ЭЛЕКТРОГИТАРА
История этой публикации началась с маленькой заметки в рубрике «Запишите мой адрес».
Волгоградский школьник Володя Кукушкин сообщил, что сконструировал и построил электрогитару, чертежи которой может выслать всем желающим. По-видимому, конструктор не предполагал, что за этим последует. Иначе к нам в редакцию не пришло бы письмо, очень похожее на просьбу о помощи.
«Дорогая редакция, — писал Володя, — я получил уже около 400 писем. Столько чертежей выслать не могу. Нельзя ли ответить моим корреспондентам через журнал!» Несколько сот неотвеченных писем — это ЧП. Да и в редакцию чуть ли не каждый день обращаются с вопросом — когда будет электрогитара!
Так что мы с удовольствием помогаем Володе.
К тому же инструмент у него получился отличный.
КОРПУС. Среди тех, кто делает электрогитары, существует мнение, что гитара должна быть как можно легче. Особенно это относится к начинающим. Конечно, на тяжелом инструменте играть труднее: быстро устаешь, но корпус все же должен быть массивным — весить не менее 3,5—4 кг. Изготавливается он из хорошо просушенных кленовых, березовых досок или многослойной фанеры. Но наилучший материал — древесноволокнистая плита. Она не имеет определенной структуры, сучков, легко обрабатывается.
Рис. 1. Изготовление корпуса электрогитары.
Контур корпуса наносят на доску карандашом (рис. 1) и выпиливают его лобзиком или лучковой пилой «змейка». Затем в корпусе вырезаются и сверлятся все необходимые отверстия. Нижняя стенка делается из фанеры толщиной 4—6 мм. Обе части скрепляют гвоздями на клею, предварительно зачистив соприкасающиеся поверхности. С боков гитару обрабатывают рашпилем: сначала под прямым углом, потом слегка закругляя острые кромки. Весь корпус зачищают шкуркой, начиная крупнозернистой и кончая самой мелкой.
После обработки корпус покрывают нитрошпаклевкой — тальком, разведенным на любой нитрокраске до нужной густоты. Сначала из пульверизатора, а потом деревянной или стальной пластинкой зашпаклевывают вмятины, неровности, шляпки гвоздей. И так несколько раз с перерывом в 1—2 суток для просушки. Затем снова зачищают корпус мелкой шкуркой.
Когда поверхность станет гладкой, гитару красят. Лучше всего для этой цели подходит нитрокраска, 4—5 слоев которой наносят из пульверизатора. Если же вы захотите сохранить структуру дерева, то, не шпаклюя, «проморите» гитару до нужного тона. Потом нанесите 5—6 слоев бесцветного нитролака.
Рис. 2. Гриф.
ГРИФ должен быть сделан из дерева твердых пород, предпочтительно бука. Подбирается брусок нужных размеров и рубанком стачивается по длине и ширине (рис. 2). Верхняя часть грифа — абсолютно ровная, без выступов и впадин. Нижняя часть закругляется по шаблону. Верхняя часть тоже слегка закругляется, но таким образом, чтобы от верхнего порожка до конца грифа кривизна сходила на нет. Можно использовать гриф от старой гитары, предварительно его переделав — уменьшив по ширине и изменив форму головки.
При разметке ладов сначала подсчитывают расстояние от верхнего порожка до первого лада. Оно равно «мензуре», деленной на 17,8. Потом чертят прямоугольный треугольник, основание которого — мензура, катет — расстояние до первого лада. Циркулем проводят полуокружность радиусом, равным катету. Из точки пересечения полуокружности и основания восстанавливают перпендикуляр: он равен расстоянию до второго лада, и т. д.
Рис. 3. Головка грифа.
Головку грифа делают из того же дерева, что и гриф (рис. 3). Ее выпиливают лобзиком и обрабатывают напильником, потом зачищают. Отверстия для колков сверлят на расстоянии 30 мм друг от друга сверлом ø 6 мм. В том месте, где колки крепятся к головке, делают срез. Можно ставить отдельные колки или блоки из трех, четырех штук.
После точной подгонки верхнего конца грифа и шейки головка приклеивается к грифу.
Рис. 4. Установка ладов: а — разметка ладов; б — в грифе выпиливаются пазы; в — верхний порожек.
Теперь нужно аккуратно разметить лады и сделать пропилы ножовкой по металлу (рис. 4). Подогнав лады, как показано на рисунке 4, вставляют их в пропилы (после покраски). Верхнюю часть грифа вообще можно оставить некрашеной, необходимо только пропитать ее морилкой и покрыть лаком. Номера ладов обозначают кружками, ромбиками или просто пластинками из белой или черной пластмассы. Врезают их в гриф заподлицо. Для удобства игры обозначение ладов (2, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 19…) можно сделать сбоку грифа.
Рис. 5. Крепление грифа.
Гриф шпаклюется и красится так же, как и корпус. К корпусу он крепится стальной пластинкой на гвоздях. Шурупы лучше не применять, так как такое крепление со временем ослабевает (рис. 5).
Верхние порожки для всех гитар одинаковы (см. рис. 4). Материал — гетинакс, текстолит, оргстекло. Конструкция ясна из рисунка.
Рис. 6. Регулируемый порожек.
Регулируемые нижние порожки устанавливаются на гитарах соло и ритм (рис. 6): пластинка из латуни или меди крепится в держателе из оргстекла, дюралюминия, стали. На гайках делается накатка, резьба М5. Вращая их, можно изменять высоту струн над грифом. Верхние сферические концы винтов полируются. Наглухо они ввинчиваются только после окончательной обработки корпуса.
Рис. 7. Нижний порожек гитары бас.
Нижний порожек гитары — бас сделан из оргстекла или дерева (рис. 7).
Рис. 8. Струнодержатели.
СТРУНОДЕРЖАТЕЛИ делают для гитар ритм и бас. Конструктивное оформление (рис. 8) может быть любым при одном и том же расстоянии между отверстиями для струн. Эту деталь гитары нужно выполнять из любых достаточно прочных материалов: листового металла — меди, латуни, нержавейки, стали; пластмасс — оргстекла, плексигласа. Причем металлические струнодержатели желательно отполировать пастой ГОИ. Крепится деталь к гитаре шурупом, сюда же надевается и ремень.
Рис. 9. Механический вибратор: 1 — вал, 2 — панель, 3 — анкер, 4 — ручка анкера, 5 — кронштейн, 6 — пружина.
МЕХАНИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР (рис. 9) предназначен для изменения тона, или, как говорят, для «электронной» окраски звучания. Натянутые струны, проходя через отверстия в валу, стремятся повернуть его по часовой стрелке, а пружины препятствуют этому. При движении анкера пружины натягиваются, а струны ослабляются (звук понижается на 1—0,5 тона). Если же анкер двинуть в противоположную сторону, струны натягиваются, звук повышается на 1—0,5 тона. При колебаниях анкера звук вибрирует.
Основная деталь вибратора — вал. Вытачивается он на токарном станке. Материал — любой металл: бронза, алюминий, сталь. Кронштейны изготавливаются из листовой стали и крепятся к панели на винтах М3 х 7 с гайками. Панель из листовой стали и вал полируются. Пружины крепятся к валу и панели тоже винтами М3 х 7. Анкер — стальной пруток ø 4 мм. На обоих его концах резьба М4 длиной 70 мм. Ручка анкера — эбонит, оргстекло. Длина анкера подбирается в зависимости от конструкции гитары: он должен достигать нижнего конца грифа.
Механический вибратор необходим на гитаре соло, но начинающим надо учитывать, что сделать его не так просто.
СХЕМА
ЗВУКОСНИМАТЕЛИ — наиболее существенная часть электронного «хозяйства» гитары. Они преобразуют механические колебания струны в переменный ток той же частоты, который потом можно пустить на портативные колонки и получить качественное звучание. Качество электромагнитного звукоснимателя зависит от его конструкции, свойств применяемых магнитов, их формы.
Рис. 10. Звукосниматели для гитар соло и ритм: 1 — основание, 2 — корпус (экран), 3 — магнит, 4 — катушки. 
Рис. 11. Звукосниматель с одной катушкой: 1 — корпус, 2 — крышка, 3 — магнит, 4 — экран, 5 — основание, 6 — катушка.
Основная часть звукоснимателя — магнит с катушкой. Магниты лучше всего взять готовые, но можно сделать и самому. Сопротивление каждой катушки — от 500 до 1000 ом. Устанавливаются они под каждой струной (рис. 10) или же под всеми струнами сразу — если катушка достаточно велика (рис. 11).
Рассмотрим конструкцию звукоснимателя с тремя магнитами и шестью катушками — по две катушки на магнит (см. рис. 10). Магниты крепятся в гнездах основания, изготовленного из текстолита или гетинакса. Общее сопротивление катушек, соединенных последовательно, должно быть порядка 4,5— 5 тыс. ом. Вывод звукоснимателя делается из того же провода, что и обмотка: провод скручивается, зачищается, пролуживается и обязательно экранируется.
Корпус звукоснимателя — из листовой меди, латуни или алюминия толщиной 0,5—0,7 мм, также служит экраном. Чтоб в цепи не было обрывов и замыканий, перед установкой крышки катушки заливают расплавленным парафином. Катушки и магниты для этого датчика берутся готовыми, например от высокоомных наушников ТОН-1, ТОН-2, «Октава».
Звукосниматель с одной катушкой (см. рис. 11) может быть сделан полностью самостоятельно, без деталей промышленного производства. При аккуратной намотке не понадобится и каркас: 4—5 тыс. витков провода ПЭЛ 0,05—0,07 наматывают на деревянный брусок размерами чуть больше магнита.
Рис. 12. Изготовление магнита: а — из металического бруска, б — изменение полярности магнита.
Для самого магнита используют кусок старого напильника. Его отпускают — нагревают докрасна и охлаждают при комнатной температуре. Затем опиливают по размерам и закаляют. Для намагничивания готовый брусок подключают к катушке, приготовленной для звукоснимателя (рис. 12а). При включении в сеть переменного тока 220 в проволочка перегорает, а брусок намагничивается.
В конструкции можно использовать и другие плоские магниты, предварительно изменив их полярность: нагрев до температуры свыше 60° и снова намагнитив описанным выше способом (рис. 12б).
Экраном катушки служит медная или латунная фольга. Изолятором — тонкая бумага, пропитанная воском (калька, пергамент). Экран припаивается выводом к первому концу обмотки, считая от «земли».
Корпус звукоснимателя изготавливается из пластмассы, целлулоида, плексигласа, оргстекла. Стенки, основание и верхняя крышка выпиливаются отдельно, а потом склеиваются клеем 88, дихлорэтаном, БФ-2 и т. д.
Рис. 13. Электрическая схема: а — УНЧ, б — предварительный усилитель (ОЗ — обычное звучание, ОГР — ограничение), в — темброблок, г — стабилизированный выпрямитель.
УСИЛИТЕЛЬ НЧ (рис. 13а) имеет пять каскадов усиления. Первый каскад, собранный на двух транзисторах T1 и Т2 по схеме с общим коллектором, служит для согласования высокого выходного сопротивления звукоснимателя с низким входным сопротивлением каскада предварительного усиления напряжения. Благодаря схеме стабилизации рабочей точки транзисторов база транзистора Т1 соединена с движком переменного резистора R1 без переходного конденсатора. Положение движка почти не влияет на величину напряжения смещения этого транзистора, так как его входное сопротивление по постоянному току велико и соизмеримо с величиной резистора R1.
Второй каскад усилителя, собранный на транзисторе Т3, служит для усиления напряжения НЧ. Этот транзистор включен по схеме с общим эмиттером. Напряжение смещения, подаваемое через резистор R5 на его базу, стабилизировано с помощью кремниевого стабилитрона Д6 типа Д813 (рис. 13 г). Величина коллекторного тока транзистора Т3 определяется суммой сопротивлений резисторов R7 и R9. Емкость конденсатора С4, предназначенного для уменьшения усиления на ультразвуковых частотах, лежит в пределах от 0 до 0,022 мкф.
Для борьбы с самовозбуждением усилителя, которое может возникнуть в цепях коллекторного питания, в схему введен фильтр, состоящий из резистора R8 и электролитического конденсатора С3.
Третий каскад усилителя выполнен на транзисторе Т4, включенном по схеме с общим эмиттером. База транзистора связана с коллектором транзистора Т3 гальванически, поэтому цепь хорошо пропускает низшие звуковые частоты и позволяет исключить элементы стабилизации режима по постоянному току. Получается, что стабилизация режима по постоянному току транзистора Т4 всецело зависит от стабильности рабочего режима транзистора Т3. Каскад охвачен отрицательной обратной связью по переменному току — цепь эмиттера транзистора Т4, резистор R12. В цепи коллектора стоит нагрузка — резистор R11, а также полупроводниковый германиевый диод Д1 — для установки и термостабилизации рабочих режимов транзисторов Т5 — T8.
ФАЗОИНВЕНТОР собран на транзисторах Т5 и Т6. Нагрузка их — резисторы R14 и R15
Выходной каскад усилителя выполнен на мощных низкочастотных транзистоpax Т7 (по схеме с общим коллектором) и Т8 (по схеме с общим эмиттером).
В гитаре соло необходим предварительный усилитель (рис. 13б) и тембро-блок (рис. 13в). На ритм-гитару можно поставить один темброблок, а на бас — только предварительный усилитель. Предварительный усилитель служит одновременно и регистром: при переключении с ОЗ (обычное звучание) на ОГР (режим ограничения) окраска звука становится такой же, как, например, у саксофона.
Рис. 14. Гитара с УНЧ и выпрямителем: 1 — колки, 2 — накладка, 3 — лады, 4 — звукосниматели, 5 — декоративная панель, 6 — корпус, 7 — переключатель звукоснимателей, 8, 9, 10 — регуляторы громкости, НЧ и ВЧ, 11 — регулятор тембра (ОЗ — ОГР), 12 — экранированный провод, 13 — выпрямитель, 14 — УНЧ.
Когда все элементы схемы собраны на корпусе, сверху крепится винтами декоративная панель из листового пластика (рис. 14).
Рис. 15. Форма корпуса и его окраска могут быть различными.
Корпуса гитар по форме могут быть самыми разнообразными (рис. 15).
Окраска и размеры тоже. Нужно только выполнить несколько обязательных условий. Общая длина гитары должна превышать длину корпуса примерно в два раза (можно больше у бас-гитары). На гитару соло обычно ставится механический вибратор, на ритме он не обязателен.
На бас-гитаре допустим гриф без ладов, как у контрабаса, достаточно обозначить лады линиями. Без ладов звуки бас-гитары мягче, чище, и можно применять интересные игровые приемы, которые при игре с ладами недоступны.
Рис. 16. Расположение звукоснимателей на плате: 1 — плата, 2 — звукосниматели, 3 — блок переключения, 4 — выход, 5, 6, 7, 8 — регуляторы громкости, тембра, ВЧ, НЧ, 9 — предварительный усилитель, 10 — направление питания (9 в), 11 — резиновые амортизаторы.
На электрогитару ставится три (рис. 16) или минимум два звукоснимателя. Первый расположен ближе к нижнему порожку (его звук резкий, сильный — в основном высокие частоты).
Второй — ближе к грифу (его звук мягче, глубже, хорошо воспринимает низкие частоты). Включают их поочередно в зависимости от характера игры. Провод от электрогитары к усилителю обязательно экранированный. Длина его 3—5 м. Соединение через штекер или вилку.
