Почему конденсаторы и резисторы разной емкости звучат по-разному в одной и той же схеме усилителя?

Импеданс (думайте об этом как о сопротивлении) конденсатора изменяется в зависимости от частоты прохождения сигнала. Чем ниже частота (басовые звуки), тем выше импеданс.

Полное сопротивление конденсатора также зависит от его номинала. Конденсатор с более высоким значением будет иметь более низкий импеданс, чем конденсатор с более низким значением. Для одной и той же частоты конденсатор с малым номиналом представляет большее сопротивление, чем конденсатор с большим номиналом.

Чтобы получить больше басов, вы должны использовать конденсатор большей емкости последовательно с динамиком.

C1 в вашей схеме предназначен для блокировки постоянного тока от усилителя. При постоянном токе конденсатор очень близок к разомкнутой цепи — постоянный ток не может пройти.

Однако переход происходит постепенно. Конденсатор не просто блокирует постоянный ток. Это также препятствует потоку других частот. Чем ниже частота, тем больше она заблокирована.

В какой-то момент это перестает быть заметным. Для работы с фильтрами (комбинация конденсатор/динамик является фильтром верхних частот) эта точка определяется как точка, в которой амплитуда уменьшается вдвое (это -3 дБ).

Я не буду вдаваться в расчет порога фильтра — в Интернете есть множество объяснений, в которых гораздо больше подробностей, чем мне хотелось бы.

С другой стороны (резистор изменяет звук) мы должны смотреть на катушки индуктивности.

Звукосниматели на вашей гитаре представляют собой катушки индуктивности — в основном это просто витки проволоки.

Катушки индуктивности противоположны конденсаторам. Катушки индуктивности прекрасно пропускают постоянный ток, но их импеданс увеличивается с увеличением частоты. Он также увеличивается по мере увеличения значения индуктора.

Вы не меняете импеданс индуктора (наводки).

Когда вы меняете резистор в усилителе, вы меняете нагрузку на катушку индуктивности.

Резистор, подключенный к катушке индуктивности, образует делитель напряжения. То, как напряжение делится между датчиком и резистором, зависит от частоты сигнала - полное сопротивление катушки индуктивности изменяется с частотой, которая меняет распределение напряжения между катушкой индуктивности и резистором.

Комбинация катушки и резистора образует фильтр нижних частот. Убирает высокие частоты.

Точка (частота), в которой это становится заметно, зависит от резистора, нагружающего катушку. Резистор с более высоким значением пропускает больше высоких частот. Снижение значения резистора снижает частоту, на которой вы можете услышать разницу.

Еще одна вещь, которая произойдет, это то, что резистор также изменяет амплитуду сигнала, подаваемого на усилитель. Более высокий резистор означает, что на усилитель поступает меньше сигнала, что приводит к более тихому выходному сигналу.

Более низкое сопротивление означает больший сигнал для усилителя, что дает более громкий выходной сигнал.

Для гитариста также существует интересная возможность искажения. Вы обеспечиваете столько входного сигнала, что для создания усиленного сигнала потребуется больше напряжения, чем источник питания усилителя.

Когда это произойдет, выходное напряжение будет «прилипать» к напряжению источника питания до тех пор, пока входной сигнал не станет меньше.

Это известно как отсечение, и это плохо для обычного усилителя, но может быть полезно для гитариста.

Индуктивность звукоснимателя электрогитары резонирует с емкостью кабеля, питающего усилитель. Если импеданс усилителя очень высок (вакуумная лампа или полевой транзистор), то резонанс создает высокочастотный пик в частотной характеристике. Если импеданс входа усилителя низкий, пик резонанса затухает, что приводит к потере высоких частот. Гитарный динамик не имеет твитера для воспроизведения высоких частот, поэтому вместо него используется резонансный пик.

Вот график высоты пика при разном входном сопротивлении усилителя:

Гитары - немного забавный источник, так как преобразователь имеет высокое (и, как правило, очень индуктивное) выходное сопротивление.

Это означает, что он очень чувствителен к емкостной нагрузке, и не требуется много времени, чтобы создать резонанс в звуковом диапазоне.

Добавление последовательного сопротивления изменяет добротность любых таких резонансов и, таким образом, изменяет тон.

Вы, вероятно, обнаружите, что дополнительное последовательное сопротивление имеет большее значение на конце кабеля гитары, чем на конце усилителя (где емкость кабеля не может быть изолирована), и что оно снова имеет большее значение для гитары, у которой есть регулятор громкости на корпусе. коленчатый (меньше сопротивление шунта, поэтому добротность снова выше).

Вы не можете думать о гитарном звукоснимателе как о классическом источнике напряжения, они слишком далеки от этого, чтобы можно было применить источник напряжения, включенный последовательно с резистивной моделью источника звука.

Теперь, что касается электролитических конденсаторов в усилителе, это очень сильно зависит от того, какие из них мы обсуждаем, блок постоянного тока в цепи обратной связи (или, например, от регулятора усиления микрофонного усилителя инструментального типа) внесет заметные изменения, в основном в низкочастотное угловое положение, в то время как соединительный колпачок (при условии, что он достаточно велик, чтобы избежать появления напряжения сигнала на нем) обычно довольно некритичен.

Я бы предупредил, что при работе со звуком ухо — это просто дерьмовый инструмент для сравнений, серьезно, то, как вы слышите вещи день ото дня (особенно после того, как вы работали над вещами в течение нескольких часов), настолько изменчиво. Конечно, вы должны слушать, но понимание того, что вы слышите, исходит из измерений, к счастью, это проще и дешевле, чем когда-либо, приобретите приличную звуковую карту для ПК и некоторое программное обеспечение для измерений, и работа сделана.

Что касается соединительного колпачка вашего динамика, динамики имеют довольно переменный импеданс, и он взаимодействует с колпачком, чтобы изменить частотную характеристику, динамики, как правило, на самом деле не являются чистыми резисторами, поэтому обычный подход состоит в том, чтобы просто сделать колпачок огромным, чтобы любые взаимодействия ниже звукового диапазона, 1000 мкФ хороши для большинства полнодиапазонных вещей.

Потому что вы изменяете частоты в своей цепи. Полосовой фильтр можно преобразовать в фильтр верхних частот (или фильтр со слишком высокой частотой среза), просто заменив конденсатор или сопротивление (отсечка = 1/2*pi R C). На самом деле так работает динамик: высокие частоты — это фильтр верхних частот, басы — фильтр нижних частот, а средние — полосовой фильтр, эти разные частоты будут генерировать разные звуки. Насколько легко слушать звук? Это зависит от вашей схемы, усилителей (я говорю о сигнале, скажем, о напряжении), насколько легко он может передавать (или усиливать) вибрации (с точки зрения механической конструкции) и т. д.

Уолт Юнг и Боб Пиз показали, что в конденсаторах существуют различия в звуке или форме волны. Некоторые исследовательские работы заключают, что разница заключается в способности сжимать диэлектрик при изменении напряжения, что сжатие вызывает уменьшение расстояния между пластинами и связанное с этим увеличение емкости.

Таким образом, стекло, воздух и некоторые пластиковые конденсаторы вносят минимальные звуковые изменения.

У JRE есть довольно хороший ответ. Резисторы имеют линейную характеристику по частоте. Конденсаторы и катушки индуктивности меняют импеданс при изменении частоты. Конденсаторы пропускают более низкие частоты, а проводники пропускают более низкие частоты. Комбинация создает фильтр различных частот. Сеть различных компонентов будет определять не только частоту резонанса, но и его гармоники, которые представляют собой поведение в интервалах, таких как половина или двойная частота. Чистая синусоида в простой цепи конденсатора или индуктора будет легко визуализировать. Что необходимо принять во внимание, так это импеданс источника, импеданс нагрузки и сеть, которую вы добавляете. Имейте в виду, что ни один из ваших компонентов не идеален. Усилители, как предварительные, так и мощные не имеют линейной АЧХ. Такие вещи, как тепло и качество материалов, также делают вещи менее линейными. Я не гитарист, но электронику понимаю. Если вы заинтересованы в создании собственного звучащего инструмента, попробуйте построить мостовую сеть. Они могут быть чрезвычайно чувствительны. Если вы хотите проявить творческий подход, вы можете даже поместить некоторые активные компоненты в мост.