Jimi Hendrix war ein Systemingenieur

• Das 1967 aufgenommene „Purple Haze“ war ein Beispiel dafür, wie die E-Gitarre nicht nur als Saiteninstrument, sondern zu einem Klangsystem auf dem Niveau eines analogen Synthesizers erweitert wurde
• Hendrix verband mehrere Pedale wie Fuzz Face, Octavia, Wah-Wah, Uni-Vibe mit einem Marshall-Verstärker zu einer Feedback-Schleife, die er durch Körperbewegungen steuerte
• Jedes Pedal übernahm eine bestimmte Funktion wie Signalverzerrung, Frequenzmodulation und Phasenverschiebung und ermöglichte eine präzise Kontrolle von Klangfarbe und Lautstärke der Gitarre
• Der Forscher rekonstruierte diese Schaltungen mit ngspice-Simulationen und Python-Skripten und analysierte Hendrix’ Klangsystem aus der Perspektive des Systems Engineerings
• Indem Hendrix als Künstler und Systemingenieur neu betrachtet wird, gilt er als technischer Innovator, der die Grenzen der E-Gitarre systematisch erweitert hat

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Die Struktur von Hendrix’ Klangsystem

• Am 3. Februar 1967 nahm Hendrix in den Londoner Olympic Studios „Purple Haze“ auf und setzte dabei erstmals das von Roger Mayer gebaute Octavia-Pedal ein
  • Als das Masterband in die USA geschickt wurde, fügten die Toningenieure einen Hinweis bei: „Die Verzerrung am Ende ist kein Defekt, sondern ein beabsichtigter Effekt.“
  • Der Song wurde als Beleg dafür festgehalten, dass die E-Gitarre ein wie ein Wellenformsynthesizer manipulierbares Instrument sein kann
• Hendrix’ Gerätekette bestand aus Fuzz Face → Octavia → Wah-Wah → Marshall-100W-Verstärker, während die akustische Reflexion von Gitarre und Raum die Feedback-Schleife vervollständigte
  • Später ergänzte er das Uni-Vibe-Pedal, um einen Phasenmodulationseffekt hinzuzufügen

Die Grenzen der E-Gitarre und Hendrix’ Ansatz

• Vor den 1930er-Jahren war die Gitarre zu leise; elektrische Tonabnehmer lösten dieses Problem, doch das Problem der Abklinghüllkurve (envelope) blieb bestehen
  • Die E-Gitarre hat einen starken Attack und ein schnelles Abklingen und bietet im Vergleich zu Streichinstrumenten oder der Orgel zu wenig Sustain
• Um Klangfarbe und Lautstärkekurve der Gitarre mehr an die menschliche Stimme anzunähern, baute Hendrix eine modulare analoge Signalkette auf
  • Mit Bewegungen von Händen, Füßen und Körper steuerte er Gain und Feedback und passte den Klang in Echtzeit an

Schaltungssimulation und Analyse

• Der Forscher beschaffte sich für jedes Pedal Schaltpläne und Parameter und simulierte sie mit ngspice
  • Das Fuzz Face wurde in zwei Versionen modelliert: mit Germanium- und Siliziumtransistoren
  • Der Gitarren-Tonabnehmer wurde mit 6kΩ Widerstand, 2.5H Induktivität und inklusive Kabelkapazität realitätsnah nachgebildet
• Die Simulationsergebnisse wurden mit Python-Skripten visualisiert, und der gesamte Code wurde im GitHub-Repository (nahorov/Hendrix-Systems-Lab) veröffentlicht

Technische Merkmale der einzelnen Glieder der Signalkette

• Fuzz Face: ein Feedback-Verstärker mit zwei Transistoren, der eine Sinuswelle in ein nahezu rechteckförmiges Fuzz-Signal umwandelt
  • Wegen der niedrigen Eingangsimpedanz tritt beim Zurückdrehen der Gitarrenlautstärke ein „Cleanup-Effekt“ auf, bei dem sich die Wellenform wieder einer Sinuswelle annähert
• Octavia: nutzt eine Gleichrichterschaltung, um den unteren Teil der Wellenform umzudrehen und so die Frequenz zu verdoppeln, wodurch ein Ton eine Oktave höher entsteht
• Wah-Wah: ein Bandpassfilter, das zwischen 300Hz und 2kHz wandert und besonders bekannt aus „Voodoo Child“ ist
• Uni-Vibe: verwendet eine vierstufige Phasenverschiebungsschaltung und Fotowiderstände, um die Phase über niederfrequente Oszillation zu modulieren und einen luftigen Klang zu erzeugen
• Marshall-Verstärker: wird in Sättigung gefahren, um das Sustain zu verlängern, und bildet über Raumreflexionen eine akustische Feedback-Schleife
  • Hendrix formte den Klang, indem er Abstand und Winkel zwischen Gitarre und Lautsprecher veränderte und so den Feedback-Modus wechselte

Hendrix als Systemingenieur

• Hendrix verwendete elektrische oder akustische Maßeinheiten nicht direkt, experimentierte aber durch die Zusammenarbeit mit Ingenieuren wie Roger Mayer und Eddie Kramer schnell und iterativ
• Sein Ansatz beruhte nicht nur auf künstlerischer Improvisation, sondern auf systematischem Design und Kontrolle und gilt als ein Fall, in dem die Ausdrucksgrenzen der E-Gitarre technisch erweitert wurden
• In nur gut vier Jahren aktiver Laufbahn blieb Hendrix als ingenieurhafter Innovator in Erinnerung, der die strukturellen Beschränkungen des Instruments systematisch ausglich und seine maximale Ausdruckskraft herausholte

[kuthia]

Wie bei der Entwicklung macht Gitarrespielen am meisten Spaß, wenn ich es ganz nach meinem eigenen Gefühl machen kann.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Das war ein Text, den Ingenieure gut nachvollziehen konnten. Interessant war, wie er den Reiz eines High-Gain-Setups, den Gitarristen intuitiv kennen, technisch aufgeschlüsselt hat.
  Hendrix’ Setup war so aufgebaut, dass es über eine Feedback-Schleife kontrolliertes Chaos erzeugte. Dadurch entstand eine Spannung, bei der feine Klangveränderungen abgestimmt werden konnten, ohne dass sich alles vollständig kontrollieren ließ.
  Sein Spiel war eine Kunstform, die diese instabilen Klänge wie eine eigene Stimme integrierte. Wer ähnliche Feedback-Kunst hören will, dem empfehle ich das Intro von Prince’ Computer Blue (vor allem die Hallway Speech Version).

  • Die Performance von Star Spangled Banner war wirklich unglaublich. Diese Ausdruckskraft, bei der man Schüsse, Hubschrauber, Sirenen und Schreie zu hören meint, war ein echtes Meisterwerk.
  • Der Tag, an dem ich bei einer Bandprobe zum ersten Mal absichtlich Amp-Feedback erzeugen konnte, war einer der magischsten Momente meines Lebens. Das Solo, das ich an diesem Tag improvisiert habe, ist bis heute mein Lieblingssolo.
  • Ich habe einmal gehört, dass Hendrix als Kind Comic-Soundeffekte auf der Gitarre nachahmte und später beim Militär versuchte, Kampfjet-Geräusche zu reproduzieren. Vielleicht ist das nur eine Urban Legend, aber ich finde, es ist eine ziemlich coole Ursprungsgeschichte.

• Solche Titel erinnern einen wieder daran, dass die Leute Systems Engineering nicht wirklich ernst nehmen.

• Eine interessante Tatsache: Bei heutigen Gitarreneffekten ist die Eingangsbuchse rechts und die Ausgangsbuchse links. Das Diagramm im Artikel war jedoch umgekehrt. Damals wurden sie tatsächlich so gebaut, und auch die Fuzz-Face-Reissue-Modelle halten diese Tradition bis heute aufrecht.

  • Ich hätte erwartet, dass das Signal von links nach rechts fließt, deshalb wirkte es etwas seltsam, dass es genau andersherum war.

• Seit den 1980ern gibt es eine Schaltung namens Sustainiac. Das ist eine aktive Schaltung in der Gitarre, die die Saitenschwingung fortlaufend anregt und so unendliches Sustain ermöglicht.
  Mit einem Harmonic-Switch lassen sich Grundton, Oktave und Obertöne auswählen, und der Wechsel funktioniert auch während des Spielens nahtlos.
  Eine echte Vorführung sieht man in diesem Video.

  • Auch ohne eingebauten Sustainiac lässt sich mit einem tragbaren Gerät namens E-Bow ein ähnlicher Effekt erzielen. Es ist schwieriger zu beherrschen, ermöglicht aber Tricks, die mit dem Sustainiac nicht gehen. Sieh dir zum Beispiel die Spiccato-Passage in diesem Video an. Ich habe es sogar schon geschafft, auf einer Steel-String-Akustikgitarre wenigstens eine Saite zum Funktionieren zu bringen.

• Hendrix und Mayers Sound war großartig, aber wirklich erstaunlich ist, dass Hendrix nur 11 Jahre lang Gitarre gespielt hat. Er begann mit 15 und starb mit 27.

• Hendrix klang live genauso perfekt wie auf den Studioaufnahmen. Ich habe ihn selbst nur wenige Wochen vor seinem Tod in San Diego gesehen.

• Unabhängig vom Genre glaube ich, dass die Kombination aus Solid-Body-E-Gitarre + Röhrenverstärker das großartigste elektronische Musikinstrument ist, das die Menschheit je geschaffen hat.
  Andere elektronische Instrumente haben eine unüberbrückbare Kluft zwischen dem Ausdruck des Spielers und der Wahrnehmung des Publikums. Bei der E-Gitarre hingegen sind physische Geste und elektronische Modulation intuitiv miteinander verbunden.
  Durch das Zusammenspiel von Röhrenamp und Pickups entsteht eine komplexe Feedback-Schleife, die den Klang multidimensional formt. An diese physische Ausdruckskraft kommt kein Synthesizer heran.

  • Umgekehrt gibt es auch Fälle wie Pipe Guy, Basstong, Meute, die Techno mit analogen Instrumenten spielen. Erst nachdem ich so etwas gehört hatte, bekam ich einen Zugang zu Techno. Trotzdem könnte die Behauptung, dass „das Publikum Hendrix’ Ausdruck intuitiv versteht“, auch Survivorship Bias sein. Wir alle sind schließlich schon an den Klang der E-Gitarre gewöhnt. Instrumente wie eine elektrische Violine könnten theoretisch nach demselben Prinzip funktionieren.
  • Ich spiele seit über 20 Jahren Gitarre und habe vor Kurzem angefangen, Klavier und Synths zu lernen. Dabei habe ich gemerkt, dass es auf der Gitarre schwer ist, mit beiden Händen gleichzeitig Melodien über mehrere Oktaven hinweg zu spielen. Jedes Instrument hat seinen Platz innerhalb eines Ausdrucksspektrums. Mir persönlich haben The Listening Book und Bridge of Waves sehr geholfen.
  • Wenn man Cellisten zusieht, ist der Zusammenhang zwischen Spielbewegung und Klang ebenso klar, deshalb halte ich die Verbindung von Gitarre und Verstärker nicht für etwas besonders Magisches. Man kann ein Synthesizer-Signal auch reampen und denselben Feedback-Effekt erzeugen.
  • Auch Turntables sind keine Ausnahme. DJs wie Q-Bert, Jazzy Jeff zeigen eine Ausdruckskraft, die das Publikum unmittelbar versteht.
  • In letzter Zeit sind mit MPE (MIDI Polyphonic Expression) arbeitende Keyboards wie das Seaboard Rise oder Osmose erschienen, die feine Ausdrucksformen wie Pitch Bend oder Vibrato pro Note ermöglichen. Bei der Dynamik der sichtbaren Bewegung hat die Gitarre aber weiterhin die Nase vorn.

• Ich mag Musik und Technik, aber dieser Text fühlte sich für mich etwas seltsam abgebogen an. War das „Envelope-Problem“ wirklich ein Problem, das gelöst werden musste? Es gab damals schon gute Röhrenamps, und auch ein sauberer Ton konnte sehr reizvoll sein. Ich denke, Hendrix war kein Ingenieur, der technische Probleme löste, sondern einfach ein künstlerischer Experimentator.

  • Stimme völlig zu. Die Gitarrenkultur neigt oft dazu, Spieler und Ausrüstung zu mythisieren. Hendrix war ein Genie, aber seine Entscheidungen waren meist pragmatisch. Er benutzte den Fuzz Face, weil es damals nur wenige Alternativen gab, und er spielte eine umgedrehte Gitarre, weil Linkshändermodelle schwer zu bekommen waren. Feedback hat er eher zufällig entdeckt und dann einfach brillant eingesetzt.
    Ähnlich wie bei dieser Literatur-Umfrage, in der Autoren sagen, dass sie die Symbolik ihrer Werke nicht bewusst geplant haben, handelte auch Hendrix eher aus Gefühl als aus Absicht. Trotzdem gefiel mir an dem Text, dass er sich statt auf Gear-Mythen auf Klanganalyse konzentrierte.
  • Der Text fühlte sich an, als würde jemand einen Witz erklären.

• Ich habe den typischen LLM-Stil gespürt, aber der Inhalt war interessant genug, dass ich bis zum Ende gelesen habe.

  • Ich arbeite bei IEEE Spectrum, und dieser Text ist nicht von einer KI erzeugt. Unser Medium schränkt den Einsatz generativer KI streng ein (Link zur Richtlinie).
  • Vielleicht entstand dieser Eindruck, weil Input und Output fast 1:1 wirkten. Möglicherweise hat der Autor ein LLM nur als Verfeinerungswerkzeug benutzt.
  • Ich hatte überhaupt nicht den Eindruck von LLM-Stil. Satzzeichen wie Gedankenstriche (—) wirken eher wie der Stil professioneller Artikel.
  • LLMs fehlt es noch immer an erzählerischer Kraft, aber dieser Text hatte durch seine menschliche Erzählstruktur einen echten Sog. Es wäre schade, gute Texte nur wegen vermeintlicher LLM-Spuren zu übersehen.
  • Für mich klang das überhaupt nicht nach einem LLM. Mich würde interessieren, welcher Teil diesen Eindruck ausgelöst hat.

• Es ist erstaunlich, wie viele Gitarristen mit einem elektronischen Experimentiergeist erfolgreich wurden. Hendrix, EVH, Les Paul, Brian May, Jack White, Tom Scholz und andere sind gute Beispiele.

  • Brian May sticht darunter besonders hervor. Er benutzt bis heute die Gitarre Red Special, die er als Teenager selbst gebaut hat (Wiki-Link).
  • Ich kann den Podcast History of Rock in 500 Songs sehr empfehlen. Dort gibt es zum Beispiel die Geschichte, wie Buddy Holly zufällig einen Fuzz-Sound mit einem kaputten Lautsprecher erzeugte, oder in der Folge über The Who die Ursprünge des Marshall-Amps. Besonders eindrucksvoll war für mich die Episode zu Good Vibrations (Link), weil sie das Leben des Theremin-Erfinders behandelt.
  • Wie in der Zeile „Muddy Waters invented electricity!“ aus dem Film Crossroads war die Elektrifizierung des Blues selbst ein revolutionärer Moment (Videolink).