Как выбрать генератор сигналов — советы от Суперайс

---

Если вы читали предыдущую статью «Как выбрать осциллограф», то уже знаете, что при исследовании и тестировании современных компонентов и радиосистем осциллограф идёт рука об руку с генератором сигналов.

На рынке представлено большое количество моделей генераторов сигналов, создающих – от простых синусоидальных и импульсных сигналов до мощных наносекундных импульсов и сложнейших сигналов произвольной формы. Сегодня в статье расскажем как выбрать среди многообразия моделей наиболее оптимальный для ваших целей генератор сигналов, сэкономив время и деньги.

Генератор сигналов, как для профессионального радиотехника, так и для радиолюбителя – прибор первой необходимости, который востребован наравне с осциллографом и мультиметром. По сути работы генератор сигналов представляет собой тестовый передатчик.

Важное в статье:

• Что такое генератор сигналов
• Принцип построения и работы генератора сигналов
• Зачем нужны генераторы сигналов
• Векторные и аналоговые генераторы сигналов
• Основы цифрового синтеза частоты
• Какие существуют типы генераторов сигналов
• Какие параметры в конечном счете сравнивать при выборе

Сформированные сигналы отличаются различными типами модуляции – от аналоговых АМ, ЧМ и цифровых I/Q-видов модуляции до специальных сигналов стандартов мобильной связи: GSM, W-CDMA, HSPA, LTE, LTE Advanced, GPS и беспроводных сетей. Прибор подает тестовые сигналы на испытуемые компоненты, такие как фильтры, готовые модули или усилители. Поэтому, если не хотите работать кустарно, лепить радиоприбор на коленке, используйте генератор сигналов.

Что такое генератор сигналов

Генератор сигнала – прибор, применяемый для генерации сигналов различных частот, которые называются воздействующими или управляющими сигналами. По изменениям формы сигналов судят о поведении в работе диагностируемого оборудования. Генераторы сигналов необходимы при электроизмерениях, тестировании радио- и электронных устройств в процессе их разработки, диагностики или определения соответствия заявленным параметрам.

Принцип работы генератора сигналов

При разработке электронных модулей, компонентов схемы и прочих операциях генератор сигналов работает в качестве источника воздействующего сигнала.

Генератор формирует сигнал с изменяемой по времени амплитудой, который подается на тестируемый элемент или высокочастотный модуль, фильтр. Форма сигнала может быть произвольной, а может быть в виде любой периодической функции, например, синусоиды. Может представлять собой цифровой импульс или двоичную последовательность. Наиболее распространенные формы сигналов — синусоидальные сигналы, меандры и прямоугольные сигналы, пилообразные и треугольные сигналы.

Рисунок 1. Основные формы сигналов

Что представляет собой сигнал генератора?

Сигнал является биполярным истинным сигналом переменного тока с пиковыми значениями, которые колеблются относительно определенного уровня постоянного напряжения.

Также это могут быть сигналы со смещением, которые опускаются и поднимаются ниже или выше от расположения нулевого уровня (0 В). Под переменным током понимается любой изменяющий свое значение сигнал, независимо от привязки к нулю.

Таким образом, тестирование приборов заключается в подаче сигнала идеальной формы или с добавлением искажений, то есть ошибки, которая возможна в процессе работы диагностируемого прибора.

Главное достоинство генератора сигнала — это возможность имитации реальной ошибки, которую можно предсказать в определенном месте и в нужное время с помощью исследуемой схемы.

В итоге, способность реагировать тестируемого устройства на искажение демонстрирует его готовность работать в неблагоприятных условиях аварийного режима.

Как вывод можно сказать, что сигнал на выходе модуля анализируется осциллографом или другим прибором, например, анализатором спектра или измерителем мощности. По результатам анализа судят о корректной работе проверяемого устройства. По необходимости генератором можно добавить шум на тестируемый сигнал или имитировать замирание входного сигнала.

Рисунок 2. Формирование генератором сигналов тестового сигнала для тестирования испытуемого устройства

Основные применения генератора сигналов

Вы спросите, а зачем он нужен. Например, такой прибор как генератор сигналов A96 DDS понадобится, чтобы получить в работе над радиопередатчиком и приемником требуемую форму сигналов, чтобы настраивать УМЗЧ и измерять искажения или фронты.

Даже простейший бюджетный прибор, такой как функциональный генератор сигналов на ICL8038 даст представление о кривой на выходе при подаче синуса, треугольника или меандра, позволит увидеть результат, который получается на выходе.

Подобные устройства используются в прикладных областях при формировании низкочастотных навигационных сигналов, применяются для мобильной сотовой связи, спутников и радиолокации с длинной волны от миллиметрового диапазона. Чтобы выполнять работу в любых условиях придуманы даже карманные генераторы синусоидальных сигналов, такие как Fg-100. Прибор используется вместе с осциллографом для тестирования и наладки электронных схем.

Устройства стабилизируют синтезированную частоту, поддерживают калиброванный выходной уровень сигнала и дают возможность дистанционного управления.

Иногда получается, что генератор сигналов востребован даже чаще, чем осциллограф. Например, он нужен:

1. Когда надо проверить часть схемы и сгенерировать ШИМ (широтно-импульсную модуляцию).
2. Когда нужно проверить ЦАП (цифровые-аналоговые преобразователи).
3. Для определения сигналов различной формы и для постоянного напряжения, например при подаче управляющего сигнала, а лабораторный блок питания уже задействован.
4. Когда нужно проверить нелинейность АЦП (аналого-цифрового преобразователя).
5. Чтобы определить коэффициент преобразования и частоты трансформатора.
6. Чтобы запитать микросхему или ее часть, когда не желателен большой ток.
7. Когда, благодаря невысокому сопротивлению до 50 Ом, нужно проверить динамик, зуммер или определить на какую частоту нужно настроить срез фильтра.
8. Когда надо проверить усилители, снять ампер-частотную характеристику фильтра, определиться с точностью мультиметра или частотомера, или токовых клещей.

Цифровой генератор сигналов или аналоговый, что лучше?

Аналоговые приборы формируют высококачественные ВЧ-сигналы, обеспечивают АМ/ЧМ, импульсную и ФМ-модуляцию.

Аналоговые источники могут качать частоты в заданном диапазоне и даже формируют стандартные сигналы генератора, например, пилообразной и треугольной формы.

Аналоговые генераторы сигналов отличаются:

1. Высокой частотой спектра до 10 дБн и отсутствием гармоник.
2. Низким собственным широкополосным шумом до 160 дБн.
3. Низким однополосным фазовым шумом до 140 дБн/Гц с отстройкой от несущей 10 кГц, f = 1 ГГц, полоса измерений 1Гц.

Однако подавляющее большинство генераторов построены на цифровом принципе. Некоторые приборы универсальны и подходят под требования и аналоговых устройств, и цифровых. Принимать надо то решение, которое оптимально и отвечает выгоде.

Например, генераторы стандартных функций и произвольной формы, они работают с любыми сигналами и смешанными тоже. Для создания и изменения сигналов любой формы применяется метод дискретизации. Для синхронизации с другими приборами и цифровыми выводами генераторы дополнены выходами маркеров.

Для каких целей лучше всего использовать цифровые генераторы сигнала?

Это тестирование в предельных режимах шин компьютеров, телекоммуникационных устройств и прочих приборов цифрового типа.

Если подробнее, то векторные приборы бывают импульсные с потоком сигналов прямоугольной формы или с высокочастотными импульсами на небольшом числе выходов. Устройства формируют сигналы в пределах информационной пропускной способности системы с помощью встроенного I/Q модулятора.

Приборы обладают возможностью создавать комплексные виды модуляции QPSK и 1024QAM. Подобные устройства тестируют высокоскоростное цифровое оборудование.

Векторные генераторы сигналов, или как их еще называют генераторы данных цифровой последовательности, создают 8, 16 и более синхронных потоков импульсов.

Есть более сложные модели. Возьмем приборы, работа которых построена на прямом цифровом синтезе сигналов и отличается большей конструктивной сложностью и высокой функциональностью.

Прямой цифровой синтез сигналов (DDS) как основной метод генерации синусоидальных сигналов

Прямой цифровой, или когерентный синтез (Direct Digital Synthesis или DDS) – технология генерации сигналов специальной и произвольной формы. Прибор, основанный на такой технологии, синтезирует гармонические сигналы множественных частот с высокой точностью и стабильностью из одного или нескольких опорных колебаний.

Принцип работы устройств, работающих с синтезом синусоидальных сигналов построен без применения колебательных компонентов. Для работы используется функция с потоком цифровых данных, соответствующих нужной форме сигнала, закрепленная в памяти. Поток данных подается на вход цифро-аналогового преобразователя, где происходит их изменение в последовательность уровней напряжения, приближенных к сигналу требуемой формы.

Метод уникален цифровой определенностью, то есть частота, амплитуда и фаза сигнала точно известны и подконтрольны в любой момент времени. Устройства DDS стойкие перед температурным воздействием и не подвержены старению.

Достоинства метода DDS:

1. Цифровое управление частотой и фазой сигнала на выходе.
2. Высокое разрешение по частоте и фазе.
3. Переход на другую частоту или фазу, перестройка по частоте без разрыва фазы происходит быстро, без выбросов и прочих аномалий, связанных с переходными процессами.
4. Для архитектуры, основанной на ЦПС, не обязательно применять точную подстройку опорной частоты из-за ее малого шага перестройки, обеспечена возможностью параметрической температурной компенсации.
5. Способность организации с помощью цифрового интерфейса микроконтроллерного управления.

Синтезатор частоты, применяемый в аппаратуре связи, служит ядром настройки и определяет ее главные технические параметры. Благодаря высокой степени интеграции, программному управлению и небольшим размерам, синтезатор удовлетворяет экономическим и техническим показателям. Например, генератор сигналов произвольной формы MHS-5200A.

Устройства цифрового синтеза выпускаются в интегральном виде с применением субмикронной CMOS-технологии, 3-вольтовой логики и миниатюрного корпуса.

Типы генераторов сигналов

1. Генераторы синусоидальных сигналов модулированного или не модулированного типа – это усилитель с положительной обратной связью, применяется для тестирования радиоэлектронных устройств.
2. Генераторы смешанных сигналов/функциональные генераторы:

• генераторы сигналов произвольной формы (AWG) – устройство с высокой скоростью выборки за счет применения технологий сверхбыстрых переключающих гетеропереходных приборов на германии и арсениде галлия. Прибор, кроме синусоидального сигнала, может генерировать стандартные сигналы, такие как: меандр (1 мкГц — 50 МГц), пилообразный (1 мкГц – 1 МГц), импульсный (1 мкГц – 25 МГц), шумовой (полоса 50 МГц) и пользовательские сигналы с диапазоном частот от 1 мкГц до 10 МГц с возрастанием и убыванием по экспоненциальному закону, Sin(x)/x и сигнал постоянного тока. Генераторы AWG легко формируют и сохраняют во внутреннюю память сигналы произвольной формы.
Рисунок 3. Упрощенная функциональная схема генераторов класса AWG
• генераторы сигналов произвольной формы и стандартных функций (AFG) – лучшее соотношение цена и качество в своем классе. Например, генератор сигналов JUNCE JDS2900 — 15M отличается стабильностью и быстрым откликом на изменение частоты. Имеет два канала с диапазоном частот до 25 МГц и амплитудой от 1 мВпик-пик до 10 Впик-пик во всем рабочем диапазоне. Генерирует все типы сигналов, нужные для проведения лабораторных работ. Может работать в нескольких режимах и обладает встроенным частотомером до 200 МГц.
Рисунок 4. Функциональная схема генератора AFG

Источники логических сигналов. Приборы для тестирования цифровой аппаратуры с длинными непрерывными двоичными последовательностями со специальным содержимым и временными характеристиками.

• генераторы импульсов или генераторы временных соотношений (DTG) создают двоичную информацию большого объема. Такие приборы также называются генераторами кодовых соотношений, тестирующими компьютерные шины, микропроцессоры, дисковые накопители, логические интегральные схемы и прочие цифровые элементы.
• генераторы цифровых последовательностей (ARB) или генераторы импульсной последовательности выводят поток импульсов или меандр на небольшое число выводов с высокой частотой. Высокая частота и крутой фронт позволяют тестировать высокоскоростное цифровое оборудование.

Дополнительно, генераторы подразделяют по частотному диапазону на:

• генераторы НЧ-сигналов (низкочастотные), которые строятся как RC-генераторы, работают до 2 МГц. Например, низкочастотный генератор сигналов Longwei TAG-101 с полосой пропускания от 10 Гц до 1 МГц с минимальным искажением в пределах нормы ±5%.
• генераторы ВЧ-сигналов (высокочастотные LC-генераторы) для работы в радиочастотном диапазоне с различными видами модуляции на частоты до 100 – 150 МГц. Работают на основе LC-генераторов, обладают высокой степенью экранирования, без чего точные измерения при малых уровнях ВЧ-сигналов невозможны. Отличаются низким уровнем шумности, подходят для измерений с высоким уровнем требований.

С разновидностями генераторов сигналов цифрового типа разобрались. Как видим, линейка приборов отличается большим разнообразием.	Поставку надежных генераторов сигналов доверьте Суперайс Посмотреть каталог
Поэтому, чтобы не ошибиться, обсудим, какими характеристиками нужно руководствуются, чтобы правильно выбрать генератор для своей задачи.

Основные параметры генератора сигналов

Объем памяти (длина записи)

От объема памяти или числа ячеек памяти для хранения сигнальных последовательностей зависит достоверность воспроизведения сигнала.

Вывод: больший объем памяти позволит сохранить большое количество мелких элементов формы сигнала, т.е. больше периодов сигнала останутся зафиксированными.

Частота дискретизации

Частота дискретизации (тактовая частота, частота выборок) — это количество выборок за определенный интервал времени. Определяет максимальную частотную составляющую выходного сигнала.

Вывод: при выборе обращайте внимание на то, чтобы частота дискретизации превышала минимум вдвое частоту самой высокой спектральной составляющей генерируемого сигнала. От частоты дискретизации зависит минимальный интервал времени, который используют при создании сигналов.

Разрешение по вертикали (по амплитуде)

Вертикальное разрешение или динамический диапазон определяется разрядностью ЦАП: чем выше разрядность, тем четче разрешение. Показатель служит для определения выходного сигнала, показывает минимальное значение шага напряжения. Измеряется в децибел (дБ) по отношению к амплитуде, например генератор сигналов специальной формы UNI-T UTG1010A отличает высокое разрешение 14 бит вертикального разрешения и частотой дискретизации 125 Мвыб/сек, что обеспечивает быстрый отклик.

Вывод: разрешение по вертикали – это точность амплитуды и достоверное воспроизведение искажений сигнала. При выборе желательно принимать во внимание, что чем выше разрешение, тем ниже частота дискретизации.

Дополнительные параметры:

• Полоса пропускания или скорость передачи данных — это диапазон частот выходного сигнала, который генератор может надёжно воспроизвести. Этот параметр быть достаточным для пропускания высших частотных составляющих сигнала без ухудшения его характеристик.
• Число выходных каналов. Наличие независимых каналов повышает гибкость прибора в работе, за счет возможности генерации различных испытательных сигналов.
• Функциональные возможности. Обращайте внимание на набор воспроизводимых стандартных сигналов, модуляцию, амплитуду на выходе и возможности редактирования сигнала.

Выбор генератора сигналов зависит от задач, которые вы преимущественно выполняете или от запросов, что вы ждете от прибора.

Если вам нужен портативный прибор для генерации сигналов самых различных форм, т.е. вам нужно воспроизводить интересующие сигналы и тестировать оборудование при том, что все эти операции нужно делать с незначительной амплитудой вектора ошибок и небольшим уровнем шума, то вам потребуется генератор с разрешением больше 10 бит и частотой дискретизации от 200 Мвыб/с до 50 Гвыб/с.

Такое устройство обеспечивает прямую генерацию сигналов с несущей до 18 ГГц или генерацию синфазных и квадратурных составляющих модулирующего сигнала. Например, генератор сигналов JUNCE JDS2900 — 50M.

Понадобилось выполнить несколько операций:

• протестировать приборы;
• подключить и синхронизировать несколько устройств;
• проводить масштабные эксперименты и расширять настройки тестирования.

В этом случае вам понадобится прибор из серии AWG. Он обладает простыми настройками блока, а синхронизация для него занимает мало времени, освобождая время для основных операций. Как правило, у таких генераторов погрешность в синхронизации 10 пс, что говорит о высокой точности прибора. В комплекте предлагаются все кабели, разъемы и принадлежности, необходимые для работы.

Запись и обработка бас-гитары

Запись и обработка бас-гитары

• Получить ссылку
• Facebook
• Twitter
• Pinterest
• Электронная почта
• Другие приложения

Для того чтобы бас звучал хорошо ему нужно пространство! Любые ненужные низкочастотные звуки забирают пространство у баса, которое необходимо ему для чистоты звука. По этой причине, используйте обрезной НЧ-фильтр (lo-cut) на каждом треке!

Если вы записываете электрический бас своими силами, установите на него новые струны и установите расстояние между грифом и струнами на максимально разумное расстояние, для того чтобы струны вибрировали свободно без каких-либо посторонних звуков.

Для записи «живого» баса также важно хорошее оборудование, по меньшей мере хороший DI-BOX.

Так же используется компрессор для управления шлепком, и таким образом, определением начала каждой ноты. Более того, степень компрессии контролирует баланс между мощными нотами и окончаниями, приглушенными нотами и фантомными нотами. Если исполнение партии на басу было качественным, тихие фантомные ноты могут быть вытащены с помощью компрессора. Однако, если на исполнение было плохим, или если фантомные ноты не создают никаких нюансов, или если они тонут в миксе, вы можете вырезать все ненужные части вручную.

Чтобы бас «качал» — длительность нот имеет большое значение, особенно в связи с большим барабаном. Длительность нот контролируется способностью и умением музыканта заглушать звук. Для многих басовых партий звук должен заканчиваться на сильной доле, особенно на доле малого барабана, преимущественно на 2-й и 4-й четвертной доле, что обеспечивает эффект «качания». С помощью инструмента «ножницы» легко можно отредактировать партию баса.

Бас всегда размещается в центре панорамы из-за того что он обладает большим количеством низких частот. Необходимо уделять особое внимание, правильному стерео-балансу сигналов с синтезаторов или VST-инструментов, потому что несбалансированный по панораме бас вызывает общий дисбаланс левой и правой сторон. Для отслеживания этого используйте гониометр или пик-метр, и проигрывайте сигнал в соло. Решение проблемы заключается в небольшом сужении ширины стереобазы и изменении баланса для того чтобы сдвинуть основной вес в центр панорамы.
Эквализация бас-гитары.

Бас может быть обработан обрезным НЧ-фильтром (lo-cut) только в том случае, когда фильтр имеет очень крутой спад. Крутизны спада в 36 dB на октаву может быть недостаточно для очень низкого баса и этот фильтр будет нежелательно подавлять низкочастотную составляющую из полезного диапазона выше 32 герц.

Некоторым бас-гитарам, у которых недостает низкочастотной составляющей, можно помочь, увеличив уровень сигнала от 40 до 80 Гц со средним значение добротности (Q).

Если бас-гитара стремиться занять место у других инструментов, вы можете уменьшить уровень нижней середины между 120 и 350 герцами.

Участок между 800 и 1200 герцами отвечает за «гнусавость» и «деревянность» звука бас-гитары, а также он отвечает за тональное определение. Выше этих частот находится только несколько гармоник, а также звук ладов и движения пальцев.
Использование компрессора для бас-гитары.

Ограничение динамики сигнала вырезает сильные пики, что даёт в итоге ровный сигнал.

Создание сустэйна для длинных, протяжных нот. Этот вид компрессии особенно популярен в медленных песнях. Большое, устанавливается по темпу, значение времени отпускания (Release) гарантирует, что уровень, уменьшенный компрессором при его срабатывании, будет медленно возвращаться к исходному значению, прежде чем компрессор сработает опять и уменьшит усиление. Вы можете создать длинный, протяжный звук для инструмента, который такими качествами исходно не обладал.
Усиление тихих призвуков с помощью малого значения времени отпускания (Release). Этот способ применения исключает возможность увеличения сустейна, о которой было сказано ранее.
Усиление ритмического определения и перкуссионности звука бас-гитары при помощи больших значений времени атаки (Attack).

Бас и реверберация?

В обычной поп-музыке бас-гитара — это тот инструмент, который обрабатывается наиболее деликатно и практически неслышимо с помощью реверберации перкуссионного ревербератора, что подчеркивает общность барабанов и баса. Применение небольшой реверберации особенно популярно для безладового баса. В других случаях, реверберация баса зависит от конкретного стиля.
Использование многополосного компрессора для бас-гитары.

В особых, отдельных случаях вы можете использовать многополосный компрессор с функцией экспандера для увеличения уровня определенного частотного диапазона некоторых инструментов.

В случаях, когда обычный компрессор не может увеличить громкость фантомных нот, чтобы сделать их слышимыми в общем миксе, я использую компрессор Steinberg Multiband Compressor (штатный) путем включения его в разрыв копии басового трека, где он увеличивает определенный частотный диапазон как экспандер. Вы можете установить этот плагин в режим «соло» выбранного частотного диапазона, так что будет пропущен только интересующий частотный диапазон и будет смикширован вместе с другими каналами.

Это средство спасения может быть применено и к другим инструментам, где требуется особенная степень редактирования.

Удвоение басовых треков.

Удвоение басовых треков без сомнения начинается с записи одного сигнала с DI-BOX устройства, и второго — через басовый усилитель и микрофон, что в итоге дает широчайшие возможности для дальнейшего сведения. Если такое разнообразие недоступно, можно сэмулировать такую возможность с помощью копирования трека с бас-гитарой, применяя разную обработку к каждой копии и микшируя их вместе снова. И так как звук баса также состоит из 2-х составляющих — низа и верха, может оказаться удобным в некоторых случаях сфокусироваться в одном треке на низких частотах, а в другом — на тональном восприятии.

Такая двойная обработка может дать очень интересные результаты и также способна спасти от большого количества проблем с басом.

Фазовый эффект, как результат различной эквализации обоих частей, также уплотняет звук. Сдвоенные треки бас-гитары обеспечивают необходимое условие для добавления к басу фазовых эффектов, таких как: хорус, флэнджер и другие.

Оставьте низкочастотный бас-гитарный трек без эффекта, и установите подавление высоких частот при помощи несильной эквализации с крутизной 12 или 24 dB на октаву, начиная, например, со 180 герц. С другой стороны, на втором треке примените крутой обрезной НЧ-фильтр (lo-cut) и установите модуляционный эффект в его разрыв. В этом случае, вы получите ясный моно-бас без фазовых проблем и полноценный модуляционный стерео-эффект.

Автор: Виталий Апёнкин

• Получить ссылку
• Facebook
• Twitter
• Pinterest
• Электронная почта
• Другие приложения

Популярные сообщения из этого блога

Мастеринг звука для цифровых площадок

Это случалось с каждым из нас. После недель и даже месяцев сведения, вы загружаете свое творение в Сеть. Предвкушая рассылку трека всем друзьям и положительные отзывы, вы испытываете небывалый подъем. Дождавшись сообщения об окончании загрузки, вы включаете трек и воодушевление моментально проходит — WAV-файл, записанный в 96 кГц/24-бит, после всех преобразований звучит дерьмово. Суб-бас невнятно бубнит, высокие частоты хрустят подобно чипсам, хай-хэт будто посыпан песком и выглядит невероятно плоским. Ситуацию дополнительно усугубляет звучание трека в DAW — в окне программы нетленка звучит намного приятнее и мягче. Что же случилось с песней и почему звучание трека после загрузки в сеть стало настолько ужасным? Чтобы разобраться в ситуации, обратимся к психоакустике. В 1933 году двое ученых, Харви Флетчер и Уилден Мэнсон, обнаружили, что громкие звуки воспринимаются человеком как более качественные сигналы. Высокий уровень звукового давления заставляет слуховой аппарат подстраива

Далее…

О джазовой импровизации.

Обзор теории

Перевод с привязкой ко времени: Хочу дать высокоуровневый обзор джазовой теории в одном коротком видео, чтобы показать, как все там вместе сочленяется. Естественно, это потребует каких-то обобщений, поэтому заранее извиняюсь за них. В октаве 12 нот, и расстояние между любыми двумя нотами называется интервал. Отметьте себе это, потому что вся теория музыки может быть сведена к нотам и интервалам. Аксиома №1: есть два типа интервалов: Диссонансные, которые звучат резко и остро, как, например, полутон (0:41) или тритон (0:43), и консонансные интервалы, которые звучат приятно и гладко, как чистая квинта (0:49) и большая (мажорная) терция (0:51). Причина, почему одни интервалы звучат консонансном, а другие диссонансном, имеет связь с задействованными обертонами, но эта тема за пределами данного видео, что приводит нас к аксиоме №2-а: диссонансные интервалы создают «напряжение», которое по звуку кажется испытывающим желание «разрешиться» в консонансные интервалы. Но подро

Далее…

Saturation — что же это такое?

Все люди связанные с музыкой не раз слышали, что мол, лампа — это дико true, а все эти ваши транзисторы — полная лажа. Но, в личных разговорах, мало кто мог мне пояснить, каким же образом ламповая обработка делает звук «теплым», «ламповым». Ну давайте попробуем разобраться, в чем же тут суть. А суть простая — когда цифра вошла в музыкальную индустрию и начала медленно, но верно вытеснять дорогостоящие ламповые приборы, то звукорежиссеры(музыканты, слушатели), заметили, что звук становится слишком «стерильным», и вообще каким то не таким. Волна была абсолютна идентична записываемому инструменту. Лампа же вносила небольшие искажения в звук выдавая тот самый легендарный «ламповый» звук. Она его немного «подгружала», добавляя небольшие искажения. И вот тогда, звукорежиссеры, которые еще не успели на тот момент продать свои ламповые усилители достали их с полочки, и стали пропускать аналоговый сигнал через них «загрязняя» звучан

Далее. ..

Как компрессия влияет на гармонические искажения — профессиональные аудиофайлы

Содержание статьи

Для большинства стилей популярной музыки компрессоры и лимитеры — дело необходимости и вкуса. Появление близких микрофонов произошло с увеличением захваченных переходных уровней.

Мы используем компрессоры, чтобы вернуть весь желаемый динамический диапазон инструмента в управляемое пространство. Мы используем ограничители на мастер-шине, чтобы попытаться сделать песню громче. Мы знаем, что при неправильном использовании компрессоры могут высосать жизнь из песни, стереть переходные процессы инструмента или, как мы видели в этой статье, изменить тембр инструмента.

Harmonic Distortion

Harmonic Distortion — еще одно последствие компрессии и лимитирования, если параметры атаки и восстановления установлены неправильно. По моему опыту, это эффект, который часто упоминается, но редко обсуждается подробно. В этой статье мы более подробно рассмотрим, как компрессор может генерировать гармоники.

Начнем с приятного синусоидального тона 80 Гц. 80 Гц — это достаточно высокая частота, чтобы быть частью большинства миксов, но и достаточно низкая, чтобы проиллюстрировать эффекты компрессора. На рис. 1 и рис. 2 показаны форма и спектр синусоидального сигнала. Это представление фактически включает в себя компрессор, который снижает усиление на 3 дБ с временем атаки 1 мс и временем восстановления 1 секунда.

Рис. 1: Синусоида 80 Гц

Рис. 2: Спектр частоты синусоидальной волны 80 Гц

Прежде чем двигаться дальше, давайте на минутку определим, что именно мы подразумеваем под временем атаки и восстановления.

Время атаки и восстановления

Когда входной сигнал превышает пороговое значение компрессора, он включает определенное снижение усиления, определяемое коэффициентом компрессора. Некоторые думают о времени атаки как о времени ожидания компрессора перед тем, как он понизит уровень сигнала. Это не совсем так. Параметр атаки — это время, которое потребуется компрессору, чтобы уменьшить усиление на определенное количество дБ. Таким образом, если компрессор имеет параметр атаки, который относится к 10 дБ и установлен на 5 мс, это означает, что если требуется снижение усиления на 10 дБ (определяется уровнем и порогом входного сигнала), то это займет 5 мс. для достижения этого затухания. Таким образом, мы видим, что параметр времени атаки на самом деле является скоростью изменения, а не задержкой действия. Точно так же время восстановления — это скорость, с которой компрессор восстанавливает снижение усиления после того, как сигнал упал ниже порогового значения.

РЕКЛАМА

Теперь, с временем атаки 1 мс и временем восстановления 1 секунда, компрессор снижает усиление на 3 дБ. На самом деле это никак не влияет на сигнал. Как только включаю генератор тона, сигнал превышает порог. Длина волны тона 80 Гц составляет 12,5 мс. При времени атаки 1 мс снижение усиления на 3 дБ уже происходит задолго до того, как синусоида успевает завершить хотя бы один цикл. Время восстановления 1 секунда гарантирует, что снижение усиления компрессора никогда не ослабевает, поэтому все, что у нас есть, это постоянное снижение на 3 дБ.

РЕКЛАМА

Уменьшение времени атаки до 0,05 мс при неизменном времени восстановления не влияет на тон 80 Гц. При этих настройках уменьшение усиления на 3 дБ является постоянным. Но давайте восстановим время атаки до 1 мс и уменьшим время восстановления. На рисунках 3 и 4 показан эффект уменьшения времени восстановления до 0,05 мс. Мы видим, что форма сигнала больше не является красивой, гладкой синусоидой, и в нашем анализаторе спектра появились другие частоты.

Рисунок 3: Форма волны 80 Гц, на которую влияет короткое время восстановления

Рисунок 4: Частотный спектр формы волны на Рисунке 3

Эксплуатация

Глядя на форму волны на Рисунке 3, давайте рассмотрим работу компрессора.

Начиная с самого левого края осциллограммы, мы видим нарастание сигнала. В течение этого периода сигнал находится ниже порога компрессора. Когда он приближается к своему пику, он пересекает порог компрессора и вызывает снижение усиления. При текущем времени атаки и предположении, что время атаки относится к уменьшению усиления на 10 дБ, компрессор настроен на 1 мс для ослабления сигнала на 10 дБ. При фактическом снижении на 3 дБ, показанном на компрессоре, это займет около одной трети времени атаки, что намного короче, чем длина волны 80 Гц, равная 12,5 мс. Но проблема не во времени атаки, а во времени релиза.

Как только сигнал опускается ниже порогового значения, компрессор почти мгновенно восстанавливает усиление и устраняет любое затухание. Компрессор снижает уровень сигнала только во время пиков, в промежутках между которыми компрессор неактивен. Это означает, что вместо того, чтобы просто мгновенно понизить уровень сигнала и медленно восстановить его, компрессор изменяет фактическую форму волны в каждом цикле.

Прямоугольная волна

Глядя на частотный спектр на рис. 4, мы можем увидеть в дополнение к исходному синусоидальному тону 80 Гц другую частоту 240 Гц, 400 Гц, 560 Гц и так далее. Разделив каждую из этих частот на исходные 80 Гц, мы получим основную, третью, пятую и седьмую гармоники, амплитуда каждой из которых уменьшается. Многие из вас, возможно, уже знакомы с этим рецептом: прямоугольная волна.

РЕКЛАМА

Время атаки не является причиной этого искажения, но может его усугубить. Уменьшение времени атаки приводит к еще более быстрому уменьшению усиления, дополнительно изменяя форму пиков. Результат на рис. 5 — форма волны, которая меньше похожа на оригинал, а спектр на рис. 6 говорит обо всем. Чем больше вы меняете форму самой волны, тем больше гармонических искажений вы производите.

Рис. 5. Форма волны 80 Гц, затронутая коротким временем атаки и восстановления

Рисунок 6: Частотный спектр формы волны на рисунке 5

Заключение

Короткое время атаки и восстановления позволяет укротить переходные процессы и, следовательно, повысить общий уровень инструмента или микса. Часто можно услышать искажения, если слушать в наушниках.

Если вы слышите искажения, у вас есть несколько вариантов.

Один из методов заключается в ослаблении низких частот до того, как они попадут в компрессор или ограничитель, чтобы уменьшить или устранить эффекты искажения. Это может означать существенное и, вероятно, нежелательное изменение тональности вашего микса. Следующий метод заключается в том, чтобы начать с увеличения времени восстановления, затем увеличить время атаки и играть с наилучшей комбинацией настроек.

Последний вариант — просто уменьшить усиление лимитера или коэффициента сжатия, если это возможно. Это лучший вариант, и, вероятно, с него стоит начать. Если вы слышите артефакты искажения от вашего компрессора, скорее всего, вы сжимаете инструмент или слишком сильно микшируете.

Чтобы узнать больше об этом, ознакомьтесь с серией «Эффекты анализа» Эрика Тарра.

Барак Шпиц

Барак Шпиц получил несколько дипломов в области композиции, звукорежиссуры и электротехники. Его музыку можно найти в программах MTV, The History Channel и других. Барак также работал на нескольких концертных площадках с живым звуком и инженером в Line 6 и DTS.

---

Компрессия Часть 1 — Королевский оркестр гармоник!

У всех нас есть общее представление о том, что делает компрессор и как его использовать, верно?

Я погуглил «что делает компрессор?», и «лучшие» результаты почти все похожи, но все равно неправильные.

Что-то в этом роде:

«Компрессия управляет динамикой звука, она увеличивает низкие уровни громкости и уменьшает высокие уровни громкости»

Если вы читали несколько моих статей, вы знаете, что я Я сомневаюсь в некоторых вещах — и, если необходимо, поражаю вас необработанными данными, чтобы разрушить популярные мифы 😉

Проверьте наш БЕСПЛАТНЫЙ тест Compression Harmonics Test

Бесплатный продукт, включающий DAW-сессию Compression/Harmonics от YOUR MIX SUCKS для 5 DAW: Logic Pro X, Pro Tools 2018, Cubase 10 Studio One 4 и Ableton Live 10.

Получить БЕСПЛАТНУЮ версию

ТЕСТ НАСТРОЙКА И ПРОЦЕДУРА

Давайте запустим некоторые популярные плагины компрессора через тестовую установку и процедуру , а затем посмотрим, что говорят нам результаты!
(Кстати, я дам вам тестовую установку в виде Logic-Template для скачивания, чтобы вы могли протестировать свои собственные плагины — просто подпишитесь на рассылку!)

Тестовый осциллятор в Logic Pro X подает на компрессор тестовый тон:
• Тестовый тон представляет собой синусоидальную волну (как вы знаете, синусоидальная волна не имеет дополнительных гармоник).
• Мы циклически переключаемся между тонами 55 Гц, 110 Гц, 220 Гц, 440 Гц
• затем переходим от 20 Гц к 20 000 Гц
• заканчиваем цикл тоном 100 Гц

Мы циклически повторяем это 3 раза, с повышением уровня :

• 1-й цикл:
Генератор ударяет по компрессору с – 18 дБ of level
Compressor Threshold is set JUST BEFORE compression
for the compressor ​​ NOT to compress (unity gain)

• 2nd Cycle
Oscillator hits Compressor with – 12dB of level ( 6 dB more чем в предыдущем цикле)
Настройки компрессора остались прежними, но конечно сжатие теперь кайфует в !!

• 3-й цикл
Генератор ударяет по компрессору с уровнем – 2 дБ ( еще 10 дБ добавлены к поверх предыдущего цикла)
Настройки компрессора остались прежними, но теперь довольно сильно бьет по компрессии !

Верхняя дорожка, которую вы можете видеть на видео, представляет собой кривую автоматизации для частот и уровней тестового генератора, нижняя дорожка показывает огромный подключаемый модуль анализатора после выхода компрессора (с использованием эквалайзера канала Logic Pro X). показывает как частотный спектр в реальном времени.

Кстати: – 18 дБ в вашем программном обеспечении – это ОТЛИЧНЫЙ средний уровень для ваших записей и сигналов во ВСЕХ ситуациях. Это гарантирует чистый и нетронутый звук и совместимость со всеми плагинами. Подробнее об этом в другой раз, когда я ударю вас по голове битой под названием GAIN STAGING.

Резюме: на первом такте компрессор фактически не меняет уровень сигнала, на 2м такте компрессия есть, на 3м такте сильно.

Каждый цикл заканчивается тональным сигналом частотой 100 Гц, что позволяет легко считывать добавленные гармоники на анализаторе.
• 2-я гармоника = 200 Гц
• 3-я гармоника = 300 Гц
• 4-я гармоника = 400 Гц
• 5-я гармоника = 500 Гц
• n-я гармоника = 100 Гц x n

Для справки, вот как выглядит процедура испытания с NO COMPRESSOR вставлен в сигнальный тракт.

Как видите, анализатор показывает только основные синусоидальные тона, без дополнительных гармоник. Теория музыки и физика называют это 1-й «гармоникой» — но не путайте, это термин для исходной частоты синусоидального тона.

Чтобы дать вам правильный контраст, вот как это выглядит с подключаемым клоном легендарного компрессора Fairchild 670, как некоторые из вас, возможно, знают, самого дорогого и популярного винтажного лампового компрессора на рынке.

Могу поспорить, что разработчики этого плагина всегда смотрели на такой спектр, и бесконечно кодировали и тестировали, пока плагин не стал точно соответствовать исходному оборудованию.

Вы уже можете видеть некоторые гармоники, даже когда компрессор не компрессирует, но они действительно усиливаются, чем больше вы компрессируете.

Примечание: чем ниже синусоидальный тон, тем больше появляется гармоник – я могу насчитать 13 добавленных гармоник в 3-м цикле поверх синусоидального тона 50 Гц. Когда осциллятор достигает частоты 2000 Гц, Fairchild не добавляет дополнительных гармоник, по крайней мере, они больше не видны в спектре.

Если вы посмотрите на богатые гармоники, добавленные Fairchild, вы начнете понимать, как они придают тусклому басу или дозвуковой бочке 808 более богатый частотный спектр.
Это очень полезно, так как помогает лучше транслировать низкие и дозвуковые звуки на небольших системах (например, на ноутбуке, планшете, смартфоне, кухонном радио).

С другой стороны, Fairchild не может быть идеальным компрессором для простого управления громкостью, потому что чем больше вы сжимаете, тем сильнее изменяется звук источника. Обычно это не то, что вам нужно, если ваша цель — выровнять что-то, что динамически неравномерно.

Наоборот , вы хотите убедиться, что ваш источник уже динамически контролируется ДО ДО того, как вы нажмете Fairchild.

Существуют и другие способы достижения постоянной громкости во время выступления.
Посмотрите на форму волны вашей записи и просто повысьте уровень нижних частей, уменьшите громкие участки, автоматизируйте и много раз, постоянный уровень — это то, что отличный исполнитель приносит на стол!
Если ваш сигнал хорошо выровнен и равномерен, вы можете изменить его тон на величину компрессии сигнала.

К этому моменту я почти готов подробно рассказать о параллельной компрессии — представьте себе настройку, в которой вы вводите один и тот же низкий 808 Kick в два канала микшера.
Первый канал остался необработанным, а второй канал был усилен ламповым компрессором, таким как Fairchild. Добавленный ламповый канал заставит 808 работать на небольших системах и добавит приятную текстуру звуку, довольно близкому к синусоидальному тону.
На параллельном канале можно даже обрезать низы и просто добавить гармоники (естественно обрезать POST компрессию) — об этом подробнее во второй части этой статьи.

ПОСТАВЬТЕ КОМПРЕССОР В ЦЕНТР СИГНАЛЬНОЙ ЦЕПИ

Типичная цепочка сигналов вокруг компрессора, такого как Fairchild, будет выглядеть следующим образом:

Исходный сигнал
-> Хирургический эквалайзер (для удаления нежелательных частот)
-> Компрессор ( добавление гармоник)
-> Эквалайзер (для цветового и тонального баланса)

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ КОМПРЕССИЯ: Хирургический эквалайзер – для удаления нежелательных частот
Очень важно поставить эквалайзер ПЕРЕД компрессором. Используйте этот эквалайзер для удаления нежелательных частот. Типичным примером может служить фильтр высоких частот, который удаляет грохочущий ударный шум в вокальных записях. Представьте, как Компрессор добавит гармоники к грохочущему шуму на частоте 30 Гц и действительно выделит его — вам это не нужно.
То же самое касается неприятных резонансов в помещении – найдите их с помощью узкого усиления эквалайзера, а затем установите небольшую отметку, чтобы удалить их.
Этот так называемый «хирургический эквалайзер» лучше всего работает с «линейными фазовыми эквалайзерами» — их выпускают многие производители плагинов, они не добавляют окрасочных резонансов. Мне очень нравится тот, который идет в комплекте с Logic Pro X.

ПОСТ-СЖАТИЕ: эквалайзер для цветового и тонального баланса
Возвращаясь к примеру с низким суббиком 808, звук которого очень похож на синусоидальный тон, использованный в нашем тесте, нет смысла эквализировать чистый синусоидальный тон, верно?
Вы не можете добавить частоты, которых нет – в отличие от лампового компрессора, эквалайзер НЕ генерирует никаких частот, он может только регулировать тональный баланс заданного частотного содержания.

Этим мы еще раз перевернули общепринятые аудиознания с ног на голову:
• Компрессоры могут добавить цвет к любой частоте
• Эквалайзеры статичны, все, что они делают, это регулируют тональную громкость

Это правило, конечно, не полностью выполняется свое собственное, как только мы рассмотрим еще несколько типов компрессоров. То, что мы интерпретируем в этой статье, сосредоточено на частотах и ​​гармониках, что является лишь одним из аспектов компрессоров. Другой — это фактическая способность компрессора выравнивать, ограничивать или «захватывать» сигнал, атрибуты, которые все относятся к громкости звука.

Waves CLA-3A является клоном оригинального компрессора/лимитера Universal Audio LA-3A.
В отличие от Fairchild, он гораздо лучше подходит для выравнивания сигнала.
LA-3A добавляет только одну гармонику (3-ю). Fairchild и LA-3A могут сосуществовать в сигнальной цепи. Используйте LA-3A, чтобы выровнять уровни, затем ударьте по Fairchild.
LA-3A обычно используется в качестве выравнивателя для баса, гитар и даже вокала.
Менее подходит для перкуссионных звуков — недостаточно быстрое, чтобы контролировать звук ударных.

Waves CLA-2A является клоном Teletronix LA-2A. Конструкция на несколько лет старше ЛА-3А.
Он добавляет больше гармоник, чем LA-3A, но все же намного меньше, чем Fairchild.
Обычно используется для управления басом, бэк-вокалом или непринужденным ведущим вокалом. Довольно медленный и непринужденный ламповый компрессор.

Waves CLA-76 является клоном Universal Audio/UREI 1176.

Были внесены различные изменения, причем версия с синей полосой была первой из когда-либо созданных.

Почти каждый производитель плагинов предлагает клон 1176. Мне нравятся плагины, сделанные Waves, и они получили свое название, потому что Waves разработали их вместе с Mr. CLA, также известным как Chris Lord-Alge.

Модель 1176 демонстрирует чрезвычайно богатые гармоники. По сравнению с Fairchild 670, он звучит намного агрессивнее и выравнивается сверхбыстро.
Это делает модель 1176 очень гибкой — ее можно использовать практически с любым источником.
Как и Fairchild, 1176 — настоящая студийная классика, о которой стоит написать отдельную статью.
Если у вас есть куча таких в вашей стойке (или отличный клон плагина в вашей коллекции), вы можете смешать весь проект исключительно с ними.
Одна из вещей, для которых он очень хорошо работает, — сделать вокал агрессивным и вывести его на передний план.
Вы можете сильно загнать его в компрессию, и в результате увидите много гармоник.
Это не единственный компрессор в цепочке, я обычно запускаю еще один компрессор для выравнивания перед 1176.

Это, конечно, один из самых известных компрессоров, когда-либо созданных.

Waves объединились с SSL, чтобы создать одну из первых настоящих эмуляций оригинального оборудования, и этот подключаемый модуль (как часть пакета Waves SSL) теперь является классикой, как и оригинальные SSL 4000E и G-Series. консоли.
Он, конечно же, отлично выравнивает сигнал и добавляет тем больше гармоник, чем сильнее вы его нажимаете.
Трюк с SSL Bus Compressor заключается в сжатии ударов с вашими пиками в готовом миксе, т.е. ударный барабан.
Что происходит, так это то, что SSL «захватывает» и уменьшает пики очень умным способом, добавляя к ним гармоники.
Компрессор шины SSL управляет динамикой и делает биты, которые он сжимает, более резкими, обогащая их гармониками (почти как компенсация потерянного уровня). Этот эффект широко описывается как миксбус-«клей» и причина, по которой все любят SSL Bus Compressors.

Компрессор SSL Channel, также входящий в комплект Waves SSL, добавляет здоровую порцию ярких и агрессивных гармоник и способен контролировать и «захватывать» перкуссионные сигналы, как никакой другой компрессор.
Широко используется известными микс-инженерами для бочки, малого барабана и любого типа перкуссии — SSL придает звуку ударных заметное место в миксе, делает ударные пробивными и пронзительными.

Summit TLA-100A — очень тонкий ламповый компрессор. Оригинальное аналоговое оборудование использовалось инженером Элом Шмидтом в качестве следящего компрессора во многих его проектах, получивших премию «Грэмми», например, в вокале Дайаны Кролл, чтобы уловить некоторые пики с легкой компрессией во время записи вокала.
The Summit добавляет немного гармоник, когда вы им управляете, и хорошо работает с широким выбором источников с 3 простыми настройками для атаки и времени восстановления.
Очень тонкий выравниватель для трекинга и микширования.

Это оригинальный подключаемый модуль компрессора, поставляемый с первой версией Logic, поэтому дизайн восходит к середине 90-х годов.

На самом деле это ЕДИНСТВЕННЫЙ плагин в нашем тесте, который ВООБЩЕ не окрашивает сигнал. В отличие от всех других протестированных компрессоров, этот компрессор подходит для приложений, где вы хотите сгладить динамику трека без добавления гармоник.