Обучение музыки
Что такое гармонические искажения. Хью Робджонс. Аналоговая теплота.
Любая нелинейная звуковая система (такая, как аналоговый магнитофон), до некоторой степени искажает входной сигнал. И поскольку эти искажения изменяют форму звуковой волны, то это обычно приводит к созданию дополнительных гармоник. Чтобы не углубляться в научные дебри, скажем следующее: гармоники – это набор частот, производных от какой-то фундаментальной частоты (так сказать, её копии с увеличенной частотой – высшие гармоники). Эти гармоники обогащают и «усложняют» исходный звук. И не всегда такое обогащение приятно нашему слуху. Гармоники, кратные исходной частоте в отношении 2, 4, 6, 8 и так далее раз, называются чётными. А гармоники, кратные в отношении 3, 5, 7, 9 – называются нечётными. Некоторые нелинейные системы генерируют больше чётных гармоник, чем нечётных, другие же – наоборот. И баланс между чётными и нечётными гармониками очень сильно влияет на звуковое качество.
Словесное описание искажения похоже на попытку описать аромат сыра посредством танца, но я всё-таки попробую. Гармоники (обертоны) – это то, что даёт звуку его тембр и характер. Например, благодаря им звук флейты отличается от звука кларнета. Таким образом, гармоническое искажение – это такое искажение, при котором происходит генерация новых или усиление уже существующих гармоник, что приводит к изменениям в тембре исходного сигнала. C музыкальной точки зрения частоты высших гармоник имеют вполне определенный смысл. Например, вторая гармоника — это та же нота, что и основной тон, только октавой выше, четвертая — двумя октавами выше. Таким образом, чётные гармоники придают звуку объем, делают его сочнее, так как звучат слитно с основным тоном и его подчеркивают. Если мы играем не одну, а несколько нот, то их вторые и четвертые гармоники будут также консонировать (или диссонировать) друг с другом, как и основные тоны, сохраняя читаемость аккорда (или всего комплекса инструментов). Многие приборы, сделанные на основе электронных ламп, имеют тенденцию генерировать, главным образом, чётные гармоники.
Тем не менее, в действительности всё намного сложнее, потому что вид искажения только лишь частично зависит от того, какие активные элементы используются. Как уже было сказано, вид искажения очень сильно связан со схемотехническими особенностями устройства, и ничто не мешает изготовить транзисторную схему, преимущественно производящую чётные гармоники, или ламповую, генерирующую нечётные. И, кроме того, на базе обоих типов активных элементов можно изготавливать очень линейные, с очень малым количеством искажений, устройства. То же самое относится и магнитофонам. Даже если в каком-то аппарате и декларируется наличие чётных гармонических искажений, то они редко являются доминирующими. Обычно они вызываются искажениями в усилительном тракте (обычно в ламповых магнитофонах), или в результате намагниченности головок.
При настройке магнитофона звукоинженер обычно пытается оптимизировать его параметры так, чтобы минимизировать искажения.
И Вам ещё следует знать, что некоторые магнитные ленты последнего поколения обладают большой перегрузочной способностью, и чтобы добиться от них эффекта сатурации, при записи требуется подать очень высокий уровень сигнала. Однако, не в каждом магнитофоне электроника записывающего тракта способна работать с такими уровнями (да и не каждая головка справляется с ними). К примеру, такая проблема может быть с некоторыми магнитофонами от Revox.
Физик объяснил любовь музыкантов к ламповым усилителям
Дэвид Кипортс из колледжа Миллса (США) экспериментально выяснил отличия звука перегруженных ламповых усилителей от звука полупроводниковых усилителей. Физик проверил устоявшееся мнение о том, что ламповые усилители вносят в основном четные гармоники в сигнал, а в полупроводниковых усилителях оказывается значимый вклад нечетных гармоник, вносящих диссонанс. Исследование опубликовано в журнале Physics Education.
Электронный усилитель — прибор, увеличивающий силу тока, попадающего в него. Это происходит благодаря использованию специальных устройств — например, транзисторов или вакуумных ламп. Они способны менять свою электропроводность под действием управляющего сигнала, в простейшем случае «включая» или «отключая» ток через себя. При этом управляющий сигнал может быть достаточно слабым, по сравнению с током через устройство.
Таким образом можно из слабого сигнала с небольшими скачками напряжения получить переменный ток большой мощности, достаточный, например, для воспроизведения звука или срабатывания детектора.
В случае звука, электронные усилители могут не только усиливать мощность входящего низкочастотного сигнала, но и добавлять к нему новые частоты — гармоники. Например, из сигнала частотой 200 герц после усиления может получиться набор сигналов с частотами 200, 400, 600 и 800 герц — добавляются вторая, третья и четвертая гармоники. Это происходит при «перегрузке» усилителя — использовании слишком мощного входного сигнала. Это влияет на качество получаемого звука. Среди музыкантов распространено мнение, что звук, получаемый усилителями на вакуумных лампах лучше, чем на полупроводниковых транзисторах.
Кипортс проверил одно из предположений, связанное с тем, что в полупроводниковых транзисторах сильнее оказывается вклад нечетных гармоник. Для этого физик использовал коммерчески доступное оборудование — гибридный усилитель Bugera BC15, в котором есть ламповый предусилитель и транзисторный основной усилитель.
Анализ звука ученый вел с помощью программы Logic Pro X.
Оказалось, что перегруженный ламповый предусилитель добавлял в основном вторую и четвертую гармоники к входному сигналу. Ученый отмечает, что удваивание частоты нот в аккорде не добавляет к звучанию диссонанса — физик подробно разбирает в работе пример с аккордом Cmaj7. Утраивание частоты — в случае с третьими гармониками — наоборот, добавляет «диссонансную» ноту. Именно это и происходило при использовании перегруженного транзисторного усилителя, вклад третьей гармоники был больше, чем у четных гармоник. Физик отметил, что сильная перегрузка лампового усилителя также приводит к возникновению нечетных гармоник.
Ранее мы сообщали и о других исследованиях музыки. Так, в 2015 году американские физики разработали алгоритм, позволяющий дорабатывать металлические предметы для звучания с заданной частотой и амплитудой — это позволило создать металлофон из фигурок в форме зверей. А коллектив математиков из Великобритании, проанализировав гармонию в американской музыке 1960-2010 годов, описал три «революции», произошедшие в ней.
Владимир Королёв
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Когда искажение хорошее — Блог Sonarworks
Искажение — непостоянная вещь. Искажение плохо в некоторых случаях, например, когда вы оставляете предусилитель включенным до упора и случайно получаете идеальный вокальный дубль для клипа. В других случаях, например, в рычащем рок-гитарном соло, дисторшн может быть великолепен. Откуда вы знаете разницу?
В этом блоге мы расскажем все, что вам нужно знать об искажениях, в том числе о различных типах искажений, разнице между гармониками второго и третьего порядка и о том, как использовать искажения для улучшения ваших миксов.
Хорошее искажение
Когда искажение хорошее? Короткий ответ; когда это намеренно. Но мне кажется, вы пришли сюда за дополнительной информацией.
Существует множество различных типов искажений, и хотя ни один из них не является хорошим или плохим по своей сути, некоторые из них звучат более приятно, чем другие.
Но сначала давайте начнем с того, что на самом деле означает слово искажение.
Говоря об аудио, искажение описывает любое изменение, внесенное в аудиосигнал. Это означает, что все, от усиления до эквалайзера и компрессии, технически считается искажением.
Для наших целей под искажением понимается гармоническое искажение , , которое является результатом клиппинга, насыщения или перегрузки цепи.
Объяснение отсечения
Отсечение происходит, когда амплитуда аудиосигнала становится настолько высокой, что схема больше не может его воссоздать. Пики формы волны «обрезаются», в результате чего они становятся плоскими, как прямоугольная волна. Это отсечение добавляет к сигналу высокочастотные обертоны, которые могут сделать звук немного нечетким или даже более насыщенным и плотным.
Не все схемы обрезаются одинаково. Ламповые схемы и аналоговая лента производят «мягкое» клиппирование при небольшом перегрузе, что создает теплый тон и мягкую компрессию по мере того, как пики сигнала постепенно сглаживаются.
Мягкое отсечение также обычно называют насыщением.
С другой стороны, схемы на основе транзисторов обычно производят «жесткий» эффект ограничения, который резко сглаживает пики для более агрессивного звучания. Некоторые транзисторные схемы способны имитировать эффекты мягкого ограничения ламповых конструкций.
Основное различие между жестким и мягким клиппированием заключается в типе гармонического искажения или обертонов, которые они производят. Мягкое отсечение дает в основном четные гармоники, в то время как жесткое отсечение дает нечетные гармонические обертоны.
Также стоит отметить, что отсечение в цифровом домене создает совершенно другой и, как правило, нежелательный звук. В отличие от аналоговых систем, цифровые системы не позволят сигналу превысить порог. Вместо этого сигнал выше порога удаляется из формы сигнала цифровым способом, что обычно приводит к резко звучащим, чрезвычайно громким гармоническим артефактам.
Искажение клиппинга .
В синем мы видим синусоиду, чистый тон. Зеленым цветом мы видим версию того же сигнала с мягким клиппингом, где закругленная форма волны была слегка сглажена или обрезана . Это может произойти из-за перегрузки аналогового или цифрового процессора или использования лимитера или компрессора.Объяснение гармонических искажений
Аналоговые аудиосхемы могут добавлять обертоны или гармоники к исходному сигналу, создавая гармонические искажения. Гармоники могут создаваться перегрузкой схемы или побочным эффектом аналоговых ленточных или ламповых, транзисторных или трансформаторных схем. Обертоны — это звуковой сигнал, созданный как гармоническое кратное основной частоте сигнала.
Гармонические искажения изменяют тон звука иначе, чем эквалайзеры. В то время как эквалайзер может увеличить амплитуду частот, присутствующих в звуке, гармонические искажения добавляют частоты, которых не было в исходном звуке. Правильное количество этих новых частот может улучшить чистоту звука и сделать его более плотным в миксе.
Гармоники второго порядка или «четные» гармоники являются четными кратными основным частотам и создают богатый, приятный звук. Гармоники третьего порядка или «нечетные» — это нечетные кратные основные частоты, которые придают сигналу более резкое и агрессивное звучание.
Вообще говоря, ламповые конструкции создают более высокие уровни гармоник четного порядка, тогда как ленточные и транзисторные конструкции создают более высокие уровни или гармоники нечетного порядка. Однако каждая схема создает различную смесь гармоник четного и нечетного порядка, что придает ей уникальный звук.
Полное гармоническое искажение (THD) — это показатель того, сколько гармонических искажений может генерировать конкретная цепь. THD вычисляет общее количество гармоник четного и нечетного порядка в сигнале и обычно выражается в процентах.
Гармонические искажения . В синем мы снова видим чистую синусоиду. На этот раз в зеленом цвете мы видим ту же самую синусоиду с добавленными гармоническими искажениями.
К исходному сигналу были добавлены новые, более высокие частоты, которые проявляются в более частых изменениях формы сигнала. Это гармоническое искажение было создано с помощью плагина гитарного усилителя.Как использовать дисторшн при микшировании
Дисторшн — один из самых мощных инструментов микширования в вашем распоряжении. Это может помочь сделать звук насыщеннее, добавить сустейн и помочь трекам прорезать загруженный микс.
Искажение может исходить практически от любой аудиоцепи в сигнальной цепочке. Часто не одно использование искажения делает звучание трека полным, а кульминация нескольких слоев тонкого и уникально звучащего искажения.
Микрофоны
Громкие звуки могут слегка насытить ламповую электронику или привести к перегрузке лампового микрофона , внося искажения в самом начале цепи сигнала. Винтажные ламповые микрофоны, такие как Neumann U67 и Telefunken 251 славятся своим густым, богатым звуком, и именно эти уникальные характеристики насыщения придают объем вокалу и акустическим инструментам.
Важно быть внимательным при записи с искажениями, так как их потом нельзя будет убрать. Многие инженеры полагаются на моделирование микрофонов, таких как Slate VMS или Townsend Labs Sphere L22, для имитации звука и ощущения искажения лампового микрофона на стадии микширования.
Насыщение трубки . На этом изображении показаны основная частота 1 кГц и компоненты гармонического искажения на более высоких частотах. Насыщенный лампой тон частотой 1 кГц может давать гармонические обертоны на частотах 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 кГц.Предусилители
Микрофонный предусилитель является следующей ступенью, которая может вносить искажения. Искажения предусилителя могут быть результатом насыщения лампы или транзистора или, как в случае предусилителей Neve, насыщения базы трансформатора, что вызывает в основном низкочастотные гармонические искажения. Некоторые предусилители, такие как SSL VHD даже имеют встроенный контроль искажений для добавления четных и нечетных обертонов без фактического ограничения сигнала.
Те из вас, кто опасается трекинга с искажением, могут использовать плагины эмуляции предусилителя, такие как те, что доступны от UAD, Slate Digital и Waves, для имитации насыщенного звука своих любимых ламповых и полупроводниковых предусилителей.
Насыщение транзистора . Слева мы видим основную частоту и высокочастотные нечетные гармонические искажения, вызванные насыщением транзистора. Здесь тон 1 кГц производит нечетные гармонические обертоны на 3, 5, 7 и 9.кГц.Компрессоры
Еще один красочный слой гармонического искажения обычно добавляется с помощью компрессоров, как на отдельных дорожках, так и на шинах. Компрессоры по своей природе изменяют форму сигнала, вызывая искажения. Кроме того, компрессоры основаны на схемах, которые могут содержать лампы, транзисторы и трансформаторы, каждый из которых добавляет свою собственную гармоническую окраску.
Ламповые компрессоры, такие как Fairchild 670 и Teletronix LA-2A , отлично подходят для добавления мягкого клиппинга и искажения насыщения трансформатора, чтобы усилить низкие средние частоты в вашем миксе.
Если вы ищете более агрессивный звук, попробуйте компрессор FET , такой как UA 1176, или даже красочный компрессор VCA , такой как компрессор линейки каналов SSL. Эти быстрые компрессоры добавляют яркое гармоническое содержание и могут добавить энергии в ваши звуки.
Некоторые компрессоры, такие как Empirical Labs Distressor и Fatso , также оснащены регуляторами дисторшна и насыщенности для достижения идеального уровня гладкости и зернистости.
Аналоговые консоли и суммирующие микшеры
После того, как вы набрали микс и готовы распечатать окончательную версию, можно добавить немного насыщенности путем суммирования дорожек на аналоговой консоли. Каждая консоль имеет немного разный тон: консоли Neve часто звучат тепло и полно, консоли API звучат ярко и воздушно, а консоли SSL находятся где-то посередине, с резкими средними частотами.
Если вы работаете в небольшой студии, у вас может не хватить места или бюджета для широкоформатной аналоговой консоли, и в этом случае вы можете подумать об аналоговом суммирующем микшере. Суммирующие микшеры используются для того, чтобы вдохнуть жизнь в стерильно звучащие цифровые миксы, направляя несколько звуковых дорожек или стэмов через аналоговые схемы и суммируя их на аналоговый стереовыход и обратно в вашу DAW.
Для тех, кто работает полностью «из коробки», Slate Digital, Waves, Brainworx и Universal Audio выпускают эмуляцию консоли подключаемых модулей, которые имитируют уникальные характеристики аналогового суммирования ряда различных консолей. Некоторые плагины даже генерируют разные алгоритмы для каждого канала, чтобы имитировать работу на реальной аналоговой консоли, где каждый канал имеет свой уникальный звук.
Магнитофоны
Еще один отличный способ добавить гармонические искажения в ваш микс — магнитофон. Аналоговая лента предлагает уникальный звук, не похожий ни на одну другую схему.
Эффект мягкого клиппирования в сочетании с гармониками нечетного порядка создает приятный эффект компрессии, который делает басы жирнее и сглаживает резкие высокие частоты. Многие магнитофоны также используют схемы на основе трансформатора , которые обеспечивают небольшую окраску низкочастотных гармоник.
К счастью, вам не нужно бежать и покупать винтажный магнитофон, чтобы применить эту обработку к вашему миксу. Несколько производителей подключаемых модулей создали эмуляции самых популярных магнитофонов, включая Studer A800, J37 и Ampex ATR-102.
Плагины эмуляции магнитофона можно применять либо непосредственно на дорожке, либо на шине. При применении эффектов ленты непосредственно к отдельным дорожкам попробуйте использовать двухдюймовую ленту, чтобы имитировать звук записи на ленту. Затем примените ленточные эффекты к мастер-шине, используя настройку в полдюйма, чтобы имитировать звук отскока на двухдорожечный мастер-магнитофон. Не бойтесь попробовать оба варианта, если вам нужен классический звук!
Аппаратные блоки дисторшна
Есть еще один способ добавить дисторшн в ваш микс — с помощью соответствующего блока дисторшна.
Некоторым инженерам нравится использовать гитарные педали для захвата различных типов искажений, таких как овердрайв и фузз. Некоторые звукоинженеры даже усиливают сигналы через обычные гитарные усилители, чтобы получить правильный тон.
Педали дисторшн SansAmp и блоки стоек являются основным студийным элементом для добавления дисторшна во время миксов.
Есть даже несколько блоков аналогового дисторшна, специально разработанных для микширования. Такие устройства, как Thermionic Culture Vulture и Vertigo Sound VSM-2, обеспечивают универсальные элементы управления для набора идеального количества грязи. Иногда простое прокручивание ваших цифровых треков через аналоговый предусилитель или эквалайзер, например AMS/Neve 1073SPX, может добавить вашему звучанию определенное знакомое качество.
Плагин Distortion
Существует бесчисленное множество плагинов качественного искажения, которые помогут вашим трекам прорезать микс.
Одним из самых популярных вариантов является SoundToys Decapitator, который эмулирует характеристики искажения магнитофонов, предусилителей и даже других устройств искажения. Ozone 9 Exciter от Izotope имитирует звук ламп, ленты, трансформаторов и транзисторов и может быть адаптирован для четырех различных частотных диапазонов.
Большинство DAW даже предоставляют плагин насыщения или два. Собственный AVID Lo-Fi — это фантастический инструмент, позволяющий добавить немного аналогового песка к звукам ударных и баса, а Logic X предоставляет несколько эффектов плагина искажения. Kazrog выпустил True Iron, плагин, который эмулирует характеристики насыщения трансформаторов, созданных по образцу некоторых легендарных устройств, таких как Neve 1073 и Teletronix LA-2A, среди прочих. Kazrog также производит SynthWarmer, моделирующий аналоговую насыщенность 1970-х годов. Эти и другие плагины воссоздают звук аналогового насыщения и искажения и могут добавить объем и интенсивность вашим цифровым трекам.
Izotope Ozone 9 Exciter позволяет выбирать между 7 типами искажений, включая ленту, лампы, транзисторы и трансформаторы. Вы можете применить любой из типов возбудителей к 4 отдельным частотным диапазонам. Kazrog KClip 3 может добавить насыщенность, теплоту и искажение, чтобы увеличить жирность и видимую громкость ваших треков с помощью 8 режимов насыщения. Наряду с многополосной обработкой KClip обеспечивает эффекты насыщения средней стороны.
Теперь, когда вы лучше понимаете различные типы дисторшна и как их использовать в своих миксах. Просто не забудьте использовать легкое прикосновение, так как небольшое искажение может иметь большое значение! Как всегда, убедитесь, что вы используете точный мониторинг, чтобы вы могли доверять тому, что слышите.
Нечетные и четные гармонические искажения (в чем разница?)
Раскрытие информации : Мы можем получать комиссионные, когда вы переходите по нашим ссылкам и совершаете покупки.
- В чем разница между нечетными и четными гармоническими искажениями?
- Как работают обертоны и гармоники?
- Одно лучше другого?
Сначала: краткий урок о гармониках и обертонах
Чтобы хотя бы начать обсуждение различий между нечетными и четными искажениями, нам нужно пройти небольшой урок о нечетных и четных гармониках и о том, что такое обертоны.
Я постараюсь сделать это как можно проще!
Нечетные и четные гармоники: в чем разница?
Как следует из названия, четные гармоники следуют ряду 2, 4, 6, 8 и т. д. и являются произведением основной частоты. Нечетные (или нечетные) гармоники следуют за сериями 3, 5, 7 и т. д. .
Что насчет гармоник и обертонов?
Гармоника – это целое число (целое число), кратное основной частоте.
Обертон определяется как любая резонансная частота, которая существует выше основной частоты.
Их часто путают друг с другом. Не все обертоны попадают в гармонический ряд, но все гармоники считаются обертонами .
Обертоны, выраженные в серии Harmonic
При рассмотрении обертонов в гармоническом ряду мы замечаем следующее:
- Четные обертоны состоят из октав и квинт
- Нечетные обертоны состоят из терций, образующих доминирующий септаккорд
Нечетные и четные гармонические искажения
Недавно мы говорили о ламповых и полупроводниковых предусилителях, их характеристиках и гармониках, которые они создают.
Звук гармонических искажений в ваших миксах может сильно повлиять на тембр и ощущение, поэтому стоит разобраться с их идентификацией и тем, как они повлияют на ваш рабочий процесс (а также знать, как они ведут себя, чтобы укротить любые проблемные частоты).
.
Что такое гармонические искажения?
Хороший способ представить, как выглядят гармонические искажения, это сначала представить себе синусоиду. Синусоидальная волна будет колебаться с постоянной амплитудой и частотой (подумайте о нажатии клавиши на синтезаторе без каких-либо эффектов или обработки). Это четкие, постоянные ноты, которые в музыкальном плане довольно скучно слушать.
Добавляя искажения к синусоидальной волне, мы фактически манипулируем самой волной, чтобы она больше не следовала строгому колебанию.
Вот почему, когда вы видите форму волны в DAW, она выглядит как «каракули», потому что (если вы не записываете синусоиду) волна не будет следовать заданному пути во время колебаний.
Когда мы добавляем искажение к синусоиде (или заставляем ее перегружаться), создается эффект клиппинга. Чем больше искажений мы добавляем (или чем более насыщенным становится звук), тем больше гармоник получается.
Любой тон, который вы играете, будет иметь «основную частоту».
Если вы сыграете, например, «ля» на гитаре, основная частота будет соответствовать этой ноте, однако вы не будете просто услышите A, вы услышите много других частот вокруг него в спектре.
Если вы вставите плагин частотного анализатора на инструментальную дорожку, это даст вам хорошее представление о том, что такое основная частота.
Если вы когда-нибудь видели вибрирующую гитарную струну при ярком свете, вы заметите, что она вибрирует неравномерно, рисунок на струне будет меняться по мере того, как струна будет звучать.
Хотя это не представляет собой гармоническое искажение, оно облегчает понимание того, что воспроизводится не одна частота, а несколько (что иллюстрируется различными вибрациями и паттернами струны).
Думайте о гармониках как о «других частотах», окружающих основную частоту.
Нечетное или четное?
Итак, мы знаем, что при искажении возникают гармоники, однако эти гармоники не случайны. В зависимости от типа искажения мы можем манипулировать созданием нечетных или четных гармоник.
Допустим, мы запускаем наш ламповый усилитель на канале с высоким коэффициентом усиления. Ламповый дисторшн является синонимом тепла и ясности. Это потому что 9Лампы 0015 создают ровные гармоники , которые звучат тоньше и округлее .
И наоборот, если мы затем включим наш полупроводниковый усилитель и проделаем то же самое, искажение создаст нечетные гармоники , которые часто описывают как более жесткие и агрессивные по тону .
Вы часто слышите, как гитаристы утверждают, что ламповые усилители намного лучше полупроводниковых, хотя, честно говоря, красота в ухе смотрящего. Здесь нет правильного или неправильного ответа. Я рекомендую ознакомиться с нашей статьей о ламповых и твердотельных предусилителях для получения дополнительной информации об этом споре.
Один лучше другого?
Аудиопроизводство никогда не бывает простым, к сожалению, нет «лучше или хуже», когда дело доходит до гармонических искажений!
Наши уши естественным образом улавливают гармоники четного порядка, мы можем интерпретировать их как более «музыкальные», чем гармоники нечетного порядка, но это не означает, что гармонические искажения нечетного порядка не имеют своего места.
