Una pastilla es un transductor que captura o detecta vibraciones mecánicas producidas por instrumentos musicales , particularmente instrumentos de cuerda como la guitarra eléctrica , y las convierte en una señal eléctrica que se amplifica usando un amplificador de instrumento para producir sonidos musicales a través de un altavoz en una caja de altavoz. . La señal de una pastilla también se puede grabar directamente.
El primer instrumento de cuerda eléctrico con pastillas, la guitarra slide " Frying Pan ", fue creado por George Beauchamp y Adolph Rickenbacker alrededor de 1931. [1]
La mayoría de las guitarras y bajos eléctricos utilizan pastillas magnéticas . Las guitarras acústicas , los contrabajos y los violines suelen utilizar una pastilla piezoeléctrica . [ cita necesaria ]
Un captador magnético típico es un transductor (específicamente un sensor de reluctancia variable ) que consta de uno o más imanes permanentes (generalmente alnico o ferrita ) envueltos con una bobina de varios miles de vueltas de fino alambre de cobre esmaltado . El imán crea un campo magnético que es enfocado por la pieza o piezas polares del captador . [2] El imán permanente de la pastilla magnetiza la cuerda de la guitarra que se encuentra encima. Esto hace que la cuerda genere un campo magnético alineado con el del imán permanente. Cuando se tira de la cuerda, el campo magnético que la rodea se mueve hacia arriba y hacia abajo con la cuerda. Este campo magnético en movimiento induce una corriente en la bobina del captador como lo describe la ley de inducción de Faraday . [3] El voltaje de salida depende del instrumento y del estilo de interpretación, de las cuerdas que se tocan y en qué parte de la cuerda, pero, por ejemplo, una guitarra Samick TV Twenty tocada en el puente midió 16 mV RMS (pico de 200 mV ) para una cuerda y 128 mV RMS (pico de 850 mV) para una cuerda. [4]
La pastilla está conectada con un cable de conexión a un amplificador , que amplifica la señal a una magnitud de potencia suficiente para accionar un altavoz (que puede requerir decenas de voltios). También se puede conectar una pastilla a un equipo de grabación mediante un cable de conexión.
La pastilla suele montarse en el cuerpo del instrumento, pero puede fijarse al puente , al mástil o al golpeador . Las pastillas varían en potencia y en estilo. Algunas pastillas pueden ser de bobina simple, en las que una bobina capta el sonido de todas las cuerdas, mientras que otras pastillas pueden ser humbuckers de doble bobina . Un tipo especial de humbucker característico de los bajos tipo Precision se llama pastilla de bobina dividida: dos bobinas, cada una de ellas recoge cuerdas diferentes, en un bajo de 4 cuerdas, una bobina las cuerdas Mi y La, la segunda bobina las cuerdas Re y Sol. cadena. [5] La pastilla es uno de los aspectos más importantes para distinguir el sonido de una guitarra eléctrica. La mayoría de los modelos de guitarras tienen una distinción en las pastillas, que actúan como un nuevo punto de venta para las empresas de guitarras.
Las pastillas tienen piezas polares magnéticas, normalmente una o dos para cada cuerda, con las notables excepciones de las pastillas de riel y tubo de lápiz labial . Las piezas polares individuales están aproximadamente centradas en cada cuerda, mientras que las piezas polares dobles, como las pastillas estándar del Fender Jazz Bass y el Precision Bass, se ubican a ambos lados de cada cuerda.
En la mayoría de las guitarras, las cuerdas no son completamente paralelas: convergen en la cejilla y divergen en el puente. Por lo tanto, las pastillas del puente, del mástil y del medio suelen tener diferentes distancias entre piezas polares en una misma guitarra.
Existen varios estándares sobre tamaños de pastillas y espacio entre cuerdas entre los postes. El espaciado se mide como una distancia entre los centros de las piezas polares del 1.º al 6.º (esto también se denomina espaciado "E a E") o como una distancia entre los centros de las piezas polares adyacentes.
Algunas pastillas de alto rendimiento emplean imanes muy fuertes, creando así más flujo y, por tanto, más salida. Esto puede ser perjudicial para el sonido final porque la tracción del imán sobre las cuerdas (llamada captura de cuerdas [6] ) puede causar problemas con la entonación, además de amortiguar las cuerdas y reducir el sostenido .
Otras pastillas de alto rendimiento tienen más vueltas de cable para aumentar el voltaje generado por el movimiento de la cuerda. Sin embargo, esto también aumenta la resistencia y la impedancia de salida de la pastilla , lo que puede afectar las altas frecuencias si la pastilla no está aislada por un amplificador buffer o una unidad DI .
Las espiras de alambre cercanas entre sí tienen una autocapacitancia equivalente .que, cuando se suma a cualquier capacitancia del cable presente, resuena con la inductancia del devanado. Esta resonancia puede acentuar ciertas frecuencias, dando a la pastilla una calidad tonal característica. Cuantas más vueltas de cable haya en el devanado, mayor será el voltaje de salida [7] pero menor será la frecuencia de resonancia .
La disposición de resistencias y capacitancias parásitas en la entrada de la guitarra, el cable y el amplificador, combinada con la impedancia de la fuente inductiva inherente a este tipo de transductor , forma un filtro de paso bajo de segundo orden amortiguado resistivamente , produciendo un efecto de no linealidad no encontrado. en transductores piezoeléctricos u ópticos. Las pastillas suelen estar diseñadas para alimentar una impedancia de entrada alta , normalmente un megaohmio o más, y una carga de impedancia baja aumenta la atenuación de las frecuencias más altas. La frecuencia máxima típica de una pastilla de bobina simple es de alrededor de 5 kHz, y la nota más alta en un diapasón de guitarra típico tiene una frecuencia fundamental de 1,17 kHz.
Las pastillas de bobina simple actúan como una antena direccional y son propensas a captar el zumbido de la red eléctrica (interferencia electromagnética de corriente alterna molesta de cables de alimentación eléctrica, transformadores de potencia, balastos de luz fluorescente, monitores de video o televisores) junto con la señal musical. El zumbido de la red consiste en una señal fundamental a 50 o 60 Hz nominales, dependiendo de la frecuencia de la corriente local, y generalmente algún contenido armónico.
Para superar esto, Joseph Raymond "Ray" Butts (para Gretsch ) inventó la pastilla humbucker , mientras que Seth Lover también trabajó en una para Gibson . [8] Quién lo desarrolló primero es un tema de debate, pero Butts recibió la primera patente ( patente estadounidense 2.892.371 ) y Lover fue el siguiente ( patente estadounidense 2.896.491 ).
Una pastilla humbucking se compone de dos bobinas, cada una de las cuales está enrollada al revés de la otra. Cada conjunto de seis polos magnéticos también tiene polaridad opuesta. Dado que el zumbido ambiental de los dispositivos eléctricos llega a las bobinas como ruido de modo común , induce un voltaje igual en cada bobina, pero con un desfase de 180 grados entre los dos voltajes. Estos efectivamente se cancelan entre sí, mientras que la señal de la cuerda de la guitarra se duplica.
Cuando se conecta en serie, como es más común, la inductancia general de la pastilla aumenta, lo que reduce su frecuencia de resonancia y atenúa las frecuencias más altas, dando un tono menos agudo (es decir, "más grueso") que cualquiera de los dos componentes de un solo pastilla. Las pastillas de bobina darían solas.
Un cableado alternativo coloca las bobinas en paralelo , lo que tiene un efecto más neutral en la frecuencia de resonancia. Este cableado de pastilla es raro, [9] ya que los guitarristas esperan que las pastillas humbucking "tengan un sonido" y no sean tan neutrales. En guitarras de jazz finas, el cableado paralelo produce un sonido significativamente más limpio, [9] ya que la impedancia de fuente reducida impulsa el cable capacitivo con una atenuación de alta frecuencia más baja.
Una pastilla humbucking de lado a lado detecta una sección más amplia de cada cuerda que una pastilla de bobina simple. [10] Al captar una porción más grande de la cuerda vibrante, hay más armónicos bajos presentes en la señal producida por la pastilla en relación con los armónicos altos, lo que resulta en un tono "más grueso". Las pastillas Humbucking con un factor de forma estrecho de bobina simple, diseñadas para reemplazar las pastillas de bobina simple, tienen una apertura más estrecha que se asemeja a la de una pastilla de bobina simple. Algunos modelos de estas humbuckers de repuesto de bobina simple producen parecidos más auténticos con los tonos clásicos de bobina simple que las pastillas humbucking de tamaño completo con una inductancia similar.
La mayoría de las guitarras eléctricas tienen dos o tres pastillas magnéticas. Una combinación de pastillas se denomina configuración de pastillas , y generalmente se anota escribiendo los tipos de pastillas en orden desde la pastilla del puente hasta la pastilla del medio y la pastilla del mástil, usando "S" para bobina simple y "H" para humbucker. Normalmente, la pastilla del puente se conoce como pastilla principal y la pastilla del mástil se conoce como pastilla de ritmo. [11]
Las configuraciones de recolección comunes incluyen:
Las configuraciones que se encuentran con menos frecuencia son:
Ejemplos de configuraciones poco comunes que solo utilizan unos pocos modelos en particular incluyen:
El captador piezoeléctrico contiene un cristal piezoeléctrico que convierte las vibraciones directamente en un voltaje cambiante.
Muchas guitarras semiacústicas y acústicas , y algunas guitarras y bajos eléctricos, han sido equipadas con pastillas piezoeléctricas en lugar de, o además de, pastillas magnéticas. Estos tienen un sonido muy diferente y también tienen la ventaja de no captar ningún otro campo magnético, como el zumbido de la red y la retroalimentación de los bucles de monitoreo. En guitarras híbridas , este sistema permite cambiar entre sonidos de pastilla magnética y piezo, o mezclar simultáneamente la salida. Las guitarras de cuerpo sólido con solo una pastilla piezoeléctrica se conocen como guitarras silenciosas , que los guitarristas acústicos suelen utilizar para practicar. Las pastillas piezoeléctricas también se pueden integrar en puentes de guitarra eléctrica para convertir instrumentos existentes.
La mayoría de las pastillas para instrumentos de cuerda frotada, como el violonchelo, el violín y el contrabajo, son piezoeléctricas. Estos pueden estar incrustados en el puente , colocados entre los pies del puente y la parte superior del instrumento o, con menos frecuencia, encajados debajo de un ala del puente. Algunas pastillas están sujetas a la parte superior del instrumento con masilla removible .
Las pastillas piezoeléctricas tienen una impedancia de salida muy alta y aparecen como una capacitancia en serie con una fuente de voltaje . Por lo tanto, a menudo tienen un amplificador buffer montado en el instrumento para maximizar la respuesta de frecuencia .
La pastilla piezoeléctrica ofrece un rango de salida de frecuencia muy amplio en comparación con los tipos magnéticos y puede emitir señales de gran amplitud desde las cuerdas. Por esta razón, el amplificador buffer a menudo se alimenta desde rieles de voltaje relativamente alto (alrededor de ±9 V) para evitar la distorsión debida al recorte . Podría ser preferible un preamplificador menos lineal (como un amplificador FET único ) debido a sus características de recorte más suaves. [12] Un amplificador de este tipo comienza a distorsionarse antes, lo que hace que la distorsión sea menos "zumbida" y menos audible que un amplificador operacional más lineal, pero menos indulgente . [ cita necesaria ] Sin embargo, al menos un estudio [13] indica que la mayoría de las personas no pueden distinguir entre los circuitos FET y de amplificador operacional en comparaciones de escucha a ciegas de preamplificadores de instrumentos eléctricos, lo que se correlaciona con los resultados de estudios formales de otros tipos de dispositivos de audio. . A veces, las pastillas piezoeléctricas se utilizan junto con las magnéticas para ofrecer una gama más amplia de sonidos disponibles.
Para dispositivos de captación temprana que utilizan el efecto piezoeléctrico, consulte fonógrafo .
Algunos productos de captación se instalan y utilizan de manera similar a las pastillas piezoeléctricas, pero utilizan una tecnología subyacente diferente, por ejemplo, electreto [14] o tecnología de micrófono de condensador . [15]
Básicamente, se utilizan cuatro principios para convertir el sonido en corriente alterna, cada uno con sus pros y sus contras:
Un sistema de amplificación con dos transductores combina las cualidades de ambos. Una combinación de un micrófono y una pastilla piezoeléctrica normalmente produce una mejor calidad de sonido y menos sensibilidad a la retroalimentación, en comparación con transductores individuales. Sin embargo, este no es siempre el caso. Una combinación que se utiliza con menos frecuencia es la de un captador piezoeléctrico y magnético. Esta combinación puede funcionar bien para obtener un sonido sólido con dinámica y expresión. Ejemplos de amplificadores de sistema doble son el Highlander iP-2, el Verweij VAMP o el LR Baggs de doble fuente y el D-TAR Multisource. [dieciséis]
Las pastillas hexafónicas (también llamadas pastillas divididas y pastillas polifónicas ) tienen una salida separada para cada cuerda ( las hexafónicas suponen seis cuerdas, como en una guitarra). Esto permite el procesamiento y la amplificación por separado para cada cuerda. También permite que un convertidor detecte el tono procedente de señales de cuerdas individuales para producir comandos de notas, normalmente según el protocolo MIDI (interfaz digital de instrumentos musicales). Una pastilla hexafónica y un convertidor suelen ser componentes de una guitarra/sintetizador .
Este tipo de pastillas son poco comunes (en comparación con las normales) y sólo existen unos pocos modelos notables, como las pastillas piezoeléctricas de la guitarra Moog . Las pastillas hexafónicas pueden ser magnéticas, piezoeléctricas o basadas en el principio del condensador como las pastillas electrónicas.
Las pastillas ópticas son un desarrollo bastante reciente que funcionan detectando la interrupción de un haz de luz por una cuerda vibrante. La fuente de luz suele ser un LED y el detector es un fotodiodo o fototransistor . [17] Estas pastillas son completamente resistentes a interferencias magnéticas o eléctricas y también tienen una respuesta de frecuencia muy amplia y plana, a diferencia de las pastillas magnéticas.
Las guitarras con pastilla óptica fueron mostradas por primera vez en la Convención NAMM de 1969 en Chicago , por Ron Hoag. [18]
En 2000, Christopher Willcox, fundador de LightWave Systems, dio a conocer una nueva tecnología beta para un sistema de captación óptica que utiliza luz infrarroja. En mayo de 2001, LightWave Systems lanzó su pastilla de segunda generación, denominada "S2". [19]
Las pastillas pueden ser activas o pasivas . Las pastillas, además de las ópticas, son transductores inherentemente pasivos. Las pastillas "pasivas" suelen estar enrolladas alrededor de un imán y son el tipo más común utilizado. Pueden generar potencial eléctrico sin necesidad de energía externa, aunque su salida es relativamente baja y el contenido armónico de la salida depende en gran medida del devanado.
Las pastillas "activas" incorporan circuitos electrónicos para modificar la señal. Los circuitos activos pueden filtrar, atenuar o aumentar la señal de la pastilla. La principal desventaja de un sistema activo es la necesidad de una fuente de alimentación de batería para operar el circuito del preamplificador . Las baterías limitan el diseño y la funcionalidad del circuito, además de resultar incómodas para el músico. El circuito puede ser tan simple como un solo transistor o hasta varios amplificadores operacionales configurados como filtros activos, ecualizador activo y otras funciones de configuración del sonido. Los amplificadores operacionales utilizados deben tener un diseño de baja potencia para optimizar la duración de la batería, una restricción de diseño que limita el rango dinámico del circuito. El circuito activo puede contener filtros de audio, que reducen el rango dinámico y distorsionan levemente ciertos rangos. Los sistemas de captación activa de alto rendimiento también tienen un efecto en el circuito de entrada de un amplificador.
Rickenbacker fue el primer fabricante en comercializar instrumentos estéreo (guitarras y bajos). Su circuito patentado "Ric-O-Sound" tiene dos tomas de salida separadas, lo que permite al músico enviar cada pastilla a su propia cadena de audio (dispositivo de efectos, amplificador, entrada de consola de mezcla).
Teisco produjo una guitarra con opción estéreo. [20] Teisco dividió las dos secciones en las tres cadenas superiores y las tres inferiores para cada salida individual.
La guitarra Gittler era una guitarra de producción limitada con seis pastillas, una para cada cuerda.
Gibson creó la guitarra HD.6X Pro que captura una señal separada para cada cuerda individual y la envía a un convertidor analógico/digital integrado, y luego fuera de la guitarra a través de un cable Ethernet .
