Привет, Хабр! Тем из нас, кто постарше и имели дело с электрогитарой, наверняка доводилось включать её в ламповый магнитофон или радиолу вместо специализированного усилителя. Последнего, скорее всего, просто не было в распоряжении и приходилось обходиться тем, что имелось в наличии.

Несмотря на совсем не гитарный громкоговоритель, нередко получалось звучание, не лишённое красоты, хотя и сильно отличавшееся от фирменного звука наших музыкальных кумиров.

Дело не только в лампах, но и в особенностях передаточной характеристики бытовой звуковоспроизводящей аппаратуры тех лет. И не только мы, но и зарубежные именитые музыканты играли через усилители магнитофонов, по мотивам которых созданы педали эффектов. Сегодня я соберу одну из них.

▍ Курица или яйцо?

«Теплота» лампового звучания — это не маркетинговый миф, а объективная реальность создаваемых электровакуумным триодом чётных гармоник входного сигнала, которые мы наблюдали на экране осциллографа. Эти нелинейные искажения воспринимаются на слух как приятные даже теми людьми, для которых ламповый проигрыватель или радиоприёмник не ассоциируется с уютом родительского дома.

Либо ламповая аппаратура просто приучила человечество воспринимать своё звучание как наилучшее. Ведь звёздные музыканты и профессиональные звукоинженеры мирового уровня до сих пор используют ламповое оборудование, и особенно, микрофонные предусилители.

Ламповые микрофоны, то есть, конденсаторные микрофоны с большой мембраной, встроенным ламповым предусилителем и выносным блоком питания, высоко востребованы до сих пор. Существуют и варианты по доступной цене, вроде the t.bone Retro Tube II.



Многие любители электрогитары также стремятся прикоснуться к лампе. Один из моих любимых усилителей — миниатюрный 20-ваттный Orange Micro Terror — представляет собой гибридный аналоговый вариант.



Входной каскад Orange MT20 выполнен на полевом транзисторе с управляющим переходом, предусиление осуществляется операционными усилителями, а за раскачку гитарного кабинета отвечает не усилитель класса D, как в более модерновых приборах, а классическая, «честно аналоговая» микросхема класса AB.

«Изюминкой» этой гибридной гитарной «головы» служит единственная лампа 12AX7 (ECC83), работающая при низком анодном напряжении 12 вольт. Именно этот двойной триод обеспечивает нужный характер перегруза и благозвучные тёплые гармоники.

▍ Лампа или цифра?

Ламповый усилитель реагирует на динамику гитарного звукоизвлечения более ярко, чем его полупроводниковые собратья. Поэтому лампа особенно востребована в среде блюзменов и рокеров, в отличие от джазменов и некоторых металлистов, предпочитающих извлекать ноты с математической точностью, вместо того, чтобы делать ставку на нюансы атаки звука как средство художественного выражения.

Тем не менее, разработчики цифровых моделирующих усилителей тоже не только не брезгуют лампой, а совсем наоборот. Например, серия моделирующих комбоусилителей VOX Valvetronix снабжена одноимённым предусилителем на всё том же двойном триоде, причём ещё и с двумя переключателями режима работы лампы.



А инженеры компании KORG, хорошо известной нам благодаря своим культовым синтезаторам, догадались использовать вакуумный люминесцентный индикатор в качестве усилительного триода.



Их разработка называется «NuTube» и весьма успешно применяется во многих усилителях и педалях, в том числе уже упомянутой фирмы VOX. Той самой, чьи усилители стали рабочими лошадками легендарной ливерпульской четвёрки The Beatles.

▍ Волшебный трансформатор

Ещё одна составляющая, характерная для классического электрогитарного звука, — это приближение магнитопроводов выходных трансформаторов усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) к состоянию насыщения.

В некоторых бутиковых педалях этот эффект воспроизводится в уменьшенном масштабе, путём использования реального маленького трансформатора. Примером может служить SCARLET TUNIC Analog amp emulator от ThorpyFx Ltd.



Эта педаль воспроизводит звучание редкого усилителя Selmer Treble and Bass 50, который использовался Сидом Барреттом в раннем творчестве Pink Floyd, а также легендарные тембры Hiwatt Custom 100 DR103 и VOX AC30.

Трансформатор здесь не преобразует сигнал в дифференциальный или наоборот, и используется не ради индуктивности, гальванической развязки или согласования сопротивлений либо уровней сигнала, а именно для того, чтобы имитировать насыщение магнитопровода оконечного каскада большого лампового усилителя.

При создании своего звучащего в духе Карлоса Сантаны насыщающегося овердрайва Silicon Steel инженеры Muir Audio Design также воспользовались реальным трансформатором.



А ещё они, наконец-то, предусмотрели регулировку яркости светодиода, индицирующего включение эффекта! Сколько десятилетий истории развития гитарных педалей потребовалось для того, чтобы додуматься до этой незаменимой опции?! Одним нужно, чтобы светодиод не слепил, а другим — чтобы его было отчётливо видно на ярко освещённой сцене. Простой подстроечный резистор разрешает это противоречие.

▍ Мультивибратор Ройера

Ещё насыщающиеся трансформаторы используются в блокинг-генераторах, которые мы рассматривали в статье про высоковольтные преобразователи, а также в мультивибраторах Ройера, на основе которых построены дешёвые электронные балласты для люминесцентных ламп и электронные трансформаторы для галогеновых светильников.

В простейшем варианте генератора Ройера используется трансформатор с двумя обмотками, каждая из которых снабжена отводом от середины. Увеличение тока в коллекторной полуобмотке любого из транзисторов приводит к росту тока его базы.


Когда магнитопровод входит в насыщение, резко падает индуктивность как коллекторных, так и базовых обмоток. Транзистор запирается, и начинается процесс открытия другого транзистора. Дроссель L1 предохраняет транзисторы от превышения коллекторного тока в моменты, когда индуктивная составляющая сопротивления обмоток снижается практически до нуля.

Такая однотрансформаторная схема годится для построения маломощных преобразователей с низким напряжением питания. В более серьёзных аппаратах используются два трансформатора — ненасыщающийся силовой и насыщающийся управляющий.

▍ Возвращаемся к магнитофонам

Итак, исторически в формировании электрогитарного звука, кроме кабинетов с громкоговорителями и микрофонами, принимали участие электронные лампы и трансформаторы. Кроме того, до появления на рынке цифровых рекордеров практически все гитаристы широко использовали магнитофоны.

Вдобавок к обычным магнитофонам самых разных уровней портативности, качества и ценовых категорий, существовали портастудии, позволявшие записывать на компакт-кассету четыре независимые дорожки для последующего микширования.



Такие устройства давали возможность воспроизводить одни дорожки, записывать другие и не затрагивать третьи. Как можно догадаться исходя из количества дорожек, компакт-кассета использовалась в качестве односторонней.

Если её перевернуть, запись зазвучит задом наперёд, что также иногда применялось в качестве художественного приёма, особенно в психоделическом роке. Конечно, при этом приходилось учитывать, что нумерация дорожек тоже переворачивается.

Ещё магнитофоны являлись основой для эффектов дилей и эхо, подмешивавших к входному сигналу один или несколько повторов с задержкой во времени.



В силу особенностей магнитофонных предусилителей, получались не просто звукозапись или эффект эха, но и некая «изюминка», придававшая гитарному звуку приятные нюансы.

Чтобы музыканту не приходилось носить с собой на сцену громоздкий и тяжёлый магнитофон, разработчики гитарных эффектов стали повторять схемы магнитофонных предусилителей в формате педали. Этим занимаются такие гиганты педалестроения, как Тони Кранк, Xotic Effects и Dunlop, а также бутиковые мастерские, среди которых стоит отметить FFX Pedals, GuitarSlinger Effects и Templodevices.



На педали «Reel Deal» от Templodevices можно увидеть переключатель скорости ленты, хотя никакой ленты и вообще никакой линии задержки в этом устройстве нет. Педаль представляет собой бустер, то есть предусилитель гитарного сигнала, и его схема основана на схемотехнике винтажных катушечных магнитофонов Revox.

В магнитофонах предусматривалась тонкомпенсация скорости движения плёнки, которая применительно к гитарному звуку выражается как обрезание басов и подъём средних или высоких частот, в зависимости от положения переключателя скорости.

Винтажным гитарным усилителям было свойственно захлёбываться на басах при перегрузе, отчего вместо выразительного блюзового овердрайва или небесно-певучего звучания соло получался первобытно грубый фузз. Причём последний зачастую начинал происходить уже при лёгком перегрузе, который гурманы гитарного звука называют «edge of breakup».

Именно поэтому гитаристам настолько понадобились бустеры, позволяющие не просто перегрузить ламповый усилитель, но перегрузить его правильно. И так сложилось, что магнитофонные предусилители прекрасно для этого подошли.

Винтажные гитарные усилители не имели петли эффектов, то есть, разрыва между секцией предварительного усиления и УМЗЧ, куда современные гитаристы чаще всего включают эффекты временной задержки — дилеи и ревербераторы.

Удивляться здесь нечему, ведь эти усилители изначально строились не для перегруза, а для получения максимально чистого звучания на большой громкости. А петля эффектов нужна именно затем, чтобы осуществлять временну́ю задержку и послезвучание после секции перегруза, избегая «недогруженных» повторов, поскольку последние имеют более низкую амплитуду, чем исходный сигнал.

Поэтому гитарист включал магнитофон или дилей между электрогитарой и входом усилителя. Получался желаемый звук. Но если убрать магнитофонный усилитель из этой цепи, «волшебство» исчезало.

К счастью, плёночные дилеи Maestro Echoplex предусматривали входы для педальных переключателей, позволявших отключать эффект задержки, при этом продолжая пропускать гитарный сигнал через магнитофонный предусилитель.



Наверное, именно поэтому именно эти аппараты стали, пожалуй, самыми любимыми среди гитаристов. Причём звучание транзисторного Echoplex EP-3 оказалось ничуть не хуже, чем у его лампового предшественника EP-2. Потому что здесь усилительный элемент осуществляет не перегруз или динамический отклик, а коррекцию амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) гитарного сигнала.

Так, коррекция АЧХ, изначально предназначенная для компенсации особенностей магнитной ленты и лентопротяжного механизма, помогла гитаристам в развитии звучания своих инструментов и вдохновила на новые творческие свершения, ставшие бессмертными мировыми хитами и стандартом звучания электрогитары.

▍ Собираем и слушаем

На видео мы можем послушать, как звучит мой клон педали Xotic Effects EP Booster, собранный из конструктора от фирмы WELL.


Схема педали содержит всего два транзистора, один из которых биполярный и служит просто выходным эмиттерным повторителем.



Весь усилитель построен на одном полевом транзисторе с управляющим переходом. Переключатель SW1 изменяет ёмкость RC-фильтра в цепи истока, а переменный резистор — его сопротивление, регулируя таким способом и коэффициент усиления, и амплитудно-частотную характеристику.

В левом по схеме положении SW1 граничная частота этой цепочки изменяется от нуля до полутора килогерц, а в правом — от полутора герц до 16 кГц.

В верхнем положении SW2 C4 и R6 образуют пассивный фильтр верхних частот (ФВЧ) с частотой среза 16 Гц, а R6 и С9 — фильтр нижних частот (ФНЧ), имеющий граничную частоту 48 кГц, лежащую за пределами диапазона слышимых звуков. Таким образом, получается требл-бустер, то есть, предусилитель с подчёркиванием верхних частот.

Зато в нижнем положении SW2 частота среза ФВЧ составляет 1 Гц, а ФНЧ — 3 кГц. В совокупности с фильтром в цепи истока транзистора получается мид-бустер, подчёркивающий средние частоты.

Всё это действительно позволяет украсить звучание как чистого, так и перегруженного канала усилителя. Мне очень понравилась эта простая педаль с единственным регулятором и двумя переключателями, которые было бы целесообразно вынести на лицевую панель, а не прятать под крышкой.

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?