La Pillola del Geek

29 ottobre 2006

On-board guitar preamp

Oggi vediamo come trasformare il pickup di una chitarra elettrica da passivo ad attivo tramite l'installazione on-board di un semplice circuito di preamplificazione.
Occorre solo un saldatore da 20W, qualche euro per acquistare pochissimi componenti e qualche minuto di tempo libero!

Quale e' la differenza sostanziale tra un pickup passivo ed uno attivo?

Mentre quello passivo è composto esclusivamente da una o più induttanze e da materiale magnetico permanente, Il pickup attivo, oltre a conservare tale stadio "passivo", ha in più uno stadio di preamplificazione interna che modifica radicalmente le caratteristiche sonore di una semplice chitarra elettrica

Come cambia il suono con un pickup attivo?

  • sustain maggiore a parita' di uscita
  • ronzio di fondo decisamente ridotto
  • estensione delle qualita' tonali del pickup
  • reazione immediata al tatto della corda
  • suono squillante e "pulito"

Quali sono i lati negativi di un pickup attivo?

  • presenza di almeno una batteria
  • possibilita' di aggiunta di rumorosita' e distorsione nel segnale
  • la chitarra deve essere modificata per l'alloggiamento del circuito e della batteria

Perche' installare il preamp all'interno della chitarra?

E' ovvimante possibile collegare il preamp esternamente tra la chitarra e l'amplificatore, ma non e' conveniente.
Il preamp ha un'impedenza relativamente alta in entrata e quindi il cavo in ingresso potrebbe fungere da antenna per i segnali indesiderati; diversamente in uscita l'impedenza e' bassa ed e' quindi ideale per la connessione su cavi lunghi anche diversi metri.
Un'altro vantaggio nel montare il preamp all'interno della chitarra e' un maggiore controllo sul livello di preamplificazione (boost), tramite la regolazione manuale del potenziometro aggiuntivo che e' stato installato sulla chitarra. In questo modo e' possibile ottenere effetti sonori spesso desiderati dai chitarristi piu' esperti, come per esempio la saturazione di un amplificatore valvolare.

Come viene preamplificato il segnale in ingresso?

Il segreto e' in un piccolo componente chiamato amplificatore operazionale: non e' altro che un amplificatore differenziale accoppiato in continua e ad elevato guadagno (teoricamente infinito).
Dal punto di vista costruttivo, l'amplificatore operazionale può essere realizzato con transistor bipolari bjt oppure mosfet che lavorano a frequenze maggiori, con una impedenza di ingresso più elevata e un minore consumo energetico, comunque al giorno d'oggi è, in genere, costituito da un circuito integrato.

Quale amplificatore operazionale devo utilizzare per amplificare al meglio il segnale della mia chitarra?

Mentre i transistor e i preamp FET posso dare eccellenti risultati, i circuiti integrati sono incredibilmente facili da usare e sono meno "delicati" e quindi meno soggetti a malfunzionamenti. Quello che personalmente preferisco e' il TL071, caratterizzato dal fatto che ha un bassissimo rumore e quindi, ottimo per le elevate caratteristiche su applicazioni audio. Altra scelta potrebbe essere quella per l'integrato LF351, ottimo per il basso consumo (solo 1,8mA). Oppure l'LF356 (3mA), il TL081 (purtroppo non a basso rumore), il TL741 (diffusissimo ma poco performante) e altri ancora.

Realizziamo il nostro ciruito

Il cirucito e' molto semplice! Ma prima di iniziare, abbiamo bisogno di due cose per poter determinare quale e' il valore ottimale di gain che il nostro circuito deve fornire in uscita: quanti volt peak-to-peak il pickup fornisce e quante batterie utilizzeremo.
Il massimo valore di gain senza distorsione che un preamp puo' erogare e' dipeso dal valore (o numero) di batterie ad esso connesso. Una singola batteria da 9V puo' fornire un segnale in uscita di 7V peak-to-peak (valore misurato dal picco negativo a quello positivo della sinusoide). Due batterie forniranno invece 14V p-p.
Perche' e' meglio utilizzare due batterie invece di una?
  • per fornire piu' gain con un ridotto livello di distorsione
  • aumento autonomia batterie, cosi' da ridurre la frequenza di ricambio
  • molti amplificatori operazionali accettano solo alimentazioni bipolari
Unico lato negativo e' che due batterie accupano piu' spazio di una e non sempre conviene forare il corpo di una chitarra, specie se e' costosa.

Supponiamo di voler utilizzare una batteria e che il nostro pickup eroga piu' di 7V p-p (raro ma esiste), ebbene, siamo gia' al limite di gain senza distorsione (limite dei 7V p-p di una batteria).
Ora invece, supponiamo che il nostro pickup e' meno potente perche' fornisce al massimo 3,5V p-p in uscita, bene, ora possiamo tarare il nostro preamplificatore per un gain due volte superiore a quello in ingresso (3,5 x 2 = 7V limite massimo senza distorsione). A maggior ragione se il pickup e' fiacco perche' e' di 2V p-p, allora noi lo "trucchiamo" con un bel gain di 3x.
Comunque, in genere si moltiplica per due quando si utilizza una sola batteria e si moltiplica per quattro quando ne usiamo due.

Utilizzo di transistori a bassissima rumorosita

Altissima qualita'. 9,5dB-40dB (da x3 a x100 tramite trimmer). Frequenza 20Hz-150KHz. Assorbimento 2mA.


Consigli personali

  1. quando e' possibile utilizza sempre due batterie
  2. utilizza un jack femmina (output) che include uno switch, in modo da attivare il circuito solo all'inserimento del jack maschio (input)
  3. collega il circuito di preamplificazione tra il tono e il volume e non tra il volume e il jack femmina, cosi' da poter ridurre eventuali distorsioni agendo sul tono della chitarra
  4. aggiungi uno switch di bypass tra l'ingresso e l'uscita del cirucito di preamplificazione, cosi' da bypassare il circuito in caso di problemi o magari quando la batteria e scarica. Inoltre, potrai trasformare i pickup da attivi a passivi o viceversa
  5. installa il circuito preamplificatore solo su chitarre economiche! Attenzione a non rovinare le chitarre di elevato pregio! Ogni modifica effettuata fa perdere valore a una buona chitarra! Se il pickup e' di elevata qualita', non modificarne il suono! Effettua meno scassi possibili alla chitarra!
    Per fare un esempio, ho installato il circuito su una Yamaha versione base (da 250€) e non su una gibson (da 3000€): il suono e' migliorato di parecchio e riesco a suonare sfiorando le corde (tipo Stanley Jordan....vebbe' non esageriamo!)

Scrivete i vostri commenti! Alla prossima pillola! Ciao

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11 Comments:

Blogger Riccardo said...

Complimenti... ho il cubo ma ancora non ho iniziato a giocarci.. se però dovessi prendermi di brutto.. seguirò il tuo ottimo post!

Davvero una bella guida!

06/11/06, 09:36  
Anonymous Dede said...

Complimenti per la spiegazione.... avrei bisogno di chiederti alcune cose per un progetto simile che devo sviluppare per la maturità, nel caso in cui avresti voglia di spiegarmi alcune cose sempre a proposito di una preamplificazione di chitarra mi faresti un grande favore se mi contattassi alla seguente e-mail deby.de89@hotmail.it ....
Grazie in anticipo Deborah...

11/09/07, 14:07  
Anonymous Anonimo said...

Ciao ma in sostanza che cosa devo comprare?e come si fa'?grazie

30/09/08, 21:01  
Anonymous Anonimo said...

Interessante, in particolare mi piace lo schema del pre con i jfet. Solo mi chiedevo... si possono campbiare i condensatori con altri di differente voltaggio (20, 25 o 35 Volt) al posto di quelli a 16v senza cambiare gli altri pezzi? Mi interessa non solo per il discorso di poter usare due batterie, ma perché magari é più facile trovarne di altri voltaggi. Quali sarebbero le implicazioni sul funzionamento circuito? Grazie.

21/01/09, 22:56  
Blogger Vincenzo De Sanctis "GNUpinux" said...

Generalmente i condensatori tarati per sopportare un maggiore voltaggio hanno maggiori dimensioni ed hanno una più estesa superficie, garantendo una sonorità più morbida e “naturale”. L'unico inconveniente e' la dimensione. Grazie per aver postato su questo vecchio blog ormai non piu' aggiornato! ciao

26/01/09, 10:54  
Anonymous Vicus said...

Il livello picco picco in uscita da un pick up non penso superi il volt. 7 poi mi pare esagerato. Inoltre l'ultimo circuito utilizza transistor bipolari e non jfet.

17/04/09, 13:05  
Anonymous Anonimo said...

ciao ho visto i tuoi schemi per i preamp , volevo una delucidazione riguardo al primo schema che mi interesserebbe realizzare . Il mio indirizzo mail reppait@yahoo.it magari se mi dai la tua mail ti spiego meglio . Grazie mille ciao Gianluca

21/08/09, 16:21  
Anonymous Luca said...

Ciao, schema interessante, complimenti.
Andrebbe bene anche per un basso elettrico?

29/09/09, 22:57  
Anonymous Anonimo said...

Who knows where to download XRumer 5.0 Palladium?
Help, please. All recommend this program to effectively advertise on the Internet, this is the best program!

20/11/09, 04:21  
Anonymous William said...

A me serve proprio per attivare il pickup al manico di un basso.
Ma ho solo un dubbio:
qual'è il valore di R3? °.°

Luca:
è sufficiente farsi i calcoli sui tagli delle frequenze.

17/08/10, 09:54  
Anonymous Anonimo said...

Io non ho capito una cosa: ma il secondo circuito con i transistor devo metterlo prima o dopo quello con l'op amp o è un alternativa. E se è un alternativa quale dei due è meglio utilizzare? Inoltre come nuovo potenziometro dovrei usarne uno per il gain o per il volume (come nel primo circuito?

13/05/12, 15:08  

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