Дисторшън

В музиката, дисторшъна е звуковия ефект, който се получава, когато амплитудните върхове на сигнала са смекчени или отрязани, когато оборудването за аудио е претоварено.

Съществуват различни видове дисторшън. Върховете на сигнала може да са отрязани, което се нарича твърдо окастряне (от англ., "hard-clip"). Върховете на сигнала може да се потиснат и след това да се отрежат, което се нарича меко окастряне (от англ., " soft clip"; виж по-долу). Или пък, върховете на сигнала може просто да се потиснат (компресират). В музиката, дисторшъна, който е описан тук, обикновено е преднамерен (извън музиката обикновено е нежелан) и понякога се нарича овърдрайв (от англ., "overdrive").

По-общо, този вид дисторшън се получава винаги, когато самата форма на вълната на сигнала се променя, защото амплитудата на сигнала се променя прекалено бързо. Един компресор с много бърза атака и отпускане например ще произведе дисторшън.

Цифров дисторшън

Следното е пример на един дисторшън с твърдо окастряне:

$$y(k)=\begin{cases} 0.75 & |x(k)| \ge 0.75 \\ x(k) & |x(k)| \lt 0.75 \end{cases}$$

Резултатът от този вид дисторшън върху един сигнал е следния.

Резултат от един примерен дисторшън с твърдко окастряне

Върховете на сигнала просто са отрязани.

Следното е пример на един дисторшън с меко отрязване (познат като кубичното меко окастряне).

$$y(k)=\begin{cases} -(w-\frac{w^3}{3}), & x(k) \lt -w \\ x(k)-\frac{x(k)^3}{3}, & |x(k)| \le w \\ (w-\frac{w^3}{3}), & x(k) \gt w \end{cases}, w \gt 0$$

С по-големи w, окастрянето става по-меко и по-близо до върха на вълната. Резултатът от този дисторшън върху сигнала е следния.

Резултат от прилагането на едно примерно кубично меко отрязване

Следното е пример на дисторшън, който потиска върховете на сигнала, но не ги отрязва.

$$y(k)=atan(x(k))$$

Дисторшъна и хармониците

Всяка нелинейна промяна в сигнала създава хармоници. Това, което е интересно за цифровия дисторшън обаче, е че създава нечетни хармоници. Това не би трябвало да ни изненадва, защото потискането на върховете на сигнала е почти същото като да добавим първия нечетен хармоник на сигнала (с честота равна на три пъти оригиналната честота) с по-малка амплитуда както в следната графика. Тази графика показва оригиналния сигнал (прекъснатата линия) и един сигнал, който е сумата на оригиналния сигнал и първият му нечетен хармоник.

Добавянето на първия нечетен хармоник към сигнала за да се имитира дисторшъна

Почти е невъзможно, всъщност, да добавим нещо друго освен нечетните хармоници в сигнала, ако използваме дисторшън. Ако добавим четни хармоници, ще забележим едно разтягане на върховете на сигнала, вместо компресиране. Следната графика например показва сумата на оригиналния сигнал и първият му четен хармоник.

Добавянето на първия четен хармоник за да имитираме разтягане

За да въведем четни хармоници, трябва да се обърнем към операции, които разтягат върховете на сигнала, вместо да ги потискат, което не е дисторшън според нашето определение. Примерни такива операции са:

$$y(k)=x(k)^3$$

и

$$y(k)=\begin{cases} x(k), & x(k) \gt x(k-1) \\ x(k)^3, & x(k) \le x(k-1) \end{cases}$$

Първата операция създава и четни, и нечетни хармоници. Втората създава само четни хармоници, с изключение на първият нечетен хармоник.

Дисторшъна извън смесването на музиката

Термина дисторшън (от англ., "distortion" или "изкривяване") на английски има и други значения извън темата за продуцирането на музика. Видът дисторшън, който е описан по-горе, може би е специален случай на амплитудния изкривяване, защото амплитудата на изходния сигнал не е линейна функция на амплитудата на входния сигнал, въпреки че това зависи от това, как измерваме амплитудата. Филтрите за работа с цифрови сигнали (виж например Нискочестотен филтър), създават честотен изкривяване, защото амплитудата на изходните честоти е различна от амплитудата на входните честоти (т.е., филтърът има един амплитуден спектър). Когато една операция върху сигнала създава хармоници, тя се нарича хармоничен дисторшън.

Добави нов коментар

Filtered HTML

  • Freelinking helps you easily create HTML links. Links take the form of [[indicator:target|Title]]. By default (no indicator): Click to view a local node.
  • Web page addresses and e-mail addresses turn into links automatically.
  • Lines and paragraphs break automatically.

Plain text

  • No HTML tags allowed.
  • Web page addresses and e-mail addresses turn into links automatically.
  • Lines and paragraphs break automatically.
CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
Image CAPTCHA
Enter the characters shown in the image.