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电吉他主要是外表来看就是拾音器和三个旋钮外加一个拨档其中一个响度volume和两个声音频率tone,三个拾音器,一个五档的拨档。
拨档就是一个类似旋钮开关咔咔咔可以连通不同支路的,旋钮是变阻器,拾音器是一个中间有磁铁的线圈可电感串电阻并上电容,建模分析时,将拾音器就认为是一个,单刀多掷开关直接闭合至所分析的线圈,里面的电路在网上搜的如下,我的塔吉玛530没有拆开看,不过搜了很多图都差不多这样原理也说得通,希望电吉他厂家能公布一下。
其中旋钮外壳等灰色线都是连一起接到参考地平面,上个视频有用万用表测过没有错。由于我手头没有测量电感电容的表所以网上搜了一下参数如下图,直接将其作为电吉他参数好了,数量级肯定是一样的。
电吉他电路图如夏
通过列写微分方程后拉氏变换或复阻抗法很容易写出拾音器的传递函数如下,带入拾音器参数知其为欠阻尼振荡系统,谐振峰值两种算法都正确,且结合频率响应伯德图上的谐振反推谐振频率也验证正确(这个没写清楚,就是用其中两参数带入然后得到的第三个和已知的相等)。
所以由上面的simulink可知在低频时信号的幅值(大概可以理解为声音大小吧)和相位差(理解为延迟,你不会弹了个C过了10秒拾音器才TM输出)都不大,拾音器可以比较准确的反应拨弦产生的信号。但是这个谐振峰值很大,就可能会产生尖锐的声音输出,这不是我们希望的,因为我们是做电吉他,不是TM做收音机,所以需要想办法将这个谐振峰值降低,而且很重要的是我们同时还不能将这个谐振频率降低,因为大于谐振频率后面的高频信号幅值迅速被衰减了,高频我们采集不到,其实采集到了我们人耳指不定也听不见,谐振频率前的各频率信号是我们要采集的,降低了谐振频率会导致电吉他输出全™是低频声音了那样声音就低沉了不亮尖了。所以要降低谐振峰值,稳住谐振频率。由图5小绿圈圈内的谐振峰值式子可知谐振峰值与拾音器的R,C,L都有关系,改变什么呢?多绕几圈?会增大电阻电感(串联增大)电容(并联增大),好家伙变这么多玩不了,所以换阻值大的细线?应该没错所以现在拾音器的线才这么细,可是™还不够细,这么细的线圈里头再串联个大电阻?这也不行,会导致阻尼比变大使得谐振频率前的相位差就会增大了(增大感觉也不是完全不能接受,还有一个重要原因是这么细的线再串联焊一个电阻不太可靠,电吉他快递到你家后里头电阻和细线震断开路了你,电吉他哑巴了,这个才应该是不增大电阻的原因。当然一家之言,全文都是我逼逼赖赖的)。那就直接再并一个大电容上去,这也不行,因为会导致谐振频率降低。。所以嘛,某一天有个牛逼的人不知道是哪位想到了现在的这个加个tone即变阻器还很神仙的串了一个电容。
现在开始分析图4整个电路。
这并一个电容要多大合适呢?肯定要很大,因为式子里开根号了,要让峰值小10,那这电容就得是100,具体的话就看图六的谐振峰值是多少,好家伙19.1dB,就19好了,可恶19不好算对数的真数,那就直接20dB,反正就是很大,这样谐振峰值就可以算得是输入的10倍了,所以这电容我们就要加线圈电容的100倍,图4算的680pF即0.68nF,那么就要加68nF的外接电容。电阻为了使得输出的电压占比大,所以也要选择很大的阻值,300K吧。可以得出下列的传递函数,并且绘制出伯德图,可知谐振频率不变而峰值从10倍降低为了3倍。传递函数很繁杂,其实可以直接分高频低频分析可知高频时多加的大电容并未产生影响,只在低频时才有作用,我觉得谐振频率属于该电路中低频范围(我一开始就是不确定才硬刚传递函数绘图一眼看的)。最后那个电阻之所以时变阻器,是为了阻止减小是谐振频率会减小,方便吉他手在演奏低沉乐色时不会太离谱。
最后音量电路就是再串个大的对数式电阻分压来调大声小声。
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