CC BY
21ПОДАВЛЕНИЕ НИЗКИХ ЧАСТОТ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ЗВУКОСНИМАТЕЛЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИТАРЫ Сенюткин П.А.
Сенюткин Петр Алексеевич - инженер-электрик, пенсионер, г. Глазов
Аннотация: рассмотрено подавление низких частот в электромагнитном звукоснимателе для электрогитары с помощью последовательной емкости. Приведены формулы для расчетов коэффициента передачи и внутреннего сопротивления. Показан пример расчета для промышленного звукоснимателя BS-01N-BK фирмы Belcat Co., Ltd.
Ключевые слова: электромагнитный звукосниматель, последовательная емкость, расчет амплитудно-частотных характеристик.
Формирование звука электрогитары с использованием емкости, подключенной последовательно к звукоснимателю (ЗС), традиционно используется для гитар различного назначения, с целью подавления низких частот [1, стр. 18]. Для оценки работы ЗС с таким подключением, необходимо знать его амплитудно -частотные характеристики (АЧХ) и внутреннее сопротивление. Схема ЗС с емкостью показана на рис. 1.
Рис. 1. Подключение внешних емкости С1 и нагрузки ЯВХ к ЗС
На рис. 1 обозначены: Г - струна гитары, как генератор напряжения. Ь -индуктивность катушки ЗС, Я - активное сопротивление катушки ЗС, С - паразитная емкость катушки ЗС, ЯП - сопротивление потерь ЗС, С1 -внешняя последовательная емкость, ЯВХ - входное сопротивление последующего каскада (регулятор громкости, буферный каскад и т.д.). Для схемы на рис. 1 коэффициент передачи по напряжению Ки:
ТГ и 1
К = = , (1)
Ur
у1л2 + B2
А = [4ж2 f2LC - (1 + — + R +
R R С R
R
вх
R
+
L
п
с1 rbx c1 rn rbx
(2)
B =
2f
V Rbx
■ + ■
R
■ + ■
C
п
CR
■ + ■
вх
RC
L
2nfCi
V Rbx
■ + ■
R
rn rbx J
(3)
1
1
1
1
АЧХ ЗС рассмотрим на примере стандартного бюджетного ЗС BS-01N-BK фирмы Belcat Co.,Ltd (далее по тексту Белкат), исследованного в работе [2,стр.9]. Характеристики элементов его эквивалентной схемы: Ь = 3,4 Гн, Я = 5,5 кОм, С = 182 пФ, ЯП = 582 кОм. Рассмотрим сначала широкополосный режим ЗС. Для этого
положим в схеме на рис. 1 С1 = а параллельное соединение резисторов ЯП и ЯВХ примем равным ЯНМАКС. Значение ЯНМАКС [3, стр. 10]:
^ 1,88! янМАКС ~ I-г-Г (4)
4ис - я2с2
В результате расчетов по (4), ЯНМАКС ~ 182 кОм. Для заданного ЯП = 582 кОм и ЯНМАКС ~ 182 кОм, сопротивление ЯВХ [3, стр. 10]:
г> г>
п _ янмаксяп
я^ -
(5)
я - я
яп янмакс
В результате расчетов по (5), ЯВХ ~ 265 кОм. График Ки для рассчитанных номиналов и С1 = ® представлен на рис. 2.
По результатам расчетов характеристики АЧХ: fp = 5,4 кГц, ДД-3 дБ) = 0-7,72 кГц,
КцМАКС = Г35.
Рассчитаем Ки для С1=182 пФ, ЯВХ ~ 265 кОм. График Ки для рассчитанных номиналов и С1=182 пФ представлен на рис.2. По результатам расчетов характеристики АЧХ: ^ = 5,1 кГц, ДД-3 дБ) = 3,2-7 кГц, КиМАКС = 1,5.
Рассчитаем Ки для С1=45 пФ, ЯВХ ~ 265 кОм. График Ки для рассчитанных номиналов и С1 =45 пФ представлен на рис. 2.
Рис. 2. АЧХ ЗС Белкат с различными С1.
По результатам расчетов характеристики АЧХ: ^ = 5,75 кГц, ДД-3 дБ) = 4,9-6,5 кГц, КиМАКС = 1,25.
Графики на рис.2 показывают принципиальное влияние последовательной к ЗС емкости на его АЧХ - происходит ослабление низкочастотной части спектра. Степень ослабления регулируется величиной С1. В формулах (2) и (3) переменные величины: С1, ЯВХ, Я (возможно внешнее шунтирование для уменьшения номинала) и С (возможно внешнее шунтирование для увеличения номинала). Это приводит к такому разнообразию форм АЧХ, которое не может быть рассмотрено в пределах данной работы.
После выбора необходимых номинальных значений, следует оценить внутреннее сопротивление ЗС. Для схемы на рис.1, полное внутреннее сопротивление ЗС I X I:
1-—1 — ^ л — I I я^ в
(6)
— —
ю2 ь(с+с )-
1+-
я
я
п
+
яс+с )+— v яп
(7)
2
2
в =
(
а
Яп
\
ьс + ьс + ьс^-+Я^вхсс1
к яп у к
(
1 +
Я
Я
а3ЬссхКж -а Я(с + с)+ — + СхЯв
Я
п
П
1 +
Я
-л2
Я
(8)
п у
Графики I Ъ | для различных значений С представлены на рис. 3.
Рис. 3. Полное сопротивление ЗС Белкат с различными С]
Следует заметить, что величина полного сопротивления | Ъ |в области частот до 1-2 кГц (рис. 3) будет примерно равна величине ЯВХ, что следует учитывать при совместной работе нескольких ЗС.
В случае необходимости, например, для более сложной схемы включения ЗС, не описанной аналитически, можно получить зависимость | Ъ |от частоты путем косвенных измерений. Это известная схема трех вольтметров. Методически измерения хорошо описаны в [4, стр. 9, 10], расчетные формулы представлены в [5, стр. 68, 69].
Список литературы
1. Медведовский Д.С., Гузевич О.Н. Электрогитары, Энергия, Ленинградское отделение, 1970. Стр. 18, 25, 30, 37.
2. Сенюткин П.А. О внутреннем сопротивлении электромагнитного звукоснимателя для электрогитары. НОК. № 8 (32), 2018, Стр. 9-12.
3. Сенюткин П.А. Выбор регуляторов громкости для электрогитары. НОК. № 9 (33), 2018. Стр. 8-11.
4. ГОСТ 27955-58. Преобразователи ультразвуковые магнитострикционные. Методы измерения характеристик. Москва, изд-во Стандартов,1989. Стр. 9, 10.
5. Несмашный Е.В., Розанов М.М., Яблоник Л.М. Измерение электроакустических параметров пьезопластин, применяемых в ультразвуковой дефектоскопии. Дефектоскопия, 1973. № 3. Стр. 68, 69.
+
+
