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Federhall ist eine Form der elektroakustischen Hallerzeugung, bei der Audiosignale mithilfe elektromechanischer Wandler durch eine oder mehrere Schraubenfedern geleitet werden. Er findet vor allem in der Verstärkung von E-Gitarren Anwendung und ist insbesondere für seinen charakteristischen Klang bekannt.
Der Federhall wurde erstmals durch Laurens Hammond entwickelt. Damit entstand ein System, das es ermöglichte, Audiosignale künstlich zu verhallen, ohne auf natürliche Hallräume angewiesen zu sein.[1] Die Entwicklung basierte auf einer Technologie der Bell Labs, die ursprünglich dazu diente, Verzögerungen in Telefongesprächen zu simulieren.[2]
Frühe Federhall-Geräte waren deutlich größer als heutige Modelle. Die Federn hingen locker in vertikaler Ausrichtung, und zur Erzeugung verschiedener Dämpfungsgrade war die Kammer mit Öl gefüllt.[3] Durch technische Weiterentwicklungen konnten die Federn unter Spannung in kompakte Metallgehäuse, sogenannte Reverb Tanks, integriert werden. Dadurch wurde der Verzicht auf das Ölbad möglich.[1]
Diese kompaktere Bauweise ermöglichte Hammond die Lizenzierung an den Gitarren- und Verstärkerhersteller Fender, der 1961 mit dem Modell 6G15 das erste Gerät speziell für Gitarristen auf den Markt brachte. Kurz darauf begann Fender, Reverb-Tanks fest in seine Verstärker zu integrieren. Eines der bekanntesten Modelle ist die Fender Reverb-Serie.
Aufbau
Schematischer Aufbau einer Hallspirale (Putput, CC BY-SA 3.0 <http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/>, via Wikimedia Commons) An beiden Enden der Hallspirale befinden sich elektromechanische Wandler, die jeweils aus einer Spule mit ferromagnetischem Kern bestehen und so einen Elektromagneten bilden. Der ferromagnetische Kern ragt in das Innere des Reverb Tanks und bildet einen Rahmen, in dessen Zwischenraum kleine, zylindrische Permanentmagnete montiert sind. Diese sind zwischen den Federenden und dem Gehäuse aufgehängt.
Wird ein elektrisches Signal an der Spule des Eingangswandlers angelegt, fließt ein Strom durch die Spule und erzeugt ein Magnetfeld. Dieses wird durch den ferromagnetischen Kern verstärkt. Die Richtung und Stärke des Feldes hängen von der zeitlichen Änderung des Stroms ab. Der Permanentmagnet richtet sich entsprechend aus, wodurch eine mechanische Bewegung erzeugt wird, die sich über die Feder ausbreitet. Das elektrische Signal wird somit in eine mechanische Schwingung umgewandelt.
Am Ausgangswandler wird diese Schwingung auf einen zweiten Magneten übertragen. Dieser bewegt sich im Magnetfeld einer weiteren Spule, wodurch eine Spannung induziert wird – das Signal wird zurück in elektrische Form gewandelt.
Der Betrieb einer Hallspirale erfordert einen Vorverstärker mit niedriger Ausgangsimpedanz. Das Ausgangssignal liegt im Bereich von wenigen Millivolt und muss erneut verstärkt werden, um weiterverarbeitet werden zu können.[4]
Federhall zeichnet sich durch deutlich wahrnehmbare, diskrete Reflexionen aus. Diese weisen häufig starke Resonanzen bei bestimmten Frequenzen auf – ein Effekt, der bei kleineren Hallspiralen besonders ausgeprägt ist. Durch den Einsatz mehrerer Federn sowie durch gezielte Störstellen (z. B. serielle Federverbindungen) kann die Diffusität erhöht werden.
Starke Transienten, etwa durch das Anschlagen einer Gitarrensaite, lassen die Federn ausschlagen und erzeugen ein charakteristisches, schepperndes Geräusch. Aufgrund seiner mechanischen Bauweise ist ein Reverb Tank empfindlich gegenüber Trittschall und Vibrationen. Die enthaltenen Spulen sind zudem anfällig für elektromagnetische Störungen.
Federhall erzeugt keinen natürlichen Raumeindruck, sondern wird primär als klanglicher Effekt eingesetzt. [6]
[1] Valimaki, V., Parker, J. D., Savioja, L., Smith, J. O., & Abel, J. S. (2012). Fifty years of artificial reverberation. IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, 20(5), 1421–1448, https://doi.org/10.1109/TASL.2012.2189567
[2] McQuillan, J., Van Walstijn, M., Parker, J. D., & Ortiz, M. (2022). Experimental in- vestigation of the driving mechanism in spring reverberation tanks. Acoustical Socie- ty of America, https://doi.org/10.1121/2.0001662 [[https://pubs.aip.org/asa/poma/ | https://pubs.aip.org/asa/poma/ article/2842628]] OPEN ACCESS; also published in AES Journal 2025 June Vol 73 Number 6 https://aes2.org/publications/elibrary-page/?id=22915
[3] Hammond, L. (1941). "Electrical musical instrument". U.S. Patent No. 2.230.836.
[5] Bilbao, S. & Parker, J. (2010). A Virtual Model of Spring Reverberation. IEEE Tran- sactions on Audio, Speech, and Language Processing, 18(4), [[https://doi.org/10.1109/ | https://doi.org/10.1109/ TASL.2009.2031506]] https://ieeexplore.ieee.org/document/5229300/.
[6] Wikipedia. Hallgerät. Zugriff am 03.06.25 https://de.wikipedia.org/wiki/Hallger%C3%A4t
