что такое противофаза в звуке
Фаза, противофаза и фазовый сдвиг
В этой статье рассмотрим такой важный вопрос, как фаза аудиосигнала.
При упоминании раздела школьной физики о гармонических колебаниях первое, что приходит на ум, — это то, что фаза представляет собой аргумент периодической функции, определяющий амплитуду сигнала в определенный момент времени.
Что нам от этого в музыкальном плане? И где же могут возникнуть проблемы с этой самой фазой?
Представьте, что мы записываем гитару. Звук снимается с комбоусилителя с помощью двух микрофонов. Сигнал из них микшируется, а затем идет в один канал. Как раз суммирование двух сигналов и может привести к возникновению проблем с фазой.
Сигналы в фазе
Наблюдается идеальное повторение сигналов, при котором «пики и впадины» их амплитуд абсолютно синхронны во времени. В таком случае говорят, что сигналы «в фазе». На практике это означает, что будет иметь место усиление сигналами друг друга. И в идеале амплитуда результирующего сигнала будет равна сумме амплитуд каждого сигнала.
Такой расклад не только ничем нам не грозит, а даже наоборот является весьма желанным и полезным в большинстве случаев.
Сигналы в противофазе
На осциллографе заметно, что «пик» первого сигнала совпадает с «впадиной» второго. Из этого несложно сделать вывод, что в результате сложения таких колебаний в идеале получится абсолютный ноль или, иными словами, взаимное подавление обоих сигналов.
Такой расклад ничего хорошего не принесет, поэтому его стоит всячески избегать.
Фазовый сдвиг
Фазовый сдвиг подразумевает запаздывание первого сигнала по времени относительно второго.
При двух гармонических колебаниях одной частоты результатом сдвига фаз будет частичное ослабление сигнала. Степень ослабления результирующего сигнала будет зависеть как раз от этого самого сдвига фаз. В предельном случае на выходе получится абсолютный ноль.
Все эти иллюстрации только отдаленно относятся к практическим реалиям. Звук музыкального инструмента — это ведь отнюдь не одночастотный сигнал. Звук гитары или какого-либо другого инструмента характеризуется довольно большим количеством обертонов.
Поэтому частичный сдвиг фаз может приводить к большему ослаблению одних частот по сравнению с другими, и даже к усилению некоторых из них. Можно легко догадаться, что на все это влияет сдвиг фаз между конкретными гармониками.
К слову сказать, как раз этот принцип усиления одних частот и ослабления других лежит в основе всем известного эффекта – фейзера. Схема включает в себя частотные фильтры, цепи обратной связи и смешивание обработанного и не обработанного сигнала, однако главный принцип заключается именно в сдвиге фаз.
В целом, фазовый фактор может стать причиной многих неприятностей. Хорошо, если при записи используются всего два микрофона. В таком случае можно поэкспериментировать с расстоянием от источника звука до микрофонов, чтобы подобрать такие положения, при которых сигналы от них поступают в фазе. А вот ситуация с использованием например десяти микрофонов уже намного сложнее.
Кстати, многие предусилители для микрофонов оснащены переключателем полярности сигналов. Единственное, что совпадение или несовпадение «пиков» и «впадин» обоих сигналов будет определяться не разностью их фаз, а полярностью. Но поскольку эффект такой же, то для решения проблем с фазой можно применять инвертирование сигналов, которое может принести желаемый результат, и может и нет.
Решить проблему можно и с помощью коррекции фазы уже записанного сигнала в любой программе для звукозаписи, тем более что современная цифровая обработка звука обеспечивает безграничные возможности в этом вопросе.
Заметить фазовое несовпадение сигналов на слух можно по характерной потере яркости звука, его «обеднению». Если вы услышали какие-то разлады со звуком, которые идентичны вышеперечисленным, поэкспериментируйте с фазой.
Фазовые проблемы могут иметь место не только во время снятия звука микрофонами. Например, они могут возникать при включении фейзера в параллельный разрыв на комбике, так как фэйзер сам по себе приводит к сдвижению фазы исходного сигнала и ее дальнейшему смешиванию с необработанным сигналом. К тому же не стоит забывать и о параллельной петле. В результате — прогнозируемое плохое звучание.
Противофаза в звуке (как волна, убивает волну и почему?)
Всем Привет, в этом видео мы разберёмся в вопросах противофазы, как и почему, одна волна на той же частоте и в то же время, полностью убивает другую волну, превращая её в тишину, как этого избежать и почему это очень важно?
Так же в видео, немного о том, что будет дальше на канале. Подписывайтесь на канал.
Подписывайтесь на канал, давайте двигаться вместе=)
Как перейти в IT из другой сферы? Как разработать курс, которому нет аналогов? Как студенту получить максимум пользы от занятий? Рассказывает преподаватель OTUS Сергей Окатов, руководитель курсов «Kotlin Backend Developer» и «Kotlin Developer. Basic».
Рассказывает Юлия Зыкова, руководитель команды «Аудитория» в Циан.
Кому будет полезна эта статья: Статья заинтересует того, у кого ипотека. Но в особенности, проблема касается тех, чей возраст от 51 года, так что может быть полезна вам, если вы достигли этого возраста или помогаете старшим родственникам, как случилось со мной.
И предустанавливать программы для чтения электронных книг.
Машину выставили во Франции, с 2022 года её начнут показывать в крупных городах США.
На главной распродаже года клиентов компании ждут сразу несколько интересных предложений: скидки на смартфоны, пакеты SMS и безлимитный трафик на YouTube, Яндекс.Карты, Яндекс.Навигатор.
Кейс продвижения бутика премиальных изделий из крокодиловой кожи Bardini. Сегодня обсудим, как в текущих реалиях работать с e-commerce, одеждой и премиальными дорогими предложениями. Мы снизили стоимость конверсии в 6 раз и увеличили количество заказов почти в 10 раз. Приятного прочтения!
В фазе или противофазе? Фаза звукового сигнала
Не хочешь смотреть рекламу? Зарегистрируйся!
Доброго всем времени суток!
Сегодня отчего-то захотелось поговорить о такой немаловажной штуке, как фаза аудио-сигнала. Так, освежим школьный курс физики применительно к нашим гитарным и, вообще, звуковым делам.
Если вспомнить школьный курс физики, а именно раздел, посвященный гармоническим колебаниям, то из глубин памяти можно выудить, что фаза – это аргумент периодической функции, который отвечает за то, какая будет амплитуда сигнала в определенный момент времени.
Что нам это дает с музыкальной точки зрения? И где же стоит искать проблемы с этой пресловутой фазой?
Допустим, мы записываем гитару, снимая звук с комбика двумя микрофонами, сигнал с которых микшируем, затем в один канал. Вот тут, при суммировании двух сигналов и могут возникнуть проблемы с фазой.
Вариант первый. Сигналы приходят в фазе.
На экране осциллографа это будет выглядеть примерно так.
Видно, что сигналы идеально повторяют друг друга, т.е. «пики и впадины» амплитуд двух сигналов идут синхронно во времени. Это и означает, что сигналы «в фазе». С практической точки зрения это будет означать, что сигналы будут усиливать друг друга. И в идеальном случае амплитуда результирующего сигнала будет представлять собой сумму амплитуд каждого из них.
Такой случай нам, собственно, ничем не грозит, а даже наоборот – это то, к чему стоит стремиться в большинстве случаев.
Вариант второй. Сигналы в противофазе.
Этот случай прямо противоположенный первому.
Видно, что там, где «пик» первого сигнала, там же и «впадина» у второго. Не трудно догадаться, что результатом сложения таких колебаний в идеальном случае будет полный ноль, т.е. взаимное подавление обоих сигналов.
Случай, надо сказать, самый поганый, и которого, стоит избегать.
Вариант третий. Фазовый сдвиг.
Так говорят, когда первый сигнал запаздывает по времени относительно второго.
Еще говорят, что сигналы «частично не в фазе». В случае двух гармонических колебаний одной частоты (на практике, это примерно, как сферический конь в вакууме), сдвиг фаз будет приводить к частичному ослаблению сигнала. А то, насколько ослабится результирующий сигнал, как раз будет зависеть от этого самого сдвига фаз. В предельном случае (см. Вариант 2), на выходе будет полный ноль.
Все эти картинки имеют лишь отдаленное отношение к практике, т.к. обычно мы имеем дело не с одночастотным сигналом. В звуке гитары (да и любого другого инструмента) довольно много гармоник (читай частот) и обертонов (тоже читай частот). Поэтому при частичном сдвиге фаз некоторые частоты будут ослабляться больше, чем другие, а иные могут быть даже усилены. Как не трудно догадаться все зависит от сдвига фаз (разности фаз) между конкретными гармониками.
Кстати, именно на этом принципе – усиление одних частот и ослабление других, основан всем нам известный гитарный эффект – фэйзер (phaser). Конечно, схему сдабривают частотными фильтрами, цепями обратной связи и смешиванием обработанного и не обработанного сигнала, но основной принцип именно тот – сдвиг фаз.
Вообще, фазовые дела могут доставить довольно много неприятностей. Это хорошо если у вас всего два микрофона, в этом случае можно просто поиграть расстоянием от источника звука до миков и найти те положения при которых сигналы от них приходят в фазе. А представьте, что вам надо подзвучить сцену? Или барабаны на реп. точке?
Кстати, на многих преампах для микрофонов есть переключатель полярности сигналов. По физическим принципам к фазе это никакого отношения не имеет, но вот эффект может дать точно такой же, как в вариантах 1 и 2. Только совпадение или несовпадение «пиков» и «впадин» сигналов будет зависеть не от их разности фаз, а от полярности сигналов. Однако, раз эффект это дает такой же, поэтому инвертирование сигналов можно использовать при проблемах с фазой. Другое дело, что это может помочь, а может и не помочь.
Еще одним решением проблемы может стать коррекция фазы уже записанного сигнала в любимой программе звукозаписи, благо сейчас цифровая обработка позволяет творить чудеса.
На слух фазовое несовпадение сигналов можно определить по характерной потере яркости звука, его «истощению». Если чувствуете, что со звуком твориться что-то не то и симптому совпадают с вышеперечисленными, то можно попробовать поиграть с фазой.
Фазовые проблемы могут возникнуть не только при снятии звука микрофонами. Вот человек включает фэйзер в параллельный разрыв на комбике и что? Судя по симптомам, имеет фазовые проблемы, т.к. фэйзер сам по себе сдвигает фазу исходного сигнала, а потом смешивает ее с необработанным, плюс еще параллельная петля… Итог закономерен – звучит хреново.
Надеюсь, что доступно объяснил, что такое фаза сигнала и, с чем ее едят? =)
Не хочешь смотреть рекламу? Зарегистрируйся!
Что такое фаза звука
Фаза звука – это положение звуковой волны относительно нулевого уровня (оси) в выбранный момент времени.
Для того чтобы понять, что такое фаза звука рассмотрим несколько примеров.
Возьмём две синусоидальных волны одинаковой частоты (два одинаковых аудиосигнала). Если эти сигналы будут звучать одновременно, то можно говорить о том, что они будут:
1.) В одной фазе;
2.) В противофазе;
3.) Один сигнал будет смещён относительно другого
Рассмотрим эти три случая.
Сигналы в фазе
Как Вы знаете, звуковая волна имеет подъёмы и спады. Так вот, если подъёмы и спады волны одного сигнала совпадают с подъёмами и спадами другого, то в таком случае говорят, что сигналы находятся в одной фазе.
В случае если два идентичных сигнала находятся в фазе, то громкость суммы этих сигналов увеличивается вдвое.
Сигналы в противофазе
В том случае если подъёмы и спады одного сигнала противоположны подъёмам и спадам другого, то говорят, что сигналы находятся в противофазе.
Противофаза – это явление когда подъём волны одного сигнала соответствует спаду волны другого сигнала.
Если два идентичных сигнала находятся в противофазе, то их суммарная громкость будет равна нулю.
Смещение фазы
Если подъёмы и спады волны одного сигнала немного смещены во времени относительно другого, то в этом случае говорят, что фазы двух сигналов смещены или имеют сдвиг по фазе.
Смещение фазы сигнала широко используется в синтезе. Однако не забывайте, что необходимо быть очень осторожным при сведении и следить за смещением фазы и противофазными явлениями. Особенно это касается низких частот, так как они имеют большую длину волны. Несовпадение фаз двух низкочастотных сигналов может вызвать искажение формы волны, что повлечёт за собой изменение тембра звука, его громкости и других негативных явлений. Именно по этой простой причине в танцевальной музыке широко применяется эффект «сайдчейн». Он позволяет избежать одновременного звучания двух низкочастотных сигналов (баса и бочки).
Фаза и противофаза звуковых сигналов
При работе с аналоговым стереосигналами важным критерием является фаза.
Рассмотрим следующие разновидности фазы сигнала:
2) обратная фаза (противофаза)
3) сдвиг по фазе (пока не трогаем)
Инвертировав один из каналов мы получим противофазные сигналы:
После инвертирования правый канал в любой момент времени имеет значение, обратное левому каналу. Такие сигналы идут в противофазе
При суммировании противофазных каналов громкость выходного сигналак будет стремиться к нулю из-за подавление сигналов левого канала правым. В итоге получим:
Тот же пример в моно:
Как видно и слышно сигнала почти нет.
В аппаратном плане, фаза сигнала зависит от распайки проводов и используемой аппаратуры. Лежавший у меня до недавнего времени гитарный процессор Line6 POD2 выдавал на выходе противофазу. Zoom 505 (куда же без него), дает частичную противофазу, что тоже весьма плохо отражается на общем звучании трека.
Вывод: избегайте противофаз, это «истощает» звук, делает в стереопанорамной картине звучания дыры и вообще всячески досаждает