Клиппирование или клиппинг (англ. сlipping или clip — обрезание, отсечение) — одна из форм искажения формы волны, которое происходит при перегрузке усилителя и при превышении выходным напряжением усилителя предела напряжения питания. На осциллографе выглядит как обрезание верхушек сигнала. Субъективно выражается в появлении «шипения» и «треска».
Обзор[править]
Когда усилитель заставляют создать сигнал большей силы чем его питание, он может произвести клиппирование. Усилитель будет усиливать сигнал только до своей максимальной мощности, после чего сигнал более не может быть усилен. На максимальной мощности усилителя сигнал просто "обрезается", это называется "клиппингом". Весь сигнал, который находится за пределами возможностей усилителя просто отрезается, в результате чего синусоида становится искаженной и приобретает прямоугольный вид.
Многие электро-гитаристы намеренно перегружают усилитель для получения специального эффекта "овердрайв", (см. также дисторшн).
Воздействие клиппирования[править]
Сигнал с усилителя работающего при клиппировании имеет две особенности, которые могут привести к повреждению колонок:
- Потому как клиппированный сигнал имеет большую площадь пиков, чем максимальный не клиппированный, усилитель производит больше мощности (см. пример кривой справа). Эта дополнительная мощность может привести к повреждению компонентов колонок, в том числе низкочастотных, высокочастотных динамиков или кроссоверов, в следствии перегрева.
- В частотном спектре, клиппирование производит большое количество высокочастотных гармоник. Эта дополнительная высокочастотная энергия, потенциально может повредить твитер колонки в следствии его перегрева.
Другие эффекты клиппирования включают в себя:
- У клиппированной музыки сжимается амплитуда, при этом все ноты начинают звучать одинаково громко, потому как громкие ноты обрезаются на том же уровне, что и тихие.
Цифровой клиппинг[править]
В цифровой обработке, клиппинг происходит когда сигнал заходит за определённый ограниченный диапазон. Например, в 16-битной системе значение 32767 является наиболее положительным (которое может быть представлено), и если во время обработки сигнала амплитуда будет увеличена в два раза, например 32000 должно стать 64000, то вместо этого амплитуда усекается до максимальной = 32767. В результате этого верхушки волн становятся плоскими и происходят грубые искажения сигнала.
Цифровой клиппинг это как минимум 2 сэмпла расположенных подряд, уровень которых максимальный. Такой клиппинг не заметен на слух и обнаружить его можно только визуально, с помощью индикаторов клиппирования или рассмотрев форму волны.
Избегание клиппирования[править]
Как видно на экране осциллографа, волна в результате клиппирования теряет свою синусоидальную форму. Чтобы этого избежать необходимо понизить общий уровень (громкость), или использовать лимитер, для подавления резких пиков сигнала (например, у баса или малого барабана).
При записи желательно предотвращать клиппирование, но если запись уже имеет клиппированные участки, и они не могут быть перезаписаны, возможно применение инструментов для их восстановления.
Восстановление клиппированного сигнала[править]
Цель восстановления состоит в том чтобы составить правдоподобную замену "обрезанной" части сигнала.
Жёстко-клиппированные сигналы не могут быть восстановлены в первоначальное состоянии, поскольку информация содержащаяся в пиках которые "обрезались" полностью утеряна. Мягко-клиппированные сигналы могут быть восстановлены в первоначальное состояние с приемлемой точностью, поскольку ни одна из частей сигнала не потеряна полностью. В этом случае, степень потери информации пропорциональна степени клиппирования.
Например один из методов в CuteStudio Declip, работает по принципу копирования сигнал непосредственно от одного из стерео каналов в другой, потому как возможно что только один из каналов клиппирует.
Существует несколько программных решений для борьбы с этой проблемой, которые дают различные результаты и используют различные методы: Sony Sound Forge, Adobe Audition, Nero Wave Editor и плагины в пакете Audacity LADSPA, поставляющиеся с программным обеспечением. Существует также плагин Nyquist под названием Clipfix для Audacity.