5.05
На сайт добавлена статья для расчета ладов гитары, а также калькулятор для расчетов. Подробнее здесь.
Схемы распаек датчиков
Схемы распаек пассивных датчиков
Электрические схемы изображают схематически фактическую распайку
Схема распайки на рисунке 2 показывает, как распайка работает, в то время как рисунок 3 показывает фактическую распайку в гитаре и может быть полезнее при пайке элементов.
До сих пор я рассматривал датчик в отдельности от всего остального. Как только Вы соедините датчик с чем-нибудь, образуется электрическая цепь, которая меняет характеристики датчика. Самая простая форма электрической цепи - датчик, непосредственно связанный с гнездом выхода (1) и усилителем, на котором регулируется громкость и тембр. В этой электрической цепи звук датчика определяет только сопротивление шнура, сопротивлением входа усилителя и, прежде всего, емкостью гитарного кабеля.
Схема с потенциометром громкости (2,3) - другой пример простой электрической цепи, которая устраивает большое число гитаристов, которых изобилие всяких выключателей, датчиков и множество их комбинаций пугает своей сложностью и отвлекает от игры. Потенциометр громкости на гитаре позволяет исполнителю регулировать громкость звука, не бегая постоянно к усилителю. Кроме этого он также служит для согласования выхода гитары с входом усилителя, который очень чувствителен к разного рода отклонениям. Когда подвижный контакт потенциометра выкручен на полную громкость, в сторону лепестка, к которому припаян сигнальный провод датчика, электрический ток не протекает через дорожку сопротивления потенциометра и поэтому проходит без ослабления. При перемещении подвижного контакта потенциометра к противоположному лепестку, который соединен с общим проводом, сигнал ослабевает, и, в конце концов, пропадает.
Потенциометр громкости также оказывает влияние на звук датчика. Обычно, с синглами устанавливаются потенциометры сопротивлением 220к или 250к, а с хамбакерами 470к или 500к, но это - также вопрос вкуса. Потенциометры громкости не освобождены от неприятных побочных эффектов, хотя подвижный контакт потенциометра и имеет связь (через сопротивление потенциометра) с общим проводом, часть высоких частот срезается. Эта типичная особенность электрогитар - включение потенциометра громкости заставляет звук стать более глухим, вследствие того, что на высоту резонансного пика, который и делает звук ярким, помимо индуктивности датчика и емкости кабеля, влияет сопротивление потенциометра.
Эта проблема среза высоких становится еще острее, когда потенциометр подключен неправильно (4). По мере уменьшения громкости, катушка все более и более заземляется, пока, в конечном счете, полностью не замыкается с общим проводом. Что при этом происходит с резонансным пиком, объяснять я думаю не надо.
Выходные гнезда
Стандартное гнездо, используемое в электрогитарах - 6.35mm (1/4"). Поскольку этот тип гнезда также используется как входное гнездо в усилителе, оба штекера на концах стандартного гитарного кабеля одинаковы, чтобы не имело значения, какой из них включен в гитару, а какой в усилитель.
Моно гнезда имеют два контакта (1), один из которых связан с корпусом, другой с контактным лепестком. Когда штекер включен в гнездо, его наконечник специальной формы вступает в контакт с контактным лепестком гнезда, в то время как другая часть вступает в контакт с корпусом (2). На открытых гнездах это хорошо видно. На изолированных, пластмассовых гнездах контакт, расположенный ближе к входу - общий. Некоторые гнезда также имеют дополнительные контакты, которые можно использовать в качестве выключателя (4). Они активизируются, когда вставлен штекер. Стерео гнезда и стерео штекеры имеют дополнительно третий контакт (3).
Типы потенциометров:
(5) Стандартный потенциометр
(6) Стерео потенциометр: два подвижных контакта на две дорожки сопротивления перемещаются одновременно одним движком.
(7) Слайдер (продольный потенциометр): подвижный контакт перемещается по прямой линии по дорожке сопротивления. Этот тип не используется на электрогитарах.
(8) Крепежные гайки
(9) Потенциометр с более тонким движком.
Правила схемотехники
Общий провод – самый обычный элемент в электрических схемах. Электрическая схема позволяет изобразить схематически, для облегчения прочтения, соединения проводов и элементов, Элементы и в частности общий провод (11) изображаются символами, а проводники - линиями. Такое отображение земли особенно полезно для сложных электрических схем, иначе хитросплетение общих проводников сильно загромоздит схему. В реальной же распайке все общие контакты должны быть спаяны между собой и с общим контактом гнезда.
Соединение проводников на электрической схеме представляется в виде жирной точки (12).
Два провода, пересекающие друг друга без связи часто представляются двумя пересекающимися линиями без точки (13), а в американских схемах как на рисунке (14).
Потенциометры
Громкость звука гитары (Volume) регулируется вручную при помощи переменного резистора с тремя выводами названного потенциометром. Два крайних вывода соединены с дорожкой сопротивления, а средний с подвижным контактом, который перемещается движком по дорожке сопротивления, таким образом, изменяя сопротивление. Линейные потенциометры изменяют сопротивление равномерно: например, когда подвижный контакт находится в среднем положении, сопротивление равно половине общего сопротивления потенциометра. Аудио потенциометры, или логарифмические потенциометры, являются специальным типом потенциометров, в которых изменение сопротивления происходит по экспоненте. Этот тип потенциометров часто используется для регулятора громкости и тембра, потому что они создают впечатление постепенного изменения громкости или тембра. Конечно, можно использовать и линейные потенциометры, в конце концов, это дело вкуса. Линейные потенциометры обычно обозначаются литерой B, а логарифмические литерой A (audio). Таким образом, потенциометр 250кВ линейный, а 250кА логарифмический.
Представление резистора или потенциометра в электрический схеме разное. В Германии, символ резистора по DIN - маленький прямоугольник; потенциометр представлен стрелкой поперек прямоугольника (DIN – немецкий промышленный стандарт). Американский стиль более наглядный, но также и более сложный для рисования. В этой книге используется гибридное представление.
Конденсаторы
Конденсаторы образуют препятствие для прямого прохождения постоянного электрического тока, но позволяют свободно течь переменному току. Конденсатор состоит из двух пластин, разделенных слоем диэлектрика и помещены так близко друг к другу, что чередование токов нагрузки - типа переменного тока – заставляет их влиять друг на друга. Сопротивление конденсатора малое на высоких частотах и большое на низких. Другими словами, конденсатор пропускает больше высоких частот, чем низких. Конденсаторы - компоненты электрической цепи, которые могут использоваться как частотный фильтр. Чем выше номинал, тем ниже частоты, которые пропускает конденсатор. Конденсаторы низкого номинала могут быть слюдяными или керамическими. Емкость измеряется в пикофарадах (пФ, pF), нанофарадах (нФ, nF) или микрофарадах (мкФ, mF, ?F). 1нФ = 1000пФ, и 1000нФ = 1 мкФ (то есть 0.001 мкФ = 1нФ = 1000пФ). К сожалению, емкость, написанная на конденсаторе, слишком часто ошибочно трактуется. На большинстве из них Вы найдете вообще только числа, а признак единицы емкости будет полностью отсутствовать. Номинал таких конденсаторов можно предположительно определить исходя из их размеров. В принципе это не сложно при наличии здравого смысла. Число "1000", написанное на маленьком конденсаторе, по всей вероятности, будет означать 1000пФ (=1 нФ). "1E3" также будет 1000пФ. И наконец ".001", сокращение для 0.001 мкФ, или 1нФ. Кроме того, некоторые мультиметры позволяют измерять емкость.
Другая маркировка - три цифры, написанные на конденсаторе, первые две из них, обозначают емкость в пикофарадах (пФ), а третья цифра число нолей: "503" – 50 пФ + три ноля = 50000пФ = 50нФ = 0.050мкФ
Переключатели
Переключатели – устройства, которые размыкают-замыкают электрическую цепь механическими средствами. Они могут также использоваться, чтобы изменить направление прохождения сигнала. Переключатели делятся по числу выводов и положений. Самый простой тип переключателей – ON-OF Switch (вкл-выкл) (SPST = два вывода, два положения: включено – выключено, реализован в виде тумблера или кнопки). Рисунок (1) - обозначение на схеме выключателя.
Переключатель ON-ON Switch (вкл-вкл) (SPDT = три вывода, два положения: включено-включено (2), средний контакт попеременно соединяется с одним из двух других. Таким образом сигнал может быть направлен по одному из двух путей.
Переключатель ON-OF-ON Switch (вкл-выкл-вкл) три вывода, три положения (3), в среднем положение никакие контакты не замыкаются. Такой переключатель позволяет включить два конденсатора параллельно датчику.
Переключатель ON-ON-ON Switch (вкл-вкл-вкл) является специальным типом переключателей, который работает как показано на рисунке 4. Три вывода, три положения. В среднем положении все выводы замкнуты.
Многовыводной переключатель позволяет замыкать несколько контактов одновременно. Таким образом, двухпозиционный (DPDT) переключатель (5) работает подобно двум выключателям SPDT (2), помещенным рядом и активизируемым одновременно, или трем выключателям SPDT с тремя выводами, активизированным одновременно.
Если Вы не знаете как работает тот или иной переключатель, проверьте его омметром.
Срез высоких частот, вызванный потенциометром громкости, может быть уменьшен, применением конденсатора (1). Подходящая емкость подбирается экспериментальным путем. Типичная емкость конденсатора 0.01мкФ. Поскольку ток всегда выбирает путь наименьшего сопротивления, более высокие частоты сигнала будут проходить через конденсатор без потерь. Это - лучший способ устранить проблему потери ВЧ на потенциометре. Для хамбакеров соединенных с потенциометром сопротивлением 500к наилучшем является применение конденсатора емкостью 0,001мкФ и резистора сопротивлением 150к подключенных параллельно (2), а параллельно подключенный датчик, нагруженный при таком подключении сопротивлением приблизительно в 300к, выдает звук, сбалансированный по всему диапазону регулировки. С синглами и потенциометрами сопротивлением 250к применяют конденсатор емкостью 0.0025мкФ и резистор 220к, которые позволяют передавать тембр звука без изменения на малой громкости. (Я бы не советовал применять описанные тонкомпенсирующие цепочки (рис. 1 и 2), практика показывает, что при активной игре с регулятором громкости они очень сильно мешают)
Конденсаторы для регулировки тембра. (3)
Меньшее сопротивление потенциометра по сравнению с конденсатором ведет к тому, что часть высоких частот сигнала гитары уходит в землю, не достигая выхода. Большинство музыкантов выкручивают потенциометры тембра на минимум, что бы высокие частоты меньше срезались, не позволяя звуку становиться глухим. В качестве регулятора тембра рекомендуется использовать логарифмический потенциометр (несмотря на рекомендации автора подавляюще большинство производителей ставят на тембр линейные потенциометры – может, они просто статью не читали;-)). Для регулировки тембра обычно применяются конденсаторы с емкостями 0.047мкФ или 0.05мкФ (47нФ и 50нФ соответственно) для синглов и 0.02мкФ (20нФ) для хамбакеров, но конечно можете поэкспериментировать с различными емкостями.
Если ваш регулятор тембра представляет собой потенциометр со встроенным переключателем (кнопка ON-ON), Вы можете переключаться между двумя конденсаторами различной емкости (4).
Больше вариантов тембра можно получить применением кругового переключателя (галетника) с припаянными к нему конденсаторами разной емкости и подключаемые параллельно к датчику (5). Такой способ позволяет изменять резонансную частоту датчика, получая большее разнообразие звуков. Эксперименты с конденсаторами различных емкостей между 0.0005мкФ (0.5нФ или 500пФ) и 0,010мФ (10нФ) - позволит Вам узнать различия в тембрах. Конденсатор большей емкости, включенный параллельно срежет больше ВЧ и сделает звук более низкочастотным чем конденсатор с меньшей емкости. Если круговой переключатель выдает щелчки при переключении, присоедините параллельно каждому конденсатору резистор номиналом 10М. Вы можете купить готовые круговые переключатели со встроенными конденсаторами (6) для большинства датчиков и гитар у немецкого эксперта гитарной электроники Гельмута Лемме.
Дальнейшие эксперименты могут состоять в соединении резистора с конденсатором последовательно (6-8к) или параллельно (100-150к). Этот резистор должен урезать резонансные пики, которые являются слишком высокими, и сделать звук более теплым.
Хамбакер состоит из двух идентичных катушек, которые обычно соединяются последовательно, начала обмоток соединяются между собой (т. н. средняя точка), а концы образуют выводы. Один из этих выводов часто соединяется с металлической опорной пластиной (1), обеспечивая, таким образом, экран для датчика. В этом случае надо знать точно, какой из выводов хамбакера связан с экраном. Обычно достаточно двух выводов, но можно получить больше вариантов звука, если экран соединен с отдельным третьим выводом (2). Максимальное количество свободы для коммутации катушек в хамбакере дают пять выводов (3) (четыре провода от катушек (два начала, два конца) плюс провод земли).
Можно также превратить хамбакер в сингл, разделяя его катушки переключателем (4). Такая схема даст типичный звук сингла, но конечно эффект шумоподавления будет потерян.
Вместо того чтобы использовать переключатель можно включить в схему параллельно одной из катушек размыкающий потенциометр (5). Чтобы сделать его, вскройте потенциометр и ножом проточите дорожку сопротивления ближе к одному из выводов. При этом в начале такого потенциометра датчик будет работать как чистый хамбакер. Затем поворачивая движок потенциометра подвижный контакт восстановит соединение с другим выводом, и к концу хамбакер плавно перейдет в режим сингла.
Соединение двух катушек хамбакера параллельно даст новые варианты тембра с сохранением эффекта шумоподавления. Это возможно посредством DPDT (двухпопозиционного, сдвоенного) переключателя (6). Такая параллельная связь даст более яркий звук, но сделает меньше выход.
Производители и цвета проводов датчиков
Синглы
|
Производитель |
Начало (первый вывод) |
Конец (второй вывод) |
Полюсовка/Намотка |
|
Tom Anderson |
Черный- |
Белый + |
N/по часовой |
|
Kent Armstrong |
Черный- |
Белый + |
S/по часовой |
|
Seymor Duncan |
Черный- |
Белый + |
S/по часовой |
|
Gibson P-9O |
Черный- |
Белый + |
N/по часовой |
|
Fender Strat |
Черный- |
Белый + |
S/по часовой |
|
Fender Tele |
Черный- |
Белый + |
S/против часовой |
|
Gotoh |
Черный- |
Белый + |
S/по часовой |
|
Lindy Fralin |
Черный- |
Белый + |
Разная |
|
Lawrence |
Серый - |
Белый + |
N/по часовой |
|
Schaller |
Черный- |
Белый + |
Разная |
Производители и цвета проводов датчиков
Хамбакеры
|
Производитель |
Корректируемая полярность |
Фиксированная полярность |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Комбинация двух синглов в режим хамбакера
Когда два сингла расположенные своими магнитными полюсами в противоположные стороны используются одновременно, оба датчика могут быть соединены параллельно или последовательно, как хамбакер. Почему такое соединение не используется для датчиков на Jazz Bass как те, которые показаны выше, для меня загадка. Оба датчика имеют одинаковую полюсовку магнитов, ее очень трудно изменить, потому что катушки намотаны прямо на магниты.
Для датчиков, которые имеют плоские магниты, расположенные под катушкой, полярность магнитного поля можно легко изменить, поменяв ориентацию магнитов.
Определение выводов катушек хамбакера
Если у Вас нет схемы и никаких предположений о том, от каких катушек и какие провода выходят из хамбакера, у Вас есть два пути определения этой коммутации: первый - попробовать разобрать датчик (я против такого пути, поскольку при разборке датчик может быть легко поврежден), второй - использовать омметр для измерения сопротивления, что бы затем из этого сделать логические выводы. Переключите мультиметр в режим измерения сопротивления, установите переключатель режимов на 20 кОм и замерьте сопротивление на двух любых проводах. Если они не связаны, это провода от разных катушек. Продолжите замер сопротивлений поочередно на других проводах по отношению к одному из двух первых, пока мультиметр не покажет сопротивление в диапазоне от 1к до 12к, что означает, что Вы нашли два провода от одной катушки. Запишите их цвета, потом тем же способом найдите провода другой катушки. Когда Вы нашли и записали цвета выводов второй катушки, останется только провод, который должен быть подсоединен к медной пластине - экрану. Довольно часто этот провод соединен с проводом экранирующей оплетки кабеля датчика и поэтому легко распознаваем.
Определение электрической полярности катушек хамбакера
Для определения полярности катушек провода соединяют с вольтметром и легко постукивают отверткой по сердечникам катушек. Если вольтметр не показывает появление напряжения на одной катушке, постучите по другой. В конце концов, вольтметр покажет или положительное или отрицательное напряжение. Если напряжение отрицательное, поменяйте провода друг с другом. Теперь запишите цвет провода, который связан с + клеммой вольтметра и таким же образом узнайте положительный контакт другой катушки. Чтобы получить эффект шумоподавления оба плюсовых вывода используются как выводы датчика, а минусовые соединяются друг с другом. В этом случае один из положительных выводов датчика соединяется с землей и экраном датчика. Хотя этот метод не позволяет сказать, какой из двух положительных выводов является началом, а какой концом обмотки катушек, тем не менее, он допускает синфазное соединение, если другие датчики проверены таким же образом. Такие "тесты" абсолютно безопасны – датчики остаются целыми и невредимыми.
Определение магнитной полярности
Магнитную полярность сердечников датчика можно легко определить посредством компаса. Просто поднесите его к сердечникам и посмотрите какой конец стрелки компаса притянется к датчику. Если южный конец, то сердечники имеют северные полюса на верху датчика и наоборот. В принципе, при наличии свободного магнита, компас Вам понадобится только один раз. Отметьте на нем полярность по вышеуказанному методу и поднесите к сердечникам. Если магнит отталкивается от сердечников, они имеют ту же самую полярность, как и сторона магнита, поднесенная к сердечникам.
Переключатель датчиков необходим, если на гитаре установлено более одного датчика. Переключатель SPDT, показанный на схеме (1), хоть и переключает датчики, однако не сможет включить их одновременно. Это можно сделать при помощи трехпозиционного сдвоенного переключателя (2), получая следующие варианты: один первый датчик в положении 1 переключателя, первый и второй датчики вместе в положении 2, и один второй датчик положении 3. Чтобы не было различия в громкости звука датчиков, из-за применения датчиков с разным сопротивлением, оба датчика должны иметь примерно одинаковое сопротивление. Используя два сингла с противоположной магнитной полярностью в каждой катушке, можно получить эффект хамбакера, включая переключатель в положение 2, при котором катушки синглов соединяются последовательно.
Специальные переключатели датчиков позволяют включать первый и второй датчики как отдельно друг от друга, так и оба вместе. Одна из таких моделей (3,4,8) очень проста: перемещая ручку переключателя в одну сторону, контакты с одной стороны замыкаются и с другой размыкаются, а в среднем положении оба все контакты взаимозамкнуты. Такие переключатели бывают также L-вида (4), сделанные для того, чтобы вписаться в деку, толщиной меньше 45mm (l3/4"). Кроме того есть также переключатели ползункового типа (7).
Переключатели рычажного типа с тремя положениями (5) немного сложнее. При включении такого переключателя как показано на рисунке 9 он позволит реализовать следующие комбинации: 1 датчик, 1 и 2 датчики вместе, 2 датчик.
Также можно использовать двухполосный, трехпозиционный, круговой переключатель (6), но большинство гитаристов предпочитает обычные переключатели. Есть многоуровневые круговые переключатели (галетники). Каждый уровень состоит из круглой печатной платы, с расположенными по кругу выводами и по которой ходит, приводимая в действие движком переключателя, контактная планка. Другие круговые переключатели имеют 12 контактов по кругу, и различаются по количеству положений и замыкаемых контактов. В зависимости от модели бывают 1 x 12, 2x6, 3x4 или 4x3 (первая цифра - количество замыкаемых контактов, вторая – количество положений). Для каждого уровня в середине есть общий вывод. На некоторых моделях число положений переключателя, может быть изменено посредством маленького стопора, превращая таким образом переключатель 2 x 6, например, в 2 x 3.
С тремя или больше датчиками число возможных комбинаций увеличивается, и коммутация становится более сложной. Использование трех отдельных ON-OF (SPST) переключателей - самый простой способ получить любую желательную комбинацию датчиков (10). Однако, на большинстве гитар с тремя датчиками используется специальный рычажный переключатель на пять положений (11), который дает следующие варианты включения датчиков: 1, 1+2, 2, 2+3, 3.
Больше комбинаций датчиков возможно при использовании галетников. Но поскольку гитаристы часто предпочитают, пятипозиционные рычажные переключатели, производители выпускают специальные версии этого типа переключателя, которые дают больше комбинаций, чем обычно.
Megaswitch (11), высококачественный рычажный переключатель, может использоваться вместо обычного пятипозиционного переключателя. Кроме стандартных функций Страта и Телека (S или T модели с 8 выводами), есть также P-модель, которая моделирует комбинации датчиков Paul Reed Smith (PRS) гитар, два хамбакера которых соединены так, что бы дать следующие комбинации: 1. бриджевый хамбакер, 2. внутренние катушки обоих хамбакеров, соединенные параллельно, 3. внешние катушки обоих хамбакеров параллельно, 4. внешние катушки обоих хамбакеров последовательно, 5. нэковый хамбакер.
Первый такой переключатель был разработан, чтобы получить пять звуковых комбинаций от трех датчиков. Например: сингл/сингл/сингл, хамбакер/сингл/сингл, хамбакер/сингл/хамбакер и хамбакер/хамбакер. Этот переключатель фирмы Schaller идет с детальными инструкциями по коммутации, поэтому я не буду их разъяснять.
Двенадцативыводной пятипозиционный переключатель Yamaha (12) делает возможным самое большое число различных комбинаций. Его коммутация, однако, достаточно сложна. Этот переключатель можно купить у Stewart-MacDonald. Поскольку с ним идет очень подробная инструкция по подключению, я не буду повторять ее в этой книге. Я настоятельно рекомендовал бы Вам это переключатель, если Вы считаете число комбинаций, получаемых обычными переключателями, недостаточным.
Подробная схема распайки для гитар PRS с переключателем Megaswitch P-модели
Темброблок устанавливается на металлической пластине. Я использовал эту схему в последней своей гитаре. Конденсатор емкостью 0.001 мкФ и резистор сопротивлением 150к, припаянные к потенциометру громкости, должны сделать регулировку плавной по всему ходу регулятора.
Противофазное соединение датчиков еще одна возможность получения больше вариантов тембра. Эффект от этого получается минимум с двумя датчиками с приблизительно одинаковыми характеристиками. Когда одновременно включаются два или больше датчиков, они обычно соединяются параллельно и синфазно, то есть все датчики реагируют одинаковым образом на вибрацию струн в их магнитных полях, выдавая, например, положительное напряжение, когда струны приближаются к датчикам и отрицательное, когда струны отдаляются от них. Когда один или несколько датчиков включены в противофазе, звук получается тонкий и гнусавый, но подходящий для определенных стилей музыки. Это может быть легко достигнуто, изменением подсоединения одного из датчиков. Переключение фазы возможно ON-ON DPDT (1) переключателем или потенциометром со встроенным переключателем DPDT. Последний имеет преимущество, т. к. не требует сверления дополнительного отверстия под выключатель. Если у Вас стоит два или больше хамбакеров, Вы можете присоединить, один из них к выключателю как показано на рисунке 2, чтобы менять только его фазировку (хамбакер должен иметь отдельный заземляющий провод). Два сингла могут быть подсоединены к переключателю фазы таким же образом, как и хамбакер.
Фазировка при соединении двух катушек
Таблица показывает фазировку типичного параллельного соединения датчиков при разной коммутации их переключателем.
N = Северный полюс, S = Южный полюс, HC = подавление шума
|
Намотка/Полюсовка |
По часовой / S |
По часовой / N |
Против часовой / S |
Против часовой / N |
|
По часовой / S |
Синфазно |
Противофазно |
Противофазно |
Синфазно-HC |
|
По часовой / N |
Противофазно |
Синфазно |
Синфазно-HC |
Противофазно |
|
Против часовой / S |
Противофазно |
Синфазно-HC |
Синфазно |
Противофазно |
|
Против часовой / N |
Синфазно-HC |
Противофазно |
Противофазно |
Синфазно |
Диоды
Диод - составная часть электрических схем, имеет два вывода («+» - анод и «-» - катод), и позволяет току проходить только в одном направлении. Диоды могут защитить схему в случае, неправильного подключения батарейки. Если напряжение подведено к выводу диода, который отмечен меткой (аноду) - главным образом линией - диод правильно подключен и позволяет току проходить. Если наоборот (к катоду), диод не пропускает ток.
Активная электроника
Использование активной электроники, вместо пассивных схем, имеет несколько преимуществ: звук гитары становится независимым от гитарного кабеля, и его можно регулировать в более широких пределах (эти преимущества становятся менее важными, если с пассивом используется беспроводной передатчик с внешним звуковым оборудованием). Кроме того использование актива ликвидирует недостатки пассивных схем, типа приглушения звука средствами управления, и становится возможной расширенная коммутация сигналов от датчиков.
В большинстве случаев активный усилитель встроен в гитару и питается от 9-вольтовой батареи, которая имеет один недостаток – она садится и ее надо менять, происходит это обычно в самое не подходящее время. Поэтому надо обязательно иметь в наличии запасную батарейку. Лучшее решение состоит в том, чтобы предусмотреть возможность переключения актива в пассив и обратно в процессе игры.
Также можно использовать аккумулятор на 9В, оснастив при этом гитару гнездом для блока питания, что бы подзаряжать аккумулятор.
Для батарейки можно использовать специальные пластмассовые контейнеры. Их можно купить в магазинах радиотоваров или музыкальных магазинах. Такой контейнер делает замену батарейки очень легкой. Большинство 9-вольтовых батарей имеет специальные клеммы для подсоединения.
Все активные системы должны иметь выключатель, чтобы отсоединять электропитание от схемы. Если Вы забудете выключить питание, батарея скоро разрядится. Стерео гнездо также может использоваться для выключения электропитания, поскольку кабель после игры обычно отключается от гитары. Минус батареи должен быть связан со средним контактом стерео гнезда. Если в такое гнездо вставлен обычный гитарный кабель с обычным моно штекером (1), минус батареи замыкается с общим проводом схемы, включая питание. Когда гитара не используется, электрическая цепь должна быть разомкнута, посредством вытаскивания кабеля.
При помощи диода, схема может быть защищена от ошибочного подсоединения батареи. Диоды позволяют проходить току только в одном направлении и на нем теряется только 0.6В напряжения батареи, таким образом остальные 8.4В идет на питание схемы. Для этой цели подходят почти все диоды. 1N4001 и 1N4148 - два самых применяемых для этого диода.
В настоящее время все активные схемы построены на микросхемах - операционных усилителях. Большинство микросхем имеют на борту один операционный усилитель, и восемь выводов. Первый вывод на корпусе микросхемы часто отмечается точкой, а цоколевка операционных усилителей, типа NE530, TL061, TL071, TL081, LF351, LF411, uA771 и других стандартизирована. Микросхемы сдвоенных операционных усилителей также имеют восемь выводов, например: TL062, TL072, TL082, LF353, LF412, uA772, NE5532, NE5535, AD712. Счетверенные операционники, типа OP11, TL064, TL074, TL084, LF347, uA774 и другие, реализованы в корпусе с 14 контактами.
Analog Devices, Texas Instruments, National Semiconductor - вот несколько имен производителей операционных усилителей. Все они предлагают различные типы усилителей и с разными параметрами. Для активной гитарной электроники используются малошумящие, микромощные операционники. В активных схемах, которые я опишу, используются микромощные операционники - модели TL061, TL062 и TL064 от Texas Instruments. С другой стороны, есть также малошумящие операционники (типа TL071, TL072 и TL064), которые потребляют больше энергии. Все операционные усилители идут с подробной информацией, в которой описаны все их параметры.
Если Вы хотите узнать больше об активной электронике, почитайте соответствующую литературу. Мои знания в этой области в основном имеют общий характер, но я все же попробую описать все это простыми словами. Я бы не советовал Вам самостоятельно разрабатывать схемы актива, если Вы не имеете соответствующих знаний и оборудования, типа тон-генератора или осциллографа.
Если у Вас нет опыта в области электроники, и Вы не понимаете схемы, попросите какого-нибудь знакомого радиоинженера или любителя сделать для Вас печатную плату. Большинство гитарных производителей не делает активную электронику, и предоставляет эту возможность другим. Пассивные схемы легче понять и построить.
Установка в гитару датчиков с интегрированной в них активной электроникой – самый простой способ перехода на актив; для них надо только источник питания, кроме того их легко купить. Они имеют электрическую плату, встроенную в корпус датчика, и изготовленную на базе SMD (компонентов поверхностного монтажа). Параметры таких датчиков уже определены и не могут быть изменены. Они могут быть соединены с потенциометрами громкости и тембра обычным способом, но эти потенциометры не должны иметь сопротивление больше 25к, т. е. 1/10 сопротивления обычного гитарного потенциометра пассивной схемы.
Много производителей предлагает готовые активные схемы, установка которых не требует глубокого знания электроники. Они часто реализуются в потенциометрах или на печатных платах. Используя прилагаемые инструкции по коммутации, можно легко подключить схему в гитару. Эквалайзер позволяет выбирать различные частоты среза при помощи миниатюрного DIP переключателя.
Повторитель напряжения - основа активной электроники; он полностью устраняет влияние гитарного кабеля на тембр датчика. Первый способ подключения к гитаре состоит в том, чтобы встроить схему прямо в гитару, между обычными пассивными элементами и гнездом выхода. Второй способ состоит в установке во внешний корпус, который крепится на гитарном ремне и включен между гнездом выхода и гитарным кабелем. Такой способ имеет преимущество - электроника может использоваться на другой гитаре. Отсутствие какой либо емкости кабеля делает резонансную частоту датчика очень высокой и звук приятным и ярким. Посредством включения в схему конденсатора (на рисунке слева изображен пунктиром) параллельно со входом, можно вернуть резонансную частоту на нормальный уровень. Емкость конденсатора подбирается экспериментальным путем. Емкость стандартных гитарных кабелей от 500пФ до l000пФ (lнФ) - может служить образцом.
Операционные усилители в стандартных корпусах с 14 и 8 выводами.
Всем операционным усилителям, упомянутым в тексте соответствует стандартная цоколевка, представленная на рисунке выше. Другие типы могут отличаться, так что, будьте осторожны.
Операционные усилители
Операционный усилитель, или ОУ (op amp) обычно реализован в виде интегральной схемы (ИС), и является усилителем напряжения. В основном это маленькие чипы с большим числом полупроводников, типа транзисторов, диодов, и т. д. которые формируют сложную миниатюрную электрическую схему. Их главное преимущество - чрезвычайно большое сопротивление входа и чрезвычайно малое сопротивление выхода. Они могут использоваться для различных целей, поскольку их электрические свойства определяются внешними компонентами, типа резисторов и конденсаторов.
Звуковой фильтр от Lemme
Маленькая печатная плата, показанная слева – режекторный фильтр, изготовленный Гельмутом Лемме. Потенциометр добротности заменен мини-перключателем, который является более практичным. Слева направо: потенциометр частоты, переключатель добротности, разъем для батареи на 9В, входной провод, общий провод и выходной провод, который подключается к потенциометру громкости.
