L'amplificazione della Chitarra Elettrica: Come il Suono Viaggia dal Pickup all’Amplificatore
La chitarra elettrica è uno strumento che trasforma il suono prodotto dalle sue corde in un segnale elettrico. Ma come funziona il processo di amplificazione?
In questo articolo, esploreremo come il segnale della chitarra viene generato, come viaggia e come viene trattato dagli amplificatori, con un focus particolare sugli amplificatori valvolari.
Il Segnale Generato dai Pickup
Quando una corda di chitarra viene pizzicata, il movimento crea delle vibrazioni che vengono captate dai pickup, che sono dei trasduttori elettromagnetici. I pickup sono costituiti da magneti e bobine di filo di rame. Le vibrazioni della corda modificano il campo magnetico creato dai magneti, generando un segnale elettrico in forma di corrente alternata. Questo segnale è solitamente molto debole, con un voltaggio che può variare dai 50 ai 300 millivolt, e viene inviato attraverso il cavo della chitarra all'amplificatore.
Il segnale in uscita è troppo debole per pilotare un altoparlante, ed è questo il motivo per il quale collegando delle normali cuffie al jack della chitarra non riusciremo ad udire il segnale prodotto.
Il Viaggio del Segnale
Il segnale elettrico che esce dai pickup della chitarra percorre il cavo dello strumento e arriva all’ingresso dell’amplificatore. Ma il segnale in arrivo è ancora troppo debole per pilotare un altoparlante e produrre il volume che ci aspettiamo da una chitarra elettrica.
Ecco dove entra in gioco l'amplificazione.
Gli Amplificatori Valvolari - Parte I - Il Preamplificatore
Un amplificatore valvolare lavora su due stadi principali: il preamplificatore e il finale di potenza. Il segnale in ingresso passa prima attraverso il preamplificatore, che ha il compito di aumentare il segnale debole (parliamo di millivolt) proveniente dalla chitarra a livelli sufficienti per alimentare l'amplificatore; un preamplificatore valvolare (quando si parla di amplificatori valvolari dobbiamo sempre considerare che anche il preamplificatore utilizza le valvole) può portare il segnale tra gli 1 ed i 2 volt, a seconda del livello di guadagno (gain) impostato tramite i controlli.
Anche il segnale che esce dal preamplificatore è ancora troppo debole per poter pilotare un altoparlante.
Poniamo però particolare attenzione alla fase di preamplificazione: questo passaggio è critico non solo per aumentare il volume, ma anche per plasmare il carattere del suono, conferendo la famosa “distorsione” che gli amanti del rock conoscono bene. La distorsione del suono avviene quando il segnale in ingresso viene amplificato oltre il punto in cui il preamplificatore è in grado di mantenerlo “lineare” e quindi inalterato, creando una compressione e taglio dei picchi d'onda del segnale: maggiore è il livello di guadagno (gain) impostato, maggiore sarà l'intensità del segnale.
Se l'intensità del segnale amplificato supera la capacità del preamplificatore, esso non sarà più in grado di riprodurre fedelmente il segnale modificando (appunto distorcendo) le forme d'onda.
Osservando invece dal punto di vista delle valvole, aumentare il livello di guadagno equivale a "saturarle" ossia a generare un segnale più alto di quello che potrebbero gestire.
Gli Amplificatori Valvolari - Parte II - Il Finale di Potenza
Dopo il preamplificatore, il segnale passa al finale di potenza, che è responsabile di amplificare ulteriormente il segnale a un livello sufficiente per muovere i coni degli altoparlanti e produrre un suono. La potenza finale può variare da pochi watt in amplificatori più piccoli fino a centinaia di watt per amplificatori professionali destinati a grandi performance live.
Il finale di potenza amplifica il segnale in due fasi principali:
Amplificazione in Tensione: Quando il segnale esce dal preamplificatore, il suo voltaggio è più elevato, ma la potenza è ancora bassa. Il finale di potenza aumenta ulteriormente la tensione per portarla a un livello sufficiente a pilotare l'altoparlante. Tuttavia, la tensione da sola non basta per ottenere il volume desiderato; è necessaria anche una quantità sufficiente di corrente per muovere fisicamente l'altoparlante.
Amplificazione in Potenza: La vera e propria potenza (misurata in watt) è una combinazione di tensione (voltage) e corrente (amperaggio). Mentre il preamplificatore si concentra sull'aumento della tensione, il finale di potenza si occupa principalmente di corrente, aumentando così la capacità di energia (potenza) che può essere fornita all'altoparlante.
La formula che lega potenza, tensione e corrente è: P = V × I
Dove:
P è la potenza (in watt),
V è la tensione (in volt),
I è la corrente (in ampere).
In pratica, il finale di potenza aumenta il voltaggio e la corrente, combinandoli per ottenere la potenza necessaria per pilotare l'altoparlante.
Gli Amplificatori Valvolari - Parte III - Rack, Stack & Combo
Nel mondo della musica vi sono diverse implementazioni di amplificatori valvolari, partiamo da quelli tipicamente utilizzati in ambito domestico per finire con quelli utilizzati in ambito professionale.
Combo
Essi sono molto noti ai più in quanto largamente diffusi in contesti non professionali: è il tipico amplificatore al quale va collegato il cavo della chitarra ed è subito musica.
I combo sono costituito da un blocco unico, tipicamente un cubo di legno rivestito, avente nella parte alta i controlli per l'utente (accensione, volume, gain, etc.) e alloggi per preamplificatore e finale di potenza; più in basso è presente l'alloggiamento per uno o più altoparlanti.
Stack
Il livello successivo è invece lo Stack, che ha la stessa tipologia di implementazione del combo, con la differenza che il blocco superiore - definito anche testata - dove sono presenti i controlli, il preamplificatore e il finale di potenza, è separabile dal blocco altoparlante. Ciò permette al chitarrista di poter cambiare la testata a proprio piacimento (ad esempio testate diverse che utilizzano valvole diverse e quindi generano suoni diversi) o mantenere la stessa testata e cambiare invece i coni altoparlanti. Questi amplificatori sono tipicamente utilizzati nelle sale prove e in concerti di piccola-media entità (ad es. un locale, una piazzetta).
Rack
Infine troviamo gli equipaggiamenti professionali che tipicamente si usano nei grandi concerti o nelle sale di registrazione professionali: i sistemi Rack.
Partiamo col dire che il termine "rack" (letteralmente "scaffalatura") è un vero e proprio scaffale metallico nella quale possono essere montati diversi elementi. Cosa sono questi elementi?
Sono proprio i vari componenti di un amplificatore, ma in maniera del tutto separata ed indipendente: possiamo trovare su uno scaffale il preamplificatore e su un altro scaffale il finale di potenza, ciascuno con i suoi controlli, in modo del tutto indipendente.
Negli scenari che utilizzano soluzioni rack la parte altoparlanti è solitamente esterna, gruppi di altoparlanti separati come quelli che siamo abituati a vedere ai concerti.
Altri Tipi di Amplificatori
Oltre ai tradizionali amplificatori valvolari, esistono altre tipologie di amplificatori, la cui logica di funzionamento è la medesima, varia solo il sistema con il quale il segnale viene amplificato.
Amplificatori a Transistor: questi amplificatori utilizzano circuiti a stato solido (transistor) invece delle valvole. Sono più compatti, leggeri e generalmente meno costosi. Offrono una risposta più lineare rispetto ai valvolari, ma possono mancare della stessa “cremosità” nella distorsione, che invece i circuiti a valvole offrono.
Amplificatori Ibridi: celebre i Valvstate della Marshall, sono amplificatori che hanno una parte di preamplificazione valvolare, proprio per dare quel tocco tipico degli amplificatori valvolari, tuttavia il finale di potenza è implementato come in un amplificatore a transistor.
Amplificatori Digitali: a differenza delle due categorie precedenti, in questi amplificatori è utilizzata tecnologia digitale per emulare il comportamento di altri amplificatori - che siano valvolari o transistor, ed anche altri effetti (overdrive, distorsione, delay, cori, etc.). Sono estremamente versatili e spesso permettono di simulare una vasta gamma di suoni e amplificatori diversi con un'unica macchina. Sono molto popolari per la loro praticità e capacità di creare suoni complessi.
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