Гитара без мифологии

скачать книгу бесплатно


Самая простая формула К=скорость звука/плотность. Однако замер скорости звука дело сложное, поэтому более практична формула К=(Е/р

)

, где Е – модуль упругости, р – плотность.

1.8. Микрофонный эффект (заводка)

Свидетели невлияния несущей конструкции на звучание электрогитары аргументируют своё невежественное утверждение тем, что индукционный датчик не может преобразовывать в ЭДС колебания немагнитных предметов. Деревянная дека немагнитна, следовательно…

Ах, если бы и правда было так, одной проблемой было бы меньше.

Суть её в том, что система датчик-усилитель-динамик при некоторых условиях образует автоколебательную систему с обратной связью. Эксперименты показывают, что «завести» отдельный датчик очень непросто, а вот когда он установлен на деке, заводится охотно.

Площадь деки во много раз больше площади датчика, поэтому она воспринимает в разы большую энергию колебаний воздуха, а уж с неё колебания снимает датчик, и пошёл процесс… Поэтому деку тоже следует включить в перечень элементов автоколебательной системы, как элемент, обеспечивающий обратную связь, и задающий частоту, ибо «заводка» происходит именно на частоте её основного резонанса.

Как такое получается? Дело в том, что на датчик, вопреки утверждениям «великих физиков», действует вибрация корпуса, а поскольку обмотка и магнит имеют различные акустические свойства, возникает разница амплитуд, и смещение фаз. Этого хватает для возникновения в обмотке переменной ЭДС. Да, одно дело, когда в магнитном поле датчика колеблется немагнитное тело, другое, когда сам датчик подвергается вибрации.

Частотозадающим элементом стихийного генератора колебаний может послужить и металлическая крышка датчика. Зачастую их штампуют из латуни, приписывая ей особое влияние на магнитное поле. Декремент затухания латуни и так невысок, а при штамповке в ней возникают внутренние напряжения, понижающие декремент. Поэтому крышка весьма чувствительна к внешним колебаниям, и всегда готова засвистеть на собственной частоте.

Гитарные мастера, да и сами гитаристы борются с этим явлением путём акустической изоляции датчика от деки при помощи резиновых или поролоновых прокладок, но радикальным решением является высокодобротный электронный фильтр, вырезающий из сигнала резонансные частоты деки и крышек. Хорошо противостоят «заводке» датчики системы «сплит», где в двух обмотках наводки от колебаний деки оказываются в противофазе. Такие датчики гитаристы называют «шашечками» из-за их формы.

Разные конструкции гитар проявляют различную склонность к заводкам. Наиболее склонны адаптеризованные акустики, поскольку высокая излучательная способность дек оборачивается высокой чувствительностью к внешним колебаниям. Несколько менее склонны полуакустики. Их деки обычно делаются из материалов с гораздо меньшей акустической константой, именно для того, чтобы снизить склонность к заводкам, а излучение от них не требуется. Наименее склонны цельнокорпусные, так же сделанные из материалов с относительно низкой К.

1.9. Проблемы строя

Начнём, пожалуй, с такой каверзной штучки, как негармоничность обертонов. Настраивать гитару умеют все. Чего сложного – берём тюнер, и настраиваем открытые струны на нужные частоты, подробнее рассказывать смысла нет. Чуть сложнее – по специальному камертону, но то же самое…

Но если после такой настройки мы возьмём одновременно открытые 1-ю и 6-ю струны, консонанс будет фиговенький, при интервале ровно в 2 октавы мог быть получше. И его действительно можно улучшить, если немного понизить 6-ю струну, контролируя понижение по слуху. То же и с 5-й струной – консонанс октава+квинта получается лишь после дополнительной настройки, при понижении 5й струны.

Вообще, если по камертону настроить только 1-ю струну, а остальные – по глубине консонанса между струнами, звучание инструмента, будет лучше, а тюнер будет показывать занижение тона, тем большее, чем больше номер струны, причём на металлических струнах сильнее, чем на синтетических.

Почему же такое происходит? Мы знаем, что консонанс создаётся кратным соотношением частот основных тонов, настраивая по тюнеру или генератору, мы эти соотношения соблюли, почему полученные тона после дополнительной настройки лучше гармонируют?

Дело в том, что консонанс обусловлен не столько кратным соотношением основных тонов, как совпадением, или близким к совпадению состоянием возможно большего количества обертонов. Тут вы скажете: «Так об этом же и говорим – обертоны же находятся строго в кратных соотношениях с основными тонами, следовательно…» Стоп!!! Вот ещё одно неверное представление.

То есть, у некоторых источников звука так оно и есть, но не у струн. У струн такое может быть лишь в случае абсолютно нулевого сопротивления поперечному изгибу, что на практике абсолютно невозможно. Поэтому у живой струны обертоны высят по сравнению с результатом расчёта (частота первой гармоники помноженная на номер рассматриваемой). Причём у металлических струн, как мы уже заметили, сильнее, чем у синтетики, ибо у них выше сопротивление поперечному изгибу.

«А как же у фортепиано?» – а так же. Если настроить рояль или пианино по тюнеру или генератору, получится совершенно расстроенное звучание. Мастерство настройщика в том и состоит, чтобы сделать звучание воспринимаемым стройным на слух, жертвуя точностью относительно расчётных значений.

Является ли негармоничность обертонов неизбежным злом? Для струнных инструментов это действительно неизбежное явление, считаться с ним приходится даже при настройке инструментов, что уж говорить о конструировании и изготовлении… но в некоторых разумных пределах оно реально украшает звучание.

1.10. Письма от неучей

Если бы мы произошли от обезьян,

нас цыгане и теперь водили бы

по городам на показ.

©А.П.Чехов.

Как-то на одном интернет-ресурсе заспорили мы с одним Большим Журналистом о разнице между интеллектом и объёмом наличных знаний. Он утверждал, что это одно и то же. Чтобы дать ему шанс блеснуть интеллектом, я и задал вопрос: «На какую частоту настраивается гриф электрогитары-боди?» Ответ превзошёл все ожидания:

Мне тут знакомые все ржут над твоим тупым вопросом… 

Надо же, Мне тут знакомые! Почти как Всемирный Экспертный Совет!

…они говорят: «Если и настраивается, то это обычно верхняя дека у классических и акустических гитар…»

Разумеется, последняя фраза дана для демонстрации глубины познаний. Разберёмся, насколько у них это получилось. Для начала обратим внимание, как они акцентируются на верхней деке. Нижнюю, стало быть, не настраивают.

В музыкальной акустике есть понятие «первая гармоническая форманта» (ПГФ). Это резонанс с довольно чётко определённой частотой. Именно на неё настраивается верхняя (передняя) дека акустических гитар. При изготовлении уменьшённых гитар (детских, либо повышенного строя) резонанс передней деки повышается, и не выполняет психоакустической функции Первой гармонической форманты, поэтому звучание у них другое, прямо скажем, негитарное. Как сказал Великий Учитель, речь о котором впереди, «Маленькие гитары и звучат по-маленькому». (У него дар на двусмысленные выражения).

Замечательный российский мастер Владимир Черняев (светлая ему память) сделал детскую гитару с передней декой, резонирующей на нужной частоте, и получил полноценное гитарное «взрослое» звучание.

Ранее «Отец электрогитары» Леонидас Фендер, конструируя «Телекастер», озаботился внесением в его спектр ПГФ. На толстом корпусе-боди её не удавалось разместить, у него основная частота октавы на полторы выше, и Фендер нашёл гениальное решение…

Спросим у любого гитариста: для чего гриф электрогитары делается длиннее, чем у акустической? Сто из ста ответят: «Для удобства игры». Не совсем так: удобство – лишь приятный бонус, а основная цель удлинения – понижение резонанса до частоты ПГФ. Внеся в спектр электрогитары первую гармоническую форманту, Фендер превратил её из реквизита для музыкальной эксцентрики в полноценный музыкальный инструмент. Не зря его называют отцом электрогитары, хотя чего-то подобного до него было сделано немало.

Да, дека акустики, и гриф гитары-боди резонируют в одном и том же узком диапазоне частот, и выполняют одну и ту же психоакустическую функцию. Проще говоря, это один и тот же резонанс. Почему некоторые «эксперты» в одном случае признают нужность и полезность его настройки, а в другом ржут над тупым вопросом? Логически мысля, если надо, то в обоих случаях, а если не надо, то ни в одном. Так надо, или нет?

Зайдём на Музкфорумс, на форум электрогитарных билдеров, спросим. Узнаем о себе много нового. Зайдём на Мастергитарс, профилированный под изготовителей классических гитар, и найдём целые темы, где товарищи обстоятельно и аргументированно доказывают: НЕТ. Ну-ну.

А Большой Журналист этим не ограничился, он с этого только начал. Он списался с Большим Гитарным Мастером, и процитировал его ответ. И ответ этот сводился к тому, что гриф – это прочность и геометрия, и ни о каких резонансах, а тем более их настройке, он слыхом не слыхивал.

Далее сообщалось, что Некий Гитарист тож стебётся над твоим вопросом, спрашивает: "А что, есть ещё маньяки, которые гриф настраивают?" у него один знакомый шнуры паяет ток в полнолуние, настройка грифа "в основной резонанс", говорит, из той же оперы) они там рубанком грифы настраивают, что ль???????)))))

Гитариста-то зачем выделил из общего числа знакомых? Может быть, каждый, кто умеет набрать текст на клавиатуре, досконально знает её устройство и технологию изготовления? И над чем он стебётся? Над собственным незнанием? А спросить бы у него: не хотел бы он гитару с двумя «волчками»? На соль-малом и соль-первом? Могу устроить на любой из его гитар. Настройкой грифа. До сих пор по такой методике я их только устранял, но и создать нет проблем.

И я провёл в интернете опрос среди гитарных «мастеров». Прикинувшись несчастным владельцем «волчащей» гитары, спрашивал, кто может помочь. Результаты удручающие. «Лучший» ответ снова дал тот самый Большой Мастер:

«Волчки иногда можно убрать с помощью замены седел тремоло или замены звучков с менее сильными магнитами. До сих пор неизвестно никому причины их появления…»

Ого!

«100% гарантии, конечно, нет…»

А что так, я вот могу дать стопроцентную гарантию, что предлагаемые меры не помогут. И что за меры: могу поковыряться, вдруг чего получится.

В следующем параграфе я расскажу такое, чего (якобы) до сих пор неизвестно никому, и в мире прибавится «маньяков», которые настраивают гриф.

1.11. Что такое «волчок», и как с ним бороться

Вопрос на форуме: «… а может быть, это особенность инструмента, те самые «страшные волчки», которые навсегда? Как это узнать? Можно ли шкуркой и любовью поправить? Где этому научиться?»

«Мудрость» в одном видеоролике: «Волчок – это врождённый дефект древесины, встречающийся на смычковых инструментах».

«Почему в гитаростроении так редко делают двойную деку? Ведь она гарантирует от волчков!» – спросил меня один пользователь одного форума. «Почему в гитаростроении не делают переклеенный гриф? Ведь он гарантирует от волчков!» – спросил второй.

Кто им сказал такие глупости, они не сознались, но ретранслировали их с верой в их истинность. А на другом форуме прочитал, что якобы Мстислав Ростропович заявил как-то, что на виолончели без «волчка» и играть не станет. Цитировавший был ошарашен таким заявлением, оно противоречило его представлениям о прекрасном.

Чтобы в этом разобраться, уясним, что такое «волчок». Спросим у музыкантов. «Это когда одна нота резко отличается звучанием от остальных, причём явно в худшую сторону». На виолончелях такие ноты напоминают волчий вой, отсюда термин «волчий тон», коротко – «волчок».

А теперь заглянем в справочник Л. А. Кузнецова: «Природа появления волчьего тона – совпадение (или близкое положение) резонансов струны и корпуса…»

А мы знаем, что для хорошего звучания в инструменте необходимы резонансы. Теперь можем уточнить, что хотя бы два-три из них должны быть достаточно сильны, чтобы при совпадении с ними по частоте тона струны создавать «волчок». Отсюда вырисовывается два метода борьбы с этим явлением:

1. Делать инструменты со слабыми резонансами. Это нам не подходит. Знаменитый виолончелист прекрасно знал, что виолончель без единого «волчка» – дрова, слабые резонансы – унылое звучание.

2. Выбирать частоты резонансов как можно дальше от частот хроматических ступеней. А поскольку хроматические ступени натыканы на частотной шкале через полтона, то получить интервал больше четверти тона не получится, но практика показывает, что этого вполне достаточно.

Полутон – Музыкальный интервал, создаваемый соотношением частот как единица к корню двенадцатой степени из двух.

Вот так: никакие ухищрения в конструкции не могут гарантировать отсутствие «волчков», только подстройка частот резонансов. Вот и самый первый фактор, делающий настройку резонансов необходимым этапом изготовления штучных и мелкосерийных инструментов, и вынуждающий (тех, кто умеет) проводить её на многих серийных инструментах по просьбе владельцев.

Да-да, в том числе и резонансов грифа, а на электрогитарах-боди их-то в первую очередь.

В гитарах, как классических, так и фолк, так и боди, наиболее часто встречающийся случай, этакий король волчков, это соль малое, полтона вверх-вниз (частота той самой первой гармонической форманты). У акустик он генерируется передней декой, у боди – грифом. У электрогитар голова грифа выдает волчок на соль-диез первом. У акустик задняя дека волчит на соль-ля большой, причём, на 6-й струне нота может не отличаться звучанием, но фальшивить по тону.

Устраняется «волчок» юстировкой (настройкой) резонансов по частоте.

1.12. Волчок-сверчок

Так же волчком соло-гитаристы называют неприятное явление несколько иного рода. Называли бы хоть сверчком, чтобы не путаться с терминами. (То, что традиционно называется волчком, они называют мёртвыми нотами). Наблюдаются «сверчки» на электрогитарах при перегрузе, и как водится, никто не знает, откуда они берутся.

Возьмём гитару, и извлечём звук на открытой первой струне, и тут же её приглушим. А звук останется в виде неясного гула, в котором всё же угадывается ми первое. Если мы повторим извлечение, и приглушим все струны, никакого послезвучания не будет. Повторим ещё раз, и приглушим только первую, пятую, и шестую струны. Снова никакого послезвучания.

Дело в том, что третья гармоника пятой струны и четвёртая шестой по частоте очень близки к ми первой октавы, и резонируют на этой частоте. В классической технике игры уделяется внимание глушению ненужных в некоторый момент струн, так как их резонирование воспринимается как грязь в звучании.

Рассмотрим такое явление, как биения.

Если вы попытаетесь настроить вторую струну не по тюнеру, а по старинке, добиваясь унисона прижатой на пятом ладу второй струны и открытой первой струны, вы эти биения услышите. Их наличие означает, что есть разница в частоте. Собственно, частота биений равна разности между частотами струн, и так и называется разностной.

Вот на рисунке две синусоиды, в одной на два периода больше, чем в другой:

А это их микс:

Отлично видны периоды биений.

А теперь подвергнем этот микс перегрузу:

Пошло чередование перегруженных и неперегруженных участков. Вот это и звучит как сверчок. Осталось выяснить, откуда берутся синусоиды с небольшой разницей по частоте.

Первая синусоида представляет одну из гармоник исполняемой ноты, а вторая – одной из открытых струн. Особенно жирные сверчки получаются при неполном совпадении основных тонов. Таким образом, на шестой струне наиболее опасны 5-й, 10-й, 15-й, 19-й, и 24-й лады, на пятой – 5-й, 10-й, 14-й, 19-й. Но, например, и первая струна на 3-м ладу может создать биения со второй гармоникой третьей струны. Поэтому опасных точек на грифе очень много.

Единственный действенный способ борьбы с этим явлением – демпфирование открытых струн. Некоторые гитаристы успешно используют для этого резинку для волос.

1.13. А что же с датчиками?

Масса креативных юношей, конструируя струнный электроинструмент, обращают взор к различным типам датчиков, надеясь получить нечто лучшее, чем могли бы, применяя старые добрые индукционные системы. Только пока никому не удалось это лучшее получить. В чём же прелесть индукционки? Разберёмся.

Нередко датчики своими техническими параметрами искажают величину измеряемых параметров. Причём искажение бывает двух видов. Первое – датчик врёт, передаваемые им данные не соответствуют реальным параметрам на измеряемом объекте. Второе – датчик сам меняет измеряемые параметры объекта, и снимает уже изменённые. Пример?

Некая экзотермическая химическая реакция должна проходить при строгом контроле над температурным режимом. Если масса термодатчика немала по сравнению с массой контролируемого вещества, он поглотит немало тепла, снизив температуру. Или привнесёт своего, повысив температуру. Датчик напряжения при невысоком собственном сопротивлении (а по настоящему высокое в данном случае – бесконечность), шунтирует измеряемую цепь, снижая тем самым напряжение в ней, и передаёт уже пониженное напряжение…

У конструкторов мерительной техники постоянная, в принципе окончательно нерешаемая задача – борьба с этими явлениями. Вот и разберём, какие искажения вносит индукционный датчик, и как с ними бороться (и надо ли?).

Самый простой нюанс работы индукционного датчика обусловлен самой конструкцией системы датчик-струна. Дело в том, что траектория любой точки струны представляет не прямую линию, по которой струна совершает возвратно-поступательные движения, а многоконечную звезду. Датчик же лучше всего воспринимает колебания перпендикулярные его полюсу, а параллельные почти не воспринимает. В результате в снятом сигнале присутствует явная амплитудная модуляция, придающая звучанию узнаваемый «электронный» характер.