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Einführung
Um von "Hallkammern" unabhängig zu werden, erfand man in den 50er- und 60er-Jahren elektromechanische Systeme zur Erzeugung von künstlichem Nachhall. Die bekannten Ausführungsformen sind die Hallplatte (engl. plate reverb) und der Federhall (engl. spring reverb). In beiden Fällen geht es darum, ein mechanisches System so zu Schwingungen anzuregen, dass mechanische Reflexionen auftreten, die Reflexionsmustern von Schall in Räumen ähneln. Bei beiden Systemen gibt es daher einen Schwingungsgeber ("exciter") und einen oder mehrere Schwingungsaufnehmer ("pickups"). In den Siebzigerjahren wurden professionelle Ausführungen Standard in hochwertigen Tonstudios und speziell der Plattenhall ist auf zahllosen Tonproduktionen dieser Zeit zu hören. Dass der Klang einer hochwertigen Hallplatte hoch geschätzt wird, kann man auch daran festmachen, dass heute - 50 Jahre später - sehr viele Software-Simulationen als Audio-Plugin am Markt vorhanden sind. Federhall hingegen war in Instrumenten-(Gitarren-) Verstärkern Standard, in oft eher bescheidener, durch wirtschaftliche Zwänge bestimmte Qualität. Siehe auch unter wiki.audio / E-Gitarren-Sounds.
Hallplatte
Eine professionelle Hallplatte besteht im Kern aus einer dünnen Stahlplatte, die durch einen "Exciter", welcher vom Audiosignal gespeist wird, zu Schwingungen angeregt wird. Diese breiten sich ähnlich wie Wasserwellen aus, die bei einem See durch einen hereingeworfenen Stein entstehen. Der Clou besteht darin, dass die mechanischen Wellen beim Auftreffen auf eine Kante des Stahlblechs zurück in die Platte reflektiert werden (Fachleute sprechen von einer Diskontinuität der mechanischen Impedanz). Der Vorgang entspricht etwa der Reflexion einer kreisrunden Wasserwelle an einer Kaimauer. Die reflektierte Welle läuft also in die Platte zurück und weiter, bis sie an eine nächste Kante auftrifft und wiederum nochmals reflektiert wird. Dieses ganze System ähnelt eben dem Vorgang, bei dem sich Schall in einem Raum ausbreitet und mehrfach an den Wänden reflektiert wird, wodurch der gesamte Raumschall entsteht. - So wie Mikrofone im Raum stehen, wird die Plattenschwingung von "Tonabnehmern" (pickup) abgegriffen. Dabei gibt es einkanalige Ausführungen oder - für Stereo - Hallplatten mit zwei Pickups. Die Dauer des künstlichen Nachhalls kann z.B. dadurch variiert werden, dass ein Filzdämpfer mehr oder auch weniger stark gegen die Platte gedrückt wird. Die Verstellung des Dämpfers erfolgt entweder mit einem Handrad (!) oder mit einem Stellmotor, der von einer Fernbedienung steuerbar ist.
Die früher den professionellen Markt beherrschenden Hallplatten des Herstellers EMT Franz besitzen eindrückliche Dimensionen: Die eigentliche Hallplatte weist Abmessungen von ca. 1 x 2 Metern auf (etwa so groß wie eine normale Tür). Die Platte ist in einem stabilen Stahlrahmen eingefasst, wodurch sich samt Außengehäuse ein Gewicht von etwa 200 kg ergibt.
Beim Federhall besteht das Prinzip darin, dass das eine Ende einer wendelförmigen Metallfeder wiederum durch einen Schwingungsgeber angeregt wird. Die dort entstehenden Schwingungen breiten sich wellenartig entlang der Feder bis zu deren anderen Ende aus. Auch hier ändert sich die mechanische Impedanz sprungartig, und die Welle wird wieder zum Ausgangspunkt zurück reflektiert. So läuft die Welle vielfach hin- und zurück, und die Schwingung kann am Ende der Feder, das dem Exciter gegenüberliegt, abgenommen werden. Ein prinzipielles Manko besteht bei der Hallfeder darin, dass eine periodische Schwingung entsteht, was akustisch einem unerwünschten "Flatterecho" entspricht. Dieser Effekt wird dadurch abgemildert, dass mehrere (meist drei) Federn parallel betrieben werden, um das Reflexionsmuster zeitlich ungleichmäßiger ("stochastisch") und weniger periodisch auszubilden. Ein weiterer "Trick" besteht darin, die wendelförmigen Federn mit Unstetigkeitsstellen zu versehen. Dies können Verkrümmungen (siehe Abbildung) oder unregelmäßig angebrachte kleine Gewichte sein. An jedem dieser Punkte findet eine teilweise Reflexion der laufenden mechanischen Welle statt, wodurch sich die erwünschte Diffusität des Reflexionsmusters stark verbessert.
Hier gibt es einen Satz von 20 gemessenen Impulsantworten einer EMT140-Hallplatte. Die Dämpfung und damit die Nachhallzeit wurde variiert, so dass Werte von 0,9 Sekunden bis 3,8 Sekunden zur Verfügung stehen:
