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Is it
possible to achieve the goal of obtaining a passive “Strat sized”
pickup that has a single coil behavior (perhaps even more captivating
than the usual suspects) but that, when necessary, can show off the
output level and the “lyrical” timbre of a humbucker like,
perhaps, not even the most famous “PAF sized”?
The
answer is yes, absolutely. Before seeing how, let's try to make an
overview of what is around and that has been conceived with the
intent of uniting, in different ways, the peculiarities of both
milestones in a single pickup.
First
of all, let's take for granted some concepts that should be well
known to any electric guitarist. The most common guitar or bass
pickups are, in fact, essentially of two types: single coil or double
coil (commonly called humbucker).
Single
coils are made up of some support/frame in electrically insulating
material but which is also transparent to magnetic fields. In the
central position are the magnets (in the case of AlNiCo magnets, or
the pole pieces if the magnets are ceramic or rare earth, with the
magnet or magnets placed below the pickup and in close contact with
the pole pieces themselves). From this point on I will refer to them
simply as poles. A coil of enameled copper wire is wouond around the
poles, from the ends of which the voltage signal is taken, containing
the musical message produced by the strings (transduced), which is
then directed towards the amplification system.
I
will not describe the operating principle of this pickup here, both
because it should already be known (and there is a lot of literature
on the subject online), and because I myself have already attempted
to talk about it in another article.
Double
coil pickups or “humbuckers” (a term that means “hum
eliminator”) are nothing more, practically, than two single coil
pickups of the type already mentioned above, juxtaposed and usually
connected in series in order to algebraically add their respective
outputs. So much so that very often (always, when it comes to the
models produced by me) it is possible to electrically exclude, via a
switch, one of the coils to obtain a single coil for all intents and
purposes.
The
two single coil pickups juxtaposed to form a humbucker pickup (PAF
type, but also JB or Hot Rails, the basic principle remains the same)
have the following peculiarity: both the two coils and the two
respective rows of poles have mutually opposite polarities. The
result is that, from the phase opposition (therefore of 180
sexagesimal degrees) between the two coils, the algebraic
cancellation of the mains voltage hum captured via the airwaves
results, while the signal due to the vibration of the strings passes
undisturbed (180 degrees due to the phase shift between the coils +
180 degrees due to the NORTH vs SOUTH phase shift between the
magnetic fields = 360, i.e. 0). Even what has just been mentioned is
largely in the "public domain" and, again, I have also
spoken about it in another rant that I have already published on
"these screens".
Good.
As for the PAF sized humbuckers, given the dimensions of the two
constituent single coils, which are in any case of the same “order
of magnitude” as those of the single coil Strat pickups, it is
quite easy to make them sound, when split, in a very similar way but,
to house them in place of a Strat single coil on a Stratocaster, it
is necessary to replace the pickguard plate and, possibly, widen the
relative recess/s in the body if it is not already prepared.
Furthermore, the classic SSS Stratocaster aesthetic, by adopting one
or two PAF sized humbuckers, is inevitably altered. To be honest,
especially in the case of the humbucker installed at the bridge and
regardless of whether you choose to split the north coil (the one
facing the middle pickup) or the south coil (the one facing the
bridge) of the humbucker, the poles of the coil that is left active
never assume the exact same positions, with respect to the bridge,
which are found, instead, with a classic “tilted” single coil of
a Stratocaster in SSS configuration. In other words, the string
movement reading window never assumes the same position.
To
maintain the visual impact of Strat single coil and their immediate
replaceability (i.e. without having to replace the pickguard and
without having to widen the recesses in the body), several
manufacturers have created “Strat single coil sized” humbuckers
with juxtaposed coils, also known as “mini humbuckers”. To
achieve this, the only viable way was to geometrically squash both
the two coils and their poles, in order to fit into the limited space
available.
The
main limitation of mini humbuckers compared to PAF sized ones, in
fact, is mainly given by the reduced size of their coils and,
therefore, by the amount of wire that can be wound around them.
Consequently, the output levels cannot normally compete with those
obtainable from PAF sized humbuckers. In the case of JBs, the pole
pieces are also smaller, while in the case of Hot Rails they are of
the blade type and in both cases different magnetic fields are
developed compared to those produced by the 5 mm diameter cylindrical
pole pieces (or M3 screws) typical of both single coil Strats and PAF
sized ones. Added to all this is the fact that the flattened
geometries of the coils also greatly influence the response of these
pickups. At the end of the day, if even playing with both coils
activated and connected in series the mini humbuckers can quite
credibly mimic the character of the PAF sized humbuckers (for many
guitarists they are even more satisfying), when you want to use them
split the “single coils” that you get are not as credible.
Starting with the output levels.
Let's
move on to the “coil tap” single coils, which sound in every way
like real single coil Strats (for the simple fact of being one) if
used playing with the “low” or COOL output. When, however, they
are operated using the entire winding of the coil (“high” or HOT
output) they sound more like a P90, rather than a PAF sized
humbucker. This is provided that the quantity of wire wound between
the COOL output and the HOT output is quantitatively adequate, of
course. If you use AWG 42, it is less likely that there will be
enough space left on the spool to wind enough wire to make it
possible to create a HOT output. Conversely, for those like me who
use thinner wire (mainly AWG 44), this space is almost always
available regardless of the type of spool used.
To
better understand the operating principle of “coil tap”, let’s
take two power transformers as an example, one of which has a
secondary winding with a single 9V output (obviously in alternating
current) and the other with a secondary that supplies 12V but which
is also equipped with an intermediate tap positioned at the point of
the winding corresponding to 9V.
Here,
both transformers can be used to create power supplies that require
9V alternating at their inputs, but the second transformer can also
be used to create power supplies that require a 12 VAC transformer,
without taking anything away from the possibility of drawing only
9VAC. Now the difference between a traditional single coil and a
“coil tap” single coil should be clear, in principle. I have seen
that there is even someone out there who produces “coil tap”
pickups equipped with not two, but three distinct outputs (which we
could compare, this time, to a transformer with the secondary
equipped with 6, 9 and 12VAC outputs or 9, 12 and 15 VAC, make all
the hypotheses you prefer...) (SEE NOTE 1).
In
the case of the coils of single coil “coil tap” pickups there is
still an important consideration to make (listen up!..). The ability
of a turn of conducting wire to produce voltage at its ends is
proportional to the intensity of the magnetic field (variable over
time) by which it is invested. Now it should be quite intuitive that
in the coil of any pickup, as the turns are wound in the coil, their
distance from the poles (which are in the central position)
increases.
To be
more explicit, given a “coil tap” single coil, the last turn of
wire immediately before the contact of the COOL output is certainly
at a shorter distance from the poles than the last turn of the entire
coil, from which the HOT output is taken. Since the intensity of the
magnetic field emitted by the poles/magnets of the pickup gradually
decreases as we move away from the lateral surface of the poles
themselves, it goes without saying that if from a COOL output taken
after having wound 5 Kohm (SEE NOTE 2) of enameled wire (for example)
we take an alternating voltage of 1V peak to peak, from the HOT
output taken at the end of the winding of 10 Kohm total, with the
same oscillation of the string, we will certainly not take 2V peak to
peak. Rest assured. The output level will still be higher from the
HOT output than from the COOL output, even if not by much. What is
most evident is that the resonant frequency of the coil seen from the
HOT output, having a greater number of turns (and therefore also a
greater inductance), will be lower and a tone will be obtained that,
consequently, will very closely resemble that of a P90 and, only more
vaguely, that of a PAF sized humbucker. It will still be a more
versatile pickup than a classic single coil Strat, leaving less
regret for a humbucker when operating, with distorted sounds, in HOT
mode and providing an alternative tone with clean sounds.
Also
note that in a single coil pickup, normally, the mains hum captured
by the unique coil is not cancelled out (or, better, counteracted) in
any way, except when it is played simultaneously with another single
coil with respect to which it has opposite electrical and magnetic
phases.
In
this way, the hum-bucking effect already known in the case of
humbucker pickups is exploited again, an effect that occurs both in
the case of series connection of the coils (as typically occurs
inside a PAF sized humbucker or a mini humbucker) and in the case of
parallel connection, as occurs, for example, in positions 2 and 4 of
a Strat or in position 2 of a Telecaster (provided that the installed
pickups are reciprocally Reverse Wound / Reverse Polarity,
obviously).
Let's
move on to the so-called "stacked humbuckers", "stacked
coils" or "stacked humbuckers" if you prefer.
Another
trick to counteract the hum of the 50 (or 60) Hz of the mains voltage
captured via the airwaves by the coil of a single coil pickup
consists in inserting, in the structure of the pickup itself, or in a
separate location in the body of the guitar, a second coil with
opposite electrical phase, but not equipped with magnets/poles and,
therefore, not producing a musical signal (SEE NOTE 3).
In
fact, in addition to not producing a musical signal, the famous
"ghost" coil or "dummy coil" as you want to call
it, adds parasitic resistance and inductance in series or in parallel
to the coil that instead works actively, with negative repercussions
on the output level and above all on the dynamics of the signal
produced.
I
suppose this structure characterizes the so-called "noiseless"
single coil pickups. I have never opened one to look around (and I
never will), but I don't see how else they could work. In fact I have
another idea, but I won't talk about it here.
From
the diagrams found online it doesn't seem like you can actually
understand much and I don't think it's worth wasting time on them
anyway. (SEE NOTE 4)
We
finally get to explain why, except for the absence of any hum
canceling effect, I say it and I underline it right away, with the
SDC-ND project I managed to bring home the best of both the Strat
single coil and the PAF sized in a single Strat sized pickup equipped
with two distinct and separate coils, but stacked and both producing
musical signal (no “dummy coil” between your feet, then).
A
pickup that, rather than defining a humbucker – simply because as
already said it cannot exploit any hum canceling effect – I would
prefer to define as “Stacked Double Coil”. This title should also
help in imagining two distinct coils stacked and wrapped around a
single row of poles. It should be noted that this time, unlike what
was examined in the case of the “coil tap” single coils in which
the turns that go from the COOL output to the HOT output are at
greater distances from the pole pieces than are the turns that go
from the ground end (start of winding) to the COOL output, the turns
of the two separate coils of an SDC are at the same relative
distances from the same row of poles that passes through both of
them. It follows that the two coils will produce signals with
completely comparable levels and tone. Not exactly the same only
because during the development phase of the project I chose, in order
to achieve the desired results, not to make them completely identical
but, to a certain extent, different both in height and in the
consequent quantity of wire respectively wound.
The
ace up the sleeve of this ambitious project, once again, is the
exploitation of a powerful magnetic system based on the wonderful and
innovative neodymium magnets. In fact, although I confess that I do
not have detailed knowledge of the vast panorama of pickups offered
on the market, I am not aware of any model with a double stacked coil
in which both coils produce a useful signal, moreover with neodymium
magnets.
Perhaps
because the poles that pass through both coils must be relatively
long, with the usual magnetic materials you would not guarantee
fields powerful enough to obtain satisfactory results. Mine is just a
hypothesis. Personally I cannot be sure because I developed mine
directly with neodymium and some real cannonballs came out of them.
Maybe one day I will also try with ceramic magnets, at least out of
curiosity. Who knows...
In
fact, if I wanted, I could also produce the SDCs with ceramic
magnets, but almost it would be a like choosing to make a Diesel
cycle racing engine, when no one forbids you to do it with an Otto
cycle (petrol...) and without any limitations whatsoever (except the
space inside the "hood" of a Strat single coil, in the case
of this project). For goodness sake, each type has its own reason, in
fact in the case of regularity races, Diesel-powered cars can go even
better than petrol-powered ones. But I, in our guitar context,
believe that there are already too many "regularity" cars
around and I prefer to compete directly in "Formula 1"
(where, until proven otherwise, Diesel has never managed to
participate), with a decidedly small number of actual competitors. I
don't know if I made myself clear.
Motoring
parallels aside, it is enough to compare the tabular characteristics
of neodymium magnets with those of the usual ferrite and AlNiCo (of
any grade) to immediately understand that this is a material that,
given the same geometry and net dimensions, can eat them for
breakfast. Try it and believe it. After all, anyone who only produces
pickups, even when they put some models with neodymium magnets in
their catalog, will never be so self-destructive as to exclude
pickups with AlNiCo magnets from production. Even less will they to
say how things actually are today. Instead, it would be better for
them to try to extol the "mystique" of every type of magnet
available and try to argue that "the truth" cannot be all
on one side but is, rather, spread "a little here, a little
there...". Everyone has their say, of course. So I'll do it too.
Now
let's get back to "bomb". As already mentioned, an SDC
pickup, even though it has two coils that “pedal” separately to
contribute to the production of the musical signal (unless you want
to use only one), unfortunately cannot – but it doesn't seem like a
drama to me – exploit any hum cancellation effect. In fact, they
can produce hum at levels similar to those of P90s, if placed in the
immediate vicinity of a source of disturbance (such as an amplifier
power cable). Yet, compared to a PAF sized humbucker, in addition to
boasting similar output levels (indeed, rather “high output”
compared to the average of PAF sized humbuckers, having up to 20 Kohm
of wound AWG 44) they present a characteristic that is part of the
character identikit of Strat single coil and that ours continue to
boast even when they are operated with both their coils activated. I
mean the detail, not to be forgotten, that any humbucker with
juxtaposed coils, PAF sized as well as, albeit with reduced
distances, i.e. the Strat sized mini humbuckers already mentioned,
detects the movement of the strings through two distinct and
necessarily distant reading windows. In a double single coil SDC,
however, since the two coils are stacked, the signals produced by
them are relative to a single reading window on the strings, exactly
as happens in any single coil pickup (Strat, Tele, P90 & others).
For this reason, they inherit from single coils, therefore, a certain
characteristic "incisiveness" and response to the touch
even when operating with both coils.
However,
since DSCs are hybrids ideologically derived even from humbuckers,
they also carry with them that part of their sonic character (in
addition to the output levels) due to the fact that the musical
signal in output – with both coils working – is the sum of the
signals produced by two distinct coils.
To
make the available space for the coils sufficient, given that the
dimensions of a single coil Strat are not, again (see the
aforementioned mini humbuckers), those of a PAF sized, in sizing the
bobbins I made the most of the available space in height.
Consequently, I can only produce these pickups with closed covers. In
this way, I managed to beat commercial mini humbuckers such as JB and
Hot Rails also in terms of the amount of wire that can be housed in
the bobbins. After all, there are already some Strat sized pickups
that, due to their particular internal structure, are only produced
in the “closed covers” version, like the Lace Sensor, just to
give an example.
At
the same time, I used AWG44 wire to wind the coils. Being thinner
than AWG42 and 43, it allows to wind more wire (lengthwise) inside
the same bobbin. This fact, synergistically with the power of the
neodymium magnetic systems, determines the high output levels of
these pickups. The choice of AWG44 was not the result of any
compromise, as it is the wire diameter that I use most even when
"apparently" (my Strat single coil and PAF sized models
first and foremost) there would be no need given the larger spaces
available, with tonal results that never leave you regretting the
AWG42 + AlNiCo (or ferrite) combination.
With
this structure I will produce the SDC-ND for neck and bridge, while
in the complete sets (or pre-wired on pickguard) SSS the middle
pickup will have a classic Strat single coil structure (with a single
coil), but with such quantities of wire and magnetic system as to
make it balanced with the two neighbors, when they are working with a
single coil.
In
fact, my reference configuration, when it comes to guitar pickups, is
the Strat SSS, which is not even perfect in every way. To make it so,
in terms of versatility, it is necessary that the neck and bridge
pickups can, without taking anything away from the SSS functioning,
transform into powerful and screaming “humbuckers” when needed.
Et voila... done! Oops, I forgot to say that, staying on the subject
of versatility at the highest levels, the middle single coil must be
able to disappear on command, so that you can also play with the neck
and bridge pickups connected in parallel (like a Telecaster or a Les
Paul can do, for example). Et voila, again, making one of my
pre-wired pickguards around a set of SDC-NDs.
Are
there already similar projects on the market? Frankly, I don't know
and, if so, I don't really care. I don't brag about my ideas,
because, as should be obvious, there is no originality at the base. I
just put them into practice. All it takes is a little bit of sagacity
and, above all, a lot of patience and a certain manual skill. After
all, we are talking about guitar pickups, "machines" that
are simpler than this, conceptually, only nails and screws. So there
is really no room for further bursts of genius, compared to what has
already been seen and reseen over the course of so many decades. I
experiment on my own and if I see that the idea is valid and
feasible, I put it into practice.
My
interest is mainly in analog amplification systems, both tube and
solid state. Having noted the superiority of neodymium magnets (this
also applies to the speaker sector), however, it did not seem nice to
me to try to make astonishing amplifiers (at least for those who are
used to the same old warmed-over soup, circuit-wise, that is, the
vast majority of guitarists) leaving exposed a major bottleneck such
as the pickups of an electric guitar or bass. The best must always be
associated with the best, when possible.
WIRING
The
single DSC pickup is wired with four wires shielded by a bare. Just
like my humbuckers of the SHB-UD series (Splittable Hum Bucker –
Ultra Distortion).
The
red is the positive of the entire pickup, the black is the negative
(which must be soldered to ground, as well as the shielding bare).
The yellow and the white must be soldered together and to a contact
of a switch whose other contact must be connected to ground. When the
switch is ON (closed contact) only one coil works, because the other
finds itself with both terminals short-circuited to ground. Vice
versa, when the switch has the contact open, the DSC works with both
coils working and connected in series.
The
upper coil contains a little more wire than the lower one, and it is
desirable that, when the pickup is operated in “split mode”, it
is this one that remains functional. This is also what I put into
practice by installing a set of SDC-UD on a pre-wired pickguard.
Everyone is free to do what they think is best based on their own
tastes, of course.
So
the upper coil has the red wire as positive and the white wire as
negative. The lower coil has the yellow wire as positive and the
black wire as negative.
The
neck pickup is RW/RP both with respect to the middle single coil and
the neck pickup. This means that the hum cancellation effect can be
exploited when either the neck and bridge are operated simultaneously
(both in single coil and “humbucker” configuration) or when the
neck and middle are operated simultaneously. Having to choose between
the neck and middle and middle and bridge combinations, I chose the
first simply because I prefer it (de gustibus...).
Without
appreciably changing the frequency response of the DSCs at higher
frequencies (however generously extended thanks to the neodymium
magnets), the coils are also equipped with an electromagnetic shield
in copper foil, connected to the bare of the connection cable. Even
if this is what I consider a necessary act, its presence is useful
against higher frequency disturbances that travel via the airwaves.
Its effectiveness against mains voltage induced hum, however, is
almost zero because to effectively shield against very low frequency
disturbances, several millimeters thick shields would be needed
(which would still create other problems, if they were actually
implemented).
Featured
on Reverb (ASAR Boutique Amplification & Pickups): https://reverb.com/item/84117912-hand-wound-strat-sss-pickup-set-handmade-stacked-double-coil-neodymium-sdc-nd-model-for-neck-bridge-pu-s-not-noiseless
As
soon as I can, within a few weeks, I'll try to make some decent demo
videos to publish on YouTube...
NOTE
1. In practice, to make a “coil tap” single coil, you normally
wind the desired amount of wire onto the bobbin, corresponding to
obtaining a certain sound that more or less closely recalls the
typical sound of a Strat single coil. At that point, you stop winding
and proceed to solder, on the wire you are winding, a branch made
with a piece of wire (always enameled, obviously) to which the COOL
output wiring will then be connected. Once this is done, you will
resume winding the coil until you have reached the total amount of
wire through which you want to make the pickup sound in HOT
configuration. The end where the winding starts will act as the
ground for the entire coil and both the COOL and HOT outputs will be
referred to it. The (positive) wire ends corresponding to the COOL
(intermediate) and HOT (corresponding to the entire winding, at the
end of it) outputs will be connected to the side contacts of a SPDT
selector, whose central contact will instead be connected to the
appropriate contact of the five-way selector (in the case of Strato,
obviously) representing the pickup output in both cases.
NOTE
2. As you have seen, I prefer to refer to the quantity of wire wound
in a coil by relating it directly to its series resistance (the
famous Rs), after having declared what type of wire it is (i.e. AWG
42, 43, or 44). The liturgy of the “official” religion of the
average guitarist, instead, commands to refer, rather, to the number
of turns wound.
At
this point we must ask ourselves the reason for my “heresy”.
Well, when the pickups produced in the past decades have become an
absolute reference as if there were no tomorrow, it became legitimate
to refer simply, or simplistically, to the number of turns wound to
give the quantitative idea of the wire compared to standardized
models, given that the same identical basic structure is always
reused (even for the “experimenters”), given that even the type
of wire used (usually AWG 42) always remains the same.
In
fact, pickup gurus, typically referring to a certain model of Fender
Strat single coil (for example), which have, I don't know, 8000 turns
or so of AWG 42 wound, can wind, numerically, 5 - 10% more or less
and then actually find some sonic difference compared to the
reference model. As usual in each pickup we have six nice AlNiCo
cylindrical magnets/poles that act as a supporting structure for two
bakelite bases (high and low) that act as a geometric limit to the
coil of wire that will be wound there.
This,
roughly, is what is still in vogue thanks to a certain "conservative
right" of orthodox practitioners.
The
fact is that there are not only Strat single coil or PAFs with
AlNiCo magnets, but substantial variants can be made starting as a
reference from the aforementioned ones and such variants can be
characterized by: different type of magnets (ceramic but also and
above all rare earth); bobbins of different sizes and construction
materials; enameled wires of different diameters.
Even
if we want to make a Strat single coil whose coil geometry is exactly
the same as a vintage Fender reference, if we replace the AlNiCo
magnets with the same number of pole pieces with a ceramic,
samarium-cobalt or neodymium magnet attached underneath, even with
the same type of wound wire (and same number of turns), the pickup
created will sound very different than the vintage AlNiCo. And up to
this point it should be obvious to everyone.
If we
make a single coil pickup with a “Strat sized” footprint but with
a different coil geometry than a vintage Fender (for example, see my
MINI P90s), even if we want to keep the use of AlNiCo magnets at all
costs, the reference to the number of wound turns goes a bit haywire.
Why? Because wound 6000 turns (for example) of a certain type of wire
in a P90 bobbin and 6000 turns of the same type of wire in a single
coil Strat or Tele single coil type bobbin means having wound two
different quantities of wire. Sic et simpliciter. If you try to
unwind them, the 6000 turn coil wound in the P90 will have a certain
length in meters (and a certain resistance in kohm, at a certain
ambient temperature), the one wound in the Strat single coil bobbin
will have another length and another associated series resistance.
Having
said all this, I prefer, to give an indication of the quantity of
wire wound in the coil of a pickup made by me, to declare the
resistance in Kohm (Rs) of the same, even if it may vary a little
over the course of the year due to the variation in ambient
temperatures.
Each
wire has its own specific resistivity which is essentially due to
four factors: 1) the type of metal or alloy with which it was made,
2) the thickness; 3) the shape of the wire itself; 4) the temperature
of the wire.
In
our case the wire is copper, its shape is cylindrical and its
thickness can be 0.063 mm (AWG 42), 0.056 mm (AWG 43) or 0.050 mm
(AWG 44).
Someone
attentive, at this point, might ask me how I know exactly when I have
to stop winding the coil of the unborn child, since I don't count the
number of turns while I wind a pickup and also since the amount of
wire that I have to wind is already decided based on the project of
the pickup itself and is certainly not random.
Well,
during the work, I use simple linear calculations and the data
collected by a certain tool that is easy to find and affordable, but
I won't tell you which one. Maybe someone who comes up with it
themselves will write to me privately to give me satisfaction, okay.
NOTE
3. The humbucker invented by Seth Lover, that is with juxtaposed
coils, in addition to algebraically canceling the hum captured before
it can exit the pickup itself, in order to also play must necessarily
detect the movement of the strings through two distinct windows,
corresponding to a row of poles for each of the two coils.
In
this humbucker the coils are reciprocally inverted in the winding
direction, that is, assuming in both the terminal of the start of the
winding, for example, as ground and the terminal of the end of the
winding as positive (as I normally do) , if the two coils have been
wound one clockwise and the other counterclockwise, it can be said
that they are wound in phase opposition. If you want, you can also
wind the two coils of a humbucker in the same direction and then
assume the ground and positive terminals in a reciprocally opposite
way (that is, for one, the terminal of the start of the winding is
assumed to be positive and for the other, the terminal of the end of
the winding). The result will be the same.
However,
if you want your humbucker to sound when you pluck the strings, it is
essential that the poles inserted in one coil point their magnetic
north towards the strings, while the poles inserted in the other coil
must point their magnetic south on the same side.
Having
said that, it should be clear that having only one row of poles
available, as in the case of the DSC-ND presented here, poles that
must necessarily point the same magnetic polarity towards the
strings, it is absolutely not possible for them to present opposite
phases. If I tried to wind the two coils in phase opposition in one
of my DSCs, it is true that I would obtain, as in the case of the
humbuckers, the cancellation of the hum captured by them but, at the
same time, I would also obtain the cancellation of the sound produced
by the vibration of the strings. Frankly, I wouldn't know what to do
with such a silent pickup, in the broadest sense of the term... If
you want to exploit the hum cancellation effect by having two stacked
coils, the only possible solution is for the poles or magnets to pass
only through the upper coil, while the lower coil must not be
involved in the production of a musical signal, but must only act as
a "dummy coil" for hum cancellation and... as a ballast for
the useful signal produced by the upper coil.
Unfortunately,
you can't always have everything in physics either.
NOTE
4. Some of the more attentive might object that a pickup like the SDC
would never have been produced by anyone because in addition to
having to forcibly give up the hum-bucking effect, the poles must be
relatively long to be able to pass through the two, even substantial,
coils and, consequently, the relative attenuation of the magnetic
field produced by such poles would lead to a quantitative reduction
in the amplitude of the signals produced. If this is true using
traditional magnetic materials, I would like to remind you that here
I used neodymium magnets and sized everything ad hoc, remembering
that the pickup must work (and very well!) both with one and two
coils operated......
In
fact, let's take as a reference a magnetic pole of a Strat single
coil, entirely and typically made of AlNiCo (let's also assume the V
type). A magnetic field of directly comparable intensity can also be
obtained by replacing the 5 mm diameter cylindrical magnet with a
carbon steel pole piece (therefore not equipped with its own magnetic
field) of the same size, under which a small neodymium magnet of a
few millimeters thick is attached.
Conversely,
if the AlNiCo magnet/pole were to be replaced outright with a
neodymium magnet of the same size, the field produced by these would
be of such intensity as to create insurmountable problems, therefore
unusable in a pickup.
Returning
again, however, to the combination of pole pieces + neodymium
magnets, it is possible to vary the relative dimensions of the two
elements and also the arrangement of the magnets themselves with
respect to the pole pieces (a single magnet in line with the pole or
two arranged in a “sandwich”). Moral of the story: by adopting
small neodymium magnets, applied under the pole pieces, it is
possible to produce pickups with a sonic output similar to that of
AlNiCo magnets; vice versa, even by directly (and typically) adopting
poles entirely made of AlNiCo V (you can't get any more than that!),
you can't reach the performance possible with neodymium magnets, not
even remotely. Got it? In fact, I had the opportunity to make several
"American-style" comparisons between my pickups, made of
neodymium, and similar famous ones equipped with AlNiCo magnets, and
from these you could always hear relatively compressed dynamics and
euphonic colorations (I would say shrill, typical). Of course, I say,
if the magnets adopted don't produce sufficiently intense fields, it
can't be otherwise. Besides, notoriously, it is not possible to get
blood out of turnips. Unless you have ever seen what real blood is
like, turnip juice can also be passed off as such, in fact. But
things change when the “vampire” finally gets a taste of what
real blood is like...
It
must also be admitted that, on the other hand, at least as far as
“vintage” single coils like Strat or Telecaster are concerned,
the colorations introduced by AlNiCo magnets were “the winning
ace”, going to do “pendant” perfectly with those typical clean
sounds, to the point of making them even legendary. In practice it is
the usual broken clock that tells the exact time twice a day or the
Diesel that wins regularity races, but we must not make the mistake
of considering AlNiCo magnets (or similar more recent magnetizable
alloys) a sort of “ace takes all”, despite what some would have
you believe, because it's not really the case. Much better to equip
yourself with a precise and reliable clock from which you can read
the exact time at any time of the day. Don't you agree?
Just
to stay in the “Strat single coil” field where the poles are the
AlNiCo magnets themselves, to “do research” and continually find
new wonderful sounds, the “gurus” continue to always follow the
same liturgy: 1) choose between the different grades of AlNiCo (most
often II, III and V, I think); choose the wire (almost always AWG 42)
based on the type and thickness of the enamel coating, the brand and
year of production, as if they were fine wines; choose the number of
turns to wind on each coil (SEE NOTE 2, AGAIN); choose the “winding
pattern”, or the way in which the wire is guided in the coil during
winding. Then there are also the materials the closing tape and the
insulation of the termination wires are made of, let's not forget
them... Oh, again: waxing yes (and with what composition), waxing no.
For me, producing a pickup without waxing is equivalent to exposing
oneself to the almost certain risk of squeal when playing at a
significant volume. Proponents of “no wax” try to get around this
problem by maximizing the tension of the wire during winding, which
increases the chances of wire breakage over time (the pickup may no
longer sound) and further increases the parasitic inter-windage
capacitance, resulting in greater loss of higher frequencies in the
signal produced.
Ok,
everyone is free to live their passion (or profession) as they see
fit, of course. Those who think they can spend 500 dollars on a set
of AlNiCo single coil Strats because who knows who made them, perhaps
to "replicate" the "unattainable" who knows what,
go ahead. He's happy...
Maybe
there may also be someone who spends large sums to buy hi octane
gasoline to get who knows what difference in the performance of his
small car, but he will never ever be able to compete with any
Ferrari, even if it runs on the worst standard 95 octane gasoline...
To be
really mean to the core, I also want to point out that AlNiCo is an
alloy that does not have its own magnetism (unlike ceramics and "rare
earth" magnets), but must be magnetized through the physical
approach of electromagnets or external permanent magnets. The problem
(in my opinion this is also a problem...) is that just as it is
relatively easy to magnetize them, it is equally easy to demagnetize
them, even accidentally, always due to external magnetic fields. It
is true that when this happens the problem can be solved by
magnetizing them again, but it is still a real pain, don't you think?
It is not exactly like going into the grocer's for a moment and
having some vegetables.
I
have said my piece and I am sorry if more than one person will show
that they do not agree or will even consider themselves offended, in
various ways, by my statements. I take note of this in advance and I
do not want to listen to them or even reply, as I do not believe I
add or remove a comma from what has been stated above. Also because I
did not arrive from the moon yesterday, so to make me change my mind
we would need tangible facts, not chatter. But I do not pretend that
everyone can agree with me either. The few brave ones would already
be enough for me...
ITALIANO
PROGETTO SDC-ND (STACKED DOUBLE
COIL-NEODYMIUM), PICKUP STRAT SIZED A DUE BOBINE SOVRAPPOSTE, CON
MAGNETI AL NEODIMIO.
E' possibile realizzare il proposito di
ottenere un pickup “Strat sized” passivo che abbia un
comportamento da single coil (magari anche più accattivante dei
soliti noti) ma che, all'occorrenza, possa sfoderare il livello di
output e la timbrica “lirica” di un humbucker come, magari,
neanche i più blasonati “PAF sized”?
La risposta è si, assolutamente. Prima
di vedere come, proviamo a fare una panoramica di ciò che si trova
in giro e che è stato concepito con l'intento di unire, in modi
differenti, le peculiarità di entrambe le pietre miliari in un unico
pickup.
Diamo per scontati, innanzitutto,
alcuni concetti che dovrebbero essere ben noti a qualsiasi
chitarrista elettrico. I pickup per chitarra o basso più diffusi
sono, appunto, essenzialmente di due tipi: a bobina singola (single
coil) oppure a doppia bobina (detti comunemente humbucker).
I
single coil sono costituiti da qualche supporto/telaio in materiale
elettricamente isolante ma che risulti anche trasparente ai campi
magnetici. In posizione centrale sono presenti i magneti (nel caso
dei magneti in AlNiCo, oppure le espansioni polari se i magneti sono
ceramici o alle terre rare, con il o i magneti collocati al di sotto
del pickup e a stretto contatto con le espansioni stesse). Da questo
punto in poi mi refirerirò ad essi chiamandoli semplicemente poli.
Intorno ai poli è avvolta una bobina di filo in rame smaltato, ai
capi della quale si preleva il segnale di tensione, contenente il
messaggio musicale prodotto dalle corde (trasdotto), che viene poi
indirizzato verso il sistema di amplificazione.
Il principio di
funzionamento del pickup siffatto non starò qui a descriverlo, sia
perché dovrebbe essere già noto (e in rete se ne trova tanta di
letteratura al riguardo), sia perché io stesso mi sono già
cimentato a parlarne in un altro scritto.
I pickup a doppia bobina o “humbucker”
(termine che tradotto significa “eliminatore di ronzìo”) non
sono altro, praticamente, che due pickup single coil del tipo già
ricordato poc'anzi, giustapposti e solitamente collegati in
serie allo scopo di sommarne algebricamente le rispettive uscite.
Tant'è che molto spesso (sempre, quando si tratta degli esemplari
prodotti dal sottoscritto) è possibile escluderne elettricamente,
tramite un apposito switch, una delle bobine per ottenere un single
coil a tutti gli effetti.
I due pickup single coil
giustapposti per formare un pickup humbucker (tipo PAF, ma anche JB o
Hot Rails, il principio di base resta lo stesso) hanno la seguente
particolarità: sia le due bobine che le due rispettive file di poli
presentano polarità reciprocamente opposte. Il risultato è che,
dall'opposizione di fase (quindi di 180 gradi sessagesimali) tra le
due bobine ne risulta la cancellazione algebrica del ronzio della
tensione di rete captato via etere, mentre il segnale dovuto alla
vibrazione delle corde passa indisturbato (180 gradi dovuti allo
sfasamento tra le bobine + 180 gradi dovuti allo sfasamento NORD vs
SUD tra i campi magnetici = 360, cioè 0). Anche quanto appena
accennato è ampiamente di “pubblico dominio” e, di nuovo, ne ho
parlato anch'io in un'altra pappardella che ho già pubblicato su
“questi schermi”.
Bene. Per quanto riguarda gli humbucker
PAF sized, date le dimensioni dei due single coil costituenti, che
risultano essere comunque dello stesso “ordine di grandezza” di
quelle dei pickup Strat single coil, è piuttosto agevole riuscire a
farli suonare, quando splittati, in modo molto simile ma, per
alloggiarli al posto di uno Strat single coil su una Stratocaster, è
necessario sostituire la placca del battipenna ed, eventualmente,
allargare il relativo scasso/i nel corpo qualora non sia già
predisposto. Inoltre, l'estetica classica da Stratocaster SSS,
adottando uno o due humbucker PAF sized, ne viene inevitabilmente
alterata. Per dirla tutta, segnatamente nel caso dell'humbucker
installato al ponte e indipendentemente dal fatto che si scelga di
poter splittare la bobina nord (quella che affaccia verso il pickup
centrale) oppure la bobina sud (quella che affaccia verso il ponte)
dell'humbucker, i poli della bobina che viene lasciata attiva non
assumono mai le stesse identiche posizioni, rispetto al ponte, che si
riscontrano, invece, con un classico single coil “inclinato” di
una Stratocaster in configurazione SSS. In altre parole, la finestra
di lettura del movimento delle corde non assume mai la stessa
posizione.
Per mantenere l'impatto visivo
degli Strat single coil e la loro sostituibilità immediata (cioè
senza dover sostituire anche il battipenna e senza dover allargare
gli scassi nel corpo), diversi costruttori hanno realizzato humbucker
a bobine giustapposte di dimensioni “Strat single coil sized”,
noti anche come “mini humbucker”. Per riuscirci l'unica via
percorribile era lo schiacciamento geometrico sia delle due bobine
che dei relativi poli, per poter rientrare nel ridotto spazio a
disposizione.
La principale limitazione dei mini
humbucker rispetto ai PAF sized, infatti, è data principalmente
dalle ridotte dimensioni delle loro bobine e, quindi, dalla quantità
di filo che è possibile avvolgervi. Di conseguenza i livelli di
output non possono competere, normalmente, con quelli ottenibili da
humbucker PAF sized. Nel caso dei JB sono più piccole anche le
espansioni polari che, invece, nel caso degli Hot Rails sono del tipo
a lama ed in entrambi i casi vengono sviluppati campi magnetici
differenti rispetto a quelli prodotti dai poli cilindrici da 5 mm di
diametro (o viti M3) tipici sia degli Strat single coil che dei PAF
sized. A tutto ciò si aggiunga il fatto che le geometrie schiacciate
delle bobine, pure, influenzano molto la risposta di questi pickup.
Alla fine della fiera, anche se suonando con entrambe le bobine
attivate e collegate in serie i mini humbucker riescono a
scimmiottare abbastanza credibilmente il carattere degli humbucker
PAF sized (per molti chitarristi riescono anche più soddisfacenti),
quando li si voglia sfruttare da splittati i “single coil” che se
ne ottengono non risultano altrettanto credibili. A cominciare dai
livelli di output.
Passiamo ai single coil “coil
tappati”, che suonano in tutto e per tutto come dei veri Strat
single coil (per il semplice fatto di esserlo) se utilizzati suonando
con l'uscita “bassa” o COOL. Quando, invece, vengono utilizzati
sfruttando l'intero avvolgimento della bobina (uscita “alta” o
HOT) suonano più similmente ad un P90, piuttosto che ad un humbucker
PAF sized. Ciò a patto che la quantità di filo avvolto tra
l'uscita COOL e l'uscita HOT sia quantitativamente adeguata,
certamente. Se si usa l'AWG 42 è più improbabile che nella
bobina resti spazio sufficiente per avvolgere abbastanza filo da
rendere possibile la realizzazione anche dell'uscita HOT. Viceversa,
per chi, come me, è solito usare fili più sottili (principalmente
l'AWG 44), tale spazio è quasi sempre disponibile indipendentemente
dal tipo di rocchetto utilizzato.
Per rendere meglio l'idea del principio
di funzionamento dei “coil tappati” prendiamo ad esempio due
trasformatori di alimentazione, di cui uno ha un avvolgimento
secondario dotato di una singola uscita a 9V (ovviamente in corrente
alternata) e l'altro dotato di un secondario che eroga 12V ma che è
dotato anche di una
presa intermedia posizionata nel punto dell'avvolgimento
corrispondente a 9V.
Ecco, entrambi i trasformatori possono
essere utilizzati per realizzare alimentatori che richiedano ai loro
ingressi 9V alternati, ma il secondo trasformatore può essere
utilizzato anche per realizzare alimentatori che richiedano un
trasformatore da 12 VAC, senza nulla togliere alla possibilità di
prelevare soli 9VAC. Ora dovrebbe essere chiara, in linea di
massima, la differenza tra un single coil tradizionale e un single
coil “coil tappato”. Ho visto che in giro c'è addirittura
qualcuno che produce pickup single “coil tappati” dotati non di
due, bensì di tre distinte uscite (che potremmo paragonare, questa
volta, ad un trasformatore avente il secondario dotato di uscite a 6,
9 e 12VAC oppure 9, 12 e 15 VAC, fate tutte le ipotesi che
preferite...) (VEDI NOTA 1).
Nel caso delle bobine dei pickup
single coil “coil tappati” c'è da fare ancora una considerazione
importante (udite udite!..). La capacità di una spira di filo
conduttore di produrre tensione ai suoi capi è proporzionale
all'intensità del campo magnetico (variabile nel tempo) dal quale
essa viene investita. Ora dovrebbe essere abbastanza intuitivo il
fatto che nella bobina di qualsiasi pickup, man mano che le spire
vengono avvolte nella bobina stessa, la loro distanza rispetto ai
poli (che stanno in posizione centrale) aumenta.
Per essere più esplicito, dato un
single coil “coil tappato”, l'ultima spira di filo immediatamente
prima del contatto dell'uscita COOL si trova ad una distanza
certamente inferiore, rispetto ai poli, di quanto non lo si trovi
l'ultima spira dell'intera bobina, dalla quale si preleva l'uscita
HOT. Siccome l'intensità del campo magnetico emesso dai poli/magneti
del pickup diminuisce gradualmente man mano che ci si allontana dalla
superficie laterale dei poli stessi, va da sé che se da un'uscita
COOL prelevata dopo aver avvolto 5 Kohm (VEDI NOTA 2 ) di filo
smaltato (per fare un esempio) preleviamo una tensione alternata di
1V picco/picco, dall'uscita HOT prelevata alla fine dell'avvolgimento
di 10 Kohm totali, a parità di oscillazione della corda, non
preleveremo di certo 2V picco/picco. Statene pur sicuri. Il livello
di output sarà comunque più elevato dall'uscita HOT che dall'uscita
COOL, anche se non di molto. Ciò che si palesa come maggiormente
evidente è che la frequenza di risonanza della bobina vista
dall'uscita HOT, avendo un numero di spire maggiore (e quindi anche
un'induttanza maggiore), sarà più bassa e se ne otterrà un timbro
che, di conseguenza, ricorderà molto da vicino quello di un P90 e,
solo più vagamente, quello di un humbucker PAF sized. Sarà comunque
un pickup più versatile rispetto ad un classico Strat single coil,
lasciando rimpiangere di meno un humbucker quando operante, con i
suoni distorti, in modalità HOT e fornendo un timbro alternativo con
i suoni puliti.
Da notare anche che in un pickup single coil,
normalmente, il ronzìo di rete captato dall'unica bobina non viene
annullato (o, meglio, contrastato) in nessun modo, tranne il caso in
cui venga fatto suonare contemporaneamente ad un altro single coil
rispetto al quale abbia opposte fasi sia elettrica che magnetica.
Si sfrutta così, di nuovo, l'effetto
hum-bucking già conosciuto nel caso dei pickup humbucker, effetto
che si verifica sia nel caso di collegamento in serie delle bobine
(come avviene tipicamente all'interno di un humbucker PAF sized o di
un mini humbucker) che in caso di collegamento in parallelo, come
avviene, per esempio, nelle posizioni 2 e 4 di una Strato o nella
posizione 2 di una Tele (a patto sempre che i pickup installati siano
reciprocamente Reverse Wound / Reverse Polarity, ovviamente).
Passiamo ai cosiddetti “humbucker
sovrapposti”, “a bobine sovrapposte” o “stacked humbucker”
che dir si voglia.
Un altro trucco per contrastare il
ronzìo dei 50 Hz di rete captati via etere dalla bobina di un pickup
single coil consiste nell'inserire, nella struttura del pickup
stesso, oppure in separata sede nel corpo della chitarra, una seconda
bobina avente fase elettrica opposta, ma non dotata di magneti/poli
e, quindi, non produttrice di segnale musicale (VEDI NOTA 3).
Anzi, oltre a non produrre segnale
musicale, la famosa bobina ”fantasma” o “dummy coil” che dir
si voglia, aggiunge resistenza e induttanza parassite in serie o in
parallelo al pickup single coil che invece lavora attivamente, con
ripercussioni negative sul livello di uscita e soprattutto sulla
dinamica del segnale prodotto.
Tale struttura suppongo che
caratterizzi i pickup single coil cosiddetti “noiseless”. Non ne
ho mai aperto uno per curiosare (e mai lo farò), ma non vedo in
quale altra maniera potrebbero funzionare. In effetti un'altra idea
ce l'avrei, ma non starò qui a parlarne.
Dagli schemini che si
trovano in rete non mi pare che si possa capire effettivamente un
granché e non mi sembra comunque il caso di stare a perderci tempo
dietro. (VEDI NOTA 4)
Arriviamo, finalmente, a
spiegare perché, tranne l'assenza di qualsiasi effetto di
cancellazione del ronzìo, lo dico e lo sottolineo da subito,
col progetto SDC-ND sono riuscito a portare a casa il meglio sia
degli Strat single coil che dei PAF sized in
un unico pickup Strat
sized dotato di due bobine distinte e separate, ma sovrapposte ed
entrambe produttrici di segnale musicale
(niente “dummy coil” tra i piedi, quindi).
Pickup che,
piuttosto che definire humbucker – semplicemente perché come già
detto non può sfruttare alcun effetto di cancellazione del ronzìo –
preferirei definire “Stacked
Double Coil”.
Titolo, questo, che dovrebbe aiutare anche nell'immaginare due
distinte bobine sovrapposte ed avvolte intorno ad un'unica serie di
poli. Da sottolineare che questa volta, a differenza di quanto
esaminato nel caso dei single coil “coil tappati” in cui le spire
che vanno dall'uscita COOL all'uscita HOT si trovano a distanze
maggiori rispetto alle espansioni polari di quanto non lo siano le
spire che vanno dal capo di massa (inizio avvolgimento) fino
all'uscita COOL, le spire delle due distinte bobine di un SDC si
trovano alle stesse distanze relative rispetto alla stessa serie di
poli che le attraversa entrambe.
Ne consegue che le due bobine produrranno segnali dai livelli e
timbri del tutto confrontabili. Non esattamente uguali solo perché
in fase di sviluppo del progetto ho scelto, per raggiungere i
risultati ricercati, di non farle del tutto identiche ma, in una
certa misura, differenti sia nell'altezza che nella conseguente
quantità di filo rispettivamente avvolta.
L'asso
nella manica di questo ambizioso progetto, ancora una volta, è lo
sfruttamento di un poderoso impianto magnetico basato sui
meravigliosi e innovativi magneti al neodimio.
In effetti, anche se confesso di non avere una conoscenza dettagliata
sul vasto panorama dei pickup offerti sul mercato, non mi è noto
nessun modello a doppia bobina sovrapposta in cui producano segnale
utile entrambe le bobine, per giunta con magneti al neodimio.
Forse perché dovendo essere i poli che attraversano entrambe le
bobine relativamente lunghe, con i soliti materiali magnetici non si
garantirebbero campi abbastanza potenti da poter ottenere risultati
soddisfacenti. La mia è solo un'ipotesi. Personalmente non posso
esserne certo perché i miei li ho sviluppati direttamente al
neodimio e ne sono venute su delle autentiche cannonate. Forse un
giorno proverò anche con i magneti ceramici, almeno per curiosità.
Chissà...
Infatti, volendo, potrei produrre gli SDC anche con magneti ceramici,
ma già a priori sarebbe un po' come scegliere di realizzare un
motore da competizione a ciclo Diesel, quando nessuno ti vieta di
farlo a ciclo Otto (benzina...) e senza limitazioni di sorta (tranne
lo spazio interno al “cofano” da Strat single coil, nel caso di
questo progetto). Per carità, ogni tipo ha il suo perché, infatti
nel caso delle gare di regolarità le vetture motorizzate Diesel
possono andare anche meglio di quelle a benzina. Ma io, nel nostro
contesto chitarristico, ritengo che di macchine “da regolarità”
ce ne siano in giro già fin troppe e preferisco gareggiare
direttamente in “Formula 1” (dove, fino a prova contraria, il
Diesel non è mai riuscito a mettere piede), con un numero di
concorrenti effettivi decisamente esiguo. Non so se ho reso l'idea.
Paralleli motoristici a parte, basta già confrontare le
caratteristiche tabellari dei magneti al neodimio con quelle dei
soliti ferrite e AlNiCo (di qualsiasi grado) per capire subito che si
tratta di un materiale che, a parità di geometria e dimensioni
nette, se li mangia a colazione. Provare per credere. Del resto chi
fa il produttore solo di pickup, anche quando mette nel proprio
catalogo qualche esemplare con magneti al neodimio, non sarà mai
tanto autolesionista da escludere dalla produzione i pickup con
magneti AlNiCo. Tanto meno potrà mai permettersi di dire come
stanno, oggi, effettivamente le cose. Gli converrà, piuttosto,
cercare di decantare la “mistica” di ogni tipo di magnete
disponibile e cercare di sostenere che “la verità” non possa
stare tutta da una parte ma che sia, piuttosto, spalmata “un po' di
qua, un po' di là...”. Ognuno dice la sua, certamente. Quindi lo
faccio anch'io.
Ora torniamo a “bomba”. Come già detto, un pickup SDC pur avendo
due bobine che “pedalano” separatamente per concorrere alla
produzione del segnale musicale (a meno di non volerne utilizzare una
soltanto), non possono purtroppo – ma non mi sembra un dramma -
sfruttare alcun effetto di cancellazione del ronzìo. Infatti di
ronzìo ne possono produrre a livelli simili a quelli dei P90, se
posti nelle immediate vicinanze di una fonte di disturbo (come può
essere un cavo di alimentazione di un amplificatore). Eppure, nei
confronti di un humbucker PAF sized, oltre a vantare livelli di
uscita simili (anzi, piuttosto “high output” rispetto alla media
degli humbucker PAF sized, avendo fino a 20 Kohm abbondanti di
AWG 44 avvolto) presentano una caratteristica che fa parte
dell'identikit caratteriale degli Strat single coil e che i nostri
continuano a vantare anche quando vengono fatti funzionare con
entrambe le loro bobine attivate. Intendo il particolare, da non
dimenticare, che qualsiasi humbucker a bobine giustapposte, PAF sized
come anche, seppur con distanze ridotte, i mini humbucker Strat sized
già menzionati, rileva il movimento delle corde tramite due finestre
di lettura distinte e necessariamente distanti tra loro. In un
doppio single coil SDC, invece, essendo le due bobine sovrapposte, i
segnali da esse prodotti sono relativi ad un'unica finestra di
lettura sulle corde, esattamente come avviene in un qualsiasi pickup
single coil (Strat, Tele, P90 & altri). Per questo motivo
ereditano dai single coil, quindi, una certa caratteristica
“incisività” e risposta al tocco anche quando operanti con
entrambe le bobine.
Essendo però i DSC degli ibridi ideologicamente derivati anche dagli
humbucker, si portano dietro pure quella parte del loro carattere
sonico (oltre che i livelli di output) dovuta al fatto che il segnale
musicale in uscita – con entrambe le bobine funzionanti – è la
somma dei segnali prodotti da due bobine distinte.
Per rendere sufficienti gli spazi disponibili per le bobine, visto
che le dimensioni da Strat single coil non sono, di nuovo (vedi i già
citati mini humbucker), quelle di un PAF sized, nel dimensionare i
rocchetti ho sfruttato al massimo lo spazio disponibile in altezza.
Di conseguenza questi pickup posso produrli soltanto dotati di cover
chiuse. In questo modo sono riuscito a battere i mini humbucker
commerciali tipo JB e Hot Rails anche sul versante delle quantità di
filo ospitabili nelle bobine. Del resto esistono già degli Strat
sized che, a causa della loro particolare struttura interna, vengono
prodotti solo in versione “closed covers”, come i Lace Sensor,
tanto per fare un esempio.
Parallelamente ho usato filo AWG44 per avvolgere le bobine. Essendo
più sottile rispetto agli AWG42 e 43, permette di avvolgere più
filo (nel senso della lunghezza) all'interno di uno stesso rocchetto.
Questo fatto, sinergicamente alla potenza degli impianti magnetici al
neodimio, determina gli elevati livelli di output di questi pickup.
La scelta dell'AWG44 non è stata comunque figlia di alcun
compromesso, in quanto è il diametro di filo che uso maggiormente
anche quando “apparentemente” (miei modelli Strat single coil e
PAF sized in primis) non ce ne sarebbe bisogno dati i maggiori spazi
disponibili, con risultati timbrici che non lasciano mai rimpiangere
l'accoppiata AWG42 + AlNiCo (o ferrite).
Con questa struttura
produrrò gli SDC-ND per manico e ponte, mentre nei set completi (o
precablati su battipenna) SSS il pickup centrale avrà struttura da
Strat single coil classico (a singola bobina), ma con quantità di
filo e impianto magnetico tali da renderlo equilibrato con i due
vicini, quando funzionanti con una sola bobina.
Infatti la mia configurazione di riferimento, in tema di pickup per
chitarra, è la Strat SSS, che non è neanch'essa perfetta a 360
gradi. Per renderla tale, in fatto di versatilità, è necessario che
il pickup al manico e quello al ponte possano, senza nulla togliere
al funzionamento SSS, all'occorrenza trasformarsi in potenti e
urlanti “humbuckers”. Et voila... fatto! Ops, dimenticavo di dire
che, restando in tema di versatilità ai massimi livelli, il single
coil centrale deve poter sparire a comando, in modo da poter suonare
anche con i pickup manico e ponte connessi in parallelo (come possono
fare un Telecaster o una Les Paul, per esempio). Et voila, di nuovo,
realizzando uno dei miei battipenna precablati intorno ad un set di
SDC-ND.
Esistono già progetti analoghi, in
commercio? Francamente non lo so e, se si, me ne importa molto
relativamente. Non mi vanto delle mie idee, in quanto, come dovrebbe
essere evidente, non c'è alcuna originalità alla base. Le metto in
pratica e basta. Bastano un minimo di sagacia e, soprattutto, tanta
pazienza e una certa manualità. In fondo parliamo di pickup per
chitarra, “macchine” che più semplici di così, concettualmente,
ci sono solo chiodi e viti. Quindi non c'è proprio spazio per
ulteriori alzate di genio, rispetto a quanto già visto e rivisto nel
corso di tanti decenni. Io sperimento in proprio e se vedo che l'idea
è valida e proponibile, la metto in atto.
Il mio interesse è rivolto principalmente ai sistemi di
amplificazione analogici, sia valvolari che a stato solido. Avendo
constatato la superiorità dei magneti al neodimio (vale anche per il
settore degli altoparlanti), però, non mi sembrava carino sforzarmi
di realizzare amplificatori sbalorditivi (almeno per chi è abituato
alla solita minestra riscaldata, circuitalmente parlando, cioè la
stragrande maggioranza dei chitarristi) lasciando scoperto un collo
di bottiglia importante come i pickup di una chitarra o basso
elettrico. Il meglio deve associarsi sempre al meglio, quando è
possibile.
CABLAGGIO
Il singolo pickup DSC si presenta
cablato con quattro fili schermati da una calza. Esattamente come i
mei humbucker della serie SHB-UD (Splittable Hum Bucker – Ultra
Distortion).
Il rosso è il
positivo dell'intero pickup, il nero è il negativo (che va saldato
tassativamente a massa, come pure la calza schermante). Il giallo è
il bianco vanno saldati tra loro e ad un contatto di un interruttore
il cui altro contatto va collegato a massa. Quando l'interruttore è
ON (contatto chiuso) funziona una sola bobina, perché l'altra si
ritrova con entrambi i terminali cortocircuitati verso massa.
Viceversa, quando lo switch ha il contatto aperto, il DSC lavora con
entrambe le bobine funzionanti e connesse in serie.
La bobina
superiore contiene un po' più di filo rispetto a quella inferiore,
ed è auspicabile che, quando il pickup viene fatto funzionare in
“split mode”, sia lei a restare funzionante. Ciò è anche quanto
metto in pratica installando un set di SDC-UD su un battipenna
precablato. Ognuno è libero di fare comunque ciò che meglio ritiene
in base ai propri gusti, ci mancherebbe altro.
Quindi la bobina
superiore ha come positivo il filo rosso e come negativo il filo
bianco. La bobina inferiore ha come positivo il filo giallo e come
negativo il filo nero.
Il pickup al
manico è RW/RP sia rispetto al single coil centrale che al pickup al
manico. Questo significa che l'effetto di cancellazione del ronzìo
si può sfruttare quando vengono fatti funzionare contemporaneamente
o manico e ponte (sia in configurazione single coil che in
configurazione “humbucker”) oppure manico e centrale. Dovendo
scegliere tra le combinazioni manico e centrale e centrale e ponte,
ho scelto la prima semplicemente perché la preferisco (de
gustibus...).
Pur senza cambiare apprezzabilmente la
risposta in frequenza dei DSC alle frequenze più alte (comunque
generosamente estesa grazie ai magneti al neodimio), anche le bobine
sono dotate di uno schermo elettromagnetico in foglio di rame,
collegato alla calza del cavetto di collegamento. Anche se si tratta
di quello che ritengo un atto dovuto, la sua presenza è utile contro
i disturbi a frequenze più elevate che viaggiano via etere. La sua
efficacia verso il ronzìo indotto dalla tensione di rete, invece, è
quasi nulla perché per schermare efficacemente contro i disturbi a
frequenza molto basse occorrerebbero schermi da diversi millimetri di
spessore (che creerebbero comunque altri problemi, qualora venissero
davvero implementati).
In vetrina su Reverb (ASAR Boutique Amplification &
Pickups): https://reverb.com/item/84117912-hand-wound-strat-sss-pickup-set-handmade-stacked-double-coil-neodymium-sdc-nd-model-for-neck-bridge-pu-s-not-noiseless
Appena mi riuscirà, entro qualche settimana, vedrò di fare qualche
video demo decente da pubblicare su YouTube...
NOTA 1. Nella pratica, per realizzare
un single coil “coil tappato” si avvolge normalmente sul
rocchetto la quantità di filo che si è prefissata, corrispondente
all'ottenimento di una certa sonorità che richiami più o meno da
vicino il tipico suono di uno Strat single coil. A quel punto ci si
ferma con l'avvolgimento e si procede alla saldatura, sul filo che si
sta avvolgendo, di una derivazione fatta con uno spezzone di filo
(sempre smaltato, ovviamente) al quale verrà poi collegato il
cablaggio dell'uscita COOL. Fatto ciò si riprenderà l'avvolgimento
della bobina fino a che non verrà raggiunto il quantitativo di filo
totale tramite il quale si vuole far suonare il pickup in
configurazione HOT. Il capo di inizio dell'avvolgimento fungerà da
massa dell'intera bobina e ad esso andranno riferite sia l'uscita
COOL che l'uscita HOT. I capi di filo (positivi) corrispondenti
all'uscita COOL (intermedia) e HOT (corrispondente all'intero
avvolgimento, alla fine dello stesso) andranno collegati ai contatti
laterali di un selettore SPDT, il cui contatto centrale andrà,
invece, collegato all'opportuno contatto del selettore a cinque vie
(nel caso delle Strato, ovviamente) rappresentando l'uscita del
pickup in entrambi i casi.
NOTA 2. Come avete visto preferisco
riferirmi alla quantità di filo avvolta in una bobina rapportandola
direttamente alla sua resistenza serie (la famosa Rs), dopo aver
dichiarato di quale tipo di filo si tratta (cioè AWG 42, 43, o 44).
La liturgia della religione “ufficiale” del chitarrista medio,
invece, comanda di riferirsi, piuttosto, al numero di spire avvolte.
A questo punto c'è da chiedersi il
motivo della mia “eresia”. Ebbene, quando i pickup prodotti nei
decenni passati sono diventati un riferimento assoluto come se non ci
fosse un domani, è diventato lecito riferirsi semplicemente, o
semplicisticamente, al numero di spire avvolto per rendere l'idea
quantitativa del filo rispetto a modelli standardizzati, data per
scontata la riutilizzazione sempre della stessa identica struttura di
base (anche per gli “sperimentatori”), visto che anche il tipo di
filo adoperato (di solito AWG 42) resta sempre lo stesso,.
I guru dei pickup, infatti, riferendosi
tipicamente ad un certo modello di Strat single coil della Fender
(per esempio), i quali hanno, che ne so, 8000 spire o giù di lì di
AWG 42 avvolto, ne possono avvolgere, numericamente, un 5 – 10% in
più o in meno per poi riscontrare, effettivamente, qualche
differenza sonica rispetto al modello di riferimento. Come al solito
in ogni pickup abbiamo sei bei magneti/poli a cilindretto in AlNiCo
che fanno da struttura portante a due basette (alta e bassa) in
bachelite che fanno da limite geometrico alla bobina di filo che lì
verrà avvolta.
Questo, grosso modo, è quanto tuttora
in auge grazie ad una certa “destra conservatrice” di praticanti
ortodossi.
Il fatto è che non esistono soltanto
gli Strat single coil o i PAF con magneti in AlNiCo, ma si possono
realizzare sostanziali varianti partendo come riferimento dai
nominati stessi e tali varianti possono essere caratterizzate da:
magneti di tipo differente (ceramici ma anche e soprattutto alle
terre rare); rocchetti dalle dimensioni e dai materiali costruttivi
differenti; fili smaltati di diametri differenti.
Già volendo realizzare uno Strat
single coil la cui geometria della bobina sia la stessa identica di
un riferimento vintage della Fender, se si sostituiscono i magneti in
AlNiCo con altrettante espansioni polari con attaccato al di sotto un
magnete ceramico, al samario-cobalto o al neodimio, anche a parità
di tipo di filo avvolto (stesso numero di spire), il pickup
realizzato suonerà in modo molto differente rispetto al vintage
AlNiCo. E fin qui dovrebbe essere evidente a tutti.
Se realizziamo un pickup single coil
dall'ingombro “Strat sized” ma dalla geometria della bobina
differente rispetto ad un Fender vintage (per esempio vedere i miei
MINI P90), anche volendo mantenere a tutti i costi l'impiego dei
magneti AlNiCo, il riferimento al numero di spire avvolte va un po' a
farsi friggere. Perché? Perché avvolgere 6000 spire (sempre per
esempio) di un certo tipo di filo in un rocchetto da P90 e 6000 spire
sempre dello stesso tipo di filo in un rocchetto tipo Strat single
coil o Tele single coil significa aver avvolto due quantità di filo
diverse. Sic et simpliciter. Se si prova a svolgerle, la bobina da
6000 spire avvolta nel P90 avrà una certa lunghezza in metri (e una
certa resistenza in kohm, ad una certa temperatura ambientale),
quella avvolta nel rocchetto da Strat single coil avrà un'altra
lunghezza ed un'altra resistenza associata.
Tutto ciò premesso preferisco, per
dare un'indicazione della quantità di filo avvolto nella bobina di
un pickup da me realizzato, dichiarare la resistenza in Kohm (Rs)
della stessa, anche se essa potrà variare un po' nel corso dell'anno
a causa del variare delle temperature ambientali.
Ogni filo ha una sua resistività
specifica che è dovuta essenzialmente a quattro fattori: 1) il tipo
di metallo o lega col quale è stato realizzato, 2) lo spessore; 3)
la forma del filo stesso; 4) la temperatura del filo.
Nel nostro caso il filo è di rame, la
sua forma è cilindrica e il suo spessore può essere di 0,063 mm
(AWG 42), 0,056 mm (AWG 43) o 0,050 mm (AWG 44).
Qualcuno attento, a questo punto,
potrebbe chiedermi come faccio a sapere esattamente quando devo
fermare l'avvolgimento della bobina del nascituro, visto che non
conteggio il numero delle spire mentre avvolgo un pickup e visto
anche che la quantità di filo che devo avvolgere è già decisa in
base al progetto del pickup stesso e non è certamente casuale.
Ebbene mi avvalgo, durante il lavoro,
di facili calcoli lineari e dei dati rilevati da un certo strumento
di facile reperibilità e costo accessibile, ma non vi dirò quale.
Magari chi ci arriva da sé me lo scrive in privato per darmi
soddisfazione, va.
NOTA 3. L'humbucker inventato da Seth
Lover, cioè a bobine giustapposte, oltre a cancellare algebricamente
il ronzìo captato prima che esso possa uscire dal pickup stesso, per
poter anche suonare deve necessariamente rilevare il movimento delle
corde tramite due finestre distinte, corrispondenti ad una fila di
poli per ognuna delle due bobine.
Nell'humbucker siffatto le bobine sono
reciprocamente invertite nel senso di avvolgimento, cioè assumendo
in entrambe il terminale di inizio avvolgimento, per esempio, come
massa e il terminale di fine avvolgimento come positivo (come faccio
io normalmente), se le due bobine sono state avvolte una in senso
orario e l'altra in senso antiorario, si può affermare che le stesse
sono avvolte in opposizione di fase. Volendo si possono anche
avvolgere le due bobine di un humbucker nello stesso senso per poi
assumere i terminali di massa e positivo in modo reciprocamente
opposto (cioè per una si assume come positivo il terminale di inizio
dell'avvolgimento e per l'altra il terminale di fine avvolgimento).
Il risultato sarà lo stesso.
Se si vuole che il nostro humbucker
suoni quando si pizzicano le corde, però, è indispensabile che i
poli inseriti in una bobina rivolgano verso le corde il loro nord
magnetico, mentre i poli inseriti nell'altra bobina devono rivolgere
sullo stesso lato il sud magnetico.
Detto questo, dovrebbe essere chiaro
che avendo a disposizione una sola fila di poli, come nel caso dei
DSC-ND qui presentati, poli che devono necessariamente rivolgere
verso le corde tutti la stessa polarità magnetica, non sia
assolutamente possibile che esse possano presentare fasi opposte. Se
provassi ad avvolgere le due bobine in opposizione di fase in uno dei
miei DSC è vero che ne otterrei, come nel caso degli humbucker, la
cancellazione del ronzìo da esse captato ma, allo stesso tempo,
otterrei anche la cancellazione del suono prodotto dalla vibrazione
delle corde. Francamente non saprei proprio cosa farmene di un pickup
così tanto silenzioso, nel senso più ampio del termine...
Volendo sfruttare l'effetto di
cancellazione del ronzìo avendo due bobine sovrapposte, l'unica
soluzione possibile è che i poli o magneti attraversino solo la
bobina superiore, mentre quella inferiore non deve essere interessata
dalla produzione di segnale musicale, ma fungere solo da “dummy
coil” per la cancellazione del ronzìo e... da zavorra per il
segnale utile prodotto dalla bobina superiore.
Neanche in fisica
si può avere sempre tutto, purtroppo.
NOTA 4. Qualcuno tra i più attenti potrebbe obiettare che un
pickup come gli SDC non lo avrebbe mai prodotto nessuno perché oltre
a dover rinunciare forzatamente all'effetto hum-bucking, i poli
devono essere relativamente lunghi per poter attraversare le due pur
consistenti bobine e, di conseguenza, la relativa attenuazione del
campo magnetico prodotto dai poli siffatti comporterebbe una
riduzione quantitativa dell'ampiezza dei segnali prodotti. Se ciò
potrebbe anche essere vero impiegando i materiali magnetici
tradizionali, mi preme ricordarvi che qui ho usato magneti al
neodimio e dimensionato il tutto ad hoc ricordando che il pickup deve
funzionare (e alla grande!) sia con una sola che con due bobine
attivate......
Infatti prendiamo come riferimento un polo magnetico di Strat single
coil, interamente e tipicamente realizzato in AlNiCo (ipotizziamo
pure del tipo V). Un campo magnetico di intensità direttamente
confrontabile può essere ottenuto anche sostituendo il magnete
cilindrico da 5 mm di diametro con una espansione polare in acciaio
al carbonio (quindi non dotata di proprio campo magnetico) delle
stesse dimensioni, al di sotto della quale venga attaccato un
magnetino al neodimio di pochi millimetri di spessore.
Viceversa,
qualora si sostituisse tout court il magnete/polo in AlNiCo con un
magnete al neodimio delle stesse dimensioni, il campo da questi
prodotto sarebbe di intensità tale da creare problemi
insormontabili, quindi inutilizzabile in un pickup.
Tornando di nuovo, invece, alla combinazione espansioni polari +
magneti al neodimio, è possibile variare le dimensioni relative dei
due elementi e anche la disposizione dei magneti stessi rispetto alle
espansioni polari (un solo magnete in linea con l'esp. polare oppure
due disposti a “sandwich”). Morale della favola: adottando
magneti al neodimio di dimensioni ridotte, applicati sotto le
espansioni polari, è possibile produrre pickup dalla resa sonica
simile a quella dei magneti AlNiCo; viceversa, anche adottando
direttamente (e tipicamente) dei poli interamente fatti di AlNiCo V
(di più non si può!), non si possono raggiungere le prestazioni
possibili ai magneti al neodimio, neanche lontanamente. Capito?
Infatti ho avuto modo di effettuare diversi confronti “all'americana”
tra pickup miei, al neodimio, e analoghi blasonati equipaggiati con
magneti AlNiCo, e da questi si sentivano, sempre, suoni relativamente
compressi e dalle colorazioni eufoniche (direi tendenzialmente
strillanti, tipiche). Per forza, dico io, se i magneti adottati non
producono campi sufficientemente intensi, non può essere
diversamente. D'altronde, notoriamente, non è possibile tirare fuori
il sangue dalle rape. A meno che non si sia mai visto come è fatto
il sangue vero, il succo di rape lo si può anche spacciare per tale,
in effetti. Le cose, però, cambiano quando il “vampiro”,
finalmente, riesce ad assaggiare com'è il sangue vero...
Bisogna
anche ammettere che, d'altro canto, almeno per quanto riguarda i
single coil “vintage” tipo Strat o Telecaster, le colorazioni
introdotte dai magneti AlNiCo sono state “la morte sua”, andando
a fare “pendant” alla perfezione con quei tipici suoni puliti, al
punto da renderli addirittura leggendari. In pratica è il solito
orologio rotto che due volte al giorno segna l'ora esatta o il Diesel
che vince le gare di regolarità, ma non bisogna commettere l'errore
di considerare i magneti AlNiCo (o leghe magnetizzabili simili più
recenti) una sorta di “asso piglia tutto”, checché se ne voglia
far credere, perchè non è proprio il caso. Molto meglio dotarsi di
un orologio preciso e affidabile dal quale leggere l'ora esatta in
qualsiasi momento della giornata. Non siete d'accordo?
Tanto per restare in ambito “Strat single coil” dove i poli sono
i magneti stessi in AlNiCo, per “fare ricerca” e trovare
continuamente nuovi suoni meravigliosi, i “guru” continuano a
seguire sempre la stessa liturgia: 1) scegliere tra i diversi gradi
di AlNiCo (più spesso II, III e V, mi pare); scegliere il filo
(quasi sempre AWG 42) in base al tipo e spessore dello smalto di
rivestimento, della marca e annata di produzione, come si trattasse
di vini pregiati; scegliere il numero di spire da avvolgere su ogni
rocchetto (VEDI NOTA 2, DI NUOVO); scegliere il “pattern di
avvolgimento”, ovvero la modalità secondo la quale il filo viene
guidato nel rocchetto durante l'avvolgimento. Poi ci sono anche i
materiali di cui sono fatti il nastro di chiusura e l'isolante dei
fili di terminazione, non dimentichiamoli... Ah, ancora: ceratura si
(e con quale composizione), ceratura no.
Per me produrre un pickup senza ceratura equivale ad esporsi al
rischio quasi certo di fischi suonando a volume consistente. I
sostenitori del “no ceratura” cercano di ovviare al problema
aumentando al massimo la tensione del filo durante l'avvolgimento,
col risultato di aumentare le probabilità di rotture del filo stesso
nel tempo (il pickup potrebbe non suonare più) e aumentando
ulteriormente le capacità parassite interspira, con conseguente
maggiore perdita di frequenze più elevate nel segnale prodotto.
Ora ognuno è libero di vivere la propria passione (o professione)
come meglio ritiene, ci mancherebbe altro. Chi ritiene di spendere
500 euro per un set di Strat single coil AlNiCo perché li ha fatti
chissà chi, magari per “replicare” gli “inarrivabili”
chissàquali, faccia pure. Contento lui...
Magari ci può essere
anche qualcuno che spende grosse cifre per acquistare benzine
taroccate per ottenere chissà quale differenza nelle prestazioni
della sua FIAT Punto, ma non potrà mai e poi mai andarci a competere
con una Ferrari qualsiasi, anche se alimentata con la peggiore
benzina standard a 95 ottani...
Per essere proprio cattivo fino in fondo, voglio anche ricordare che
l'AlNiCo è una lega che non è dotata di magnetismo proprio (come
invece lo sono i ceramici e i magneti alle “terre rare”), ma deve
essere magnetizzata tramite l'avvicinamento fisico di elettromagneti
o di magneti permanenti esterni. Il problema (secondo me lo è anche
questo...) è che come è relativamente facile magnetizzarli è
altrettanto facile smagnetizzarli, anche accidentalmente, sempre a
causa di campi magnetici esterni. E' vero che quando ciò accade il
problema è risolvibile magnetizzandoli nuovamente, ma è pur sempre
una bella scocciatura, non credete? Non è esattamente come entrare
un attimo dal droghiere e farsi preparare un panino.
Ho detto la
mia e mi dispiace se più di qualcuno paleserà di non essere
d'accordo o si riterrà addirittura urtato, a vario titolo, dalle mie
affermazioni. Ne prendo atto anzitempo e non ho voglia né di starli
a sentire né tanto meno di stare a replicare, in quanto non ritengo
di aggiungere o togliere una virgola a quanto sopra affermato. Anche
perché non sono arrivato ieri dalla luna, quindi per farmi cambiare
idea ci vorrebbero fatti tangibili, non chiacchiere. Ma non pretendo
neanche che possano essere tutti d'accordo con me. Mi basterebbero
già i 25 di manzoniana memoria...
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email: asar.amplification@gmail.com
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