14) I cavi e il percorso del suono

Rp è la resistenza interna del filo usato. Oltre al materiale, diametro e lunghezza influiscono sulla resistenza finale del pickup che si attesta mediamente intorno ai 5-6k. Evitate di attaccare un tester ai vostri pickup per misurarne la resistenza, per avere il valore corretto dovreste sbobinare totalmente gli avvolgimenti.
Lp è il valore induttivo del pickup. In questo caso sono il numero di "spire" (giri) e il magnete a influenzarne il valore. Su internet si trovano valori nell'ordine di 1-10Henry.
Cp è infine la capacità equivalente che si forma tra le spire. Questo valore cambia in base al numero di spire e in minima parte in base al materiale che ricopre i fili.

A sinistra la simulazione del circuito usando NGSpice. Quel picco intorno ai 7Khz è la risonanza tra capacità e induttanza, non vi preoccupate, il resto del circuito (volume, toni, cavo e ampli) smorzeranno questo effetto.

Per riassumere i valori interni di un pickup:
- la resistenza aumenta aumentando il numero di spire, riducendo il diametro del filo e usando un materiale con resistenza maggiore.
- l'induttanza aumenta aumentando il numero di spire e usando magneti più potenti.
- la capacità aumenta aumentando il numero di spire.

Aggiungiamo ora il controllo del volume (potenziometro da 250k) con il volume al massimo.

Come vedete basta un carico relativamente "piccolo" (nel senso di facilmente pilotabile in corrente) per ridurre il picco di risonanza a poca roba. La risposta in frequenza teorica a questo punto si attesta tra 0 e 10Khz.

Inserendo anche un tipico controllo toni con il potenziometro girato verso il suono più brillante (RTH è lasciata disconnessa come spesso accade)

Il filtro introdotto dal controllo dei toni sposta la frequenza di taglio superiore a circa 5.5Khz (chiaramente se cambiate il condensatore da 22nF ovvero 0.022uF la frequenza si sposta). Il picco di risonanza è totalmente sparito.

Per chiudere la simulazione aggiungiamo una resistenza da 1Mohm che rappresenta lo stadio di ingresso tipico degli amplificatori per strumenti musicali.

Benchè la resistenza interna dell’amplificatore sia abbastanza alta questa risulta in parallelo con RVL e quindi gli effetti sono abbastanza evidenti, la frequenza di taglio superiore scende di circa 1Khz.

Ora aggiungiamo il cavo, il vero oggetto di questo post.
I cavi elettrici, indipendentemente dal loro uso (audio, video, rete ecc) non sono dei semplici mezzi per trasmettere l'informazione da una parte all'altra. Come i pickup non sono induttanze ideali, i cavi non sono collegamenti ideali. In base alla loro costruzione hanno sicuramente una resistenza intrinseca dovuta al materiale conduttore con cui sono costruiti (molto bassa si spera) e, nel caso dei cavi coassiali come i nostri, hanno una capacitanza abbastanza importante che si sviluppa tra conduttore centrale e calza schermante esterna (la massa). I cavi "costosi" hanno capacità dell'ordine di un centinaio di pF/m questo significa che un cavo da 5mt avrà una capacità di 5-600pF che si sviluppa in parallelo tra segnale e massa, nel seguente schema è indicata con "Cc".

La gobba di risonanza risale a causa dalla nuova capacità in parallelo.

Focaliziamo l’attenzione nella fascia 1-10Khz sovrapponendo le simulazioni di cavi con diversa capacità (la linea verde è quella “senza” cavo mentre la retta rosa scuro è la linea a -3dB che si usa come riferimento per indicare il limite delle frequenze "utili").

Il cavo da 500pF perde quasi 500Hz di banda passante (ogni divisione orizzontale sono 500Hz), quello da 750pF ne perde 1000Hz mentre quello da 1000pF ne perde quasi 1500, quello da 250 guadagna 3-400hz grazie alla gobba di risonanza.
Se l’estensione della chitarra va da 82Hz a 1319Hz sembrerebbe addirittura che I cavi con maggior capacità siano più brillanti vista la gobba che alza la porzione di frequenze tra 1 e 3Khz ma è opportuno considerare che le armoniche (frequenza x2, x3, x4 ecc) verranno attenuate in maniera importante (diciamo dalla terza armonica in poi).
Se dopo al vostro cavo mettete un bel distorsore potete rilassarvi, ci penserà lui a genereare armoniche a iosa e potrete usare il peggior cavo in commercio senza grandi differenze. Se invece suonate pulito è molto probabile che sentirete la differenza tra cavi buoni e meno buoni. Se infine, come me, suonate il basso potete tranquillamente usare una fila di chiodi avvolti nell'alluminio come cavo e non cambierà niente.

E’ bene ricordare che questo quadro è strettamente correlato alle caratteristiche elettriche (induttanza e resistenza principalmente) del pickup e ai valori dei vari componenti utilizzati nel circuito. Se reperire le informazioni di un pickup non è sempre banale, possiamo giocare con gli altri componenti. Per esempio il valore del potenziometro del volume è particolarmente critico (mentre quello dei toni non lo è, almeno per quanto riguarda la banda passante).
Con un cavo da 500pF il potenziometro da 100K risulta sicuramente più “dark” mentre quelli con valori maggiori suonano più brillanti. Attenzione però perché quando abbassate il volume una parte della resistenza del potenziometro passa in RVH risultando in serie alla resistenza interna del pickup. Più è grande il valore del potenziometro più resistenza passerà in questa serie andando a spostare la frequenza di taglio verso I bassi fino a metà della rotazione, poi, abbassando ulteriormente il volume, ricomincerà a spostarsi verso l’alto (sì, il controllo del volume funziona anche come controllo dei bassi).

Per esempo un potenziometro da 500K ha questo comportamento al 100% di rotazione (RVH = 0) e al 50% di rotazione (RVH = 250K).
Come vedete il picco di risonanza sparisce (come prevedibile) ma si perdono anche 2-2.5Khz di banda (non ci sono le indicazioni del dB a sinistra perché ho dovuto sovrapporre le linee non tenendone conto visto che la linea del 50% sarebbe molto più in basso e non si capirebbe la differenza).