Yksikelainen mikrofoni

Yksikelainen mikrofoni (single coil) on alun perin sähkökitaralle kehitetty sähkömagneettinen mikrofonityyppi. Nimensä mukaisesti se voi olla joko yhden sauvamagneetin tai vaihtoehtoisesti useamman vierekkäisen magneettitangon ympärille ohuesta kuparilangasta käämitty kela.

Sähkökitaran kielten alla näkyy kaksi kappaletta yksikelaisia mikrofoneja (keskellä ja oikealla) sekä yksi humbucker (vasemmassa reunassa).

Yleisesti yksikelaisesta

Fenderin kitaratehtaan alun perin kehittämä yksikelainen mikrofoni (engl. single coil) on yksinkertaisin sähkökitaran (tai muun sähköisen kielisoittimen) mikrofonimalli. Kitaralle kehitetyssä versiossa on tyypillisesti kuusi magneettista napapalaa: yksi jokaiselle kielelle, tai puolestaan yksi yhtenäinen sauvamagneetti. Koska Fender on käyttänyt kitaroissaan pääasiassa yksikelaisia mikrofoneja, on kyseinen mikrofonityyppi mielletty tähän merkkiin. Tyypillinen esimerkki on valmistajan Stratocaster-mallinen kitara.

Vaikka näitä mikrofoneja ovat käyttäneet vuosikymmenten kuluessa lukemattomat soittajat, niille ovat ominaisia tietyt ongelmat. Merkittävä ongelma on yksikelaisen mikrofonin tuottamassa signaalissa esiintyvä 50 Hz – 60 Hz taajuinen sähköverkon aiheuttama hurina (engl. hum), Suomessa 50 Hz. Ongelmaan löytyi kunnollinen ratkaisu vasta vuonna 1996, jolloin kitaramikrofoneja valmistava Kinman Company toi markkinoille patentoidun ratkaisun mikrofonihurinan poistamiseksi. Ratkaisu perustuu päällekkäisiin keloihin kuten ns. stacked humbucker -mikrofonissa. Kelat on erotettu metallisuojalla ja alemmassa kelassa on teräksinen sydän magneettien sijasta. Kela poimii häiriötaajuuden mutta vaikuttaa mahdollisimman vähän ylemmän kelan magneettisuuteen. Kelojen vastukset on sovitettu toisiinsa pyrittäessä yksikelaisen kaltaiseen sointiin. Myös muut valmistajat ovat tuoneet markkinoille vastaavia ratkaisuja.

Gibson Guitar Corporation teki usean vuoden ajan pelkistettyjä yksikelaisia mikrofoneja eräisiin kitaramalleihinsa. Nämä olivat tekniseltä toteutukseltaan Fenderin yksikelaisia yksinkertaisempia. Mikrofoni koostui yhdestä AlNiCo-magneettiseoksesta valmistetusta tangon ympärille käämitystä kelasta, joka on ohutta kuparilankaa. Sen kevyen rakenteen heikkoutena oli mikrofonisuus osien värähtelyn tuottaessa ei-toivottuja signaaleja. Samasta syystä aiheutui hallitsematonta kiertoa voimakkaalla särösoundilla soitettaessa (hi-gain feedback). Mikrofoneissa ei ollut mahdollisuutta kielikohtaiseen säätöön ulostulotasojen muokkaamiseksi. Tämä ongelma koski erityisesti eräitä Gibsonin edullisimpia malleja.

Toinen yksikelaisten tyyppi on Gibson Guitar Corporationin suunnittelema mikrofonimalli P-90. Mallista tuli välittömästi suosittu soundin poiketessa Fenderin yksikelaisista mikrofoneista. Näissä mikrofoneissa on isokokoinen litteä kuparisesta käämilangasta käämitty kela, napapaloina säädettävät teräksiset ruuvit, ja pari käämin alle sijoitettua litteää AlNiCo-tankomagneettia. Säädettävät teräksiset naparuuvit johtavat magneettikentän ja poimivat kielten värähtelyt.

Soundiltaan mikrofonimalli sijoittuu rinnakkaiskelaisen Gibson-humbuckerin ja yksikelaisen Fender-mikrofonin väliin. Koska P-90 on tyypiltään yksikelainen, 50 Hz hurinaongelma on mikrofonin ominaisuutena. Korkeammasta induktanssista johtuen hurinan on luonnehdittu olevan voimakkaampaa kuin Fenderin yksikelaisissa. Tästä huolimatta se on saanut lukemattomien kitaristien suosion. Mikrofonin hurinaongelmaan toivotaan ratkaisua kuitenkin sen ominaissoundia (tone) muuttamatta.

Kolmantena on niin kutsuttu lipstick -mikrofoni, jossa kela on sijoitettu metalliputkeen. Alkuperäiset mikrofonit oli rakennettu metallisiin huulipunakoteloihin, joka antoi niille tunnusomaisen ulkonäön. Mikrofoni tuli tunnetuksi Danelectro-kitaramerkissä.

Gibson ES-150 jossa Charlie Christian - mikrofoni. Kiinnitysruuvit näkyvät kielten alla.

Gibson-kitaroissa käytetty Charlie Christian -mikrofoni on rakenteeltaan poikkeavampi. Kela on tehty magneettisuutta siirtävän kapean tangon ympärille. Kela on poikittain kahden myös runkona toimivan sauvamagneetin päällä. Mikrofoni kokonaisuutena kiinnitetään soittimeen suurikokoisilla ruuveilla. Magneetit ovat suhteellisen heikkoja, mistä johtuen ne sekä itse mikrofoni ovat suurikokoisia. Tämän vuoksi sitä käytetään enää vain alkuperäisinstrumenteissa tai haluttaessa jäljitellä vanhaa tyyliä. Mikrofoni sai nimensä tunnetun jazz-kitaristi Charlie Christianin mukaan.

Ääni

Klassista Fenderin yksikelaista soundia voisi luonnehtia kuulaan kirkkaaksi ja dynamiikaltaan varsin herkäksi, olematta kuitenkaan humbuckermaisen tumma tai paksu. Hyviä esimerkkejä tyypillisestä fendermäisestä yksikelaisesta "twang" soundista löytyy Rolling Stonesin kappaleesta "Brown Sugar". Toinen esimerkki löytyy Bob Dylanin kappaleesta "All Along the Watchtower" Jimi Hendrixin versioimana ja esittämänä. Myös rautalankamusiikki on yleisesti soitettu yksikelaisilla mikrofoneilla varustetuilla sähkökitaroilla.

Yksikelaiset tuottavat 50 Hz hurinaa humbuckereita enemmän. Ne ovat myös herkkiä ja dynaamisia ja huomattavan kovalla soitettaessa tuottavat upeaksi luonnehditun feedback-soundin. Tätä nimenomaista ominaisuutta ovat käyttäneet soitossaan ja ilmaisussaan efektinä monet sähkökitaran suuret nimet kuten Jimi Hendrix ja Stevie Ray Vaughan.

The Shadows -yhtyeelle tyypillinen rautalankasoundi on esimerkki yksikelaisten mikrofonien puhtaasta soinnista.

Suunnitteluperiaatteista

Stratocaster-design

Tyypilliset Stratocaster-mikrofonit

Perinteisen Stratocaster-mallisen kitaran tunnistaa yleensä helposti kolmesta yksikelaisesta mikrofonista, joita kutsutaan sijoituksensa mukaisesti talla- keski- ja kaulamikrofoneiksi. Tavallisessa Stratocaster- mallisessa kitarassa kitaristi voi valita kolme- tai viisiasentoisesta kytkimestä haluamansa mikrofonin tai mikrofoniyhdistelmän. Lisäksi voimakkuus- ja sävysäätimet tarjoavat lisää mahdollisuuksia äänenvärin muokkaukseen.

Mikrofonin paikka, käämin kierrosten lukumäärä, käämilangan tyyppi, magneetit ja muut sähköiset komponentit vaikuttavat sointiväriin. Kaulamikrofoni tuottaa yleensä tummemman, täyteläisen ja lämpimän soinnin. Tallamikrofoni soi kirkkaammin, terävämmin ja harmonisesti rikkaammin. Kaulamikrofonin voimakas antoteho verrattuna tallamikrofoniin selittyy kielen liikkeellä, joka on voimakkaampaa kaulamikrofonin kohdalla koska kielellä on luonnollisesti enemmän tilaa värähdellä verrattuna talla-asemaan. Samalla kieli tuottaa enemmän matalampia taajuuksia. Monet mikrofonivalmistajat tuottavat erityisiä tallamikrofoneja tasatakseen mikrofonien sijoituksen aiheuttamia eroja. Stratocaster -mallisissa kitaroissa tallamikrofoni on myös sijoitettu kulmaan tallaan nähden kielten erojen tasaamiseksi.

Kielikohtaiseen antotehoa voidaan muokata napapalojen tai mikrofonin korkeuden säädöllä suhteessa kieliin. Magneettien tai naparuuvien korkeutta määrittävät otelaudan kaarevuus sekä kielten materiaalin ja sijoituksen vaikutus antotehoon. Tämä on korostunut punomattomassa G- kielessä ja sen magneetin säädössä.

Alkuperäisessä Stratocaster -mallissa mikrofoneille on kolmiasentoinen valitsin. Kitaristit huomasivat, että tasapainottamalla kytkimen asentojen 1–2 tai 2–3 väliin saatiin uudenlaisia sointivärejä vastaavien mikrofonien kytkeytyessä samanaikaisesti. Fender toi kitaroihin viisiasentoisen kytkimen 1980-luvulla. Tällöin yksittäiset mikrofonit kytkeytyvät asennoissa 1, 3 ja 5. Asennot 2 ja 4 kytkevät yhdistelmän talla + keskimikrofonit vastaamaan kytkentää keski + kaulamikrofonit. Uudelleenjulkaistussa mallissa tai tarkassa jäljitelmässä on kolmiasentoinen kytkentä.

Joissakin mikrofoniyhdistelmissä keskimikrofonin kela on käämitty käänteisesti ja keskimikrofonissa voi olla käänteinen magneettien polaarisuus. Tällä yhdessä normaalin talla- tai kaulamikrofonin kanssa saadaan humbucker-kytkentä. Vastoin yleistä luuloa tällainen mikrofonikonfiguraatio on keskenään samanvaiheinen. Asennoissa 2 ja 4 mikrofonien tuottama soundillinen efekti luonnehditaan termillä "quack", ja joskus kitaranuoteissa voi löytyä ohjeistus tällaisen mikrofonikombinaation käyttämiseksi.

Telecaster-design

Perinteisessä Fenderin Telecasterissa on kaksi yksikelaista mikrofonia. Kaulan mikrofoni tuottaa täyteläisen soundin, ja vastaavasti tallamikrofoni terävän, erittäin nasaalin, treble-pitoisen äänenvärin. Tämä johtuu siitä, että tallamikrofoni on kiinnitetty teräksiseen alustaan. Tällainen toteutus mahdollistaa muusikolle steelkitaran matkimisen, jota toisinaan voidaan hyödyntää esimerkiksi soitettaessa kantrimusiikkia.

Mikrofonien valinta Telecasterissa tapahtuu kolmiasentoisella kytkimellä, jonka kytkentä voidaan toteuttaa ainakin kahdella tapaa:

• Vintage: 1) Kaulamikrofoni (vähemmän diskanttia, enemmän bassoa); 2) Kaulamikrofoni; 3) Tallamikrofoni.
• Moderni: 1) Kaulamikrofoni; 2) Kaula + talla; 3) Tallamikrofoni.

Tunnettuja yksikelaisia kitaramikrofoneja

Useita tunnettuja yksikelaisia mikrofoneja, jotka ovat selkeästi erottuvia soundiltaan ja ovat monesti lajiteltu jonkinlaiseen "standardin" mukaiseen järjestykseen:

• Gibson P-90 (1946)
• Danelectro Lipstick
• EMG aktiivimikrofonit, joita voi kuulla esimerkiksi Rolling Stonesin kappaleella "Start Me Up" ja Dire Straitsin kappaleella Local Hero/Wild Theme.
• Lace Sensor mikrofonit (1987)
• Fender Vintage Noiseless pickups (1998)
• Kinman Guitar Electrix Hx 1997, patentoitu uuden sukupolven Fender-tyypinen hurinaton passiivimikrofoni.

Katso myös

• Humbucker
• Sähkömagneettinen mikrofoni

Lähteet

• http://www.soundonsound.com/sos/nov98/articles/pickup.htm

Kirjallisuutta

• Toivanen, Jarmo: Teknillinen akustiikka, "Mikrofonit", s. 186-260. Espoo: Otakustantamo, 1976. ISBN 951-671-123-5