Pretty Underground:Workshop. О потенциометрах и устройстве темброблока

Мы все знаем, что помимо гитарных звукоснимателей, о которых уже шла речь в jablog.ru не однократно в гитаре есть и темброблок – с регулировками громкости и тембра. Знаем также из каких элементов он состоит: потенциометры и конденсатор. Хотелось ба рассмотреть его работу подробнее. Начнём с темброблоков для гитар с пассивными схемами.
И ответить на ряд вопросов, таких как:
— Какие характеристики у потенциометров бывают?
— Как устроен темброблок?
— Почему в темброблоки ставят разные по номиналу потенциометры?
— Как влияет номинал потенциометра на звук?
— Какой по номиналу потенциометр лучше?
— Как влияет емкость конденсатора в регулировке тембра на звук?

Начнём! :)

Вопрос№1 — Какие характеристики у потенциометров бывают?

Потенциометры имеют 2 основных параметра – сопротивление(этот параметр стандартизирован) и характеристикой, которая указывает на то, как меняется соотношение сигнала при вращении штока (рисунок 2).

Характеристик у гитарных потенциометров две – А (обозначают логарифмические потенциометры — audio) и В (линейные). Потенциометры с хр-кой А создают эффект постепенного увеличения громкости или тона, с В – резкой.
Сопротивление. Наиболее популярные в гитаростроении потенциометры в 250кОм и 500кОм. Однако также в пассивных схемах встречаются и 50кОм, и 1МОм.
Неужели никого не интересовал вопрос – а почему именно 250кОм и 500кОм?
Мы знаем, что 250кОм обычно встречаются в Стратах. Также знаем, что Лео Фендер, помимо гитар делал и усилители. Т.е. он также знал и их параметры. Например – входное сопротивление.
На этом мы перейдём дальше.

Вопрос№2 — - Как устроен темброблок?

Полная иллюстрация, изображающая устройство и принцип работы всей схема от реального звукоснимателя до усилителя, включая его представлена на этом рисунке.
Темброблок представляет собой делитель тока. Рассмотрим его работу по порядку.

Ручка громкости
Когда потенциометр громкости выкручен на минимум т.е. сопротивление его практически равно нулю – весь ток через него идёт на землю. Гитара молчит.
Когда потенциометр громкости выкручен на максимум, т.е. сопротивление его велико, ток через него незначителен и весь полезный сигнал идёт на усилитель. Мы слышим максимум сигнала от гитары.
Когда мы вращаем ручку громкости – мы меняем соотношения токов которые идут на усилитель и на землю – через потенциометр. Это и имеют ввиду, когда говорят, что потенциометр выступает в роли делителя. Всё просто до нельзя.

Ручка тона
Тоже самое и с тембром, только в случае тембра потенциометр соединён с землёй не напрямую, а через конденсатор. Свойство конденсатора таково, что чем меньше частота тока, тем больше сопротивление ему у конденсатора. Грубо говоря — он не проводит постоянный ток, а сопротивление переменному току разное и зависит от частоты сигнала (такое сопротивление называется реактивным).
Есть формула такая: Хс=1/2пfC, где С – емкость конденсатора, f – частота сигнала, п=3,14. По ней можно найти реактивное сопротивление конденсатора для любой частоты. Кому интересно – можно порисовать диаграмму зависимости сопротивления от частоты от 0 до 20кГц. При стандартных значениях конденсаторов для страта:
:
На схеме представлены параметры подобные синглу со стратовским темброблоком. Значение входного сопротивления комбика взято у модели Fender Pro Junior. :) Замечательный такой простенький ламповый аппарат, имеющий только 2 регулировки — громкость и тембр. Один из моих любимых.

А также, на схеме ниже, для Les Paul.

На схеме представлены параметры подобные хамбакеру с элементами таких номиналов, которые ставятся на Gibson. Значение входного сопротивления комбика тоже.
Да, как видно, значениями емкости гитарного кабеля и усилителя пренебрегаем в обоих случаях.
Сопротивление регулятора тона состоит из 2-х составляющих: активной (потенциометра) и реактивной – конденсатора (который, собственно и обеспечивает срез ВЧ).
Ну и крутя потенциометр мы или увеличиваем, или уменьшаем активную составляющую сопротивления – т.е. общий ток через «тон».

Остальные вопросы:
— Почему в темброблоки ставят разные по номиналу потенциометры?
— Как влияет номинал потенциометра на звук?
— Какой по номиналу потенциометр лучше?
— Как влияет емкость конденсатора в регулировке тембра на звук?

Именно поэтому – чем больше значение сопротивления потенциометров, тем больше сигнал на входе усилителя. При одном и том же значении входного сопротивления усилителя. Все соотношения токов считаются по схеме.
Можно предположить, что Лео Фендер ставил потенциометры в 250кОм, т.к. его гитары были звонче собратьев из фирмы Гибсон, а также из-за того, что усилители имели низкое входное сопротивление. С Гибсон же – наоборот. У них высоких меньше. Поэтому чтобы больше сигнала передавалось, они ставили потенциометры с большим номиналом.
Все эти вещи можно представить и посчитать наглядно по упрощенным схемам. (Подробнее об усилителях можно почитать — информации много)

Известно, что ВЧ воспринимаются на слух громче, чем НЧ. Поэтому увеличение номинала потенциометра увеличивает ток на усилитель, а значит, у нас складывается впечатление, что сигнал резче и ВЧ больше.
Можно ли сделать из этого вывод, что какой-то номинал лучше, а какой-то хуже?
Мне нравится яркий и звонкий звук гитары особенно характерный для моделей Jazzmaster, Jaguar, Mustang. Они, обычно, комплектовались потенциометрами в 1МОм. Хотя на классических Стратах обычно ставятся потенциометры в 250кОм. И это не мешает им «звенеть и петь», особенно моделям из ясеня или ольхи с кленовой накладкой. Во многом здесь звук определяет вся комбинация: датчики-схема-усилитель. А если быть более точным: человек-гитара-аппарат. :)

На последок хотелось бы вернуться опять к конденсаторам. По формуле, указанной выше мы можем увидеть как меняется реактивное сопротивление не только в зависимости от частоты сигнала, но и в зависимости от емкости самого конденсатора.
Также можно установить в гитару срез НЧ, подпаяв конденсатор не параллельно звукоснимателю, а последовательно. :) Мы это делаем в мастерской.
А еще нам скоро(в конце апреля/начале мая) должны привезти много разных потенциометров для гитар.
С характеристиками А и В, номиналами 25кОм (для активных схем), 50кОм (для активных схем и темброблоков в гитарах Jazzmaster/Jaguar), 250кОм, 500кОм и 1МОм. А также пуш-пулы этих номиналов. Кроме того, уже в наличии потенциометры, позволяющие полностью выключить их из схемы.
Еще у нас есть всякие другие элементы темброблоков – всевозможные переключатели, ручки для потенциометров, конденсаторы.
Заглядывайте в наш магазин при мастерской — Guitar & Parts!
Да, и если остались вопросы – спрашивайте! С удовольствием отвечу.

Кирилл Труфанов
Гитарная мастерская: Pretty Underground
Технический инфо-портал: gitarnaya-furnitura.ru

P.S.
Сейчас в мастерской намечаются серьёзные изменения. Да и с момента написания первой статьи произошло много всяких событий. Обо всём хотелось бы рассказать и поделиться новым.
Далее:
— Как сейчас обстоят дела у мастерской? Что нового? Какие перспективы развития?
— Статья о том, какой датчик у нас получился, его сравнение с собратом от Di Marzio + теория, как понять какими свойствами обладает ваш звукосниматель исходя из его выходных параметров (емкость + индуктивность).