Вопрос 19. Применение устройств задержки звукового сигнала

1. Добавление к основным акустическим системам зала линий задержки помогает решить проблему сокращения нежелательных отражений. Можно значительно уменьшить громкость основной системы, скомпенсировав недостаток ее в большинстве мест слушателей дополнительными громкоговорителями линий задержки. Цель построения систем задержки одна - расположить громкоговорители настолько близко к слушателям, насколько это возможно, удерживая, таким образом, уровень во всех акустических системах настолько низким, чтобы предотвратить отражения.

2. При помощи линий задержки можно "отодвинуть" портал и "совместить" кажущийся источник звука, выдаваемый порталом, с реальным источником, находящимся на сцене.

3. Линии задержки применяются во всех случаях, когда, кроме основной системы, используются дополнительные акустические системы, распределенные по залу. Каждый из громкоговорителей находится на разном расстоянии от точки прослушивания и звук от них не может приходить в эту точку одновременно. Из-за разницы во времени прихода звукового сигнала от громкоговорителей в точке прослушивания звук становится неразборчивым. Используя линии задержки, можно компенсировать эту разницу, выровнять расхождения во времени прихода звука от громкоговорителей и тем самым обеспечить чистоту и разборчивость звука.

4. Линия задержки может также применяться при искусственном моделировании пространственных эффектов и реверберации. Поскольку человеческое восприятие пространства основано на звуках, приходящих с разных сторон с разной задержкой, с помощью процессоров на основе линий задержки можно смоделировать эти сигналы и получить любую пространственную картину, даже абсолютно невозможную в реальной жизни. Такие приборы называются space-процессорами. (Delay, Multi-Tap Delay, Echo)

5. Диаграмма направленности звукового потока в вертикальной плоскости зависит от конфигурации линейного массива и может быть изменена для каждого отдельного громкоговорителя, в зависимости от введенной задержки. В результате, благодаря технологии цифрового управления направленностью, каждая акустическая система в составе линейного массива может формировать вполне «предсказуемый» звуковой поток в нужном направлении с управляемой дисперсией и углами наклона в вертикальной плоскости.

Deley-line

Multi-tap delay

Echo

Вопрос 20. Применение модуляционной обработки зс.

Для модуляционной обработки сигнала используются такие ус-ва, как флэнджер, фэйзер и хорус. Они приносят новое звучание инструментам и позволяют выделить в многоголосной фонограмме какой-то определенный голос, дабы избежать его смешивания с другими голосами.

Флэнжер (англ. flanger - фланец) – это звуковой эффект, который происходит когда два идентичные сигнала смешиваются вместе, один из сигналов задержан на небольшое время, время задержки постоянно изменяется, как правило задержка меньше 20 миллисекунд. Это приводит к эффекту движущегося гребенчатого фильтра: пики и провалы суммируются в результирующий частотный спектр, где они связанны друг с другом в линейный гармонический ряд. Изменение времени задержки служит причиной движения вверх и вниз по частотному спектру. Часть выходного сигнала, как правило, подается обратно на вход (обратная связь), ("рециркулирующие задержки"), это производит эффект резонанса, что еще больше усиливает интенсивность пиков и провалов в спектре. Фаза подаваемого обратно сигнала иногда перевернута, это порождает еще одну вариацию фленжер эффекта.

Флэнжер состоит из линии задержки, LFO (низкочастотный осциллятор) и обратной связи. Звук подается на линию задержки, затем звук с линии задержки смешивается с необработанным, после чего обработанный сигнал через обратную связь (Feedback) возвращается на вход. Величина задержки модулируется через LFO, но при этом даже с модуляцией, время задержки не будет превышать 10-20 мс (зависит от конкретного производителя, но для большинства сигналов уже на 10 мс пропадает характерный эффект флэнжера).

Н екоторые флэнжеры поддерживают возможность инвертированной по фазе обратной связи (звук инвертируется при прохождении через Feedback), что создаёт специфическое звучание. Также стоит помнить, что из-за устройства флэнжер может сильно изменять громкость даже насыщенного материала, теоретически возможны всплески до +6 дБ.

Флэнжер использует достаточно небольшое время задержки, чтобы сигнал не успел кардинально измениться. В результате смешиваются почти идентичные сигналы, с тем лишь условием, что один из них задержан на некоторое время.

Как известно, чтобы две одинаковые волны взаимовычлись, их разность хода должна составлять нечетное число полуволн; при четном числе полуволн произойдет противоположное - удвоение сигнала. Разность хода в какой-то конкретный момент времени постоянна, но для каждой частоты это разность будет составлять свое число полуволн. В результате те частоты, у которых разность хода близка к целому числу полуволн, усиливаются (тем сильнеее, чем точнее значение), а те, у которых разность хода близка к нечетному числу полуволн – ослабляются (вплоть до полного исчезновения при одинаковых амплитудах и разности хода ровно в нечетное число полуволн).

Параметры эффекта:

Глубина (Depth, Range) – характеризует диапазон изменения времени задержки.

Скорость (Speed, Rate) – скорость изменения времени задержки.

Задержка(Delay) – время задержки копий.

Обратная связь (Feedback) – количество подаваемого сигнала с выхода на вход.

Форма волны генератора низкой частоты (LFO waveform) – бывает синусоидальной (sin), треугольной (triangle) и логарифмической (log).

Баланс (Mix, Dry/wet) – соотношение необработанного и обработанного сигналов.

Фэйзер(англ. phaser - фазовращатель) – эффект обработки аудиосигнала, используемый как фильтр, создаёт серии пиков и впадин в частотном спектре. Положение пиков и впадин со временем изменятся, что создаёт интересный эффект. Для изменения частот, на которых возникают пики и впадины, обычно используется LFO.

Электронный эффект «фэйзер» создаётся путём разделения аудиосигнала на два потока. Один поток пропускается через фазовый фильтр с нелинейной фазой, который сохраняет амплитуду и частоту исходного сигнала, изменяя только фазу сигнала на определённой частоте. Величина изменения фазы зависит от частоты. При смешивании обработанного и исходного сигналов частоты, которые находятся в противофазе, взаимоуничтожаются, создавая характерные для фазовращателя впадины в частотном спектре. Изменение соотношения обработанного сигнала с необработанным изменяет глубину впадин; причём максимально глубокие впадины возникают, если соотношение составляет 50%.

Типичные электронные фэйзеры используют ряд различных фазовых фильтров (all-pass блоков), которые изменяют фазы различных частотных составляющих сигнала. Все частоты проходят через эти блоки на одинаковой громкости, изменяются только фазы сигнала. Человеческие уши не очень чувствительны к разности фаз, однако изменение фазы становится заметным при складывании обработанного и не обработанного сигналов, в результате чего создаются впадины в спектре.

Набор фазовых фильтров (обычно называются каскадом, англ. stages) может быть представлен различными моделями, аналоговые фезйеры обычно включают 4, 8 или 12 каскадов. Цифровые фэйзеры могут включать до 32 и более каскадов. От модели зависит количество минимумов спектра, определяющие общий характер звука. Фэйзер с числом каскадов n обычно дает n/2 минимумов в спектре, таким образом, например, 4-каскадный фейзер дает 2 минимумы.

Кроме того, выходной сигнал может быть может быть подан на вход для усиления эффекта, создавая резонансный эффект, углубляя минимумами. Такое устройство называется фэйзером с обратной связью.

Стереофейзер представляет собой два идентичных фэйзера, отличающихся фазовым сдвигом на 90 °. Большинство современных фэйзеров являются цифровыми процессорами, эмулирующими работу аналоговых фэйзером. Фэйзеры реализуются как плагины аудиоредакторов, часть рэковогоэффект-процессора, либо как «комбик» гитарных эффектов.

Параметры эффекта:

Глубина (depth) — характеризует диапазон изменения времени задержки.

Скорость (speed, rate) — быстрота изменения «плавания» звука, регулируется частотой низкочастотного генератора.

Форма волны генератора низкой частоты (LFO waveform) — бывает синусоидальной (sin), треугольной(triangle) и логарифмической(log).

Баланс (balance, mix) — соотношение необработанного и обработанного сигналов.

Хорус (англ. chorus) — звуковой эффект или соответствующее устройство. Имитирует хоровое звучание музыкальных инструментов. Эффект реализуется путём добавления к исходному сигналу его собственной копии или копий, сдвинутых по времени на величины порядка 20-30 миллисекунд, причём время сдвига непрерывно изменяется. Хорус создаёт эффект хора за счёт копирования звука и воспроизведения его с задержкой, после чего копии смешиваются с оригиналом. Как правило копии питч-модулированны с помощью LFO, что делает эффект похожим на эффект флэнжера, но задержка в хорусе достаточно велика (20-30 мс), чтобы звук успел измениться и не возникло эффекта "флэнжер". Хорус отличаясь от фленжэра не только большей задержкой, но и отсутствием обратной связи. При плавно изменяющемся времени задержки происходит плавное изменение высоты тона. Время задержки, как правило, модулируется простым синусоидальным LFO. В большинстве хорусов есть возможность изменения количества скопированных голосов, скорости LFO и соотношения исходного и обработанного сигналов (dry/wet); некоторые позволяют разбросать дополнительные голоса по панораме, сделать разные значения задержки для голосов и т.п.

Стерео хорус это тот же эффект, что и обычный хорус, но фазы его каналов колеблются (задержка фазы каналов модулируется LFO). Этот эффект звучит ещё лучше, поскольку звуки приходят из разных мест в стерео поле.

Хорус обычно применяется для небольшого "утепления" звука.

Параметры эффекта:

Глубина (Depth) – характеризует диапазон изменения времени задержки и питч модуляции.

Скорость (Speed, Rate) – скорость изменения времени задержки и питч модуляции.

Форма волны генератора низкой частоты (LFO waveform) – бывает синусоидальной (sin), треугольной(triangle) и логарифмической(log).

Баланс (Mix, Dry/Wet) – соотношение необработанного и обработанного сигналов.