Электрогитара: особенности конструкции
К началу XX столетия гитара уже завоевала большую популярность среди музыкальных инструментов. Появившиеся в то время звукоусилительные приборы вызывали интерес и у гитаристов – многие из них искали способ увеличить громкость звучания гитары, экспериментируя с угольными и динамическими микрофонами. Кроме того, для популярных тогда джазовых биг-бэндов громкости акустической гитары остро не хватало, и интерес быстро перерос в необходимость.
К середине тридцатых годов наибольшее распространение получили электромагнитные звукосниматели – конструкции из постоянного магнита, создающего магнитное поле, и катушки индуктивности, регистрирующей изменения этого поля при колебании в нем металлических струн. Сначала такие датчики устанавливались на привычных акустических гитарах, но постепенно и сама конструкция гитары начала меняться.
Звукосниматель гитары Gibson ES-150 (1936-1940) весил около 900 г и обладал огромной магнитой системой, спрятанной внутри инструмента (видны три винта его крепления)
В этой статье мы расскажем об особенностях конструкции электрогитар, их влиянии на звучание и удобство игры. Не будем подробно останавливаться на описании и назначении основных частей гитары – в этом плане электрические инструменты мало чем отличаются от своих акустических собратьев. Мы опишем лишь особенные, уникальные для этого класса конструктивные элементы.
Немного терминологии
В гитарных кругах сложилась устойчивая терминология, описывающая те или иные звуковые характеристики инструментов. В ней полезно ориентироваться – это поможет вам лучше понимать не только эту статью, но и отзывы пользователей в интернете и обсуждения электрогитар на тематических форумах.
Сустейн – продолжительность звучания извлеченной ноты, а также способность инструмента поддерживать эту продолжительность на достаточно высоком уровне.
Атака – способность гитары передавать динамические характеристики извлекаемых звуков. Термин «хорошая атака» подразумевает (при соответствующем звукоизвлечении, разумеется) яркое и энергичное звучание; инструменты со «слабой атакой» звучат мягко, сглаживая артикуляцию отдельных звуков.
Говоря о звучании электрогитары, нельзя не упомянуть такое явление, как перегруженный (или искаженный) звук. Этот эффект появляется при подаче на вход гитарного усилителя слишком сильного сигнала или при чрезмерном коэффициенте усиления (гейне). Хотя теоретически это нежелательное явление, и отмечено оно впервые было при попытке «выжать» из усилителя большую громкость, чем он способен обеспечить в расчетном (линейном) режиме работы, со временем оно превратилось в звуковой эффект, без которого сегодня невозможно представить рок-музыку. Принято выделять различные степени искажений: чистый звук (отсутствие перегрузки), овердрайв (легкая перегрузка) и дисторшн (сильные искажения).
Конструкция электрогитары
Иногда можно встретить мнение о том, что конструкция электрогитары не особенно влияет на ее звучание – поскольку звукосниматель воспринимает лишь колебания струн, то не все ли равно, из чего и как сделана вся остальная гитара? Оказывается, совсем нет: реальный инструмент является не абсолютно жестким креплением для струн, а сложной колебательной системой со множеством собственных резонансов, влияющих и на колебания струн. Поэтому и форма, и материалы корпуса и грифа, и способы их соединения, и крепление струн, и еще сотни разных мелочей и нюансов в огромной степени определяют итоговый звук инструмента, не говоря уже об удобстве игры на нем.
Корпус
Корпуса (body) первых электрогитар мало чем отличались от корпусов акустических инструментов. В них уменьшили площадь резонаторных отверстий и видоизменили их форму – из круглых они превратились в «эфы», подобные скрипичным или виолончельным. Это позволило снизить вероятность возникновения акустической обратной связи (традиционные акустические гитары при усилении их звука часто норовят «завестись» на сцене, что очень осложняет работу как исполнителя, так и звукорежиссера).
Такие инструменты принято называть пустотелыми (hollowbody) электрогитарами. Они производятся и по сей день и пользуются спросом среди джазовых и блюзовых музыкантов из-за их глубокого, теплого и богатого обертонами звучания. В современных инструментах, как правило, присутствуют небольшие распорки между верхней и нижней деками.
Гитара Gretsch G5120 Electromatic с пустотелым корпусом
Полупустотелые (semi-hollowbody) гитары отличаются от предыдущего типа наличием сплошного деревянного блока, расположенного вдоль корпуса. Верхняя и нижняя деки приклеены к блоку по всей его длине, звукосниматели и бридж также крепятся к нему. Такая конструкция ослабляет колебания корпуса гитары, но при этом еще обеспечивает тембрально богатое звучание. У некоторых моделей резонаторные отверстия и вовсе отсутствуют. Инструменты этого и предыдущего типов нередко называют полуакустическими гитарами.
Полупустотелая электрогитара Gibson ES-335
Цельнокорпусная электрогитара – пожалуй, наиболее распространенный тип. Появившись в 50-е годы ХХ века, такие инструменты быстро стали популярными в том числе из-за их невысокой цены – они дешевле в производстве, чем полуакустические гитары. Положительным побочным эффектом такой конструкции стало почти полное отсутствие акустической обратной связи, что особенно актуально при игре с использованием мощной усилительной аппаратуры.
Некоторые цельнокорпусные инструменты имеют полупустотелые модификации – в цельной деревянной заготовке выбираются внутренние полости; иногда добавляются и резонаторные отверстия. Такие гитары отличаются более богатым тембром и хорошо подходят для игры на чистом звуке или с умеренным овердрайвом.
Гитара Fender '69 Thinline Telecaster
Как мы уже говорили, материалы, из которых изготовлен корпус (даже если он цельный) очень сильно влияют на звук инструмента и ощущения от игры на нем. Производители сознательно применяют различные сорта древесины для получения нужного тембра. Например, ясень и клен придают звучанию яркость, красное дерево – теплоту и сустейн, а корпуса из тополя, ольхи и особенно липы отличаются нейтральным и сбалансированным тембром. Нередко встречаются и сочетания различных пород – скажем, основная часть корпуса изготавливается из красного дерева и покрывается слоем клена, что позволяет получить достаточное количество низких и средних частот, но при этом звук остается достаточно звонким.
«Визитная карточка» большинства гитар Gibson Les Paul – корпус из красного дерева с кленовым «топом»
Изготовление корпуса из нескольких частей также применяется и для удешевления производства. У гитар низшего ценового диапазона можно встретить и корпуса, частично изготовленные из фанеры и даже древесно-волокнистой плиты. Отдельные компании не боятся экспериментировать и пробуют в качестве материалов корпуса различные композиты, однако большого распространения такие гитары не получили. Так что для опытного гитариста по-прежнему имеет большое значение порода и качество древесины, из которой изготовлен инструмент.
Гриф
Грифы (neck) современных электрогитар весьма разнообразны – как по дизайну, так и по конструкции. Гитаристу важно не только правильно выбрать инструмент для конкретного стиля игры и достижения нужного звучания, но и гриф гитары должен, что называется, «лечь в руку», то есть обеспечивать наиболее комфортную игру.
С точки зрения пользователя важнейшие параметры, на которые следует обращать внимание при выборе инструмента – это мензура, ширина и профиль грифа, а также способ его крепления к корпусу.
Мензура – это длина рабочей части струн (между верхним и нижним порожками). У различных видов гитар она варьируется от 22,5” (572 мм) до 25,5” (648 мм) и более. При одинаковом строе и одних и тех же струнах их натяжение на инструменте с большей мензурой будет выше, что влияет как на звук, так и на ощущения при игре. Нельзя сказать, что какое-нибудь значение здесь лучше других – все зависит от личного вкуса и потребностей музыканта. К примеру, для современных стилей тяжелой и очень тяжелой рок-музыки, в которых гитары принято настраивать на 1-2 тона ниже стандартного строя, длинная мензура предпочтительнее.
Ширина грифа, его профиль и радиус накладки также влияют на удобство исполнения. Здесь тоже сложно дать какие-либо общие рекомендации, но в целом принято считать, что тонкий и широкий гриф с малым радиусом изгиба больше подходит для быстрой сольной игры, когда большой палец левой руки находится позади. А грифы с более узким и глубоким профилем оптимальны для игры аккордами, когда рука плотно обхватывает гриф – при тонком профиле кисть устанет быстрее. Для блюз-исполнителей часто предпочтителен глубокий V-образный профиль грифа, так как именно на нем удобнее всего исполнять «подтяжки» (бенды) при сольной игре.
По способу крепления грифы делят на закрепленные на болтах (bolt-on), вклеенные (set-in) и сквозные (neck-through). Привинченный гриф – пожалуй, самый популярный вариант в низшем и среднем ценовом диапазоне, да и среди дорогих инструментов он встречается нередко. Этот способ, впервые серийно воплощенный в гитарах Fender Telecaster, отличается высокой ремонтопригодностью (концертирующим музыкантам на заметку) и ярким, акцентированным звучанием. При надлежащем изготовлении инструмент с привинченным грифом мало чем уступает остальным типам соединений.
Традиционный для акустических гитар вклеенный гриф перекочевал и в некоторые электроинструменты. Этот способ крепления обеспечивает лучший (по сравнению с «болтовым») сустейн и более богатый низкочастотный регистр. Вклеенные грифы – характерное отличие легендарных гитар Les Paul компании Gibson.
При сквозном методе гриф и центральная часть корпуса являются единым элементом, к которому приклеены боковины корпуса. Как правило, на этом же элементе закреплен и бридж, что делает всю конструкцию цельной и позволяет добиться очень хорошего сустейна. К недостаткам же можно отнести дороговизну и практически нулевую ремонтопригодность таких гитар в случае выхода из строя грифа.
Для того, чтобы сохранить гриф электрогитары ровным, в нем установлен анкерный стержень (иногда два), гайка которого доступна для регулировки со стороны головы грифа либо крепления к корпусу. В нормальном состоянии продольный профиль грифа (relief) должен быть не идеально ровным, а слегка вогнутым посередине. Проверить настройку рельефа легко – нужно прижать одну из струн одновременно на первом и последнем ладах, а затем проверить расстояние от низа струны до верхушек ладов посередине грифа. Этот зазор должен быть в районе 0,5-1,5 мм. Однако в отсутствие опыта такую регулировку стоит поручить мастеру либо более опытному гитаристу, так как излишнее усердие здесь может привести к поломке грифа либо анкера.
Фурнитура головы грифа электрогитары также отличается от своих акустических прообразов. Существуют различные механизмы и разновидности колков (приспособлений для натяжения струн). К примеру, запирающиеся («локовые») колки – в них струну не просто пропускают через отверстие в оси, но и надежно зажимают в нем специальным винтом. Это позволяет не наматывать на ось колка более одного оборота струны, в результате гитара лучше удерживает строй. Той же цели служит замковый верхний порожек (top lock, locking nut), являющийся неотъемлемой частью гитар с системой тремоло Floyd Rose или подобной, о которых чуть ниже.
Гитары с другими системами тремоло могут комплектоваться также (на заводе или самостоятельно) роликовым верхним порожком (roller nut). В таком порожке струна не застревает при активной работе рычагом, а ее натяжение равномерно распределяется по всей длине (включая участок от верхнего порожка до оси колка).
Отметим, что существуют и гитары, в которых голова грифа отсутствует. У таких инструментов струны закрепляются в верхнем порожке, а колки расположены со стороны бриджа на корпусе.
Бридж
В отличие от акустических гитар, бридж (bridge) электрогитары не всегда представляет собой один конструктивный элемент. Нередко струнодержатель (фиксатор нижних концов струн) и нижний порожек (ограничитель длины рабочей части струны) являются двумя различными механизмами и закрепляются в корпусе гитары отдельно друг от друга.
Нижний порожек электрогитары почти всегда позволяет в некоторых пределах регулировать длину рабочей части струны и ее высоту над грифом. Эти регулировки необходимы для настройки оптимального положения струн и точного интонирования при игре.
Бриджи делятся на два принципиально разных типа: фиксированные (hard-tail) и с системой тремоло («машинка», tremolo arm). Первый тип функционально аналогичен подставке акустической гитары: его задача – лишь передать колебания струн корпусу. Крепление нижних концов струн может осуществляться несколькими способами: они либо пропускаются через отверстия в нижнем порожке или в отдельной стопорной планке (stop-bar), либо проходят сквозь корпус гитары (string through body), либо фиксируются в отдельной трапециевидной детали, прикрепленной только к обечайке в задней части корпуса (такой бридж очень часто устанавливается на полуакустических гитарах).
К достоинствам фиксированных бриджей относятся простота в настройке и хорошее удержание строя; к недостаткам – некоторое ограничение исполнительских возможностей.
Сквозное крепление струн в корпусе гитары
Бриджи с системой тремоло (которую правильнее было бы назвать «системой вибрато», но так уж сложилась традиция) позволяют изменять высоту извлекаемых звуков при помощи рычага, управляемого правой (на гитарах для левшей – соответственно, левой) рукой. Это дает возможность создавать интереснейшие звуковые эффекты, недоступные для гитар с фиксированным бриджем. Некоторые системы (Bigsby, например) позволяют только понижать строй, другие – изменять его в обе стороны.
Количество вариантов подобных систем огромно – описание их разновидностей, особенностей и возможностей заслуживает отдельной статьи. Настройка гитары с системой тремоло достаточно сложна – изменение натяжения одной струны приводит к «уплыванию» всего строя, так что потребуется несколько итераций. Здесь очень пригодится электронный гитарный тюнер.
Звукосниматели и электроника
Мы вплотную подошли к тому элементу конструкции, который, собственно, и отличает электрогитару от акустической – электромагнитному звукоснимателю. Конструктивно все они представляют собой сочетание постоянного магнита и катушки индуктивности с одним или несколькими сердечниками. А вот конфигурации этих элементов могут быть самыми разнообразными – на этом стоит остановиться подробнее.
Однокатушечные звукосниматели или синглы (single pickup) – исторически первый и по сей день популярный тип. Они обеспечивают яркое звучание с хорошей атакой и отлично подходят для игры на чистом звуке. Однако на овердрайве все не так радужно: помимо полезного сигнала, такие датчики улавливают и наводки, которые при высоком гейне становятся очень заметны.
Сингл в окружении пары хамбакеров
Для борьбы с этой проблемой были предложены звукосниматели с подавлением фона или хамбакеры (humbucker). Такой датчик состоит из расположенных рядом двух катушек, намотанных в противоположных направлениях и включенных в противофазе. В результате фоновые наводки в катушках вычитаются, а полезный сигнал складывается. В реальных звукоснимателях теряется и часть полезного сигнала, поскольку катушки немного разнесены, и находящиеся над ними участки струн колеблются чуть по-разному. Поэтому звучание хамбакера отличается некоторой приглушенностью и размытостью. Двухкатушечная схема обеспечивает еще одно преимущество – более высокий уровень выходного сигнала.
Распространены сегодня и датчики, являющиеся компромиссом между двумя предыдущими типами – вертикальные хамбакеры (vertical humbucker или humcanceller). Здесь также две катушки, но расположены они одна над другой на общем магнитопроводе. Такие звукосниматели обеспечивают почти такой же низкий уровень фона, как классические хамбакеры, но при этом по звучанию они все же ближе к синглам.
Большое выходное сопротивление описанных выше датчиков приводит к потерям высоких частот при использовании длинных кабелей. Кроме того, хотя хамбакер и обладает довольно низким уровнем фона, его шумы при большом усилении все же могут быть достаточно велики. С ростом популярности тяжелой музыки и тенденцией к дальнейшему повышению гейна эти звукосниматели также перестали удовлетворять музыкантов.
Выход был найден в предварительном усилении сигнала внутри датчика – так появились активные звукосниматели (active pickup). Они требуют установки в инструмент источника питания (одна или две батарейки 9 В), зато обеспечивают высокий уровень выходного сигнала, низкое выходное сопротивление и обладают малыми собственными шумами.
Один из самых популярных активных датчиков в мире – EMG 85
Иногда можно встретить и другие, более редкие виды звукоснимателей. Например, довольно часто в бридж устанавливается пьезодатчик. Еще существуют так называемые полифонические звукосниматели – раздельные для каждой струны, что позволяет использовать гитару, например, для управления MIDI-синтезатором, существенно расширяя диапазон доступных звуковых эффектов.
В подавляющем большинстве случаев на электрогитаре установлено больше одного звукоснимателя. Часто в описании гитары можно встретить сокращения вроде «H-H», «H-S», «H-S-S» и тому подобные – они описывают количество и тип звукоснимателей, установленных на инструменте (два хамбакера, хамбакер и сингл, хамбакер и два сингла соответственно, причем указываются датчики по порядку, от бриджа к грифу). Применение двух однотипных датчиков может показаться излишним, но на самом деле звучание гитары очень зависит от расположения звукоснимателя. При установке датчика возле грифа («нековое» положение) тембр смещается в область низких частот, а «бриджевые» звукосниматели отличаются более ярким и острым звучанием.
Выбор используемого датчика осуществляется многопозиционным переключателем – линейным или поворотным. Почти всегда датчики можно включать не только по одному. Для гитар с двумя датчиками стандартная схема переключателя позволяет включить их оба одновременно, для инструментов с тремя – бриджевый и средний либо средний и нековый. В некоторых случаях применяется расширенная схема управления, которая позволяет переключать полярность звукоснимателей или, например, включить в цепь только «половинку» хамбакера. Все это помогает существенно расширить звуковую палитру инструмента.
Кроме того, гитары оснащаются регуляторами громкости и тембра, выполненными на основе потенциометров (переменных резисторов). Регулировка может быть как общей, так и производиться раздельно для каждого звукоснимателя. Для адекватной работы регуляторы должны быть согласованы с датчиками по сопротивлению – например, при замене пассивных звукоснимателей на активные придется менять и потенциометры.
Итоги
За относительно короткий срок своего существования электрогитара претерпела множество изменений. Не все из них актуальны и по сей день – многие решения так и не стали популярными, и сегодня они известны разве что коллекционерам. Но удачные идеи продолжают жить и развиваться. Более того, и сейчас предлагаются новые идеи – в последние годы определенную популярность обрели инструменты с семью и восемью струнами вместо традиционных шести. Они применяются преимущественно в тяжелой музыке.
8-струнная гитара Schecter Omen-8
Оригинальная концепция Silent Guitar компании Yamaha ориентируется на создание репетиционных инструментов, которые практически не «звучат» в механическом понимании этого слова – они предназначены для игры в наушниках без создания помех окружающим. Можно отметить и эксперименты фирмы Gibson по изготовлению «цифровой гитары» с полифоническими звукоснимателями, встроенным цифровым процессором эффектов, электромеханическими колками с функцией автонастройки и цифровыми интерфейсами.
Вполне вероятно, что в ближайшем будущем появятся еще более смелые идеи. Но и уже существующих наработок, воплощенных в серийных инструментах, достаточно для получения огромного удовольствия от игры на электрогитаре.
Хорошего вам звука!
Текст: Алексей Адрианов
специально для www.rozetkа.com.ua
Поделиться с друзьями:
