Гитарный усилитель

Материал из GuitarWiki
Перейти к: навигация, поиск

Гитарный усилитель - это целая система устройств, общая цель функционирования которой является формирование звука электрогитары.

История

Первые музыкальные усилители были изобретены для усиления звука гитары. Самые ранние примеры подобных устройств относятся к началу 1930-х годов, когда появление электролитических конденсаторов и выпрямительных ламп позволило построить экономичный встроенный блок питания с питанием от сети переменного тока. В результате переносные усилители на электронных лампах перестали зависеть от тяжелых и неудобных наборов батарей питания. Изначально гитарные усилители применялись для усиления звука акустических гитар. Электронное усиление гитары получило распространие в 1930-х и 1940-х годах на волне популярности гавайской музыки, в которой широко применялась усиленная гавайская гитара.

Управление тембром в ранних гитарных усилителях было очень простым и в основном заключалось в усилении высокочастоной компоненты звука. Однако ранняя схемотехника, несовершенные громкоговорители и низкая мощность (менее 15 ватт вплоть до середины 1950-х годов) первых усилителей не позволяла качественно воспроизводить верхнюю и нижнюю часть звукового спектра. Лучшие модели тех времен также содержали эффекты, например пружинный ревербератор или электронное тремоло. В ранних усилителях фирмы Fender тремоло обозначалось как «вибрато», а рычаг вибрации на гитаре «Стратокастер» назывался (и называется до сих пор) «рычаг тремоло».

В 1960-х годах гитаристы экспериментировали с искажениями звука, преднамеренно перегружая свои усилители. Гитарист группы «Кинкс» Дэйв Дэвис получал эффект перегруза, подключая выход одного усилителя ко входу другого — способ, который разработчики усилителей даже не могли себе представить. Позже большинство гитарных усилителей стали комплектоваться специальным перегружаемым предусилителем, а также были придуманы педали эффектов и прочее оборудование для безопасного и надежного получения таких звуков. Сегодня искаженное звучание стало неотъемлемой частью многих стилей игры на электрогитаре.

Особенности гитарного усилителя

Зачастую понятие гитарного усилителя путают с понятием аудио усилителя, целью которого является именно усиление звукового сигнала без придания ему какой-либо окраски. Необходимо четко понимать, что конечное звучание электрогитары есть результат многих факторов - из которых основными являются свойства самой электрогитары и характеристики гитарного усилителя.

Разумеется, помимо формирования характера звучания, гитарный усилитель влияет и на громкость звучания электрогитары. Однако, усиление звучания электрогитары является лишь побочной дополнительной фунцией гитарного усилителя. Главная цель гитарного усилителя - формирование звука электрогитары. Исходя из этой задачи, на свете существует множество самых разных гитарных усилителей, которые придают самые разные окраски звучанию электрогитары.

Составные части гитарного усилителя

Как было сказано выше, гитарный усилитель (guitar amp, guitar amplifier) - это целая система. Она состоит из следующих компонентов:

Порядок коммутации этих компонентов системы следующий: электрогитара - предусилитель - оконечник - кабинет. Каждый (!!!) из трех компонентов системы оказывает влияние на конечный результат звучания электрогитары.

Предусилитель

Определение термина "Предусилитель"

Предусилитель (предварительный усилитель, также называемый как преамп (от англ. preamp)) - это прибор, задачей которого является усиление сигнала со слабого уровня, до линейного (до уровня около 0,5-1,5 вольт). Т.е. до уровня, который является приемлемым для нормального усиления с помощью усилителей мощности (оконечных усилителей, оконечников). Источниками сигналов для предусилителя, у которых слабый выходной сигнал, как правило являются: микрофоны, звукосниматели виниловых проигрывателей, инструментальные (в т.ч. гитарные) звукосниматели. Предусилители участвуют в выработке стандарта единого уровня сигналов для различных источников таким образом (т.е. стандарта линейного уровня), чтобы приобретя любой усилитель мощности, к нему можно было бы подключить любой источник сигнала, при необходимости используя преамп. Кроме предварительного усиления предусилитель также немного окрашивает тембрально звук. С этим "недостатком" активно борются в звуковоспроизводящей аппаратуре (достижение линейности усилителей и минимума искажений), но в то же время, в области гитарного звука, это основное свойство, которое используется для формирования звука электрогитары.

Гитарный предусилитель

В области гитарного звука предусилитель - один из основных звукоформирующих элементов оборудования гитариста, и также как и обычный предусилитель, усиливает сигнал со слабого уровня звукоснимателя до линейного уровня. Как известно, электрогитара даже без эффекта дисторшн имеет свой, легко узнаваемый звук. Особенность предусилителей придавать изначальному звуку дополнительные тембровые, звуковые окраски используется как главное свойство, преобразующее голый сигнал гитары с звукоснимателя в узнаваемое и типичное гитарное звучание. При этом гитарные предусилители имеют свои схематические, конструкционные особенности используемые для получения именно "гитарных окрасок". Для получения от них большего количества вариантов звука большинство имеют дополнительные регулировки такие как ручки тембра - регулировки усиления/уменьшения высоких, низких, средних частот.

Кроме обычной тембровой окраски звука, предусилитель используется для получения кардинально нового звучания используя еще одно свойство усиливающей аппаратуры - перегрузка некоторых его внутренних узлов. Фактически многие предварительные усилители специально конструируются так, чтобы в них была возможность включать режим перегрузки этих компонентов. За счет этого получается перегруженное, тяжелое, "хрипящее" и другие подобные виды звучания электрогитары (дисторшн, овердрайв, кранч, фуз). Вид звучания, который вы получите от данного режима зависит уже непосредственно от модели самого предусилителя. Некоторые позволяют получить лишь слабый перегруз или как говорят - подгруз. Другие выдают крайне "экстремальное" звучание. Кроме степени перегруженности предусилители также различаются характером звучания этого перегруза, что отчасти обусловлено тембровыми окрасками, упомянутыми выше.

Виды исполнения

Предусилители бывают разного исполнения. Некоторые выполнены в самостоятельном виде как отдельное устройство. Другие входят в состав другого гитарного аппарата, такого как гитарный комбик (combo), или "голова" (head).

Предусилители могут быть изготовлены на основе ламповых схем, полупроводниковых схем либо цифровых алгоритмов. Возможны форматы исполнения предусилителей - рэковый, напольный, настольный. Предусилители бывают одноканальными, либо двух/трех и более "канальными". Каждый канал имеет собственное отличное от других звучание.

В качестве примера популярных предусилителей можно привести: рэковые ADA MP-1, Marshall JMP-1, Mesa/Boogie TriAxis и напольный Hughes & Kettner TubeMan.


Оконечный усилитель

Оконечный усилитель - он же "оконечник", "усилитель мощности", "мощник" (power amp, power amplifier) - выходной каскад гитарного усилителя.

Оконечник оказывает меньше влияние на формирование конечного звука электрогитары, чем предусилитель, но оно (это влияние) достаточно заметно. Подобно предусилителю оконечник может быть выполнен либо на основе ламповой схемы, либо на основе транзисторной схемы. Оконечники могут различаться мощностью (10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 100 ватт и т.д.).


Кабинет

Кабинет представляет собой акустическую систему (колонку) состоящюю из одного или нескольких (чаще всего 2 или 4) специальных гитарных динамика в акустическом оформлении - корпусе. Тип, количество, размер динамиков и вариант акустического оформления (открытый, закрытый или закрытый с фазоинвертором) определяется назначением кабинета. Например, для бас гитары популярен кабинет 1*15" с дополнительной "пищалкой"( высокочастотным динамиком) и оформлением типа фазоинвертор. Для соло гитары популярны кабинеты 1*12" в открытом оформлении или 4*12" в закрытом.

Виды гитарных усилителей

Все три компонента системы гитарного усилителя существуют как отдельные компоненты, так и в виде приборов объединяющих в себе два, либо три компонента системы:

  • Комбоусилитель, он же "комбо", "комбик" (combo) - это прибор, который объединяет в себе все три компонента системы (предусилитель, оконечник, кабинет)
  • Стэк (stack) - это система из кабинета и усилителя типа "голова" (head), в котором объединены предусилитель и оконечник.

У каждой гитарной системы есть свои преимущества и есть свои недостатки.

В случае с системой состоящей из отдельных предусилителя, оконечника и кабинета - гитарист получает возможность комбинировать разные составляющие системы и как следствие получать больше вариантов звучания.

В случае с системой типа "стэк", возможности комбинирования сокращаются, поскольку нет возможности изменять сочетания оконечника и предусилителя.

И, наконец, в случае системы типа "комбо", вы исключаете возможность комбинирования компонентов системы. Но при этом вы получаете преимущества при коммутации системы. В виду своей простоты и относительно меньшей стоимости, системы типа "комбо" имеют наибольшее распространение среди гитаристов.

... Во всех случая имеются комбинировать "пред" "оконечник" и "кабинет". На всех серьезных (и на большинстве бюджетных) "головах" и комбиков на задней панели есть петля FX SEND RETURN (посыл возврат) между предом и оконечником. На комбиках с динамиком 12" выход с усилителя мощности выполнен точно же как и в решении "голова". Т.е. имеется возможность отключить. В менее мощных комбиках с динамиком меньше 12" может отсутствовать или ограничена возможность комбинирования.

Гитарный усилитель и микрофон

Снятие звука микрофоном

Микрофон в игре на электрогитаре используется для снятия звука с динамика (в виде кабинета или комбика). "Снятый" звук отправляется либо на записывающее устройство, либо в зал через концертный усилитель мощности. Последний вариант на техническом жаргоне называется "подзвучкой усилителя с помощью микрофона", или просто "подзвучкой",

Это делается по нескольким причинам:

  • мощности гитарного усилителя, как правило, не хватает для покрытия данного объема зала;
  • гитарные динамики имеют узкий "луч" звука. Динамик звучит хорошо только в определенных направлениях, чаще всего это "прямо вперед". Если место для выступления большое и с широкой сценой, звук от кабинета (или комбика) будет хорошо слышен только тем зрителям, которые стоят напротив него. Для того, чтобы охватить всех зрителей в зале, звук снимают с динамика микрофоном и "разводят по панораме" на весь зал, стадион, площадь.

Принцип работы гитарного усилителя

Amplifier 01.gif
Amplifier 02.gif

На диаграмме справа представлена принципиальная схема простейшего усилителя на лампе типа "триод".

Принцип усиления заключается в том, что изменения напряжения в левой части схемы между катодом и сеткой приводит к изменениям силы тока в правой части схемы межу катодом и анодом. Маленькое изменение напряжения вызывает большое изменение тока.

Зависимость анодного тока от сеточного напряжения является специфической характеристикой, "паспортом" лампы. Чем круче кривая зависимости анодного тока от сеточного напряжения, тем сильнее усиливает лампа.

Обычно, на сетку изначаельно подается дополнительное отрицательное значение для того, чтобы напряжение, приложенное к сетке не попадало в область положительных значений. Это дополнительное напряжение называется напряжением смещения и потому график характеристики, представленный справа смещен влево от нуля - в область отрицательных значений.

Вне зависимости от того, где используется усиление - в предварительном усилителе или в усилителе мощности, принцип усиления остается тем же.

Искажение - главный гитарный эффект

В обычных усилителях стараются свести искажения звука при усилении к минимуму. Это значит, что стараются подавать входное напряжение так, чтобы его пики не выходили за пределы прямолинейного участка усиления. В самых первых гитарных усилителях соблюдался тот же принцип, так как характер исполнения и музыкальные стили того времени требовали простого чистого усиления звуковых колебаний гитарной струны без каких либо искажений. В качестве примера можно привести первые гитарные усилители Fender, которые славились именно своим "чистым" звуком.

С развитием рок-музыки гитаристы стали искать новые оттенки и краски для звука своих гитар. Хриплые звуки саксофона и хриплый голос блюзовых исполнителей подсказывали гитаристам, что звук гитары вовсе не обязан быть таким уж кристально чистым. Нужного искажения некоторые гитаристы пробовали добиваться даже путем проделывания отверткой дырок в динамиках, пока наконец не пришли к выводу, что наилучшее искажение происходит от "перегруза" ламп. Перегруз ламп происходил, когда регулятор громкости усилителя выворачивали до отказа, тем самым подавая на усилительный каскад настолько сильный сигнал, что его пики выходили за прямолинейный участок графика усиления лампы и оказывались в нелинейной области, в результате чего идеально правильная синусоида входного напряжения превращалась в искаженную и несимметричную синусоиду анодного тока.

Лампа - главный компонент усилителя

Самая распространенная лампа, используемая в гитарных усилителях, это лампа марки 12AX7. В Европе она известна под маркой ECC83, а в США у нее есть боле высококачестенны аналог - 7025. Все эти лампы имеют одинаковый разъем ("цоколь"), что позволяет заменять одну лампу другой при минимальных изменениях в схеме усилителя. У лампы 12AX7 есть следующие "братья":

  • 12AT7 - лампа, чаще всего используемая в каскадах реверберации и фазовой инверсии,
  • 12AY7 - лампа, использовавшая в самых первых усилителях компании Fender в середние и конце 50-ых годов.

Все эти лампы являются менее мощными аналогами лампы 12AX7.

Все лампы этого типа являются "двойными триодами", так как в одной лампе на самом деле находится две совершенно независимые друг от друга лампы. Отличаются все лампы семейства 12AX7 друг от друга только мощностью усиления.

В гитарных усилителях как исключение можно встретить пентодные лампы марки EF86 (или 6267). Они впервые появились в усилителях компании VOX, а сейчас их можно встретить в усилителях компаний Matchless, Dr Z, 65amps и некоторых других.

Еще реже можно встретить пентодную лампу марки 5879, которая примечательна тем, что использовалась в знаменитом усилителе компании Gibson GA-40.

Обе эти пентодные лампы славятся своим густым мощным звуком, имеют более высокий коэффициент усиления, имеют такой же цоколь, что и двойные триодные, но для них требуется совершенно другая схема.

Классы гитарных усилителей мощности

Существует несколько так называемых классов гитарных усилителей: A, AB, В. Классы отличаются качеством звука, выходной мощностью и энергопотреблением при тех же исходных компонентах.

Усилители класса А

Amplifier 03.gif

В режиме класса А ток протекает через активный (усилительный) элемент (транзистор или радиолампу) все время -т.е. происходит усиление как положительных, так и отрицательных полупериодов сигнала этим элементом


Усилители класса B

Amplifier 04.gif

В режиме класса В (применяется в двухтактных усилителях) ток протекает через активный элемент каждого плеча (транзистор или радиолампу) только в течении полупериода одной полярности. т.е. одно плечо , например, усиливает только положительные, другое - только отрицательные полупериоды.


Усилители класса А/B

Amplifier 05.gif

В классе АВ ток протекает через активный (усилительный) элемент (транзистор или радиолампу) не все время , как в режиме класса А , но и не строго в течение полупериода, как в режиме класса В. Т.е. каждое плечо "прихватывает" некоторую часть полупериода другого плеча как бы "помогая" ему. Таким образом, при выходной мощности меньше половины или даже трети (зависит от конструкции) максимальной мощности гитарного усилителя его выходной каскад работает как бы в классе А, а при полной мощности - режим похожий на класс В.

Отличия

Классы отличаются характером "чистого" и "перегруженного" звука, энергопотреблением:

  • Класс А - самый энергоёмкий, но он дает самый мягкий звук. Типичный усилитель класса А - VOX AC30. Звук Битлз и раннего Эрика Клэптона.
  • Класс В - самый жесткий, но зато самый экономичный, что позволяет уменьшить габариты и массу усилителей. В ламповых гитарных усилителях он практически не используется.
  • Класс А/В - это компромисс между энергопотреблением и качеством звука. Подавляющее большинство выходных каскадов гитарных усилителей работает именно в этом классе, а предварительные каскады - в классе А. Типичный усилитель класса А/В - первые усилители Marshall. Звук Джими Хендрикса и Ингви Мальмстина.

Производители

Ниже перечислены ведущие компании-производители гитарных усилителей:


Ссылки


  • Guitar-gear - хороший ресурс для для желающих собрать усилитель, эффект и тд. своими руками