Активные звукосниматели: теория и практика Опции

[Владимир]

Лан мужики, поскольку базар на последних 7 страницах перестал быть убогим, то пора расставить дополнительные точки над И. Статья ориентирована очевидно на всех, поэтому там много чего не хватает. Давайте по порядку. Очевидно, что чудес в природе не бывает: тянет за уши - тонет залница. Поэтому любое решение всегда компромисс. Это в полной мере относится к активной электронике. 1. Как тут все правильно отметили - тепловой шум оставляет желать лучшего. В реальных условиях получить -60 дБ на ОУ-шке - это не просто хорошо а суперотлично. ПОчему так? И почему у ЕМГ по-другому? Во-первых, добавочные резисторы соответствующим образом увеличивают входное сопротивление и ухудшают соотношение сигнал/шум. Однако при хорошо подобранных элементах (резисторах) полностью пропадает наводки, которые то есть (руки не на струнах), то нет. Причем в пассивном включении, когда частота среза датчика составляет 2000 - 5000 это еще не так критично, как в случае с повторителем, когда она выше и этот высокочастотный треск назойливее. Даже если собственная частота среза датчика каким то чудом выше 20000, то звук при этом с наводкой, которая не слышна сама по себе, интерферирует и становится говном. Так что вопрос, что лучше, хороший повторитель или плохой ДУ очень спорный. Что касается хорошего ДУ, как это делает ЕМГ, то расчетный предел отношения сигнал/шум составляет где-то -100дБ, который и практически достигнут в датчике ЕМГ89 (-99дБ хамбакер, и -94 хамкенсселер - это сдвоенный датчик в корпусе хамба). Я не буду здесь говорить, что мне что-то очевидно, ибо я никогда не разбирал ЕМГ датчики, хотя и могу, если кто-то готов забашлять за это около 100 баксов. Однако вероятно, что усилитель в ЕМГ датчике не интегральный, а из строго подобранных элементов, возможно без ООС (не знаю). Ведь у ЕМГ заявленное токопотребление на датчик = 80 мкА - это почти в 5 раз меньше, чем у TL062, при этом уровень шума как мы все знаем меньше -89дБ. Буду писать по кускам, чтобы вдруг текст не пропал. Пишу дальше...

[Владимир]

Уровень шума у ЕМГ -112 дБ достигнут только в одном датчик. Это хамкенсселер SV с алниковыми индивидуальными сердечниками, с частотой среза 3000 Гц и добротностью при этом около 2. Он как видите уже эквализован на манер пассивного стратовского сингла и призван заменять его в гитарах особо упертых и любящих пассив гитарастов :) 2. По поводу ПТ. Идея хороша, но над ней надо видимо работать и возможно результат будет нулевым. Суть такова: мой единомышленник и друг с высшим именно радиотехническим образованием, который может легко разъянить кучу вопросов по шумам и ПТ, уже попробовал собрать и ДУ и инструменталный усилитель на ПТ без ООС по напряжению, чтобы как раз снять проблему добавочных резисторов, которая берется именно и в первую очередь из-за ООС в ОУ. Проблема в том, что наводки полностью не уходят, как в стандартной схеме ОУ. Я полагаю, что как раз ООС здесь тоже играет не последнюю роль в их подавлении. Однако он собрал ОУ из отдельных и отечественных элементов с очень небольшим током потребления и с шикарными шумовыми параметрами около -80 или даже -90 дБ, что приближено к датчикам ЕМГ. Если Вы горите желаниме с ним общнуться - спросите меня как, а я спрошу его разрешения, и сообщу желающим его решение и мыло :) Пишу дальше...

[Владимир]

3. Инструментальный усилитель. Все клево, и в Шктритеке он нарисован, и в Х-Х он есть, но я извиняюсь 3 ОУ будут жрать то сколько??? Посему эта замечательная идея была похерена изначально. 4. TL062 - NJM062. Вот тут вы спорите говно это или нет? Ну господа, надо все ж таки быть практичными в первую очередь. Кто назовет еще какой-нибудь ОУ с таким током потребления, такими шумами и такой скоростью нарастания выходного напряжения, а??? Ну хули тут спорить! Конечно 3.5 в/мкс - это далеко не идеал, конечно шумы особенно у TL062 - это не здорово, конечно 200-400мкА - это не 80мкА, как у ЕМГ, но где же блин что-то еще в интегральном исполнении, а? Ну есть похожий на них LF442 (так любимый Х-Х), у меня в гитаре стоит. Я вполне счастлив. Жрет 400мкА. Батарецка за 1,5 года не иссякла, я правда на этой гитаре много и не играю. Вобщем лично я удовлетворен вполне. Можете попробовать его. Дальше...

[Владимир]

5. Чё то тут говорилось насчет 5% точности резисторов и всего такого, сложности поиска более точных. Не, ну никакой сложности, ей Богу. Берется тестер, и как показывает опыт - сын ошибок трудных, из 10ка резисторов 5-10% точности всегда находится пара с отклонением в 3 знаке. Чего еще надо-то? Резисторы стоят копейки. Ну купите 50 штук и будет вам счастье. 6. По поводу минимизации тепловых шумов. Самый простой способ их уменьшить - это уменьшить входные резисторы. Рекомендованные мною значения резистора R1=5r датчика - это оптимум, при котором завала полосы ВЧ еще нет, но и добротность не выше 0,5, как говорится ч.т.д. Онако если уменьшить их примерно раза в 2, то завал ВЧ будет все еще правтически не заметен, а соотношение сигнал/шум очевидно улучшится. Собственно как показывает опять же опыт, если с датчика выходит ВЧ до 7000 без высокодобротных резонансов, то он уже воспринимается ушами как широкополосный и прозрачный. Все равно комб валит ВЧ выше 5000, все фильтры гитарные их валят тоже примерно там же. Так что 20000 Гц вобщем то особенно и не нужно.

[Владимир]

7. Особенно альту из новосибирска. Я ведь детально описал в статье, где берется эта самая сраная длинная линия. Образно описал, с песнями о жопном экранировании и т.д. Внимательно надо читать статью, блин. А не пудрить потом людям мозг. Тока без обид - ничего личного. На самом деле при хорошо собранном ДУ наводки этой самой разветвленной линии полностью уходят. Я не получаю треска НИ ПРИ КАКОМ УСИЛЕНИИ!!! А вот какой бы ни был повторитель и какой бы ни был экран, результат увы печальный. Достаточно потрогать струны и все слышно. То сильно, то слабо, но все равно фонит. К слову, еще раз хочу с акцентировать внимание публики, что целью дифф. усилителя является в первую очередь изоляция датчика от шины под громким названием "земля", и такми образом подавление наводок НЕ В ДАТЧИКЕ, а на земле и входе звукового тракта. А то, что вы получаете живые ВЧ - это результат уже вторичный. На повторителе можно получить ровно такую же плоскую АЧХ для датчика и такие же ВЧ, тока от ВЧ треска очень быстро завянут уши. Достаточно поставить на вход повторителя резистор равный 10r датчика, и у вас на повторителе будет эквивалентная схеме с ДУ АЧХ.

[Владимир]

8. Да, про пресловутый эмулятор АЧХ датчиков. Во-первых лучше всего остановиться на добротности 2, свойственной синглам в Сракакастере. Кто не верит, посчитайте, учитывая потенциометр 250к громкости и для 2-3 датчика потенциометр тембра еще 250к (на ВЧ) и будет вам добротность 2. Вобщем опять же на практике самый удачный вариант звука оказался, не 4 не 3, а именно 2. Во-вторых, как кем-то было верно замечено, при том что активный ФНЧ сам шумит, но шумит в ограниченной области частот, поэтому общий шум всего устройства грубо будем считать неизменным. КРоме того для чистого звука эквализация датчиков бывает хороша: она придает динамику чистому или слегка задрайвленному звуку, яркость и т.д. особенно на частотах 3000-5000Гц. Поэтому на чистом или слегка скомпресиированном сигнале шум ДУ + акт.ФНЧ вобщем и не слышен. Что касается сильного дисторшн для хеви стилей или сольных запилов, то не секрет, что для этого обычно выделяют полосу с центральной частотой 800 Гц. Тогда звук (в зависимости от добротности) приобретает и жирность и певучесть и своеобразную консонирующую "чистоту", или металлические оттенки. Ну резонансы на 2000-5000 Гц никак не вписываются в эту стройную картину, а только поганят звук. Так что ФНЧ для этого просто не использвуется. Именно по причине широкополосного изначально звука Металлика, Рамштайн, Гилмор или Закк Вайлд имеют в итоге такое убойно тяжелое и мощное звучание. Вся середина и низы поступают в дисторшн в положенном не кастрированном виде. Можно любить активную электронику, можно ее не любить, но против звука металлики врядли кто-то попрет со словами, что он не достаточно тяжел :) Ну и наконец, ха-ха, я сделал ФНЧ чисто потому, что ручки в Сракакастере девать некуда :) Ну вот я и дел их на все 100%. А ваще ИМХО, что в гитаре должна быть максимум ручка громкости просто для удобства, когда гитару снимаешь, чтобы усилители не выключать. Все остальное при активной электрнике внутри гитары должно быть вне ее. Всё в сад, в смысле в процессор.

[Владимир]

И наконец, погодите разводить сопли на предмет всяких ПТ, ламповых звуков и т.д. Сейчас я заканчиваю работу над статьей про дисторшны и преампы. Там будет все: полное описание, принципы, ламповый или не ламповый звук, гармоники, шумы, предлагаемый, как обычно единственный и неповторимый супермегауниверсальный дисторшн преамп на ПТ-каскодах и тд. Я ее уже год пишу, друган мой туда руку приложил по полной. Сам полностью прочитать не могу за раз :), но вы то сможете и прочитать, и обосрать, и оценить - я в вас верю :). Вобщем целая энциклопендрия получилась. Вот я все это опубликую на своем сайте www.rusblues.ru а может и здесь частично. Вот тогда и разведем полемику еще на пару лет и килограммы соплей. Всем удачи. Владимир Колпаков.

[ddd]

Че спорить-то? Попробую частично подбить итог: 1. Тягать милливольтовый сигнал по минимум трехметровому проводу - абсурд. Т.е. он-борд преамп нужен. 2. Уж если преамп, то пусть будет дифференциальный - спросите любого пром. электронщика, он скажет, что диф. датчик/предусилитель на порядки (!) меньше го...няет. 3. ФНЧ он-боард - дело вкуса, здесь не только шумы, но и звуковые пристрастия. 4. Чтоб не трещали руки - да законтачьтесь на землю гитары перманентно, либо через ремень, чтоб касался тела, либо через фольговую полоску на грифе, либо еще как - тыща способов есть. Хоть всю гитару покрыть токопроводящей краской, и играть без рубахи :-) 5. И не делайте из шумов культа.

[Александр Осьмух...]

Не знаю... Ставлю экран - треск исчезает навсегда, можно снимать проводок! Фольга вместо пуза работает отлично... Против конкретно TL062 ничего не имею. Скорее, против ОУ вообще. На дискретных элементах можно добиться лучших шумовых показателей на меньших токах. ...Активный ФНЧ сам шумит, но шумит в ограниченной области частот, поэтому общий шум всего устройства грубо будем считать неизменным... Очень грубо! "Ограниченная область частот" приходится как раз на пик чувствительности человеческого уха, а это даже хуже, чем широкополосный шум. Для чего стараемся-то? %)

[Александр Осьмух...]

... Нет, с проводком я погорячился - струны - часть экрана, всё-таки...

[Владимир]

Ну конечно грубо! Я ж сказал. Против пика чувствительности уха не попрешь :) Про ОУ я опять же все сказал. Если человек с образованием и опытом, то может не полениться и сваять ДУ из отдельных элементов, ну а остальным то что делать? Так что NJM062 (именно он) лучший интегральный вариант на сегодняшний день. Насчет экрана не согласен. Значит не дал достаточного усиления чтобы все услышать. Подумай как вариант над таким вопросом! Почему наводки все равно слышны, если использовать закрытый хамбакер и экранированные шнуры без ручек регулировки, а? Наводки конечно меньше, чем в любом другом случае, но все равно есть. Если использовать вместо обычного гитарного кабеля высокочастотный телевизионный коаксиал со сплошным двойным (фольга+оплетка) экраном, наводок будет еще меньше, но все равно они будут. Кстати для любителей пассива, попробуйте использовать такой кабель, его удельная емкость минимум в 2 раза меньше обычного кабеля, поэтому 3м кабель из коаксиала имеет емкость порядка 150-180 пкФ. Прозрачность сигнала с обычного пассива обеспечена.

[ddd]

Shoewreck, а ты думаешь, что LC контур на входе (пикап + емкость) не задирает шумы практически также как и фильтр на активных элементах? Этот контур для шумового напряжения входа преампа тоже есть фильтр-пробка на резонансе, отсюда выводы.

[Владимир]

to ddd нет. задирает но не так. пассивные фильтры при прочих равных шумят и искажают всегда меньше активных. Поэтому в гитарных примочках так популярны пассивные схемы коррекции. В активной схеме включения дополнительный активный элемент вносит доп. шумы и искажения. Как правило в активно схеме частотно-зависимые элементы включены в ООС или ПОС, которые в свою очередь имеют не нулевое сопротивление и шум, схема работает на усиление, а не аттенюацию. Поэтому с активными схемами все несколько сложнее, особенно со схемами с ПОС, которой этот ФНЧ и является. Хотя твои рассуждения на тему максимального сопротивления на частоте резонанса LC-корнтура верны, поэтому треск инаводки с пассива слышны всегда на частоте резонанса, однако при этом тепловой шум в таком явном виде на частоте резонанса не проявляется, как в схеме с активным фильтром.

[ddd]

Ну и что теперь делать? Пре-дисторшн эквализация и темброобразование на чистом, ессно, также подымают шум в соответствующих областях АЧХ, но без этого-то никак. Так что, где поднимать те или иные частоты - для шумов разница невелика, можно это делать и внутри гитары. Вот на выходе пикапов я бы не стал городить АКТИВНЫХ фильтров, а на выходе он-борд преампа - почему бы и нет?

[ddd]

PS И я большой сторонник резонансного кондера в параллель звучкам. Даже с переключателем - есть какие-то гитары с DIP переключалками, но, понятно, это не для оперативного переключения. Своего рода "чистый" метод. Уважаю.

[Владимир]

Ну вот я его так и сгородил :) Да, все правильно говоришь. ПО любому дополнительная эквализация увеличит шум в той или иной области. Ессно, что и в примочках она не будет безболезненной. Есть только 2 отличия от преампа на борту. Во-первых, в примочке можно применить ОУ с током потребления например 7мА, но и шумовыми параметрами в 10 раз лучшими, чем у того же 062. Во-вторых, область усиления частот перед дисторшном как я уже неоднократно упоминал так или эдак крутится в области 800 Гц, и при этом за редким исключением (босс метал зон) не является узкорезонансным. При этом эта область уже не лежит на самом высоком уровне чувствительности человеческого уха. И усиление этой области частот и ослабление остальных частот воспринимается ухом как ослабление шума!!! Насчет преключателей и емкостей. Метод имеет ровно один минус. Добротность определяется только LCr контуром. И чем выше емкость, тем (по-моему) выше эта самая добротность (надо глянуть на формулу с учетом внешней нагрузки). Одним словом нормально ее регулировать не удасться, поэтому звук будет не всегда ожидаемым :). Если же пытаться вставлять добавочные резисторы, то увеличится общее (и без того не малое) выходное сопротивление, а с ним и шумы. И наконец, добавочная емкость на датчике образует все тот же ФНЧ второго порядка. А зачастую хорошо бы иметь полосовой фильтр. Поскольку завал ВЧ 12дБ/октаву, как правило, не нужен, а вот низы для меньшего бубнежа придется валить дополнительно. Поэтому в качестве универсальной регулировки и подготовки звука к дисторшн однополосный параметрический эквалайзер - это не самый худший и шумный вариант. И зачастую (хоть и не всегда) выигрывает против "чистого" метода.

[DЕNVЁR]

Собирал сей преамп с ФНЧ. Не касаясь шумов экранов и прочего ...он не понравился "идеальностью" АЧХ, пассив кроме основного пика имеет также "мелкие" пики\провалы, посему: 1.На слух пассив всё-таки живее как-то звучит( во всяком случае мои датчики) 2.На этом активе я не смог получить такой же звук как на пассиве, что в принципе вполне закономерно. 3.Для себя нашёл "нейтральный" вариант - буффер.Ясное дело и его АЧХ отличается от пассива, но всё же ближе к оригиналу.

[ddd]

2 LP Q = L/C (просто напоминаю), но в принципе это неважно. Я активно использую однополосный парам. фильтр в предусилителе, частота 400...1800 Гц, подьем до 16...18 дБ, на гираторе, очень им доволен. Однако, заметил, что при игре с дисторшн чаще ставлю его на низшую частоту - грязи меньше как-то, и шума заметно гораздо меньше. На входе нековый хамабакер с кондером и рез. частотой около 2.5.кГц. Искажения использую сильные, высокий гейн в дисторшне - ну люблю так. А разница между L/C ФНЧ и полосовым фильтром есть понятие немного некорректное - у параллельного L/C контура есть же пик, после которого "начинается" ФНЧ. Хотя, резкий завл низов тоже заметно чистит звук дисторшна, это прописная истина.

[Владимир]

2 Denver: Старик, ты не прав. Будь другом опиши плз. строго математически или качественно физически те самые "мелкие" пики провалы, которые есть у пассива и нет у актива, и тогда мы все тебе с радостью поверим. На самом деле та самая "живость пассива" или "плоскость актива" имеет место, но эти описания-определения звука очень субъективны и никакими мелкими пиками-провалами не объясняется. Звук с предложенного мной преампа очевидно обладает отсутствием резонанса на частоте среза, но в тоже самое время эта частота сущ. выше (максимально возможная для каждого датчика - его собственная), чем частота среза с подключенным кабелем, имеющим не маленькую емкость (примерно от 300 пкФ и выше для обычного аудиокабеля). Как уже многими было отмечено обычная частота резонанса 2000 - 4000 Гц попадает на максимальную область человеческого слуха, поэтому в этой области мы лучше всего слышим микродинамику колебаний. Добротность ФНЧ пассивного датчика лежит в области от 2 до 4, что является причиной подъема АЧХ на частоте среза от 6 до 12 дБ. А это в свою очередь очень сильно сказывается на динамической характеристике звучания, что мы прекрасно слышим. В то же время активная широкополосная схема включения дает существенно больше ВЧ (полоса то шире), которые тоже очень динамичны в спектре струны, но каждый человек воспринимает их очень индивидуально. Поэтому меня лично звук широкополосного датчика очень привлекает своей ВЧ динамикой, кажется мне прозрачным, чистым и вполне динамичным, а кому то кажется плоским без этого самого резонанса. Возможно, что ты не сделал нужную добротность активного ФНЧ (а это имеет в этой области огромное значение), поэтому качество звука тебя не устроило - верю. Именно это и закономерно, а не то, что нужный звук в принципе получить нельзя. Я сделал на сингловой гитаре ФНЧ с добротностью 2. Звук с ФНЧ очень похож на натуральный пассив, хотя возможно не идеальность преобразований имеет место. Вопрос, кто и насколько ее почувствует? Так что о вкусах и пристрастиях мы спорить не будем - каждому свое. Для активной схемы на ДУ есть 2 все-таки более-менее объективных преимущества: 1. Полное отсутствие наводок и 2. Готовность сигнала для дальнейших преобразований без лишних артефактов и потерь; и 1 недостаток - более высокий тепловой шум по сравнению с пассивом или буфером при прочих равных условиях. Хотя этот недостаток вобщем то при хорошей элементной базе и подготовке можно обойти. Уровень шума -100 дБ - это как минимум полноценный hi-fi.

[Владимир]

to ddd: Насчет добротности еще как важно. Вот скажи дорогой, ты статью то читал? Или зачем ты ее читал, чтобы просто прочесть? На худой конец, ты из физики только такую формулу добротности помнишь? А про затухание, нагрузку и т.п.ты чё-нибудь слышал? А я блин для чего статью то написал, а??? Там в разделе "Глухая теория" подразделе Математика прямо в конце перед разделом преимущества выведена формула добротности для датчика с нагрузкой!!! Эта формула для LCR-контура, неидеального контура с затуханием! Так что твой комментарий к сожалению показывает как минимум невнимательность при прочтении предмета обсуждения. По-моему это не правильно, тебе так не кажется? Ну и уж конечно про разницу между полосовым фильтром и ФНЧ - это ты круто саданул. Она (эта разница) корректней не бывает. ФНЧ второго порядка имеет завал "справа" по ВЧ 12дБ на октаву, некоторый подъем непосредственно перед частотой среза, который зависит от добротности ФНЧ и плоскую АЧХ "слева" в сторону НЧ. Да, конечно, подъем возвышается над плоской частью НЧ, но тем не менее полосовой фильтр второго порядка имеет существенно отличающуюся от ФНЧ характеристику. У него равный завал с обеих сторон по 6 дБ на октаву, и более узкая часть (ширина зависит от добротности) на частоте резонанса. Так что ты бы не делал таких заявлений, чтобы остальным мозги то не туманить. Ну и фильтр на гираторе - это не лучшая вещь. Гираторы хороши там, где нужно действительно заменить индуктивность или для каких-то еще целей, например для преобразования сопротивления в отрицательное - бывает и такая фигня :) А для преампа хорошо послужит и просто активный полосовой RC-фильтр. Я раньше использовал универсальный перестраиваемый фильтр с устанавливаемой частотой и добротностью, являющийся звеном однополосного параметрического эквалайзера. Отлично работает. Хотя про частотную коррекцию в преампе - это отдельная песня. Поговорим еще.