Как работают электрогитары

Ссылка на оригинальную статью: https://entertainment.howstuffworks.com/electric-guitar.htm

Дата оригинальной публикации: 17 февраля 2021

***

С точки зрения массовой культуры электрогитара является одним из самых важных изобретений 20-го века. Больше, чем какой-либо другой инструмент, она определяет тон и характер рок-н-ролла. Но когда электрогитара впервые появилась на сцене в 1930-х годах, мало кто видел её потенциал. Инструменту потребовалось немало времени, чтобы найти свое место в американской и в мировой музыке.

Несмотря на медленный старт, электрогитаре всё же удалось завоевать популярность и заполучить место под солнцем. Она вдохновила и определила совершенно новые типы музыки. Электрогитара остаётся самым выдающимся инструментом в рок-музыке и самым известным инструментом, когда-либо появившимся в Соединенных Штатах.

В этой статье вы узнаете, как именно работает сама гитара, а также мы обсудим систему, которую вместе создают гитара и усилитель. Работая в комбинации, гитара и усилитель могут воспроизводить удивительное разнообразие звуков.

Если вы когда-либо сравнивали электрогитару с акустической гитарой, то знаете, что у них есть несколько важных общих черт. И акустическая, и электрическая гитары имеют по шесть струн (в базовой конфигурации), на обоих инструментах музыканты настраивают эти струны с помощью колков, и у обеих гитар есть лады на длинном грифе. Внизу, в основе корпуса, обнаруживаются главные различия.

Некоторые электрогитары имеют полый или полуполый корпус с резонирующей полостью, как у акустической гитары, но самые популярные электрогитары имеют цельный корпус. Звук этих инструментов создаётся магнитными звукоснимателями и управляется одной или несколькими ручками на корпусе гитары. Если вы дернете струну на электрогитаре, которая не подключена, то звук будет едва слышен. Без деки и полого корпуса усиливать колебания струны абсолютно нечему.

Дальше мы расскажем о том, как магнитные звукосниматели электрогитары воспринимают вибрацию и превращают её в звук.

Электрогитарные звукосниматели

Для воспроизведения звука электрогитара электронным образом улавливает колебания струн и направляет сигнал на усилитель и динамик. Само восприятие происходит в магнитном датчике, установленном под струнами на корпусе гитары.

Магнитный датчик получил название звукосниматель и в простейшем варианте состоит из стержневого магнита, обернутого 7000 витками тонкой проволоки. Как вы возможно знаете, катушки и магниты могут преобразовывать электрическую энергию в движение. Точно так же они могут превращать движение в электрическую энергию. В случае с электрогитарой вибрирующие стальные струны производят соответствующую вибрацию в магнитном поле магнита и, следовательно, вибрирующий ток в катушке.

Звукосниматели

Существует множество различных типов звукоснимателей, о которых мы неоднократно рассказывали на страницах нашего Блога. Например, некоторые звукосниматели имеют цельный магнитный стержень, простирающийся под всеми струнами электрогитары. На других датчиках используется по полюсному магниту для каждой струны инструмента.

В некоторых звукоснимателях используются винты, чтобы можно было регулировать высоту каждого полюсного наконечника. Чем ближе полюс к струне, тем сильнее сигнал.

Катушка звукоснимателя посылает свои сигналы, в большинстве случаев используя очень простую схему. Верхний переменный резистор регулирует тембр. Резистор (обычно макс. 500 кОм) и конденсатор (0,02 мкФ) образуют простой фильтр нижних частот. Фильтр отсекает высокие частоты. Регулируя резистор, вы контролируете частоты, которые обрезаются. Второй резистор (обычно макс. 500 кОм) управляет амплитудой (громкостью) сигнала, достигающего разъёма. От разъёма сигнал поступает на усилитель, который приводит в действие динамик.

Многие электрогитары имеют два или три разных звукоснимателя, расположенных в разных точках корпуса. Каждый звукосниматель в таком случае будет иметь характерный звук. При этом, несколько звукоснимателей могут быть объединены в пары, в фазе или в противофазе, для создания дополнительных вариаций звучания.

Далее мы рассмотрим роль усилителя.

Усилители и дисторшн

Подавляющее большинство электрогитар полностью пассивные. То есть, они сами по себе не потребляют энергии, и вам не нужно подключать их к источнику питания. (У некоторых электрогитар на борту есть «активная» электроника, питаемая от встроенной батареи.) Вибрация струн создает сигнал в катушке звукоснимателя. Этот базовый сигнал без усиления выходит из гитары в усилитель.

Работа усилителя состоит в том, чтобы принять сигнал гитары и сделать его слышимым, усилив его достаточно, чтобы раскачать динамик. Удивительная вещь об усилителе для электрогитары заключается в том, что на самом деле он является частью инструмента.

Роль усилителя для электрогитары полностью отличается от роли усилителя в стереосистеме. Усилитель в стерео должен быть прозрачным — его задача — воспроизводить и усиливать звук с минимальными искажениями. С электрогитарным усилителем музыканты часто ищут искажения (дисторшн), а также вариант «чистого» звука. Искажение возникает, когда сигнал в схеме усилителя является слишком мощным для этой схемы. Дисторшн на самом деле довольно давно стал частью желаемого звука, и многие усилители сконструированы таким образом, чтобы гитаристы могли контролировать уровень искажения.

Комбоусилитель (слева) и гитарный стек (голова+кабинет)

Музыканты также могут воспользоваться петлями обратной связи между усилителем и гитарой. Если звук, исходящий из усилителя и динамика, достаточно громкий, то струны гитары могут вибрировать. Музыкант может взять ноту на гитаре, и усилитель заставит эту струну вибрировать бесконечно. Обе эти концепции — дисторшн усилителя и обратная связь — уникальны для электрогитары.

Типичный комбоусилитель состоит как минимум из трех частей:

Предусилитель
Усилитель мощности
Динамик

Некоторые усилители также включают схемы эффектов и реверберации, располагаемые между предусилителем и усилителем мощности.

Работа предварительного усилителя состоит в том, чтобы усилить сигнал гитары настолько, чтобы тот мог управлять каскадом усилителя мощности. Поскольку электрогитара пассивна, ее сигнал не имеет достаточной мощности, чтобы напрямую управлять усилителем мощности.

Одной из интересных особенностей многих усилителей для электрогитар является использование вакуумных ламп. Вакуумные лампы имеют характер искажения и характеристики, которые известны и любимы многими музыкантами. Такие гитаристы предпочитают усилители с определенными лампами и определенными схемами усилителя (например, усилители класса A против усилителей класса AB), чтобы получать именно тот звук, который им необходим.

Далее мы расскажем краткую историю электрогитары.

История электрогитары

Инженеры начали экспериментировать с электрическими инструментами, такими как музыкальные шкатулки и пианино, ещё в 1800-х годах. Но первые попытки создания инструмента с усилителем были предприняты только в 1920-х, когда в радиоиндустрии было разработано и стало применяться электрическое усиление.

Одним из первых новаторов был Lloyd Loar, в тот момент инженер Gibson Guitar Company. В 1924-м году Loar разработал электрический звукосниматель для альта и струнного баса. В конструкции этого звукоснимателя струны передавали вибрации через бридж к магниту и катушке, которые регистрировали эти вибрации и передавали электрический сигнал на усилитель. В первой коммерчески рекламируемой электрогитаре, изготовленной компанией Stromberg-Voisinet в 1928-м году, использовался аналогичный звукосниматель, вибрация которого улавливалась декой.

Цель этих первых разработок и первых новаторов состояла в том, чтобы усилить естественный звук гитары, но сигнал был слишком слабым. Только когда инженеры использовали более прямую систему звукоснимателя, в которой электромагнит регистрировал вибрацию струны от самих струн, современная электрогитара стала реальностью, а не концепцией. Первая коммерчески успешная модель, так называемая «Сковорода» (Frying Pan), была разработана и выпущена на рынок George Beauchamp и Adolf Rickenbacker в 1932-м году.

Rickenbacker Frying Pan была электрической моделью гавайской гитары и сразу же завоевала популярность у гитаристов-приверженцев этого инструмента за удобство игры и звучание. Однако электрогитара в стандартном или «испанском» стиле звучала несколько иначе, чем акустическая гитара, так что её приняли не сразу. Первым артистом, разработавшим уникальный стиль игры на электрогитаре, был Charlie Christian, и случилось это в 1939-м году.

В это же время несколько человек начали экспериментировать с новым типом электрогитары, используя тот же звукосниматель, что и в более ранних конструкциях, но устанавливая его на цельный деревянный корпус. Les Paul, который уже был известным акустическим гитаристом, смастерил такую гитару из куска сосны размером четыре на четыре и назвал её «Бревно» (The Log). Leo Fender, бывший мастер по ремонту радиоприемников, в 1950-м году представил и запустил в массовое производство свою собственную модель цельнокорпусной электрогитары. Ну а Gibson представил модель, одобренную самим Les Paul в 1952-м году. Цельнокорпусные гитары не имели проблем с обратной связью, характерных для полых электрогитар, и у них был больший сустейн.

Одна из наиболее популярных форм электрогитары, модель Gibson Les Paul

В 1950-х и 1960-х годах рок-звезды обеспечили славу дизайну Gibson и Les Paul, а также знаменитому Stratocaster от Fender, которые навсегда заняли высочайшие места в мировой культуре. С тех пор каждое поколение находило удивительный новый способ заставить инструмент петь. По общему мнению, реальный потенциал электрогитары ещё не раскрыт до конца и практически безграничен.

11 июля 2023 г. | Просмотров: 2101 | Категории: Прочее, Секреты звука, История, Музыкальная теория | Теги: датчик, звукосниматель, гитара, Gibson, Les Paul, Fender, преамп, Струны, акустическая гитара, усилитель, предусилитель, дисторшн, электрогитара | Автор: Admin | Изменено: Иван Апиков at 21 августа 2023 г.