Hoe werkt een tone knop

Toegegeven, ik gebruik de toneknop weinig. Zeker op mijn oude waaibomenhouten gitaartje liet ik de knop ongemoeid. Het geluid werd simpelweg heel dof als ik de knop opendraaide. Bij mijn Jaguar gebruik ik de knop iets vaker omdat deze, vanwege de twee enkelspoelselementen heel schel kan klinken. Daarbij blijft het geluid veel mooier wanneer ik de knoppen opendraai. Waarschijnlijk doordat er betere onderdelen zijn gebruikt in het elektrische circuit van de Jag.

Als je begrijpt hoe de tone-knop werkt is het vrij eenvoudig en betaalbaar om het effect te verbeteren.

Potentiometer

De tone knop op je gitaar is net als de volumeknop gemonteerd op een potentiometer, oftewel een variabele weerstand. Draai je de knop open dan daalt de waarde van de weerstand. Draai je de knop dicht dan stijgt deze waarde. Vaak wordt voor de regeling van de tone een lineaire potmeter (type B) gebruikt met een waarde van 250 kOhm (enkelspoelselementen) of 500 kOhm (humbuckers). De reden achter de keuze voor verschillende weerstanden bij enkelspoels- (single coil) of dubbelspoelselementen (humbuckers) is dat bij een hogere weerstand van de potmeter minder hoge frequenties 'ontsnappen' naar de aarde. Daarmee wordt het geluid van het enkelspoelselement dus warmer (omdat er meer hoge frequenties ontsnappen) en van de humbucker helderder (omdat de hoge frequenties behouden blijven). Dit effect is echter niet voldoende om het geluid merkbaar te wjzigen. Daarom wordt er een condensator (een zogenaamde tone cap) in serie geschakeld met de potentiometer.

Frequentie-afhankelijke weerstand  

Een condensator bestaat uit twee geleidende platen met daartussen een niet geleidend materiaal (bijvoorbeeld lucht, papier, polyester, keramiek, etc) ook wel diëlektriek genoemd. Bij gelijkspanning werkt een condensator als een opslag van elektrische lading. De platen laden op met tegengestelde lading en vanwege het niet geleidende materiaal kan de lading niet doorstromen. De hoeveelheid lading die kan worden opgeslagen is dan ook evenredig aan de oppervlakte van de platen. Hoe groter de oppervlakte des te groter de hoeveelheid opgelsagen lading. Een gitaarelement producteert echter wisselstroom. De lading wisselt met de frequentie van het trillen van de snaren van negatief naar positief. De condensator wordt met die frequentie opgeladen en ontladen waardoor er stroom wordt doorgelaten. In dit geval werkt een condensator als een weerstand. De waarde van de weerstand is omgekeerd evenredig ten opzichte van de frequentie: de weerstand is hoger bij een lagere frequentie en lager bij een hogere frequentie. Simpel gezegd: lage tonen worden tegengehouden en hoge tonen worden doorgelaten.

Weg van de minste weerstand

De condensator wordt in serie geschakeld met de potmeter richting de aarde. De input op connector 2 (de slede) en de output op connecter 1. De stroom opgewekt door het gitaarelement kiest de weg van minste weerstand. Wanneer de potmeter helemaal dicht (hoge weerstand) wordt gedraaid ondervinden zowel de hoge als de lage frequenties een hoge weerstand richting de aarde. De weg van de minste weerstand is dus richting de output van de gitaar. Wanneer de potmeter helemaal open (minimale weerstand) wordt gedraaid ondervinden de hoge frequenties (treble) minder weerstand richting de aarde. Op deze manier ontsnappen deze frequenties richting de aarde en bereiken dus niet de output. De hoge frequenties worden dus uit het signaal gefilterd door ze te kortsluiten naar de aarde. 

Capaciteit

De weerstand van de condensator hangt af van de capaciteit, de hoeveelheid lading die een condensator kan opslaan. Deze wordt aangegeven in farads (1 Farad = 1 Coulomb / Volt). Hoe hoger de capaciteit hoe lager de weerstand. WIl je dus een warmer geluid dan kies je voor een condensator met een hogere capaciteit (bijvoorbeeld van 0,068 μf (microfarad) of 0,1 μf). Wil je juist een helderder geluid dan kies je een condensator met een lagere capaciteit, (bijvoorbeeld 0,022 μf).