Все об электрогитаре - Часть I

Информация о материале
Категория: Radioamator i Krótkofalowiec
Опубликовано: 02.02.2022, 14:39
Автор: Grzegorz Makarewicz
Просмотров: 1648


Инженер Конрад Видельский
Все об электрогитаре - Часть I
Radioamator i Krótkofalowiec Polski, год 16, сентябрь 1966 г., № 9

В связи с неослабевающим интересом к электромузыкальным инструментам, а особенно к столь популярной электрогитаре - мы публикуем первую часть статьи, написанной на эту тему. Все исследование, состоящее из трех частей, должно дать заинтересованным лицам ответ на их сомнения.

   Электрогитара отличается от обычной (механической) гитары тем, что для ее использования требуется подходящее усилительное устройство. Однако, прежде чем мы поближе познакомимся с этим аппаратом, уделим немного места самой гитаре. Его принцип работы ни в коем случае не сложен. На рис. 1 представлена принципиальная схема так называемого магнитоэлектрического преобразователя, который является обязательным элементом прибора.


Рис. 1. Конструкция магнитоэлектрического преобразователя

Такой преобразователь состоит из постоянного магнита и двух катушек с обмоткой из тонкого изолированного провода, закрепленных вблизи его полюсов. Все это помещается прямо под стальные струны инструмента. Во время игры струна, приводимая в движение, меняет свое расстояние от лицевой стороны магнита. Это, в свою очередь, вызывает изменение магнитного потока в системе и индукцию электродвижущих сил в обмотке. Электрические напряжения, создаваемые преобразователем, наиболее точно соответствуют колебаниям струны и, следовательно, издаваемым ею звукам. Затем эти напряжения следует соответственно усилить и воспроизвести через громкоговоритель.
   Механические колебания воздуха, создаваемые громкоговорителями, воспринимаются слушателями как звуковые впечатления. Блок-схема электроакустической установки этого типа показана на рис. 2.


Рис. 2. Блок-схема электроакустической установки

   Вы также можете использовать существующую стандартную механическую гитару в качестве электрогитары. Для этого к нему должен быть установлен магнитоэлектрический преобразователь. Такие преобразователи производятся на заводе и продаются в музыкальных магазинах примерно за 100 злотых.
   Звукосниматель можно легко прикрепить к гитаре, следуя инструкциям, приведенным в заводском руководстве звукоснимателя.
   Сделать преобразователь самостоятельно, хотя это тоже возможно, вероятно, не следует, потому что это задача (особенно в отношении механической части), которую слишком сложно выполнить в домашних условиях.

РАБОТА С ЭЛЕКТРОГИТАРОЙ С РАДИО

   Необходимым дополнением к электроинструменту является электронный усилитель с динамиком. Это обширный и сложный вопрос, потому что усилительное оборудование сложное и довольно дорогое. Однако стоит помнить, что конечный эффект, т.е. звучание инструмента, определяется усилительной аппаратурой, а не гитарой как таковой. Гитара, а точнее ее звукосниматель, в каждом случае выдает сигналы более или менее одинакового качества. Такие элементы, как форма, цвет или цена гитары, не оказывают большего влияния на это качество. Только электронный усилитель (и громкоговоритель) преобразует эти сигналы в акустические эффекты, качество которых — в зависимости от возможностей этого аппарата — может существенно различаться. В этой области существует, как нетрудно догадаться, довольно тесная связь между качеством и стоимостью аппарата.
   Дешёвый электроакустический комплект, состоящий из небольшого усилителя и громкоговорителя, даёт совершенно средние акустические эффекты. С другой стороны, во время сценических выступлений мы слышим эффекты очень сложной аппаратуры, стоимость которой достигает не менее десятков тысяч злотых, а в случае ансамбля инструментов и того больше.
   Для любителя есть два основных варианта. Самое простое и дешевое - использовать свое радио. Второй вариант – самостоятельное построение усилительного аппарата. Это не сложная задача для радиолюбителя с некоторой практикой в этой области, а менее продвинутым людям стоит воспользоваться соответствующим подробным описанием конструкции. Советуем читателям без какой-либо радиолюбительской подготовки использовать для работы с гитарой радиоприемник.
   «Грамфонный» вход среднего радиоприемника, который мы используем для работы с электрогитарой, не очень чувствителен. Этого достаточно для работы с проигрывателем, а в случае работы с гитарой звуки, вероятно, будут слишком слабыми. Тогда вам следует использовать простой дополнительный усилитель на транзисторах, который довольно легко сделать самостоятельно.
   На рис. 3 показана принципиальная схема такого предусилителя.


Рис. 3. Принципиальная схема предварительного усилителя

   А вот и список элементов, необходимых для его построения (некоторые из них имеют номиналы, указанные в диапазоне "от... до", т.е. можно использовать элемент любого номинала в этих пределах, например, в список входит электролитический конденсатор 2 ÷ 10мкФ / 3 ÷ 12В, при этом на схемах указаны конденсаторы номиналом 4мкФ):

  • транзистор (любого типа) 1 шт.
  • электролитический конденсатор 2 ÷ 10мкФ / 3 ÷ 12В 2 шт.
  • резистор 3 ÷ 10кОм / 0,1 ÷ 0,5Вт 1 шт.
  • резистор 100÷500кОм/0,1÷0,5Вт 1 шт.
  • «плоская» батарейка 4,5В 1 шт.

   Для любителей с небольшой практикой советуем изначально предварительно собрать систему, как показано на рис. 4. Это позволит проверить как собственные навыки, так и качество используемых деталей и узлов.


Рис. 4. Схема сборки исходного усилителя

Правильно собранный усилитель должен сразу же исправно работать. Возможно, потребуется только подобрать (если усилитель вносит заметные искажения) номинал резистора, поляризующего базу транзистора, - в пределах, указанных в перечне деталей. После получения правильных результатов усилитель следует разобрать и снова собрать, на этот раз окончательно. Расположение элементов усилителя может быть совершенно произвольным, а сам усилитель удобнее всего разместить вместе с блоком питания внутри гитарного ящика.
   Ток, потребляемый от батареи, настолько мал, что даже без выключения его хватает на несколько месяцев. По истечении этого периода, независимо от того, использовался усилитель или нет, батарею следует заменить на новую.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

   В настоящее время мы рассмотрим вопрос об электрогитаре с точки зрения экономических аспектов, дав лишь окончательные выводы.

  1. У кого есть обычная (механическая) гитара, пусть ограничится ее модернизацией, добавив заводской звукосниматель. Ваше радио должно быть совместимо с такой гитарой. Самостоятельно собрать усилитель, даже совсем простой, дело не простое и не выгодное. Покупка дорогого усилителя заводского изготовления была бы тем более неоправданной.
  2. Те, у кого есть некоторая практическая подготовка в области радиотехники и есть элементы, которые можно использовать, такие как трансформаторы, громкоговорители, потенциометры или другие компоненты, могут построить усилитель даже для работы с обычной, «переделанной» гитарой.
  3. При работе с радиоприемником гитара не дает никаких экстраординарных эффектов - только то, что она вообще работает. Владелец хорошей заводской электрогитары должен ожидать от нее большего, а этого можно добиться только с правильным усилителем. Для такой гитары определенно стоит собрать усилитель, комплектующие которого стоят около нескольких сотен злотых. Если гитара - это не только временное "хобби", можно подумать и о покупке заводского усилителя, хотя он довольно дорогой (например, усилитель LUNA - цена около 3500 злотых).
  4. Тот, кто только думает о покупке электрогитары, не должен покупать обычную гитару, чтобы превратить ее в электрическую, хотя это и самое дешевое решение. Преобразование обычной гитары в электрическую должно быть интересно только тем, у кого такая гитара уже есть. В сумме (гитара и звукосниматель) это довольно существенные затраты, и в результате вы получаете только «заменитель» электрогитары. После первых эмоций она нас уже не удовлетворит. Тот, кто серьезно думает о гитаре, должен купить «настоящую» электрогитару, даже несмотря на то, что это довольно значительные расходы (более 3000 злотых).

ПРОСТОЙ ГИТАРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

   Самостоятельно собрать усилитель – даже самый простой – дело непростое, но, учитывая большой интерес, приводим описание такой схемы, ее принципиальную схему (рис. 5) и перечень компонентов. Он основан на легко достижимых элементах, поэтому сборка деталей не должна быть проблемой.


Рис. 5. Принципиальная схема простого усилителя низкой частоты

СПИСОК КОМПОНЕНТОВ

Резисторы

  • R1 - логарифмический потенциометр 0,5÷1,0МОм
  • R2 - 3÷6МОм/0,1÷0,5Вт
  • R3, R9 - 100÷200кОм/0,25÷0,5Вт
  • R4, R6 - линейный потенциометр 2,2 МОм
  • R5 - 1МОм/0,1÷0,5Вт
  • R7 - 150кОм/0,1÷0,5Вт
  • R8 - 1,2÷2кОм/0,1÷0,5Вт
  • R10 - 22÷51кОм/0,25÷0,5Вт
  • R11 - 0,47÷0,68МОм/0,1÷0,5Вт
  • R12 - 0,51÷1,5кОм/0,1÷0,5Вт
  • R13 - 10÷51кОм/0,1÷0,5Вт
  • R14 - 140÷160 Ом/1÷2Вт

Конденсаторы

  • C1, C7, C8 - стирофлекс 22÷50нФ/250÷500В
  • C2 - электролитический 20÷50мкФ/375÷500В
  • C3 - керамический 33пФ
  • C4 - керамика 680пФ
  • C5 - стирофлекс 27нФ/250÷500В
  • C6 - стирофлекс 3300пФ/250÷500В
  • C9 - электролитический 20÷50мкФ/8÷30В
  • C10 - керамика 2200пФ
  • C11, C12 - электролитический 2×20÷50мкФ/375÷500В

Электронные лампы

  • V1 - ECC83
  • V2 - EL84

Трансформеры

  • Tr1 - вывод (см. текст)
  • Tr2 - сеть (см. текст)

Другие предметы

  • Dł - фильтрующий дроссель любого типа (см. текст)
  • Pr - выпрямитель СПС-6Б-250-85 (или аналогичный)
  • W - сетевой выключатель (любого типа)

Кроме того, вам потребуются монтажные элементы, такие как патроны для электронных ламп, розетки, предохранитель, шнур питания, шасси и т.д.
   В качестве силового трансформатора можно использовать трансформатор от любого бытового приемника с громкоговорящей электронной лампой типа EL84 ("Татры", "Болеро", "Кариока", "Румба", "Соната" и др.). Любой, у кого есть соответствующие материалы, может изготовить этот трансформатор самостоятельно, руководствуясь следующими данными:

  • диаметр ядра: прибл. 8см2
  • первичная обмотка: 1150 витков провода Ø0,30÷0,35мм
  • вторичная обмотка: 1330 витков провода Ø0,20÷0,25мм
  • филаментная намотка; 38 витков провода Ø0,7÷1,0мм

   В качестве громкоговорящего (выходного) трансформатора может быть использован заводской трансформатор от любого бытового приемника с громкоговорящей электронной лампой типа ЭЛ84. Кто хотел бы сделать этот трансформатор самостоятельно, должен руководствоваться следующими данными:

  • диаметр ядра: прибл. 4см2
  • первичная обмотка: ок. 3000 витков провода Ø0,16÷0,25мм
  • вторичная обмотка: ок. 75 витков провода Ø0,6÷1,0мм

   В качестве дросселя можно использовать любой дроссель из проволоки не тоньше 0,15 мм. Это может быть дроссель от любого типа ресивера или телевизора, а также любой сетевой или громкоговорительный трансформатор.
   Ориентировочные данные для изготовления дросселя своими руками:

  • сечение жилы: около 2÷4см2
  • намотка: около 1000÷3000 витков провода диаметром Ø0,15÷0,25мм.

Конструкция и сборка усилителя

   Следующее описание сборки усилителя предназначено для менее продвинутых радиолюбителей. Это описание охватывает основные шаги, которые должны быть выполнены относительно подробно. Обращаем внимание на последовательность выполняемых работ; это один из лучших способов получить правильные результаты. Выполнив описанные действия и сразу же проверив собранный аппарат, вы избежите многих неприятных сюрпризов. Иной способ сборки всего этого могут себе позволить только действительно продвинутые радиолюбители, для которых найти неисправность или неисправный элемент самостоятельно не проблема.
   Сооружение усилителя следует начинать с основы из алюминиевого или оцинкованного листа толщиной около 0,5 мм. Пример расположения основных частей показан на рисунке 6. Сборку системы начинаем «с торца», то есть с блока питания, и выполняем ее постепенно, сразу проверяя работу части блока питания. система сделана.


Рис. 6. Пример расположения основных элементов усилителя (вид снизу на шасси)

   В случае, если правильные результаты этой проверки не получены, продолжать сборку абсолютно необходимо. Радиолюбитель, не имеющий должного опыта, совершенно беспомощен перед сборкой усилителя, который "играть не хочет" - и просто не знает, что делать. Чаще всего это заканчивается демонтажем усилителя.
   Итак собираем усилитель по следующему плану:

  • Изготовьте металлическую основу (шасси) и механически закрепите основные элементы аппарата, такие как: розетки для электронных ламп, сетевые и громкоговорящие трансформаторы, потенциометры, розетки, выключатели и т. д. Везде используйте винты с гайками. Установить сетевой шнур, собрать первичную цепь сетевого трансформатора с сетевым выключателем. Заканчивайте шнур сетевой вилкой.
  • Соберите схему нагрева электронных ламп V1 и V2 из двух скрученных достаточно толстых проводов в пластиковых матах. Эти кабели ведут вдоль опорной плиты от соответствующих выводов сетевого трансформатора к контактам 4 и 5 электронной лампы V2, а затем к электронной лампе V1. В основании электронной трубы один из нагревательных проводов присоединен к укороченным ножкам 4 и 5, а другой - к ножке 9.
  • Проверьте проделанную работу. Подсоедините шнур питания к сетевой розетке. Перед включением системы убедитесь, что ранее не использовавшиеся ослабленные провода сетевого трансформатора ни к чему не прикасаются. Включите систему с помощью выключателя питания. Поместите лампы ECC83 и EL84 в нужные места в гнезда для ламп. Нити накала трубок и катодов вскоре должны светиться, что легко наблюдать снаружи (если смотреть сверху или снизу трубки). Оставьте систему включенной на несколько минут, а затем выключите ее. Выньте шнур из розетки и вытащите трубки из гнезд.
  • Соберите блок питания, т.е. закрепите винтами выпрямитель (непосредственно на металлическом основании для отвода тепла), дроссель и электролитические конденсаторы. Подключите выпрямитель в соответствии с маркировкой на его корпусе: соедините выводы вторичной обмотки трансформатора с маленькими «шлангами», обозначающими переменное напряжение, контакты с маркировкой «+» с «плюсом» электролитического конденсатора, а контакты с маркировкой «-» со своим «минусом». Закрепите электролитические конденсаторы с помощью изолирующих шайб (рис. 7) так, чтобы их корпус не касался непосредственно основания. Оставшееся подключение выполните в соответствии со схемой принципиальной, т.е. соедините концы дросселя с конденсаторами.


Рис. 7. Установка электролитического конденсатора:
1 - гайка конденсатора, 2 - шайба изолирующая, 3 - шайба контактная, 4 - шасси, 5 - к шине заземления, 6 - к "+" выпрямителя

  • Проверить работу блока питания, временно включив две лампочки 220В/15Вт, подключенные последовательно к блоку питания (т.е. к полюсам электролитического конденсатора С11). После подключения системы к сети лампочки должны заметно светиться; в противном случае следует проверить правильность предыдущих манипуляций.
  • Выполняют так называемую заземляющую шину усилителя. Он представляет собой толстый медный провод диаметром около 1 ÷ 4 мм, соединяющий центральные штыри обоих ламповых разъемов. Этот провод (рис. 6) соединяется с основанием усилителя в точке P с помощью винта, гайки и контактной площадки. Рельс проходит свободным концом к электролитическим конденсаторам. «Минус» выпрямителя и провода, идущие от корпуса электролитического конденсатора, должны быть постоянно подключены к выполненной рейке, на этот раз постоянно.
       Кроме того, к рейке должен быть подключен контакт 9 трубки V1 (ECC83), т.е. один из проводов цепи накала. Без этого соединения усилитель не может нормально работать (сильный гул).
  • Установить элементы выходного каскада (электронная лампа EL84) до сетчатого резистора R11 лампы громкоговорителя включительно. Припаяйте резистор и конденсатор непосредственно к соответствующему основанию лампового патрона и к заземляющей шине. Трансформатор громкоговорителя соединяется с соответствующими ножками лампового патрона (согласно нумерации на схеме) монтажным кабелем в пластиковых оплетках, а концы его вторичной обмотки - с выходными гнездами усилителя. Эти розетки снабжены подходящими изолирующими шайбами, чтобы они не соприкасались с металлическим основанием. Их пока не соединяем с заземляющей шиной или резистором R13. Эти соединения мы будем делать только на этапе вывода сборки, о чем будет сказано далее в описании.
  • Проверить работу выходного каскада. Для этого поставьте обе лампы на свои места, подключите усилитель к сети и временно подключите выходные кабели электропроигрывателя к шине заземления и управляющей сетке лампы EL84. Во время воспроизведения пластинки из динамика должна быть слышна слабая, но четкая и чистая передача. При отключенном проигрывателе должен быть слышен только очень слабый, едва заметный шум.
       Для этих испытаний можно использовать громкоговоритель любого типа с сопротивлением звуковой катушки около 4 ÷ 15 Ом. Громкоговоритель подключается к выходным разъемам усилителя двухжильным кабелем со штекерами типа «банан». Если усилитель не работает, проверьте все соединения, сделанные на этом этапе, или замените лампу EL84.
  • Установите элементы второго каскада усиления (правый триод ECC83 на принципиальной схеме), т.е. резисторы R10, R9, R8 и конденсаторы С8 и С2. Сетка триода условно соединена с землей через резистор 0,1÷1МОм. Элементы, соединенные на принципиальной схеме с землей системы, разумеется, соединены с шиной заземления. Все кабели, соединяющие элементы этой ступени, должны быть короткими и отходить друг от друга и других элементов.
  • Подключите усилитель к сети, а электропроигрыватель подключите к земле и управляющей сетке триода. Через громкоговоритель должна быть слышна очень громкая и четкая передача - без искажений. Не вынимайте шнур из розетки, а выключите усилитель с помощью выключателя.
  • Временно подключите один выходной разъем усилителя к земле (рейке), а другой, через резистор R13, к катоду уже включенного в работу триода. Включите усилитель, внимательно слушая. Если после прогрева электронных камер вы слышите быстро нарастающий свист или вой, немедленно выключите усилитель. Эти симптомы означают, что наша система «возбудилась» в результате неправильного подключения ветвей обратной связи. Эта связь положительна в данном случае.
       Для устранения этого явления (свист, вой) измените способ подключения выходных розеток усилителя: отсоедините заземленную розетку от земли и подключите ее к катоду триода через резистор, а другую розетку заземлите. После этого переключения мы получаем отрицательную обратную связь и тогда усилитель не должен проявлять никаких признаков нестабильности после подключения к сети. Затем мы снова пытаемся записать граммофонную пластинку. Теперь программа должна звучать немного тише, чем во время предыдущей репетиции (без подключенной цепи отрицательной обратной связи), но определенно чище, мягче.
       Можно экспериментально доказать благотворное влияние соединения резистора выходного гнезда с катодом триода, прослушивая фрагменты пластины в обоих случаях, т.е. при включенной и выключенной цепи отрицательной обратной связи. Если результаты пока удовлетворительны, самая сложная часть работы уже позади.
  • Установите все остальные элементы усилителя, то есть регуляторы тембра и первый каскад усиления. Все соединения в этой части системы должны выполняться максимально короткими кабелями. Провод, идущий к среднему контакту потенциометра (от ламповой сетки через конденсатор), может быть дополнительно экранирован или покрыт небольшой пластиной, соединенной с землей системы. В противном случае может появиться легкий «гул», мешающий нормальной работе усилителя.

Запуск усилителя

   Усилитель, собранный строго в соответствии с приведенными выше указаниями, должен исправно работать сразу после завершения сборки. В первых попытках лучше оставить входные разъемы свободными, а к выходным разъемам подключить только громкоговоритель. После подключения системы к сети и прогрева трубок должен быть слышен легкий шум, исчезающий после поворота регулятора громкости «в ноль».
  Затем проверяем, что усилитель не склонен к колебаниям. Для этого крутим «во все стороны» одновременно три ручки усилителя: ручку регулировки громкости и две ручки тембра. Кроме упомянутого легкого гула не должно быть слышно никаких звуков (свист, рычание, стук и т.п.). При возникновении таких симптомов (что возможно, например, при неправильной, небрежной сборке) их можно устранить либо увеличением номинала резистора R10 примерно до 50÷60кОм, либо увеличением емкости электролитического конденсатора С2 - даже до 100 мкФ. Если он окажется неэффективным, можно попробовать использовать резистор в катодной цепи первого каскада усиления (левый триод лампы ЕСС83 на принципиальной схеме). До сих пор этот катод был напрямую соединен с шиной заземления. Резистор может иметь значение в диапазоне 500 ÷ 2000 Ом. При этом номинал сетчатого резистора этой лампы можно уменьшить с 5 МОм до 1 ÷ 2 МОм.
   Первые тесты с усилителем проводятся с помощью электрической вертушки, подключенной к входным разъемам. Затем проверяем работу всех регуляторов. Тот факт, что получаемая в настоящее время громкость передачи ненамного превышает предыдущую, объясняется тем, что усиление, вносимое первым каскадом, почти полностью теряется в системе регуляторов тембра, которые вносят значительное затухание сигналов.
   С усилителем может работать громкоговоритель с сопротивлением катушки 4 ÷ 8 Ом. Для тех, кому действительно важен хороший результат, мы рекомендуем использовать для усилителя комплект из четырех динамиков ГД18-13/2, соединенных последовательно-параллельно. Способ сборки и подключения громкоговорителей показан на рисунке 8.


Рис. 8. Комплект из 4 громкоговорителей ГД18-13/2:
а - принципиальная схема, б - подключение, обеспечивающее работу громкоговорителей в нужной фазе

Такой узел громкоговорителя имеет результирующее сопротивление около 5 Ом и общую мощность около 8 Вт. С описываемым усилителем, выходная мощность которого составляет около 3 ÷ 4 Вт, этот комплект будет хорошо работать, обеспечивая хорошее звучание даже в достаточно большом зале. Чувствительность усилителя подходит для использования со средним электрическим проигрывателем. Для работы с электрогитарой чувствительность может быть слишком низкой, поэтому следует использовать предусилитель на транзисторах, о котором мы уже упоминали.
   После настройки схемы гитара-усилитель-колонки делаем первые попытки - не без эмоций - Чувствительность усилителя можно предварительно настроить подбором номинала резистора R13. При меньшем резисторе чувствительность схемы снижается, при большем - увеличивается. Максимальная чувствительность системы возникает при полном отключении резистора R13 (максимальное сопротивление). Правильная чувствительность усилителя такова, что он полностью приводится в действие гитарой (проигрывателем) при почти крайнем максимальном положении потенциометра, регулирующего громкость программы. Если чувствительность усилителя окажется слишком высокой, даже при номинале резистора R13 около 10кОм (меньшие номиналы применять не следует), ее можно дополнительно уменьшить, подключив первый триод между катодом и массой резистора со значением между 500 ÷ 2000 Ом (на схеме этот катод напрямую связан с массой).
   В реальных условиях упомянутый выше «полный контроль» определить сложно, т.к. у нас нет эквивалентных измерительных приборов. Поэтому для полного контроля можно грубо принять настройку усилителя, при которой он работает на максимальной мощности, но без каких-либо заметных на слух искажений. Обратите внимание, что это справедливо только при загрузке усилителя комплектом динамиков, общая мощность которых превышает мощность усилителя. В тех случаях, когда усилитель нагружен громкоговорителем (громкоговорителем) слишком малой мощности, искажения возникают раньше, до полного раскачивания усилителя.

(продолжение в следующем выпуске)

Материал предоставлен Grzegorz Makarewicz, 'gsmok'