La Chitarra Acustica

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Come tutti gli strumenti acustici anche la chitarra (acustica) ha bisogno di un sensore per convertire il suo suono in segnale elettrico. Quando è possibile è sempre meglio utilizzare un microfono a condensatore perché, in questo modo, si riesce a catturare tutte le articolazioni e le complessità del timbro.

Spesso si usano microfoni a capsula stretta (un classico è il Neumann km184) ma non è raro l’impiego di microfono con capsula da 1” anche per riprendere le chitarre acustiche. Questo va benissimo in studio ma sul palco si pone il tema della facilità di innesco per effetto Larsen e della impossibilità per il musicista di muoversi con libertà.

Negli anni ’70 (complice il successo di alcuni generi musicali) si è presentata la necessità di trovare sistemi alternativi al microfono che consentissero di amplificare la chitarra acustica in un modo più pratico di quanto fatto fino ad allora. La risposta più efficace è stata l’introduzione del pick-up piezoelettrico.

Questo è costituito da una sottile striscia in cui sono alloggiati sei (uno per corda) elementi di materiale ceramico. Questa viene installata sotto la barretta del ponte e, grazie alle vibrazioni generate dalle corde, genera una tensione ai suoi capi per il cosiddetto effetto piezoelettrico.

La tensione generata è bassa ed è quindi necessario un preamplificatore. Questo è installato solitamente a bordo della chitarra per evitare di peggiorare il rapporto segnale rumore.

la figura è tratta da https://hazeguitars.com/blog/piezo-pickups-evolve. Il segnale che si ottiene da questo metodo è abbastanza robusto (grazie al preamp) e il sistema è abbastanza efficiente in termini di resistenza al feedback. Risolve, inoltre, il problema della mobilità perché il musicista può usare cavi lunghi o sistemi wireless.

Nonostante i progressi fatti dagli esordi a oggi, però, il timbro è caratteristico e lontano da quello che si ascolta quando ci si trova davanti allo strumento non amplificato. Anche la risposta al tocco avvertita dal musicista è diversa da quella abituale.

Negli anni ci sono stati vari tentativi di risolvere questo problema e le soluzioni più efficaci sembrano essere due:

  • inserimento di un microfono all’interno della cassa in aggiunta al pickup piezoelettrico
  • uso della risposta all’impulso (Impulse Response o IR in inglese)

Il primo metodo è analogico ed utilizzato da molti costruttori (tra tutti citiamo l’australiana Maton per il successo di mercato legato ad una innegabile qualità degli strumenti). Consiste nell’inserire all’interno della cassa armonica un piccolo microfono a condensatore su un supporto regolabile (gooseneck). Questo si aggiunge al pickup piezoelettrico. Sulla fascia della chitarra viene inserito un piccolo mixer. A titolo di esempio riportiamo il modello AP5 Pro di Maton:

Come si vede dalla figura il sistema comprende due regolazioni per il livello dei singoli pickup (MIC per il segnale microfonico e PZ per quello piezoelettrico). Il segnale combinato raggiunge un equalizzatore a tre bande in cui le basse frequenze si regolano con lo slide B, le alte con lo slide T e, per le medie, è possibile regolare il livello (con la manopola MID) e la frequenza di intervento con la manopola FQ). Il livello generale si controlla con lo slide VOL.

Frequenze e livelli dell’equalizzatore sono:

  • Treble: da -12dB a +6dB con frequenza di intervento su 2KHz
  • Bass: da -12db a +12dB con frequenza di intervento su 250Hz
  • Mid: da -8dB a +16dB con frequenza variabile da 600Hz a 2,4KHz

Molti dei concerti che avete seguito negli ultimi anni hanno visto il suono della chitarra acustica essere elaborato da questo sistema.

Il secondo metodo (digitale) è basato sulle considerazioni che abbiamo introdotto nell’articolo Sistemi, rappresentazioni e connessioni e, in particolare sull’utilizzo furbo della risposta all’impulso.

Come abbiamo visto, la risposta all’impulso – che chiamiamo h(t) – rappresenta in maniera completa il comportamento di un sistema lineare. Conoscendo la risposta all’impulso possiamo quindi, dato un segnale in ingresso x(t), determinare l’andamento dell’uscita y(t).

L’operazione si chiama convoluzione e si scrive, di solito:

y(t) = h(t) * x(t)

La furbata consiste nell’immaginare che possa esistere un sistema che, preso in ingresso il segnale del pickup piezoelettrico, possa dare in uscita il bellissimo suono di una chitarra acustica ripresa con un microfono a condensatore (o anche da più microfoni a condensatore).

Anche se questo sistema non esiste in natura si può pensare di suonare una chitarra riprendendola sia con il microfono che con il pickup ed effettuare l’operazione inversa della convoluzione (che si chiama deconvoluzione) per ottenere la IR.

Il procedimento è il seguente:

Si va in sala di registrazione con la chitarra (dotata di pickup piezoelettrico) e si spende molto tempo a trovare il miglior suono possibile scegliendo i microfoni, la loro posizione e i preamplificatori migliori.

Una volta trovato il suono ideale si registrano due tracce contemporaneamente. La prima con il segnale della chitarra microfonata come sopra che sarà il nostro y(t), la seconda con il segnale proveniente dal pickup piezoelettrico che avrà la funzione di ingresso o x(t). Le tracce devono essere rappresentative dello strumento e quindi si devono suonare accordi e linee melodiche cercando ci coprire tutta l’estensione dello strumento. La durata della registrazione deve essere di qualche decina di secondi.

Si applica la deconvoluzione ai segnali così ottenuti e si ottiene la IR. Gli algoritmi di deconvoluzione sono disponibili nelle DAW (Logic e Studio One per esempio) oppure grazie a programmi specifici.

La IR così ottenuta, prendendo come segnale di ingresso quello proveniente dal pickup piezoelettrico, fornisce, in uscita, il segnale della chitarra microfonata.

Il sistema è stato introdotto sul mercato da Fishman (famoso costruttore di pickup per chitarra acustica) con una unità dedicata (Aura Spectrum).

Come si vede dalla figura, sull’unità è possibile selezionare varie IR associate a diverse tipologie di chitarra acustica. Con il selettore rotativo si individua uno specifico modello di chitarra ripreso con un particolare microfono (la tabella di corrispondenza è disponibile su una applicazione software che consente di gestire il sistema tramite interfaccia USB).

La IR può essere comunque caricata su ognuno dei lettori di IR che si trovano adesso sul mercato. Ne parleremo diffusamente a breve comunque dispositivi quali Line6 Helix, Fractal FM3, Mooer GE300 sono tutti in grado di importare IR e utilizzarle per elaborare i segnali di chitarre e altri strumenti musicali.

Citiamo in particolare la Mooer GE300 perché, tra le innumerevoli funzioni, ne ha una denominata Tone Capture. Grazie a questa è in grado di operare attraverso una procedura molto simile a quella su indicata per generare un modello che è molto simile a una IR (anche se nei manuali non si trovano grandi informazioni sulla effettiva metodologia utilizzata).

La chitarra acustica si amplifica collegandola direttamente all’impianto PA o con amplificatori specifici (dotati comunque di uscita Line per PA). Tutti i costruttori hanno in catalogo soluzioni per la chitarra acustica. Tra questi citiamo l’italiana ACUS che con la sua linea OneForStrings è riuscita a guadagnare un’ottima reputazione sul mercato.

I sistemi per chitarra acustica hanno necessità di uno speaker full range (con banda passante da 20Hz a 20KHz) come quello della figura che segue relativa allo ACUS OneForStrings 8 (200W su due vie con woofer da 8” e tweeter da 1”.

Spesso questi amplificatori hanno anche la possibilità di inserire effetti e di gestire più canali in ingresso.

La presenza di più canali consente il supporto a sistemi di amplificazione sofisticati (personalmente mi è capitato di amplificare un concerto di chitarra classica con quattro microfoni per un solo strumento) o a “one man band” che possono così avvalersi di un unico sistema per amplificare voce, chitarra ed eventuali basi.

Inutile sottolineare che quanto detto per la chitarra acustica vale per tutti gli strumenti a corda. Dovunque esistano corde appoggiate ad un ponte è possibile alloggiare un pickup piezoelettrico a cui applicare tutte le elaborazioni di cui abbiamo appena parlato.

Nella figura riportiamo uno strumento prodotto dalla italiana Cantini (http://www.cantinielectricviolins.com/1/) che produce strumenti in grado anche di interfacciarsi con il mondo MIDI. 

Sono un ingegnere elettronico con la passione per la musica ed il suono. Mi sono avvicinato alla musica da autodidatta (salvo una breve parentesi alla University of the Blues di Dallas) e ho suonato nei peggiori locali italiani (con casuali puntate all'estero).
Ho costruito la mia prima radio FM appena finita la terza media. Ho continuato con amplificatori a valvole e transistor fino ad arrivare alla produzione di circuiti integrati.
Collaboro da anni con varie riviste (cartacee e web) di musica nelle quali mi occupo di recensioni di strumenti musicali e sistemi per l'elaborazione del suono. Trovate le mie pubblicazioni su Accordo (accordo.it), la rivista Chitarre (dal 2010 al 2015) e su Audio Central Magazine (audiocentralmagazine.com).
Produco musica da un po' nello NTFC Studio che serve sostanzialmente per le produzioni di NTFC Band.

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