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關於 pick-up 的常見問題/ Jeff

  電吉他 pick-up 的發明是為了使吉他發出更大的聲音,也因此有了所謂 "電" 吉他。我們可以視之為一種能量的轉換裝置,對音色有很大影響。早期研究發展 pick-up 多在 Fender、Gibson 為主的大公司內進行,不同於今日百家爭鳴的局面。

..........pick-up 簡單明瞭的翻譯就是 "拾音器",因為它像麥克風一樣負責收音,不同的是作用方式。電吉他上的 pick-up 由磁石與線圈組成,當弦震動改變磁場時,線圈便會產生微小的電流。這個電流是非常微弱的,所以必須經過擴大機放大再推動喇叭才能發聲。 一般常見的拾音器可以分
(上圖 單線圈拾音器)
為 Single-coil ( 單線圈 ) 和 Humbucking pick-up ( 雙線圈 )。單線圈拾音器通常音色較亮、雜音大且出力較小。右邊是一個常在 Fender Stratocaster 上見到的單線圈拿掉外蓋的樣子。上方六個圓點是磁石,下面纏繞數以千計的銅線,從底部兩條線輸出電流。早期的電吉他不論 Fender、Gibson 都是使用單線圈拾音器。雙線圈拾音器通常音色較飽滿而溫暖、雜音小且出力較大,其出現的年代可以追溯到 1955 年 Seth Lover 發表的
Gibson PAF*。他在兩組磁極相反的磁石上纏繞不同方向的線圈,利用相位 ( phase ) 相反互相抵銷的原理 ( out-of-phase ) 來消除雜音,因此而得名 hum-bucking。他的音色較單線圈溫和飽滿、出力大,但由於相位抵銷 ( phase cancellation) 會有某些高頻衰減。

..........雙線圈、單線圈各有特色受不同的吉他手擁戴,許多琴的設計更是同時裝有單線圈和雙線圈。一般常見 Fender Stratocaster 裝有三顆單線圈,而 Gibson Les Paul 則裝兩個雙線圈。另外 H-S-H ( 雙單雙 )、S-S-H ( 單單雙 ) 的組合也很常見。


不同的磁石有什麼差別?

..........由於一般天然磁石的磁性太弱,人們改用合金的人工磁石來作 pick-up,也比較容易做成合適的大小。Seth Lover 曾經發表過一顆鋁 ( aluminium )、鎳 ( nickel )、鈷 ( cobalt ) 合金 ( 因此得名 "Alnico" ) 的 P-90,當時這種 P-90 出力大得足以讓擴大機產生破音。時至今日 Alnico 飽滿的音色仍相當受歡迎,也有應用在喇叭單體上面。另外常見到的就是 "ceramic" 磁石,它的出力更大、音色更明亮。

什麼是 "string pull"?

..........強力的磁石能增加出力,相反地減弱了弦的震動導致弦的延長音( sustain ) 變差。一些標榜所謂 "low string pull" 的拾音器,便是針對這個缺點改進的。它們號稱能減少磁石對弦的吸引 ( pull ),維持 sustain 和音色。隨著時間增長,磁石的磁性會自然減弱,這就是為什麼 vintage 拾音器有更自然的 "low string pull" 效果。

..........磁石的南北極磁性配置關係著輸出訊號的相位,對雙線圈及兩個以上的單線圈搭配 ( 例如 Stratocaster 的二、四段 ) 使用有重大影響。這個問題必須同時考慮線圈纏繞的方向,下面會有進一步說明。

線圈的影響

..........拾音器線圈通常使用極細的銅線纏繞,纏繞越多圈能得到越大的輸出、更多中頻並提高效率;但纏繞越多則阻抗隨之增加,高頻流失越多。早期的人們實驗各種方法增加線圈纏繞的數量、改變形狀、大小等等,於是有了更多不同的設計。同樣是單線圈,Gibson P-90 就要比一般的 Fender 單線圈要大許多,音色也非常不同。

..........測量一個拾音器的電阻值 ( 單位是歐姆:ohm ) 可以推測它的線圈纏繞圈數,進一步藉這些數字想像一個拾音器大概會是什麼音色、有多大的出力等等。不過我們必須注意,電阻的歐姆值受到材質、線徑等其他因素影響,並不能真實反映實際纏繞的線圈數。Bill Lawrence 就以纏繞相同 18,000 圈來說明,使用 45 Gauge* 的銅線 ( 得到電阻值 38.5 k-ohms ) 要比使用 42 Gauge 的銅線 ( 20 k-ohms ) 多出將近一倍的歐姆值。儘管如此,電阻值仍是判斷一個拾音器最方便快速的方法,所以許多廠商仍會提供給消費者參考。在這時候,我們必須注意線圈是否使用相同材質、線徑所纏繞,否則便沒有意義。

..........我們要記得單憑電阻值來判斷一個拾音器是不夠的,而且它和拾音器之間沒有直接關連。因為拾音器所產生的是交流電,電阻 ( Resistance ) 則是由電表送出直流電以量得的。在交流電的領域中,電容及電感都會阻礙電流流動,兩者的大小又受到頻率影響;綜合電阻、電容抗 ( Capacitive reactance ) 和電感抗 ( Inductive reactance ) 在向量上的和才是交流電的 "阻抗" ( Impedance )。阻抗值同樣用歐姆表示,但測量時須依賴其他精密儀器和數學方程式計算。其他諸如渦電流的干擾、透磁率等因素也都對拾音器有相當程度影響。

..........最後必須注意線材的絕緣體 ( insulator ) 同樣扮演了重要角色。用於纏繞的銅線俗稱漆包線,常見的披覆 ( bake-on coating ) 有三種不同材質:Formvar、Plain Enamel 和 Polynylon。不同材質擁有不同化學構成和厚度,影響拾音器整體的電感 ( Inductance ) 和電容 ( Capacitance ),音色也因此不同。

手工纏繞 ( scatter winding ) 和機器纏繞 ( machine winding ) 有何不同?

..........首先我們要知道,拾音器線圈的纏繞或多或少都要倚賴機器;即始是單線圈 pick-up 也常要纏繞八千圈左右,徒手纏繞非常困難。Leo Fender 曾發明一種纏繞機器,半手動地由人操作並引導線圈的平順。直到 1965 年被 CBS 買下後,Fender 才使用全自動機器來纏繞以確保品質。

..........手工引導的纏繞方式比較散亂、隨機,沒有固定模式、圈數和張力,因此稱作 "scatter winding",每個成品的差異非常大;全自動纏繞雖然維持了穩定品質,人們卻發覺音色沒有以往來的好。這其中的原因相當複雜,大致是由於不規則纏繞與隨機的重疊破壞部分電容抗的緣故。現今不少拾音器標榜手工纏繞不外是為了重現 vintage 音色;至於好壞唯有用過才能判斷,手工纏繞並不保證音色一定好。

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* Seth Lover 本人曾表示 30 年代就出現了世界上第一個雙線圈,並非他 1955 年首創。但他的雙線圈使得 Gibson 得以和 Fender 分庭抗禮而影響深遠。Seymour Duncan 就曾經發表一款 pick-ip,型號 SH-55 來表達對這位雙線圈之父的敬意。

* Gauge 指線徑粗細,有時人們以號數稱之。號數越大代表絕緣體內的銅線越細,但相同號數亦可能擁有不同實際線徑。線徑越細則電阻越大,進而影響阻抗值和音色。

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