Una pastilla es un transductor que capta o detecta las vibraciones mecánicas producidas por los instrumentos musicales , en particular los instrumentos de cuerda como la guitarra eléctrica , y las convierte en una señal eléctrica que se amplifica mediante un amplificador de instrumentos para producir sonidos musicales a través de un altavoz en una caja acústica . 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 eléctricas y los bajos eléctricos utilizan pastillas magnéticas . Las guitarras acústicas , los contrabajos y los violines suelen utilizar una pastilla piezoeléctrica . [ cita requerida ]
Una pastilla magnética típica 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 alambre de cobre esmaltado fino . El imán crea un campo magnético que es enfocado por la pieza o piezas polares de la pastilla. [2] El imán permanente en la pastilla magnetiza la cuerda de guitarra sobre él. Esto hace que la cuerda genere un campo magnético que está alineado con el del imán permanente. Cuando se pulsa la cuerda, el campo magnético a su alrededor se mueve hacia arriba y hacia abajo con la cuerda. Este campo magnético en movimiento induce un voltaje en la bobina de la pastilla como se describe en la ley de inducción de Faraday . [3] El voltaje de salida depende del instrumento y el estilo de interpretación y de qué cuerda(s) 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 un acorde. [4]
La pastilla se conecta con un cable de conexión a un amplificador , que amplifica la señal a una magnitud de potencia suficiente para accionar un altavoz (que podría requerir decenas de voltios). Una pastilla también se puede conectar a un equipo de grabación mediante un cable de conexión.
La pastilla se monta con mayor frecuencia en el cuerpo del instrumento, pero puede estar unida 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 capta diferentes cuerdas, en un bajo de 4 cuerdas, una bobina la cuerda E y A, la segunda bobina la cuerda D y G. [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 polos magnéticos, normalmente uno o dos para cada cuerda, con las notables excepciones de las pastillas de tubo de riel y de lápiz labial . Las pastillas individuales están aproximadamente centradas en cada cuerda, mientras que las pastillas 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 cejuela y divergen en el puente. Por lo tanto, las pastillas del puente, del mástil y del medio suelen tener diferentes espaciamientos entre las piezas polares en la misma guitarra.
Existen varios estándares sobre el tamaño de las pastillas y el espaciado de las cuerdas entre los polos. El espaciado se mide como la distancia entre los centros de las piezas polares 1.ª a 6.ª (esto también se denomina espaciado "E a E") o como la distancia entre los centros de las piezas polares adyacentes.
Algunas pastillas de alto rendimiento emplean imanes muy potentes, lo que crea más flujo y, por lo tanto, más salida. Esto puede ser perjudicial para el sonido final porque la atracción del imán sobre las cuerdas (llamada captura de cuerdas [6] ) puede causar problemas con la entonación, así como amortiguar las cuerdas y reducir el sustain .
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 frecuencias altas si la pastilla no está aislada por un amplificador de búfer o una unidad DI .
Las vueltas de cable próximas entre sí tienen una autocapacidad equivalente .que, cuando se suma a cualquier capacitancia presente en el cable, resuena con la inductancia del bobinado. Esta resonancia puede acentuar ciertas frecuencias, lo que le da a la pastilla una calidad tonal característica. Cuantas más vueltas de cable haya en el bobinado, mayor será el voltaje de salida [7], pero menor será esta frecuencia de resonancia .
La disposición de resistencias parásitas y capacitancias en la entrada de la guitarra, el cable y el amplificador, combinada con la impedancia de fuente inductiva inherente a este tipo de transductor, forma un filtro de paso bajo de segundo orden amortiguado resistivamente , que produce un efecto de no linealidad que no se encuentra en los transductores piezoeléctricos u ópticos. Las pastillas suelen estar diseñadas para alimentar una alta impedancia de entrada , normalmente un megaohmio o más, y una carga de baja impedancia 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 luces fluorescentes, monitores de vídeo o televisores) junto con la señal musical. El zumbido de la red eléctrica consiste en una señal fundamental a una frecuencia nominal de 50 o 60 Hz, según la frecuencia de la corriente local, y normalmente algún contenido armónico.
Para superar esto, la pastilla humbucking fue inventada por Joseph Raymond "Ray" Butts (para Gretsch ), mientras que Seth Lover también trabajó en una para Gibson . [8] Quién la desarrolló primero es un tema de debate, pero Butts fue galardonado con la primera patente ( patente estadounidense 2.892.371 ) y Lover fue el siguiente ( patente estadounidense 2.896.491 ).
Una pastilla humbucker se compone de dos bobinas, cada una de las cuales está enrollada en sentido inverso a 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 180 grados fuera de fase entre los dos voltajes. Estos se cancelan entre sí de manera efectiva, mientras que la señal de la cuerda de la guitarra se duplica.
Cuando se conectan en serie, como es lo 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 gordo") que el que daría cualquiera de las pastillas de bobina simple de dos componentes solas.
Un cableado alternativo coloca las bobinas en paralelo , lo que tiene un efecto más neutral en la frecuencia de resonancia. Este cableado de pastillas es poco común, [9] ya que los guitarristas esperan que las pastillas humbucker "suenen" y no son tan neutrales. En las guitarras de jazz de calidad, el cableado en 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 humbucker 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 da como resultado un tono "más grueso". Las pastillas humbucker en el factor de forma estrecho de una bobina simple, diseñadas para reemplazar las pastillas de bobina simple, tienen la apertura más estrecha que se asemeja a la de una pastilla de bobina simple. Algunos modelos de estos humbuckers de reemplazo de bobina simple producen semejanzas más auténticas con los tonos clásicos de bobina simple que las pastillas humbucker de tamaño completo de una inductancia similar.
La mayoría de las guitarras eléctricas tienen dos o tres pastillas magnéticas. Una combinación de pastillas se denomina configuración de pastillas , que normalmente se indica escribiendo los tipos de pastillas en orden, desde la pastilla del puente hasta la(s) pastilla(s) intermedia(s) y la pastilla del mástil, utilizando “S” para single-coil y “H” para humbucker. Normalmente, la pastilla del puente se conoce como pastilla principal y la pastilla del mástil como pastilla rítmica. [11]
Las configuraciones de recogida más comunes incluyen:
Las configuraciones menos frecuentes son:
Algunos ejemplos de configuraciones poco comunes que solo utilizan unos pocos modelos particulares incluyen:
La pastilla piezoeléctrica contiene un cristal piezoeléctrico que convierte las vibraciones directamente en un voltaje cambiante.
Muchas guitarras semiacústicas y acústicas , y algunas guitarras eléctricas y bajos, han sido equipadas con pastillas piezoeléctricas en lugar de, o además de, pastillas magnéticas. Estas tienen un sonido muy diferente y también tienen la ventaja de no captar otros campos magnéticos, como el zumbido de la red eléctrica y la retroalimentación de los bucles de monitorización. En las guitarras híbridas , este sistema permite cambiar entre la pastilla magnética y los sonidos piezoeléctricos, o mezclar simultáneamente la salida. Las guitarras de cuerpo sólido con solo una pastilla piezoeléctrica se conocen como guitarras silenciosas , que generalmente se utilizan para practicar por parte de los guitarristas acústicos. Las pastillas piezoeléctricas también se pueden incorporar a los puentes de guitarra eléctrica para la conversión de instrumentos existentes.
La mayoría de las pastillas para instrumentos de cuerda frotada, como el violonchelo, el violín y el contrabajo, son piezoeléctricas. Estas pueden estar incrustadas en el puente , colocadas entre los pies del puente y la parte superior del instrumento o, con menos frecuencia, encajadas debajo de un ala del puente. Algunas pastillas se fijan 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, suelen tener un amplificador de búfer montado en el instrumento para maximizar la respuesta de frecuencia .
La pastilla piezoeléctrica ofrece una salida de rango de frecuencia muy amplia en comparación con los tipos magnéticos y puede dar señales de gran amplitud desde las cuerdas. Por esta razón, el amplificador de búfer a menudo se alimenta desde rieles de voltaje relativamente alto (alrededor de ±9 V) para evitar la distorsión debido al recorte . Un preamplificador menos lineal (como un amplificador de un solo FET ) podría ser preferible debido a las características de recorte más suaves. [12] Un amplificador de este tipo comienza a distorsionar antes, lo que hace que la distorsión sea menos "zumbona" y menos audible que un amplificador operacional más lineal, pero menos indulgente . [ cita requerida ] Sin embargo, al menos un estudio [13] indica que la mayoría de las personas no pueden notar la diferencia entre los circuitos FET y los amplificadores operacionales 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 los tipos magnéticos para brindar una gama más amplia de sonidos disponibles.
Para los primeros dispositivos de captación que utilizaban el efecto piezoeléctrico, véase fonógrafo .
Algunos productos de captación se instalan y utilizan de manera similar a las pastillas piezoeléctricas, pero utilizan una tecnología subyacente diferente, por ejemplo, electret [14] o tecnología de micrófono de condensador . [15]
Básicamente existen cuatro principios utilizados para convertir el sonido en corriente alterna, cada uno con sus ventajas y desventajas:
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 una menor sensibilidad a la realimentación, en comparación con los transductores individuales. Sin embargo, este no siempre es el caso. Una combinación menos utilizada es una pastilla piezoeléctrica y una magnética. Esta combinación puede funcionar bien para un sonido sólido con dinámica y expresión. Ejemplos de un amplificador de doble sistema son el Highlander iP-2, el Verweij VAMP o el LR Baggs de doble fuente y el D-TAR Multisource. [16]
Las pastillas hexafónicas (también llamadas pastillas divididas y pastillas polifónicas ) tienen una salida separada para cada cuerda ( las pastillas hexafónicas suponen seis cuerdas, como en una guitarra). Esto permite un procesamiento y una amplificación separados para cada cuerda. También permite que un convertidor detecte el tono que proviene de las señales de cada cuerda para producir comandos de notas, normalmente de acuerdo con 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 solo existen unos pocos modelos notables, como las pastillas piezoeléctricas de la guitarra Moog . Las pastillas hexafónicas pueden ser magnéticas o piezoeléctricas o estar basadas en el principio del condensador, como las pastillas electrónicas.
Los captadores ópticos 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] Estos captadores son completamente resistentes a las interferencias magnéticas o eléctricas y también tienen una respuesta de frecuencia muy amplia y plana, a diferencia de los captadores magnéticos.
Las guitarras con pastillas ópticas se mostraron por primera vez en la Convención NAMM de 1969 en Chicago , por Ron Hoag. [18]
En 2000, Christopher Willcox, fundador de LightWave Systems, presentó una nueva tecnología beta para un sistema de captación óptica que utiliza luz infrarroja. En mayo de 2001, LightWave Systems lanzó su captación de segunda generación, denominada "S2". [19]
Las pastillas pueden ser activas o pasivas . Las pastillas, a excepción de las ópticas, son transductores inherentemente pasivos. Las pastillas "pasivas" suelen estar enrolladas alrededor de un imán y son el tipo más común. Pueden generar potencial eléctrico sin necesidad de alimentación externa, aunque su salida es relativamente baja y el contenido armónico de la salida depende en gran medida del bobinado.
Las pastillas "activas" incorporan circuitos electrónicos para modificar la señal. Los circuitos activos pueden filtrar, atenuar o amplificar la señal de la pastilla. La principal desventaja de un sistema activo es la necesidad de una fuente de alimentación por batería para hacer funcionar 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, ecualizadores activos y otras funciones de modelado del sonido. Los amplificadores operacionales utilizados deben ser de bajo consumo para optimizar la vida útil 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 pastillas activas 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 conectores de salida independientes, lo que permite al músico enviar cada pastilla a su propia cadena de audio (dispositivo de efectos, amplificador, entrada de consola de mezclas).
Teisco produjo una guitarra con una opción estéreo. [20] Teisco dividió las dos secciones en las tres cuerdas superiores y las tres cuerdas inferiores para cada salida individual.
La guitarra Gittler fue 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 las envía a un convertidor analógico/digital integrado, y luego fuera de la guitarra a través de un cable Ethernet .
