In principio era il singlecoil

Parafrasando bonariamente l'incipit di un “famoso testo” potrei sommariamente descrivere la storia dei primi vent'anni della trasduzione elettromagnetica, che vede protagonisti assoluti, dalle steel guitars alle archtops, i pickups magnetici a bobina singola! Lo sviluppo e l'evoluzione dei nuovi generi musicali, assieme alla concreta possibilità di elevare il volume della chitarra elettrica offerta dalla ricerca sulla progettazione di amplificatori e speakers, stimolarono ben presto l'industria all'invenzione di qualcosa di alternativo.>

Negli anni '50, una scoperta del tutto casuale cambiò il corso della storia della musica: la condizione di non linearità degli amplificatori a valvole che comunemente chiamiamo “distorsione”, venne adottata dai chitarristi come un vero e proprio mezzo espressivo ed ottenerla con facilità richiedeva trasduttori potenti. Quest'esigenza doveva fare i conti con l'aumento del famigerato “hum” ovvero il “rumore di rete”, che se sul suono pulito poteva ancora essere tollerato, in distorsione si dimostrava davvero invadente e fastidioso.

Fu così che dalla brillante mente di Seth Lover, valente ingegnere incaricato dalla Gibson di tentar di risolvere il problema, nel 1955 scaturì il progetto di un nuovo e più potente pickup, che per la sua capacità di cancellare il rumore di fondo, venne chiamato “humbucker”. fig.1 (il progetto originale dell'humbucker - manoscritto di Seth Lover del 1955).

Lascia o raddoppia?

L'idea alla base del progetto di Seth Lover (a questo link si può leggere una sua interessantissima intervista) era questa: al classico avvolgimento singolo, erano state sostituite due bobine gemelle, affiancate ed avvolte attorno a due diversi traferri (i nuclei metallici attorno ai quali si avvolgono le bobine): in un caso l'avvolgimento si sviluppava attorno a sei cilindri di materiale ferromagnetico, nell'altro attorno a sei viti ferromagnetiche regolabili individualmente in altezza (le espansioni polari). La scelta era dettata dalla necessità di compensare i volumi delle singole corde, caratterizzate all'epoca da una resa poco omogenea. Entrambi i traferri delle bobine erano posti a contatto con un'unica barra magnetizzata di alnico (una lega di Alluminio, Nickel, Cobalto e tracce di altri metalli, in grado di mantenere nel tempo un campo magnetico indotto), posta sotto le bobine, tenute insieme da due spessori e da una base di lamiera piegata. 

L'intera struttura risultava poco protetta e comunque poco accettabile per l'estetica dell'epoca, per cui si pensò di inglobarla in una copertura metallica, realizzata in una lega di Nickel e Argento, cromata o dorata, dalla quale sporgevano le teste delle sei viti.

Questo nuovo tipo di trasduttore venne impiegato dalla Gibson dal 1957 in poi con l'acronimo di PAF (Patent Applied For), dovuto alla temporanea mancanza di disponibilità del numero di brevetto e tuttora, nelle sue molte e successive incarnazioni, risulta montato su una gran parte delle chitarre elettriche in commercio.

Come ti cancello il rumore...

Qual è il meccanismo che rende questo tipo di trasduttore immune dai disturbi? Un'accortezza tanto semplice quanto geniale sta dietro il raggiungimento dell'obiettivo: le due bobine che compongono la struttura sono infatti opposte di polarità magnetica e collegate in modo che il flusso elettrico percorra in senso orario l'una, antiorario l'altra.

Per capire come questa cosa funzioni, occorre tenere conto di alcuni fenomeni: i pickups producono segnale grazie ad una corrente elettrica indotta ai capi delle bobine dal movimento della corda all'interno del campo magnetico permanente da essi generato. Dato che la corda oscilla simmetricamente attorno al suo punto di quiete, la corrente elettrica che il suo movimento induce nel pickup è di tipo alternato: questo significa che essa cambia di polarità continuamente, presentandosi senza un segno dominante positivo o negativo. (fig.3 generazione del segnale)

L'interferenza elettromagnetica (generata ad esempio da un neon, dai trasformatori di un amplificatore o dal tubo catodico di un monitor da pc, oppure presente nella rete elettrica con frequenza di 50 o 60Hz) interessa le due bobine contemporaneamente con la stessa identica forma e valore: la polarità magnetica opposta e la fase elettrica inversa dell'una rispetto all'altra, fanno sì che tale segnale venga trasformato in due copie identiche, ma tra loro speculari. In virtù di questo il valore finale dell'interferenza, frutto della somma del segnale delle due bobine, risulterà nullo. Viceversa, la corrente alternata generata dal movimento della corda, che si presenta identica nei due avvolgimenti nello stesso istante, riuscirà a passare indenne, ulteriormente raddoppiata di valore(fig.4 cancellazione del rumore).

Questo stratagemma ingegnoso, paga un prezzo per essere messo in atto: il valore dell'impedenza elettrica delle due bobine collegate in serie, causa una perdita di frequenze acute e così le componenti più minute della vibrazione della corda tendono a scomparire. Il fenomeno, unito all'ulteriore effetto di cancellazione involontaria al quale sono soggette le frequenze la cui lunghezza d'onda rientra nella distanza tra i poli delle due bobine, è causa della risposta in frequenza più limitata degli humbuckers, rispetto a quella dei pickups a singola bobina.

Bene, per ora mi fermerei qui, immaginando che ci sia già abbastanza carne al fuoco per questa prima tornata!Via libera ai vostri commenti e considerazioni, dunque.

Nel prossimo appuntamento vedremo come sia possibile collegare le bobine di un humbucker in varie configurazioni, ottenendo suoni di volta in volta differenti...

A presto!

Nota della redazione E' un piacere dedicare la prima copertina di accordo 2.0 ad un professionista che stimo moltissimo. Luca Villani oltre ad essere un chitarrista sopraffino, capace di incantare sia sulle note di un rocchettone quanto su quelle di un raffinato pezzo jazz, è uno degli artigiani più interessanti del panorama italiano (I-SPIRA Pickups). Su accordo Luca lascierà la sua veste di imprenditore per vestire i panni del super esperto in tema di setup elettrico delle nostre beneamate sei corde. Con lui, nel corso di una serie di appuntamenti mensili, esploreremo il mondo "nascosto" che sta dietro ai nostri battipenna svelando, oltre ai trucchi del mestiere, una bella serie di luoghi comuni. Imperdibile. --Jurgen