Принцип работы пьезодатчика гитары

Звукосниматели для гитары

Звукосниматель — это устройство, которое преобразовывает механические колебания струны, в электрический ток. Выходной сигнал от него подается на усилитель, а от него уже в динамики. Звукосниматели широко применяются в струнных щипковых инструментах таких как электрогитары, басы и даже электроскрипки.

Процесс преобразования колебаний струны в сигнал, происходит следующим образом: струна колеблется в поле, которое создает постоянный магнит (магниты) датчика. При этих колебаниях струны, в датчике начинает появляться электрический ток соответственной частоты (закон Фарадея), который потом подается на усилитель.

Датчики могут существенно влиять на окраску звука. У разных типов и моделей свои частотные характеристики (АЧХ), сопротивление, уровень сигнала и т.п. Исходя из вышесказанного, можно сказать, что заменив датчики можно изменить и само звучание инструмента.

По типу преобразовываемой энергии звукосниматели делятся на пьезоэлектрические и электромагнитные. Пьезо более распространены среди акустических гитар, а звукосниматели для электрогитары, как правило электромагнитные. Поговорим об этих типах более подробно.

Пьезоэлектрические звукосниматели

Пьезоэлектрические звукосниматели при более сложной физике преобразования механической энергии в электрическую, являются довольно простыми устройствами. Пьезозвукосниматель представляет собой пьезокристал с обкладками из проводника, поэтому его свойства заранее определены физическими свойствами этого кристалла. Пьезодатчик это, в 90% случаев, звукосниматель для акустической гитары. Также в силу своего принципа работы, пьезодатчики работают со струнами абсолютно любого типа. Даже с нейлоном.

Пьезозвукосниматели бывают в основном двух типов:

• Стержень, который кладется под порожек и снимает колебания струн;
  
• Кружочки разного размера (площади), которые прикрепляются к корпусу гитары и снимают колебания деки.
  

Электромагнитные звукосниматели

Электромагнитный звукосниматель представляет собой магнит с катушкой индуктивности. Катушка — это сердечники с намотанной на них медной проволокой. Устройство звукоснимателя показано на рисунке ниже.

При колебании струн в постоянном магнитном поле, в катушке индуктивности возникает электродвижущая сила (ЭДС). Это явление открыл физик Фарадей и называется оно электромагнитной индукцией. Именно так в звукоснимателе возникает электрический сигнал, который потом, проходя цепь примочек и усилитель, попадает нам в уши и слышится, как звук гитары.

Если вы захотите поменять звукосниматель для гитары, то первое на что следует обратить внимание это тип магнита. Звукосниматели большим рядом параметров, влияющим на звук, но вот тип магнита – это первое с чего нужно начинать поиск звука. Магниты, которые используются в звукоснимателях, делятся на 3 типа: Alnico 2 , Alnico V и металокерамические (Ceramic). Алнико это сплав алюминия, никеля и кобальта. Рассмотрим магниты подробнее.

• Alnico-2 – самый слабый магнит. Благодаря слабому магнитному полю, струна колеблется наиболее естественно. Звук получается теплым и округлым с преобладающим спектром низких и средних частот. Алнико 2 имеет небольшую мощность и сустейн. На перегрузе характер звучания такой же как и на чистом. То есть мягкая атака и округлый теплый звук. Датчики с Alnico-2используют в легких стилях типа джаз, блюз, поп рок и т.п.
• Alnico-5 – уже более мощный магнит по сравнению с Алнико-2. Характеризуется в меру округлым, в меру верхастым и в меру теплым звучанием, как с перегрузом, так и на чистом звуке. Сустейна у Alnico-5 тоже побольше, чем у второго. Звукосниматели с магнитами Alnico-5 сегодня наиболее популярны и поэтому их ассортимент довольно велик. Используются звучки с Алнико-5 почти повсюду, от блюза до экстремальных поджанров метала.
• Ceramic – это самый сильный магнит и соответственно он очень сильно влияет на колебания струны. Из-за большой мощности такой звукосниматель дает хороший сустейн. В частотном спектре больше преобладают средние и верхние частоты, в результате чего перегруженный звук получается очень жирным и мясистым. Используются металлокерамика в активных звучках EMG 81. Звукосниматели с такими магнитами в основном используют в тяжелых стилях музыки, таких как thrash, death-metal и др.

Конструкция электромагнитных звукоснимателей

Итак, по конструкции, звучки делятся на 2 типа: сингл звукосниматели (Single Coil) и хамбакеры (Humbucker). На вид сингл как бы одинарный, а хамбакер двойной.

Сингл	Хамбакер

Синглы (Single Coil)

Синглы – это звукосниматели с одной катушкой. Синглы выдают чистый и стеклянный звук с мягким оттенком. В конструкцию этих датчиков входит от 4-х до шести постоянных магнитов с количеством витков около 10 тысяч.

У синглов есть один неприятный недостаток: они довольно сильно фонят. Это особенность конструкции. Также на датчик могут воздействовать различные паразитные поля, что также добавляет море фона к полезному сигналу. Особенно это заметно на перегрузе.

Чаще всего синглы используют в легкой музыке, например в блюзе, где необходим кристально чистый и мягкий звук электрогитары.

Хамбакеры (Humbuckers)

Так как синглы довольно сильно фонят, инженерами был разработан другой тип звукоснимателя — с двумя катушками вместо одной. Они расположены рядом друг с другом, а катушки у них намотаны в противоположные стороны. Благодаря такой намотке существенно снижается фон, потому что паразитные наводки складываются в противофазе и взаимоуничтожаются.

Звучание хамбакеров отличается от звучания синглов. Хамбакеры дают более громкий звук, без фона. Они хорошо справляются на перегрузе. Звук получается более мощный и агрессивный. Чистый же звук хамбакера менее стеклянный и соответственно менее «верхастый». Причина эта в том, что катушки, разнесенные в пространстве дают два совершенно разных сигнала, которые в итоге при сложении в один, теряют некоторые высокочастотные составляющие.

Как было сказано выше, звукосниматели хамбакеры хорошо подходят для дисторшена и овердрайва. Поэтому их повсеместно используют в тяжелой музыке и ее поджанрах.

О том как распаять звучки на гитаре, читайте здесь: Распайка звукоснимателей (H+S+S).

Пассивные и активные звукосниматели

По наличию усиления в датчике, звукосниматели подразделяются на пассивные и активные .

Пассивные звукосниматели

Принцип работы звукоснимателя, как мы уже знаем, состоит в том, что механические колебания струны под действием магнитного поля, преобразуются в колебания электрического тока. Далее этот сигнал поступает на вход усилителя. Пассивные датчики посылают сырой сигнал, без различных преобразований, а регулировки громкости и тона могут только ослаблять уровень громкости высоких частот. В их схеме кроме магнитов и катушек больше ничего нет.

Сигнал с пассивного, да и любого другого датчика будет тем громче, чем большее количество витков намотано на его катушках. А большое количество витков – это высокая индуктивность и большое сопротивление. Это приводит к ослаблению сигнала по верхним и нижним частотам. Получается будто в звуке с пассивных звукоснимателей больше выражены средние частоты. Поэтому одна из причин, почему пассивы могут звучать мощно и сильно — наше ухо более восприимчиво именно к средним частотам, в то время как высокие и низкие ослаблены.

Большое количество витков на катушках и сильные магниты в пассивных звукоснимателях, могут привести к тому, что магнитное поле датчика будет влиять на колебание струн. Проявляются это как их более быстрое затухание колебания струн, а так же всякие волчки и т.п.

Все эти и другие факторы придают пассивным звукоснимателям свое уникальное звучание.

Активные звукосниматели

Самые популярные среди активных датчиков это звукосниматели EMG. Также в линейке Seymour Duncan есть активные модели датчиков — это Blackouts.

В отличие от пассивного датчика, активные имеют на борту катушки с очень малым количеством витков. Сопротивление такого датчика будет ниже, а также и меньше ослабление низких и высоких частот. Звук с активов получается более широкодиапазонным, более полным. Но сырой сигнал с этих датчиков будет очень слабым, чтобы раскачать усилитель. Поэтому в их конструкции был предусмотрен миниатюрный усилитель звукоснимателя, который усиливает сигнал до нужных значений.

Активные звучки дают как правило более высокий уровень сигнала, чем пассивные (естественно после предусиления). Поэтому вам не нужно будет сильно выкручивать гейн на усилителе, который может добавить фона.

Конструктивно звукосниматель помещен в пластиковый корпус, залитый компаундом, что обеспечивает ему хорошую защиту от окисления. Недостаток активных звучков это то, что для их питания необходимо наличие батарейки, расположенной в корпусе электрогитары. Хотя конечно она прослужит вам довольно долго, например, если играть часов по 5-6 в день, то на год ее вполне хватит. Но сядет она в самый неподходящий момент, это точно. =)

В плане разницы звука у пассивов и активов, обычно говорят, что активные датчики менее «живые», звук у них более стерильный по сравнению с пассивными датчиками.Ну а вообще конечно я рекомендую никого не слушать, а прежде послушать самому и сделать собственные выводы. Большое количество известных гитаристов мира используют активы и довольны ими. Может и вам стоит попробовать?

Источник

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