Signal wurde dann wiederum mit dem direkten Signal gemischt. Da das Signal beim Durchlaufen der Kondensatoranordnung verlangsamt wurde, erreichte es die Ausgangsphase nur etwas hinter dem Punkt, an dem die beiden Signale aufgeteilt wurden, wodurch eine verzögerte Wiederholung des ursprünglichen Signals erzeugt wurde. Die BBD-Technologie wird fast überall (und fälschlicherweise) als analog bezeichnet, ist aber streng genommen hybrid digital/analog.

Mitte der 1970er-Jahre brachten einige Hersteller kompakte BBD-Delay-Pedale auf dem Markt. Diese Pedale litten unter deutlichen Hochfrequenzverlusten, da eine ziemlich steile Tiefpassfilterung erforderlich war, um das Taktrauschen zu entfernen. Noch mehr „Low Fi“ klangen diese Effekte, wenn man diesen auch längere Verzögerungszeiten entlocken wollte, sodass diese meist auf ca. 300 ms begrenzt waren. Später löste dann die Entwicklung digitaler Delays die Probleme mit dem Höhenverlust.

Digitale Delays – Workshop zum Pedale bauen

Die zu Beginn der 80er entwickelten digitalen Delays bieten viele Vorteile (mehr Höhen im Effektsignal, größere Editierbarkeit). Ist das Signal erst einmal digitalisiert, hat man deutlich mehr Möglichkeiten zur Bearbeitung und Speicherung, die Klangqualität hängt aber natürlich auch von der Qualität der Wandler (A/D, D/A) ab. Letztendlich machte die Entwicklung kostengünstiger und in Massenproduktion hergestellter digitaler Delays mit neuen Funktionen (Tempo „tap-bar“, Speicherplätze, größerer Flexibilität, längeren Verzögerungszeiten), verpackt in einem kleinen Stomp-Box-Format, digitale Delays zum dominierenden Effekt für den Verbrauchermarkt. Vielen Benutzern fehlt jedoch verständlicherweise die Magie von Magnetband- bzw. der analogen Delay-Einheiten.

In den 80er-Jahren, als die „19“-Zoller“ Einzug hielten (auch dadurch, dass die Gitarren-Studiocracks wie Steve Lukather und Mike Landau, kühlschrankgroße 19″-Effekt-Racks im Studio und auf der Bühne einsetzten), kamen beispielsweise das Intellifex von Rocktron und Delays, Chorus, Harmonizer etc. u. a. der Marken Eventide und Lexicon in Mode.

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So baust du ein analoges Delay für E-Gitarre – Infos

In den meisten preisgünstigen analogen Delay-Pedalen der Gegenwart kommt ein spezieller 14-beiniger Chip, der PT 2399, zum Einsatz. Man kann immer wieder feststellen, dass diese Chips sich zwar sehr gut für relativ kurze Delay-Zeiten (Slapback-Delay) eignen, bei längeren Verzögerungszeiten (die hier maximal um die 650 ms liegen), aber dazu neigen, ein deutlich vernehmbares Rauschen zu entwickeln. Der Vorteil dieser Chips ist der günstiger Preis. Für den Bau eines solchen Effektgeräts sollte man ca.  30,-Euro einplanen, dann wären alle Bauteile und auch ein Gehäuse schon im Preis enthalten. Brauchen wir jedoch noch Werkzeug (Lötkolben, Zangen etc.), dürfte dies die Kosten noch etwas in die Höhe treiben. Für das gleiche Geld sind auf dem Markt bereits vernünftige, teilweise qualitativ ordentliche Pedale zu erstehen. Das Erstellen eines DIY- (do it yourself) Effekts eignet sich letztlich nur für Freaks, die Spaß am Basteln und dem Designen von Gehäusen haben. Aus finanziellen Aspekten scheint dies also nicht wirklich sinnvoll zu sein. Klont man sich jedoch erfolgreich einen sündhaft teuren Verzerrer oder ein analoges Delay eines namhaften Boutique-Herstellers, kann sich ein Nachbau durchaus finanziell lohnen. Hierfür sollte man aber bereits über mehr Erfahrung diesbezüglich verfügen.

Pedal Workshop DIY – Los geht’s mit unserem Projekt

Als Vorlage für das hier vorgestellte Delay verwendete ich dieses Layout (Cave Dweller). Wie man sieht, sind hier nur relativ wenige Bauteile nötig, was die Kosten erfreulich gering hält. Neben dem Chip (PT2399) benötigt man lediglich einen Spannungsregler (78L05, links oben), einige Kondensatoren (rote Bauteile), Widerstände und zwei kleine Elkos. Hierbei sei erneut darauf hingewiesen, dass man beim Einbau der Elkos und des Spannungsreglers auf die Polung bzw. Ausrichtung achten muss. Die Bauteile müssen auch in der Größe und Spannungsfestigkeit stimmen. Die Streifenrasterplatine wird zunächst auf das benötigte Maß zurecht gesägt. Der 14-beinige Chip besitzt oben eine Markierung und darf nicht falsch herum eingesetzt werden, da die Schaltung sonst nicht funktionieren würde. Wichtig ist gleichfalls, dass man das Foto der unbestückten Platine zunächst mit einem Grafikprogramm horizontal um 180° drehen muss, um die Löcher (Cuts bzw. Leiterbahnunterbrechungen) nicht seitenverkehrt zu bohren. Falls hier möglicherweise ungeklärte Fragen auftauchen sollten, empfehle ich, euch ausführlich in den bereits veröffentlichten AMAZONA.de Artikeln („Magnavibe für E-Gitarre selber bauen“ und „So baust Du ein Verzerrerpedal für E-Gitarre„) sachkundig zu machen. Hier findet ihr alle nötigen Informationen, ohne euch mit technischen Details oder auch Mathematik beschäftigen zu müssen.

Workshop DIY: So baust du ein analoges Delay für E-Gitarre

Das Streifenraster-Layout des Madbean Cave Dwellers

Auf meinen Pedalboards befinden sich eine Reihe von (nicht nur selbstgebauten) Delays, das hier vorgestellte kommt nur für kurze Slapback-Delays zum Einsatz.

Workshop DIY: So baust du ein analoges Delay für E-Gitarre

Häufig in analogen Delays zu finden, der 14-beinige PT2399

In diesem DIY-Delay verwende ich auch einige sogenannte Tantal-Kondensatoren (gelbe Bauteile), diese sind klein genug, um neben dem Chip Platz zu finden.

Fertigstellung und Testen des Pedals

Bevor man die fertige Schaltung in das Gehäuse einbaut, muss diese natürlich vorher auf ordnungsgemäße Funktion getestet werden. Wie man den Fußschalter und die Leuchtdiode für die Anzeige richtig anschließt, findet ihr hier. Mein fertiggestelltes Pedal könnte noch kleine Upgrades im Design brauchen (Fußschalter und Klinkenbuchsen weiter unten befestigen, da keine Batterie gebraucht wird etc.), es tut aber brav seinen Dienst und bietet den typischen analogen Sound, da das Effektsignal weniger Höhen liefert, was für analoge Delay-Pedale typisch ist.

Workshop DIY: So baust du ein analoges Delay für E-Gitarre

Das fertiggestellte Delay im günstigen Alugehäuse (Hammond B1590 bzw. „Typ B“)

Schließlich hören wir einige Klangbeispiele dieses Eigenbaus. Die Stärken liegen hier bei kurzen bzw. mittleren Verzögerungszeiten (ca. 100-350 ms). Wählt man eine höhere Verzögerungszeit (ca. 500 ms), ist ein deutlich wahrnehmbares Rauschen zu vernehmen.

Nun erhöhen wir die Verzögerungszeit auf ca. 400 ms:

Mit analogen Delays kann man gleichfalls interessante Sounds bzw. Flächen erstellen. Dazu wird einfach der Feedback-Regler für viele Wiederholungen relativ weit aufgedreht und am Regler für die Verzögerungszeit gedreht:

Die Klangbeispiele wurden mit folgendem Equipment aufgenommen:

Stratocaster – DIY-Delay – Peavey Classic 20 MH (etwas Federhall des Verstärkers hinzugefügt) – MESA/Boogie 1 x 12″ Thiele Box mit Creamback Celestion Lautsprecher – Shure SM57 – Apogee Duett – Mac mit Logic

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Fazit

Wir wünschen euch viel Spaß und Erfolg mit eurem DIY-Delay-Effekt.

Stay tuned!

Plus

  • Bastelspaß
  • selbstbestimmtes Design des Gehäuses
  • evtl. Kostenersparnis
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Klangbeispiele
Forum
  1. Profilbild
    ronv  

    Vielen Dank für den guten Workshop und die aufschlussreichen Bilder, da bekomme ich gleich wieder Lust auf DIY! Die Klangbeispiele zeigen auch sehr schön, wie das Delay klingt und sich am besten einsetzen lässt.

    Allerdings ist der PT2399 digital, was der Sache aber keinen Abbruch tut. Ich finde den Sound dieser Chips sehr angenehm. Sie wurden ja schließlich auch dafür designt, BBDs nachzubilden ;-)

  2. Profilbild
    Ghostwalker  

    Die Reihe gefällt mir besonders gut… wenn man einmal die Funktionalität der ganzen Bauteile verstanden hat, kann man sich seine eigenen Schaltungen bauen und diese Workshops liefern dazu die geeigneten Triggersignale.

  3. Profilbild
    Picard  

    Ich würde nicht empfehlen, die Schaltung wiederholt als analog zu bezeichnen, da es sich – wie oben schon beschrieben – um ein digitales Delay handelt. DIY hat ja auch immer etwas mit lernen und Wissensvermittlung zu tun und deshalb sollten die Beschreibungen möglichst richtig sein.

    Die im Text erwähnten „…sogenannte Tantal-Kondensatoren (gelbe Bauteile)…“ scheinen mir eher Multilayer-Keramikkondensatoren zu sein (MLCC). Der Begriff Tantal-Kondensatoren wird normalerweise für Elektrolytkondensatoren verwendet, die jedoch an den gezeigten Positionen nicht geeignet wären.

  4. Profilbild
    hztirf  

    Toller Artikel und schon als Bastelidee für den Winter vorgemerkt.

    Ad „Die BBD-Technologie wird fast überall (und fälschlicherweise) als analog bezeichnet, ist aber streng genommen hybrid digital/analog.“: Welcher Teil von klassischer BBD-Technologie (also nicht das PT2399) ist „digital“? Es handelt sich um eine integrierte Schaltung, ja, aber digital ist daran nichts.

    • Profilbild
      moinho  

      „Digital“ im Sinn der üblichen Wortbedeutung als „in der Amplitude quantisiert“ nicht, aber quantisiert in der Zeit schon. Was auch einen Teil des Charmes ausmacht, da die (wenn man sich die entsprechenden Filter spart) ein (in Kombination mit dem typischen Frequenzgang) sehr eigenes Aliasing machen.

    • Profilbild
      TobyB  RED

      Hallo,

      das Wort was ihr sucht heisst, diskret. BBDs sind Zeitdiskret. Auch hier wird gesampelt eben mit der Eimerkette. Damit das klappt, begrenzt man vorher die Bandbreite des Signals und nach dem der Delay fertig ist, bügelt ein Tiefpass die Treppen im Ausgang rund. Allerdings der IC PT 2399, hat eine ADC und DAC Unit und einen 44kb grossen RAM an Bord. Ich würde den Delay damit spekulativ als digital bezeichnen. Da für den PT 2399 keine Schematics für die ADDAC Unit zu finden sind.

      https://bit.ly/3k1zkxP

        • Profilbild
          TobyB  RED

          In der von mir verlinkten Analyse vom Electrosmasher ist das Schematic des PT 2399 drin. Es ging mir nur um die ADCDAC(DSP) Unit, die wird nicht dargestellt. Man könnte dem Ding messtechnisch auf den Leib rücken. Ich denke da werkelt im nicht näher beschriebenen Block ein ADC, eine DSP kontrollierte Delay Line mit 44 K RAM und ein DAC. Somit wäre es kein analoger Delay, kein diskreter, sondern ein digitaler Delay. Oder einfach Delay.

          • Profilbild
            harrymudd  AHU

            ups, ganz übersehen…
            bei genauer Betrachtung handelt es sich um einen Delta-Sigma-Wandler – also eindeutig digital:)

            Danke Johannes für diese schöne Bastelreihe – man lernt nie aus:)

  5. Profilbild
    SynergyMan  AHU

    Hallo Johannes, auch dieser Artikel wieder ganz großes Kino – Danke ! Der Nachbau läuft bei mir jetzt und klingt mehr als interessant.

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