Гитарные эффекты: дисторшн, овердрайв, фузз. Гитарный усилитель с эффектом дисторшн

Традиционно слово “искажение” имеет негативную окраску в кругах аудиофилов. Обычно стремятся иметь усилитель низкой частоты с очень маленькими нелинейными и частотными искажениями. Обычные требования к звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуре - нелинейные искажения меньше 0.01% и линейная (без выбросов и провалов, т.е. без искажений) частотная характеристика.

О т табличных синтезаторов звука обычно также требуется чистое неискажённое звучание. Однако при студийной обработке звука искажения всё же применяются в устройствах типа “Aural Exciter” производства фирмы Aphex. Но пожалуй единственная область музыкальной индустрии, где без искажений звука обойтись невозможно это электрогитара и всё что с ней связано. Поэтому в этой статье основное внимание будет уделено устройствам обработки сигналов электрогитары, использующим различным формам нелинейных и амплитудно-частотных искажений, но и принцип действия устройств подобных “Aural Exciter” также будет освещён. Понятие хорошего гитарного звука (“good guitar tone”) неразрывно связано с “правильными” нелинейными, частотными и другими искажениями, которым подвергается сигнал электрогитары гитары проходя через специальные гитарные предусилители, фуз(fuzz), овердрайв(overdriver), cустэйн (sustain), дистошн(distortion), гранж (grunge) фильтры, усилители мощности низкой частоты и “гитарные” (отнюдь не Hi-Fi) звуковые колонки. Причём, действительно хорошего гитарного звука обычно пытаются добиться используя в той или иной мере все эти компоненты, образующие все вместе как бы “устройство” или “цепочку” обработки (искажения) сигнала электрогитары. Многие фирмы предпринимают попытки реализовать алгоритмы искажений методами цифровой обработки сигналов (DSP) и объединить все искажающие элементы в единое (однокорпусное) устройство - гитарный процессор, добавляя в него также эффекты реверберации, хоруса, гармонайзера и компрессора, в той или иной мере изменяющие (искажающие) параметры входного сигнала. Одно из таких устройств вы можете видеть на Рис.1.

Первым искажающим элементом через который обычно проходит сигнал электрогитары обычно является гитарный предусилитель (pre-amplifier). Это совсем не Hi-Fi предусилитель. Он не должен быть устройством с очень маленьким уровнем нелинейных искажений и не должен иметь абсолютно гладкую амплитудно-частотную характеристику от 20 Гц до 20 кГц. Обычно сразу после предусилителя используют блок регулировки тембра “bass/mid/treble” (исказитель частотной характеристики) и приходится повозится, подбирая положения ручек регуляторов. Гитаристы, как правило, отдают предпочтение ламповым (или хотя бы имитирующим лампы) гитарным предусилителям. Поэтому давайте для начала разберемся с амплитудно-частотными и нелинейными искажениями, вносимыми в сигнал ламповыми (и имитирующими их) предусилителями. Не будем сейчас концентрироваться на конкретных названиях усилителей дабы не отвлекаться от главной темы - “искажения”, а также потому, что характерные свойства разных ламповых (и имитирующими их) предусилительных устройств не сильно отличаются друг от друга. Однако, я думаю, что читатели легко догадаются о каком усилителе идет речь, посмотрев на Рис.2.

Рис.2. Ламповый усилитель.

Для начала включим ламповый усилитель и гитарный процессор в режим “clean tube” или “чистый ламповый звук” и подадим на вход синусоидальный сигнал (Рис.3.) частотой 440 Гц.

Рис.3. Тестовый синусоидальный сигнал.

На выходе этих устройств мы увидим очень похожие сигналы, примерно такие как показан на Рис.4.

Рис.4. Форма выходного сигнала в режиме “чистый ламповый звук”

Очевидно, что исходный синусоидальный сигнал подвергся значительным нелинейным искажениям. Их уровень составляет примерно 9..10%, что очень далеко от типичных значений (0.01% и менее) для обычных, негитарных усилителей. Характерна также сильная асимметрия выходного сигнала, необходимая для обогащения его спектра чётными гармониками. В случае отсутствия чётных гармоник звук приобретает неестественный синтезаторный, плоский, “бедный”, “примитивный” оттенок. Спектр синусоидального сигнала, искаженного ламповым (или имитирующим его) предусилителем показан на Рис.5.

Рис.5. Спектр синусоидального сигнала, искаженного ламповым (или имитирующим его) предусилителем.

Хорошо видно (Рис.5.), что спектр сигнала после гитарного предусилителя значительно обогащён как чётными так и не чётными гармониками. Амплитуды гармоник достаточно быстро спадают начиная с -18 дБ для второй гармоники и до -72 дБ для 18 гармоники. Амплитудно-частотная характеристика, типичная для гитарных предусилителей, показана на Рис.6.

Рис.6. Амплитудно-частотная характеристика, типичная для гитарных предусилителей в режиме “чистый ламповый звук”.

Таким образом типичные “правильные” или “ламповые” нелинейные искажения на стадии предварительного усиления сигнала должны генерировать как чётные так и нечётные гармоники исходного сигнала с достаточно быстрым спадом их амплитуд в зависимости от номера гармоник. А типичные искажения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) вносимые на стадии предварительного усиления сигнала заключаются в небольшом подъёме усиления (+6 дБ) в диапазоне частот 3..8 кГц и резком спаде АЧХ начиная с 16..18 кГц до -46 дБ в районе 22 кГц.

Фуз (fuzz), сустэйн (sustain), овердрайв (overdriver) и дисторшн (distortion) очень популярные звуковые эффекты, базирующиеся на использовании нелинейных и амплитудно-частотных искажениях. Это довольно схемотехнически несложные устройства, которые может самостоятельно изготовить любой даже начинающий радиолюбитель. Построены все эти устройства примерно на одних принципах. На Рис.7 приведена схема очень популярного в своё время (десять лет назад) овердрайва, скаченная из Интернета.

Рис.7. Типичная схема овердрайва, фуза или дисторшна.

Устройства, использующие подобные электрические принципиальные схемы, под названиями или фуз, или овердрайв, или дисторшн выпускались да и всё ещё выпускаются многими фирмами. Несмотря на простоту принцип работы такого устройства достаточно интересен и поучителен. Рассмотрим его более подробно. Входной сигнал с разъёма IN поступает через конденсатор 0.01 mF на вход операционного усилителя. Этот конденсатор и резистор 1М образуют фильтр высоких частот с частотой среза 100 Гц, обеспечивающих “завал” коэффициент усиления устройства на частотах ниже 100 Гц. Такая фильтрация сигналов характерна и для многих ламповых усилителей. Далее сигнал усиливается операционным усилителем в 2--200 раз. Коэффициент усиления регулируется резистором 500 кОм. Очень интересная и важная деталь, во многом определяющая качество звука этого устройства - конденсатор 0.05 mF, резистор 4К7 и переменный резистор 500К образуют фильтр высоких частот с переменной частотой среза! При коэффициенте усиления 2 фильтр ослабляет частоты сигнала ниже 100 Гц, а при коэффициенте усиления 200 будут ослабляться частоты сигнала ниже 4 кГц, что эквивалентно значительному подъёму АЧХ в районе 4 кГц и выше. Далее усиленный сигнал поступает на ограничитель (нелинейный исказитель), выполненный на двух включенных встречно-параллельно диодах, совмещённый с фильтром низких частот с частотой среза 10 кГц (имитирующим “завал” высших частот в гитарных предусилителях). Как видите даже такое простое устройство производит довольно сложные АЧХ и нелинейные искажения. Типичный спектр гармоник на выходе фуза, дисторшна и овердрайва при подаче на вход синусоидального сигнала приведён на Рис.8. На графике хорошо заметно характерное для транзисторных устройств отсутствие чётных гармоник. На вход был подан синусоидальный сигнал частотой 440 Гц. Следовательно, пик второй гармоники на графике Рис.8 должен находится на частоте 880 Гц. Однако там практически ничего нет. Амплитуда второй гармоники находится на уровне -80 дБ. Чётные гармоники более высокого порядка также имеют очень маленькие амплитуды. Возможно этим и определяется некоторая “тусклость”, “транзисторность” звука стандартных фуз, дисторшн и овердрайв устройств. Медленный спад амплитуд нечётных гармоник видимо и добавляет в звук то, что обычно называют “песком” или высокочастотным треском.

Рис.8. Типичный график спектра гармоник на выходе фуза, дисторшн или овердрайва при подаче на вход синусоидального сигнала.

Таким образом общая логика работы исказителей сигнала типа фуз, дистошн, сустайн и овердрайв заключается в предварительном ослаблении самых низких частот (ниже 100..200 Гц) в спектре входного сигнала, в усилении сигнала в десятки (иногда в сотни) раз с одновременным искажением АЧХ в области средних частот (значительный “подъём” в области 3..6 кГц) и последующим двухсторонним симметричным ограничением сигнала и, наконец, окончательной отфильтровкой (ослаблением) высокочастотной части (выше 3..10 кГц) в спектре сигнала. На рис 9. показана типичная АЧХ устройства типа сустэйна. Аналогичная картина АЧХ наблюдается и для фуз, дисторшн и овердрайв.

Рис.9. Типичная АЧХ искажающих устройств типа фуз, дисторшн, овердрайв и сустайн.

Различия между искажающими устройствами сведены в таблицу 1.

Таблица 1.

В устройствах типа фуз часто отсутствует предварительный фильтр, ослабляющий низкие частоты. В них применяется жёсткий ограничитель типа включенных встречно-параллельно диодах в обратную отрицательную связь операционного усилителя. В дисторшне, как правило, используются предварительные фильтры высокой частоты (ФВЧ) подавляющие частоты в полосе от 0 Гц до 0.4 кГц..2 кГц (обычно это “дифференцирующая” RC-цепочка), средний по жёсткости ограничитель на диодах и выходной фильтр низких частот с частотой среза 3..6 кГц, обеспечивающий спад АЧХ на высоких частотах 12..24 дБ и более на октаву (фильтр бетрвота 2..6 порядка). Овердрайв, на мой взгляд, призван имитировать перегрузку лампового усилителя и поэтому имеет незначительное подавление низких частот, “мягкий” ограничитель и плавный спад усиления на высоких частотах. Сустэйн обычно имеет значительный коэффициент усиления, не очень “жёсткий” ограничитель и фильтра нижних часот, ослабляющий частоты выше 800..1500 Гц. Основное отличие исказителей в “фирменных” ламповых гитарных усилителях от большинства транзисторных устройств в том, что спектр сигналов на выходе ламповых усилителей содержит и чётные и нечётные гармоники. Может быть именно поэтому музыканты предпочитают звук ламповых гитарных “примочек”.

Тенденции развития искажающих устройств типа фуз, овердрайв, сустэйн и дисторшн заключаются в применении активных фильтров на операционных усилителях вместо RC (резистор-конденсатор) цепочек, имеющих более крутые скаты своих частотных характеристик и большее подавление нежелательных высокочастотных компонент (т.е., так называемого “песка”). Также большое внимание разработчики уделяют созданию более совершенных устройств ограничения и нелинейного искажения сигнала. Так на одном из серверов Интернет (www.geocities.com/SiliconValley/Pines/7899) недавно появилась интересная схема дисторшн (Рис 10). В отличии от традиционного встречно-параллельного включения двух диодов (Рис.7) в этом современном искажающем устройстве применяется сложная схема на операционном усилителе, дающая более насыщенный и плотный звук. Однако в этой схеме также будут подавляться чётные гармоники из-за её симметричности. По видимому для дальнейшего улучшения звучания исказителей следует проектировать схемы не подавляющие чётные гармоники.

Рис.10. Часть современной схемы дистошн от независимых разработчиков, скаченная из Интернет.

Под термином «дисторшн» имеются в виду любые изменения, которые затрагивают форму звуковой волны, включая простое изменение амплитуды, фактически являющееся одним из видов искажения. К дисторшну в некоторой степени относится даже эквализация, которая представляет собой изменение амплитуды одних частот по отношению к другим.

Но в большинстве случаев термин «дисторшн» употребляется для обозначения явлений, которые происходят при прохождении звукового сигнала через нелинейное устройство наподобие усилителя с ламповой сатурацией или clipping-предусилителя.

Основной целью таких устройств является изменение амплитуды, но в процессе искажения вводятся и новые гармоники, имеющие определенную связь с исходным сигналом.

Разумеется, если вы хотите получить достоверное звучание акустических инструментов, вам не стоит прибегать к использованию дисторшна. Однако его применение в современной поп- и рок-музыке имеет огромный потенциал и сфера его использования весьма обширна.

Гармоническое искажение

Тембр звука зависит от присутствия в нём тех или иных гармоник. Именно по этой причине звук флейты отличается от звука кларнета.

Под гармоническим дисторшном (искажением) понимают введение новых гармоник, связанных в музыкальном плане с уже присутствующими в оригинальном варианте сигнала. Это, несомненно, вызывает определенные изменения в тембре.

Большой музыкальностью отличаются четные гармоники, которые обогащают звук, добавляют ему яркости и полноты. Большинство ламповых устройств генерируют искажения именно с четными гармониками.

Искажения с нечетными гармониками, генерируемые, например, магнитной аналоговой лентой, часто добавляют в звук грубые, резкие, острые призвуки. Тем не менее, продуманное количество таких гармоник способно также обогатить и углубить звучание.

Хоть высокочастотные гармоники, сформированные аналоговым искажением, зачастую добавляют в звук «песок» и нарушают музыкальность, использование LP-фильтра (обрезного фильтра ВЧ), позволит сделать результат более приятным на слух.

Подобная фильтрация может происходить и сама собой, как, например, в случае с электрогитарой. Это объясняется наличием у большинства гитарных динамиков тенденции к крутому завалу в зонах, превышающих 4 кГц. При удалении динамика высокие частоты у гитары приобретут звучание осы в бумажном стакане.

Гитарные динамики отличаются естественным спадом на высоких частотах, что делает искаженный звук более благоприятным для слуха. Если, добавив дисторшн, вы заметили, что яркость игры инструментов чрезмерно усилилась, попытайтесь пропустить сигнал, например через IK Multimedia Amplitube или другой подобный спикер-симулятор.

Если вы хотите дополнить запись органично звучащим дисторшном, выведите сигнал из рекордера (звуковой карты), подключите его в гитарный усилитель и запишите сигнал, снова сняв его микрофоном.

Этот метод называется реампингом и часто применяется для баса и гитары, которые первоначально были записаны напрямую в линию, однако его использование для других инструментов также может дать очень интересные результаты.

Мистер Динамик

И в случае с плагином, и в случае с аппаратным устройством наподобие Line 6 Pod, работа спикер-симулятора может быть почти такой же, как у реального гитарного кабинета или динамика.

Здесь вы, как и при реампинге, можете использовать не только гитару, но и другие инструменты. Такой способ может обладать большей гибкостью, по сравнению с реампингом, так как большее количество плагинов позволяет выбрать кабинет, который наилучшим образом подойдет в вашем конкретном случае.

Качество превыше количества

В процессе записи не переусердствуйте с количеством дисторшна. Его можно добавить и во время сведения, но в уже записанном сигнале убрать его практически невозможно. Если вы не знаете, как поступить – используйте сплиттер или A/B box, которые позволят вам записать и сигнал с искажением, и чистый необработанный вариант одновременно на разные дорожки.

Уменьшение дисторшна

Тут следует упомянуть и о некоторых способах, с помощью которых все же можно уменьшить уровень дисторшна в уже записанном звуке гитары.

Сначала очень внимательно продублируйте партию гитары путем игры того же самого на синтезаторе с соответствующим чистым звуком. Читаемость гитарных нот можно улучшить подмешиванием этой партии с таким уровнем, чтобы не было очевидным ее неестественное происхождение.

Контраст

Старайтесь добиться контраста. Если вы не работаете в стиле дет-метал и ему подобных, то совершенно нелишним будет попытаться уравновесить искаженные звуки с чистыми. При наличии в миксе искаженных гитар, их можно сильнее выделить, сохранив барабаны и бас относительно чистыми.

Эксайтинг

Всем известно, что искаженный звук воспринимается человеческим ухом как не настолько чистый и прозрачный. Тем не менее, применение искажения только к определенной части частотного спектра может дать абсолютно другой результат и сделать искаженный звук «зрительно» более чистым и прозрачным.

По подобной схеме действует устройство Aphex Aural Exciter, которое берет определенную часть входного сигнала, потом пропускает ее через фильтр, искажает в усилителе с нелинейной характеристикой и снова смешивает с исходным сигналом. Результатом этого процесса является синтез новых высокочастотных гармоник, которых, наверное, никогда и не было в оригинале.

Обработанный звук воспринимается нашим ухом с большей яркостью и детальностью. Эквалайзер же не способен добавлять что-то новое, а только усиливает то, что уже присутствует в сигнале.

Обрабатывая микс, следует расчетливо отнестись к использованию эксайтеров, иначе вы можете получить слишком яркое и даже утомляющее звучание. Однако их более агрессивное использование позволит сделать более ярким малый барабан и остальные перкуссионные звуки.

Не используя эксайтер, вы можете добиться похожих результатов путем добавления искаженного сигнала к чистому оригинальному. Сделать это можно, скопировав партию на еще одну дорожку и пропустив ее через дисторшн.

И, наконец, не стоит во всем полагаться на слух! Человеческому уху кажется, что лучшее звучание у более яркой и громкой музыки. Особенно часто слух ошибается, когда уши уже устали от длительного прослушивания.

Поэтому рекомендуется всегда прослушивать обработанные таким способом инструменты и на следующий день, так как это дает возможность понять, действительно ли подобная обработка позитивно влияет на звучание, или она просто добавляет громкости и яркости.

Лампа. Быть или не быть?

Специализированные дисторшн-процессоры часто имеют в наличии лампы, но не стоит ожидать, что в нормальном ламповом микрофоне будет заметно искаженный звук. Разработка традиционных ламповых микрофонов велась в середине прошлого века, тогда еще не существовало альтернатив, и поэтому специалисты сделали все возможное, чтобы лампы вели себя как можно более линейно.

В результате остаточные артефакты дисторшна, которые дают значительную часть характера ламповых устройств, отличаются существенной тонкостью. В наши дни это называется «теплотой» или «бархатом».

У многих современных микрофонов, специально добавляющих много искажения лампового стиля, звучание менее музыкально, если сравнивать их с настоящими, правильно разработанными ламповыми микрофонами.

Правильное применение лампового дисторшна поможет достичь превосходных результатов. Однако не стоит думать, что наличие ламп – это гарантия возникновения дисторшна как такового. Например, ламповые микрофоны разрабатывают таким образом, чтобы сделать как можно менее заметными любые искажения.

Каждый хорош на своём месте

При наличии у вашего аудио-интерфейса достаточного количества входов/выходов пропустите треки через внешнее аналоговое оборудование или через гитарные педали, так как настоящий аналоговый дисторшн имеет более естественное звучание по сравнению с любыми цифровыми эмуляциями.

Проведите сравнение различных устройств и выберите то, чья работа устраивает вас больше всего. Приборы, имеющие входные и/или выходные трансформаторы, способны придать звуку благозвучное искажение, которое является результатом магнитной сатурации в их сердечниках. Однако следует помнить, что для возникновения сатурации или клиппинга необходимо существенно усилить входной сигнал, поэтому потом нужно будет понизить выходной сигнал до терпимого уровня.

Синус на все времена

Если вам по душе работать в программе, нежели играть на инструментах в реальности, вы можете попробовать выбрать что-то простенькое наподобие синусоидальной волны и пропустить её через разные педали дисторшна. С помощью, например педали Boss MT2 можно добавить фактуру и создать интересные звуки, вам останется просто поэкспериментировать и покрутить ручки.

Дисторшн на барабанах

Несмотря на то, что сильное искажение и особенно клиппинг не приветствуется (исключением может быть разве что дисторшн лампового характера на гитарах или плотных синтезаторных басах), такое тяжелое искажение можно применять для обработки коротких и ярких звуков наподобие малого барабана.

Так, например, агрессивное звучание малого барабана в некоторых рок-миксах достигалось с помощью намеренной перегрузки на входных цепях аналогового микшера до возникновения клиппинга.

Конечно, использование таких экстремальных искажений совсем не обязательно. Для того чтобы оживить вялое звучание барабана, можно добавить небольшое количество аналогового искажения.

Искажение магнитной ленты

Использование магнитной ленты прибавляет тонких искажений, особенно заметных при записи на нее сигнала, уровень которого приближается к максимально для неё возможному.

Для создания характерного ленточного звучания некоторые звукорежиссёры даже записывают треки на аналоговый магнитофон, а потом переписывают их снова в цифровой формат. Особенной популярностью пользуется эта методика в мастеринге рок-музыки.

Естественно, мастеринг-инженеры пользуются современными высокотехнологичными магнитофонами, скорость движения ленты в которых очень высока. Однако ничто не мешает вам попробовать добиться похожих результатов, используя простой аналоговый магнитофон, пусть даже кассетный.

Конечно, уже давно существуют и плагины, имитирующие звук магнитной ленты, но применение реальной ленты всё же более эффективно.

Ограничение спектра

Все виды дисторшна негативно сказываются на гармоническом содержании оригинального варианта сигнала. Иными словами, слишком большое количество искажений на каком-либо источнике может усложнить укладку такого сигнала в микс, так как он занимает очень много места в частотном диапазоне.

С помощью HP и LP-фильтров можно искусственно ограничить рамки спектра искаженного звука, что позволит сберечь место для других инструментов.

Искаженные звуки способны захватить весь микс, но применение фильтров позволяет решить эту проблему.

Микширование и фаза

При комбинировании искаженных и чистых вариантов сигнала, включая вариант, когда дисторшн расположен на шине посыла, рекомендуется сделать проверку взаимной фазировки между сигналами. Иначе этот комбинированный звук может быть поврежден эффектом гребенчатой фильтрации.

Для фазировки сигналов можно использовать специальный процессор для переворота фазы на одном треке. Подобные процессоры можно найти в виде плагинов, к которым относятся Betabugs Phasebug, Voxengo PHA979 и Little Labs IBP для платформы Universal Audio.

Также не стоит забывать, что большая часть плагинов-эквалайзеров тоже добавляют фазовые искажения, сдвигая фазу некоторых частотных полос по отношению к другим. То есть после эквализации следует проверить соотношение фаз между сигналами.

Ясность баса

Классическим примером использования дисторшна в процессе миксдауна является усиление плотности высокочастотных гармоник в басу. Применив этот метод, вы улучшите слышимость баса при воспроизведении на колонках небольших размеров.

Преимущества этого метода по сравнению с эквализацией заключаются в добавлении гармоник, которых нет в оригинальном сигнале, и в равномерном затрагивании всех частот в партии баса.

Для реализации этого метода часто используют педаль Tech 21 SansAmp. Устройство часто применяют такие известные продюсеры, как Спайк Стент и Марк Эндерт.

Маскировка и вокальный дисторшн

При сведении тяжелой музыки часто возникает проблема, суть которой заключается в том, что искаженные гитары маскируют важные вокальные частоты, и в результате звучание вокала загрязняется даже при чистейших оригинальных треках.

В такой ситуации может помочь добавление к вокалу легкого дисторшна. Для этой цели многими специалистами применяется перегрузка в компрессорах или установка в шину посыла дисторшна с последующим посылом на него вокального сигнала.

С помощью параллельного искажения можно достичь невероятных результатов для вокала и малого барабана. Установка в шину эффектов плагина Antares Tube и создание на него низкоуровневых посылов придутся вам по душе.

Разделение частот

Используя дисторшна на барабанных лупах, вы сможете добиться более мощного и агрессивного звучания. Но это также может негативно повлиять и на низкочастотную атаку бочки. По этой причине следует поделить частотный диапазон лупа на несколько полос, и, отделив низкие, использовать на них меньшее количество дисторшна.

Это можно сделать и автоматически, применив плагины Cubase Quadrafuzz, Ohm Force Ohmicide или MDA Bandisto, а можно самостоятельно, применив дополнительные HP и LP-фильтры для искажённой копии (или нескольких копий) лупа. Они помогут вам выделить разные спектральные области и обработать их.

Cubase Quadrafuzz и другие многополосные эффекты дисторшна не оказывают негативного воздействия на низкочастотную атаку, но при этом дают возможность добиться необходимого тона.

Дилэй и дисторшн

Для получения ясного и четкого микса можно дифференцировать звучание оригинального и задержанного сигнала. Большое значение в этом деле имеет дисторшн. В связи с этим многие специалисты часто вспоминают о старых аналоговых дилэях, так как с помощью них в задержанный сигнал добавляется искажение, причём острое или густое.

Положение в цепи

Так же, как и все остальные эффекты, дисторшн нужно вставить в правильную точку цепи, особенно по отношению к другим процессорам. Если говорить о гитаре, то в этом случае очень важно расположение педали дисторшна до педали wah-wah или после. Поэкспериментируйте с разными конфигурациями и постарайтесь понять, каким образом происходит их взаимодействие друг с другом.

Цифровые искажения

Говоря о дисторшне, нельзя не упомянуть и цифровые искажения. Естественно, с помощью цифровых систем можно добиться аналогового искажения, но, экспериментируя с цифровыми характеристиками и понижения частоты дискретизации, вы также можете получить отличный результат.

Уменьшая разрядность без дитеринга, вы получите искажения, связанные с погрешностями квантизации. Этот процесс обычно носит название «Bit crushing». Понижая частоту дискретизации, вы можете получить наложение спектров в рамках осязаемого диапазона.

Так как частотные компоненты искажения равняются математической разности между частотой дискретизации и частотой оригинального звука, они способны проявляться ниже фундаментальных частот оригинальных звуков. В аналоговом искажении это явление – редкость. В большинстве случаев происходит возникновение гармонических искажений, кратных частоте оригинала и расположенных выше нее.

Помните и о клиппинга. Он отличается резким звуком, и его нужно избегать. Но для добавления яркости малому барабану вы можете его использовать.

Звучание цифровых искажений также музыкально, как и аналоговых. Однако цифровые обладают благоприятным творческим потенциалом, который можно использовать для создания Lo-Fi-саунда и для имитации звука устаревших цифровых устройств, например, первых сэмплеров.

Некоторые вилы цифровых искажений являют собой неотъемлемую особенность первых сэмплеров и других цифровых устройств. С помощью плагинов Jeroen Breebaart Time Machine и D16 Decimort можно восстановить некоторые из вышеописанных свойств.

_________________________________________

Часть 1. Сборка эффекта «дисторшн» и его краткий тест-драйв
«Дисторшн» этот я сделал от скуки, мне было натурально нечего делать вечером, страшно хотелось собрать какую-то новую схему. Вот я и набрал в поисковике «дисторшн на транзисторах». В моих планах не было сборки устройства на микросхемах (потому что за ними сначала нужно погоняться по магазинам), равно как и не планировал я очень сложную схему с полной горстью одних только транзисторов.
Поэтому выбрал такой вариант, чтобы успеть собрать его за вечер практически из подножного мусора (даже один «электролит» пришлось брать «паянину», то есть не новый, вытащенный откуда-то):

В нарисованной схеме используются транзисторы p-n-p-проводимости, поэтому на «массе» сидит «плюс». У меня же была коробка любимых и обожаемых КТ315Б n-p-n-проводимости. Поэтому в моей версии схемы пришлось инвертировать полярность включения батарейки «Крона» и электролитических конденсаторов. Транзисторы по рекомендации собиравших схему пришлось подбирать с максимальным коэффициентом усиления (h21), более 200 единиц (благо, мне было, из чего выбирать). Делается это при наличии мультиметра так: для начала выясняется тип и цоколевка транзистора (соответствие эмиттера, коллектора и базы выводам), потом включается режим «hFE», а транзистор устанавливается в соответствующие гнезда.


Иногда бывает необходимо покачать его, или прижать пальцем, или вставлять проволочки, чтобы на дисплее появился результат.



Первый транзистор нам подходит, второй оставим для схем попроще. По слухам, можно применять КТ3102, КТ3107 (более современные аналоги КТ315). Да и вообще, я думаю, любые маломощные (а если они еще и малошумящие!) транзисторы, лишь бы h21 был больше 150 (мое мнение).
Диоды ставятся любые, главное — одинаковые. В моем варианте — Д18.
Потенциометр регулирует уровень выходного сигнала, уже искаженного в соответствии с работой дисторшена. Отдельной регулировки силы эффекта, или «гейна» (если я правильно это называю), тут нет. В более продвинутых схемах, которые находятся на раз-два, с этим проблем никаких. Но так как, напомню еще раз, устройство я собирал от скуки, чтобы чем-то занять руки, чтобы разнообразить звук гитары на домашних поигрульках, то мне его хватает вполне, и для меня не вопрос чуть уменьшить уровень сигнала на выходе самой гитары, чтобы не так сильно жужжал эффект. Тем более, что вся моя музыка либо усиливается одним из «ВЭФов» (который, выкрученный на максимальную громкость, тоже ведет себя как исказитель сигнала), либо пишется «в линию», то есть гитара подключается в линейный вход компьютера и общается с программой Audacity. Ну, нет у меня пока тяги к ламповым комбикам и большой сцене, а для домашних записей и тренировок такое оборудование — самое оно. Опять же, бесценный практикум по пайке и схемотехнике.
Оконечная цепочка из конденсаторов и резисторов — фильтр. Чересчур отступать от указанных номиналов, пожалуй, не стоит, чтобы не испортить звук. Было бы время — я бы «поигрался» со значениями, но, право, так неохота распаивать уже готовое устройство…


В собранной мною схеме задействованы два тумблера: один включает-выключает устройство, другой управляет режимами «Active-Bypass», то есть в первом случае звук проходит через все элементы схемы, а во втором — обходит их по отдельной дорожке. Это позволяет быстро переходить с чистого звука на дисторшн и обратно, не проводя манипуляций с кабелями. Включенное состояние обоих тумблеров отмечено краской, нанесенной в углубление на корпусе. Однако после того, как однажды устройство осталось на неделю включенным и забытым (батарейка, естественно, разрядилась, а «похитителя» я еще не собрал), в схему был добавлен индикаторный светодиод. Не стоит увлекаться, пытаясь завести его в режим 20 миллиампер, все-таки питание батарейное. Для трехмиллиметрового зеленого достаточно и 4,7 мА (ограничивается резистором 1,5 кОм). Общее потребление устройства — ок. 12 мА, на уровне фабричных устройств. Критический для «Кроны» ток разряда — 20 мА. Впрочем, никто не мешает устроить питание от самодельного БП, лишь бы он не фонил пятидесяти- или стогерцовой наводкой.





Тут запечатлен еще промежуточный вариант.



Этот более стабильный, и, надеюсь, окончательный.

Как это работает? Как и любое устройство, полностью собранное своими руками из всякого хлама и еще не сравненное с фабричным конкурентом. То есть — круто и бесподобно, о, да, я надеваю свой плащ и волшебную шляпу, детка, спустись же со мной по «Тоннелю любви»!

Слово" Искажения "воспринимается большинством людей крайне отрицательно, но как ни странно в музыкальной индустрии "искажения" нашли своё применение, особенно это касается электрогитар. Сейчас уже невозможно представить электрогитару без эффектов основаннных на принципе переусиления. Теперь немного подробнее об этих эффектах: когда сигнал с электрогитары попадает на вход предварительного усилителя в виде педали или на специальный гитарный усилитель мощности, происходит ограничение сигнала по амплитуде в результате сильной перегрузки, и к основному сигналу добавляются новые гармоники "искажения", которые и формируют новое звучание инструмента. Гармоники бывают чётными и нечётными. Чётные гармоники добавляют в сигнал полноту и теплоту звучания, а нечётные наоборот жесткость, зажатость и характерные металлические призвуки на высоких частотах. Так называемые усилители-ограничители ввиде педалей собираются чаще на полупроводниковой основе (транзистор, микросхема) из-за низкой себестоимости этих компонентов, такие приставки часто используют начинающие музыканты. Усилители и различные педали, собранные на лампах, любят использовать опытные и чаще профессиональные гитаристы. Ламповые усилители-ограничители создают и чётные и нечётные гармоники и сильнее окрашивают звук электрогитары на малых степенях ограничения, видимо из-за этого они так популярны до сих пор. Полупроводниковый усилитель-ограничитель создаёт всегда только нечётные гармоники и чаще используется для тяжёлых мызыкальных стилей. Резкий звук для экстремальных направлений в музыке считается вполне приемлемым. Большое значение для звука имеет тип ограничителя и то, на каких элементах он собран. Если мы будем использовать для этого только микросхемы и диоды на ограничение (традиционные схемы), то будет получен обычный звук дешёвой педали. Добиться приличного звучания, используя полупроводниковые приборы (транзистор,микросхема), можно, но только если это нестандартные схематические решения. Пример: дополнительный фильтр низких частот до ограничения, активные фильтры высоких частот после ограничения сигнала, эмитация работы 2-х тактного усилителя мощности в режиме ограничения сигнала, сам ограничитель собирать с использованием светодиодов или совсем обойтись без них, при этом схема значительно усложнится... И то, при этих ухищрениях ламповый эффект типа Distortion будет давать более живой и прозрачный звук, при более простой схемотехнике. Подобными хитростями мы только пытаемся приблизиться к звучанию ламп, а так как в полупроводниковой схеме фильтры высоких частот кроме нежелательных нечётных гармоник подавляют ещё и чётные, то звук по сравнению с лампой получается всё же более плоский и мутный, хотя многое зависит от инженерной мысли. При разработке схемы важно найти золотую середину, ни лампа, ни транзистор сами по себе не дадут желанный звук, без участия тех, кто разрабатывает этот эффект. Частотная коррекция является важным параметром для эффекта типа Distortion, но баланс чётных и нечётных гармоник всё же важнее. По этой причине довольно часто используется смешанная технология "Лампы-Микросхемы". Обычно при таком подходе функцию ограничения выполняет лампа, всё остальное реализовано на микросхемах. Вероятно, производители хотят иметь более дешёвую себестоимость изделия и компонентов, а собирать всё, включая различные фильтры для коррекции звука исключительно на лампах удовольствие достаточно дорогое. Несмотря на обилие на музыкальном рынке устройств типа Distortion, достаточно сложно достичь сразу определённого звука, даже одинаковые модели гитарных усилителей сделанные в разное время отличаются по звуку, хотя по настоящему хороших приборов не так уж много, и только опытный гитарист может быстро сделать для себя выбор. Проблемой для большинства производителей музыкальной электроники является тот факт, что у опытных гитаристов, как правило, уже давно есть своё оборудование, поэтому большинство производителей, к сожалению, делают недорогие приборы, расчитанные на начинающих музыкантов, звук которых далёк от идеала, но и здесь есть редкие и приятные исключения. В классификации по типам такого эффекта как Distortion присутствуют элементы путаницы. Для того чтобы лучше это понять поговорим об этих типах.

Общепринятая классификация эффектов типа Distortion.

Самый древний из "исказителей" это фуз (Fuzz). Его отличия: большое количество низких частот на выходе (из-за отсутсвия фильтра низких частот), довольно мутное и бубнящее звучание, но и этот эффект можно использовать со вкусом. Как раз с него и начинался долгий путь эволюции эффекта переусиления в виде отдельного блока (педали). Первые "Фузы" как правило собирались на 2-3-х германиевых транзисторах, которые в настоящий момент не распространены.

OVERDRIVE отличается мягким ограничением сигнала, звук достаточно прозрачный, на входе есть пассивный фильтр низких частот. Как правило в устройствах типа OVERDRIVE диоды в ограничителе включаются в цепь ООС (отрицательная обратная связь), это приводит к смешиванию условно чистого сигнала и преобразованного, поэтому полностью не подавляет атаку сигнала - схема построенная на этом принципе называется овердрайвом, хотя и здесь есть свои но... Например, некоторые производители называют свои устройства OVERDRIVE, хотя в их схемах диоды стоят на ограничение уже после разделительного конденсатора микросхемы(фирма DOD к примеру). Видимо этот класс устроиств принято делить ещё на тот уровень искажений, которые дают вышеназванные приборы. Следовательно, подобные устройства не дают много искажений, и расчитаны для игры ненавязчивых соло партий, и при игре аккордами из 3-х и более голосов. Ещё подобные устройства часто используют для дополнительной "раскачки" ламповых усилителей, так как схема OVERDRIVE достаточна проста, очень часто там используется 1 или 2 ОУ (операционный услилитель), и при таком простом решении уровень шума самой приставки ниже чем у более сложных устроиств класса "исказителей".

DISTORTION достаточно тяжело клиссифицировать, к этому классу можно отнести все эффекты построенные на принципах переусиления. Хотя чаще под этим названием музыканты видят прибор для получения большого количества искажений. Существует много типов эффектов переусиления с этим названием, и звуком они иногда довольно сильно отличаются друг от друга.

06.07.2016 15440

Введение

В начале 40-х годов прошлого столетия блюзовые гитаристы практически выворачивали наизнанку свои усилители, заставляя их работать на пределе для того, чтобы получить мощное искаженное звучание. И хотя первые попытки исказить звук были открыты во время попыток играть так громко, насколько это возможно, иногда без всякой логичной причины, а иногда - вынужденно, чтобы быть слышным в шумной аудитории и среди других членов ансамбля, благодаря таким джазовым легендам, как Чак Берри, «музыкальный» перегруз получил международное развитие и стал использоваться опытными гитаристами, как элемент музыкального искусства.

С увеличением популярности рок-музыки в начале 60-х увеличился и спрос на усиление, так как в этот период искажение звука было адаптировано и для рок-сцены. Такие гитаристы как Эрик Клэптон (Eric Clapton) со своим фендеровским усилителем, Рори Галахер (Rory Gallagher) с Vox и Джефф Бэк (Jeff Beck) со своим Marshall и многие другие повлияли на развитие и создание мощных примочек и эффектов для гитары.

Сегодня существует огромное множество устройств для обработки звука, а гитаристы комплектуют целые, так называемые, педалборды, в которых собирают все свои самые любимые эффекты. С появлением новых более мощных и удобных педалей эффектов появилось больше возможностей «музыкального» искажения звука, нежели родной перегруз усилителя. Overdrive, Distortion, Fuzz - это классические варианты гейновых эффектов, которые по сути преследуют одну и ту же цель искажения звучания электрогитары, однако имеют значимые отличия.

Предлагаем более подробно рассмотреть отличия этих гитарных эффектов, ведь каждая из них имеет свой уникальный музыкальный оттенок.

Overdrive

Если добавить мощности, гейна (gain) ламповому усилителю, то получится перегруженный, но естественный звук с теплыми обертонами. Простыми словами - эффект овердрайва имитирует перегруз лампового усилителя. Но если раньше такой эффект достигался за счет увеличения громкости и перегруза, то сейчас овердрайвовые педали позволяют искажать звук на приемлемом уровне громкости, добавляя лишь классические «хрустящие» оттенки, мягкие и натуральные.

Стиви Рэй Вон (Stevie Ray Vaughan) был хорошо известен использованием классического овердрайва Ibanez Tube Screamer в создании своего фирменного звучания. Эдди Ван Хален (Edward van Halen) использовал , который дает звук характерно-лампового эффекта Overdrive.

Еще один вариант естественного перегруза - использование бустеров (booster). По сути, это тот же эффект overdrive, однако, если овердрайв вносит изменения в исходное звучание гитары, то бустер сохраняют исходный характер звучания усилителя и гитары, делая его лишь громче и нагруженнее. Поэтому многие музыканты используют бустеры для того, чтобы “подогреть”, выделить отдельные фрагменты композиции.

Это хороший вариант для тех, кто не любит примочки и потратил много времени и денег в поисках усилителя своей мечты, поэтому просто хочет усилить и подчеркнуть то, что в нём уже есть. К примеру педаль даёт возможность увеличения уровня выходного сигнала на 20 дБ.

Distortion

Педали дисторшена имитируют звук сильно перегруженного лампового усилителя. При этом звучание получается более плотным и менее естественным, сустейн становится дольше. В сравнении с овердрайвом, амплитуда звуковых волн при дисторшне обрезается силнее и оттенок сигнала получается более четким. Такое звучание характерно для рок-музыки и металла.

На схеме видны отличия в амплитуде звуковых волн при эффекте овердрайва и дисторшна. Как видно из графика, происходит так называемый клиппинг сигнала, синусоида обрезается, из-за этого звук приобретает характерную резкость. Только в случае с овердрайвом эффект достигается его «мягким» ограничением по амплитуде, а в дисторшне более резким. Синим показан оригинальный сигнал, красным — дисторшн, желтым — овердрайв.

Например, Рэнди Роадс (Rhandy Rhoads) и Даймбэг Даррел (Dimebag Darrel) использовали педали MXR Distortion Plus. Несмотря на то, что это дисторшн, она больше напоминает овердрайвовую педаль. Стив Вэй (Steve Vai), Ингви Мальмстин (Yngwie Malmsteen) и Джо Сатриани (Joe Satriani) предпочитают .

Fuzz

Фузз являются одними из самых старых среди дисторшнов и стали популярны в расцвете психоделического рока в 60-х годах. По звучанию педали больше напоминают колючий звук неисправного усилителя в комбинации с большим количеством обертонов, которые в результате дают такой рыхлый и колючий дисторшн. По-другому описать Fuzz очень сложно, поэтому лучше один раз его услышать.

Джими Хендрикс (Jimi Hendrix) был известен использованием примочки , которая является одной из самых популярных.