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电吉他拾音器的原理与结构
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引言:理解这篇东西需要一点物理基础,不太容易搞清楚,不过弄明白了以后就会对各类拾音器的特性清清楚楚了,有利于选择自己喜欢的音色。  

吉他拾音器是如何工作的
过去几年中,“主动式”拾音器日趋流行,并且驻极体“声学”拾音器也开始迎头赶上。然而,普通吉他中大约95%仍然使用单纯的磁性拾音器---也就是我们要在这里描述的。这些拾音器工作的电学原理相同----当琴弦在铜丝绕制的线圈内震动切割被该线圈所缠绕的磁芯产生的磁感线时,线圈内感应出电信号并流出。感应电流的强弱取决于切割磁感线的多寡(琴弦振幅)、切割频率(琴弦震动频率)和磁感线自身的强弱。
由此可见,增加线圈匝数或者使用磁性更强的磁芯都可以获得更强的输出,不幸的是,拾音器的设计远非如此简单----下面我们来讨论一些这方面的东西。


单线圈拾音器VS双线圈拾音器
最早的电吉他全部使用的是单线圈拾音器。像你猜测的一样,一个单线圈拾音器的确只有一个线圈。它可能只有一个带有可调节螺丝的磁芯,也可能为每跟琴弦准备了单独的磁芯。无论磁芯的数量多寡,只要一个耙羝髦皇褂靡桓鱿呷Γ涂梢员怀莆ハ呷κ耙羝鳌?
很不幸,在这种结构的拾音器拾取琴弦震动产生信号的同时,它本身也是个性能优秀的天线,会受到空气中各种电磁辐射的干扰(分清楚琴弦震动产生信号与电磁辐射产生信号原理不同,下面的分析来源于此),而电磁辐射又是无处不在的,例如电源固有频率和电源不够纯净产生的电磁辐射、日光灯产生的电磁辐射之类。单线圈拾音器很容易受到电源固有频率的影响。这种影响可以用改善屏蔽与线圈工艺控制在一个不错水平-----但是似乎制造商并不介意这些。
1955年,一个Gibson公司的名叫Seth Lover的工程师发明了一种名叫“humbuker”的新型拾音器。Humbucker即消除与噪音的连写,Gibson一定十分后悔当初没有为这个名字注册专利。一个humbuker拾音器使用两个线圈和两个(或两组)磁芯,或者是在单磁芯相对的两端都有线圈。在普遍的观点看来这是错误的,或者至少让人很迷惑,但这两个线圈确实是“相位相反”的。
(严格的就电磁线圈自身来说,当他们指向相同时是“同相”的。然而,拾音器的信号在相位内时是“同相”的(一个拾音器产生的信号与另一个拾音器产生的相叠加,而不是相减)。)
信号的极性取决于磁感线的磁极与传播的方向。在一个双线圈拾音器中,两个线圈电极性相反,而磁极性同样相反。因此,在一个双线圈拾音器中的两个线圈,每个都会产生两个电信号。即每个线圈都产生由琴弦震动产生的有用信号和由电磁辐射产生的多余信号。有用的信号的极性同时取决于磁芯极性与线圈缠绕方向,所以它在两个线圈中通过都是同相的。噪音信号的极性只取决于线圈缠绕方向----所以噪音信号在两个线圈中相位相反互相抵消。


Tap型单线圈拾音器与堆栈式双线圈拾音器
拾音器的选择现在看起来相当混乱,尤其是对于那些大量的Seymour Duncan之类的拾音器。现在,我们不仅可以选择单线圈或者双线圈拾音器,还有许多其他类型可选,例如Tap型单线圈拾音器、堆栈型双线圈拾音器、四线双线圈拾音器(堆栈式或者标准型都可以)。
Tap单线圈拾音器大概是最容易被混淆的,许多人错误的认为他们是能够消除噪音的。事实上它们完全符合单线圈拾音器的结构特征,唯一的区别是线圈的中部有一个节点引出一条电线,你可以安装一个切换开关来使这条电线与线圈的任何一端短接(也就是改变线圈的匝数)----这样就可改变拾音器的音色特征与信号强度。理论上你可以用这一条拾音器同时得到强烈的金属音色或者甜蜜的音色。然而事实上它很少发挥那么好,Tap单线圈拾音器非常少见,现在基本上已经不生产了。
堆栈式双线圈拾音器看上去像一个单线圈拾音器,可以装入单线圈拾音器的位置,但它们确实属于双线圈拾音器----同一个(组)磁芯上一个线圈叠在另一个线圈上方。有些单线圈大小的双线圈拾音器也被称为堆栈式,但事实上它们的线圈是并排的(不是单个/组磁芯)
四线双线圈拾音器就是把每个线圈的两端都引出的双线圈拾音器。这样便可以通过切换开关使得它既可以作为双线圈拾音器又可以用两个线圈中的任何一个当单线圈拾音器用。但这仍然是理论,实际上很难如此完美。它会使本来声音强有力的双线圈拾音器听起来有点撕裂的感觉。(一般的5档切换双/单/双拾音器都是这种,所以它的声音比较全面,但是不够甜美。那种双/双拾音器3档切换的吉他声音要厚实一些,也不失圆润,但是无法得到单线圈纯净甜美的音色。)


Stratocaster琴中间的拾音器
stratocaster琴(80年代中期后的,除了一些“vintage”翻版型号)中间那一条拾音器的磁芯极性与另外两条相反,这条拾音器独立工作的时候是标准的单线圈拾音器,但如果把它跟另外两条的任何一个一起使用的时候他们就会一起构成一个双线圈拾音器,所以第1、4档的噪音比较小。注意,你不能通过调换老型号Strat(3条拾音器完全相同那种)吉他中间拾音器的导线极性来模拟这种结构,因为这样做不但噪音没了,声音信号也会同时消失!在为你的吉他更换拾音器时一定搞清楚拾音器的极性,搞错了会根本没声音或者得到很意外的结果。


拾音器设计/选择
有太多的因素会影响拾音器最终的音色。下面的介绍能够帮你理解拾音器是如何影响音色的,你也可以中了解如何更聪明的选择拾音器来升级你的吉他或者得到不同特性的音色。
〉拾音器的输出功率大小与磁芯的磁力的强弱和线圈匝数(绕的圈数)的多少成正比。但它同时也会对音色特征产生影响,应该在输出功率强度与音色之间寻找平衡。
〉任何线圈都是会接收电磁辐射的感应器,感应器的接收频率与它的阻抗相关(频率越高,阻抗越高)。增加线圈匝数的同时会增加感应系数,从而改变频率响应。标明“overwound”的拾音器通常有更低的高频响应,(也就是广告告诉你的“中频丰满”)
〉改变线圈绕线的直径(更换不同粗细的线来绕制线圈)可以改变线圈阻值,从而改变频率响应特性。
〉改变线圈形状与大小(线圈整体的直径)能够改变感应系数,频率响应特性。
〉线圈的感应系数并不固定,它会收到固有电容量的微弱影响。不同的线圈绕线工艺能够对线圈电容产生微弱的影响,最终影响拾音器的响应特性。
〉用磁性更强的磁芯在增大输出功率的同时同样会影响音色,通常是让声音更尖锐、响应速度更快,音色更重。更为重要而直接的影响是强大的磁芯磁性会吸引琴弦,减弱它的振动强度,也就是影响延音。
〉总结上述可得
--磁力弱的磁芯和线圈匝数少————甜美,温暖,清晰的音色
--磁力强的磁芯和线圈匝数少————热情而纯净的Stratocaster的音色
--磁力弱的磁芯和线圈匝数多(或者双线圈)————圆润,漂亮的中音
--磁力强的磁芯和线圈匝数多(或者双线圈)————粗野的或者“Texas”风格的声音。

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