Pickup từ

Sơ đồ một từ thông.

• Hiện nay có rất nhiều loại pickup, do các hãng khác nhau trên Thế giới phát triển và giới thiệu, thay đổi tùy thuộc vào loại nhạc cụ, theo ưa thích của người dùng cũng như theo tiến bộ của công nghệ. Tuy nhiên kiểu phổ biến nhất là pickup từ tính. Nguyên lý hoạt động chính của kiểu này được diễn tả ở cách đơn giản nhất theo mô hình sau.

Mô hình cấu trúc một Humbucking.

• Ở dạng đơn giản nhất, mỗi pickup là một cuộn dây đồng quấn quanh một lõi là thanh nam châm vĩnh cửu. Dây đàn phải được làm bằng kim loại nhiễm từ tính, đặt gần sát pickup. Khi cuộn dây đồng được cấp điện, nó sẽ phát ra từ trường. Lúc này, dây đàn (nằm trong vùng có từ trường) rung động sẽ làm từ trường của pickup bị thay đổi, phát sinh từ thông tương ứng với dao động của dây đàn, tạo ra dòng điện trong cuộn dây, tương tự như ở máy phát điện (xem sơ đồ cấu trúc Humbucking). Dòng điện này được truyền đến bộ khuếch đại. Từ đó, các rung động được biến đổi thành tín hiệu điện truyền qua cáp đến bộ phận khác để điều chỉnh (EQ) và khuếch đại.[2][7][8] Như vậy, về mặt kĩ thuật, nó là một máy phát điện nhỏ, dựa trên định luật Faraday.[4]

Phân bố các hạt bụi sắt trên mặt đàn guitar điện phản ánh sự biến đổi của từ thông khi pickup hoạt động.

• Hiện tượng biến đổi từ trường này có thể quan sát qua một thí nghiệm đơn giản: rắc đều các hạt bụi sắt lên trên mặt đàn guitar có gắn pickup. Sau đó kết nối pickup với nguồn điện (bật pickup), rồi gẩy dây đàn. Kết quả là thu được hình ảnh của từ trường đã biến đổi sau khi picup hoạt động (xem hình bên).
• Loại này dựa trên hoạt động điện từ, nên được gọi là pickup từ tính (magnetic pickup) hay pickup điện từ, gọi tắt là pickup từ. Ở guitar 6 dây, mỗi dây cần ít nhất một cảm biến và mỗi bộ pickup gồm 6 cảm biến. Tuy nhiên, âm sắc phát ra ở dây đàn sát ngựa đàn có khác với thanh âm phát ra ở vị trí xa hơn, nên thường lắp đặt hai bộ pickup tương ứng với hai vị trí trên.[8]
• Kiểu phổ biến hiện dùng gọi là pickup humbucking, gọi tắt là humbucker (/hʌmˈbʌkɜr/) gồm haicuộn dây để triệt tiêu nhiễu, được áp dụng cho cả các guitar điện tử Gibson và Yamaha phổ biến hiện nay.

Pickup áp điện

Pickup áp điện "dán" trên đàn măngđôlin.

Kiểu pickup áp điện (piezoelectric pickup) nhỏ, gọn có thể "dán" vào các nhạc cụ truyền thống (ascoutic) như guitar, vĩ cầm hoặc măngđôlin. Nhờ đó, cấu tạo đàn không hề thay đổi, nhưng thanh âm vẫn được truyền xa, điều chỉnh được và khuếch đại lên. Loại này hiện ngày càng được phổ biến, ở Việt Nam được nhiều thanh thiếu niên ưa chuộng, nhất là loại có thể truyền vô tuyến (không dây dẫn) đến loa qua bleutooth. Trong trường hợp này, nó giống như một mi-crô áp điện dùng kết nối bleutooth.

Sơ đồ mô tả tấm áp điện chuyển đổi âm thanh thành điện

Nguyên lý hoạt động của kiểu áp điện là vận dụng hiện tượng áp điện: trong pickup chứa vật liệu áp điện, khi âm thanh phát ra làm nó rung động, thì dẫn đến thay đổi áp suất tác động lên vật liệu này, từ đó phát sinh dòng điện biến thiên tương ứng.

Sơ đồ chung

Sơ đồ hoạt động của guitar dùng pickup. Đường nét rời (- - -) có thể là vô tuyến hoặc hữu tuyến.

Trong cả hai loại pickup trên, nguyên lí hoạt động có khác nhau, vật liệu cơ bản sử dụng khác nhau, nhưng đều giống nhau ở hai điểm cơ bản:

• Dây đàn bắt buộc phải được chế tạo từ kim loại có từ tính như: sắt, thép côban hoặc niken, vì như thế, dây đàn mới có khả năng làm biến đổi từ trường để tạo ra dòng điện trong cuộn dây của pickup.
• Sơ đồ kết nối chính đều như nhau: Các rung động do pickup truyền đi đầu tiên gọi là thanh âm khô (dry sound). Sau đó, qua các bộ phận khác trong hệ thống xử lí, mới tạo thành thanh âm ướt (wet sound) để đến loa.[9][10]

Ở vĩ cầm, pickup có thể phát sóng vô tuyến đến hệ xử lí ở xa đàn: đường nét rời (- - -) là vô tuyến.

Ở guitar điện, hệ thống xử thường được gắn liền vào thân đàn, gồm hai hệ nút điều chỉnh: nút âm lượng (volume, ta quen gọi là "nút to - nhỏ") và nút âm tần (EQ, ta quen gọi là "nút thanh - trầm").

Ở vĩ cầm điện tử, hệ thống xử thường tách rời đàn, nhờ đó thân đàn chỉ còn khung làm chỗ tựa cho người chơi đàn.