Введение
Усилитель с громкоговорителем для использования с музыкальными инструментами. Усилители для музыкальных инструментов.
amplifiers for musical instruments
Инструментальный усилитель – это электронное устройство, преобразующее часто едва слышимый или чисто электронный сигнал музыкального инструмента в более мощный электронный сигнал для подачи на громкоговоритель. Инструментальный усилитель используется с музыкальными инструментами, такими как электрогитара, электробас, электроорган, электропианино, синтезаторы и драм-машины, для преобразования сигнала от звукоснимателя (в гитарах и других струнных инструментах, а также некоторых клавиатурах) или другого источника звука (например, сигнала синтезатора) в электронный сигнал, обладающий достаточной мощностью, благодаря прохождению через усилитель мощности, для управления одним или несколькими громкоговорителями, которые могут быть услышаны исполнителями и публикой. Комбинированные ("комбо") усилители включают в себя предварительный усилитель, усилитель мощности, регуляторы тона и один или несколько динамиков в корпусе, обычно изготовленном из массива дерева, фанеры или ДСП (или, реже, из литого пластика). Инструментальные усилители для некоторых инструментов также доступны без встроенного динамика; эти усилители, называемые головками, должны подключаться к одному или нескольким внешним кабинетам с динамиками. Инструментальные усилители также оснащены функциями, позволяющими исполнителю изменять тембр сигнала, например, регулировать эквализацию (настройку басовых и высоких частот) или добавлять электронные эффекты, такие как преднамеренное искажение/перегруз, реверберация или хорус. Инструментальные усилители доступны для конкретных инструментов, включая электрогитару, электробас, электронные/электрические клавиатуры и акустические инструменты, такие как мандолина и банджо. Некоторые усилители разработаны для определенных стилей музыки, например, "традиционные" гитарные усилители в стиле "tweed", такие как Fender Bassman, используемые музыкантами блюза и кантри, и усилители Marshall, используемые группами, играющими хард-рок и хэви-метал. В отличие от домашних "hi-fi" усилителей или систем оповещения, которые предназначены для точного воспроизведения исходных звуковых сигналов с минимальным возможным гармоническим искажением и без изменения тембра или эквализации (по крайней мере, если владелец hi-fi не регулирует их самостоятельно с помощью графического эквалайзера), инструментальные усилители часто разрабатываются для добавления дополнительной тональной окраски к исходному сигналу, подчеркивания (или ослабления) определенных частот (большинство гитарных усилителей приглушают очень высокие частоты) и, в случае гитарных усилителей, предназначенных для электрогитары или органа Hammond, предлагают возможность намеренно добавить определенную степень "перегруза" или искажения тембра. Два исключения составляют клавиатурные усилители, предназначенные для использования с цифровыми пианино и синтезаторами, и "акустические" инструментальные усилители для использования с акустической гитарой или скрипкой в фольклорной музыке, которые обычно стремятся к относительно плоской частотной характеристике (т.е. без дополнительной окраски звука) и минимальному или полному отсутствию искажений сигнала.
Усилители для гитар
Гита́рный усилитель усилива́ет электри́ческий сигна́л электрогита́ры (или, реже, с акустическими усилителями, акусти́ческой гита́ры), чтобы́ он мог приводи́ть в движе́ние громкоговоритель с достато́чной громкостью́ для исполните́ля и аудито́рии. Большинство́ гитарных усилителей также́ могут модифици́ровать звуча́ние инструме́нта с помощью регуля́торов, которые́ выделя́ют или приглуша́ют определе́нные часто́ты и добавля́ют электро́нные эффекты. Вибра́ции стру́н воспринима́ются подходя́щим микрофо́ном или звукоснимателем, в зави́симости от ти́па гита́ры. Для электрогита́р стру́ны почти́ всегда́ изгота́вливаются из мета́лла, а звукосниматель рабо́тает по принци́пу электромагни́тной индукции (эти звукосниматели называ́ются магни́тными; они́ явля́ются наиболее распространённым ти́пом звукоснимателей на электрогита́рах). Акусти́ческие гита́ры обычно́ не име́ют встро́енного звукоснимателя или микрофо́на, по крайней мере, в инструмента́х нача́льного уро́вня и для начина́ющих. Не́которые акусти́ческие гита́ры осна́щены ма́леньким конденса́торным микрофо́ном, устано́вленным вну́три ко́рпуса, кото́рый предна́значен для преобразова́ния акусти́ческих вибра́ций в электри́ческий сигна́л, но обычно́ они́ де́лают э́то при прямом контакте со стру́нами (заме́няя гита́рный по́рог) или с ко́рпусом гита́ры, а не с испо́льзованием мембра́ны, как в микрофона́х обще́го назначе́ния. Акусти́ческие гита́ры также́ мо́гут испо́льзовать пьезоэлектри́ческий звукосниматель, который́ преобразу́ет вибра́ции инструме́нта в электро́нный сигна́л. Ре́же магни́тный звукосниматель мо́жет быть устано́влен в резона́торное отверсти́е акусти́ческой гита́ры; хотя магни́тные звукосниматели не облада́ют таким же акусти́ческим тембром, как микрофо́ны и пьезо-звукосниматели, они́ более устойчивы к акусти́ческой обра́тной свя́зи.
Стандартные усилители
Стандартные усилители, такие как усилители Fender в стиле "tweed" (например, Fender Bassman) и усилители Gibson, часто используются традиционными рок-, блюз- и кантри-музыкантами, стремящимися создать "винтажное" звучание 1950-х годов. Их используют электрогитаристы, игроки на педальной гитаре, а также исполнители блюзовой гармоники ("губной гармошки"). Комбо-усилители, такие как Fender Super Reverb, оснащены мощными ламповыми усилителями, четырьмя 10-дюймовыми динамиками и часто имеют встроенные эффекты реверберации и "вибрато". Также доступны более компактные гитарные усилители с меньшим количеством динамиков (некоторые имеют только один динамик) и более легкими, менее мощными усилительными блоками. Меньшие гитарные усилители легче транспортировать на концерты и звукозаписывающие сессии. Они широко используются на небольших площадках (в ночных клубах) и при записи, поскольку музыканты могут получить желаемый тембр без чрезмерной громкости. Одна из сложностей, связанных с большими, мощными усилителями типа Fender Bassman 4x10, заключается в том, что для достижения желаемого звучания необходимо выкручивать громкость на высокий уровень. Эти усилители предназначены для создания широкого спектра звуков: от чистого, теплого звучания (при использовании в кантри и софт-роке) до рычащего, естественного перегруза при установке громкости близко к максимальному значению (при использовании для блюза, рокабилли, психобилли и рутс-рока). Обычно эти усилители имеют спад высоких частот на 5 кГц для уменьшения экстремальных высоких частот и спад низких частот на 60–100 Гц для устранения нежелательной гулкости. Прозвище "tweed" относится к покрытию из лакированной бежевой светло-коричневой ткани, используемой на этих усилителях. Самые маленькие "комбо"-усилители, которые в основном используются для индивидуальных занятий и разминки, могут иметь только один 8- или 10-дюймовый динамик. Однако некоторые гармонисты используют эти небольшие комбо-усилители для концертных выступлений, поскольку с этими маломощными усилителями легче добиться естественного перегруза. Более крупные комбо-усилители с одним 12-дюймовым динамиком или двумя или четырьмя 10- или 12-дюймовыми динамиками используются для выступлений в клубах и на больших площадках. Для больших концертных залов, таких как стадионы, исполнители могут также использовать усилитель-голову с несколькими отдельными акустическими кабинетами (которые обычно содержат два или четыре 12-дюймовых динамика).
Хард-рок и хэви-метал
Усилители для электрогитары, предназначенные для игры в жанре heavy metal, используются для придания гитарному звуку агрессивного "драйва", интенсивности и "остроты" с помощью эффектов дисторшна, регуляторов усиления предварительного каскада (иногда с несколькими ступенями предварительного усиления) и тональных фильтров. Хотя многие из самых дорогих моделей высокого класса используют ламповые усилители в стиле 1950-х годов (даже в 2000-х), существует также множество моделей, использующих транзисторные усилители или комбинацию обеих технологий (например, ламповый предусилитель с транзисторным усилителем мощности). Усилители этого типа, такие как усилители Marshall, применяются в широком спектре громких и тяжелых рок-жанров, включая хард-рок, хэви-метал и хардкор-панк. Этот тип усилителей доступен в различных форматах – от небольших, автономных комбо-усилителей для репетиций и разминки до тяжелых "головок", используемых с отдельными кабинетами динамиков, в разговорной речи называемыми "стеком". В конце 1960-х и начале 1970-х годов системы звукоусиления на рок-концертах использовались в основном для вокала. В результате, чтобы получить громкий звук электрогитары, ранние группы, играющие хэви-метал и рок-блюз, часто использовали "стеки" из 4x12" кабинетов динамиков Marshall на сцене. В 1969 году Джими Хендрикс использовал четыре стека для создания мощного лид-звука, а в начале 1970-х группа Blue Öyster Cult использовала целую стену усилителей Marshall, чтобы создать оглушительную стену звука, излучающую огромную громкость и звуковую мощь. В 1980-х метал-группы, такие как Slayer и Yngwie Malmsteen, также использовали "стены" из более чем 20 кабинетов Marshall. Однако к 1980-м и 1990-м годам большая часть звука на живых концертах воспроизводилась системой звукоусиления, а не сценическими гитарными усилителями, поэтому большинство этих кабинетов не были подключены к усилителю. Вместо этого стены кабинетов динамиков использовались в эстетических целях. Усилители для более жестких и тяжелых жанров часто используют ламповые усилители (известные как "tube amplifiers" в Северной Америке). Музыканты и поклонники считают, что ламповые усилители обладают "более теплым" тембром, чем транзисторные, особенно при перегрузке (когда усилитель доводится до уровня, при котором он начинает обрезать или искажать форму сигнала). Вместо резкого обрыва сигнала при достижении уровней отсечки и насыщения, сигнал сглаживается более плавно. Вакуумные лампы также создают другие гармонические эффекты, нежели транзисторы. В отличие от усилителей в стиле "tweed", использующих динамики в открытых корпусах, компании, такие как Marshall, обычно используют 12-дюймовые динамики в закрытых корпусах. Эти усилители обычно позволяют пользователям переключаться между "чистым" и искаженным звуком (или ритм-гитарным "кранчем" и сустейнируемым "лид"-звуком) с помощью ножного переключателя.
Бас
Басовые усилители предназначены для бас-гитар или, реже, для контрабаса. Они отличаются от усилителей для электрогитары рядом параметров, включая расширенный низкочастотный диапазон и регулировки тембра, оптимизированные для потребностей бас-гитаристов. Более дорогие басовые усилители могут включать встроенные эффекты для баса, такие как компрессор или лимитер, для предотвращения нежелательных искажений на высокой громкости и возможного повреждения динамиков; эквалайзеры; и перегруз баса (overdrive). Басовые усилители могут иметь выход XLR DI для прямой подачи сигнала усилителя на микшерный пульт или PA-систему. Более крупные и мощные басовые усилители (300 Вт и выше) часто оснащаются внутренними или внешними металлическими радиаторами и/или вентиляторами для охлаждения компонентов. Корпуса для басовых динамиков обычно используют более крупные динамики (или большее количество динамиков, например, четыре десятидюймовых) по сравнению с корпусами для других инструментов, чтобы обеспечить перемещение большего объема воздуха, необходимого для воспроизведения низких частот. Басистам требуются более мощные усилители, чем гитаристам, поскольку для усиления глубоких басов требуется больше энергии. В то время как самые большие динамики, обычно используемые для электрогитары, имеют двенадцатидюймовые диффузоры, в басовых кабинетах часто используются пятнадцатидюймовые динамики. Басисты, играющие стили музыки, требующие расширенного низкочастотного диапазона, такие как дэт-метал, иногда используют корпуса с восемнадцатидюймовыми динамиками или добавляют к своей установке большой сабвуферный корпус. Динамики для усиления басовых инструментов, как правило, более прочные, чем для электрогитары, а корпуса динамиков обычно имеют более жесткую конструкцию и усилены дополнительными распорками, чтобы предотвратить нежелательные дребезжания и вибрации. Басовые корпуса часто оснащаются фазоинверторами (портами, вентиляционными отверстиями или прорезями в корпусе), которые улучшают басовый отклик и низкие частоты, особенно на высокой громкости.
Клавиатура
Клавиатурный усилитель, используемый для сценического фортепиано, синтезаторов, органов с электромеханическими органами и подобных инструментов, отличается от других типов систем усиления из-за специфических задач, связанных с клавиатурными инструментами, а именно – обеспечение мощного воспроизведения низких частот и чёткого воспроизведения высоких частот. Как правило, это комбинированный усилитель, включающий в себя двух-, трёх- или четырёхканальный микшер, предусилитель для каждого канала, регуляторы эквалайзера, усилитель мощности, динамик и рупор, объединённые в одном корпусе. Существуют заметные исключения, такие как клавиатурные усилители, разработанные для конкретных типов клавиатур. В винтажных и современных колонках Leslie, обычно используемых с органами Hammond, применяется ламповый усилитель, который часто настраивают для добавления тёплого, "рычащего" перегруза. Некоторые электропианино оснащены встроенными усилителями и динамиками, помимо выходов для подключения к внешнему усилителю.
Акустические усилители
Эти усилители предназначены для акустических инструментов, таких как скрипка ("фиддл"), мандолина, арфа и акустическая гитара, особенно для манеры игры на этих инструментах в тихих жанрах, таких как фолк и блюграсс. Они похожи на усилители для клавишных, поскольку имеют относительно ровную частотную характеристику и избегают тональной окраски. Для получения этого относительно "чистого" звука эти усилители часто оснащаются очень мощными усилителями (до 800 Вт RMS), чтобы обеспечить дополнительный "запас по мощности" и предотвратить нежелательные искажения. Поскольку 800-ваттный усилитель, построенный по стандартной технологии класса AB, был бы тяжелым, некоторые производители акустических усилителей используют легкие усилители класса D, "импульсные усилители". Конструкция акустических усилителей направлена на создание чистого, прозрачного, "акустического" звука, который не изменяет естественное звучание инструмента, за исключением реверберации и других эффектов, а лишь делает его громче. Усилители часто комплектуются простым микшером для смешивания сигналов от звукоснимателя и микрофона. С начала 2000-х годов все чаще акустические усилители оснащаются цифровыми эффектами, такими как реверберация и компрессия. Некоторые также содержат устройства подавления обратной связи, такие как режекторные фильтры или параметрические эквалайзеры.
Роли
Усилители для инструментов имеют иное назначение, чем стереоусилители Hi-Fi (высокой точности) в радиоприемниках и домашних стереосистемах. Стереоусилители Hi-Fi стремятся максимально точно воспроизводить сигналы с предварительно записанной музыки, с минимальными гармоническими искажениями. В отличие от них, усилители для инструментов добавляют к исходному сигналу дополнительную тональную окраску или подчеркивают определенные частоты. Для электроинструментов, таких как электрогитара, усилитель помогает формировать тембр инструмента, усиливая входной сигнал и искажая его, а также выделяя желательные частоты (например, низкие) и подавляя нежелательные (например, очень высокие).
Размер и мощность
В 1960-х и 1970-х годах для усиления инструментов, особенно на крупных концертах, предпочитались большие, тяжелые усилители высокой мощности, поскольку системы звукоусиления обычно использовались лишь для усиления вокала. Более того, в 1960-х годах PA-системы, как правило, не включали в себя системы мониторных динамиков для усиления музыки для музыкантов на сцене. Вместо этого от музыкантов ожидалось наличие достаточно мощных инструментальных усилителей, чтобы обеспечить усиление как для сцены, так и для зала. В конце 1960-х и начале 1970-х годов на рок-концертах группы часто использовали большие стеки динамиков, работающие от мощных ламповых усилителей, таких как Super Valve Technology (SVT), который часто использовался с восемью 10-дюймовыми динамиками. Однако в последующие десятилетия PA-системы значительно улучшились и стали использовать различные подходы, такие как рупорные "басовые головки" (в 1980-х годах) и сабвуферы (в 1990-х и 2000-х годах) для усиления низких частот. Кроме того, в 1980-х и 1990-х годах значительно улучшились системы мониторинга, что позволило звукорежиссерам обеспечить музыкантов на сцене более точным воспроизведением звука их инструментов. В результате усовершенствования PA-систем и мониторинга, музыкантам в 2000-х годах больше не нужны огромные, мощные усилительные системы. Достаточно небольшого комбинированного усилителя, подключенного к PA-системе. В 2000-х годах практически весь звук, достигающий аудитории в больших залах, поступает из PA-системы. Инструментальные усилители на сцене чаще всего работают на низкой громкости, поскольку высокий уровень громкости на сцене затрудняет звукорежиссеру контроль над звуковой смесью. В результате, во многих больших залах большая часть звука, доходящего до музыкантов на сцене, теперь поступает из внутриушных мониторов, а не из инструментальных усилителей. Хотя стеки из огромных динамиков и усилителей все еще используются на концертах (особенно в хэви-метале), это часто делается больше для эстетики или для создания более аутентичного звучания. Переход на более компактные инструментальные усилители облегчает музыкантам транспортировку оборудования на выступления. Кроме того, это упрощает управление сценой на крупных клубах и фестивалях, где выступают несколько групп последовательно, поскольку группы можно быстрее перемещать на сцену и со сцены.
Технология усилителей
Усилители приборов могут быть основаны на термоионной («ламповой» или «вакуумной») или твердотельной (транзисторной) технологии.
Трубчатые усилители
Вакуумные лампы были основными активными электронными компонентами в усилителях с 1930-х по начало 1970-х годов, и ламповые усилители до сих пор предпочитают многие музыканты и продюсеры. Некоторые музыканты считают, что ламповые усилители создают "более тёплый" или "более естественный" звук, чем твердотельные, а также более приятное звучание перегруза при достижении искажений. Однако эти субъективные оценки звуковых характеристик ламповых усилителей остаются предметом постоянных споров. Ламповые усилители более хрупкие, требуют большего ухода и обычно дороже, чем твердотельные. Ламповые усилители выделяют больше тепла, чем твердотельные, но немногие производители оснащают их корпуса вентиляторами охлаждения. Хотя ламповым усилителям необходимо достигать рабочей температуры, превышение этой температуры может сократить срок службы ламп и привести к изменению тембра.
Усилители твердотельного состояния
К 1960-м и 1970-м годам усилители на полупроводниковых транзисторах стали набирать популярность, поскольку они были дешевле, более устойчивы к ударам при транспортировке, легче и требовали меньше обслуживания. В некоторых усилителях используются как ламповые, так и твердотельные технологии. Распространенной схемой является сочетание лампового предусилителя с твердотельным усилителем мощности. Также появляется все больше продуктов, использующих цифровую обработку сигналов и цифровое моделирование для имитации различных комбинаций усилителей и акустических систем. Выходные транзисторы твердотельных усилителей могут охлаждаться пассивно с помощью металлических радиаторов для рассеивания тепла. Для усилителей большой мощности (свыше 800 Вт) часто применяют вентилятор для обдува внутренних радиаторов.
Гибридный
Наиболее распространенная схема гибридного усилителя – это сочетание лампового предусилителя с твердотельным усилителем мощности. Это позволяет пользователям получить приятное звучание лампового предусилителя и перегруза, при этом снижая стоимость, требования к обслуживанию и вес по сравнению с полностью ламповым усилителем.