10 разных махагони, опыт 6: Влияние древесины на звучание струн с электромагнитным датчиком

Привет, Хабр! Опыты по изучению акустических свойств сорока пород электрогитарной древесины продолжаются, и сегодня, наконец, можно услышать и увидеть на экранах анализатора частотного спектра и осциллографа влияние дерева на звучание струн. Ради чего, собственно, всё и начиналось.

В предыдущих ^*** пяти опытах мы исследовали спектр отклика образцов на короткий импульс шума, в качестве которого выступал удар молоточком для настройки калимбы. Мы снимали звук пьезозвукоснимателем и пропускали через модели разных гитарных усилителей.

Как выяснилось, проходя через гитарный тракт с перегрузом, характерные обертона образцов дерева сохраняют свою узнаваемость и на слух, и на графиках частотного спектра. За исключением таких специфических хайгейновых усилителей, как модель заслуженного любимого многими гитаристами Peavey 5150, которая окрашивает спектр сигнала вплоть до неузнаваемости, особенно без кабсима, хотя особо одарённые образцы твёрдых пород древесины прорезались и через такой тракт.

То есть, если мы включили хайгейновый усилитель или его модель в кабинет, в котором стоят не инструментальные гитарные, а скажем, басовые, из сабвуфера или широкополосные динамики, казалось бы, те же 12 дюймов, то имеем все шансы получить неадекватное звучание, как бы хорошо мы ни попадали в бенды, и какими бы искромётными, как нам кажется, шутками ни приправляли своё творчество.

А если привыкнуть к такому звуку, то начнём и на цифровом процессоре или с нормальным кабинетом наруливать нечто подобное, и получим специфический звук, в котором, например, влияние дерева будет ограничиваться тиковым штурвалом крейсера Аврора, или формирующим тон параметром звукоснимателя станет угол шлица магнитопровода по отношению к струне.

Цель моего исследования — не выбор древесины для ксилофона, где собственно стучат по дощечкам, а изучение факторов, влияющих на звучание электрогитары. То есть, музыкального инструмента с ферромагнитными струнами, опирающимися на металлические лады и сёдла струнодержателя, а также порожек из твёрдого материала, когда струна не прижата к ладу. И снимается звук, конечно же, электромагнитным датчиком.

Электромагнитный гитарный звукосниматель в основе своей представляет собой катушку индуктивности, подмагниченную постоянным магнитом. Колебания струны изменяют магнитное поле и наводят ток в проводе катушки.

Предмет злободневных споров русскоязычного гитарного Ютуба, — направление шлица головки винта магнитопровода под 45 градусов к струне, либо перпендикулярно струне, — в нашей Вселенной вопрос чисто декоративный, тогда как на плоской земле, где все деревья растут перпендикулярно этой плоскости, они соответственно и звучат одинаково, потому тембр музыкальных инструментов регулируется углом прорези для отвёртки в головке болта.

Если поставить болты под шестигранник, вообще джентанёт так, что мало не покажется. Но мы не на плоской Земле и не в измерении Икс, и нам приходится учитывать объективные физические законы этой Вселенной. То, что можно измерить приборами: напряжение на выходе датчика, время затухания, период колебаний, частотный спектр, добротность фильтра, определяющую крутизну спада амплитудно-частотной характеристики.



Чтобы продолжить опыты с этими образцами формата 130 x 50 x 10 мм, я смастерила экспериментальный стенд, такие импровизированные электрогусли. Основа стенда — как полагается, бредбоард, маленькая разделочная доска из бамбука, на которой закреплены два колка с Fender Squier Bullet Mustang HH и два латунных столбика из мебельной фурнитуры с отверстиями под струны. Сёдла также со Скваера, и старые струны с него же, шестая 0.042 и четвёртая 0.024 дюйма.

Шлицы винтов, крепящих столбики, на всякий случай под 45 градусов к струнам, вдруг земля плоская. Шучу, просто так получилось. Так определили угол шлица длина винта, толщина основания и шаг резьбы. И точно так же когда-то получилось на датчиках гитар Гибсон при отстройке высоты магнитопроводов по радиусу накладки грифа. А потом пошли мифы, из-за непонимания того, что дело в расстоянии от магнитопровода до струны, а не угле прорези.

Бредбоард стоит на столе на высоких резиновых ножках, чтобы беспрепятственно крутить флажки колков. Исследуемая дощечка опирается на головки четырёх винтов. Сначала приклеила на эти места резиновые ножки, но они сильно гасят колебания. Так что пусть будет митол.

Звукосниматель — сингл, бриджевый, BS-01 фирмы Belcat. Закреплён на крышке из плексигласа от своей же коробки винтами и пружинами из комплекта. Для компенсации влияния плоской земли, шлицы винтов, крепящих крышку к столбикам, выставлены параллельно, перпендикулярно и под 45 градусов к струнам. Либо просто так получилось. Рептилоиды скрывают от нас плоскую землю, потому что живут под землёй. Вот и вся установка, давайте теперь послушаем и посмотрим.

На зелёном чистом канале сегодня модель VOX AC30, на красном с высоким коэффициентом усиления Marshall JCM900. Звуковая карта всё та же, Presonus Audiobox USB96.

Мензура у этого стенда 95 миллиметров. Если натянуть струны с той же силой, как на нормальной электрогитаре, получится, что настраивать толстую струну надо на 530-550 герц, а тонкую на 950-1000. Но на гитарах, даже 27-ладовых Caparison, таких ладов не бывает. Потому настроим струны ниже. Настраивать будем по первому пику на графике частотного спектра.

Для тех, кому некогда смотреть 22-минутное видео в конце статьи, сделана трёхминутная склейка обеих струн с моделью Vox AC 30 и симулятором гитарного кабинета.

И полутораминутная склейка звучания толстой струны на чистом звуке.

▍ Пламенный Эбен Макассар

Семейство Эбеновые, род Хурма. Плотность 921, ненамного легче воды.



Звук очень богат гармониками, особенно обогащает звучание низких нот, что актуально для игры в пониженных строях.

Обработка сигнала моделями усилителей не приводит к потере узнаваемости яркого тембра макассарского эбони.

▍ Пау ферро, или Палисандр Сантос

Семейство Бобовые. Плотность 867. По стеблю бобового дерева Джек, а может быть Гэсэр, а может, и Борис Игнатьевич, глава Ночного Дозора, ходил в шаманский трип в верхний мир, где повстречался с демоном Лубсаном. Либо из стебля акации был сделан музыкальный инструмент, чей звук прорезал не только микс, но и ткань бытия. Каковы были углы шлицев винтов по отношению к струнам у этого таинственного инструмента, история умалчивает. Возможно, по мнению рептилоидов из нижнего мира, мы ещё не готовы к этому тайному знанию. Но акустические свойства палисандров музыкантам известны.



Пау ферро звучит не настолько богато и сбалансировано, как макассарское чёрное дерево, но добавляет звуку особенной резкости и читаемости. Это одним нравится, другим нет (потому что делает звук более модерновым и может усилить «песок» в звучании).

Модели усилителей поднимают проваленные гармоники, оживляя звук. Электрогитары созданы, чтобы звучать в усилитель, а усилители для электрогитар.

▍ Ольха

Семейство Берёзовые. Плотность 467.

Ольха имеет тёплый, сбалансированный тон, ассоциирующийся со Стратокастером, и прекрасно звучит в усилитель.

▍ Ясень

Cемейство Маслиновые, плотность 716. Это образец не болотного swamp ash, а твёрдого ясеня.

По звучанию ясень ярче ольхи, потому ассоциируется с Телекастерами и широко используется в модерновых гитарах.

▍ Термоясень

Печёный ясень придаёт струнам бо́льшую различимость гармоник, что может положительно сказаться на читаемости звука.

▍ Клён, Acer, Maple

Плотность 680. Семейство Сапиндовые, не путать с Cапотовыми, которые будут дальше.



Спектр клёна отличается подъёмами в области высоких гармоник. В сочетании с твёрдостью и стабильностью, это делает клён наиболее востребованной древесиной в музыкальном мире. Ещё у кленовой древесины много разновидностей с высокими декоративными свойствами: волнистый, птичий глаз и так далее.

Спектры с моделями усилителей Vox и Marshall

Далее пройдёмся по семействам, в основном разных махагони. Начнём с семейства Мальвовые. Мальва, просвирник или шток-роза, — это такой крупный цветок, который у одних ассоциируется с газонами и садовыми участками, у других с кладбищами. Лично мне мальвы очень нравятся, и кладбищенскими я их не считаю. Но мрачный митол, как и много разной другой музыки, на инструментах из древесины этого семейства играть, конечно же, можно и нужно.

▍ Липа, она же Basswood

Плотность 430. Хорошо кушать липовый мёд липовой ложкой и слушать звук гитары с декой из липы. Ещё из липы делают банные принадлежности, потому что она не портится от пара и воды и не обжигает кожу, будучи горячей.

В отличие от модели Peavey 5150, модели Marshall и особенно Vox скорее подчёркивают, чем нивелируют различия тембров липы и клёна.

▍ Абачи

А самой лучшей древесиной для банных поверхностей считается Обече или Абаш, оно же Вава. Плотность просто экстремально низкая, 316. Думаю заказать гитару с декой из абачи и топом биболо, только есть сомнения, насколько хорошо будут держаться шурупы. Gibson иногда делает из обече накладки грифа, но думаю, что древесина там стабилизированная, то есть, пропитанная отвердевающей смолой. Это хорошо для накладки, но не факт, что для деки электрогитары.

Образец обладает самым глухим звучанием из всех образцов, но и неплохим сустейном. В сочетании со звонким топом получится тёплый сбалансированный тон.

▍ Филиппинский махагони Меранти

Плотность 434. Близкий родственник абачи. Гитары c декой из меранти славятся глуховатым звучанием, в чём можно убедиться, например, посмотрев видео Игоря Казакова в конце статьи. Но сустейн у меранти, как и у всех махагони, хорош, теплота звука присутствует. И гитары с использованием меранти обычно не только недорогие, но и мало весят, что для многих музыкантов большой плюс. А для других наоборот: они пользуются инерцией инструмента для вибрато и бендов, и предпочитают электрогитары со значительной массой.

Частотные спектры с моделями гитарных усилителей и кабинетов

▍ Кото, африканская Pterygota macrocarpa

Она же Авари, Вари и Кефе. Плотность 576.Из этой древесины делают топы ракеток для настольного тенниса. Кото в семействе мальвовых отличается плотностью и звонкостью, и имеет шанс стать одним из лучших гитарных махагони. Лютьеры, возьмите на заметку!

Спектр звука струн в модели усилителей

Далее семейство Мелиевые, в которое входит и настоящее Гондурасское Махагони Свитения.

▍ Африканский Махагон Кайя, или Хайя

Плотность 480. Как и меранти, относится к лёгким махагони. Сустейна в области высоких меньше, чем у меранти.

Спектр сигнала с моделями усилителей

▍ Испанский Кедр

Который не кедр, и не из Испании, а Цедер, цедрела душистая, любимая известным лютье Юхой Руокангасом. Плотность 587.

Частотные спектры сигналов

▍ Африканский Орех Биболо

Он же Ловоа, Дибету, Tiger wood. Просто волшебный перламутровый блеск с трёхмерным эффектом, хочется заказать гитару с таким топом. Плотность 642.

Красота звучания не уступает внешнему виду.

▍ Африканский Махагон Сапеле

Плотность 694. Очень похож на своего родственника биболо, и применяется в музыкальных инструментах гораздо чаще.

Частотные спектры

Теперь семейство сапотовые. К нему принадлежит знаменитое дерево ши, применяемое как источник косметических масел.

▍ Вишнёвое Махагони Макоре

Оно же Африканская Вишня, Баку, Абаку и Дука. Плотность 540.

Сигнал электромагнитного датчика с моделями усилителей

▍ Анегри

Нигерийская берёза или Дерево Солнца, Осан, Мукангу. Плотность 625. Имеет перламутровый блеск, подобный металлическим слиткам. Пахнет кедром.

Спектры частот

▍ Корина

И последнее на сегодня семейство Комбретовые, к которому принадлежит жёлтый королевский махагони офрам, лимба, терминалия великолепная. Плотность 620.

Взаимодействие с усилителями

▍ Выводы

Итак, что же произошло в данном опыте? То же самое, что происходит в реальной электрогитаре. Струна прижата через металлическое седло и порожек или лад к конструкции из дерева. Энергия колебания струн передаётся через эти сёдла, порожек и лады конструкции из деки и грифа, которая также колеблется.

Энергия колебаний на одних частотах расходуется в тепло и поглощается на структурные изменения древесины и лака у неразыгранной гитары, как считают многие эксперты. Другие в эти структурные изменения не верят.

Лично я не знаю точного ответа на этот вопрос, потому утверждать не буду. Со временем можно будет поставить эксперимент по воздействию механических вибраций звуковой частоты на образцы древесины. Неоспоримыми фактами является то, что вибрация для изменения свойств материалов существует и применяется в технике. Сливки сбивают в масло, акустическая коагуляция используется для очистки воды и воздуха, при операциях в медицине, бетон трамбуют виброплитой.

На других частотах энергия не теряется и возвращается струне. Форма колебаний ферромагнитной струны зависит от состава гармоник, и эти колебания вызывают колебания магнитного поля. Переменное магнитное поле вызывает в катушке звукоснимателя электрический ток, который далее идёт в усилитель. Форма этого тока зависит от характеристик механической колебательной системы с участием дерева, что подтвердил сегодняшний эксперимент.

Опыт известного гитариста Игоря Казакова (The Smokish) с электрогитарами в сборе из разных пород древесины также показал корреляцию между собственным звуком деки и звучанием струн подключённого инструмента в усилитель.

После чего последовали карикатуры со стороны убеждённых в отсутствии или крайне малом влиянии дерева на звук электрогитары.

Другой известный гитарист, гитарный техник и исследователь гитарной электроники Кирилл Шмайло (HardSound) рассказал, что некоторое время верил в тезисы о пренебрежимо малом влиянии древесины на звук, однако практика показала, что им не стоит пренебрегать.

А это видео версия моего сегодняшнего опыта:

Далее послушаем взаимодействие струн с другими породами древесины, будем изучать причины появления неприятных воющих призвуков, зависимость тембра от места звукоизвлечения медиатором на струне и глушения ребром ладони, поэкспериментируем с калибром и натяжением струн, перейдём от цифровых моделей к реальным ламповым усилителям и гитарным кабинетам. И возможно, к полноразмерным действующим макетам электрогитары, на которых можно будет что-то сыграть.

Все материалы серии:

❒ 10 разных махагони: исследуем акустические свойства древесины, часть 1
❒ Древесина гитарных корпусов: исследуем акустические свойства, часть 2
❒ Исследуем акустические свойства древесины, часть 3: прохождение сигнала через гитарный усилительный тракт
❒ Эбен Макассар, палисандры и акации: дерево накладок гитарных грифов. Опыт 4: акустические свойства с разными усилителями
❒ Акустические свойства музыкальной древесины, опыт 5: ещё 10 пород и 2 новых модели гитарных усилителей