Номинал потенциометра громкости

Дальше будет много текста, немного графиков и видео, к которому можно сразу переходить, если графики вам неинтересны.

I) Долгое и нудное предисловие, но без него нельзя.
В комментариях к моей заметке об экранировке было немало критики представленной методики измерений. В прошлый раз я не уделил этому должного внимания, поэтому тут я постараюсь подробно объяснить, что именно я исследую и почему именно таким методом.

1) Что исследуем?

Предметом исследования, как в прошлой заметке, так и в этой, является изменение АЧХ электроники гитары при изменении одного из элементов электроники (в прошлой заметке — предположительное увеличение паразитной емкости, в этой — изменение номинала потенциометра громкости).

2) Влияние измерительного тракта.

Любой измерительный тракт неидеален, в моем случае совсем неидеален, да еще и его параметры не известны в полной мере, что не позволяет учесть его вклад в результат измерения. Но так как я не задаюсь целью получить АЧХ электроники конкретной гитары, а стараюсь выяснить, что в АЧХ изменилось, произвести не количественную, а качественную оценку, то этим можно пренебречь. Если начинка гитары имеет резонансный пик на частоте «X», а после каких-то манипуляций он, к примеру, смещается на частоту «Y», то какой бы кривой не была АЧХ измерительного тракта (в разумных пределах, конечно), обнаружить это труда не составит. Добавление в тракт усилителей, микрофонов и т.п. внесет свой вклад в результат, но качественно его не изменит.

3) Состав измерительного тракта.

Все как в прошлый раз — тестовый сигнал с ПК через звуковую карту подается на колонку genius, которая преобразует его в колебания магнитного поля. Эти колебания улавливаются звукоснимателем гитары, сигнал с гитары через ту же звуковую карту записывается для последующего анализа.

4) К чему такие сложности, почему бы не дергать струны? Почему бы не ограничиться прослушиванием? Почему не видно гармоник?

Без паники (вы же захватили с собой полотенце?), господа! Гармоники (они же обертоны) никуда не делись и при спектроанализе видны, можно сказать, что он именно их и показывает =) Подробнее как-нибудь в другой раз, а пока для примера спектры записей 1-й и 6-й струны на 5-м ладу:

Гармоники видно, а вот с анализом подобного графика будет непросто, выглядывать что-то в подобном «лесу» — так себе развлечение. Ну и человек совсем не машина, добиться единообразия входного сигнала крайне непросто.

Именно потому, что исследую я начинку гитары, а не качество дерева, струн или свои исполнительские способности, я вместо колебаний струн и звучания гитары в целом использую искусственно «загнанный» в звукосниматель белый шум, который содержит в себе все частоты слышимого диапазона в равном количестве. В моем случае именно белый шум использовать необязательно, можно использовать розовый или любой другой (см. пункт 2).

«Гитару надо слушать, а не измерять» — не один раз встречал я такое мнение. Более того, я с ним полностью согласен. Но справедливо оно только, если вас интересует, подходит ли вам гитара, если же вас по тем или иным причинам интересует, чего у нее там внутри происходит, то не будет грехом дополнить прослушивание измерениями и расчетами.

II) Приступаем!
Пара взмахов паяльником, и наш подопытный приобретает следующий вид:

Фильтр, как фильтр. Я поставил вместо родного 500 кОм потенциометра 1 МОм (измеренное — 910 кОм) в реостатном включении. Теперь «виртуальный» регулятор громкости всегда в максимальном положении, а поворотом ручки, ранее отвечавшей за громкость, я буду менять его номинал в диапазоне 0 — 910 кОм.

Для удобства определения сопротивления на потенциометр был надет стратокастерный кноб и в соответствии с его градуировкой измерены значения сопротивления, соответствующие позициям от 1 до 10.

Гитара в данном случае у меня о двух хамбекерах, а геометрия моего, с позволения сказать, «излучателя» позволяет «загнать» сигнал только в сингл, поэтому я сделал отсечку на бриджевом датчике, с которым и буду дальше работать.

Теперь, как и в прошлый раз — колонка располагается над звукоснимателем, серия периодов белого шума, в периоды тишины изменение установки потенциометра. Спектроанализ, эксель, график:

Еще раз повторю, это не АЧХ гитары и даже не АЧХ ее электроники. Это АЧХ всего измерительного тракта, включающего в себя электронику гитары!

Как видно, существенное влияние на громкость сигнала во всем диапазоне уменьшение сопротивления начинает оказывать только после 85 кОм (когда активное сопротивление датчика становится сопоставимым с сопротивлением нагрузки), а вот в районе 4 кГц заметные изменения есть уже после 640 кОм. Собственно, при уменьшении сопротивления резонансный пик на этой частоте становится все меньше и меньше, в конце концов исчезая полностью.

Хоть масштаб драмы виден невооруженным взглядом, но как именно будет звучать уменьшение резонансного пика? Надо слушать! Но чуть позже, сначала проверка адекватности данных.

III) Сверяемся с опытом предков.
«Не первый же я этим решил заняться?» — подумал я и полез в гугл. На удивление быстро была найдена эта статья (первый вариант которой был опубликован незадолго до моего рождения =)).

Как видно, хоть я и не могу похвастаться столь «правильными» графиками, все же данные получены вполне адекватные. Беглый просмотр статьи выявил, что даже методика измерений в общем схожая, разве что вместо колонки genius использовалась катушка от хамбекера и усилитель мощности (что безусловно правильно, но я оперировал тем, что было под рукой), при этом методика снятия АЧХ использовалась классическая — подача синуса разной частоты и измерение амплитуды. Также в статье имеется большое количество пояснений, графики от изменения емкости, и много чего еще. Настоятельно рекомендую!

Именно после обнаружения этого труда я решил остановиться на исследовании только номинала потенциометра, хотя изначально планировал повторить измерения и для емкости (посыпаю голову пеплом, это нужно было сделать еще в прошлый раз).

IV) Пора слушать!
Гитару позаимствовал у товарища. Узнать в гриме ее непросто, но это Squier Obey Graphic Telecaster.

V) Выводы.
Донести я в общем-то хотел две мысли:

1) В вашей гитаре уже заложен немалый потенциал кастомизации звука. И если вы, к примеру, задумались о замене звукоснимателей, то возможно имеет смысл для начала поэкспериментировать с номиналом потенциометра громкости (высотой резонансного пика) и емкостью кабеля (частотой резонанса и среза ВЧ). Это не влетит вам в копейку, но может стать весьма увлекательным опытом, который позволит услышать ваш инструмент с новых сторон.

2) Измерения сами по себе не требуют лаборатории и штата научных сотрудников. Понятно, что оборудование упрощает жизнь, позволяет добиваться большей точности, но если вы понимаете, что измерять, как измерять и что в измерении важно, а что не очень, то можно добыть нужную информацию при помощи подручных средств. И это относится не только к гитарам ;)

VI) Заключение.
С одной стороны я, конечно, не сделал ничего нового (правда, я был несколько удивлен тем фактом, что имеется до такой степени близкий по методике труд) и, можно сказать, изобрел велосипед. В конце концов, все это можно было бы посчитать или получить куда более красивые данные в симуляторе, да и чего уж греха таить, ничего нового для себя я найти и не планировал, но мне было приятно уделить некоторое время «независимому исследованию», и надеюсь, вам было интересно проделать со мной этот путь. Искренне рад, если помог кому-то пролить свет на то, что происходит «там внутри».