Тема нынешнего обзора - специальные усилители для электромузыкальных инструментов, получившие название "комбо". Звукоусиление таких инструментов является частным аспектом общих проблем звукоусиления в концертных залах, о которых у нас в журнале регулярно рассказывают бывалые звукорежиссеры.

Но проблема усиления звучания музыкальных инструментов существовала еще до появления электроники и электричества вообще. Особенно это касалось "тихих" инструментов, терявшихся в оркестре или в больших залах, прежде всего - гитары.

Для нее изобретали вставки в корпус, дополнительные голосовые отверстия и раструбы, специальные резонаторы… Увы, никакого особого эффекта это не давало, и как только появились электрические средства звукоусиления, их тотчас попытались приспособить к гитаре.

По воспоминаниям старейшего русского гитариста А.В. Кабанихина, во время гастролей великого Андреса Сеговии в Советском Союзе в 1927 году какие-то наши изобретатели пытались и к его великолепному инструменту работы Рамиреса прикрепить пьезодатчики, чтобы гитара в Большом Зале Московской Консерватории звучала "погромче". Как вспоминал Анатолий Васильевич, звук получился столь гадким, что маэстро с негодованием отверг "эксперимент".

В 20-40 годы эстрадные ансамбли чаще всего представляли собой составы из нескольких духовых инструментов и ритм-секции, включавшей фортепиано, контрабас, гитару и ударные. Очень часто с такими коллективами выступали вокалисты. Типичной схемой звукоусиления в концертных залах, клубах, ресторанах, танцзалах и т.д. было использование одного-единственного микрофона - для вокалиста (вокалистки). Понятие микширования отсутствовало как таковое, микрофон был подключен к усилителю, а с него сигнал подавался на громкоговоритель, который мог находиться где угодно, чаще всего - за сценой.

Но звучание обычной акустической гитары даже при исполнении ритм-партии было очень тихим, хотя в едва слышимом "шарканьи" по струнам тоже есть свой шарм и стиль. Более того, именно такое звучание ритм-гитары стало классическим для биг-бендов.

Однако уже в конце двадцатых годов в джазе появились солисты-гитаристы, игравшие импровизации наравне с трубачами, саксофонистами и пианистами. Звучание их акустических инструментов при исполнении мелодических соло было настолько слабым, что потребовались радикальные технические решения. Если при студийной записи относительно приемлемый выход из положения заключался в максимальном приближении микрофона к инструменту, то для концертных выступлений это не годилось.

Как раз в те годы появились и первые настоящие электрогитары, с магнитным датчиком, и для них стали делать специальные усилительные устройства. Первые усилители для гитар были по существу переделанными бытовыми аппаратами, и состояли из широкополосной динамической головки, как правило, на основе электромагнита, и маломощного лампового усилителя, вход которого, к тому же, не был согласован с выходом гитарного датчика. Один из первых таких аппаратов описан в этом номере в статье, посвященной выдающемуся музыканту и изобретателю Лесу Полу.

Так, к акустическому, как бы мы сказали теперь, составу, с единственным микрофоном для вокалиста, добавился усилитель для гитары. Однако сочетание прямого звучания духовых инструментов, рояля, контрабаса и ударных с усиленными вокалом и гитарой приводило к очень разношерстному тембру. Не забудем, что при этом вокал через микрофон усиливался одной "звукоусилительной установкой", а гитара - другой. К тому же главной задачей усиления в то время было подравнять уровни звучания разных инструментов в ансамбле. Существовали даже рекомендации аранжировщикам, как расписывать партии для таких коллективов, чтобы сбалансировать звучание. Никто при использовании усиления не ставил себе задачи добиться локализации источников, поэтому звук мог идти откуда угодно…. У нас еще и в семидесятые годы можно было встретить эстрадные ансамбли с единственным усилителем для гитары, в который порой включали еще и вокальный микрофон!

Особенно мощный импульс развитию специальных инструментальных усилителей дал рок-н-ролл, в котором постепенно почти не осталось неэлектрифицированных инструментов, за исключением ударных. Если для джаза 30-50 годов актуальным был вопрос усиления гитары, то здесь потребовалось усиливать и бас-гитару, заменившую контрабас, и электроорган, вытеснивший фортепиано. К тому же, в бит-группах обычно участвовали два гитариста, ритм и соло, и для каждого из них требовался свой усилитель. Таким образом, на сцене начали устанавливать уже несколько инструментальных усилителей, но в эти усилители также включали микрофоны, поскольку еще отсутствовало понятие концертных зальных систем, и тем более систем туровых.

Итак, что же такое усилитель "комбо" и почему он так называется? Комбо - тип инструментального усилителя, представляющий собой комбинацию из предварительного усилителя, усилителя мощности, акустической системы и блока эффектов, объединенных в одном корпусе. Эта схема может иметь исключения, например, может отсутствовать блок эффектов. Существуют и не относящиеся к типу комбо компонентные инструментальные усилители, когда усилитель и акустическая система - раздельные. В этом обзоре мы представляем оба типа инструментальных усилителей.

Современные инструментальные усилители делятся на три класса: гитарные, басовые и клавишные. Каждый из классов имеет свою специфику, о которой будет рассказано далее. Естественно, в каждом классе существуют линейки моделей от самых дешевых, маломощных и простых до дорогих, мощных и сложных.

Рассмотрим сначала требования к любому инструментальному усилителю и специфические отличия этих аппаратов от PA-усилителей и акустических систем.

Главной отличительной особенностью инструментального усилителя можно назвать то, что к этому типу аппаратуры не предъявляются требования Hi-Fi, то есть "высокой верности" передачи звука в том смысле, как это понимается при воспроизведении фонограмм. Каждый гитарист знает, как, мягко говоря, "необычно" прозвучит любая запись, если воспроизвести ее через гитарный "комбик". Но тот и не предназначен для такого применения.

Но зато к этим усилителям предъявляются требования "музыкальности", то есть акустических свойств, придающих звучанию инструмента желаемые оттенки и характер. В этом смысле инструментальный усилитель ближе к музыкальным инструментам, чем к звуковоспроизводящей аппаратуре, и отношение к нему у исполнителей соответствующее.

Прежде всего, усилитель "комбо" предназначен для определенного инструмента. В силу этого все его параметры адаптированы к акустическим и электрическим характеристикам этого инструмента. Например, частотный диапазон гитары, включая все гармоники, значительно уже слышимого диапазона частот, поэтому для усиления гитары не требуется обеспечивать работу усилителя, и особенно громкоговорителей в полном диапазоне частот. В силу этого, в акустической системе гитарных комбо используются динамики, воспроизводящие, прежде всего, средние частоты, а общий диапазон ограничен: от 80…100 Гц до 8…10 кГц.

Усилитель для бас-гитары также не должен воспроизводить очень высокие частоты, и работает в диапазоне примерно от 30 Гц до 4…5 кГц. Столь высокая частота верхней границы басового диапазона, превосходящая диапазон инструмента (40…300 Гц) на несколько октав, обусловлена необходимостью точного воспроизведения атаки и переходных процессов. Замечено, что при сильном подавлении верхней середины тембр бас-гитары становится неинтересным, а игра музыканта - невнятной.

Усилитель для клавишных инструментов делается почти столь же широкополосным, как в системах для воспроизведения фонограмм. Это связано с тем, что современные синтезаторы используют семплы реальных инструментов, в том числе ударных, и спектр генерируемых сигналов может занимать весь слышимый диапазон. Поэтому в усилителе для клавишных устанавливается либо широкополосный громкоговоритель, либо двухполосная система из НЧ/СЧ-драйвера и ВЧ-твиттера. Кроме того, практически все современные электронные клавишные являются стерефоническими, и вход в инструментальном "клавишном" усилителе выполняется стереофоническим.

Уровень выходного сигнала и выходное сопротивление в электрогитаре и в клавишных различны. Для гитары характерно небольшое выходное напряжение (десятки милливольт) при высоком выходном сопротивлении (десятки килоом), а для клавишных - большое выходное напряжение (сотни милливольт) при низком выходном сопротивлении (десятки ом).

Поэтому соответствующие параметры гитарных и клавишных "комбиков" разные. Многие аппараты имеют два входа, высокоомный и низкоомный, либо два входа - высокой и низкой чувствительности. Это сделано для того, чтобы можно было включать инструменты, у которых разные выходные уровни. Кроме того, удобнее включать гитару на вход высокой чувствительности, когда нужно перегрузить его для получения эффекта overdrive.

Характерной особенностью гитарных усилителей является наличие двух регуляторов уровня: входного gain и основного post (main). Это позволяет перегружать вход при сохранении громкости звука неизменной. Во многих предварительных усилителях потенциометры некоторых регуляторов (входной чувствительности, частотной коррекции) выполнены выдвигающимися. В утопленном положении они регулируют одни параметры, в вытянутом - другие. Это позволяет уменьшить количество ручек на передней панели усилителя.

Ранее было указано, что параметры усилителей и акустических систем оптимизированы для конкретного типа инструмента. Это относится и к секции частотной коррекции. Она в "комбиках" выполняется в виде обычных темброблоков на потенциометрах, либо в виде графических эквалайзеров. Последние могут иметь от 5 до 10 полос регулирования. Но сами частоты отличаются от стандартных частот графических эквалайзеров, которые применяются в бытовых или PA-системах. Вот, к примеру, частоты 10-полосного эквалайзера в усилителе фирмы Hartke: 30, 64, 125, 250, 500 Гц, 1, 2, 3, 5, 8 кГц. Очевидно, что в классическом 10-полосном октавном эквалайзере последние три значения были бы 4, 8 и 16 кГц. Но для гибкого регулирования тембра инструментов важнее именно область до 10 кГц. Другой пример - частоты пятиполосного (полутораоктавного) эквалайзера усилителя MESA/Boogie: 80, 240, 750, 2200 и 6600 Гц.

Вообще понятие низких, средних и высоких частот для инструментальных усилителей отличается от того, что принято в общей акустике. Большинство гитарных "комбиков" имеет трехполосный эквалайзер, но при этом бас корректируется в районе 100 Гц, регулятор "середины" - на тех частотах, что называют "низкой серединой" (500…1000 Гц), а регулятор высоких частот работает с тем, что обычно называется "низкий верх" (до 5…8 кГц). А вот на басовом "комбике" трехполосный эквалайзер работает уже на других частотах, обычно это 50, 250 и 1000 Гц соответственно. Частоты эквалайзера для клавишных, как правило, соответствуют обычным частотам широкополосных систем.

В более дорогих моделях эквалайзер выполняется полупараметрическим, с перестраиваемыми средними частотами.

Еще одним очень важным свойством частотной коррекции в инструментальных усилителях является наличие регуляторов presence, saturation, bright, thick. (У разных фирм эти эффекты могут называться по-разному, но чаще всего - именно так). Регулятор presence действительно похож на фильтр присутствия, он усиливает или подавляет с глубиной до 12 дБ частоты в районе 2…4 кГц. Усиление придает звучанию яркость и звонкость, а подавление - мягкость, матовость. Регулятор bright усиливает на 6 дБ частоту 2 кГц, а регулятор thick придает звуку сочность, плотность, поскольку корректирует средние частоты. Эффект saturation призван имитировать насыщение лампового усилителя. Характер искажений при этом таков, что звук гитары становится "поющим", а сами искажения - очень мягкие, сглаженные, при этом уровень выходного сигнала может оставаться небольшим.

Хотя большинство гитаристов для создания эффектов применяет специальные процессоры-"педали", очень часто в усилители комбо встраиваются собственные эффекты. Помимо упомянутых выше возможностей перегрузки и эффекта saturation, это могут быть phaser, chorus, амплитудное или частотное вибрато, а также реверберация. О ней следует рассказать подробнее.

Еще в конце пятидесятых в комбики стали встраивать электро-механический пружинный ревербератор. Суть его действия в том, что к одному концу пружины подводится акустический сигнал, а на другом ее конце находится датчик, снимающий колебания с пружины. Поскольку прохождение колебания звуковой частоты по пружине занимает некоторое время, а сама пружина является очень инерционным элементом, то к прямому сигналу подмешивается и сигнал от пружины, колеблющейся продолжительное время после окончания акустического воздействия на нее. Естественно, что как передатчик звукового сигнала пружина обладает огромной нелинейностью в частотном и динамическом отношениях. Проще говоря, звук, прошедший по пружине, очень мало напоминает исходный, в отличие от естественной реверберации. Поэтому подача на пружинный ревербератор нормальной широкополосной фонограммы дает совершенно неприемлемый эффект - но для гитары этот характер звучания подходит. Звучание пружинного ревербератора за прошедшие десятилетия сформировало определенные эстетику и стиль, гитаристы настолько привыкли к такому звуку, что это устройство применяется и сейчас, в эпоху всеобщей "цифры". Как понятно из конструкции, регулировать время реверберации невозможно, поэтому исполнитель может только менять уровень подмешиваемого сигнала. Во многих моделях для достижения лучшего эффекта применяется не одна пружина, а две-три, а то и более. Ревербератор используется только в гитарных усилителях, и не применяется в басовых или клавишных. Наиболее популярны пружинные ревербераторы производства фирмы Accutronics.

В некоторых усилителях "комбо" можно встретить и несложную динамическую обработку. Обычно это лимитер, предохраняющий от всплесков, особенно нежелательных у баса и клавишных.

Уже упоминались педальные эффекты для гитары. Для их подключения в предварительном усилителе имеется выход на эффект, а в усилителе мощности - вход для возврата эффекта. В профессиональных моделях обязательно присутствует и линейный выход, с которого можно послать сигнал в микшерный пульт. Этот выход выполняется на симметричных разъемах типа джек или XLR. Некоторые усилители имеют также регулятор уровня линейного выхода, независимый от регулятора мастер-выхода.

Последнее время широко распространились акустические гитары с пьезодатчиком или контактным микрофоном. Для таких инструментов выпускаются специальные комбо-усилители, имеющие высокоомный вход для пьезодатчиков, фильтр подавления обратной связи, а нередко - еще и обычный микрофонный вход на разъеме типа XLR.

Все сказанное в равной мере относилось и к транзисторным, и к ламповым усилителям. Но у ламповых есть и специфические отличия. Не будем здесь вдаваться в рассуждения от "ламповом" и "транзисторном" звучании, в данном случае это не так уж существенно. Важнее разница в "поведении" усилителей.

Во-первых, у лампы прямолинейный участок вольт-амперной характеристики значительно длиннее, проще говоря, ее непросто перегрузить. Это очень хорошо для аппаратуры, предназначенной для воспроизведения фонограмм, в том числе бытовой, но, как известно, перегрузка по входу для рок-гитаристов является одним из наиболее популярных эффектов. Поэтому ламповые усилители чаще применяют музыканты в тех стилях, где перегрузка не применяется, например, джаз, кантри. Очень хорошо ламповые усилители подходят для бас-гитары, где перегрузка совсем ни к чему.

Лампа нуждается в прогреве, поэтому, чтобы можно было играть сразу по выходе на сцену, в ламповых усилителях имеется выключатель stand by, который отключает анодную цепь, оставляя включенным подогрев катода. Звук в усилитель не идет, но при включении цепи усилитель мгновенно заработает. Исполнителю только надо помнить об этой особенности устройства ламповых усилителей.

Дорогие ламповые усилители часто имеют особую схемотехнику, позволяющую ограничивать выходную мощность за счет подачи на выход напряжения не со всех ламп (например, четырех), а с половины, то есть с двух. С той же целью в усилителях, использующих двойные лампы (триод-пентоды и т.п.), можно включать и выключать половину лампы.

Как правило, профессиональные инструментальные усилители предоставляют возможность управления некоторыми функциями без помощи рук. С этой целью они имеют гнезда для педалей типа footswitch. С их помощью можно включать и выключать встроенные эффекты, переключать входы, а в некоторых моделях можно управлять и громкостью, подключив к соответствующему разъему педаль типа volume control. Некоторые гитарные усилители имеют два режима работы: "ритм" и "соло". Переключение этих режимов также осуществляется с помощью педали.

Обратимся теперь к акустическим системам инструентальных усилителей.

Под акустическими системами в данном случае подразумеваются и отдельные акустические "кабинеты" компонентных инструментальных усилительных систем, и громкоговорители в составе комбо.

В простейшем случае такая акустическая система состоит из одного динамика в открытом корпусе. Фазоинверторная архитектура в комбиках не применяется, да и в компонентных инструментальных усилителях встречается редко. Размер динамика зависит от предназначения аппарата. Для домашнего применения используются маломощные (до 30 Вт) усилители и динамики небольшого размера, 5…8 дюймов. Это относится и к гитарным, и к басовым аппаратам. Для более мощных (до 100 Вт) устройств применяются широкополосные динамики размером 10…12 дюймов, а в басовых усилителях этого класса - и до 15 дюймов. Наконец, в мощных концертных аппаратах и компонентных системах мощностью более 200 Вт обычно применяется несколько динамиков. Это могут быть однотипные широкополосные громкоговорители, хотя для клавишных "комбо" чаще применяется двухполосная система из НЧ/СЧ и ВЧ-громкоговорителей. Для басовых аппаратов традиционно использовались большие динамики (15…18 дюймов), однако все чаще и басовые системы строятся из большого числа динамиков небольшого диаметра. Так, знаменитый басист Жако Пасториус использовал акустическую систему из восьми десятидюймовых динамиков.

Для гитарных и клавишных усилителей используются широкополосные громкоговорители, а для басовых - низкочастотные. На изготовлении таких динамиков специализируются фирмы Celestion, Electro-Voice, Peavey. Их динамики можно найти в аппаратах, выпускаемых многими компаниями. Последние два десятилетия все чаще в качестве материала для диффузора в динамиках для инструментальных усилителей "комбо" используется алюминий и его сплавы.

Детальное знакомство с инструментальными усилителями показывает, что этот тип оборудования не менее консервативен, чем микрофоны и громкоговорители. Многие исполнители охотятся за раритетными моделями чуть ли не полувековой давности, широко используется ламповая схемотехника и электромеханические ревербераторы. Однако и в инструментальные усилители проникают новые технологии. Все шире применяются встроенные цифровые эффекты, многими из них можно управлять по MIDI, для чего в "комбо" размещают разъем MIDI In.

Еще более революционным решением является разработанная фирмой Gibson технология GMICS. Эта технология позволяет превратить все используемое на концерте оборудование, от электрогитары до PA-усилителей, в локальную компьютерную сеть, объединенную по протоколу Ethernet. Предусмотрено встраивание Ethernet-разъемов и в инструментальные усилители. В этом случае они превращаются в полностью цифровые аппараты, управляемые подобно MIDI-устройствам. Насколько успешным окажется распространение новой технологии, покажет будущее.