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探究“模擬”在音樂錄音領(lǐng)域的作用

2022-02-08 13:10張冬梅
新聞傳播 2022年5期
關(guān)鍵詞:模擬錄音諧波

張冬梅

(朝陽廣播電視臺(tái)錄制部 遼寧 122099)

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展,音樂錄音方式也越來越多樣,數(shù)字技術(shù)被全面應(yīng)用于音樂制作的每個(gè)環(huán)節(jié)。受限于材料的物理和化學(xué)性能,半導(dǎo)體芯片制造工藝可能耗盡潛力,摩爾定律也將走到極限,音樂錄音領(lǐng)域?qū)π录夹g(shù)的需求更加迫切。與此同時(shí),數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換的技術(shù)已經(jīng)有所發(fā)展,運(yùn)用到音樂錄音上,聲音經(jīng)過話筒膜片放大器發(fā)生模數(shù)轉(zhuǎn)換之后,就可以在數(shù)字環(huán)境下運(yùn)用軟件處理器對(duì)聲音進(jìn)行處理,處理完成的聲音在重放端可以發(fā)生數(shù)模轉(zhuǎn)化,處理后的聲音可以直接在揚(yáng)聲器端發(fā)出。因此,若能保證時(shí)間的精確度與轉(zhuǎn)換的技術(shù)質(zhì)量,就可以得到完全無損的音質(zhì)。

一、“模擬”技術(shù)在音樂錄音領(lǐng)域的發(fā)展歷程

從1904年第一支電子二極管誕生開始,之后的四十年間,電子三極管、晶體管陸續(xù)問世,在第二次技術(shù)革命到來之前的二十年之前,音樂錄音領(lǐng)域也發(fā)生了許多具有重要意義的事件。Fairchild 公司在當(dāng)時(shí)名聲大噪,其旗下的錄音設(shè)備公司的核心技術(shù)工程師Rein Narma在吉他大師Les Paul 的建議下,研發(fā)出Variable Mu 類型的經(jīng)典電子管模擬壓縮器660 和670,啟發(fā)了之后的多軌錄音技術(shù)。Fairchild 公司旗下的半導(dǎo)體公司科學(xué)家Robert Noyceyou 也在同時(shí)代研發(fā)出可用于商業(yè)化的集成電路。Fairchild 公司還培養(yǎng)了很多行業(yè)精英,包括日后依靠半導(dǎo)體芯片為材料的世界知名企業(yè)Intel 和AMD 的創(chuàng)始人,如戈登·摩爾——摩爾定律的提出者。

二、失真現(xiàn)象

(一)“失真”的定義

失真,即信號(hào)在傳輸過程中發(fā)生變化的畸變現(xiàn)象,例如,放大器可以僅放大輸入的原有信號(hào)而不使原有信號(hào)的波形產(chǎn)生變化,失真現(xiàn)象下,輸入的原有信號(hào)經(jīng)過放大器之后,信號(hào)被放大且原有的波形也會(huì)發(fā)生改變。

(二)“失真”的分類

依據(jù)產(chǎn)生原因分類,失真現(xiàn)象有線性失真和非線性失真兩種。線性失真即頻率失真,又分為幅度失真和相位失真兩種狀況。幅度失真多發(fā)生在傳輸多頻信號(hào)過程中,若電路放大器對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)的放大不成固定比例,則輸出的信號(hào)波形就會(huì)產(chǎn)生畸變。相位失真指的是,經(jīng)過電路放大器時(shí),輸入信號(hào)中的相對(duì)位置發(fā)生了位移,導(dǎo)致一部分信號(hào)的輸出時(shí)發(fā)生時(shí)間的延遲現(xiàn)象。非線性失真即波形失真,是指輸出的信號(hào)中產(chǎn)生了輸入時(shí)原有信號(hào)中沒有的頻率成分,主要是因?yàn)榉糯笤行盘?hào)的工作區(qū)域進(jìn)入了特性曲線的非線性區(qū)域而導(dǎo)致的。

(三)“失真”的頻譜圖表現(xiàn)

從頻譜圖來看,選取正弦波、鋸齒波、方波和三角波四種基礎(chǔ)波形,以同等峰值強(qiáng)度1kHz 為標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)各波形的各次分量,將得到的諧波狀況整理分類,可以發(fā)現(xiàn):第一,正弦波只有基頻信息沒有諧波信息,鋸齒波奇偶次諧波均有,方波和三角波都只有奇次諧波,但兩者的奇次諧波配比不同;第二,從整體來看,各波形的諧波強(qiáng)度隨著頻率的增加而減弱。因?yàn)檎也ㄖ挥谢l信息,而其他三類波形都有諧波,即基頻信息之外的頻率成分,從某種程度來說,它們都可以被視為非線性失真的正弦波,因此它們發(fā)出的音色都是不同的。

(四)諧波對(duì)于音樂錄音的價(jià)值

從聲樂學(xué)上看,加強(qiáng)單頻信號(hào)的各次分量得到的諧波幾乎都能夠產(chǎn)生完全和諧的泛音。從聽覺藝術(shù)的角度,把這種豐富且和諧的諧波加入原本的音樂聲部,整體的聽感是十分舒適微妙的,這種方式也提升了整個(gè)音樂作品的音樂性和學(xué)術(shù)性。此外,波形失真現(xiàn)象帶來的諧波失真會(huì)損害聲音質(zhì)量,我們通常希望總諧波失真保持在一個(gè)小數(shù)值范圍內(nèi),但如果帶來的總諧波失真數(shù)值剛好在合適的程度,那這種非線性失真反而給模擬設(shè)備帶來了特殊的音色風(fēng)格,這種情況常常在音色風(fēng)格出眾的經(jīng)典款模擬設(shè)備上出現(xiàn)。不同的諧波頻率通過不同的配比組合,能夠產(chǎn)生很多對(duì)總體音色有益處的可能,所以,我們無法給出一個(gè)固定的總諧波失真的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值或標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間,去界定模擬設(shè)備的質(zhì)量層級(jí)和風(fēng)格特色,“模擬”的不確定性成就了其獨(dú)特的魅力。

(五)不同介質(zhì)的電子線路及元器件所帶來的“失真”現(xiàn)象

把基頻信息輸入電子管后,信號(hào)得以放大,同時(shí)產(chǎn)生較多的偶次諧波頻率成分,讓輸出的聲音擁有了聽感上的暖意。1950年代開始,作為專業(yè)音頻音響器材的核心元器件,電子管與電吉他音響相遇,電子管的非線性失真現(xiàn)象在電吉他音色變化的時(shí)代潮流中持續(xù)不斷地發(fā)生,可以說電子管親歷了搖滾樂的編年史,許多唱片公司和電子公司為此也作出了貢獻(xiàn),如美國RCA 唱片公司、德國的Telefunken電子公司等[1]。

把基頻信息輸入晶體管后,會(huì)產(chǎn)生更多的奇次諧波頻率成分,這種電路非線性失真現(xiàn)象較之電子管來說,聽感上會(huì)偏硬,但是這并不全是奇次諧波頻率的負(fù)面影響,需要再考慮到諧波的配比比例和方式這個(gè)變量,尤其是其中的二次諧波和三次諧波。

磁帶的音色是最具自我風(fēng)格的一種模擬設(shè)備,磁帶的轉(zhuǎn)速、磁頭、磁粉、磁性強(qiáng)弱、磁通量等等各種因素都是影響磁帶錄入的聲音的變量,磁帶中所產(chǎn)生的非線性失真給模擬時(shí)代帶來了時(shí)代特有的溫暖的音樂記憶。

如果把諧波看作是一類物質(zhì)的話,那么不同諧波的頻率成分和配比組合則有千千萬萬種可能,不同的模擬設(shè)備因此產(chǎn)生設(shè)備自身所有的特殊音色,使得輸入信號(hào)后,輸出的聲音帶有各自設(shè)備的音色風(fēng)格[2]。

三、“模擬”類的聲音處理設(shè)備

為了達(dá)到想要的音樂風(fēng)格和氛圍,針對(duì)不同的聲音素材,我們會(huì)使用不同的聲音處理設(shè)備,其中的電路設(shè)計(jì)、元器件組合以及各自不確定的非線性失真將會(huì)給聲音素材帶來不同的變化,從而使得各個(gè)聲音素材可以滿足不同的音樂風(fēng)格和聲部需求。

(一)聲音放大電路

Class A 電路是最理想的聲音放大電路,聲音通過它就像通過了一個(gè)透明的管子,可以保持最佳的線性表現(xiàn),幾乎不產(chǎn)生諧波頻率成分,交越失真現(xiàn)象和開環(huán)失真現(xiàn)象出現(xiàn)的概率都極低,無需使用負(fù)反饋設(shè)計(jì),在絕對(duì)優(yōu)越的聲音放大性能光環(huán)先,Class A 電路的效率低、發(fā)熱量大的缺點(diǎn)瑕不掩瑜,在音樂錄音領(lǐng)域有著巨大的市場占有率。另外,Discrete 電路設(shè)計(jì)消除了Integrated 電路設(shè)計(jì)的深度負(fù)反饋的負(fù)面影響,制作出的聲音更為自然。因此,Class A Discrete 是最佳最合的聲音處理設(shè)備,許多廠家都有相應(yīng)的產(chǎn)品。

(二)模擬壓縮器

依據(jù)電路設(shè)計(jì)原理的不同,市場上的模擬壓縮器大致可以分為VCA、FET、Opto 和Variable Mu 四種。第一,VCA是應(yīng)用最為廣泛的一種模擬壓縮器,常見在調(diào)音臺(tái)的通道壓縮,主要發(fā)揮效用的是電阻元件,可以在短時(shí)間內(nèi)改變聲音信息的強(qiáng)度,對(duì)音頻進(jìn)行快速處理,沖擊力大,同時(shí)也可以控制聲音的峰值,但它不適合整體混音處理。第二,F(xiàn)ET 類型的模擬壓縮器啟動(dòng)迅速,并能夠同時(shí)保證聲音的力度和溫度,經(jīng)典款有UA 的1176。第三,Opto 類型的模擬壓縮器主要考慮聲音信息的平均值而不是峰值,所以對(duì)瞬態(tài)的聲音不敏感,經(jīng)典產(chǎn)品有Teletronix 的LA-2A。第四,Variable Mu 類型的模擬壓縮器是壓縮器類產(chǎn)品的最初形態(tài),它是通過Tube 電子管本身來完成壓縮任務(wù),最大的特點(diǎn)在于它的非線性壓縮曲線,增益減少則壓縮加大,啟動(dòng)時(shí)間慢,所以制作的聲音效果是平滑溫暖的,各聲部之間咬合流暢,因此,常常用于制作聲音母帶,經(jīng)典款有FairChild 660和670等[3]。

(三)模擬均衡器

音樂錄音領(lǐng)域常見的聲音處理設(shè)備還有模擬均衡器,Passive EQ 就是應(yīng)用最為廣泛的模擬均衡器之一,其中發(fā)揮均衡處理效果的主要是電阻、電感和電容類無源元件,而不是放大元器件,因此,經(jīng)模擬均衡器處理過的聲音非常舒適自然,可增益的范圍區(qū)間也較廣,且極少出現(xiàn)尖銳、毛刺等不合格的聲音。Pultec EQ 作為Passive EQ 的一種,可以為同一個(gè)聲音頻段同時(shí)進(jìn)行增益和衰減的均衡,由于增益和衰減頻點(diǎn)和曲線還有技術(shù)上的差別,整體均衡完成后,可以獲得非常獨(dú)特的聲音表現(xiàn)。因此,Pultec EQ也是眾多廠商的常規(guī)經(jīng)典產(chǎn)品之一。

結(jié)語

“模擬”和“數(shù)字”是兩種差別迥異且風(fēng)格鮮明的技術(shù),“模擬”的線性基因里,經(jīng)過發(fā)達(dá)電路時(shí)容易有非線性的狀態(tài)發(fā)生,使線性的聲音產(chǎn)生各種變化,一些失真現(xiàn)象給我們帶來懷舊溫暖的聽感體驗(yàn),“數(shù)字”的線性因子容易過于強(qiáng)勢,從而使得聲音出現(xiàn)機(jī)械乏味感。隨著模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展,如果在音樂錄音領(lǐng)域一味地追求創(chuàng)新,高效便捷的“數(shù)字”技術(shù)可能會(huì)慢慢替代“模擬”技術(shù),但是為了音樂作品更好的整體效果和要表達(dá)的情感,“模擬”一定還是有其存在的必要性和重要性?!?/p>

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