电吉他拾音器工作原理与特性.doc

电吉他拾音器的原理与结构特性摘要：电吉他的发声，是通过拾音器上方的琴弦振动所造成的电子信号经过放大而实现的。最常见类型的拾音器由一圈精细的金属线围绕一块磁体而组成的。金属琴弦在线圈的磁场范围内的振动产生了非常微小的电子脉冲。这种微小的电子脉冲经由独立的放大器放大，从而推动音箱发声。由于琴弦和拾音器是制造这种信号的全部条件，电吉他其实并不需要共鸣的琴身，所以它可以被做成实心木的甚至塑料的。但是实心吉他的制作材料对其音色有着决定性的影响。关键字：电吉他，拾音器1电吉他的四种类型除了实心电吉他以外，还有空心电吉他、半空心电吉他和腔心电吉他。虽然电吉他主要的音色还是取决于磁体拾音器上方琴弦的动作，后三种类型的吉他的共鸣腔可以产生一些乐手所青睐的更加丰满的声音。1.1实心（Solidbody）电吉他实心电吉他可以做成任何形状可以小到只有琴颈和拾音器，也可以做成非常狂野的另类外形。实心电吉他的身影基本上在每一种现代音乐风格中都出现过。（图片均来源于百度图库）1.2空心（Hollowbody）电吉他空心电吉他典型的特征为其拱形的面板，同时在非常高的音量下非常容易产生回授的问题。由于其丰满圆润的音色，以及强劲的低频共鸣，这类吉他往往是爵士吉他手的最爱。1.3半空心（Semi-hollowbody）电吉他半空心电吉他既有一个实心木质的中心（为了避免回授问题）又有较大的腔体分布在两侧并常常配有音孔。从香醇的爵士乐到重磅的朋克乐，半空心吉他都有着展现自己的舞台。1.4腔心（Chambered）电吉他腔心电吉他在实心吉他的基础上将内部挖出一个封闭的空腔。因其有着较轻的重量和更好的共鸣，很多传统的实心吉他都衍生有相应的腔心版本。2电吉他拾音器2.1拾音器的原理电吉他拾音器是电吉他最关键的设备，如图1 所示。图1原理如图2所示，一根导线在一个小的磁铁上绕成线圈，线圈连接到扩音器。磁铁产生的磁场使弦线磁化，弦线反过来会产生自己的磁场，当弦线被拨动而产生振动时，它相对线圈运动，使通过线圈的磁通量发生变化。图2拾音器根据法拉第电磁感应定律:当通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比，即如果回路的电阻为R ，那么回路中感应电流的大小为当弦线振动时，通过线圈的磁通量发生变化，所以线圈中产生感应电流。而感应电流的频率与弦线振动的频率相同，此感应电流通过扩音器放大还原，我们就听到了电吉他弹奏的声音。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。但是并非这样的拾音器就是最好的。随着拾音器中缠绕线圈数的增加，虽然功率和输出增加了，但是声音的高频响应却减弱了。如果找一款推荐用于弹奏重金属的拾音器来听听它的声音，就能够发现在弹清音的时候它明显地缺乏高音共鸣。另外，大磁铁由于磁性较强，所以会向琴弦施加更大的阻力，妨碍了琴弦振动，从而减少了延音。这也是不能把拾音器调得太靠近琴弦的原因。2.2拾音器的分类拾音器可以分为两种基本类型：单线圈(single-coil)和双线圈(double-coil)。最早的电吉他全部使用的是单线圈拾音器。一个单线圈拾音器只有一个线圈。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，只要一个拾音器只使用一个线圈，它就可以被称为单线圈拾音器。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。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。两个单线圈并排放置，并反相串联而成的。串联的目的是增大整个拾音器的输出功率，而反相连接的目的则是减少一般单线圈拾音器所固有的噪音，即哼声(hum)。这些噪音一般是由照明系统、建筑配电以及放大器变压器的电磁干扰（我们知道，一般当吉他靠近放大器的时候噪音会增大）引起的。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。因为双线圈有这种抑制噪音的作用，所以我们又把它称作消哼线圈(humbucker)。时至今日，humbucker的含义已经不是作为消哼线圈来理解了，一般来说，只要外观看起来像是双线圈的，我们都称它作humbucker；而其他的一些外观是单线圈而实际有消哼作用的拾音器设计，我们却不会称它们作humbucker了。3拾音器的结构特性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