Elektromagnetický snímač pro housle

I když obliba čistě elektrických houslí roste, a velcí i malí výrobci se předhánějí v rozličných tvarech a provedeních, spousta houslistů řeší ozvučení svých klasických dřevěných houslí. Klasické housle mají své kouzlo, houslista je na svůj nástroj zvyklý, takže snaha ozvučit klasické housle je celkem pochopitelná.

Ozvučení houslí mikrofonem
Z pohledu kvality zvuku je nejlepší snímání jakostním mikrofonem umístěným na stativu v patřičné vzdálenosti od nástroje. Toto řešení je však omezeno akustikou prostoru (hráč hraje pokaždé na jiném podiu a mikrofon snímá i své okolí), pohybem houslisty během hry (mění se vzdálenost od mikrofonu) a náchylností ke zpětné vazbě při vyšších hlasitostech pódiových odposlechů. Tento způsob snímání je tedy spíše vhodný pro nahrávky v akusticky upravených studiích.
Pokud mikrofon přiblížíme k nástroji, ztratíme tím sice část kvality zvuku (kompletní zvuk houslí se tvoří cca 1m od nástroje), ale náchylnost ke zpětné vazbě se výrazně sníží. Houslista však bude nucen hrát "přilepený" k mikrofonu a i malý pohyb houslisty bude znamenat značné kolísání v intenzitě a barvě zvuku.
Další možností je pořízení snímače - mikrofonu, který se připevní přímo na housle a tak je dodržena neustále konstantní vzdálenost mikrofonu od nástroje. Některé typy např. DPA 4099 dokážou snímat housle velmi jakostně a diponují k nástroji velmi šetrným držákem. Nicméně i tak při vyšších hlasitostech odposlechů zůstává náchylnost ke zpětné vazbě poměrně vysoká a navíc při pohybu houslisty nelze zabezpečit přesnou polohu mikrofonu oproti odposlechům aby k rozhoukání nedocházelo. Tento způsob se používá tam, kde není vyžadována přílišná hlasitost odposlechových monitorů a je kladen důraz na maximální přirozenou barvu zvuku nástroje.

Kontaktní snímače
U houslistů poměreně rozšířený způsob snímání. Většinou pracují na principu piezoelementu, který se umísťuje na některou chvějící se část houslí. Připevňují se pružným netvrdnoucím tmelem k horní desce v oblasti za kobylkou, přímo na kobylku nebo bývají přímo do kobylky zabudovány. Výhodou je poměrně silný signál, nevýhodou je snímání pouze určité části nástroje. Pro barvu zvuku je kritické umístění snímače, takže je velmi vhodné mít nástroj osazený výstupním konektorem (Jack 6,3mm) aby se s nastaveným umístěním nemuselo hýbat. Kobylkové snímače také více či méně poznamenají vlastní zvuk houslí, protože i malé zatížení kobylky je pro zvuk nástroje zásadní. Snímače ve tvaru pásky vkládané pod kobylku se také používají u elektrických houslí, kde nekmitá rezonanční deska. Vysoká úroveň zvuku odposlechů však u klasických houslí rozkmitává celý nástroj a tak se zpětná vazba přenáší i do tohoto způsobu snímání. U elektrických houslí není chvějící se korpus, takže jsou i s tímto způsobem snímání proti zpětné vazbě odolnější. Jednoduchý snímač si můžete sami postavit dle návodu. Dobrá volba je jakostní kontaktní kapacitní snímač AKG C411. U těchto snímačů houslisté oceňují jejich relativní nenápadnost a snadnou montáž na nástroj.

Elektromagnetické snímače
V tomto případě se jedná o čistě elektrické snímání chvění strun houslí obdobně jako je tomu u elektrické kytary. Zatím co snímače pro elektrické kytary zaznamenaly za poslední léta značný vývoj a rozmach, vývoj tohoto způsobu snímání houslí se jakoby zastavil. Slušného úspěchu dosáhla v minulosti firma Bowtronics, ale její snímače jsou již nedostupné. Nevýhodou tohoto snímání je čistě elektrický zvuk, který však lze velmi dobře zpracovávat různými elektronickými efekty a podobně jako na kytaře, umožňuje vytvářet celou škálu zvuků použitelných pro různé i "tvrdší" hudební žánry. Vyplývá z toho také nutnost používání kovových strun. Náchylnost ke zpětné vazbě i při vysokých hladinách zvuku je ze všech způsobů snímání klasických houslí nejmenší.

Nelze tedy jednoznačně říct, který způsob ozvučení houslí je ten nejlepší. Je nutné dobře zvážit pro jaký způsob hraní (hudby) chceme housle používat, jak vysokou hladinu zvuku odposlechů používá houslista a jeho spoluhráči na podiu apod. Rozdíl mezi zvukem z piezosnímače a zvukem z elektromagnetického snímače by se dal připodobnit rozdílu mezi zvukem akustické a elektrické kytary.
Housle jsou také velice estetický nástroj. Houslisté většinou na svých nástrojích nechtějí mít připevněné nevzhledné monstrum. Takže i nenápadné praktické provedení snímače hraje při výběru svou roli. Vyplývá z toho i požadavek instalace snímače bez zásadního nevratného zásahu do nástroje tzn. že nástroj by měl po sejmutí snímače zůstat v původním stavu.

Princip elektromagnetického snímače
Jak funguje elektromagnetický snímač je popsáno na mnoha internetových stránkách. Takže jenom stručně: Na obrázku je nakreslena snímací cívka, kde jádro je tvořeno permanentním magnetem, v našem případě neodymovým. Struna se pohybuje nad jádrem a po drnknutí kmitá různými měnícími se směry - kolmo ve směru šipky, v otáčejících se oválech a dokonce i v kruhu. Tento pohyb kovové struny zapřičiňuje změnu magnetického pole, kterou snímá cívka o mnoha závitech. Takto funguje většina běžných kytarových snímačů.
Některé kytarové snímače mají umístěn magnet pod cívkou a jádra pod jednotlivými strunami jsou tvořena pólovými nástavci - kovovými válečky. Nicméně princip snímání pohybu kmitající struny je stejný. Stále se jedná o snímání pohybu kovové struny v magnetickém poli trvalého permanentního magnetu.
Jednocívkové (single coil) nebo dvoucívkové (dual coil) snímače nazývané humbuckery jsou pouze různě propojené jednotlivé cívky těchto snímačů - opět podrobně popsáno na různých webech.
Tímto způsobem se snímají i jiné drnkací nástroje, ale pro elektrickou kytaru je to způsob nejpropracovanější. Používají se různé typy magnetů, tvary pólových nástavců a výrobou se zabývá spousta velkých i malých "garážových" firem. Proč tedy elektromagnetický snímač téměř nikdo sériově nebyrábí na housle? Asi to tak úplně jednoduché není.

Elektromagnetický snímač na housle - varianta 1
Jediným místem, kam lze elektromagnetický snímač na housle uchytit je hmatník. Ten se jako jedna z mála součástí nepodílí na zvuku houslí kmitáním. Dále narazíme na omezení ve velkosti vlastního snímače. Na houslích je prostě málo místa. Také se snímač musí přizpůsobit oblému tvaru hmatníku, aby pólové nástavce - magnety byly vždy ve stejné vzdálenosti od příslušné struny, Snímač uchycený na konci hmatníku se nesmí dotýkat horní rezonanční desky nástroje.
Vyrobili jsme tedy jednocívkový snímač podobný kytarovým snímačům osazený čtyřmi válečkovými neodymovými magnety.

Připojovací konektor je uchycen na lubu nástroje podobně jako podbradek. Jeho polohu jsme dlouho zvažovali a nakonec zvítězila tato varianta, kdy přívodní kabel ke snímači je nejkratší a kabel k nástroji nezavazí pohybu smyčce. Výsledek je docela elegantní.
První zkoušky drnkáním se zdály být velmi nadějné. Při hře smyčcem však byl signál velmi slabý a zkreslený. Navíc se značně projevoval naindukovaný brum podobně jako na jiných single coil snímačích. Prostě snímač víc bručel než hrál. úprava pomocí různých preampů a kytarových efektů sice trochu pomohla, ale výsledek byl více-méně nepoužitelný!!!

Elektromagnetický snímač na housle - varianta 2
Příčina, proč snímač varianty 1 při drnkání jako na kytaře dával docela slušný signál a při hře smyčcem ne, tkví v tom, že při hře smyčcem struna nekmitá volně všemi směry, tak jako na kytaře, ale je nucena kmitat pouze v jednom směru - určeném tahem smyčce. Na základě tohoto poznatku jsme vyvinuli snímač, který respektuje všechny specifika kmitání strun na houslích. Výsledek byl svojí kvalitou velmi příjemné překvapení.
Konstrukce cívek navíc umožní zapojit snímač podobně jako humbucker, což napomůže ke snížení naindukovaného nechtěného brumu.

Tato varianta také nezasahuje nijak do konstrukce houslí, je poměrně elegantní a konečně velmi funkční. Hře ve vysokých polohách a smyčci nijak nepřekáží. Houslista může hrát zcela bez omezení s původním zvukem houslí. Dle prototypových zkoušek se tato varianta ukázala jako výborně použitelná a vhodná pro sériovou výrobu. Snímač je ke hmatníku přichycen lepící netvrdnoucí gumou, takže jej lze snadno a bez poškození nástroje opět sejmout.

Elektromagnetický snímač na housle - varianta 3
Další možností jak snímat větší část kmitající struny je provedení cívky se dvěma jádry - magnety. Kmitání strun pod smyčcem je poměrně omezené pouze tahem smyčce. Pokud snímač posuneme více nad hmatník, můžeme snímat volnější část kmitání struny.

Umístění tohoto unikátního snímače již vyžaduje odborný zásah houslaře, protože snímač je integrován ve hmotě hmatníku. Hmatník se na zvuku houslí nepodílí a v případě zrušení snímače, houslař osadí hmatník nový. Po sejmutí hmatníku houslařem je nutné do hmatníku zafrézovat příslušné drážky aby do nich mohl být vsazen velice plochý snímač. Houslař pak znovu přiklíží hmatník osazený snímačem. Snímač se v žádném případě nesmí opírat o horní desku nástroje. Cívky snímače jsou zapojeny jako humbucker. Jádra jsou tvořena jakostními neodymovými magnety. Výstupní konektor TRS 6,3mm (Jack) je uchycen na lubu nástroje podobně jako podbradek.
Ozazení snímače je však nutné ve spolupráci s houslařem.

Vysokoimpedanční vs. nízkoimedanční elektromagnetický snímač
Vyskoimpedanční elektromagnetický snímač má podobné vinutí cívek jako kytarové snímače. Jeho impedance se pohybuje mezi 5 až 20 kΩ. Jeho velkou výhodou je, že i přes slabší signál, může být zapojen přímo do kytarového komba nebo kytarových efektů, které dobře zpracovávají tento signál. Nevýhodou je omezenější kmitočtová charakteristika, která tak jako u kytarových snímačů, vykazuje rezonanci někde mezi 2 až 6 kHz. Nad touto rezonancí kmitočty vykazují útlum cca 12 dB/okt. Snímač lze zakoupit na eshop.elektroakustika.cz

Nízkoimedanční snímač má impedanci řádově stovky Ω. Jeho výstup se podobá výstupu mikrofonu. Výhodou je, že rezonanční kmitočet je téměř za hranicí slyšitelného pásma, takže snímací charakteristika je mnohem širší a vykazuje mnohem větší poměr vysokých kmitočtů. Zvuk je více podobný houslovému a téměř na něj nemá vliv délka použitého připojovacího kabelu. Nevýhodou se jeví mnohem slabší signál, takže vyžaduje použití mikrofonního předzesilovače - preampu. Může však být zapojen rovnou do mikrofonních vstupů mixážního pultu nebo nízkoimpedančních dostatečně citlivých vstupů jiných zařízení. Dobře spolupracuje s vysílači bezdrátových mikrofonů, které často nedisponují vysokoimpedančními vstupy. Snímač lze zakoupit na eshop.elektroakustika.cz

Chceme-li používat kytarové efekty nebo kytarové kombo, je lepší zvolit snímač vysokoimpedanční. Nízkoimpedanční snímač v takovém případě také lze použít, musíme však před další zařízení předřadit mikrofonní předzesilovač, nejlépe v kombinaci s šumovou bránou a HI-PASS filtrem.
Pokud usilujeme o co nejčistší houslový zvuk nebo připojení k levnějšímu vysílači bezdrátového mikrofonu - mikroportu, je ideální zvolit nízkoimpedanční snímač.

Struny
Vybrat vhodné struny pro elektromagneticky snímané housle není lehké. Zatím se nám nepodařilo odzkoušet zkrácené struny pro elektrickou kytaru (samozřejmě hlazené), takže vybíráme z houslových. Všechny houslové struny jsou vyráběny tak, aby dobře zněly na klasických houslích. Žádný výrobce se zatím příliš nezabývá jejich magnetickými vlastnostmi. Už z principu je jasné, že musíme vybrat struny kovové, tedy alespoň ty, které mají kovové - ocelové jádro nebo alespoň kovový magnetický povrch. Struny s jádrem z kompozitových syntetických vláken omotané nemagnetickým materiálem nám na elektromagnetický snímač hrát nebudou. Výrobci navíc ve snaze dosáhnout krásného vyrovnaného zvuku jednotlivých strum často ovíjejí tyto každou jiným materiálem. Takže se můžeme v jedné sadě setkat se strunou ovíjenou stříbrem, mědí, hliníkem, niklem apod. Z pohledu elektromagnetického snímače je to naprostá katastrofa. Takže pokud Vám na Vašem elmag. snímači některá struna nehraje, nezoufejte, bude to právě tou strunou.
Nejsme schopni vyzkoušet veškeré dostupné sady, ale zatím si nejlépe vede: THOMASTIK SUPER FLEXIBLE 15A. Kombinace různých strun pro dosažení optimálního výsledku bude správná cesta.
Další struny doporučované na webech: Pirastro Flexocore (slabší struna D a G), Pirastro Chromocor, D'Addario Helicore, D'Addario NS Electric, Super Sensitive Red Label Violin a zřejmě další.

Praktické poznámky
Každý snímač je dobré mít umístěn na nástroji stabilně ve vyzkoušené poloze. Neustálé sundávání snímače z nástroje nejen poškozuje nástroj drobnými oděrky, ale u snímače navíc trpí přívodní kabel. U kontaktního snímání zvuku z desky nástroje nezabezpečíme dříve pracně nalezenou přesnou polohu. Některé snímače se sice prodávají s dlouhým kabelem zakončeným konektorem, ale vždy je vhodné jej zkrátit a housle osadit výstupním konektorem, který se na nástroj připevňuje podobně jako podbradek. Nejdostupnější typ je Fishman Violin Output Socket, ale jsou i jiní výrobci. Jiný konektor než Jack (TS, TRS) 6,3mm z mnoha praktických důvodů velmi nedoporučujeme. Kabel ke snímači v místech, kde leží na rezonanční desce, také bývá zdrojem nepříjemného drnčení. Je potřeba jej fixovat např. netvrdnoucím tmelem k desce nebo zabezpečit aby se desky nedotýkal.
Housle pod kmitočtem struny G cca 190Hz již nehrají, takže při dalším elektronickém zpracování je vhodné nižší kmitočty zcela odříznout např. HI-PASS filtrem. Sníží se tak nežádoucí naindukované brumy a různé nechtěné ruchy při hře.
Elektromagnetický snímač, podobně jako na elektrické kytaře, snímá tyto nechtěné brumy naindukované z jiných zařízení a vedení. Proto je dobré ostatním efektům předřadit vhodně nastavenou šumovou bránu - noise gate, aby v se v pauzách tyto nechtěné brumy neozývaly.