Да и материальных затрат потребуется совсем немного. Собственно, все они на картинке.
Привет, Хабр! Электрогитарная ламповая голова или комбик слишком громкие для комнаты? — Не беда! Соберём аттенюатор. Мотать катушки не придётся: как оказалось, готовая намотка с нужными параметрами как раз есть в продаже!
и он в принципе работает, но недостаточно сильно снижает мощность и несколько портит звук. Дело в том, что выходной трансформатор лампового гитарного усилителя должен быть нагружен на динамик, а простейший аттенюатор нагружает его на резисторы.
Динамик, или по-научному громкоговорящая динамическая головка прямого излучения, — это катушка индуктивности со звукоизлучающей мембраной, — диффузором, — на упругом подвесе, движущаяся вдоль ферромагнитного сердечника (керна) в поле сильного постоянного магнита. Это индуктивно-механическая система, имеющая свою амплитудно-частотную характеристику, которая сильно отличается от резистора.
И если широкополосные громкоговорители и многополосные акустические системы с несколькими динамиками строят так, чтобы характеристика была как можно более линейна, то инструментальные гитарные динамики совсем наоборот.
У акустической гитары, как и у скрипки или виолончели, имеется резонаторный ящик, а у электрогитары деревянная конструкция из деки и грифа является только первичным фильтром гармоник колебаний струны.
Они снимаются электромагнитными датчиками, далее сигнал поступает в предусилитель с темброблоком, оконечный усилитель, затем кабинет, то есть, инструментальную колонку со специальным гитарным динамиком, которых может быть один или несколько, и снимается микрофоном.
Причём от микрофона и его положения звук тоже очень сильно зависит. В аналоговых и цифровых кабсимах, — симуляторах кабинетов, — это учитывается. А при студийной записи звук зачастую снимается несколькими микрофонами, разными и по-разному расположенными, реально либо виртуально.
Все электрогитары и педали эффектов («примочки») рассчитаны на игру в усилитель и кабинет, либо их симуляцию, которая встроена в некоторые педали. А гитара в линейный вход звуковоспроизводящего усилителя или звуковой карты, или Zoom 505 в линию, звучит убого и некрасиво, что даже стало мемами.
Итак, правильный аттенюатор должен не только превращать в тепло часть мощности, поступающей с выходного трансформатора, чтобы при нужном музыканту уровне раскачки оконечного усилителя громкость кабинета была приемлемой, но и нагружать выходной трансформатор так же, как нагружает динамик.
Схема Виктора Кемпфа из AMT Electronics
Здесь оконечный усилитель нагружен на последовательное соединение резистора 8 Ом, катушки индуктивности и резонансного колебательного контура. Параллельно этой нагрузке включен делитель, после которого громкоговорителю достаётся одна сотая мощности, то есть, ослабление равняется 20 децибелам.
Колебательный контур создаёт низкочастотный резонанс на 100 герцах, а последовательная индуктивность увеличивает комплексное сопротивление на частотах выше 400 Гц, что неплохо имитирует кабинет 4x12 с динамиками Celestion Vintage 30.
Последовательное соединение индуктивностей
Маленькую катушку 680 микрогенри я составлю из последовательного соединения двух покупных, по 220 и 470 мкГн. Они с сердечниками, и это не идеальное решение, так как магнитная проницаемость сердечника зависит от индукции поля. Соответственно индуктивность катушки зависит от силы протекающего через неё тока. Но для данного случая это приемлемый компромисс.
Для большой катушки я купила вот такую намотку: 84 метра обмоточного эмаль-провода ПЭТВ-2 диаметром 0.4 мм и массой 100 граммов. Длина намотки 37 мм, диаметр каркаса 25 мм. Намотано очень аккуратно, виток к витку.
Расчёт катушки индуктивности
Вводим эти данные в онлайн-калькулятор многослойной катушки без сердечника, и вот оно, чудо! Получаем 12 миллигенри, при которых резонанс контура будет не 100 Гц, как у Vintage 30, а 75 Гц, как у Celestion Greenback. Это как раз мой любимый динамик. Мотать ничего не надо, просто купила в Проконтакте готовую катушку, и все остальные необходимые детали!
Но на сайте guitar.ru, где я нашла схему аттенюатора, согласно которой приобрела детали, схема оказалась старой. В оригинальной статье на сайте АМТ приведена улучшенная схема, в которой R4 не 8, а 7.5 Ом, и добавлен R3 0.5 Ом. Там же приведены формулы для расчёта других аттенюаторов с нужными характеристиками.
Как скорректировать сопротивление резистора
Чтобы сделать из восьми Ом семь с половиной, нужно параллельно им включить 120 Ом: 1/8 + 1/120 = 1/7.5. Резистора на 0.5 Ом у меня не оказалось, но есть два по 1 Ом. Их последовательное соединение дало бы 2 ома, а параллельное — нужные нам 0.5. Все компоненты в наличии, можно собирать аттенюатор.
Вариант конструктивного исполнения
Итак, все детали смонтированы на макетной плате, гнёзда и тумблер закреплены в подходящем корпусе от блока питания. Осталось припаять три провода: вход аттенюатора, его выход и общий, закрыть корпус, и можно приступить к испытаниям.
Бумажку с катушки я всё-таки сняла, и обмотала обмотку скотчем, чтобы витки не болтались. Закреплена катушка кусками проволоки через аккуратно просверленные отверстия в краях фланца.
Те компоненты, что взяла я, достаточны для 15-ваттного усилителя, а для более мощных следует намотать катушки более толстым обмоточным проводом и взять более мощные резисторы.
Оба моих ламповых усилителя, голова EVH 5150 III LBX, что значит ланчбокс, и комбик Harley-Benton Tube15, 15-ваттные, и используются в режиме пониженной мощности. У Fender Eddie Van Halen он обозначен как три с половиной ватта, у Harley-Benton 1 ватт. При этом положении переключателя на оконечный усилитель мощности поступает пониженное анодное напряжение. Но даже в таком режиме гитарные ламповые усилители так орут, что аттенюатор очень пригодится.
Испытаем прибор в деле
Аттенюатор готов, можно его опробовать. Возьму Squier Mustang с двумя стоковыми хамбакерами, играть буду на нековом датчике в лупер, затем этот сигнал пойдёт в два уже упомянутых усилителя, — Харлей-Бентон и красный канал 5150, два аттенюатора, — старый резистивный и этот новый, а также без аттенюатора в три кабинета: Tube 15, в котором я заменила динамик на Гринбек и сделала к нему вход для подключения внешнего усилителя, кабинет из корпуса от моделирующего комбика Fender Mustang II старой версии, с его стоковым чёрным 12" динамиком без маркировки, и в 8-дюймовый кабинет Orange PPC 108 c динамиком Voice of the world.
Лупер Ammoon Pock Loop довольно продвинутый, имеет энергонезависимую память на 11 петель до 30 минут каждая, всего 330 минут, возможность неограниченной записи поверх петли и отмены последнего наложения, экспорта и импорта звуковых файлов по microUSB. В общем, могучий и очень доступный инструмент для всех имеющих дело со звуком и музыкой.
Снимать звук с кабинетов буду микрофоном T.bone MB 75. Это аналог Shure SM57, производимый в Китае с немецким контролем качества для всеми любимого магазина Thomann. Весит много, свою функцию выполняет на отлично. Аудиоинтерфейс у меня Presonus AudioBox USB 96, юбилейное издание к 25-летию производителя.
Положение микрофона на каждом из кабинетов будет видно на экране, регуляторы на усилителях, кроме громкости, также остаются в одном положении на протяжении всего теста. Итак, слушаем и смотрим графики частотного спектра.
Выводы и перспективы
Напишите в комментариях, что вы услышали. (Всесторонняя критика приветствуется!) Лично на мой вкус, старый резистивный аттенюатор делает звук немного беднее, тогда как новый аттенюатор с имитацией комплексного сопротивления и резонанса динамика обогащает и привносит свои краски. Особенно это заметно на двух динамиках, которые не Celestion. Хотя звучание Гринбека без аттенюатора мне нравится больше, чем с ним.
Ещё заметно, что Greenback сильно компрессирует звук, тогда, как и Fender и Orange раскрывают динамический диапазон сигнала усилителя. В звучании динамика Fender слышится оттенок фендеровского «стекла», как и должно быть.
Ведь звук электрогитары формируется и деревом и прочими материалами, из которых она изготовлена, и звукоснимателями, усилителем, кабинетом, микрофонами и их расположением.
Какие шаги нужно сделать для улучшения звука от того, что мы только что слышали до того, который и мне, и слушателям больше понравится? — См. предыдущий абзац.
- Привести звукосниматели в соответствие дереву инструмента, его строю и тому тону, или саунду, или по-русски тембру и звучанию, которые предполагаются художественным замыслом.
- Использовать не один, а пару разных микрофонов, найдя их наилучшее положение.
- И «раскачать» усилитель мощности до оптимального уровня, что введёт лампы и трансформатор в наиболее «сладкозвучный», в контексте всего сетапа, режим.
Всем этим в дальнейшем займусь по порядку, и разумеется, поделюсь с читателями и зрителями.
Комментарии (26)
REPISOT
14.10.2021 11:46+4Электрогитарная ламповая голова или комбик слишком громкие для комнаты? — Не беда! Соберём аттенюатор.
Может, я чего-то не понимаю, но почему не убавить громкость? Ведь регулятор перегруза и регулятор громкости — разные регуляторы.
balamutang
14.10.2021 12:02+2Громкость в ламповом комбе это не просто громкость, это еще и искажения, за которые лампу и любят. В общем аттенюатор нужен если дома играешь и не хочешь чтоб соседи ругались
REPISOT
14.10.2021 14:28Посмотрел схемы Маршалов и Фендеров ламповых. Отдельно регулировка перегруза, отдельно громкости. У Harley Benton TUBE15, судя по фото, тоже есть отдельная ручка Gain и Volume.
TubeAmpCat Автор
14.10.2021 14:48+4Именно так. И тем не менее, профессионалы и любители широко используют аттенюаторы.
Во-первых, без аттенюатора ловить и регулировать комнатную громкость на TUBE15 означает микроскопические углы поворота регулятора. Во вторых, в таком положении регулятора искажается частотная характеристика. (EVH LBX сделан более продвинуто, там комнатная громкость - когда регулятор Volume на нуле, и тембр при этом приемлемый).
Во-вторых, ламповый гитарный звук - это ещё и перегруз выходных ламп, и насыщение оконечного трансформатора.
Мне тоже когда-то казалось, что все эти "тупые электропечки" на выход усилителя и последовательное включение темброблоков, "делающих почти одно и то же", - это беснования от невежества музыкантов в электронике и их маркетинговое воспевание. Со временем пришли личный опыт и понимание материальной природы всех этих явлений в естественнонаучной картине мира.
Цифровые модели гитарных усилителей, эффектов и громкоговорителей с кабинетами, (а ныне моделируют и звукосниматели, и корпуса гитар), - это модели не идеализированных сферических эффектов в вакууме, а некие приближения к реальным исторически существующим объектам, с помощью которых создавалась и создаётся инструментальная музыка.
boogiedimik
14.10.2021 23:31да, а еще половина гитарного звука - это динамики и кабинет. причем один и тот же усилитель в условную коробку от orange с винтажами 4x12 и 1х12 - совершенно разные усилители. причем, по моему опыту, для меня лично влияние кабинета куда существеннее усилителя (по большей части только степень раскачки оконечника ощутимо влияет на восприятие кручения ручек)
der_leiter
14.10.2021 23:31Мне вообще показалось очень странной идея совместить аттенюатор со спикерсимулятором чтобы отдать сигнал на реальный гитарный динамик. Такие схемы обычно юзают только для отдачи сигнала на микшерный пульт когда других вариантов нет.
TubeAmpCat Автор
14.10.2021 23:32Это симуляция импеданса динамика, чтобы выходной трансформатор был правильно нагружен.
a97
16.10.2021 01:58А где симуляция спектральной чувствительности уха при разных уровнях громкости
Кривая Флетчера-Мэнсона
TubeAmpCat Автор
16.10.2021 12:14Это делается уже в аудиосистемах тонкомпенсированными регуляторами громкости. Инструментальные усилители и громкоговорители предназначены не для воспроизведения звука, для создания музыки: мониторинга звука музыкантом и записи инструментальных дорожек.
Тем не менее, тонкомпенсированные регуляторы громкости встречаются в гитарных усилителях, педалях эффектов и самих гитарах.
a97
16.10.2021 19:55+1Так я о мониторинге и говорю, усилитель и разнообразные приставки насыщают звук кучей искажений, снижая громкость вашим аттенюатором вы получите совсем другую звуковую картину. Честно говоря я думал, что цель - получить близкое звучание при гораздо меньшей громкости.
TubeAmpCat Автор
16.10.2021 21:02Снижение громкости аттенюатором с имитацией импеданса динамика даёт более близкое звучание, чем ослабление сигнала на входе усилителя мощности.
Аттенюатор тоже искажает. Цель опыта, видео и статьи - как раз услышать и увидеть на графике частотного спектра, как и насколько.
Kostoprav-inside
15.10.2021 11:37+1Громкость штука такая… чуть тронул и уже орёт на 9 этажей вверх вниз)
Я вовсе сделал подобную нагрузку но с линейным выходом в звуковую карту (если упрощенно то R1 и R2 на этой схеме у меня в килоомах ) там программый спикерсимулятор и на наушники. и лампа и наушники)TubeAmpCat Автор
15.10.2021 15:38+1Странно, что до сих пор никто не порекомендовал многооборотный потенциометр или двойной регулятор грубо-точно. Что эффект, конечно, даст, да не тот.
Kostoprav-inside
15.10.2021 15:47+1А мегаомные многооборотники да чтобы ручку стандартную насадить разве есть? Интересная идея поищу такой)
Пока спасаюсь переключением режимов триод/пентодTubeAmpCat Автор
15.10.2021 16:05+1Проще всего включить мегаомный резистор последовательно с входом регулятора громкости и закорачивать его тумблером.
vasyaa747
14.10.2021 13:59+1В ряду цифр для номиналов радиоэлементов (Е24) нет числа 8, а есть 7,5 и 8,2. Поэтому и номинал резистора в 8 Ом был заменён на не самый ближайший в ряду, но более доступный. Резистор 7,5 Ом можно было купить готовый, нужной мощности, а не подбирать, комбинируя разные соединения. А вот ровно 8 Ом только так и можно получить. Либо вымерять по длине высокоомный провод, типа нихрома. Но это внесёт дополнительную индуктивность. Что потребует коррекции в расчётах.
TubeAmpCat Автор
14.10.2021 14:00В новой схеме добавлен последовательный резистор R3 0.5 Ом, потому сопротивление R4 снижено на ту же величину.
courser
14.10.2021 14:15+1Небольшой лайвхак - нестандартные сопротивления на металлоксидных и подобных плёночных резисторах можно получить слегка подтачивая резистор более низкого сопротивления мелким бруском, алмазным надфилем или красным ластиком для точной подгонки.
Лучше всего подгоняются как раз низкоомные, где нет или мало спиральной нарезки.
VT100
14.10.2021 21:09Катушечки 220+470 — не мелковаты-ли по габаритам? Вангую, что они (как минимум — 470-я) насыщаются на пиках и 680 мкГн обращаются в тыкву…
А если пойтив дуркудальше — то надо эмулировать и противоЭДС динамика, вызываемую инерцией его подвижной системы.TubeAmpCat Автор
14.10.2021 23:32Мелковаты, но используются на небольшую мощность.
VT100
15.10.2021 08:30Эм-м-м… "Пчёлы против мёда"?
P.S. Резистор 0,5 Ом — в общей цепи с выходным делителем. Так что 8-0,5 ≠ 7,5.
В новой схеме добавлен последовательный резистор R3 0.5 Ом, потому сопротивление R4 снижено на ту же величину.
TubeAmpCat Автор
15.10.2021 11:20Верно, не равно. Так сделано, чтобы лучше имитировать реальный динамик.
Daddy_Cool
15.10.2021 01:15+1Ох, про аттенюатор по схеме В. Кемпфа целую статью забабахали… По моему тема/схема настолько обсосана на других ресурсах, что… Ну ладно, это так, ворчание.
У меня Yerasov Boggart-30, и на полную громкость я его не включал ни разу. Страшно просто. на четверти возможно очень громко играть в квартире, на половинной — слышно на весь этаж. (Усилок купил по случаю, хотел лампу и попался этот — я тяжелую музыку не очень жалую, но с этим усилком трудно не начать играть злобный metal — звучит очень вкусно).
Собрал аттенюатор по схеме В. Кемпфа, получилось отлично.
Катушки наматывал сам на токарном станке, есть вот такая программа — счетчик импульсов магнитного поля. Magnetic Counter play.google.com/store/apps/details?id=lt.magneticcounter&hl=en_CA&gl=US. На патрон станка примагничивается магнитик, кладется телефон, станок вращается — импульсы-обороты считаются.
Получилась вот такая штуковина, надо бы винты поменять на красиво-чОрные.Фото аттенюатора
Тембр меняется еле заметно, становится чуток менее злым, но на самом деле сравнение некорректное — сравнивать на одной громкости трудно. По идее можно вмонтировать в сам усилок — благо места там хватает, но хотелось отдельную коробочку и в секретных подвалах лаборатории нашелся алюминиевый корпус который был загрунтован и покрашен из баллончика. Как красиво (и дешево) нанести надписи я пока не знаю. Буквы-цифры распечатал на пленке-самоклейке, получилось не очень ровно и пленка не особо красиво блестит. Вариант вырезать надписи (неглубоко) на ЧПУ (он есть) и как-то затереть краской еще не пробовал. Всякая УФ-печать — штучные заказы дорогие.TubeAmpCat Автор
15.10.2021 02:22Красота у вас получилась! Насчёт плёнки, - когда-то и
ФеанорФендер плёнкой логотип наСильмарильперо грифа наносил. Есть в ней своя эстетика.Пробовала переносить надписи и графику ЛУТом на голый алюминий и какую-то эмаль по стали. После обработки лаком Пластик-71 меловой слой становится прозрачным, и надпись проявляется. Но действовать лаком надо осторожно, чтобы не смыть сам тонер.
Daddy_Cool
15.10.2021 02:40+1Ага. ЛУТом надо попробовать. Буду усилок делать (точнее сам усилок уже собран, нужно корпус сделать ) — попробую. Тоже задача — чтоб хорошо и дешево. Дно, лицевую панель и заднюю вырезать просто, а вот верх… проще всего взять согнуть лист и получить крышку, (как многие производители делают) но аккуратно без станка не сделать, а заказывать смысла нет — понятие «минимальный заказ» не радует. Собирать из шести стенок — люфты, погрешности, и т.п…
Javian
офф Спойлер: В видео важную роль играет какая-то плюшевая выхухоль, иногда занимая почти все поле зрения камеры. :)