Привет, Хабр! Может ли двухкатушечный датчик (хамбакер) звучать как однокатушечный (сингл) и наоборот? Получится ли заставить бриджевый звукосниматель, расположенный у нижнего порожка электрогитары, звучать подобно нековому, находящемуся ближе к грифу?
Оказывается, что всё это достижимо, если воспользоваться активным электронным фильтром на основе пары операционных усилителей. Его можно встроить прямо внутрь электрогитары вместо одного из её штатных регуляторов.
Делаем инструмент для себя
Недавно у меня, наконец, нашлось время воплотить мечту об ультралёгкой минималистичной электрогитаре, собранной и оформленной своими руками. На ней изображено множество разных птиц, нанесённых методами инкрустации и декупажа, но это не единственное достоинство данной поделки.
Её масса составляет всего-навсего 1 килограмм 800 граммов. Теперь это инструмент, на котором я играю чаще всего. Мне нравится, когда гитару можно взять со стойки без ритуала преодоления гравитации. Тогда игра на инструменте — это просто часть обыденной жизни, а не выход за её рамки в сферу сакрального.
Многие другие гитаристы относятся к своему хобби и/или профессии с точностью до наоборот. Это помогает им жить и творить. Все люди разные, и это просто прекрасно. Также прекрасно то, что существуют разные инструменты, а то, чего не существует, можно создать.
До изготовления этого кастома в форме ласточкиного хвоста с себестоимостью в пять тысяч рублей моей электрогитарой на каждый день был артефакт китайского гитаростроения под названием Tinar GT500.
Новенький инструмент в заводской упаковке был приобретён за 6760 рублей, включая доставку из Поднебесной. Масса изделия азиатских лютиеров составила 2 килограмма 350 граммов. Потребовалось немало работы, чтобы добиться играбельного состояния, но результаты порадовали.
Электрогитара Tinar GT500 оборудована тремя датчиками — двумя хамбакерами и синглом между ними. После замены керамических магнитов на сплав ЮНДК (АлНиКо-5) эти звукосниматели звучат просто прекрасно. Разве что среднему синглу не помешает добавить витков, но это отдельная история.
Лично я чаще всего пользуюсь тремя положениями пятипозиционного селектора датчиков — двумя крайними и средним, то есть каждым из трёх звукоснимателей по отдельности.
Но на моей новой электрогитаре переключателя нет, датчик всего один, и это хамбакер в бриджевой позиции. А разнообразия хочется. Интересно, что можно сделать, не прибегая к установке второго звукоснимателя?
Хамбакер в качестве сингла
Заставить двухкатушечный датчик звучать подобно однокатушечному довольно просто. Для этого существуют, как минимум, три варианта решения.
Самое очевидное из них — использовать всего одну из двух обмоток хамбакера. Проще всего реализовать это, закоротив вторую катушку на землю. Тогда потребуется всего лишь одна контактная группа на замыкание. В среде профессиональных гитаристов и любителей электрогитары принято называть такую схему «отсечкой».
Прекрасный пример автоматической отсечки хамбакеров во втором и четвёртом положениях пятипозиционного переключателя можно наблюдать в темброблоке электрогитары Ibanez GiO GRX70DX BKN 2009 года выпуска.
Получается просто шикарное стратовское «стекло» вдобавок к сбалансированному звучанию среднего сингла, «жирному» нековому и «прорезному» бриджевому хамбакеру. На мой взгляд, это самый удачный набор звучаний, сочетающий самое лучшее из двух миров — Fender Stratocaster и Gibson Les Paul.
А на электрогитаре Cort McSwain 2 Gasoline с трёхпозиционным переключателем «лесполовского» типа мной была реализована классическая неавтоматическая отсечка. Она включается подъёмом ручки регулятора громкости.
Далее, можно соединить катушки хамбакера не последовательно, а параллельно. Такое решение мне доводилось использовать в темброблоке «народного суперстрата» Cort KX100.
Подъём ручки громкости SW1 переключает соединение обмоток некового хамбакера из нормального режима в параллельный. Последний звучит как нечто среднее между синглом и хамбакером. Одним это звучание очень нравится, тогда как другие его просто ненавидят. Как бы то ни было, такая опция существует, и она вполне работоспособна.
Третий вариант модификации звучания хамбакера называется частичной отсечкой и заключается в шунтировании одной из катушек цепочкой из конденсатора и резистора.
Последний может быть переменным. В таком случае, гитарист получает возможность плавно регулировать «яркость» звучания датчика. Такой вариант темброблока был реализован в моей котообразной электрогитаре со светомузыкальным эффектом.
Активация классической отсечки закорачиванием катушки лишает хамбакер преимущества, ради которого он разрабатывался. Речь идёт о подавлении внешних электромагнитных наводок — назойливого фона переменного тока и ещё более неприятных переключательных помех от мощного оборудования, работающего на сцене.
Зато параллельный хамбакер сохраняет подавление синфазной помехи, как и конденсаторная отсечка по высокой частоте. Однако в последнем случае переключательные помехи могут попасть в аудиотракт, хотя и в ослабленном виде.
Виртуальное перемещение звукоснимателя
Итак, хамбакер может неплохо, хотя и не идеально, функционировать в качестве сингла. Пассивные RLC-фильтры в продвинутых электрогитарных темброблоках способны и на более продвинутые фокусы.
Колебания гитарных струн представляют собой стоячие поперечные механические волны. Узлы и пучности гармоник находятся в определённых местах. Таким образом, от расположения катушек звукоснимателей под струнами зависит фаза сигнала каждой из гармоник.
Также фазу можно сдвигать пассивными электронными фильтрами, состоящими из конденсаторов, резисторов и катушек индуктивности. Вот, например, схема темброблока котообразной гитары в его сегодняшнем виде.
Когда активирован только один датчик, последовательная индуктивность ослабляет верхние частоты в его аудиосигнале, а последовательный конденсатор — соответственно, нижние. Это работает как обычный регулятор тембра.
Однако при активации двух звукоснимателей начинается «магия» При сложении пары сигналов с фазовым сдвигом синфазные сигналы будут взаимно усилены, тогда как противофазные — ослаблены. Именно так получается перкуссивное «стекло» стратокастера и назальный «твэнг» телекастера.
Итак, несложные пассивные фильтры позволяют виртуально передвинуть звукосниматель под струной, но только применительно к промежуточным положениям трёх- или пятипозиционного селектора. Сделать звучание бриджевого звукоснимателя нековым или наоборот такие схемы не в силах.
Однако реактивные компоненты — конденсаторы и катушки индуктивности, а также резисторы, которыми корректируется добротность получающихся колебательных контуров, можно подключить не только последовательно, но и параллельно электрогитарным датчикам.
Вышеприведённая схема модернизированного темброблока короткомензурного телекастера Disney by Washburn Hannah Montana Secret Star содержит несложный узел, называемый варитоном.
По сути, это просто небольшое приятное дополнение к регулятору тембра.
Кроме пассивных резонансных фильтров на базе колебательных контуров, существуют и другие, способные на ещё более разительное изменение аудиосигнала электрогитарных звукоснимателей.
Могучая электроника
Это активные фильтры, построенные на базе транзисторов и операционных усилителей. Одним из прекрасных примеров такого фильтра является встраиваемый в электрогитару модуль эквалайзера Artec BCU.
В отличие от рассмотренного в одной из предыдущих статей модуля EXP, плата BCU компактнее, устроена проще, содержит меньшее число компонентов поверхностного монтажа и работает несколько по-другому.
Для сравнения, печатная плата Artec EXP выглядит так.
Благодаря использованию TL022 — микросхемы сдвоенного операционного усилителя с очень низким энергопотреблением — активный эквалайзер потребляет всего-навсего 160 микроампер и сохраняет работоспособность даже при разряде батарейки «Крона» вплоть до пятивольтовой ЭДС.
Неинвертирующий усилитель
Принципиальная схема модуля показана на рисунке ниже.
На операционном усилителе U1A собран неинвертирующий предусилитель входного сигнала со звукоснимателей электрогитары. Его коэффициент передачи определяется делителем напряжения в цепи отрицательной обратной связи. Верхним плечом делителя является резистор R3, а нижним — последовательно соединённые резистор R2 и конденсатор C2.
При частоте сигнала, стремящейся к бесконечности, реактивное сопротивление конденсатора стремится к нулю, и достигается максимальный коэффициент усиления, равный (10+22)/10 = 3.2. А на частоте, стремящейся к нулю, сопротивление С2 стремится к бесконечности, и коэффициент передачи стремится к единице.
Граничная частота RC-цепочки R2C2, при которой сопротивления конденсатора и резистора равны, и коэффициент усиления составляет (20+22)/20 = 2.1, равняется 159 герцам. Это чуть ниже ноты ми четвёртой струны, зажатой на втором ладу. А частота среза C1R1 составляет 8 герц, что находится ниже границы диапазона слышимых звуков.
Инвертирующий усилитель
Далее мы имеем собственно перестраиваемый активный фильтр, построенный вокруг операционного усилителя U1B в инвертирующем включении.
Выходное сопротивление операционного усилителя для данных слаботочных сигнальных цепей можно считать пренебрежимо малым. Поэтому R4 не передаёт сигнал с C3 на С8, а задействован в отрицательной обратной связи, охватывающей инвертирующий усилитель. Конденсатор С6 создаёт ещё одну отрицательную обратную связь вдобавок к резистору R4.
Неинвертирующий вход U1B соединён с так называемой «виртуальной землёй» — искусственной средней точкой, формируемой резистивным делителем R9R10 и заземлённой по переменному току через конденсатор С10.
В схемах с замкнутой петлёй отрицательной обратной связи напряжение на выходе операционного усилителя в каждый момент времени будет таким, чтобы обеспечивать равенство потенциалов обоих входов. То есть, как на неинвертирующем, так и на инвертирующем входе U1B будет половина напряжения питания.
Выход U1B соединён с инвертирующим входом через резистор R6 и конденсатор C7. Их сопротивления сравняются на частоте 603 герца.
Практически точно такая же граничная частота соответствует номиналам R5С6, тогда как частота среза цепочки R5C5 несколько выше: она составляет 720 герц. Реактивное сопротивление С4 равняется номиналу R7 на частоте 19.5 килогерц.
В зависимости от положения бегунка переменного резистора RV1, мы получим либо подъём средних частот для «жирных» соло, либо их провал для «яркого» звучания с перкуссивным или «режущим» характером.
Как это звучит?
Модуль установлен внутрь корпуса электрогитары, и сейчас его можно будет услышать.
Поворачивая ручку переменного резистора, мы действительно испытываем ощущение, будто нековый звукосниматель превращается в бриджевый или наоборот.
Видео на Rutube
Видео на Youtube
Ссылка на видео
В отличие от встраиваемого модуля EXP, напоминающего симулятор гитарного кабинета, активный эквалайзер BCU имитирует естественный резонанс электромагнитных звукоснимателей разных типов и модификаций.
Если соединить оба модуля последовательно, а между ними ещё и добавить овердрайв-дисторшн QDD, то получится весьма продвинутая эмуляция целого электрогитарного аудиотракта, полностью аналоговая, без малейшей задержки прохождения сигнала. Видимо, в этом и состоял замысел разработчиков. Однажды надо будет попробовать.
В дополнение ко всему этому Artec также производит и модуль ультракомпактного хоруса CHB. Пока не знаю, где его можно приобрести. А было бы очень интересно!
Напишите в комментариях, какие эффекты, по вашему мнению, целесообразно встраивать в темброблоки электрогитар.
© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»
Источник: habr.com
