Miten johdon kapasitanssi vaikuttaa soundiisi?

Paras mahdollinen tapa signaalin kuljetukseen olisi lyhyt pätkä paljasta (korkealaatuista) kuparilankaa kitaran ja vahvistimen välillä. Valitettavasti tämä ei ole käytännössä mahdollista. Tämän estävät ympäristössä olevat häiriöt. Kitaran signaali pitää saada suojattua, ja tähän tarkoitukseen käytetään kitarajohdon toista johdinta, suojavaippaa.

Ilmassa on paljon elektrostaattisia kenttiä. Näitä aiheuttavat etenkin moottorit ja generaattorit. Elektromagneettinen melu on toinen ongelma. Tämän ilmiön aiheuttavat esimerkiksi loisteputket ja lavavalojen himmentimet. Häiriöt sekoittuvat signaaliin ja vahvistuvat kitaran äänen ohessa. Myös vahvistin tekee tehtävänsä, ja moninkertaistaa kaiken sille annetun signaalin. Vahvistin ei tiedä, mikä osio on toivottua ja mikä häiriötä.

Tasainen suojaus on elintärkeää signaalille, mutta sillä on myös kääntöpuolensa. Tätä on testattu kliinisessä ympäristössä, missä näitä häiriöitä ei ole. Ero on merkittävä. Signaali ilman suojakerrosta soi raikkaammin ja aina kun siihen lisätään kerroksia, se muuttaa muotoaan. Ilmavuus ja moniulotteisuus katoavat. Mitä enemmän eristät, suojaat ja kasaat kerroksia johdinlangan päälle, sitä kauemmaksi optimituloksesta joudutaan.

Näiden faktojen kanssa on pakko elää. Itse signaali siirtyy moitteetta, mutta suojauksen laatu ja etenkin sen eristys signaalijohtimeen tuovat suuria haasteita johtojen valmistajille. Tämä tuo mukanaan signaalin kuljetuksen suurimman ongelman, kapasitanssin.

Johdon kapasitanssi

on kitarajohtoja vertaillessa yleisin käytetty termi. Kuten resistanssi mikrofoneissa, kapasitanssi kertoo vain osan totuudesta. Valmistajat ja soittajat pitävät vertailuista ja taulukoista. Kapasitanssiluvun tulkitseminen ja suhteuttaminen kitarasoundiin on erittäin yleistä ja usein harhaanjohtavaa.

Kapasitanssi on terminä sekava, johtuen sen suomennoksesta. Yksi keskeisimmistä komponenteista kitaran signaalitiellä on kondensaattori. Tätä käytetään moneen tarkoitukseen kitaran, efektien ja vahvistimien sisällä, muun muassa varaamaan sähköä itseensä. Termi kondensaattori taipuu englanniksi muotoon capacitor ja sen mittausyksikkö on capasitance, eli kapasitanssi.

Kondensaattori on luonteeltaan komponentti, jossa on kaksi johdinta. Nämä on erotettu materiaalilla, joka ei johda sähköä. Kitarajohto täyttää hyvin tämän ehdon. Kaapelin johtimet ja eriste toimivat rakenteensa myötä kondensaattorina. Johto on siis komponentti, jos sitä ajatellaan sähkötekniikan termein.

Kitarakaapelin johtimet ovat siis sen verran lähellä toisiaan, että niiden välille syntyy kapasitanssia. Ne reagoivat keskenään ja varaavat itseensä osan signaalista. Eristekerros kuuman ja maan välissä on ratkaisevassa roolissa kapasitanssin määrässä.

Koska jokaisella kaapelilla on myös luontainen vastuslukemansa, näiden yhdistelmä tekee johdosta alipäästösuotimen tai kampasuotimen, riippuen miten asiaa halutaan tulkita. Mitä pidempi johto on, sitä suurempi on sen kapasitanssi, ja suodin nappaa alempaa kiinni.

Mitä kapasitanssi tekee soundille?

Kapasitanssin mittayksikkö on faradi. Sama nimi esiintyi soittimen elektroniikka-osiossa, jossa puhuimme kitaran suojauksesta ja Faradayn häkistä. Samainen herra, Michael Faraday on vastuussa molemmista oivalluksista. Kitaran kapasitanssilukemat ovat pieniä ja ne liikkuvat pikofaradi-asteikolla (pF).

Johdolla on tehtaalta tullessaan oma kapasitanssilukemansa, joka on suoraan verrannollinen sen pituuteen. Jos sanotaan, että kaapelin kapasitanssi on 40 pF/metri, ja kitaran tone-potikassa oleva kondensaattori on 0.022µF, voidaan laskea, että 168 metrin johto kuulostaa samalta, kuin kääntäisit tone-potikan täysin kiinni. Mitä lyhyempi johto on, sitä enemmän tone-potikka aukenee. Lyhyellä johdolla kapasitanssi on minimissä, ja vertauskuvainnollisesti voidaan sanoa, että tone-potikka on tuolloin täysin auki.

Tämän perusteella voimme ajatella seuraavasti:

  • Korkea kapasitanssi = huono
  • Matala kapasitanssi = hyvä

Eli pienempi lukema on parempi, ainakin teoriassa. Johtoja arvioitaessa yleisin käytetty termi on, että "signaalista häviää yläpäätä". Koska korva havaitsee herkimmin muutokset yläpäässä, tämä on luonnollinen reaktio. Asia ei ole kuitenkaan näin yksinkertainen. Tosiasiassa johdon vaikutus tapahtuu enemmänkin kitaran keskialueessa, eli sen tärkeimmällä toiminta-alueella.

Vaikutus kitaran mikin toistoon

Johdon kapasitanssilla on suora vaikutus kitaran mikin toiminta-alueeseen. Mikkiartikkelissa puhuimme, että jokaisella kitaramikillä on taajuusalueensa ja taajuuspiikkinsä. Olet voinut valita mikin kitaraasi tätä silmällä pitäen, ja haluat korostaa jotain aluetta soundissasi. Lopulta johto on se, joka määrittää tämän alueen. Jos johdon kapasitanssi on korkea, mikin toiminta-alue siirtyy alaspäin. Jos johdolla on matala kapasitanssi, se pysyy lähempänä sitä aluetta, mille mikki on tarkoitettu soimaan. Pahimmillaan se tekee mikistäsi ohuemman kuuloisen, etenkin yksikelaisten mikkien soundi voi kärsiä liian matalasta kapasitanssista.

Alla olevassa kuvassa on mitattu yksikelaisen mikin toiminta-aluetta kymmenellä eri johdolla. Mikin taajuusalue heittelee tuntuvasti, ja erot ovat järisyttävän suuria. 

Kuva: Audio Engineering Society Convention paper 2011.

Käytätkö samaa johtoa treenikämpällä ja keikalla?

Ajatellaan, että soundisi on treenikämpällä täysin kunnossa ja kaikki soi halutulla lailla. Soitin, vahvistin ja efektit ovat viimeisen päälle mietittyjä. Olet ollut myös äärimmäisen tarkka siitä, mitkä mikit, kielet ja transistorit fuzz-pedaalissasi ovat.

Keikkapaikalla on monta bändiä ja laiskuuttasi lainaat jonkun toisen soittajan johtoa. Jätät oman kitarajohtosi laukkuun, ja kytkeydyt järjestelmääsi lainajohdon kanssa. Tämä on pahin mahdollinen virhe. Nyt soundisi ei tunnu samalta kuin treenikämpällä ja ihmettelet, missä on vika. Säädät vahvistimen EQ:ta ja efektien ulostuloja. Treenikämpälle palattuasi soitat taas omalla johdollasi, ja järjestelmä kuulostaa oikelta. Kaikki on taas hyvin. Ajattelet, että "ehkä se oli keikkapaikan sähköt tai akustiikka". Ei ollut, kyseessä oli muuttunut komponetti signaalitielläsi. Jos voisit, vaihtaisitko loppuun viritetyn vahvistimesi kondensaattorin summanmutikassa toiseen? Komponenttiin, jonka arvosta sinulla ei ole käsitystä.

Vaihtamalla johtoa muutat signaalitiesi käytäytymistä. Olivat johtosi sitten minkälaisia vain, pidä huoli, että samat johdot ovat aina samassa kohdassa signaalitietä.

Kitarajohdon soundi

Usein käytetty termi laadukkaalla johdolla soittamisesta on, että "vahvistimesi kuulostaa kuin huopa olisi nostettu sen edestä pois". Moni, joka kokeilee laadukasta johtoa ensimmäistä kertaa, yllättyy vahvistimensa lisääntyneestä erottelukyvystä sekä sen keskialueen rouheudesta ja avoimuudesta.

Jokaisella käyttämälläsi johdolla tulisi olla perustelu, miksi se saa olla mukana signaaliketjussasi.

Käytä korkealaatuisia johtoja kriittisiin pisteisiin, jos koko muu ketju on tarkkaan mietitty. Koska johdolla voidaan muokata soundia, seuraava ajatus on muokata taajuuksia johdon avulla. Klassisin esimerkki tästä on Stratocasterin piikikkään tallamikin kesyttäminen johdolla, joka tummentaa soundia.

Esimerkkejä aikamme legendoista

Jimi Hendrix edustaa monelle soundin pyhää Graalin maljaa. Tarkkaillessa vanhoja Hendrixin keikkatallenteita näkee, että jopa efektien väliset kytkennät on voitu tehdä muutaman metrin kierrejohdoilla. On selvää, että tämä on vaikuttanut signaaliin. Etenkin, kun vahvistimena on voimakkaasta keskialueestaan tunnettu Marshall ja kitarana Stratocaster, lukuisat huonolaatuiset kierrejohdot ovat olleet erottamaton osa Hendrixin soundia. Jos Jimin kitara olisi kytketty suoraan vahvistimeen George L:n tai Evidencen kaapelilla, tulos olisi ollut täysin toinen.

Hendrixistä ei ole olemassa yhtään kuvaa jossa hän soittaisi suorilla, laadukkailla johdoilla, joita tuolloinkin oli jo saatavilla. Korkeakapasitanssisilla kierrejohdoilla on taipumus leikata pehmeästi liika yläpää pois. Tämä miellyttää monen soittajan korvaa.

Stevie Ray Vaughan

SRV:n vahvistinteknikko Cesar Diaz kertoi opettavaisen tarinan 80-luvulta. Eräällä keikalla hän kytki Monster Cablen johdoilla SRV:n järjestelmän toimintavalmiuteen. Johdot olivat aikansa huippuja, mutta artisti ei pitänyt niiden soundista alkuunkaan vaan sanoi “vihaavansa niitä”. Kun Cesar kysyi miksi, Stevie vastasi, että "ne johtavat liikaa sähköä". Stevie lähetti teknikkonsa lähimpään Radio Shackiin (yhdysvaltalainen elektroniikkaketju) ja pyysi ostamaan jokaisen harmaan kierrejohdon mitä heillä oli. Oleellista oli väri, mustat eivät SRV.lle kelvanneet. Cesar oli ihmetellyt asiaa, mutta hakenut pyydetyt johdot. Palattuaan hän oli mitannut niiden kapasitanssin ja huomasi, että ne lisäsivät melkein .05 µf (mikrofaradia) kapasitanssia signaalitiehen. Tämä teki soundista kiinteämmän, ikäänkuin mukaan olisi lisätty ylimääräinen tone-säädin. Kaikki kirkkaus ja karkeus Marshalleista oli tipotiessään.

Arkisempi esimerkki kotimaasta: HIM:in "Tears On Tape" -sessio

HIM:in huhtikuussa 2013 julkaistun levyn "Tears On Tapen" kitarat äänitettiin Finnvoxin studiolla. Hiili Hiilesmaan ohjeistamana haimme vahvistimiin sävyjä eri tarkoitusperiä varten. Kitaristi Linde soitti kaikki komppiraidat kahteen kertaan, molemmilla kerroilla äänitettiin kaksi raitaa. Näin levylle saatiin neljä raitaa kitaroita, joita miksaamalla eri kappaleisiin saatiin eri sävyjä.

Ensimmäinen otto äänitettiin Gibson SG:llä (kielet .011–.048) Evidencen johdoilla Laney VH 100R -vahvistimeen ja siitä Evidence Siren kaiutinjohdolla 4x12" kaiuttimeen. Signaali jaettiin Lehlen P-splitillä toiseen huoneeseen, jossa se kierrätettiin eri fuzzien läpi Ampegin pieneen transistorivahvistimeen. Näissä johdotuksissa käytin hyvälaatuista Mogamia, joka on aavistuksen tummempaa kaapelia kuin Evidence. Näin signaalia saatiin hieman kesytettyä ennen kirskuvia fuzzeja.

Toinen otto äänitettiin 60-luvun Fender Telecasterilla (kielet .012–.054) toiseen Laney VH100R -vahvistimeen. Soundi oli aluksi todella piikikäs, kunnes vaihdoimme kaikki signaalitien johdot kierrejohtoihin. Nämä poistivat kaiken ei-toivotun aineksen soundista. Signaali jaettiin taas toiseen huoneeseen, jossa se ajettiin treenikämpältä satunnaisesti valituilla johdoilla fuzzin läpi ylikuumana käyvään vanhaan italialaiseen Eko Prince -komboon. Todellinen pörinätaivas. Pienellä säätämisellä soundiin saatiin sopiva lisä haluttua "lo-fi"-meininkiä.

Tänä päivänä valinnanvaraa on. Kaikki voivat halutessaan “mallintaa” vanhaa soundia käyttämällä johtoa, joka vie signaalia haluttuun suuntaan. Vaikka nykyään tähdätään puhtaimpaan mahdolliseen signaalin kuljetukseen, aina se ei ole toivottua. Soundin muokkaus johdolla on helppoa ja inspiroivaa.

Mikä johto on tärkein?

Signaali on herkimmillään kahdessa kohdassa signaalitietä: tullessaan ulos kitarasta ja poistuessaan vahvistimen ulostulosta kaiuttimelle. Riippuen signaaliketjusta, tässä välissä voi olla useita laitteita, jotka joko auttavat tai heikentävät signaalia.

Kohdatessaan ensimmäisen aktiivisen etuasteen signaali on enemmän "turvassa". Turvapaikka voi olla pedaali tai vahvistin, mutta sitä ennen signaali on heikoilla jäillä. Aktiivielektroniikkaa käyttävät soittajat voivat huokaista helpotuksesta. Heille signaalijohdon laatu on toissijaista. Aktiivimikki ajaa signaalin huonommankin johdon läpi. Kitaristit, jotka luottavat yksikelaisen mikin eri sävyihin, pystyvät vaikuttamaan johdolla eniten soundiinsa. Heille kitarasta ulos tulevan johdon laatu on äärimmäisen tärkeä komponentti, koska johto on suoraan yhteydessä kitaran mikkiin.

Kimmo Aroluoma 1.5.2013
Kirjoittaja on toinen Custom Soundsin omistajista ja parantumaton kitaralaite-entusiasti.

LISÄÄ AIHEESTA:

comments powered by Disqus