Что такое спикерсимулятор для гитары

Спикерсимулятор — эмулятор гитарного кабинета на любой случай жизни.

А не получить ли нам удовольствие от игры в линию, забыв про простые схемы комбоэмуляторов и выбрав сложную, но ништяковую?

В большинстве случаев спикерсимулятор считается примитивной альтернативой гитарного комбика при записи «в линию» в домашних условиях, либо при воспроизведении инструмента на негитарной широкополосной аппаратуре. Как правило, он представляет собой набор из 3-4 фильтров, как низких, так и высоких частот (а иногда даже и полосовых) для формирования незамысловатой формы АЧХ. Однако, как не бейся ты башкой о стену, столь простое устройство не в состоянии сымитировать реальных и довольно хитросплетённых характеристик кабинета, причём, не только частотных, но и динамических.

От музыкантов часто можно услышать, что лучший спикерсимулятор — это эквалайзер. И с ними в этом отчасти можно согласиться — любой приличный гитарный эквалайзер (типа Boss EQ-200) стоимостью 200. 300 американских денег в совокупности с ФНЧ превзойдёт по качеству эмуляции большинство промышленных аналоговых спикерсимуляторов.
Однако и тут не всё так хорошо, как хотелось бы. Каждый индивидуальный гитарный динамик совместно с корпусом гитарного кабинета имеет сложную АЧХ с множеством резонансов по всему спектру отведённых ему частот. Получить точную копию АЧХ кабинета посредством октавных полосовых фильтров 2-го порядка с низкой добротностью (а именно такие используются в гитарных эквалайзерах) не представляется возможным. Неким выходом из положения будут являться более узкополосные полуоктавные фильтры, ну а чтобы они обеспечивали необходимое затухание вне полосы пропускания — их порядок должен быть как минимум — четвёртым.

Помимо амплитудно-частотных характеристик устройства было бы неплохо, если бы спикерсимулятор учитывал и специфические динамические свойства кабинета, обусловленные компрессией сигналов гитарным динамиком. Как это происходит? На пиках мощности катушка динамика начинает выходить из магнитного зазора, при этом «отдача» подвижной системы резко уменьшается и происходит мягкое клиппирование, что дополнительно окрашивает звук кабинета благозвучным перегрузом.

Итак, тезисы сформулированы, задачи поставлены, осталось облечь всё это хозяйство в форму какой- либо схемы электрической принципиальной.

Рис. 1 Схема спикерсимулятора

Первый каскад на транзисторах Т1 и Т2 — это так называемый мю-каскад, представляющий собой каскад с динамической нагрузкой с автоматической установкой режима по постоянному току.
Ku (коэффициент усиления) каскада — около 33дБ или 45 раз по напряжению, что позволяет подключать ко входу спикерсимулятора инструменты с довольно низким уровнем выходного сигнала.
Помимо усиления этот каскад призван облагородить входной сигнал определённым набором гармоник (преимущественно чётных), для того, чтобы придать ему некий ламповый звук. Также как и в ламповых усилителях, максимально яркое звучание образуется при достаточно высоких уровнях, близких к порогу насыщения транзисторов или ламп.
Переменный резистор R3 регулирует чувствительность устройства с целью обеспечения указанного выше условия.

Для того, чтобы используемые в схеме операционные усилители вносили минимальный вклад в общий коэффициент нелинейных искажений, напряжение питания для них выбрано в два раза большим, чем для транзисторного каскада. Проще всего (с точки зрения оптимизации схемотехники) это было сделать, добавив дополнительный источник питания отрицательной полярности.

Каскад на ОУ ОР1.1 — это обычный повторитель напряжения. В его функции входит согласование высокого выходного сопротивления мю-каскада с относительно низким входным сопротивлением последующего.
А последующий каскад на ОР1.2 отвечает за формирование должных динамических свойств гитарного громкоговорителя, т. е. осуществляет мягкое ограничение поступающего сигнала, начиная с некоторой заданной амплитуды. Клиппирование происходит, начиная с уровня, определяемого напряжением открывания светодиодов. В данной схеме применены светодиоды красного цвета свечения, поэтому порог их открывания равен

Всё остальное — это десятиполосный полуоктавный эквалайзер с полосовыми фильтрами четвёртого порядка на борту. Такой джентельменский набор позволяет не только с высокой достоверностью нарулить АЧХ любого промышленного кабинета, но и создать собственный в соответствии с личными пристрастиями хозяйствующего субъекта.

Рабочая полоса формирования АЧХ спикерсимулятором составляет 80. 6300 Гц.
Ослабление сигналов с частотами, превышающими 6300 Гц, составляет величину — 30дБ на октаву, что соответствует характеристикам ФНЧ 5-го порядка.

А теперь приведём номиналы пассивных элементов полосовых фильтров.

Приведённые в таблице элементы должны иметь отклонения от номинальных значений — не более 5%.
При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже спикерсимулятор не требует налаживания и начинает пахать сразу после включения питания.

За счёт применения экономичных операционных усилителей TL062, ток потребления устройства от источников питания составляет — около 10мА. Это даёт возможность запитать его от двух батареек системы «Крона», однако при наличии 9-ти вольтового блока питания для гитарных примочек имеет смысл собрать преобразователь полярности напряжения по аналогии с тем, как это описано на странице (ссылка на страницу).

Источник

Что такое спикерсимулятор для гитары

Новое на сайте

С пикерсимуляторы или «эмуляторы гитарного кабинета» довольно популярны в настоящее время. Эти несложные устройства, по большей части состоящие из простых активных или пассивных фильтров, дают возможность подключать гитару в линейных вход компьютера или домашнего музыкального центра и звучать при этом похоже на записи известных гитаристов. Похожесть эта весьма приблизительна, т. к. несколько фильтров не заменят резонирующий и компрессирующий гитарный кабинет со сложной и отнюдь не линейной амплитудно-частотной характеристикой, микрофоны и прочую звукозаписывающую аппаратуру. Тем не менее, эти устройства в своей простоте и дешевизне идеально подходят для домашнего музицирования или записи демонстрационной фонограммы в домашней студии.

Существует несколько удачных схем спикосимуляции, некоторые из них разработаны известными фирмами, как, например, симулятор на операционных усилителях в составе предварительного усилителя Marshall JMP-1, или с использованием катушек индуктивности в Hughes&Kettner Tubeman, другие созданы энтузиастами, как, например, спикерсимулятор на полевых транзисторах в статье Виктора Кемпфа «Полевые транзисторы в устройствах “Distortion”» или спикерсимуляторы, представленные на сайте www.runoffgroove.com.

Основные функции спикерсимуляторов таковы:

1. Подавление высокочастотного хвоста гармоник при использовании совместно с полупроводниковыми дистошнами.
2. Согласование выходных сопротивлений примочек и линейного входа домашней аппаратуры.
3. Окрашивание сигнала наподобие звука гитарных комбо, что на практике выражается в наличии резонансов 130Гц и 3-4кГц, а также подавлении частот ниже и выше этого диапазона.

Если с первыми двумя пунктами современные спикерсимуляторы справляются весьма успешно, то их тембр является всего лишь первым приближением к тембрам гитарных кабинетов. По большому счету этот факт нельзя считать минусом, т. к. в лучших представителях семейства спикерсимуляторов найден удачный баланс между производимым эффектом и простотой схемы. Но разве мы не задаем себе вопрос: а что будет, если сделать еще один шаг, следующее приближение к реальным характеристикам? Станет ли звук гитары более естественным? Будет ли усложнение спикерсимулятора компенсироваться более качественным звучанием? Проведением такого эксперимента мы и займемся.

Рассмотрим предметную область. АЧХ распространенных спикерсимуляторов приведены на следующем рисунке. От схемы к схеме вариациям поддаются высоты резонансов, их положение на шкале частот и порядок фильтров, который отвечает за скорость спада в областях ВЧ и НЧ. И хотя все схемы воссоздают практически один эффект, схемотехническая реализация может сильно отличаться. Так, спикерсимулятор из предварительного усилителя Marshall JMP-1 собран полностью на операционных усилителях, один из которых включен по схеме гиратора. Спикерсимулятор Hughes&Kettner построен на операционных усилителях и RLC фильтрах и использует два заграждающие фильтра для придания оригинальности звучанию. Спикерсимулятор В. Кемпфа выполнен на полевых транзисторах, настолько же эффективен и является самым простым для повторения.

Для того чтобы понять, на что же равнялись создатели спикерсимуляторов, сравним их амплитудно-частотные характеристики с АЧХ гитарных динамиков (взято с сайта www.celestion.com).

Сравним также с АЧХ реальных кабинетов. Вернее с АЧХ импульсов, снятых с реальных кабинетов, через систему – усилитель, кабинет, микрофон, запись (импульсы взяты с сайта www.noisevault.com).

Такой косвенный метод определения АЧХ гитарного кабинета вряд ли можно считать достоверным, тем не менее, полезную информацию можно почерпнуть и отсюда. Очевидно, что в конечном звуке влияние собственного АЧХ динамика преобладает. Это несложно заметить, сравнив АЧХ динамика Vintage30 и АЧХ импульса кабинета на его основе. Несомненно, корпус гитарного кабинета индивидуально резонирует, внося дополнительные краски по всему спектру частот. По субъективному мнению автора, ни в коем случае не претендующего на абсолютную достоверность, наиболее заметным изменениям подвергается низкочастотная область, а именно происходит подъем НЧ в диапазоне 50-200Гц, а также провал в диапазоне 300-500Гц. Таким образом, для построения спикерсимулятора возьмем за основу АЧХ одного из динамиков(например, Vintage 30), выделим 6-8 наиболее важных изгибов понравившейся АЧХ и реализуем на основе активных фильтров. Для придания тембру подобия звучания большого кабинета, учтем наличие резонансов и провалов в НЧ-области. В качестве активных элементов могут использоваться комплементарные повторители на полевых транзисторах. С принципом работы повторителей, а также с первой схемой, где была использована подобная схемотехника, можно ознакомится в статье В.Кемпфа.

Ниже приведена схема спикерсимулятора, обладающая такими особенностями:

Источник

Спикерсимуляторы.

Предисловие.

В данном проекте представлены три разных варианта реализации имитации звучания гитарного динамика(для краткости — Спикерсимулятор)

Спикерсимуляторы позволяют нам создавать АЧХ близкую к АЧХ гитарных кабинетов, то есть приблизить звучание гитары, подключенной в линейный вход Вашего компьютера(дялее «в линию»), к звучанию гитары в гитарный усилитель(комбик).

Технически спикерсимулятор представляет собой набор фильтров, как низких так и высоких частот.

Диапазон электрогитары обычно лежит в пределах от 80 Гц до 5-7 кГц. Остальные частоты нам вряд ли понадобятся (выше 7кГц песок, ниже 80Гц — диапазон большого барабана и бас-гитары). С этой задачей хорошо справляется гитарный комбик (главным образом благодаря гитарному динамику), который рассчитан воспроизводить «нашу» полосу частот. Вообщем, спикерсмулятор предназначен заменить нам связку комбик-микрофон, если таковых нет . Конечно речь идет не о тождественной замене, а только о моделировании АЧХ. Акустика помещения, положение микрофона, компрессия сигнала, и драйв динамика и т.д. конечно не могут быть смоделированы этим нехитрым прибором, его задача сделать звук похожим на звук через комбик.

Тем не менее, спикерсимуляторы являются альтернативой в домашних записях «в линию» или при игре на бытовых, широкополосных колонках. Хочу акцентировать внимание, что хоть играть со спикерсимулятором через комбик несколько противоречит его «предназначению», это не значит, что так делать нельзя. Экспериментируя можно получить разнообразные звуки с разными частотными пиками и завалами, просто в этих целях логичней применять эквалайзер.

AMZ Speakersimulator.

Первым рассматриваемым устройством, будет AMZ Speakersimulator.

Схема его проста и представляет собой фильтр с частотой среза 3 — 5кГц. Сигнал усиливается на низких и средних частот и заваливается на высоких. Хорошая штука для обрезания песка при игре с перегрузом в линию, а иногда и в комбик тоже. Из моего MT-2 перестал «сыпаться песок», звук стал плотнее и богаче средними частотами.

Ниже представлено изображение АЧХ данного спикерсимулятора.

Печатная плата.

Размеры платы: 44х36 мм. Изображение самой печатной платы и расположение на ней элементов — показаны ниже.

Примеры звучания.

Гитара -> Boss MT2 -> АMZ Speakersim -> звуковушка SBLive. Записывалось в Cool Edit, нормализировалось. Сначала игрался рифф без спикерсима, потом со спикерсимом тот же рифф.

Marshall Speakersimulator.

Этот прибор посложнее. Здесь целых два ОУ.

По заявленным характеристикам мы должны получить два резонансных горба в районах 90Гц и 3.8кГЦ. Нас не обманули, что доказывает моя снятая АХЧ.

Очень хорошая штучка. Поднимает низкие и высокие частоты (имеется ввиду гитарный диапазон) и режет все что нам не нужно. Одним словом — Marshall.

Прибор годится для игры в линию как на чистом звуке так и с перегрузом.

Схема прибора и АЧХ представлены ниже.

Печатная плата.

Размеры платы: 63×38 мм. Изображение самой печатной платы и расположение на ней элементов — показаны ниже.

Примеры звучания.

Fender LXH2 Lite Speakersimulator

Самый сложный, но и самый универсальный спикерсмулятор.

Этот прибор сложнее предыдущих, но построен на тех же принципах. Он представляет из себя набор фильтров низкой и высокой частот 2-го порядка. Вся уловка заключается в наличии дополнительного вывода A и разрыва B, благодаря которым можно получить получить 4 комбинации включения, то есть 4 разные АЧХ.

Схема прибора и АЧХ представлены ниже.

Если не использовать разрыв, то просто нужно соединить выводы B_in и B_out перемычкой. В отличии от предыдущих спикерсимуляторов, этот позволяет управлять усилением, так что нужно поставить переменные резисторы на входе и выходе.

На примере этого спикерсимулятора можно визуально оценить различие АЧХ у Маршала и Фендера, двух титанов комбо-строения. Глядя на спектрограммы можно выбрать для себя, но лучше по слуху.

Чистый звук очень хороший, а вот с перегрузом звук становится мутным, вероятно из за избытка НЧ. С перегруженным звуком лучше использовать режим B_in — out, который немного приподнимает высокие частоты гитарного диапазона, а потом срезает песок.

Печатная плата.

Размеры платы: 76х73 мм. Изображение самой печатной платы и расположение на ней элементов — показаны ниже.

От автора.

Ну что же, выбор за вами. Дам совет: не ленитесь, вставляйте спикерсимы, хотя бы AMZ, в свои педали. Мало ли где и как придется играть.

Источник