Фон і його причина

Сучасному електрогітаристу, на жаль, недостатньо бути тільки хорошим музикантом - йому все більше і більше доводиться займатися чисто технічними питаннями. Бурхливий розвиток техніки і, як наслідок,, поява на ринку величезного числа різноманітної апаратури мимоволі змусив музикантів добре орієнтуватися в океані технічної інформації і уміти знатися хоч би на основах радіоелектроніки. Це уміння може стати в нагоді при подальшому читанні цієї статті. Ми поговоримо про один неприємний ефект, який може несподівано виникати в самих невідповідних ситуаціях, і так же несподівано зникати, не залишаючи ніяких слідів. Цей ефект супроводжує роботу всіх звукопідсилювальних приладів, в одних ситуаціях він помітний, в інших - ні. Називається він "фон".

Напевно дуже багатьом початкуючим електрогітаристам доводилося спостерігати наступну картину. Ви підключаєте інструмент до свого першого, тільки що купленому (а може і спаяному!) дісторшину, його - до підсилювача, і, із завмиранням серця, включаєте живлення. Обережно чіпаєте струну... Все звучить. Радіючи, ви натискуєте на педаль, включаючи ефект. Негайно в гучномовцях лунає 50-герцовий фон, на тлі якого (вибачте за каламбур) чується радіопередача, що приймається, причому шляхом повороту гітари в ту або іншу сторону, гучність цієї "музики" можна збільшити або зменшити. Природно, що перше підозріння падає на дісторшн, адже без нього фону не було і в помині, але якщо підключити гітару до дорогої фірмової примочки, то повториться та ж історія...

Як же визначити, в чому справа? Спробуємо провести простий експеримент. Для цього необхідно включити дісторшн, і ручку гучності на гітарі поставити в нульове положення, замикаючи тим самим вхідний ланцюг педалі на загальний дріт. З упевненістю можна сказати, що фон зникне і в гучномовцях стане тихе. Невже справа в гітарі? На жаль, швидше за все. Давайте розберемося разом.

У роботу будь-якої схеми, що реалізовує ефект "дісторшн", покладений принцип обмеження гітарного сигналу по амплітуді. При цьому звужується динамічний діапазон звуку електрогітари і збагачується спектр вихідного сигналу; звук стає рівніший, тягучіший, триваліший, наповнений великою кількістю обертонів. Обмеження сигналу може бути досягнуте за допомогою багатьох рішень схемотехнік, будь то знаменита переобтяжена радіолампа, обмежувальні діоди в ланцюзі зворотного зв'язку підсилювача або щось інше - зараз це не має ніякого значення; відмітимо тільки, що в педалях застосовуються, в основному, обмежувальні діоди.

Обмеження сигналу діодами настає приблизно при 0,6в. Але сигнал, що поступає з електрогітари, має середню амплітуду значно менше вказаної - зазвичай біля 100мв, хоча це залежить від звукознімачів, встановлених на гітарі. Тому доводиться підсилювати сигнал до величини, достатньої для нормальної роботи схеми (у деяких схемах відбувається 100-кратне посилення сигналу!). Природньо, що і всі паразитні наведення на гітару посиляться в стільки ж раз і стануть добре помітні на слух, особливо за відсутності сигналу, що якоюсь мірою маскує їх. Коли ж дісторшн вимкнений, сигнал проходить через схему не посилюючись, і наведення просто не чутні (насправді вони нікуди не поділися).

Тепер спробуємо з'ясувати, звідки ж з'являються наведення на гітару, і чи можна їх яким-небудь чином зменшити.

Наводки - це найчастіше ні що інше, як наслідок виникнення електромагнітного поля, що створюється при проходженні по провідникові змінного електричного струму. Оскільки усунути першопричину цього явища не представляється можливим (будь-яка апаратура вимагає електричного живлення), то доводиться зменшувати її вплив. Основним і найдешевшим способом захисту від електричного поля (зазвичай від паразитних ємкісних зв'язків між провідниками) є екранування. Екран може бути металевою перегородкою або кожухом, електрично надійно сполучений із загальним дротом ланцюга. Таким чином, головна причина, по якій електрогітара може "фоніти"- погане екранування або повна її відсутність. Всі елементи схеми електрогітари, а також звукознімачі, які особливо чутливі до всякого роду наведенням, мають бути добре захищені екраном. Металеві частки електрогітари, включаючи струни, також, як і екран, повинні мати надійний контакт із загальним дротом. Потенціометри в гітарі слід застосовувати тільки закритого типу; їх металевий корпус знову-таки служитиме екраном. Проте, як би добре ваша електрогітара захищена не була, на репетиціях, і особливо на концертах, необхідно розташовуватися на деякій відстані від комбо - і крайових підсилювачів. Це обумовлено тим, що в цих пристроях встановлені досить потужні трансформатори, що створюють навколо себе магнітне поле високої напруженості.

Від типу підключення звукознімачів, встановлених на гітарі, рівень фону теж певним чином залежатиме. Як відомо, при паралельному з'єднанні протифази котушок, перешкода, що наводиться на них, компенсується. Ця властивість враховується при під'єднуванні до схеми звукознімача типа humbucker (HB), що має усередині дві котушки. Звукознімач типа single coil (SC), що має одну котушку, буде значно сильніше схильний до наведень. Правда, виробники гітарних звукознімачів йдуть останнім часом на різні хитрощі. Так, у продажу можна побачити SC, який насправді є подвійним датчиком- там котушки розташовуються не поруч один з одним, як завжди в HB, а одна під інший. Аналогічно, продаються SC, де під основною котушкою встановлена додаткова компенсуюча котушка без магніта, або SC з додатковою котушкою, намотаною поверх основної обмотки.

До цих пір ми вважали, що джерелом фону є гітара. Проте, бувають достатньо рідкі ситуації, коли гітара не винна. І взагалі, як визначити джерело фону? Теоретично він може бути в будь-якому місці підсилюючого тракту електрогітари, а цей ланцюжок достатньо довгий: електрогітара - пристрої ефектів – комбопідсилювач – мікрофон - мікшер - крайовий підсилювач, і, природно, всі сполучні шнури. На щастя, в такій ситуації джерело фону обчислюється достатньо легко і швидко. Якщо з динамічної голівки комбопідсилювача фон не чується, то можна заспокоїтись - подальший звукопідсилюючий ланцюг знаходиться у веденні звукооператора. Якщо ж фон все-таки є, то необхідно послідовно відключати всі елементи наведеного вище звукового гітарного тракту, починаючи з самої гітари. Єдине, що не можна робити - залишати один кінець кабелю вільним (нікуди не підключеним), оскільки він при цьому працюватиме як антена, приймаючи всі електромагнітні випромінювання в навколишньому просторі. Для оперативної перевірки кабелів можна скористатися будь-яким металевим предметом (пінцет, ключі і тому подібне), замкнувши обидва контакти роз'єму "джек" (другий кінець кабелю має бути приєднаний до входу педалі або підсилювача). Якщо фон при цьому повністю не зникне, то, можливо, в кабелі пошкоджена оплетка або в роз'ємі погане паяння. На жаль, багато музикантів нехтують або недостатньо серйозно відносяться до якості своїх шнурів. Тим часом, погані шнури і напіввідірвані "землі" створюють масу проблем, вирішити які нічого не варто - треба тільки використовувати якісні, краще "фірмові" кабелі, вартість яких не така висока.

Ще один крок в боротьбі з наводками - заземлення. По можливості, всю апаратуру необхідно заземлити. Це зовсім не означає, що треба намотати один кінець дроту на підсилювач, а інший - на батарею (це неправильно і небезпечно). Заземлення має бути грамотним, але ця тема окремої статті.

Тепер слід зупинитися на наведеннях, що з'являються в звуковому тракті при повній його справності і надійному екрануванні. Виявити причину таких наведень вельми непросто, а у ряді випадків неможливо. І, навіть знайшовши цю причину, не завжди вдасться її усунути. Такі наведення можуть проникати в звуковий тракт по контуру заземлення і силовим ланцюгам живлення (наприклад, по електричній мережі може йти сильна перешкода, якщо де-небудь поруч працює зварювальний апарат або електродвигун). Що з'являються від дії сильних електромагнітних полів на чутливі входи підсилювачів індуктивні наведення також вносять свій внесок до сумарного рівня перешкод. У такому разі, якщо повністю прибрати вплив фону не вдасться, можна порадити два варіанти. Перший з них - застосування параметричного еквалайзера. Параметричний еквалайзер надає можливість управляти трьома параметрами: центральною частотою, шириною смуги і рівнем сигналу в цій смузі частот. Такий еквалайзер має ту перевагу, що з його допомогою можна точно настроїтися на потрібну частоту. Тому, щоб зменшити рівень фону, потрібно набудувати центральну частоту на 50гц, звузити до мінімуму ширину смуги і ослабити до межі рівень сигналу (у цій ситуації еквалайзер працюватиме подібно до режекторного фільтру). Другий варіант- використання «шумодаву», а точніше - нойс гейта (noise gate). Описуючи двома словами його роботу, можна сказати, що він відстежує рівень вхідного сигналу, і як тільки останній впаде нижче певного, заздалегідь встановленого значення, перестає пропускати сигнал на вихід, поки рівень сигналу знову не зросте.Таким чином в паузах, де фон особливо добре помітний, нойс гейт закриється, а відкриє його тільки корисний сигнал, який маскуватиме цей фон.

Обидва вищеописані кроки є вельми дієвою мірою в боротьбі з фоном, але при цьому треба розуміти, що застосовуючи ці способи, ви усуваєте слідство, а не причину.