Заземление гитары пассивные звукосниматели

Сделай сам

&nbsp &nbsp &nbsp Автор: Михаил Южаков &nbsp &nbsp &nbsp Дата публикации: 11 марта 2018 г.

«Гитара ловит радио, что делать?» — форумов с такой темой мне в свое время пришлось перечитать достаточно. Увы, эта проблема меня коснулась. Ни экранировка, ни заземление, ни распайка по «звезде», ни смена кабеля – ничего из этих советов, которые щедро даются в подобных темах, не помогло. О том, что может помочь, и в каких случаях, как продиагностировать, и посвящена эта статья, построенная на личном опыте.

1. Определяем источник помех

П роделайте простой эксперимент: покрутите ручку громкости гитары. Если радиопомехи стихают пропорционально повороту ручки, значит помехи идут с датчика. В этом случае точно не поможет ни смена кабеля, ни экранировка полости, ни распайка по «звезде».

2. Проверьте, заземлен ли бридж

Е сли струны не соединены с массой, они вполне могут служить антенной для радио.

3. Смена типа датчика

С амый эффективный способ. Если вы играете на синглах, переход на хамбакер в этом случае позволит снизить фон радиосети практически до нуля. Если у вас стратокастер, и вы не хотите терять «стекло», можно подумать о двойной рельсе, либо о стековом сингле (noisless pickup). Также двухкатушечную помехозащищённую конструкцию имеют активные датчики (те же «ежи»).

Чтобы оценить эффект от перехода на хамбакеры на стратокастере, проделайте простой эксперимент: установите переключатель в положение «передний датчик плюс средний», либо «задний плюс средний» — фон снизился? В этих положениях в типовой стратокастеровской распайке катушки включаются в противофазе, а полюсы магнитов расположены противоположно.

В своё время переход на хамбакеры у меня эту проблему решил. К сожалению, впоследствии фон усилился, и даже в хамбакерах иногда «шептало» радио. Ведь и хамбакер снижает помехи лишь на сколько-то десятков децибел: полностью сделать катушки симметричными (включая межвитковую ёмкость) невозможно, равно как сделать наводки на обе катушки полностью идентичными («ближнее» поле). Если сравнивать хамбакеры между собой, то наилучший эффект по подавлению помех по моим наблюдениям дают «джазовые» хамбакеры американского производства – но они конечно пойдут не для всех жанров.

4. По возможности определите частотный диапазон помех

П ослушайте одновременно вашу гитару и приемник радиотрансляционной сети – какая программа вещает? Первая программа радиотрансляционной сети передается как есть, на звуковой частоте; вторая – на несущей около 60кГц, третья – 120кГц. Если ловится первая, дело плохо – по частоте не отселектировать. Впрочем, возможно та же самая программа еще передаётся параллельно на радиочастоте.

У меня в свое время представился случай определить, откуда помехи. Как-то с Нового Года 1 и 2 января громкоговоритель на кухне молчал, сеть не вещала, и гитара играла удивительно чисто, без помех. Так я убедился, что помехи идут именно от радиосети, а не от расположенной через двор телебашни.

Как это выглядит по приборам. Берём осциллограф (если есть) и ловим помеху на открытый (неприсоединённый) щуп; для пущего эффекта можно использовать собственное тело как антенну, прикоснувшись к щупу.

В мелком масштабе (5ms на клетку) имеем квазисинусоидальную помеху частотой 50Гц; однако помимо неё присутствует какая-то более высокочастотная компонента.

И в более мелком масштабе (0.5ms на клетку) удаётся синхронизироваться на помехе частотой около 5кГц.

Реально конечно этих частот больше, они прыгают довольно хаотично, но диапазон примерно тот же – единицы килогерц.

Вот и попробуйте их отселектировать – это же звуковые частоты; никаких фильтры тут не помогут.

5. Экранировка полости гитары

В ообще говоря, экранировка полости не является мерой обязательной: во всех виденных мной серийных гитарах темброблок не экранирован, и ничего страшного. Это, скорее, гитарный «тюнинг».

Также на что стоит посмотреть, это на то, каким проводом присоединены датчики – он должен быть по возможности экранированным, ведь по нему идёт сигнал и провод достаточно протяженный. Кстати, помеха в п.1 может идти не именно от самого датчика (с его катушек), а с провода датчика. Впрочем, маловероятно (см. п.11).

Можно сделать экранировку – фольгой или графитом, только имейте в виду, что экран должен быть подсоединен к массе гитары – и подсоединён по схеме «звезда».

6. Распайка по схеме «звезда»

В идеале на всех электрических схемах масса представляется как идеальный проводник. Реально это не совсем так: масса имеет распределённое сопротивление; ток, протекающий по ней, может создавать падение напряжения, которое воспринимает сигнальная цепь. Например, при неправильном присоединении экрана, он может сам служить источником помех: радиосигнал наводит в экране токи, которые должны уходить в массу; если на этом пути встретится какое-то сопротивление – имеем падение напряжения, которое возможно будет приложено к сигнальной цепи. То же касается и заземления струн.

Для нашего случая (помехи идут с самого датчика) «звезда» не поможет. Но проверить, и при необходимости сделать распайку по «звезде», в любом случае не повредит и не займёт много времени. В случае гитарного темброблока распайка по «звезде» выполняется чаще всего следующим образом:

• Все провода, соединенные на массу, подпаиваются к корпусам ближайшего потенциометра;
• Корпусы потенциометров соединяются между собой путём припаивания толстой медной проволоки – это и есть идеальная шина с почти нулевым сопротивлением.

7. Заземление

З аземление служит своего рода большой «массой», куда утекает ток помех. Однако в нашем старом жилфонде заземляться некуда. Заземление на «нуль» силовой сети или на батарею отопления как минимум опасно или может собрать дополнительные помехи.

В случае заземления на «нуль» силовой сети:

• Пьяный электрик может перепутать «нуль» с фазой. Причем без вашего ведома, во всем подъезде. И вы получаете те же ощущения, что и волк в «Ну погоди», включивший гитару в осветительную сеть.
• «Нуль» силовой сети сам имеет какое-то сопротивление. Ведь до силовой подстанции может быть сотня метров. А по этому проводу текут весьма приличные токи – то есть, получаем падение напряжения и дополнительную помеху.

Батарея. Старый стояк батареи со временем проржавел в местах резьбовых соединений и имеет приличное сопротивление. Кроме того, кто-то из жильцов может врезать кусок металлопластиковой трубы, и контакт теряется. Я для эксперимента промерил напряжение между своей батареей и «нулём» сети – получилось около нескольких вольт.

В моём случае заземлиться удалось – в доме сделали замену электропроводки на трёхпроводную с настоящим заземлением. Не помогло.

8. Смена кабеля

К абель, конечно, дело важное. Он должен быть соответствующего типа (именно гитарный) и иметь надёжные контакты. Всё. В нашем случае помеха идёт с датчика, поступает в темброблок; задача кабеля – передавать всё, что идёт с темброблока, что он и делает честно.

И, конечно же, смена кабеля по совету «знатоков» на более именитый не помогла. Сменил свой нонейм на Canare (made in Japan) – без толку. Те же знатоки после этого предложили перейти на радиолинию или на цифровой интерфейс.

Если хотите проверить, насколько ваши помехи зависят (или не зависят) от кабеля, проделайте простой эксперимент. Воткните в гитарное гнездо усилитель-втыкушку для наушников (guitar plug) – вот вы и без кабеля. Фон прошел?

9. Симметричный кабель

И дея симметричного кабеля состоит в следующем: обычный экранированный кабель с центральной сигнальной жилой и экраном-массой заменяется на два симметричных провода в одном экране:

На сигнальный кабель поступает какая-то помеха, не полностью подавленная экраном, которая и поступает на вход усилителя. На симметричный же кабель наводятся два полностью идентичных сигнала помехи, которые затем взаимовычитаются на входе усилителя. В идеале в таких схемах должен использоваться дифференциальный усилитель.

И наконец рассмотрим, как будет вести себя ток, наведенный на экран. Экран кабеля не идеален и имеет какое-то погонное сопротивление; на рисунке полное сопротивление экрана обозначено Rs. Ток помехи Ih вызывает падение напряжения Uh, которое в несимметричной схеме оказывается приложенным ко входу усилителя:

В симметричной схеме «минус» сигнала подаётся по отдельному проводу под экраном – там эта помеха меньшего порядка и компенсируется симметричной схемой.

Знакома вам ситуация, когда гитара выдаёт сетевой фон, который пропадает при прикосновении к струнам? Тогда симметричный кабель поможет (если не помогла распайка по «звезде»).

Однако переделка на симметричную схему довольно громоздка:

• Необходимо разъем моноджек на гитаре заменить на стереоджек;
• Все контакты с сигнальной массой – нижние концы потенциометров, вывод конденсатора и т.п. – переносятся на средний контакт гнезда;
• Все заземления – бридж, экран проводов, корпуса потенциометров – по-прежнему сидят на выводе «масса» гнезда.
• Экранированные провода темброблока заменяются на экранированные симметричные: отдельно провод «сигнальный минус», отдельно экран (не должно быть омического контакта сигнальных масс с экранами);
• Кабель заменяем на стереокабель: со стороны гитары стереоразъём, со стороны усилителя разъём моно, на котором массы соединяются.

Как такая схема поможет в нашей ситуации (помеха воспринимается звукоснимателем)? Никак. Проверено.

10. Частотные фильтры

М ожет возникнуть мысль подавить радиопомехи частотным фильтром. Для этого надо знать, из какого диапазона помехи мы воспринимаем. В моём случае это первая программа радиотрансляционной сети, которая передаётся на звуковой частоте. Фильтры здесь бесполезны. Прочие программы также лезут (ловил осциллографом слабый сигнал около 60 кГц через активную схему), но они не слышны.

Предварительно можете оценить эффективность фильтров через следующую схему:

Пощелкайте тумблером – радиофон уменьшился? Если нет, то фильтры радиочастот не помогут. Если все-таки какой-то эффект есть, предварительно стоит проверить темброблок гитары. Здесь нет ничего, что бы служило антенной радиочастот (при правильном монтаже). Звукосниматель, например, электрически представляет из себя фильтр нижних частот второго порядка с частотой среза порядка килогерц – он сам по себе хорошо подавляет радиочастоты. Попробуйте напрямую включить звукосниматель к выходному разъему гитары, чтобы проверить, не воспринимают ли наводки другие элементы темброблока.

В моём случае фильтры (в том числе достаточно сложные, с индуктивностями) не помогли.

11. Экранирование датчика

П риходилось встречать (да и самому делать) экран, выполненный в виде фольги, которая обматывает катушку звукоснимателя. Чаще всего такой экран бесполезен, и вот почему.

Переменное электромагнитное поле, как известно, состоит из двух компонент: электрического и магнитного поля. Для низкочастотных полей, как правило, присутствует или та, или другая компонента.

Для электрического поля:

• Антенной является проводник, обычно прямой (штырь например).
• Экраном служит заземлённый сплошной проводник, обернутый вокруг провода (например, фольга).

Для магнитного поля:

• Антенной служит проводящая рамка. Или катушка, которая по сути представляет N-е количество рамок, соединенных последовательно для увеличения «выхлопа».
• Экраном служит слой магнитного материала, например ферромагнетика: чем толще слой и выше магнитная проницаемость, тем сильнее подавление магнитного поля.

Гитарный датчик – это характерная магнитная антенна. То есть экран для электрического поля, каковой является фольга, на него не действует. Он воспринимает помеху в виде магнитного поля. Если же сделать для него магнитный экран (например, замкнутый железный корпус), он перестанет воспринимать и полезный сигнал.

В п.3 «Смена типа датчика» я писал, что самым эффективным в плане защиты от помех радиосети является «джазовый» хамбакер с крышкой. Уточню. Есть 2 вида крышек для хамбакеров: крышка из немагнитного металла (например латуни) и крышка из слабомагнитного сплава (при поднесении магнита магнит слабо прилипает к крышке). Имелась в виду крышка из слабомагнитного материала. Такая крышка оказывает слабое экранирующее действие, делая звук более мягким.

12. Активный темброблок

А ктивный темброблок есть по сути предусилитель, встроенный в корпус гитары. Опять-таки для наших помех он бесполезен: сигнал поступает с датчика, предусилитель честно его усиливает.

В плане помех активный темброблок полезен, когда есть помехи типа фона, который исчезает при касании струн рукой. Проверено.

13. Шумоподавитель

Е сли радио вас мучает только тогда, когда вы играете на овердрайве (и только в паузах), вам повезло – от этой проблемы можно уйти малой кровью с помощью шумоподавителя типа «гейт».

Ниже представлена схема простейшего гейта, который легко встроить в большинство схем овердрайва:

Диоды VD3, VD4 должны иметь меньший порог включения, чем диоды овердрайва VD1, VD2 (другой тип диодов). Если в овердрайве стоят светодиоды или двойные кремниевые диоды, пробуйте в качестве VD3, VD4 кремниевые, ниже порог – диоды Шоттки, еще ниже – германиевые некоторых типов.

Более сложный вариант гейта представляет из себя предусилитель с детектором и управляемым ключом. Ниже представлен фрагмент моей схемы овердрайва со встроенным гейтом. Этот гейт может быть реализован в виде отдельной примочки.

Динамические шумоподавители. Применялись когда-то в магнитофонах. В нашем применении подходят (с натяжкой) для чистого звука.

По принципу действия это, по сути, фильтр нижних частот, управляемый уровнем сигнала.

• Когда сигнал достаточно большого уровня (выше порога срабатывания), фильтр имеет широкую полосу: все звуковые частоты. Сигнал при этом проходит без изменений – вместе с шумом. Но в силу такого психофизиологического эффекта человеческого слуха, как маскирование (мы не слышим писка комара, когда над ухом работает турбина реактивного самолёта), шум здесь незаметен.
• Когда сигнал слабый (ниже порога срабатывания), полоса пропускания фильтра сужается. Соответственно наиболее слышимые участки шумового спектра подавляются. При этом частично режется и спектр полезного сигнала, но в силу специфики восприятия слуха при низком уровне сигнала это не так актуально (при низком уровне ухо воспринимает высокие частоты не так сильно).

Правда, такой шумоподавитель рассчитан на белый шум. То есть при радиопомехе звукового диапазона может счесть её не за шум, а за полезный сигнал и не так изменить режим. Последний раз я подобный шумоподавитель применял очень давно, играя на гитаре «Урал» (прости мне, Господи, грехи мои): у неё очень слабый датчик, и соответственно зашумлённый сигнал. Эффект шумоподавления был, но и спектр полезного сигнала «резался» заметно на слух.

Как такое устройство будет работать с нормальной гитарой при радионаводках, пробовать не приходилось, но желающие могут это сделать. Ниже приведена схема на современной элементной базе, рассчитанная на встраивание в преамп.

14. Отказ от радиосети

Н е поможет. В этом случае провода не отключают. Но и не повредит. Обращаетесь в обслуживающую организацию (в моём случае «Ростелеком»), пишете заявление, и вам больше не выставляют ежемесячные суммы, на которые можно легко накопить на радиоприёмник.

15. Обрезать провод радиосети

Т оже не поможет. Остаются провода у соседей, в подъезде, во всём доме.

Лично я дожил до замечательного дня, когда при проведении капремонта в доме обрезали все провода радиосети – включая подъезды и чердак. После чего несколько месяцев играл без всяких радиопомех. Но к зиме моя радость омрачилась: всё-таки иногда «нашёптывало». Возможно, это наводки с соседних домов, или не обрезали подводящие провода к дому. Вообще, кварталы в том районе известны среди музыкантов своими радиопомехами. Такое ощущение, что окончательно решить проблему поможет только переезд. Желательно в новостройки.

Источник