Эффекты, онованные на задержке сигнала

Обработки по принципу модуляции сигнала

Модуляция — изменение одного из параметров звука при помощи другого, внешнего источника колебаний. Эффект вибрато — яркий пример модуляционной обработки. Суть эффекта вибрато заключается в периодическом изменении одного из параметров звукового колебания: амплитуды, частоты или фазы. Изменение параметра происходит с очень малой частотой — единицы герц. Далее приведены примеры некоторых видов модуляции.

Амплитудное вибрато включает в себя собственно амплитудное вибрато и тремоло. Сущность амплитудного вибрато состоит в периодическом изменении амплитуды звукового сигнала. Частота, с которой это происходит, должна быть очень небольшой (от долей герца до 10 —12 Гц). Если частота вибрато находится вне этих пределов, то необходимый эстетический эффект не достигается.

Частотное вибрато — периодическое изменение частоты звукового колебания (высоты музыкального тона). Красивое звучание получается только в том случае, когда глубина частотного вибрато (относительное изменение частоты звука) невелика. Колебание высоты тона при частотном вибрато не должно превышать нескольких десятков центов — сотых долей полутона. В противном случае создается впечатление нарушения строя инструмента.

Тембровое вибрато предназначено для изменения спектра звуковых колебаний. Физическая сущность этого эффекта состоит в том, что исходное колебание с богатым тембром пропускается через полосовой частотный фильтр, у которого периодически изменяется либо частота настройки, либо полоса пропускания, либо по различным законам изменяются оба параметра. Кроме автоматического тембрового вибрато используют еще и ручное (чаще даже «ножное», с управлением от педали). Такой вариант эффекта известен под названиями «вау-вау» (wah-wah).

Дилэй (delay) применяется и для получения эффекта однократного или многократного повторения каких-либо звуков. Величина задержки сигнала определяется несколькими факторами. Для коротких и резких звуков время задержки, при котором основной сигнал и его копия различимы, меньше, чем для протяженных звуков. Для произведений, исполняемых в медленном темпе, задержка может быть больше, чем для быстрых композиций.

В виртуальных дилэях, как и в их аппаратных прототипах, обязательно имеются регуляторы величины задержанного сигнала, а также регулятор коэффициента обратной связи (feedback), который определяет количество повторов.

Реверберация (reverb) позволяет имитировать акустическую среду различных помещений. Сущность реверберации состоит в том, что исходный звуковой сигнал смешивается со своими копиями, задержанными относительно него на различные интервалы времени. Этим реверберация напоминает дилэй. Отличие заключается в том, что при реверберации число задержанных копий сигнала может быть значительно больше, чем для дилэя. Теоретически число копий может быть бесконечным. Эффект реверберации значительно расширяет и обогащает стерео-характеристику сигнала.

В основу звуковых эффектов флэнжер (flanger) и фэйзер (phaser) также положена задержка сигнала. И флэнжер, и фэйзер представляют собой сочетание задержки звукового сигнала с частотной или фазовой модуляцией. Разница между ними чисто количественная. Флэнжер отличается от фейзера тем, что для первого эффекта время задержки копии (или времена задержек копий) и изменение частот сигнала значительно большее, чем для второго.

Эти количественные отличия эффектов приводят и к отличиям качественным: во-первых, звуки, обработанные ими, приобретают различные акустические и музыкальные свойства, во-вторых, эффекты реализуются различными техническими средствами.

Хорус (chorus) проявляется как эффект дублирования одного и того же звука или партии инструмента. Искусственно выполненный эффект является моделью звучания хора. С одной стороны, голоса певцов и звуки инструментов при исполнении одинаковой ноты должны звучать одинаково, а к этому стремятся и музыканты, и дирижер. Но из-за индивидуальных различий источников звук все равно получается разным. В пространстве, тракте звукоусиления и в слуховом аппарате человека эти немного неодинаковые колебания взаимодействуют, образуются так называемые биения. Спектр звука обогащается и, самое главное, «течет, переливается».

Алгоритм работы хоруса сводится к следующему:

— исходный сигнал разделяется на два или несколько каналов;

— в каждом из каналов спектр сигнала сдвигают по частоте на определенную величину, частотные сдвиги очень малы, они составляют доли Гц и в ряде случаев изменяются во времени;

— в каждом из каналов сигнал немного задерживают во времени, причем величина задержки может меняться (поэтому хорус относится к числу эффектов, основанных на задержке сигнала);

— каждый из каналов позиционирует в свою точку на стереопанораме;

— сигналы, полученные таким способом, суммируют.

В итоге получается сигнал, спектр которого непрерывно изменяется, причем период полного цикла этого изменения столь велик, что повторяемость спектральных свойств сигнала не ощущается.