Звукосниматель помогает преобразовать механические колебания от струн в сигнал, далее обрабатывающийся различными устройствами. “Звучков” существует огромное множество, поэтому первая задача начинающего мастера – решить, что же именно он хочет собрать.
Простейший звукосниматель работает за счет магнитного поля, создаваемого компонентами устройства. В металлической оплетке вокруг магнитов возникает ток, который поступает по проводам в усилитель. Варьируя датчики, можно существенно изменить звук инструмента. Для баса и электрогитары имеется два подтипа магнитных звучков: хамбакер и сингл. Смотрим картинку: Также звукосниматели классифицируют как активные и пассивные. Вторые не включаются в усиление сигнала, в отличие от первых. Однако активные звучки нуждаются в дополнительном источнике питания, хоть и предоставляют более качественный сигнал и звук, который мало зависит от подключаемых устройств. Принцип работы некоторых звукоснимателей основан на пъезокристаллах или отражении светового потока, однако данные способы рассмотрены в статье не будут. В первую очередь из-за сложности монтирования дома и требований серьезной подготовки. Чтобы собственноручно сделать звукосниматель на основе электромагнитной катушки, сперва нам понадобится основа, вокруг которой и будет располагаться проволочная оплетка. Ее можно выпилить самостоятельно из подручных материалов (например, пластмассы, дерева, текстолита, оргстекла), попутно подумывая об отверстиях для будущих сердечников. Для изготовления последних понадобится металлический прут, толщиной в 4-5 мм. По мнению очевидцев, материалом для них может послужить даже старая направляющая от принтера.Чтобы определиться с длиной, просто взгляните на заготовку для звучка.
Как мы видим, сделать простейший звукосниматель можно даже без глубоких познаний в электротехнике. Однако для профессионального, концертного звука потребуется более дорогостоящая техника и продуманные схемы. Возможно, у вас получится реализовать их в домашних условиях при верном подходе.
Гитара является одним из самых популярнейших инструментов. А на акустической гитаре умеет играть практически каждый. К сожалению, звука без усиления акустическим инструментам не всегда хватает, это относится и к гитарам такого типа. Сделать звук ярче и громче может помочь звукосниматель - он преобразовывает звук в напряжение и позволяет сделать его громким. Это может помочь на выступлении или на репетиционной точке, когда вы хотели бы вписать акустическую гитару в ритм-секцию.
В этой статье мы рассмотрим, как сделать звукосниматель для своими руками.
Из магнитов
Итак, начнем с самого популярного типа - магнитного звукоснимателя. Для того чтобы сделать звукосниматель для своими руками из магнитов, вам понадобится любой датчик от электрогитары. По структуре электрогитара отлично вписывается в формат обыкновенного шестиструнного инструмента - в таком случае вам нужно будет подогнать каждый из магнитов точно под струну, чтобы звук передавался максимально четко и точно.
Чтобы вы могли извлечь звук из установленного датчика, нужно провести контакты вашего сингла или хамбакера внутри по корпусу гитары и сделать отверстие для выхода. В качестве последнего будет служить стандартное гнездо типа "Джек". Если все сделать правильно, то при подключении гитары в комбоусилитель или звуковую карту вы получите чистый гитарный сигнал, который можно будет сделать громче на аппарате.
Сделанный своими руками звукосниматель для акустической гитары отлично считает звук. Можно даже поэкспериментировать: на усилителе накрутить небольшой кранч, это придаст несильный перегруз и еще более плотный звук.
Хамбакер или сингл?
Рекомендуем к установке на акустическую гитару именно сингловые звукосниматели, потому как хамбакеры по определению более мощные и используются в электрогитарах для достижения крепкого и мясистого тяжелого звука. Для акустики в этом нет необходимости, вам важно просто усилить свой чистый сигнал, а с этим замечательно справится сингл.
Из пьезоэлементов
Чтобы сделать пьезодатчик, придется уделить внимание внутренней части деки гитары. Дело в том, что пьезозвукосниматель крайне чувствителен и при установке в разных частях деки гитары будет давать разный звук на выходе.
Для изготовления звукоснимателя для акустической гитары своими руками из пьезоэлементов вам понадобится:
- сам пьезоэлемент;
- кабель jack-jack;
- end-pin-jack наконечник.
Пьезоэлемент стоит во многих детских игрушках или электроприборах, не обязательно, чтобы он был новым. Собственно, все что вам нужно - это умение паять, потому что один наконечник кабеля придется припаять к пьезоэлементу:
- У него есть наружный и внутренний ободок. Когда вы вскроете кабель с одной стороны, то увидите там 2 провода, и один из них необходимо припаять к внутреннему ободу, а другой - к наружному.
- Саму пьезотаблетку можно спрятать внутри корпуса, чтобы не было видно контактных проводов, и подсоединить их с внутренней стороны к приклеенному выходу от "джека".
Таким образом, вы получаете самый маленький, созданный практически без затрат своими руками, звукосниматель для акустической гитары.
Из динамиков
Как бы это странно ни звучало, звукосниматель можно получить и из любых динамиков, даже без особых знаний в радиотехнике. Так, собранный своими руками из наушников звукосниматель для акустической гитары (в наушниках также встроены два маленьких динамика) будет достойно звучать, если все правильно сделать.
В этом случае вам понадобится:
- 3 динамика из наушников;
- несколько проводов, для того чтобы соединить динамики последовательно;
- большой jack.
А теперь о том, что нужно сделать:
- Аккуратно изъять динамики из наушников и приклеить их между розеткой и грифом на гитаре.
- Каждый маленький динамик должен быть приклеен под двумя струнами. Таким образом будет полностью покрыта тремя динамиками.
- Своими руками звукосниматель для акустической гитары таким способом с первого раза может и не получиться сделать, если вы не соедините все проводами последовательно. Вспомните начальные курсы физики: от каждого динамика к следующему уходит только один провод.
- Когда все три будут соединены, припаяйте провода таким образом, чтобы контакты не отходили друг от друга, иначе какой-то из динамиков может перестать работать.
- После последнего ведите провод в заднюю часть гитары (можно внутри) и прикрепите к его входу jack. Уже от этого входа пойдет самый толстый провод к усилителю.
Таким образом, при включенном устройстве динамики будут считывать сигнал и передавать колебания к усилителю, а вы получите самый простой звукосниматель.
Из микрофона
Самый простой и тривиальный метод усилить звук - внедрить в акустическую гитару микрофон. Если ваша гитара имеет эквалайзер на склейке деки, то микрофон уже присутствует, и все что вам остается - прибавить звук на нем. Настройки такого эквалайзера позволяют менять тон, при этом не ухудшая целостность звука.
Но если у вас все же нет внутреннего усилителя, то можно посредством обыкновенного инструментального микрофона усилить звук. Звукосниматель для акустической гитары своими руками из микрофона сделать проще всего:
- Нужно всего лишь поместить микрофон во внутреннюю часть деки таким образом, чтобы звук не искажался и микрофон не ловил посторонние шумы.
- Здесь все просто - чем дальше от розетки вы спрячете микрофон в гитару, тем меньше посторонних звуков он будет записывать.
- Выход у микрофона можно не менять и оставить таким, какой он есть, ведь вы будете подключать гитару в микшерный пульт или напрямую в компьютер, а не в усилитель.
Этот способ отлично подойдет тем, кто выступает на концертах или вживую. Все, что вам нужно - колонка или кабинет, усилитель в этом случае не нужен.
В метро или в переходах уличные музыканты чаще всего используют микрофоны, ведь в определенный момент его можно просто заглушить, в отличие от остальных самодельных звукоснимателей.
Заключение
Звукосниматель для акустической гитары своими руками можно сделать и с помощью других подручных материалов, которые способны принимать сигнал. Самый дешевый пьезозвукосниматель в магазине стоит порядка 2000 рублей, а свой собственный - от силы около 100. Более того, если вы на базовом уровне разбираетесь в электротехнике, то сможете подобрать для себя наилучшую позицию для установки звукоснимателя, чтобы звук соответствовал именно вашим требованиям.
Изучайте свой инструмент и любите музыку! Творческих успехов вам!
История начинается с моей гитары INVASION ST300, а точнее когда я сравнил ее звучание с более серьезным инструментом. Говорят к хорошему быстро привыкаешь, наверное поэтому мне стало невыносимо играть на прежнем инструменте. После недели тоскливого уныния я затеял переворот, а точнее "перенамот"!
Изготовление самодельного звукоснимателя
Сняв и разобрав звукосниматели я увидел следующую конструкцию: катушка на пластмассовом корпусе залитая парафином, 6 металлических сердечников и ферритовый магнит.Меня несколько удивило, что металлические сердечники оказались раздельными (до этого я думал, что это цельная часть). Разбирать старую катушку дальше я не стал, чтобы на случай неудачи сделать "backup". Поэтому корпус пришлось делать самому. Для этого я выпилил 8 пластин из пластмассы (толщиной ~2мм), 6 из которых образовали сердечник катушки, а остальные 2 ограничительные крышки. Все эти пластины были доведены но необходимых размеров и склеены вместе. Трудность тут возникает с отверстиями под сердечники, их нужно просверлить в нужном месте и точно по оси. Чтобы не загубить заготовку я рассверливал отверстия меньшего диаметра, а дальше доводил круглым надфилем, и проверял диаметр вставляя сердечник.
В центральной части есть отверстие для установки на ось для намотки, не руками же мотать! Ну вот тут самая ответственная часть работы. Для того чтобы облегчить себе жизнь я мотал сразу в 6 ниток (что в конечном итоге повлияло на результат, однако об этом позже). Уместилось по 450 витков, и того 2700 витков (диаметр проволоки 0,08мм). Сопротивление датчика получилось около 1,5кОм, что в несколько раз меньше обычного (но об этом тоже потом). При прямых руках и хорошем обращении с проволокой эта процедура занимает всего пару часов. После намотки нужно соединить все обмотки последовательно в одну (здесь самое важное, соединить их в правильными направлении). Места спайки нужно изолировать друг от друга.
Так как количество витков невелико, а следовательно и сигнал с катушки будет не таким сильным, не будет лишним экранировать катушку от наводок. По размеру катушки я вырезал медную полосу, которая одевается поверх изолированной обмотки. Концы полосы заклеены скотчем, чтобы избежать замыкания экранного витка, иначе это приведет к потере мощности на этом витке и плохому сигналу на выходе. Также все металлические сердечники соединяются тонкой проволокой и подсоединяются к экрану
Экранировка обматывается изоляционной лентой или лейкопластырем. Сердечники вставляются в катушку, магнит приклеивается на место.
Датчик можно устанавливать на место и подключать. Касаясь темы экранировки гитары отмечу, что везде рекомендуется соединять землю звездой, на сигнальные проводники одевать экранную защиту, а отрицательные выводы с датчиков подсоединять к земле в самой далекой (по цепи) точке, например на выходном гнезде, или если приобрести микрофонный двухпроводной шнур и стерео-разъем с гнездом (как это сделано у меня), то на другом конце шнура. В такой схеме компенсируются шумы наведенные на шнуре. Так же к плюсом этой схемы является возможность использовать и обыкновенный однопроводной шнур, тогда сигнальная земля замыкается на выходе гитары через джек.
Здесь цветом отмечено: красным - сигнальные провода и элементы, синим - сигнальная земля, черным - земля и экраны.
Устанавливаем датчик на место и пробуем звук!
Поиграв на датчике я отметил появления «голоса» у гитары. Звук стал более отчетливым и певучим. На перегрузе стало отчетливо слышно удары медиатора о струны и, что самое важное, появились флажолетные призвуки между нотами. Искусственные флажолеты извлекаются легко и непринужденно. Куча новых ощущений! Однако из-за невысокого выходного напряжения соотношение сигнал/шум стало хуже.
Измерение частотных характеристик звукоснимателя
За основу методики измерения была взята схема из статьи GUITAR STUDIO: Секреты звукоснимателей . В ней предлагается использовать внешнюю катушку с малым сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Частотная характеристика которой будет заведомо шире, а значит равномерной в области измерения АЧХ измеряемого датчика. Однако я посчитал, что лучше использовать большую силовую катушку с большим сопротивлением для создания внешнего магнитного поля, чтобы увеличить точность измерения и уменьшить необходимые для измерения токи. Однако, в таком случае необходимо учитывать АЧХ силовой катушки.Теоретическая часть
Итак, электрическая схема для измерения АЧХ звукоснимателя:
Генератор переменного напряжения G подает напряжение на силовую катушку, которая наводит ЭДС в измеряемом звукоснимателе. Измеряя отношение напряжения на измеряемой катушке к напряжению на силовой катушке мы получаем передаточный коэффициент схемы, который равен произведению передаточных коэффициентов двух катушек. Изменяя частоту генератора и записывая показания напряжения можно построить АЧХ схемы:
U out (f) / U in (f) = А o (f) = A coil (f) * A x (f)
А для измерения передаточной характеристики силовой катушки нужно как раз использовать эталонную низкоомную катушку с низкой индуктивностью и емкостью, характеристика которой не изменяется в измеряемой области частот. В этом случае силовая катушка остается на месте, а вместо измеряемого звукоснимателя ставится эталонная катушка. Измерив АЧХ силовой катушки A coil (f) можно вычислить АЧХ измеряемого звукоснимателя A x (f) с точностью до множителя. (В случае идентичных по размерам датчиков и одинаковом расположении силовой катушки этот коэффициент будет совпадать, и можно сравнивать эти датчики по уровню выходного сигнала).
Обычно АЧХ измеряют в децибелах, а не в «разах», поэтому переведем полученные передаточных характеристики по формуле:
АЧХ o (f) = 20 * log [ U out (f) / U in (f) ] = АЧХ coil (f) + АЧХ x (f)
И для того, чтобы получить чистую характеристику измеряемого датчика АЧХ x (f), останется всего-навсего вычесть из измеренной АЧХ o (f) характеристику силовой катушки АЧХ coil (f).
Практическая часть
Генератор, который я использовал, делал еще мой отец! Он генерирует синусоидальный сигнал заданной частоты (выбирается переключателем) с амплитудой до 10В и имеет ограничение по току максимум в 10мА. В качестве измерительного вольтметра я использовал мультиметр из серии M-890, у него есть замечательная возможность измерения переменного напряжения начиная с 10мВ. Для соединения всех приборов и катушек я вырезал из текстолита пластину с тремя контактами (см. на фото). Архиважная вещь, без нее вся конструкция будет хлипкой и будет разваливаться, а силовая катушка так и норовит сместиться или упасть, что недопустимо в процессе измерения!
В качестве эталонной низкоомной катушки для изменения АЧХ силовой катушки я намотал около 1000 витков эмалированного провода диаметром 0.08мм на ферритовую заготовку, которую достал когда-то из сломанного импортного телевизора.
Можно провести измерение не снимая струн и звукоснимателя!
Результаты
Сначала измерим АЧХ силовой катушки с помощью эталонной и АЧХ полной схемы «силовая катушка + датчик»:
Разница в АЧХ даст нам чистую АЧХ измеряемого датчика (#3) с точностью до аддитивной постоянной:
Результирующая кривая достаточно точно повторяет теоретическую кривую, что подтверждает правильность измерения и методики. Слабое отклонение линии слева от резонанса говорит о хорошей точности полученных данных.
Таким образом я снял характеристики всех трех сингловых датчиков:
#1 - нековый (у грифа), #2 - средний, #3 - бриджевый (у машинки). Как видно резонансная частота всех датчиков находится в районе 6-8кГц.
А теперь измерим АЧХ самодельного датчика в сравнении с АЧХ бриджевого звукоснимателя (#3), именно по его размерам я делал свой.
Резонансная частота находится на 3кГц, что как раз находится зоне максимального слухового восприятия и придает звонкость «голосу» датчика. Добротность резонанса примерно 2,5. Однако выходное напряжение в 2,5 раза меньше.
Обсуждение результатов
Теперь я бы хотел немного обсудить то, что у меня получилось, и что не получилось. Я намеренно задумывал сделать сопротивление датчика низким. При уменьшении количества витков индуктивность и емкость уменьшаются, и это обычно приводит к смещению резонансной частоты вправо. Однако в моем случае я наматывал проволоку в 6 обмоток, и в результате к межвитковой емкости добавилась емкость между обмотками, что привело к сдвигу резонансной частоты влево. Я долго обдумывал параметры намотки, а в процессе суммарное количество витков пришлось уменьшить с 3000 до 2700 из-за того, что больше просто не влезло. Но тем не менее все сложилось достаточно удачно.Низкое сопротивление датчика позволило сделать достаточную высоту резонанса, однако низкое выходное напряжение не дает хорошего выходного напряжения и отношения сигнал/шум, даже с экранировкой датчика. Поэтому в будущем я планирую «активизировать» датчик и усилить напряжение выхода до приемлемого уровня. Ну и само-собою готовый датчик нужно будет залить парафином.
Если удастся найти обычный наушник от электромагнитных головных телефонов типа ТОН-1 или ТОН-2, то его можно использовать в качестве звукоснимателя в акустической гитаре. Сопротивление катушек таких наушников составляет, как правило, 2200 Ом или 1600 0м соответственно. С этой целью в центре крышки, которая навинчивается на корпус наушника следует просверлить отверстие диаметром 7...8 мм. К этой же крышке, на ее наружной плоской поверхности, приклеивают в трех местах три фетровые прокладки, размером 10x10 мм (рис. 23.1.я). Далее, в центре металлической мембраны припаивают стальной гвоздь диаметром 0,2...0,3 мм шляпкой к мембране. Длину гвоздя выбирают с таким расчетом, чтобы его конец выступал над поверхностью приклеенных к крышке прокладок на высоту 4 мм. На этом переделка заканчивается, наушник собирают и получившийся звукосниматель крепят к гитаре. Крепление звукоснимателя производят путем осторожного накалывания на поверхность гитары, следя при этом за равномерным прижатием фетровых прокладок к ее корпусу (рис. 23.1.6). После этого выводы звукоснимателя подключают к выходу усилителя звуковой частоты и начинают игру на электрогитаре.
Рис. 23.1. Конструкция звукоснимателя для акустической гитары на базе наушника типа ТОН-1 (а) и его крепление на корпусе гитары (б)
Звукосниматель на базе телефонного наушника обладает серьезным недостатком: он, как правило, возбуждается от деки гитары. Дека гитары кроме колебаний струн воспринимает еще и посторонние шумы, что снижает качество звучания и может быть причиной нежелательной акустической связи. Помимо этого колебания деки зависят от качества дерева, использованного для ее изготовления. В связи с этим, как показывает практика, если адаптеризировать недорогую акустическую гитару, то получить хороший звук с таким датчиком весьма затруднительно.
Более совершенными, почти лишенными этого недостатка, являются конструкции звукоснимателей с общей катушкой, имеющей магнитный сердечник в виде бруска (рис. 23.2) или с несколькими небольшими электромагнитами, расположенными под каждой струной гитары (рис. 23.3). Это тип звукоснимателей реагирует только на колебания струн и не реагирует на деформации корпуса. Принцип работы таких датчиков следующий. При игре на гитаре колеблющиеся металлические струны изменяют величину магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, установленным под ними.
В результате в обмотке катушки возникает переменная ЭДС, которая и поступает на вход УЗЧ. На рис. 23.4 представлено устройство электромагнитного звукоснимателя с одним сердечником. В качестве сердечника следует использовать брусок из магнитного сплава или твердой углеродистой стали. Размеры бруска определяют исходя из минимального расстояния между струнами и декой, а также расстояния между крайними струнами. Катушка звукоснимателя бескаркасная и содержит 1000...2000 витков провода ПЭЛ или ПЭВ 00,05...0,1 мм. Сопротивление катушки должно быть около 2...3 кОм. Следует иметь в виду, что при использовании провода большого диаметра возрастают размеры звукоснимателя. Катушку удобно наматывать на оправке, соответствующей размерам выбранного магнита. Начало и конец катушки желательно маркировать.
Рис. 23.2. Конструкция электромагнитного звукоснимателя для гитары с одним сердечником
Рис. 23.3. Одна из возможных конструкций электромагнитного звукоснимателя, состоящая из отдельных магнитных систем
Рис. 23.4. Один из вариантов конструкции электромагнитного звукоснимателя
Основание звукоснимателя изготовляют из стальной пластины согласно рис. 23.4. Собирают датчик в такой последовательности. Основание крепят клеем или иным способом под струнами гитары, а затем к нему приклеивают сердечник, например, клеем типа «Момент». В катушку вставляют магнитный сердечник и устанавливают на металлическое основание. В удобном месте на корпусе гитары крепят гнездо разъема для подключения штекке-ра, соединенного экранированным проводом с усилителем звуковой частоты. После этого к соответствующим контактам гнезда припаивают концы катушки. Звукоснимателям этого типа присущ повышенный уровень шумов, что связано со значительным рассеиванием магнитного поля. Особенно это заметно при большом усилении.
Неплохие результаты получаются при использовании в звукоснимателях сердечника из ножовочного полотн? При адаптеризации шестиструнной гитары на отрезок ножовочного полотна длиной 70 мм наматывают 1000...1500 витков провода ПЭЛ 00,05...0,08 мм (рис. 23.5.а). Такой звукосниматель можно использовать в помещениях с малыми наводками переменного тока. В противном случае обмотку делают из двух половинок, включенных навстречу друг другу (рис. 23.5.6). Звукосниматель укрепляют под струнами у голосника на расстоянии 5... 10 мм от струн и подключают к УЗЧ через предварительный усилитель (рис. 23.6). Потребляемый им ток составляет 1 мА. Для питания усилителя можно использовать три элемента типа 316 или четыре аккумуляторных элемента типа Д-0,25. Предварительный усилитель монтируют на небольшой печатной плате из фольгированного гетинакса и вместе с источником питания крепят на нижней стороне грифа инструмента. Для работы этого звукоснимателя необходимо 1-2 раза в месяц намагничивать струны гитары, проводя по ним постоянным магнитом.
Рис. 23.5. Конструкции электромагнитных звукоснимателей, с использованием в качестве сердечника ножовочного полотна, в зависимости от уровня наводок переменного тока в помещении: а — малый, б — большой
Рис. 23.6. Принципиальная схема предварительного усилителя звуковой частоты для электромагнитных датчиков, собранных по схеме рис. 23.5
Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.
Пролог
История начинается с моей гитары INVASION ST300, а точнее когда я сравнил ее звучание с более серьезным инструментом. Говорят к хорошему быстро привыкаешь, наверное поэтому мне стало невыносимо играть на прежнем инструменте. После недели тоскливого уныния я затеял переворот, а точнее "перенамот" :D
Изготовление самодельного звукоснимателя
Сняв и разобрав звукосниматели я увидел следующую конструкцию: катушка на пластмассовом корпусе залитая парафином, 6 металлических сердечников и ферритовый магнит.
Меня несколько удивило, что металлические сердечники оказались раздельными (до этого я думал, что это цельная часть). Разбирать старую катушку дальше я не стал, чтобы на случай неудачи сделать "backup" =) Поэтому корпус пришлось делать самому. Для этого я выпилил 8 пластин из пластмассы (толщиной ~2мм), 6 из которых образовали сердечник катушки, а остальные 2 ограничительные крышки. Все эти пластины были доведены но необходимых размеров и склеены вместе. Трудность тут возникает с отверстиями под сердечники, их нужно просверлить в нужном месте и точно по оси. Чтобы не загубить заготовку я рассверливал отверстия меньшего диаметра, а дальше доводил круглым надфилем, и проверял диаметр вставляя сердечник.
В центральной части есть отверстие для установки на ось для намотки, не руками же мотать =) Ну вот тут самая ответственная часть работы. Для того чтобы облегчить себе жизнь я мотал сразу в 6 ниток (что в конечном итоге повлияло на результат, однако об этом позже). Уместилось по 450 витков, и того 2700 витков (диаметр проволоки 0,08мм). Сопротивление датчика получилось около 1,5кОм, что в несколько раз меньше обычного (но об этом тоже потом). При прямых руках и хорошем обращении с проволокой эта процедура занимает всего пару часов. После намотки нужно соединить все обмотки последовательно в одну (здесь самое важное, соединить их в правильными направлении). Места спайки нужно изолировать друг от друга.
Так как количество витков невелико, а следовательно и сигнал с катушки будет не таким сильным, не будет лишним заэкранировать катушку от наводок. По размеру катушки я вырезал медную полосу, которая одевается поверх изолированной обмотки. Концы полосы заклеены скотчем, чтобы избежать замыкания экранного витка, иначе это приведет к потере мощности на этом витке и плохому сигналу на выходе. Также все металлические сердечники соединяются тонкой проволокой и подсоединяются к экрану
Экранировка обматывается изоляционной лентой или лейкопластырем. Сердечники вставляются в катушку, магнит приклеивается на место.
Датчик можно устанавливать на место и подключать. Касаясь темы экранировки гитары отмечу, что везде рекомендуется соединять землю звездой, на сигнальные проводники одевать экранную защиту, а отрицательные выводы с датчиков подсоединять к земле в самой далекой (по цепи) точке, например на выходном гнезде, или если приобрести микрофонный двухпроводной шнур и стерео-разъем с гнездом (как это сделано у меня), то на другом конце шнура. В такой схеме компенсируются шумы наведенные на шнуре. Так же к плюсом этой схемы является возможность использовать и обыкновенный однопроводной шнур, тогда сигнальная земля замыкается на выходе гитары через джек.
Здесь цветом отмечено: красным - сигнальные провода и элементы, синим - сигнальная земля, черным - земля и экраны.
Устанавливаем датчик на место и пробуем звук!
Поиграв на датчике я отметил появления "голоса" у гитары. Звук стал более отчетливым и певучим. На перегрузе стало отчетливо слышно удары медиатора о струны и, что самое важное, появились флажолетные призвуки между нотами. Искусственные флажолеты извлекаются легко и непринужденно. Куча новых ощущений =) Однако из-за невысокого выходного напряжения соотношение сигнал/шум стало хуже.
Измерение частотных характеристик звукоснимателя
За основу методики измерения была взята схема из статьи GUITAR STUDIO: Секреты звукоснимателей . В ней предлагается использовать внешнюю катушку с малым сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Частотная характеристика которой будет заведомо шире, а значит равномерной в области измерения АЧХ измеряемого датчика. Однако я посчитал, что лучше использовать большую силовую катушку с большим сопротивлением для создания внешнего магнитного поля, чтобы увеличить точность измерения и уменьшить необходимые для измерения токи. Однако, в таком случае необходимо учитывать АЧХ силовой катушки.
Теоретическая часть
Итак, электрическая схема для измерения АЧХ звукоснимателя:
Генератор переменного напряжения G подает напряжение на силовую катушку, которая наводит ЭДС в измеряемом звукоснимателе. Измеряя отношение напряжения на измеряемой катушке к напряжению на силовой катушке мы получаем передаточный коэффициент схемы, который равен произведению передаточных коэффициентов двух катушек. Изменяя частоту генератора и записывая показания напряжения можно построить АЧХ схемы:
U out (f) / U in (f) = А o (f) = A coil (f) * A x (f)
А для измерения передаточной характеристики силовой катушки нужно как раз использовать эталонную низкоомную катушку с низкой индуктивностью и емкостью, характеристика которой не изменяется в измеряемой области частот. В этом случае силовая катушка остается на месте, а вместо измеряемого звукоснимателя ставится эталонная катушка. Измерив АЧХ силовой катушки A coil (f) можно вычислить АЧХ измеряемого звукоснимателя A x (f) с точностью до множителя. (В случае идентичных по размерам датчиков и одинаковом расположении силовой катушки этот коэффициент будет совпадать, и можно сравнивать эти датчики по уровню выходного сигнала).
Обычно АЧХ измеряют в децибелах, а не в "разах", поэтому переведем полученные передаточных характеристики по формуле:
АЧХ o (f) = 20 * log [ U out (f) / U in (f) ] = АЧХ coil (f) + АЧХ x (f)
И для того, чтобы получить чистую характеристику измеряемого датчика АЧХ x (f), останется всего-навсего вычесть из измеренной АЧХ o (f) характеристику силовой катушки АЧХ coil (f).
Практическая часть
Генератор, который я использовал делал еще мой отец:) Он генерирует синусоидальный сигнал заданной частоты (выбирается переключателем) с амплитудой до 10В и имеет ограничение по току максимум в 10мА. В качестве измерительного вольтметра я использовал мультиметр из серии M-890, у него есть замечательная возможность измерения переменного напряжения начиная с 10мВ. Для соединения всех приборов и катушек я вырезал из текстолита пластину с тремя контактами (см. на фото). Архиважная вещь, без нее вся конструкция будет хлипкой и будет разваливаться, а силовая катушка так и норовит сместиться или упасть, что недопустимо в процессе измерения!
В качестве эталонной низкоомной катушки для изменения АЧХ силовой катушки я намотал около 1000 витков эмалированного провода диаметром 0.08мм на ферритовую заготовку, которую достал когда-то из сломанного импортного телевизора.
Можно провести измерение не снимая струн и звукоснимателя!
Результаты
Сначала измерим АЧХ силовой катушки с помощью эталонной и АЧХ полной схемы "силовая катушка + датчик":
Разница в АЧХ даст нам чистую АЧХ измеряемого датчика (#3) с точностью до аддитивной постоянной:
Результирующая кривая достаточно точно повторяет теоретическую кривую, что подтверждает правильность измерения и методики. Слабое отклонение линии слева от резонанса говорит о хорошей точности полученных данных.
Таким образом я снял характеристики всех трех сингловых датчиков:
#1 - нековый (у грифа), #2 - средний, #3 - бриджевый (у машинки). Как видно резонансная частота всех датчиков находится в районе 6-8кГц. Попытка китайского брата сделать широкополосные датчики?
А теперь измерим АЧХ самодельного датчика в сравнении с АЧХ бриджевого звукоснимателя (#3), именно по его размерам я делал свой.
Резонансная частота находится на 3кГц, что как раз находится зоне максимального слухового восприятия и придает звонкость "голосу" датчика. Добротность резонанса примерно 2,5. Однако выходное напряжение в 2,5 раза меньше.
Обсуждение результатов
Теперь я бы хотел немного обсудить то, что у меня получилось, и что не получилось. Я намеренно задумывал сделать сопротивление датчика низким. При уменьшении количества витков индуктивность и емкость уменьшаются, и это обычно приводит к смещению резонансной частоты вправо. Однако в моем случае я наматывал проволоку в 6 обмоток, и в результате к межвитковой емкости добавилась емкость между обмотками, что привело к сдвигу резонансной частоты влево. Я долго обдумывал параметры намотки, а в процессе суммарное количество витков пришлось уменьшить с 3000 до 2700 из-за того, что больше просто не влезло:) но тем не менее все сложилось достаточно удачно.
Низкое сопротивление датчика позволило сделать достаточную высоту резонанса, однако низкое выходное напряжение не дает хорошего выходного напряжения и отношения сигнал/шум, даже с экранировкой датчика. Поэтому в будущем я планирую "активизировать" датчик и усилить напряжение выхода до приемлемого уровня. Ну и само-собою готовый датчик нужно будет залить парафином. И еще я планирую записать образцы звука.
