Das zentrale Element der Tonerzeugung einer Hammond-Orgel ist der sogenannte Generator. Dabei rotieren metallene Tonräder mit einem gewellten Rand vor elektromagnetischen Tonabnehmern (Permanentmagnete in Spulen). Durch die Wellenform entfernt und nähert sich der Rand des Rades periodisch dem Permanentmagnet. Dies ändert den magnetischen Fluss, wodurch in der Spule eine Wechselspannung induziert wird. Auf Grund der Form des Rades ergibt sich eine sinusähnliche Schwingung. Diese wird durch eine Filterschaltung weiter geglättet, so dass eine fast ideale Sinusform entsteht. Die erzeugten Wechselspannungen in der Grössenordnung von einigen Millivolt werden dann durch die Manuale, die Zugriegel und den Scanner (Vibrato- und Chorusschaltung) geleitet. Am Ende der Verarbeitungskette liegt eine Verstärkerstufe, die das Tonsignal so weit verstärkt, dass ein Lautsprecher angesteuert werden kann. Soviel zur Technik einer alten ("vintage") Hammond-Orgel.

Hammond B3 - The beauty

"Es gibt nichts, was klingt wie eine Hammond B3. Ausser eine Hammond B3 !"  Trotz aller modernen Digitaltechnik gelingt es nicht, den Klang einer alten, elektromechanischen Hammond-Orgel  - insbesondere der B3 - elektronisch (also "künstlich") zu erzeugen bzw. zu reproduzieren. Aus diesem Grund erfreuen sich die alten elektromechanischen Orgeln nach wie vor grösster Beliebtheit. Gefragt sind hierbei die technisch identischen Hammond-Modelle B3, C3 und A-100. Sie haben das gleiche "Innenleben" und unterscheiden sich vorab durch ihre unterschiedlichen Gehäuseformen. Die Gründe für die Unnachahmbarkeit des Klanges der elektromechanischen Tonerzeugung dieser drei Hammond-Modelle sind im wesentlichen folgende:           

Die alte Hammondorgel besass pro Taste neun elektrische Schaltkontake, mit denen die neun verschiedenen gleichzeitig möglichen Töne (Fusslagen) pro Taste zu den Zugriegeln weitergeleitet wurden. Diese neun Kontakte schlossen, da sie eben mechanisch konstruiert waren, beim Drücken einer Taste nicht zu 100% gleichzeitig. Vielmehr war es so, dass bei sehr langsamem Herunterdrücken einer Taste die neun Töne deutlich hörbar einer nach dem anderen einsetzten. Dadurch entstand eine Art Anschlagsdynamik: wurde die Taste langsam heruntergedrückt, baute sich der Ton aus den maximal neun Einzeltönen langsam und "weich" auf. Wurde die Taste hingegen schnell heruntergedrückt, ertönten alle neun Töne annähernd gleichzeitig, so dass der Ton "härter" einsetzte.

Upper Presets

Die Tastenkontakte erzeugen beim Einschalten eines Tones fast immer ein leichtes Knack- oder Klickgeräusch. (Exkurs: Das liegt daran, dass der am Kontakt anliegende sinusförmige Ton beim Drücken der Taste nicht im Nulldurchgang, sondern in irgendeiner Phasenlage „getroffen“ und auf den Verstärker weitergeleitet wird. Durch den Anschnitt der Phase entsteht ein impulsartiges, breitbandiges Signal, das vom menschlichen Ohr als knackendes Geräusch wahrgenommen wird.) Durch die annähernd zeitgleiche Betätigung von neun Kontakten beim Herunterdrücken einer Taste wird also eine Kaskade von neun Knackgeräuschen erzeugt. Diese neun Knackgeräusche ergeben, je nachdem wie schnell eine Taste heruntergedrückt wird, insgesamt dieses unnachahmliche, schmatzende Klickgeräusch: den typischen, wunderbaren "Key-Click" der Hammond. Von Laurens Hammond (1895-1973), dem genialen Firmengründer der Hammond Organ Company, war das nie so gewollt, aber heute wird gerade dieser Key-Click von Hammond-Freunden weltweit geliebt. Er prägt den Sound der B3 nachhaltig! 

Die einzelnen Zahnräder (Tonräder) im Tongenerator drehten sich zwar mit definierten Geschwindigkeiten, die Phasenlage der von ihnen produzierten Sinustöne stand jedoch nicht in einem festen Verhältnis zueinander. Vielmehr hatte jeder Ton eine völlig beliebige Phasenlage im Verhältnis zu anderen Tönen. Durch die bewegliche Lagerung der Zahnräder auf den Wellen und durch thermische Einflüsse änderte sich darüberhinaus die Phasenlage praktisch ständig. Dies führte zu einem natürlich wirkenden, "lebendigen" Klangbild. Bei elektronischer Tonerzeugung hingegen werden in der Regel sämtliche Töne durch Teilung aus einer einzigen hohen Frequenz erzeugt. Alle Töne sind dadurch untereinander phasenstarr. Dies führt zu einem deutlich statischeren (=künstlicheren) Klangeindruck.

Jedes einzelne Tonrad lieferte (in Verbindung mit einigen passiven Bauelementen) bereits einen sinusförmigen Ton. Durch Zugriegel und Tastenkontakte wurden die sinusförmigen einzelnen Töne anschliessend zusammengemischt. Diese Art der Tonerzeugung und Zusammenführung kann als "Einzeltonfilter" bezeichnet werden. In Orgeln mit elektronischer Tonerzeugung hingegen ist der einzelne Ton zunächst rechteckförmig oder sägezahnförmig. Aus Gründen der Kostenersparnis erfolgt die Filterung ("Umwandlung") in ein sinusförmiges Signal dann nicht einzeltonweise, sondern es wird pro Quint oder gar pro Oktave nur ein Filter verwendet ("Gruppenfilter"). Im Ergebnis werden also die sägezahn- oder rechteckförmigen einzelnen Töne erst zusammengeführt, und dann anschliessend gefiltert (das heisst also: von Obertönen befreit und zu einem sinusförmigen Signal umgewandelt). Durch das Mischen der ungefilterten Rechteck- oder Sägezahnschwingungen kann es zu Intermodulationsverzerrungen kommen. Bei elektronischen Hammond-Orgeln aus der Zeit ab 1975 sind diese Verzerrungen sofort hörbar, wenn mehr als 10 bis 20 Tasten auf einmal gedrückt werden: Es entstehen keine sauberen Töne mehr, sondern stark verzerrte bis krachende Geräusche. Die alte Hammondorgel hingegen war völlig frei von (hörbaren) Intermodulationsverzerrungen.

Die einzelnen Tonräder liefen nicht immer völlig rund, vielmehr hatten sie, auch abhängig vom Alter und Zustand der Orgel, ganz leichten Seitenschlag oder Höhenschlag, teilweise trudelten sie auch auf den Antriebswellen. Die dadurch entstehenden, in der Regel sinusförmigen Amplituden- und eventuell sogar Frequenzschwankungen beeinflussten bzw. überlagerten den vom Tonrad erzeugten eigentlichen Sinuston. Für das menschliche Ohr ist diese "Unsauberkeit" des einzelnen Tones normalerweise nicht wahrnehmbar. In der Summe der erzeugten Töne tragen gerade diese Unreinheiten der Einzeltöne jedoch ebenfalls zum Entstehen des besonderen, lebendig erscheinenden Klangbildes bei.

Ein ganz wichtiger Bestandteil des originalen Hammond-Klanges im Jazz und im Funk ist der sogenannte "leakage-noise". Damit ist das Übersprechen benachbarter Tonräder in den Tonabnehmer des gerade benutzten Tonrades gemeint. Drückt man als Beispiel eine beliebige Taste auf der Hammondorgel nur mit dem gezogenen 8'-Zugriegel (so kann man es am besten hören), so hört man (je nach Zustand und Alter der betreffenden Orgel) nicht nur den eigentlichen Sinuston der 8'-Lage, sondern auch ganz leise die Töne anderer Fusslagen, was demnach auch zu leicht dissonanten Klängen einzelner Fusslagen führen kann. Dieses "leakage-noise"-Phänomen tritt sehr oft bei Hammond-Orgeln auf, die vor dem Jahr 1964 gebaut wurden. Der Grund dafür ist, dass in diesen Jahren noch die alten Wachspapier-Kondensatoren für den Tongenerator und die Vibrato-Line-Box verwendet wurden. Im Laufe der Jahre vervielfacht sich der Wert der Kondensatoren durch Feuchtigkeit und führt somit zu immer unreinerem Klang und kann auch zu einem abgehackten Scanner-Vibrato-Sound führen. Ab ca. 1964 wurden dann sogenannte "Red-Caps" in den Orgeln verbaut, die aus Polypropylen oder ähnlichem bestanden und die den Wert auch über Jahrzehnte stabiler halten konnten als ihre Wachspapier-Vorgänger. Folglich verfügt eine Hammond aus dem Jahre 1965 und danach über deutlich weniger "leakage-noise" als ein Instrument von 1963.

Leslie 122

Ein Leslie Lautsprecher-Kabinett (oder kurz: Leslie) ist ein Gerät zur elektroakustischen Klangveränderung musikalischer Tonsignale (vornehmlich von einer Hammondorgel stammend), in welchem mit Hilfe rotierender Schallquellen Schwebungen erzeugt werden.

Benannt ist das Leslie nach seinem Erfinder Donald Leslie (1911-2004). Herausragendes Merkmal eines Leslie sind die rotierenden Lautsprecher. Sinn der Rotation ist die Erzeugung eines Vibratos. Dies entspricht einer Modulation der Tonhöhe durch Ausnutzung des Doppler-Effekts und der daraus resultierenden Schwebung.

Wenn sich der rotierende Lautsprecher vom Zuhörer entfernt, wird damit der Ton tiefer. Gleichzeitig nähert er sich aber der gegenüberliegenden Wand, die daher mit einem höheren Ton beschallt wird, den sie auch in Richtung des Zuhörers reflektiert. Dies geschieht zu jedem Zeitpunkt in alle Richtungen des Raumes. Der Zuhörer erfährt damit ein sehr komplexes Klangbild, das weit über ein einfaches Tonhöhen-Vibrato hinausgeht und den Hammondsound massgeblich bereichert. Beim originalen Leslie rotieren allerdings nicht die Lautsprecher, sondern deren Schalltrichter. Bei den Hochtönern ("horns") ist es so, dass die Schallwellen nur aus einem der beiden Horns kommen, der andere dient einzig der Stabilität beim Drehen, damit keine Unwucht entsteht. Die Lautsprecher sind liegend eingebaut, die Schalltrichter (Rotoren) rotieren in der Ebene. Das macht die Konstruktion robuster, da sonst elektrische Schleifkontake notwendig wären. Viele Leslies verfügen über eine "Dual-Speed"-Installation. Das heisst, dass die Drehgeschwindigkeit zwischen zwei Stufen gewählt werden kann: normal ("Chorale") oder schnell ("Tremolo"). Neuere Leslies haben sogar drei Positionen zur Auswahl, indem zusätzlich eine "Stop"-Stellung eingebaut ist, in welcher die Rotoren dann sinngemäss überhaupt nicht mehr drehen. Das im Jazz zusammen mit einer Original-B3 weitaus am häufigsten eingesetzte Leslie ist das Modell 122 mit zwei Geschwindigkeiten.

Das Leslie ist als Zweiwege-System aufgebaut, mit getrennten Lautsprechern für den Hochton- und den Bassbereich. Die Rotation der entsprechenden Rotoren ist darauf abgestimmt: der Hochtonrotor rotiert, beschleunigt und verzögert schneller als der Bassrotor. Die Rotation wird in drei Stufen über ein Pedal oder einen Schalter an der Hammond gesteuert. Akustisch besonders faszinierend sind die bei Beschleunigung und Verzögerung auftretenden Effekte. Auf einen systembedingten "Nachteil" des Leslie weist schon die Zusatzbezeichnung "Kabinett" hin: Die Leslie-Einheit ist gross und schwer und dementsprechend schlecht zu transportieren. Das Leslie-Kabinett dient nur der Schallerzeugung: es gibt die eingespeisten Tonsignale nach der Bearbeitung nicht wie bei anderen Effekten wieder als elektrisches Signal aus, da es selbst keine Mikrofone besitzt. Die Abnahme des Leslie ermöglicht somit weitere Einflussnahme auf den erzeugten Klang und spielt bei der Musikproduktion eine besondere Rolle. Es sollte vorzugsweise mit mindestens zwei Mikrofonen gearbeitet werden, um die Räumlichkeit des Leslie-Klangs aufzuzeichnen. Die Anordnung der Mikrofone und der Wiedergaberaum sind dabei kritische Grössen, wobei es hierzu unzählige Positions-Möglichkeiten gibt, je nachdem, welcher Musikstil bevorzugt wird. Zwar bieten heutige Orgeln ("clones") erstaunlich gute Leslie-Simulationen an (das heisst der Leslie-Effekt wird künstlich generiert und über die Lineout-Ausgänge der Orgel ausgegeben ohne dass ein Leslie angeschlossen ist), die für Studio-Aufnahmen genügen mögen. Bei einer Live-Darbietung aber wird klar: der Sound eines Leslie-Speakers ist sofort problemlos von einer elektronischen Simulation zu unterscheiden. Er bleibt unerreicht.