Что такое пьезоэлемент для гитары

Для чего нужен акустической гитаре пьезодатчик?

Пьезодатчик для акустической гитары в последние годы получил широкое распространение. Ранее для озвучивания инструмента использовали микрофон. Однако современные технологии позволяют снимать звук качественно. Оборудование функционально, позволяет даже самой недорогой акустической гитаре звучать профессионально.

Что такое пьезодатчик и его назначение для акустической гитары

Пьезодатчик — это небольшая пластинка, устанавливающаяся сверху или внутрь корпуса. Обычные звукосниматели для электрогитары работают по принципу магнитного снятия звука. Пластинка состоит из нескольких магнитов. Вокруг них используется обмотка. Пьезоэлементы снимают вибрацию струн.

Пьезо-звукосниматель преобразует механическое передвижение струн в магнитном поле в электрические сигналы. Те пропускаются через усилитель. Простая акустическая гитара при помощи такого элемента превращается в электрическую. Звук ее можно обрабатывать звуковыми эффектами посредством подключения к усилителю педалей и процессоров.

Виды пьезодатчиков

По своему строению пьезоэлектрические устройства достаточно просты. Сущность преобразования в электрический сигнал у них сложнее, чем у магнитных звукоснимателей.

В виде таблеток

Самые популярные звукосниматели — это датчики в виде таблетки. Также они напоминают присоску. Широкое распространение получили за счет относительно небольшой цены и легкости размещения на инструменте. Их устанавливают как внутри, так и снаружи на липучки. По большей части пластинки регистрируют вибрацию корпуса. Чтобы добиться звучания, придется пробовать менять месторасположение устройства по всему корпусу гитары.

В виде узких палочек

Электрозвукосниматели, изготовленные в форме палочки, не слишком дешевые. Но это компенсируется их качественным звучанием, так как датчик полностью снимает вибрацию струн. Место их установки — под нижний порожек. Установить новичку такой элемент непросто, поэтому следует обратиться за помощью к профессиональному музыканту.

Принципы работы

Сердце устройства — пьезокристалл. Окружен проводниками, преобразующими сигнал не только из вибрации струн, но и из резонирования корпуса инструмента. Устройство имеет один характерный параметр — емкость. Электрическая схема — напряжение с емкостью, которая имеет последовательность, причем ее величина составляет всего 100-500 пикофарад. Пьезодатчик используют с другой электроникой, например, с эквалайзером.

Устройство является электромеханическим. За счет малой емкости и отсутствия индуктивности, он не образует фонов и шумов.

На заметку! Пьезокристалл имеет свойство генерировать напряжение, если к нему приложить механические силы.

Основное преимущество устройства — способен снимать звук колебания по двум пространственным направлениям, а также вибрации корпуса из дерева, чем не могут похвастаться синглы и хамбакеры. Пьезодатчики используются для акустических гитар, так как принцип их работы похож на работу микрофона. Способны взаимодействовать с любым видом струн: металлическими или нейлоновыми.

Отличие пьезодатчиков от других звукоснимателей

По техническим характеристикам и принципу работы пьезодатчики отличаются от других звукоснимателей. Несмотря на то что синглы и хамбакеры наиболее актуальны у гитаристов, они имеют ряд недостатков при сравнении. Популярными они стали из-за того, что являются частью электрического инструмента.

1. Звукоснимателя для электрогитар представляют собой магнитные устройства с обмоткой. Они реагируют только на колебания струн, тогда как съемные датчики для акустики взаимодействуют еще и с корпусом.
2. Обычные звукосниматели взаимодействуют только со струнами из ферромагнитных материалов (металлические с обмоткой из никеля или стали). Пьезо-элементы «видят» любой тип струн.

Основное преимущество «таблеток» и «палочек» состоит в том, что они легко снимаются и устанавливаются. При идеальном музыкальном слухе можно установить устройство в нужном месте для качественного звучания инструмента.

Обзор современных пьезодатчиков

На рынке существует широкий ассортимент съемных электрических и контактных звукоснимателей. Разработчики совершенствуют элементы. Некоторые хотят добиться натурального мягкого звучания классической гитары, а другие стремятся привнести новый необычный звук.

Компания из Финляндии B-Band выпускает датчики, а также усилители к ним. Для акустических гитар они производят два вида звукоснимателей. UST выполнен в виде тонкой полоски, которая размещается в углублении около нижнего порожка. Устройство ATS устанавливается внутри корпуса при помощи липкой пленки. Реагирует на вибрации деки. Электродатчики имеют широкий звуковой диапазон и могут использовать с любыми струнами.

Компания L. R. Brass производит качественные звукосниматели, которые выражают все нюансы звучания инструмента. Можно сравнить со студийными профессиональными микрофонами. Модель iBeam подойдет для гитаристов, которые предпочитают исполнять соло-партии и джазовые композиции. LB6 умеет подавлять обратную связь. Подходят для громкой игры. Не меняют звук — изготовлены из тех же материалов, что и порожки гитары.

Компания Scheltler выпускает качественные модели звукоснимателей для многих инструментов. Датчики сочетаются с реверберацией и фейзером. Серия STAT идеальна для тех, у кого набита рука по игре джаза и рока.

Как установить пьезодатчик на акустическую гитару

Теперь рассмотрим, как установить пьезодатчик на акустическую гитару. Установка некоторых моделей не занимает много времени. Например, «таблетку» можно разместить на любом месте деки. Крепится она за счет клейкой основы.

Намного сложнее с линейными пьезоэффектами. Новичкам лучше обратиться к профессиональным гитаристам. Но также можно сделать это самостоятельно в домашних условиях. Как правило, в комплекте с пьезодатчиками идут: блок питания, гнездо для провода и фурнитура.

На заметку! Нельзя использовать другие клеящие компоненты — скотч или клей. Можно повредить корпус инструмента. Специальная пленка датчиков разработана для размещения ее на деке.

1. Снимите задний порожек, просверлите отверстие для размещения там пьезокристалла.
2. Разметьте место, где будет находиться термоблок. Сделайте для него отверстие и поместите туда блок.
3. Просверлите третье отверстие для выхода провода. Оно должно располагаться там, где находится разъем для джека в электрогитарах. Установите припаянное гнездо для провода.

Внимание! Действуйте аккуратно и точно, чтобы не испортить корпус или гриф акустической гитары. Заранее разметьте все отверстия, длину провода рассчитайте, измерив линейкой.

С появлением новых технологий можно усовершенствовать любой акустический инструмент. Но прежде чем заняться установкой пьезодатчика на акустическую гитару, точно определите, что вам нужно и зачем: мягкий живой звук или электрический. Подзвученная классическая гитара не заменит электрогитару, так как датчики используются для озвучивания инструмента, а не для экспериментов со звуковыми эффектами.

Источник

Сделай сам

&nbsp &nbsp &nbsp Автор: Михаил Южаков &nbsp &nbsp &nbsp Дата публикации: 05 октября 2018 г.

В статье приведены примеры электроники для пьезодатчика, установленного на цельнокорпусных электрогитарах: пассивно-активный вариант, активный и чисто пассивный.

1. Пассивно-активный вариант

У становлен на гитаре «Прынцесса»:

Изначально пьезу ставить не собирался, но наткнулся на ибее на пьезобридж Tune-O-Matic за 45 долларов и загорелся (на правах рекламы).

Всем хорош, но высоковат: пришлось бока подпиливать:

Схема активно-пассивная: магнитный датчик без усилителя, может работать без батарейки. Усилитель пьезы простейший, так как много места под электронику не планировалось.

Обратите внимание на номинал конденсатора С1: вместе с резистором R2 он образует цепь коррекции, поднимая АЧХ на частотах спада гитарного комбика. Более подробно об этом говорится в подразделе 2. Конденсатор C2 даёт спад АЧХ на частотах после 10 кГц, где наиболее слышен шорох пальцев о струны.

Переключатель SW1 принудительно отключает пьезодатчик; в силу примитивной схемы его слышно даже в правом по схеме положении переменного резистора R4, который служит смесителем пьезы с магнитным датчиком либо регулирует уровень громкости при отключенной пьезе.

1.1. Магнитный датчик, звукоизвлечение пальцами.

1.2. Магнитный датчик плюс пьеза (переменный резистор R4 в правом по схеме положении), звукоизвлечение пальцами.

Пьеза на максимум (переменный резистор R4 в левом по схеме положении) , звукоизвлечение пальцами.

На пьезе играть с непривычки неприятно, чувствуется шорох пальцев. На записи звучит гораздо чище (запись не обрабатывалась).

2. Активный вариант

У становлен на гитаре Les Paul Aria Pro II корейского производства, имеющей довольно звонкий тембр звучания. Пьезобридж тот же.

Здесь под видом стандартных органов управления установлен полностью активный темброблок.

Помимо работы с пьезой, активный темброблок позволяет управлять в некоторых пределах тембром и характером звучания датчиков. Рассмотрим это подробней.

Магнитный датчик электрически представляет из себя колебательный контур с собственной индуктивностью, ёмкостью и сопротивлением потерь. Кроме того, в стандартном включении еще имеет место быть нагрузка в виде темброблока и ёмкость кабеля:

Подключаем датчик к усилителю с низким выходным сопротивлением, при этом ёмкость кабеля отсекается усилителем, а пассивный темброблок выбрасываем.

В результате увеличится резонансная частота контура и добротность.

Для примера прослушаем две записи.

2.1 Первая запись – передний датчик на пассиве, звукоизвлечение медиатором.

2.2. Вторая – передний датчик на активе.

Похож на отсечку, но работают обе катушки, фона нет.

Такой звук для Лес Пола неспецифичен, поэтому в активном темброблоке использую эмулятор пассива:

R1R2C1 – имитация нагрузки темброблока; её можно приближенно заменить на один резистор 250 кОм. C2 – ёмкость кабеля. В качестве переключателей используются пуш-пульные потенциометры. По умолчанию (ручки утоплены) – эмуляция пассива. Когда SW1 выключен (ручка поднята), контур сохраняет «гибсоновский» тон, но звук становится более искристым; использую эту комбинацию для игры пальцами:

2.3. Звукоизвлечение пальцами, актив с эмуляцией ёмкости кабеля.

И наконец, комбинация SW1 включен, SW2 отключен даёт более «линейный» (не окрашенный) звук. Полная схема:

На операционнике DA1.1 собран канал переднего датчика. Переменный резистор R4, установленный на месте регулятора громкости переднего датчика в стандартном темброблоке, служит смесителем сигнала магнитного датчика и пьезы. Его ручка переключает переключатель SW1 на схеме. Аналогично на DA2.1 собран канал заднего датчика.

Переменный резистор R8 – общий регулятор громкости с тонкомпенсацией, установлен на месте регулятора «Тон» переднего датчика (привычный регулятор тона в схеме отсутствует). Потенциометр R22 – регулятор громкости пьезодатчика, установлен на месте регулятора «Тон» заднего датчика.

Рассмотрим более подробно канал пьезодатчика. Помимо усиления и согласования выходного сопротивления, канал реализует частотную коррекцию в двух областях:

2.4 Подъём частоты начиная с 5кГц.

Как известно, гитарный комбоусилитель имеет частотный спад на частотах начиная примерно с 5кГц. Это обусловлено тем, что сам магнитный датчик имеет подъем напряжения с ростом частоты (более подробно это описано в этой замечательной статье). Пьеза же такого подъёма не имеет; существуют комбики для электроакустических гитар с пьезозвукоснимателями – они имеют более равномерную частотную характеристику. Если же мы планируем включать нашу пьезу в обычный гитарный комбик, то надо как-то «выпрямить» его частотную характеристику, убрав частотный спад. Эту задачу выполняет цепь R18C13 на приведённой схеме. Конденсатор C12 устраняет неконтролируемый подъем АЧХ в области более высоких частот.

2.5. Срез частот начиная с 10кГц. В этой области располагаются разного рода шорохи, в частности шорох пальцев о струны. Эту задачу выполняет ФНЧ второго порядка на ОУ DA3.2. Конечно, полностью шорох убрать не удалось – дальнейшее увеличение порядка фильтра ничего, кроме лишних шумов, не принесло.

В результате можем сыграть «Цыганочку» на Лес Поле:

2.4. 100%-ная пьеза:

Хорошую акустическую гитару, конечно, пьеза на электрухе не заменит, но звучание на чистом звуке разнообразит однозначно.

P.S. В приведенных выше схемах все конденсаторы керамические; редкие пуш-пульные потенциометры номиналом 25кОм заказывал на АлиЭкспрессе. Печатная плата размером 6х3 см под планарный монтаж двусторонняя (расположение элементов с обеих сторон). Это позволило разместить плату вместе с батарейкой в стандартный отсек темброблока (в противном случае пришлось бы резать дополнительный отсек под батарейку). Кнопка теста батарейки и светодиод расположены сзади, на фальшпанели темброблока.

3. Попытка пассивного согласования

В Интернете приходилось читать сообщения типа «согласовал пьезу на пассиве с магнитным датчиком, с помощью резисторов подмешал к пьезе сигнал звукоснимателя». Что же, попробуем.

В чистом виде, конечно, электрическое согласование невозможно. На низах пьеза имеет практически ёмкостное сопротивление с большим модулем импеданса – магнитный датчик будет «подсаживать» сигнал. Частично это можно устранить с помощью резисторов.

Также непонятно, как поднять АЧХ, компенсировав спад частот гитарного комбика (п.2.4). Впрочем, смешивание сигналов частично решит и эту проблему – недостающие «верхи» также даст магнитный датчик. Что же тогда останется от сигнала пьезы.

Самый простой вариант пассивной схемы – это задействовать потенциометр «Тон» на стандартном лесполовском темброблоке как смеситель, выкинув конденсатор:

Тестирование проводим на пьезобридже Лес Пола п.2. Можно сравнить результат со звуком п.2.4.

3.1. В положении ручки «Тон» 100% звук примерно как у чистой пьезы на «Прынцессе» (п.1.3) – басов маловато, шорох чувствуется.

3.2. Пробуем крутить ручку в сторону магнитного датчика на 25%. Басов прибавляется, верхи убывают. Фон возрастает.

3.3. И еще на 25% (ручка посредине). Добавились еще щелчки. Они именно «систематические» — это не дребезг контактов и т.д.

По записи это еще ничего, но в живую играть неприятно. Моё мнение – актив с пьезой рулит.

4. Транзисторный вариант схемы

Вариант схемы для Лес Пола на транзисторах. Потребление на порядок меньше, чем у приведенной в разделе 2 схемы, расчетное отношение сигнал/шум лучше на 3дБ. Налаживания не требует.

Источник