Guitar loudspeaker impedance replication using an active reactive load

Abstract

A vacuum tube guitar amplifier cannot be operated without a load, which is typically a speaker cabinet. The impedance curve characteristics of the load affect the response of the amplifier. Different speaker cabinets have different impedance curves. Silent loads, which have gained popularity in the recent years, typically have one or two selectable impedance curves. Ideally, the impedance curve of any kind of speaker cabinet could be replicated with a single adjustable silent load. In this thesis, the impedance curves of several guitar and bass speaker cabinets were measured in order to find common characteristics and differences. Also, a commercial silent load was reverse engineered and an improved adjustable passive load was developed. Finally, an adjustable active reactive load was developed as a proof of concept, as no active loads exist on the market. The developed active load functioned as intended, but the prototypes were not ideal and would require further development.

Kitaralle tarkoitettua putkivahvistinta ei voi käyttää ilman kuormaa, joka on yleensä kaiutinkaappi. Kuorman impedanssikäyrän ominaisuudet vaikuttavat vahvistimen vasteeseen. Eri kaiutinkaapeilla on erilaiset impedanssikäyrät. Hiljaisissa kuormissa, jotka ovat saavuttaneet suosiota lähivuosina, on tyypillisesti yksi tai kaksi valittavaa impedanssikäyrää. Ideaalitilanteessa minkä tahansa kaiutinkaapin impedanssikäyrän voisi toisintaa yhdellä, säädettävällä kuormalla. Tässä diplomityössä mitattiin usean kitara- ja bassokaiutinkaapin impedanssikäyrät, jotta saatiin selvitettyä niiden yhtenäisyyksiä ja eroavaisuuksia. Lisäksi kaupallinen hiljainen kuorma takaisinmallinnettiin ja kehitettiin paranneltu, säädettävä passiivinen kuorma. Lopuksi kehitettiin säädettävä aktiivinen reaktiivinen kuorma soveltuvuusselvityksenä, koska markkinoilla ei ole saatavilla yhtään aktiivista kuormaa. Kehitetty aktiivinen kuorma toimi halutusti, mutta prototyypit eivät olleet ideaalisia ja laite vaatisi jatkokehitystä.