Technológia

Snímače alebo zakliata jednoduchosť
Autor: 

Designér Lloyd Loar vyrobil svoj prvý elektrický kontrabas už v pol. 20. rokov nášho storočia. O desať rokov neskôr uviedla firma Gibson na trh legendárny snímač typu Charlie Christian, ktorý sa bežne osadzoval na španielky - v tých časoch obľúbených v bigbandoch. Skutočný nástup elektromag-netických snímačov však nastal až koncom 40. a začiatkom 50. rokov, kedˇ sa začaly elektrické gitary sériovo vyrábať. V tomto článku sa však nebudeme zaoberať históriou, leč si posvietime na gitarové snímače z hľadiska technologického.

Čo je gitarový snímač

Nič viac ako cievka a permanentný magnet. Oceľové struny chvejúce sa v magnetickom poli indukujú v cievke prúd, ktorý sa následne umocní zosilovačom. Jednoducho, žiadny zázrak. Postupným vnikaním do problematiky však zistíme, že s tou jednoduchosťou nie je všetko v poriadku. Začneme základnou časťou (motorom) snímača a to magnetom.

Ak vymeníme magnet a inak nezasiahneme do konštrukcie snímača nastane okamžitá zmena zvuku: silnejší magnet zlepší prenos vyšších frekvencií, zvýši sa výstupné napatie a predlži sustain. Zvyšovať silu magnetu nie je možné do nekonečna, pretože pri neúmernej sile nastanie pnutie strun a silný magnet bude pôsobiť ako tlmič chvenia strún. Tento jav nastane hlavne v snímači pri krku a preto silnejší magnet sa používá do snimačov umiestnených pri kobylke. Snímače so silným magnetom majú zvyčajne vyššiu impedanciu a preto sa doporučuje používať kvalitné káble aby nevznikla strata vyšších frekvencií. Taktiež je dôležité dobré tienenie gitary, pretože silný magnet viac reaguje na elektromagnetické vyžarovanie. Všeobecne platí, že snímače by mali byť situované tak aby kopírovali struny. V každom prípade je nutné vedieť, že oddialením snímača od strun o 1mm klesá magnetická sila o 4 násobok ak oddialime símač 2mm od strun tak strata je 16 násobná. Takýmto zásahom neovplyvňujeme len silu výstupného napatia ale aj farbu zvuku. Ak vzdialite snímač od strun ale polové nástavce vypustíte čo najbližšie k strunám dostanete čistý sladký zvuk.

Ďalšími činiteľmi, ktoré výrazne ovplyvňujú zvuk sú cievka a pólový nástavec a preto sa im budeme venovať zvlášť.

Magnety

Poznáme 16 základných druhov AlNiCo magnetov a 8 druhov keramických. Stúpajúcim číslom stúpa aj magnetická sila - teda AlNiCo 8 je silnejší ako AlNiCo 5 a toto pravidlo platí aj pre keramické magnety. Na výrobu snímačov je vhodné alnico do triedy 8. AlNiCo patentoval pán G.B. Johns v r. 1939 a obsahuje asi 50 % železa, Aluminium, Nikel, Cobalt (od nich názov..) a trochu medi. Je to dosť silný druh magnetu. Keramické magnety neobsahujú kov, sú všeobecne silnejšie ako AlNiCo a majú väčšiu odolnosť voči demagnetizácii - výrobcovia ich označujú ako INDOX, DIOX, ARNOX a pod.Fy Rickenbacker na počiatku používala magnet Wolfrámovo-železný.

Magnety ovplyvňujú zvuk snímača zásadným spôsobom a to nielen svojou magnetickou silou, ale aj špecifickým charakterom zvuku. Teda dva rôzne druhy ale rovnako silné magnety - v našom prípade napr. AlNiCo 8 a keramický magnet 8 - budú zvukovo rozdielne. Preto niektorí hráči uprednostňujú AlNiCo, iní zase keramické magnety.

Cievka

Spolu s magnetom sú tvorcovia zvuku. Všeobecne platí zásada, že úzka-vysoká cievka hraje výškovo a nízká široká basovo. Toto je však len polopravda a platí skutočne len všeobecne. Cievka môže mať rôzny tvar a počet závitov, ovšem veľmi doležitá je hrubka použitého drátu a samozrejme kvalita použitej medi. Ďalším faktorom je hrúbka použitého laku ako aj konštantnosť priemeru drátu. Cievka musí byť dokonale vyvarená v parafine aby sa drát nechvel a nezpôsoboval napískavanie. Tento proces je zdlhavý a preto veľkovýrobcovia namáčali cievku do laku v snahe ušetriť čas. Tuhnutie laku neskôr spôsobuje napínanie tenkého drátu ktorý sa može časom pretrhnúť. Ako som už spomenul podľa toho aké sú požiadavky na snímač sa volí hrúbka drátu ako aj architektúra. Správna súhra magnetu a cievky vedie k požadovanému výsledku. Vo všeobecnosti platí, že slabší magnet s cievkou ktorá má viac závitov hraje mäkšie a má teplejší zvuk ako snímač so silným magnetom a s cievkou s menším počtom závitov.

Pólový nástavec

Má za úlohu prenieť magnetické pole k strunám a preto zohráva tiež doležitú úlohu. Zvyčajně má rôzne tvary a rozmery. Možu byť priebežné (bar) alebo valcovité či šroubovité pre lepšie nastavenie. Ako vždy všetko má svoje výhody a nevýhody. Valcovité lepšie koncentrujú magnetické pole pod struny a ak majú závit tak je ich možno individuálne výškovo nastaviť čo hlavně molo výhody v časoch ked výroba strún nebola tak dokonalá. Tento druh pólových nástavcov bol vhodný pre hráčov Jazzu kde sa používali krátke tóny a struny sa nenapínali a nevychylovali z osy.

Postupne však vznikal nový štýl hrania a pri napínaní strún sa struna často vychýlila z osy valcového polového nástavca čo spôsobilo, že struna hrala tichšie. Zaviedli sa priebežné (bar) pólové nástavce aby sa tento efekt eliminoval. Železné nástavce zmakčujú zvuk. Pólový nástavec z magnetu sposobuje, že snímač hraje ostrejšie/výškovejšie.

Konštrukcia/zvuk

Ako z predchádzajúceho vylýva magnet-cievka-pólový nástavec určujú kvalitu a zvuk snímača. Jestvuje veľa názorov na optimálny počet závitov cievky ale tak ako všade inde všetko je relatívne. Najdoležitějšie je aby vzájomný vzťah uvedených konštrukčných prvkov bol vyvážený. Ak by ste sa rozhodli namotať viac závitov na Strato snímač v snahe dosiahnuť väčšie výstupné napatie, narušili by ste vzájomnú harmoniu a snímač by bol zamumlaný a bez dynamiky. Aj drôty rovnakého priemeru možu produkovať rozdielny zvuk. Ako som už uviedol v časti „Cievka“ može to spôsobiť hrúbka lakovania alebo iné technické parametre. Všeobecne platí, že cievka má byť čo k magnetu či k pólovému ná stavcu, pretože to zvyšuje sustain. Toto však neplatí pri niektorých basových snímačoch

Rozdelenie snímačov

Celkovo sa snímače rozdeľujú na prevedenie Single Coil a Humbucker. Dôležité je vedieť, že Single Coil (ďalej len SC snímač) má jednu cievku a Humbucker (ďalej HB snímač) dve, pričom nezáleží na ich vonkajšom tvare - HB môže vyzerať ako SC a naopak (napr. prvé P-90, známe „soapbary“ boli nefalšované SC firma Gibson, a vyzerali napohľad ako HB.)

Na začiatkoch sa nepoužívali silné zosilňovače a tieto boli zpravidla umiestené pred hráčom (bližšie k obecenstvu) teda brum ktorý spôsobili transformátory zosilňovača nebol až tak vyrušujúci. Neskor ked’ výkon zosilňovačov sa zvyšoval a nároky v štúdiu boli prísnejšie bolo nutné brum eliminovať.

Single Coil

Sú staršie, začnime teda od nich. Tento typ snímačov preslávila najmä firma Fender na gitarách Broadcaster (neskôr zmenili názov na Telecaster), ktoré začala vyrábať sériovo začiatkom 50. rokov. Samozrejme ani ostatné firmy neváhali a prichádzali s novými výrobkami, ktoré však boli zvukovo odlišné. Najväčším kladom SC snímačov je ich ostrý, dynamický zvuk - a záporom typický brum (reagujú na elektromagnetické pole vyžarované do priestoru, ako napr. elektrické vedenia, motory, trafá apod.). A práve toto sú tie negatíva, ktoré nútily konštruktérov snímačov vyvinúť typ HB (humbucker znamená niečo ako „potlačovač brumu“ pozn.red.).

Humbucker

Vznikol práve z dôvodu už predtým uvedeným a postaral sa o to Seth Lover z fy Gibson. K jeho menu sa viaže prvý HB nazývaný ako PAF. V určitých modifikáciach ich fy Gibson dodávala aj pre EPIPHONE (ako mini humbucker) a pre fy Harmony. Neskor na požiadavku fy Fender Seth Lover vyrobil HB snímač pre Tele deLuxe a Custom.

Snímače type HB majů dve cievky a nie je podstatné či sú umiestnené vedľa seba (či už horizontálne alebo vertikálne) alebo pod sebou. Magnetické pole cievky je opačne polarizované. V snímači následkom pohybu strun (smerom dole a hore) sa vytvára striedavé napatie a tento užitočný signal sa nevyruší. Zároveň sa však vytvára aj brum ktorý má charakter jednosmerneho napatia a kedže cievky sú opačne polarizované, protismerné napatia sa vyrušia.

Na zníženie hlučnosti sa používajú aj tieniace kryty, ktoré sa niekedy vyrábajú o nesprávnej hrúbke a obmedzujú vysoké frekvencie /snímač stráca výšky). HB v plast puzdrach sa tienia s alu foliou.

HB sa líši zvukovo od SC aj preto, že sníma strunu v dvoch bodoch (ak sú cievky horizontálne vedľa seba umiestnené) a teda frekvencie sú zdvojnásobené-hutnejšie.

Ak chceme aby snímač nebrumel a aby čo najviac sa približil k zvuku SC musíme použiť konštrukciu kde cievky sú umiestnené vedla seba vertikálne a medzi nimi prechádza bar polový nástavec (struna bude snímaná len v jednom bode). Výhodou tejto konštrukcie je, že obe cievky sú magneticky rovnako ovplyvňované čo nemôžeme povedať pri konštrukci kde cievky sú pod sebou.

Zapojenie cievok

Cievky v HB snímačoch sa zapájajú seriovo alebo paralelne. Pri sériovom zapojení je potlačenie brumu účinejšie a následkom vyššieho odporu cievky je zvuk menej výškový. Pri paralelnom zapojení sa zvýraznia výšky, žial výstupné napatie sa znižuje asi o tretinu. Osobný vkus hráča určuje aké zapojenie si zvolí.

Konštrukcia/zvuk

Pre HB snímače resp. ich výsledný zvuk platia tie isté základné pravidlá ako pre typy SC: tvar cievky, počet závitov, sila a zloženie magnetu a ich optimálny vzťah. Podľa konštrukcie sa HB od seba samozrejme líšia. Napríklad Firebird nemá kovové pólové nástavce, ale súvislý magnet (tzv. bar magnet), ktorý je umiestnený priamo v strede cievky, čím zvuk naberá na ostrosti. Samozrejme magnety sú opačne pólované - teda ak priložíme (externý) magnet k snímaču, tak od jednej cievky bude odpudzovaný a k druhej priťahovaný. HB snímače tohoto druhu produkujú čistejší, pomerne silný zvuk, ktorý však bude menej skreslovať.

Ďalšie konštrukcie ako napr. klasický P.A.F. (Patent Applied For, pozn. red.), majú pólové nástavce, ktoré môžu byť či už valčeky alebo šrouby výškovo nastavitelné. Okrem nich sú známe ešte tzv. bar-pólové nástavce, ako typ Dirty Fingers. Tieto majú výhodu, že prenos magnetizmu je dokonalejší a je zaručené, že struna sa bude chvieť vždy v magnetickom poli (čo u valčekových, či skrutkovacích nástavcoch vždy neplatí). V 60. rokoch firma Gretch vyrobila HB snímač FilterTron, ktorý mal zvláštnu cievku a magnet - pre každú strunu. Tento druh snímača sa však veľmi nerozšíril a bol použitý hlavne na stereo gitarách.

Závislosť zvuku od intenzity odporu (DC resistance) všeobecne:

  • do 6 kOhm - ostrý zvuk
  • od 6 do 9 kOhm - stredový zvuk
  • nad 9 kOhm - temný zvuk
  • nad 14 kOhm - skreslený zvuk

Na záver by som chcel ešte raz upozorniť hráčov na citlivé zaobchádzanie s výškovým nastavením snímačov, pretože ak oddialite snímač o 1 mm od struny, znamená to zníženie magnetizmu o štvornásobok !!! Je preto potrebné opatrná manipulácia, pretože má samozrejme značný vplyv na zvukové zafarbenie gitary (oddialením sa strácajú výšky).

Záverom

Tento článok, ako už bolo uvedené v úvode, mal osvetliť problematiku snímačov z hľadiska technologického a dúfam, že zámer sa vydaril.

(Pozn. redakce: pro nezasvěcené, autor článku je výrobcem snímačů pro firmu Kent Amstrong v USA)