Дисторшн или искажение (англ. distortion — искажение) — эффект искажающий звук. Также этот эффект очень часто называют overdrive или fuzz. Само по себе название не несет никакого ограничения, и в подавляющем большинстве случаев под искажением имеется в виду искажение формы звуковой волны.
Эффект "дисторшн" очень часто применяется к электрогитаре, бас-гитаре и к другим усиливаемым инструментам, таким как Хаммонд орган, синтезаторы и даже губная гармоника и вокал. Эффект создаётся с помощью электронного сжатия и/или с помощью клиппирования входного сигнала, этот эффект добавляет сустейн, дополнительные гармоники и обертоны, создавая богатый звук. Самые тонкие типы искажений добавляют к оригинальному звуку "тепла" и толщины; более радикальные типы искажений добавляют шумность, "злость", "жир" или изменяют тембр до неузнаваемости. Искажения используются в широком спектре музыкальных жанров, от тонкого овердрайва используемого в традиционном блюзе, до бескомпромиссного искажения в стилях панк-хардкор, индастриал, гранж и металл.
Ранние примеры этого эффекта часто получались случайно, когда музыканты пробовали играть на поврежденных гитарных усилителях или же специально порванных диффузорах динамиков. Одним из ярких примеров были Link Wray, которые случайно выбили лампу, а затем начали так делать для получения шумного, грязного звука для соло. Наблюдая эту тенденцию, Leo Fender из компании по производству усилителей (Fender), разработал ламповые гитарные усилители, которые добавляли немного "Overdrive". В 1960-х годах, среди гитаристов был популяризирован педальный эффект fuzz, среди них были Jimi Hendrix и George Harrison.
Эффект "дисторшн" может быть получен разными способами: с помощью педальных эффектов, усилителей, предусилителей, динамиков или с помощью цифровых программ, моделирующих устройство усилителей. Многие музыканты используют их комбинацию для получения своего неповторимого тембра.
Физика клиппирования[править]
Буквально слово "искажение" (distortion) относится к любому сигналу, отклоняющемуся от нормы на выходе электронной схемы (от первоначального входящего сигнала). Если речь идет об усилении музыкальных инструментов, то это относится к различным формам клиппирования, что усекает (обрубает) части входного сигнала, превышающие определенный предел напряжения. Поскольку и лампы и транзисторы в пределах определенной области напряжения ведут себя линейно, схемы исказителей настроены так, что средние пики сигнала едва доходят до порога, в результате чего происходит мягкое клиппирование и менее суровые искажения. Поэтому если играть на гитаре громче, количество искажений увеличивается и наоборот.
Ламповый overdrive[править]
До широкого внедрения транзисторов усилителей и исказители традиционно делали на основе вакуумных ламп. Они имеют максимальное входное напряжение, выше которого начинается изменение усиливаемого сигнала, а также минимальное, при котором сигнал также изменяется. Когда какая-либо часть входного сигнала подходит к этому пределу, усиление сигнала лампами становится менее линейным таким образом, что части сигнала имеющие меньшее напряжение усиливаются больше чем те которые имели большее напряжение. Это вызывает сжатие пиков выходящего сигнала, в результате чего сигнал выглядит "сплющенным". Такой эффект называется "мягким клиппированием", это также генерирует новые гармоники, которые добавляют "тепла" и обогащают тембр инструмента. Если лампа усиливает звук ещё сильнее, сжатие становится более экстремальным и пики сигналов обрезаются. Это добавляет дополнительные гармоники нечетного порядка, создавая "грязный" или "рыхлый" тембр.
Ламповые исказители обычно называют "Overdrive", искажение достигается путём перегрузки ламп в усилителе или с помощью специальных устройств. При усилении/клиппировании сигнала может использоваться несколько каскадов ламп, это создаёт более "толстое" и более сложное искажение звука. В некоторых современных ламповых эффектах, "dirty" или "gritty" тембр на самом деле достигается не за счет высокого напряжения, а с помощью запуска в цепь напряжения которое слишком низко для компонентов схемы, в результате чего возникает большая нелинейность и искажения. Эти схемы называют "starved plate", в результате "смерти" амплитуды звука.
Транзисторный клиппинг[править]
Транзисторы ведут себя гораздо более линейно и таким образом точнее усиливают сигнал, пока входное напряжение не выходит за пределы рабочей области. При превышении предела сигнал будет клиппировать без сжатия, это известно как "жесткое клиппирование" или "жёсткое лимитирование". Этот тип искажения производит больше нечётных гармоник. В электронном виде, это обычно достигается либо усилением сигнала в точке где он должен быть клиппирован, либо клиппирование происходит на диодах. Многие устройства искажений подражают звучанию перегруженных вакуумных ламп.
Реализация искажений[править]
Педальные overdrive/distortion[править]
В следствии того что они часто предназначены для работы с низким напряжением, таким как 9-вольтовой батарейкой, перегрузка и искажения достигаются с помощью использования транзисторов. Классические примеры Ibanez Tube Screamer и Electro-Harmonix Big Muff. Некоторые современные педальные эффекты используют лампы, обычно они также работают при напряжениях, которые находятся ниже линейного поведения ламп, в результате чего получаются резкие и buzzy искажения. Обычно педальные дисторшны усиливают сигнал, который может быть использован для входного каскада предусилителя, что приводит к дальнейшему искажению, и в некоторых случаях к увеличению уровня.
Искажения предусилителя[править]
Гитарный предусилитель служит для усиления слабого сигнала инструмента до того уровня который может управляться усилителем мощности. Предусилитель часто содержит схемы формирования тембра инструмента, в этом числе эквалайзер и параметр усиления уровня (gain). Для получения искажений часто используется несколько каскадных этапов усиления/клиппирования. Потому как первый компонент в ламповом усилителе это лампы, выходной уровень предыдущих элементов сигнальной цепи имеет сильное влияние на искажения созданные на этапе усилителя.
В промежутке 1980 - 1990 годов, многие усилители имели ручку "master volume", которая по существу была аттенюатором между секциями предусилителя и усилителя, что позволяло удобно получать искажения высокого уровня в секции предусилителя гитарного усилителя, не нагружая лампы усилителя и получая приемлемый уровень на выходе. Однако, это также приводит к тому что лампы усилителя работают в пределах линейной области усиления, что уменьшает искажения добавляемые к выходному сигналу.
Искажения усилителя[править]
Лампы усилителя могут быть перегружены также как и в предусилителе, и потому как эти лампы предназначены для создания большей силы звука, искажения и характер которые они добавляют к тембру гитары является уникальными. В 1960-х годах и до начала 1970-х, искажения создавались в первую очередь с помощью перегрузки ламп усилителя. Потому как многие музыканты уже привыкли к звукам получаемым этим способом, многие гитаристы используют именно этот тип искажений, устанавливая свой усилитель на максимальную мощность, чтобы получить "тяжёлый" звук.
Поскольку лампам усилителя необходим максимальный перегруз, в результате этого усилитель работает на полную мощность, это создаёт трудности при игре в малых помещениях или при репетициях, поэтому появилось несколько решений как уменьшить громкость динамиков, позволяя игроку создавать искажения с помощью чрезмерной нагрузкой на усилитель. Это решается включением встроенных или отдельных аттенюаторов и ослаблением питания, а также использование ламп с низким энергопотреблением (например, четверть ватт или меньше).
Искажения выходного трансформатора[править]
Выходной трансформатор находится между лампами усилителя и динамками, он служит для подачи соответствующего сопротивления и напряжения. Когда ферромагнитный сердечник трансформатора становится электромагнитно насыщенным, это приводит к асимметричному клиппированию, добавляя дополнительные искажения чётного порядка до динамиков.
"Провисание" мощности питания[править]
Ранние ламповые усилители часто использовали нерегулируемое питание. Это было связано с высокой стоимостью высококачественных, высоковольтных источников питания. Когда ламповый усилитель производил сильное усиление, напряжение питания падало, снижая мощность, что вызывало ослабление сигнала и сжатие. Этот падающий эффект известен как "провисание", его стремятся получить некоторые электрогитаристы. Провисание происходит только в усилителях класса AB. В усилителях класс A, ток постоянный, поэтому провисания не происходит.
Так как этот эффект более выражен с более сильными входными сигналами, то он будет иметь различное влияние на различные участки звука. Чем громче звук тем сильнее будет сжата нота (начальная атака ноты), чем ниже сила звука тем сжатие меньше (продолжительность ноты), делая основной уровень ноты громче и повышая таким образом её длительность. Кроме того, поскольку уровень сжатия зависит от уровня входного сигнала, игрок может управлять силой сжатия через интенсивность игры: более сильная игра приводит к большему сжатию или «провисанию».
Эмуляция искажений усилителей[править]
Программное обеспечение способно моделировать и воспроизводить искажения многих гитарных усилителей, которые связаны с целым рядом популярных "Stomp Box" педалей и усилителей. Для воссоздания звука подключённых аналоговых педалей и ламповых усилителей, устройства моделирования обычно используют цифровую обработку сигнала. Наиболее сложные устройства позволяют настроить имитацию различных предусилителей, силовых ламп, динамиков, коробок динамиков, а также комбинации микрофонов.
Моделирование усилителей и искажений может быть достигнуто с помощью различных методов: с помощью компьютерных приложений работающих в реальном времени: оборудования, такого как малые педали, большие педали, рэк стоек, напольных процессоров, гибридных ламповых усилителей, которые используют аналоговые и цифровые технологии. Звук создаваемый устройствами моделирования высокого класса может быть очень убедительным, поэтому эти процессоры широко используются при живых выступлениях, т.к. их использование уменьшает количество тяжелых, винтажных усилителей при транспортировке. Некоторые небольшие, независимые студии звукозаписи также используют программное обеспечение или процессоры для моделирования устройств, поскольку они позволяют получать классические тембры, без покупки или аренды дорогого марочного оборудования. Цифровые моделирующие устройства не могут воссоздать все тонкие аспекты винтажного звука ламповых овердрайвов, в следствии того что этот звук является результатом целого ряда нелинейных и случайных факторов, начиная от "тепла" вакуумных ламп, с учётом их возраста и состояния динамиков. Поэтому профессиональные музыканты, как правило, используют для записи реальные марочные ламповые усилители, потому как записанный звук будет выдерживать более тщательную проверку от слушателей и критиков.
Виды искажателей[править]
- Distortion — любой искажающий эффект.
- Overdrive — искажения достигаются путём «мягкого клиппирования», придавая «теплоты» звуку, чаще всего достигается с помощью перегрузки ламп.
- Fuzz — искажения достигаются путём «жёсткого клиппирования», создаёт сильное, грязное искажение.
- Warp — добавляет грубые искажения и очень длинный сустейн, превращая усилитель в рычащего "зверя".
- Waveshaper — очень гибкий эффект, пользователю предлагается создать передаточную характеристику самому, что позволяет использовать этот эффект хоть как жесткий ограничитель, хоть как софтклиппер, овердрайв и многое другое.
- Tube Saturation/Valve — "ужирнитель", "утеплитель" эффект ламповой сатурации. Принцип действия схож с софтклиппером, сатурация плавно "расплющивает" верхушки волн высоких сигналов, поднимая участки низкого уровня и увеличивая ощущение плотности звука. Valve и tube — английское и американское названия лампы.
- Bitcrusher — принцип действия состоит в понижении битности и/или частоты дискретизации сигнала.