PROFILPELAJAR.COM

Ten artykuł wymaga uzupełnienia informacji.

Artykuł należy uzupełnić o istotne informacje: Uzupełnić sekcje Przetworniki piezoelektryczne i Przetworniki optyczne.
Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Przetwornik, pickup, przystawka – przetwornik elektroakustyczny montowany w instrumentach elektrycznych (takich jak: gitara elektryczna, skrzypce elektryczne, organy Hammonda), służący do wychwytywania mechanicznych wibracji strun lub innych wibratorów i konwertowania ich do postaci sygnałów elektrycznych, które następnie mogą być poddane dalszej obróbce i wzmocnieniu.

Do największych producentów przystawek należą firmy: Seymour Duncan, DiMarzio, EMG.

Podział przetworników

Ze względu na wykorzystane zjawisko fizyczne przetworniki dzielimy na:

elektromagnetyczne
- single-coil (jednocewkowe)
- humbucker (zbudowany z dwóch układów o przeciwnej polaryzacji magnetycznej)
piezoelektryczne
optyczne

Przetworniki mogą być pasywne lub aktywne – z wbudowanym przedwzmacniaczem. Przedwzmacniacz jest wręcz niezbędny w przypadku przetworników piezoelektrycznych ze względu na ich dużą impedancję wyjściową.

Przetwornik elektromagnetyczny

Budowa

Przetworniki elektromagnetyczne składają się z magnesu trwałego, rdzeni magnetycznych i cewki bądź cewek. W przypadku przetworników gitarowych liczba rdzeni wynosi zwykle 6, co odpowiada liczbie strun instrumentu. Cewka może być wspólna i obejmować zespół sześciu rdzeni, bądź każdy rdzeń może mieć inną cewkę – w tym przypadku cewki są łączone szeregowo. Magnesy trwałe wytwarzają pole magnetyczne przebiegające przez rdzenie i struny. W niektórych rozwiązaniach same rdzenie są wykonane z magnesów trwałych^[1].

Obudowy przetworników mogą być wykonane z tworzywa sztucznego lub blachy. Każdy przetwornik posiada dwa lub cztery otwory przeznaczone do wkrętów mocujących go w korpusie gitary.

Zasada działania

Wprawiona w drganie struna powoduje zmianę strumienia indukcji magnetycznej objętego uzwojeniem cewki, co powoduje wzbudzenie w cewce siły elektromotorycznej. Wartość tej siły jest wprost proporcjonalna do prędkości zmian strumienia indukcji magnetycznej i jest zależna od grubości struny oraz własności magnetycznych stali, z której struna została wykonana. Wartość indukowanej siły elektromotorycznej zależy także od odległości między rdzeniem przetwornika i struną oraz od własności samego przetwornika (jakość magnesów trwałych, liczby zwojów cewki)^[1].

Przetworniki elektromagnetyczne typu single coil (jednocewkowe) są czułe na zakłócenia pola magnetycznego wytwarzane np. przez dławiki świetlówek, transformatory wzmacniaczy, silniki elektryczne i przebiegające blisko kable zasilające reflektory. Humbuckery z dwiema cewkami połączonymi w przeciwfazie są znacznie mniej czułe na zakłócające pola magnetyczne, bo indukowane przez nie siły elektromotoryczne w poszczególnych cewkach mają przeciwne znaki i znoszą się^[1].

Schemat elektryczny

Na rysunku z prawej strony przedstawiono schemat elektryczny przetwornika magnetoelektrycznego.

Na podstawie schematu łatwo zauważyć, że na własności elektryczne przetwornika elektromagnetycznego znaczny wpływ ma pojemność kabla łączącego gitarę ze wzmacniaczem (C₂) oraz rezystancja obciążenia przetwornika (R). Przy określonej częstotliwości f_r występuje rezonans indukcyjności L i pojemności C. Przy tej częstotliwości napięcie doprowadzane do wejścia wzmacniacza może mieć wartość od 3 do 12 dB większą niż przy innych częstotliwościach. Powyżej częstotliwości f_r indukcyjność L i pojemność C tworzą filtr dolnoprzepustowy o nachyleniu 12 dB/okt^[1].

Częstotliwość rezonansowa f_r wynosi od 2 do 5 kHz i ma duży wpływ na brzmienie dźwięku uzyskiwanego za pomocą przetwornika. Jest to powodowane uwypuklaniem różnych składowych drgań strun gitary. Przy częstotliwości rezonansowej 2 kHz dźwięk jest "miękki", przy 3 kHz – "jasny", przy 4 kHz – "wysoki", nieco metaliczny, a przy 5 kHz – "metaliczny", "twardy". Jeżeli sztucznie zwiększymy pojemność C przez dołączenie kondensatora, to częstotliwość rezonansowa f_r ulegnie zmniejszeniu. Można więc zastosować w gitarze przełącznik i kilka kondensatorów o pojemności od 680 pF do 6,8 nF (w zależności od przystawki), co umożliwi zmianę brzmienia gitary. Pojemność uzwojenia adaptera C₁ wynosi 100-200 pF. Pojemność kabla łączącego, zależnie od jego rodzaju i długości, może wynosić 300-2000 pF. Wynika z tego, że kabel łączący może wywierać znaczący wpływ na wartość częstotliwości rezonansowej f_r, a więc i na brzmienie gitary^[1].

Jeżeli rezystor R będzie miał małą wartość, to obwód LC będzie silnie tłumiony i jego własności rezonansowe nie ujawnią się (mała dobroć obwodu). Wynika z tego, że zmieniając wartość rezystora R można wpływać na własności rezonansowe układu i na brzmienie gitary. Praktycznie rezystor R ma najwyżej 0,5-1 MΩ, czyli tyle, ile wynosi rezystancja wejściowa wzmacniacza tranzystorowego w układzie WK (wtórnika emiterowego). W gitarze można umieścić przełącznik z odpowiednim zestawem dodatkowych rezystorów, co umożliwi grającemu wpływanie na większe lub mniejsze uwypuklenie częstotliwości rezonansowej układu, a więc i na brzmienie gitary. Zbyt silne obciążenie obwodu rezystorem o małej wartości prowadzi do głuchego, mało efektownego brzmienia gitary^[1].

Warto zwrócić uwagę, że jeśli przetwornik ma na tyle dużą wartość indukcyjności, że po przyłączeniu gitary kablem do wzmacniacza otrzymuje się małą częstotliwość rezonansową f_r, to nie ma sposobu jej powiększenia. W przypadku humbuckerów można połączyć cewki nie szeregowo lecz równolegle, co spowoduje czterokrotne zmniejszenie indukcyjności przetwornika, a w wyniku – około dwukrotne zwiększenie częstotliwości rezonansowej f_r. Przetworniki fabryczne mają indukcyjność od 1 do 10 H, najczęściej spotyka się wartości 2-6 H^[1].

Napięcie na wyjściu adaptera (wartość maksymalna przy prawidłowym użytkowaniu gitary) wynosi 50-500 mV^[1].

Konfiguracja przetworników w gitarze elektrycznej

Zazwyczaj gitary elektryczne są wyposażone w więcej niż jeden przetwornik magnetoelektryczny. Ich ułożenie nazywa się konfiguracją przetworników. Określa się ją za pomocą pierwszych liter angielskich nazw przetworników: "S" (single-coil – jednocewkowe) i "H" (humbucker – dwucewkowe), zapisanych w kolejności od mostka do gryfu. Najczęściej występujące konfiguracje przetworników przedstawiono w poniższej tabeli.

S-S (Fender Telecaster)
S-S-S (Fender Stratocaster)
H-S-S (Fender Fat Stratocaster)
H-S-H (Superstrat)

Inne spotykane konfiguracje to:

S (Fender Esquire, wczesne modele Gibson Les Paul Junior, Gibson Melody Maker, niektóre Telecastery)
H (niektóre gitary typu archtop jak Gibson ES-165 Herb Ellis; późniejsze modele Les Paul Junior; gitara Kramer Baretta)
H-S (Hamer Californian Deluxe, Les Paul BFG, Squier '51)
H-H-H (Gibson Les Paul Gold Top i Custom, Gibson SG-3, Gibson ES-5 Switchmaster (po roku 1957), Kramer Jersey Star, Ibanez Destroyer)
H-S-S-H (Music Man Steve Morse Signature)
H-H-S (niektóre modele ESP – Stephen Carpenter i Alembic Jerry Garcia)