Hangszedő alapok – 1. rész

Hancsicsák Mihály/MARTECH Dinamikus gitár hangszedő. A ma oly ismert hangszer alkatrész általános elterjedésétől még nem telt el száz év. Pedig felépítését tekintve egy végtelenül egyszerű szerkezetről van szó, mely az elektromágneses indukció elve alapján működik. Mint oly sok estben, a hozzá nem értés eredménye a túlmisztifikáltság lesz, nincs ez másképpen itt sem. Mi is az az indukció? Minden árammal átjárt vezető (másképpen fogalmazva, áram alatt lévő bármilyen elektromosságot vezető drót, fém, stb.) körül – attól függően, hogy egyen-, vagy váltóáramról van szó – kialakul egy statikus, vagy váltakozó mágneses tér. Logikusan kikövetkeztethető, hogy az egyenáram statikus teret, míg a váltóáram váltakozó teret hoz létre maga körül. A hangszedő esetében váltakozó irányú áramról van szó, így a továbbiakban csak ezt tárgyaljuk Ha egy szál drótot áram alá helyezünk, akkor ez a mágneses tér mérhető körülötte. Húzzunk most ki mellé még egy drótot (értelemszerűen ebbe nem vezetünk áramot) és a két végén mérve azt fogjuk látni, hogy egy gyengébb, váltakozó feszültségű áram jelenik meg. Hogyan is történik ez? Az elektromossággal átjárt első vezetőnk körül váltakozó mágneses tér alakul ki, mely hatással lesz a másik drótunkra, s abban ennek hatására áram indukálódik. A két drót a mágnesességen keresztül kapcsolódik össze, megosztják a mágneses terüket egymás között. Mindenki ismer ilyen elven működő, általánosan elterjedt eszközt, ez a transzformátor. A trafó azonnal magyarázatot ad arra, miért van szükség sok-sok tekercsre: az indukció hatásfokának növelése a cél. Míg egy trafó (értsd transzformátor) esetében használható közös fém test, addig a gitárnál ez nem megoldható.

De, hogyan is működik a gitár hangszedője? Az elvből az következne, hogy vagy mágneses húrt kellene használni ami majd áramot indukál egy tekercsben, vagy egy erős mágnes felett mozgó húrból kellene kinyernünk az áramot. Nos, egyik sem a legjárhatóbb út. Akkor hogyan lesz a húr mozgásából áram? Emlékszünk: az egyenáram statikus, vagyis nem változó mágneses teret hoz létre maga körül. Ez a helyzet egy permanens (állandó) mágnes esetében is. Ha ebben a mágneses térben mozgatunk egy vezetőt (vagyis felcserélhető az áram váltakozása a vezető mozgásával), akkor abban áram indukálódik. Igen ám, de nem használhatunk nagy és nehéz mágnest, és a húr-mágnes távolságnak, valamint a húr hosszának, keresztmetszetének, és a mágnes elhelyezkedésének köszönhetően, igen kis, számunkra használhatatlan áram indukálódik benne. A megoldást egy újabb vezető szolgáltatja. Tekerjünk a mágnesünk köré sok-sok menettel drótot, és a húr mozgását használjuk csak vezérlésre, ne abból akarjuk kivenni az indukálódott áramot. Mert mi történik, ha megpendítünk egy húrt? A statikus mágneses teret a mágnesezhető fémek mozgásukkor magukkal húzzák, magyarán a mágneses tér a húr mozgásával együtt fog rezegni. Ez a rezgő mágneses mező fog majd áramot indukálni a köré tekert jó hosszú drótban, s minél hosszabb a drót, annál nagyobb áramot kapunk eredményként. És készen van a hangszedőnk. A rezgő húr megrezgeti a hangszedő mágneses terét, s ez a rezgő tér indukál áramot a tekercsben. Ennyi.

Otthon bárki készíthet hangszedőt, működni fog! Az elvből egyértelműen következik, hogy erősebb mágnes, vagy nagyobb menetszám (hosszabb drót) használatával, nagyobb jelű hangszedő készíthető. Hogy miért nem készítenek bika mágnessel szerelt, bazi hosszú dróttal tekercselt hangszedőket mégsem? Mert amit nyerünk egyik oldalon, elveszítjük a másikon, sajna. A fizika egyik alapja a kölcsönhatás törvénye, amit hétköznapi nyelven akár így is megfogalmazhatnánk: büntetlenül nem tehetünk semmit, minden vissza fog hatni. Minél erősebb mágnest kezdünk használni, az annál erősebben fogja visszahúzni a rezgő húrt – magyarán csillapítani annak rezgését –, s a hangkitartásunk, a sustain csökkenni fog. Másik oldalról, minél hosszabb drótot tekerünk fel – vagyis minél több menetszámunk lesz –, annál inkább szűrőként (a hangfalak hangváltóinak egyik eleme szintén a tekercs) fog viselkedni, s vágni fogja a magasakat. Most már érthető a probléma ugye? Nem növelhetjük büntetlenül a kimeneti jelszintet egyik megoldással sem, mert az a megszólaló jel kárára fog menni. Az egyszerű elven működő hangszedőnk innentől kezd majd bonyolódni, de erről majd a folytatásban…

Folytatása következik…

Kövesd facebook-on is a M A T – Mishi´H Audio Tuning / Martech Guitar Tuning oldalát!

Hancsicsák Mihály/MARTECH

Hangszedő alapok 2.

Hancsicsák Mihály/MARTECH Az előző részben a hangszedő felépítését ismertettem, ami gyakorlatilag a singe coil hangszedők ismérve is egyben. Sajnos olyan az élet, hogy ami egyszer jól jön, az másik alkalommal bosszantó tud lenni. Míg az elektromos árammal először kísérletezőket főképpen a légköri elektromosság zavarhatta, ma már az lenne a csoda ha találnánk zavarmentes helyet. A hálózati tápvezeték a falban, hosszabbítók, működő transzformátorok (ne feledd, hogy a kikapcsolt készülék áram alatt lévő tápegysége attól még működik!), s alapjában véve a működő elektromos eszközök mindegyikét elektromágneses mező veszi körül. Mivel a teljes távközlés (adó-vevő), függetlenül, hogy analóg, vagy digitális az indukció elvével kapcsolódik egymáshoz, gyakorlatilag elektromágneses mezőkben éljük életünket.

Miért kellett ez a bevezető? A dinamikus hangszedő az elektromágneses indukció elvén működik. Ez jó. Viszont az elv nem válogat hasznos és haszontalan jelek között. A hangszedő tekercsében ugyanúgy áramot indukálnak a külső elektromágneses mezők, amelyek aztán zajként jelennek meg a hangképben. Ezt a gyakorlatban úgy tapasztaljuk, hogy az egytekercses (single coil) hangszedővel szerelt hangszerünk (pl. egy Strato) hangja zajos lesz, ami az előerősítés növekedésével (értsd: torzító) fokozódni fog. A kéttekercses, humbucker hangszedők ezt a problémát tudják kiküszöbölni, igen jó hatásfokkal. Hogyan is működik a humbucker? Nagyon könnyű megérteni a következő módon. Vegyünk két átlátszó lapot (zsírpapír, műanyag fólia, stb.), ezek fogják jelképezni a humbucker két tekercsét. Rajzoljunk egy kétdimenziós koordináta-rendszert mindkét lapra. Ha a két tekercs mágnese azonos irányba mutat (Észak-Észak), akkor az indukált jel a nulla ponttól egyszerre (most tekintsünk el a tekercsek fizikai távolságától) fog növekedni és csökkenni. A külső elektromágneses zavar a tekercsekben szintén egyformán indukálódik, vagyis egyszerre növekszik. A két jelet többféleképpen összeadhatjuk, de az érthetőség kedvéért most a megoldásra koncentrálunk.

Ha ki akarjuk oltani a zavart, akkor ellen-fázisba kell fordítanunk. Fordítsuk meg az egyik lapot 180 fokkal fejjel-lefelé, és tegyük fedésbe a másikkal. Mivel átlátszóak, jól látható, hogy mindkét jel kioltja egymást (egyszerre futnak ellenkező irányba). Ez nem megoldás. Ha viszont megfordítjuk az egyik tekercs mágnesét, és ellenkező végponttal kötjük be a tekercset akkor mi történik? Míg az első tekercsben a nulla ponttól felfelé indul a jel, a másikban ellenkező irányba történik mindez. Míg a húrunk a mágnesünk mezejének befolyásolásával, magyarán mozgatásával indukálja a jelet, és így ellentétes fázisú áram keletkezik, addig a külső mágneses mező direkt a tekercsben indukálja az áramot, ami viszont azonos fázisban indukál majd áramot. Érthetőbb, ha megint a lapjainkhoz fordulunk. Az egyik lapon a gitárunk jele felfele indul, a zaj jelével együtt. A másik lapon azonos amplitúdóval ellenkező, negatív irányba indul a gitár jel, de a zaj marad pozitív irányú indulással. Ha most megfordítjuk 180 fokkal a lapokat, és egymásra tesszük őket, akkor azt látjuk, hogy a jelünk azonos fázisba kerül, míg a zaj pont ellen fázisban lesz, vagyis kioltja magát. Ennyi.

Kövesd facebook-on is a M A T – Mishi´H Audio Tuning / Martech Guitar Tuning oldalát!