Гитарная электроника для музыканта с паяльником. Введение

Главное — это желание разобраться в том, как работает электрогитара, как работают педали эффектов, желание окунуться в увлекательный мир гитарной электроники и научиться его понимать. Мы будем говорить об электронике применительно к электрогитаре: от простейших устройств, таких как темброблок самой гитары и общее устройство педалей эффектов, далее перейдем к различным видам этих эффектов (сначала простых: бустеры, овердрайвы, фуззы), соберем несложный домашний комбик (разумеется, на лампах), а закончим пространственными эффектами (дилей, эхо) и модуляцией времени задержки (хорусы, фленжеры). Подавляющее большинство устройств, которые мы будем рассматривать, являются аналоговыми или цифро-аналоговыми. Нередко классическими для гитарной сферы. Из серии «это должен попробовать каждый».

↑ Кратко о себе

Привет, я Леонид! В течение последних 15 лет занимаюсь гитарной электроникой: от ремонта и апдейта до разработки собственных схем. На Датагоре есть несколько статей по моим разработкам.
Занимаюсь техническим обслуживанием электроники местных музыкантов.
В течение 10 лет играл в рок-группе на ритм-гитаре, так же занимался техническим обслуживанием группы, был её звукооператором.

↑ Пролог

Мы начинаем цикл статей по гитарной электронике. Что же подразумевается под словами «гитарная электроника» в нашем случае? Ведь и сами гитары бывают разные (электрические, электроакустические и прочая, и прочая). И взаимодействовать с электроникой они могут разными, вроде бы, способами: сигнал с гитары может сниматься разными типами датчиков, обработка сигнала может производиться как аналоговыми, так и цифровыми устройствами. В конце концов, заканчиваться вся цепь обработки может тоже по-разному: комбоусилителем, микшерным пультом, линейным входом аудиокарты компьютера…

Вариантов множество. Охватить весь этот спектр сложно. Да и вряд ли возможно сделать это даже в большом цикле статей (тут понадобится многотомное издание). Однако, всё это многообразие сводится к одной схеме: механические колебания струн и корпуса инструмента преобразуются в электронный сигнал, который неким образом обрабатывается, а дальше этот сигнал преобразуется в акустические колебания воздуха. В эту схему вписывается и классическая гитара, подзвученная микрофоном и даже миди-обработка сигнала электрогитары.

Мы будем говорить об электронике применительно к электрогитаре. Это, пожалуй, самая многообразная и подробно разработанная сфера из выше означенных. Какие темы будут затронуты? Мы постараемся охватить темы от простейших, таких как темброблок самой гитары и общее устройство педалей эффектов, далее перейдем к различным видам этих эффектов (сначала простых: бустеры, овердрайвы, фуззы), соберем несложный домашний комбик (разумеется, на лампах), а закончим пространственными эффектами (дилей, эхо) и модуляцией времени задержки (хорусы, фленжеры). Подавляющее большинство устройств, которые мы будем рассматривать, являются аналоговыми или цифро-аналоговыми. Нередко классическими для гитарной сферы. Из серии «это должен попробовать каждый».

↑ На кого рассчитаны статьи, кто наш потенциальный читатель?

Это электрогитарист, умеющий обращаться с паяльником и понимающий, что он этим самым паяльником делает, то есть, владеющий азами электроники (очень хорошо, если у читателя есть некоторый бекграунд в этой области). Так же, потребуется владение несложными слесарными навыками и умение пользоваться базовой измерительной аппаратурой. А главное — это желание разобраться в том, как работает электрогитара, как работают педали эффектов, желание окунуться в увлекательный мир гитарной электроники и научиться его понимать.
Но для начала мы немного затронем историю электрогитары.

↑ Исторический экскурс. Откуда есть пошла… электрогитара

Как и многие великие изобретения, электрогитара появилась, можно сказать, случайно. И причиной её появления было несовершенство технологий.
Началось всё в первой половине прошлого уже ХХ века, в эпоху больших джазовых оркестров. В этих оркестрах было два «проблемных» инструмента. Почему в кавычках? Потому что вообще-то почти всё было хорошо. Кроме громкости. Вернее, её недостатка. Это и было проблемой.

Этими инструментами были контрабас и акустическая гитара. Попытки сделать громче контрабас привели впоследствии к созданию бас гитары, а вот аналогичные попытки в отношении акустической гитары породили краеугольный камень нашего цикла — электрогитару.
Путь её создания был тернист, ведь изобретать новый инструмент никто не собирался. Нужно было всего-то сделать погромче привычный акустический инструмент. Но тут и начались сложности.

Микрофоны той эпохи не могли дать адекватного качества звучания, кроме того, создавали множество ненужных призвуков: шорохи от руки гитариста, задевающей деку, свист из-за обратной связи с динамиком (так называемый фидбек), всевозможные электрические помехи.
Долго ли, коротко ли, а в итоге мытарств инженеров, пытавшихся изобрести практически приемлемую замену несовершенным микрофонам, появился магнитный звукосниматель, который должен был спасти от этих напастей.

Именно магнитный звукосниматель в итоге и перевернул всё с ног на голову в, казалось бы, устоявшейся концепции гитары. Например, выяснилось, что в случае с электрогитарой совершенно не обязателен корпус-резонатор, можно обойтись просто «доской» (в это поначалу не верили, так же, как в своё время не верили в перспективы летательных аппаратов тяжелее воздуха или стальных пароходов). А самое главное и интересное, пожалуй, то, что посредством обработки электрического сигнала из звучания инструмента можно «слепить» почти всё, что угодно и добиться от электрогитары такого звука, который совершенно невозможен для акустического инструмента. В итоге электрогитара породила и новые техники игры и даже новые музыкальные направления. А в композиции мелодика была отодвинута на второй план, на первый вышла мелизматика.

Но, разумеется, это всё произошло совсем не сразу. И первый блин получился не то чтобы комом, но точно был далек от совершенства. А «пекли» этот блин на гитаре, получившей название «Frying pan», что по-русски означает «Сковородка»:


«Сковородка» была, собственно, не электризованной инкарнацией привычной нам кантри-гитары, а гавайской лэп-стил гитарой, на которой играют слайдом, уложив инструмент на колени. Во многом этим и объясняется её странный вид. И тем не менее, все поклонники электрогитары в долгу у фирмы Рикенбэкер, которая произвела первый в мире подобный инструмент. Пусть он и похож больше на кухонную утварь.
После «сковородки» прошло ещё более десяти лет, пока появилась электрогитара с большой буквы «Э». Цельнокорпусная, с двумя звукоснимателями и полноценным (хоть и очень простым) темброблоком, ну и… красивая, конечно!
Это был легендарный Telecaster:


Ну, а дальше… Дальше чего только не было: и фирма Gibson с её не нуждающимися в представлении моделями и Суперстраты 1980-х, и перенос производства в Азию, появление недорогих копий фирменных гитар для тинэйджеров и т. д. Не говоря уже о том, что новый инструмент породил целую сферу техники: гитарное усиление и эффекты.

Электрогитарный мир и его история столь разнообразны и удивительны, что про них можно писать и читать бесконечно. Это огромная и увлекательная тема. И гораздо больше информации по ней вы можете найти в сети Интернет (ещё одном великом, и тоже, почти случайном изобретении человечества). Конечно, в рамках цикла мы ещё не раз будем окунаться в историю тех или иных устройств и концепций, но кратко, поскольку основная направленность нашего цикла практическая.

↑ Необходимый минимум оборудования музыканта-паятеля

Вот к практическим аспектам мы и переходим. И начнем с необходимого оборудования.
Что нам понадобится? Перечислять всевозможный слесарный инструмент и вспомогательные приспособления не станем. Это любому приличному человеку, склонному к творчеству, полагается иметь, как говорится, по умолчанию. Рассмотрим то, что нам необходимо с точки зрения именно электроники, её разработки, изготовления и отладки.

↑ Паяльник

Разумеется, вам понадобится электрический паяльник. Скорее всего, если вы взялись за чтение этих статей, он у вас есть, поэтому тут углубляться не станем. Отметим только пару моментов:
— в джентельменском наборе гитариста-паяльщика обязательно должен быть агрегат, позволяющий прогревать большие массивные детали (крышки потенциометров, экраны хамбакеров и т. д.), то есть, обладающий и приличной мощностью (80-100Вт) и большой рабочей площадью жала
— ваш основной рабочий паяльник должен быть вменяемого качества, очень хорошо, если у него будет возможность регулировки температуры нагрева.


Для старта вполне подойдет и легендарный «паяльник с деревянной ручкой».

А если ваша тяга к электронике всерьёз и надолго, стоит подумать о паяльной станции, с феном или без него.

↑ Беспаечная макетная плата

Так как мы будем иметь дело почти исключительно с аналоговой техникой, чаще всего очень простой, где каждый компонент и каждый номинал заметно влияет на результат, желательно сначала макетировать собираемое устройство. Конечно, всегда можно вытравить плату, спаять её, включить и… разочароваться. А преодолев тоску, начать всё переделывать, многократно впаивая и выпаивая компоненты. Это неправильный путь.

Автор настоятельно рекомендует пользоваться макетной платой. В идеале, беспаечной, чтобы не перегревать лишний раз радиодетали при впаивании и выпаивании на стадии отладки устройства. Беспаечных плат существует великое множество. Они бывают разных форм, размеров, цветов.
Это примерно такой девайс:

↑ Цифровой мультиметр

Из измерительной аппаратуры вам в первую очередь будет необходим мультиметр. Лучше, чтобы он был более-менее приличный, а не самый дешевый. Очень хорошо, если мультиметр обладает функционалом измерения ёмкости конденсаторов и параметров транзисторов.
Я использую вот такой UNI-T UT33A:


Подойдёт, конечно, и аналоговый. Он даже бывает удобнее в некоторых моментах (например, при измерении плавности работы переменного резистора), но найти такой в наши времена, пожалуй труднее, чем цифровой. Так что, если вам не достался в наследство от дедушки-радиолюбителя какой-нибудь «Ц-20», заморачиваться нет смысла.

↑ Оциллограф цифровой или аналоговый

В принципе, пока мы не доберемся до модуляции (особенно аналоговой модуляции времени задержки, то есть, всевозможных фленжеров и хорусов), вам никакие другие измерительные приборы и не будут нужны, вполне можно обойтись мультиметром. А вот в конце нашего цикла без осциллографа может быть трудновато.
Благо, покупать самую современную и дорогую модель для работы с гитарной электроникой нет смысла, хватит недорогого китайского. Обратить внимание нужно на частотный диапазон. Он должен позволять корректно наблюдать сигналы в несколько сотен килогерц, а лучше до 1 МГц).
Вполне можно рассматривать варианты:


Ничуть не хуже подойдет и крепкий отечественный старичок вроде С1-94 или С1-73. Эти осциллографы всё ещё во множестве встречаются на вторичном рынке по приемлемым ценам. К тому же, они довольно компактны, живучи и легко поддаются ремонту — в них почти нет компонентов, которые нельзя было бы заменить современными аналогами.
В отличие от аналоговых мультиметров, аналоговые осциллографы абсолютно отвечают нашим запросам по своим характеристикам и удобству использования. Ничего сверхъестественного от осциллографа в сфере гитарной электроники не требуется.
Вот, например, «Сага» и С1-94:


Если вы уже являетесь счастливым обладателем осциллографа, он может быть вам полезен и в самом начале, когда мы будем рассматривать схемы гитарных бустеров и перегрузов. С помощью осциллографа вы сможете воочию наблюдать, что происходит с красивым и чистым сигналом при прохождении через различные (даже несложные) схемы. Тем более, в статьях цикла мы будем приводить осциллограммы.

↑ Генератор сигналов

Но в таком случае вам совершенно точно понадобится хотя бы простенький лабораторный генератор. Автор когда-то использовал такой комплект:


А сейчас я перешел на более современные приборы:


В крайнем случае можно обойтись программным генератором сигналов, коих существует великое множество. Тут, как говорится, Гугл в помощь.

Да, но почему же не использовать в качестве «генератора» саму электрогитару? Потому что это очень плохая идея: даже «чистый» сигнал электрогитары содержит гармоники (обертона) и оценить что-то по нему с помощью осциллографа будет трудно. Хотя, посмотреть на экране картинку тех нот, которые вы извлекаете, довольно интересно. Тем более, что сделать это просто, ведь вход осциллографа имеет то же сопротивление, что и вход гитарного усилителя, поэтому подключить гитару к осциллографу можно напрямую.

↑ Универсальный тестер компонентов

Ещё одним полезным прибором будет тестер радиокомпонентов. Не то чтобы он был позарез необходим, но жизнь очень упростит. Ведь с помощью него можно проверить исправность большей части ходовых радиодеталей (транзисторы, диоды, стабилитроны, конденсаторы, резисторы и пр.), а также измерить их ключевые параметры, включая цоколёвку транзисторов и ESR конденсаторов.


Такой приборчик способен заменить множество разномастных тестеров и пробников. Подобных устройств сейчас производится великое множество. Выбирайте, к чему лежат душа и карман.

↑ Тестовый усилитель, комбик

Ну и в заключение нашей первой беседы нельзя не упомянуть гитарный усилитель, этакий «тестовый комбик».
Как уже было сказано, в наши планы входит собрать правильный ламповый гитарный комбо-усилитель. И вы даже увидите, что это совсем не страшно и не сложно.
Но пока мы его не собрали, во что-то подключаться надо. А самое главное, надо проверять как работают наши самоделки.

Поэтому, будет очень хорошо заиметь самый простой транзисторный комбик ватт на 15-20. Для дома больше не надо. Конечно, всегда есть вариант подключиться в компьютер, используя «импульс» (пресет АЧХ) конкретного гитарного кабинета в специализированном ПО. Но не то чтобы это был правильный вариант. Гитарист всегда должен нормально слышать себя из нормального гитарного усилителя с  динамиком покрупнее (спросите любого преподавателя по электрогитаре). А гитарист-паяльщик — тем более!

Кроме того, этот комбик в дальнейшем может послужить нам донором корпуса и динамика для нашего лампового аппарата.


Друзья, спасибо за внимание!
Продолжение следует.

↑ Примерный план дальнейших публикаций эпопеи «Гитарная электроника для музыканта с паяльником»

1) Введение
2) Электроника самой гитары (распайка, экранировка, хитрости распайки, про кабели и т. д.) — только про пассив
3) Общая схема устройства и коммутации в примочке, разводка земли и питания, пассивные байпасы (углубляться в активные не вижу смысла, это отдельная область: ключи, мультивибраторы…), стандарты, советы по слесарке и малярке, самодельный корпус
4) Бустеры (можно включить сюда и ламповую схему, а так же, рассказать про самодельную активную электронику в гитаре, то есть, встроенный бустер)
5) Простейшие перегрузы (с плавным переходом, в стиле, как превратить бустер в овердрайв)
6) Фуззы
7) Фильтры (квакушки, педальные и автоматические, можно тут рассказать про активные темброблоки/эквалайзеры)
8) Ламповый комбик (самый простой однотактный, чтобы не мучаться с подбором ламп и не тратиться на покупку подобранных, есть авторский вариант Чампа на пальчиковых лампах)
9) Спикерсимулятор (или как сделать из транзисторного линейного усилителя гитарный)
10) Эмуляция лампы на полевиках
11) Простейшая модуляция (тремоло, вибрато)
12) Эффекты задержки. Дилей, эхо (можно немного про пружинное)
13) Модуляция + задержка (хорусы, фленжеры, можно начать с дилея с модуляцией, есть авторская схема, и тут получится ещё отсылка к главе про модуляцию)
14) Модуляция + фильтры (фейзеры и т.п.)
15) Итоги