Въпреки че не предлага същия спиращ дъха ефект като фино настроения високочестотен филтър, нискочестотният филтър може драстично да подобри вашия микс, като го направи по-ясен, просторен и без шум. Пренебрегването на важността на кристално чистите и подредени високи честоти може да доведе до липса на дълбочина и цялостна скука на песента, поради което не бива да подценявате ефекта от тази важна постпродукционна практика.

Ако искате да научите повече за нискочестотния филтър и как той може да подобри миксовете ви, сте на правилното място. В тази статия ще разгледаме какво представлява нискочестотният филтър, как работи, както и различните видове и техники, които можете да използвате, за да подобрите красотата и пространствеността на продукциите си.

Какво представлява нискочестотният филтър?

Нискочестотният филтър е инструмент за обработка на звук, който намалява интензитета на честотите на сигнала над определен праг, като позволява преминаването само на по-ниските честоти. Той е основен инструмент в аудиотехниката, използван за манипулиране и поддържане на честотите на звуковия сигнал под контрол. Праговата честота, над която честотите се затискат, се нарича честота на прекъсване.

Когато използвате нискочестотен филтър, честотите под точката на прекъсване остават относително незасегнати, докато тези над нея постепенно се намаляват, което създава по-гладък звук. Рязкото намаляване се определя от наклона на филтъра, измерван в децибели на октава (dB/октава): по-стръмният наклон означава по-рязко намаляване на високите честоти.

Нискочестотните филтри се срещат навсякъде в аудиопроизводството - от миксиращите конзоли и цифровите аудио работни станции (DAW) до синтезаторите и китарите. Те помагат на артистите и аудиоинженерите да оформят тоналния баланс на аудиозаписите, като създават пространство в микса чрез премахване на ненужното високочестотно съдържание.

Чудили ли сте се някога как да направите така, че музиката ви да звучи по-приглушено или далечно? Точно тук е полезен нискочестотният филтър. Нискочестотният филтър филтрира високите честоти, като прави звука ви да звучи така, сякаш идва отдалеч. Освен това той помага на музиката ви да звучи по-балансирано, като се справя с всякакви честотни сблъсъци, които могат да възникнат между различните части на песента.

Нискочестотни филтри, високочестотни филтри, лентови филтри

Не можем да говорим за нискочестотни филтри, без да разберем разликата между нискочестотни и високочестотни филтри.

Докато нискочестотният филтър позволява преминаването на честоти под определена точка на прекъсване, като същевременно отслабва честотите над тази точка, високочестотният филтър прави обратното и позволява преминаването на честоти над определена точка, като отслабва тези под нея. Накратко, тези филтри влияят на тоналния баланс и чистотата на звука в противоположните краища на спектъра.

Например нискочестотен филтър може да се приложи към бас парчета или ударни барабани, за да се премахне високочестотният шум или грубостта, като се подчертае присъствието на ниските честоти. От друга страна, високочестотният филтър обикновено се използва за изчистване на ниските честоти на микса, като се гарантира, че нискочестотният шум от работа с микрофон или звуци от дишане няма да замъгли цялостния звук.

Друг важен ефект, който влияе на изходния сигнал, е лентовият филтър (BPF). Той позволява преминаването на честоти в определен диапазон, като отслабва тези извън този диапазон, независимо дали са по-високи или по-ниски. Той може да се разглежда като комбинация от LPF и HPF, където има долна и горна честота на прекъсване. По същество BPF може да се използва за изолиране на определени честотни ленти.

Лентовите филтри са изключително полезни в звуковия дизайн и производството на електронна музика. Те могат да се използват за създаване на радиоефект върху вокална песен или за изолиране само на средните честоти, като се симулира звукът на глас, идващ през говорител на телефон или радио.

Вътре в схемите на нискочестотния филтър

Разбирането на техническата страна на аудиообработката е важно за всеки, който иска да си изцапа ръцете с филтърни вериги, напрежение и импеданс на натоварване в прекъсващите филтри. Тези елементи определят качеството на звука и ефективността на филтрите.

Филтърни вериги в отсекателни филтри

Сърцевината на всеки филтър за прекъсване, независимо дали става въпрос за нискочестотен, високочестотен или лентов филтър, се крие в неговата схема. Тези схеми обикновено включват комбинация от резистори, кондензатори, а понякога и индуктори. Разположението и стойностите на тези компоненти определят характеристиките на филтъра, като например неговата честота на прекъсване и наклона.

При проектирането на прост пасивен филтър кондензатор и резистор образуват RC верига. Честотата на прекъсване на тази верига се определя от стойностите на резистора (R) и кондензатора (C), изчислени по формулата f_c = 1/(2πRC), където f_c е честотата на прекъсване. Наклонът на тези прости филтри обикновено е плавен - 6 dB на октава.

Активните филтри имат операционни усилватели (оп-усилватели) в конструкцията си, което им позволява да имат по-стръмни наклони и по-прецизен контрол върху характеристиките на филтъра. Тези схеми могат да бъдат проектирани така, че да имат наклони от по-висок порядък, например 12 dB, 18 dB или дори 24 dB на октава, което позволява по-остри отсечки.

Напрежение и ефективност на филтъра

Напрежението играе основна роля в поведението на филтърните вериги, особено в активните филтри. Напрежението на захранване на операционните усилватели определя максималния диапазон на сигнала, преминаващ през филтъра. По-високите стойности на захранващото напрежение позволяват по-силни пикове на сигнала без изрязване, запазвайки целостта на аудиосигнала, което е особено важно при аудиосистемите с висока точност.

Освен това напрежението върху компонентите във филтърната верига може да повлияе на реакцията на филтъра. Например при някои видове филтри с променливо състояние промяната на напрежението върху даден компонент може да промени честотата на прекъсване на филтъра, като предлага контрол в реално време върху поведението на филтъра - функция, която често се среща в синтезаторите и звуковия дизайн.

Импеданс на товара и неговите ефекти

Импедансът на товара е импедансът на изхода на филтърната верига. В конструкциите на пасивни филтри импедансът на товара може да взаимодейства с компонентите на филтъра, като променя честотната характеристика. Например, товар с нисък импеданс може да "заглуши" филтъра, като намали честотата на прекъсване и направи наклона по-малко стръмен.

При активните филтри изходният импеданс обикновено е нисък, което осигурява по-постоянна работа при различни натоварвания. Въпреки това, съгласуването на импеданса със следващото стъпало (като усилвател или аналогово-цифров преобразувател) ще гарантира, че ще предотвратите загуба на сигнал или изкривявания.

В професионално звукозаписно студио активните филтри с прецизен контрол и висока стойност обикновено са най-добрият вариант, докато в аудиоустройство за домашна употреба, дори и от висок клас, пасивните филтри могат да бъдат най-добрият залог поради своята простота и по-ниска цена.

Управление на нискочестотен филтър

Настройките на нискочестотния филтър са разработени така, че да осигуряват пълен контрол върху взаимодействието на честотите в аудиосигнала. Затова нека разгледаме най-важните контроли и тяхното предназначение при нискочестотния филтър.

Честота на прекъсване

Несъмнено най-важният контрол на нискочестотните филтри. Честотата на прекъсване е точката, в която по-високите честоти започват да се затискат: честотите под тази точка преминават незасегнати, докато тези над нея постепенно се намаляват. Честотата на прекъсване е регулируема и може да се настрои в зависимост от желания ефект: можете деликатно да премахнете малко яркост или драстично да отрежете високите честоти.

Наклон или резонанс

Наклонът на филтъра определя реакцията на филтъра и колко бързо ефектът блокира високите звуци. Колкото по-стръмен е наклонът, толкова по-силно се блокират високочестотните звуци. Някои нискочестотни филтри имат и специален бутон, наречен Резонанс, който усилва звуците около точката на прекъсване, където филтърът започва да блокира високите звуци.

Фактор Q

Коефициентът Q или коефициентът на качество е ширината на честотната лента около точката на прекъсване, която се влияе от резонанса. По-високият Q фактор дава по-тесен пик, като подчертава честотите в точката на прекъсване, което може да добави яснота или да подчертае определен честотен диапазон. По-нисък Q фактор, от друга страна, ще направи честотната лента по-разпръсната и ще смекчи по-високите честоти.

Тип филтър

Съществуват различни видове нискочестотни филтри, всеки от които има уникални характеристики. Някои от тях са проектирани за по-плоска реакция в лентата на пропускане (диапазона на незаглушените честоти), докато други дават по-остра отсечка. Ще ги разгледаме подробно по-късно.

Контроли за следване на обвивката или модулация

Някои нискочестотни филтри позволяват модулиране на честотата на прекъсване с помощта на Envelope Follower или други източници на модулация. Това означава, че честотата на прекъсване може да се променя с течение на времето в зависимост от динамиката на входния сигнал или от външен източник на модулация, като по този начин се подобряват ритъмът и динамичните промени в песента.

Начини, по които нискочестотният филтър може да подобри вашия микс

Когато се използва правилно, нискочестотният филтър може да подобри красотата на композициите ви, като направи звука по-ясен и по-организиран. Високите честоти могат да бъдат изключително трудни за укротяване и постоянно са в центъра на вниманието, ето защо е изключително важно да знаете как, кога и защо трябва да използвате нискочестотен филтър.

Премахване на ненужните високи честоти

Високочестотните шумове, като съскане от звукозаписно оборудване или грубост от чинели, могат да нарушат чистотата на микса. Ако смесвате запис на живо, може да откриете околен шум (бръмчене от ОВК или електрически смущения), който обикновено е във високочестотния диапазон.

Нискочестотният филтър може да смекчи или премахне тези честоти, като изчисти звука. Например прилагането на лек нискочестотен филтър върху горните микрофони на барабаните може да намали рязкостта на чинелите, което прави барабанния комплект по-плавно вписан в микса.

Създаване на пространство и дълбочина

Фината настройка на пространствеността на вашия микс с помощта на нискочестотни филтри може да подобри възприятието за пространство в песента. Като приложите нискочестотен филтър към фоновите вокали или към изпращането на реверберация, можете да изтласкате тези елементи по-назад в микса, създавайки многопластов и поглъщащ ефект.

Тази техника е особено полезна, когато работите с гъсти композиции и мястото е ограничено. Използването на нискочестотния филтър по този начин ви позволява да пресъздадете реална среда във вашия DAW, където далечните звуци губят високочестотното си съдържание и дават на слушателя усещането за дълбочина на реално музикално изпълнение.

Предотвратяване на честотни сблъсъци

Сблъсъците на високи честоти водят до смесване, което звучи мътно и претрупано, но за щастие можете да поправите и това с нискочестотен филтър.

Например, ако китара и клавиатура се конкурират в един и същ високочестотен диапазон, прилагането на нискочестотен филтър към един от инструментите може да ви помогне да определите индивидуалните им пространства в микса. Този подход е от решаващо значение в жанрове като рок или електронна музика, където множество звукови елементи често заемат един и същ честотен спектър.

Повишаване на фокуса върху ключовите елементи

Ако искате да създадете запомняща се песен, трябва да подчертаете най-важните ѝ елементи, като например водещите вокали, рифа на китарата или основната мелодия. Като приложите нискочестотен филтър към по-малко важните елементи, като ритъм китарите или хай-хата, можете да създадете контраст, който да позволи на ключовите инструменти да изпъкнат в микса ви. Ако работите в областта на рока и други подобни жанрове, опитайте да изтриете някои високи честоти на партията на ритъм китарата: това ще позволи на яснотата и артикулацията на водещите вокали да изпъкнат по-ясно.

Загряване на звука

Чрез леко филтриране на високите честоти на акустичните инструменти можете да придадете на микса си по-интимно и уютно усещане.

Твърде ярък или суров микс може да доведе до умора на ушите, но нискочестотният филтър може да намали яркостта му, да добави топлина и да му придаде по-естествено усещане. Ако смесвате акустичен фолклор, рок или дори някои ретро електронни жанрове, прилагането на лек нискочестотен филтър ще промени работата ви.

Създаване на специални ефекти

Нискочестотните филтри са универсални инструменти, които могат да се използват за създаване на различни ефекти, а не само за фина настройка на честотите. Например автоматизирането на нискочестотен филтър за постепенно намаляване на честотата на прекъсване с течение на времето може да симулира движещ се звук, като звукът се заглушава с отдалечаването му. В електронната музика един размахващ се нискочестотен филтър може да създаде ефект на галванично натрупване преди спад.

Подобряване на баланса в ниските честоти

Нискочестотният филтър може да ви помогне да създадете по-чиста и въздействаща басова реакция.

В миксове, в които басовите елементи са от първостепенно значение, като например в хип-хоп или танцова музика, трябва да се уверите, че мелодията ви поддържа яснота и избягва мътност. Прилагането на нискочестотен филтър към бас инструментите или долния край на комплекта барабани може да фокусира енергията им върху ниския край, като предотврати смущенията със средните и високите честоти.

Подобряване на динамиката и ритъма

Динамичното филтриране може да добави завладяващ ритмичен елемент към даден микс.

В електронната и танцовата музика нискочестотният филтър с Envelope Follower към синтезаторния тампон може да направи звука по-чувствителен към динамиката на песента, създавайки пулсиращ ефект, който следва ритъма. Тази техника може да вдъхне живот на по-статични елементи от мелодията ви, като ги направи по-ангажиращи в ритмичната структура на песента ви.

Различни видове нискочестотни филтри

Както споменах по-рано, има различни видове нискочестотни филтри, които трябва да използвате в зависимост от вида на резултатите, които искате да постигнете. Различните нискочестотни филтри предлагат уникални характеристики по отношение на начина, по който обработват аудиосигналите, и могат да придадат различно звуково качество на микса.

Нека разгледаме най-често срещаните видове нискочестотни филтри:

Филтър на Бътъруърт

Филтърът на Бътъруърт, въведен от британския инженер Стивън Бътъруърт през 1930 г., е популярен заради напълно плоската си честотна характеристика. По същество това означава, че той запазва естественото звучене на звука до достигане на честотата на изключване, без да го оцветява.

Този филтър трябва да се използва в ситуации, в които прозрачността е от решаващо значение. Например при мастеринг може да се приложи нежен нискочестотен филтър Butterworth, за да се намалят свръхвисоките честоти, които могат да причинят умора, без да се засяга чуваемата част от спектъра. Неговият фин характер го прави идеален за жанрове, при които автентичността на звука е от основно значение, като класическа или акустична музика.

Филтър на Чебишев

Наречени на името на руския математик Пафнутий Чебишев, тези филтри имат по-стръмен рол-оф в сравнение с филтъра на Бътъруърт. Филтрите на Чебишев биват два вида: Тип I и Тип II.

Филтрите тип I на Чебишев обикновено се използват, когато се нуждаете от по-остра граница от тази, която може да осигури Butterworth, но с известни пулсации в лентата на пропускане. Например, когато трябва рязко да изолирате вокал от фоновия шум, без това да повлияе на тоналното му качество, филтърът тип I Chebyshev е чудесен вариант.

Тип II, с пулсации в стоп лентата, е по-рядко срещан в музикалното производство, но може да се използва за по-креативни ефекти, когато искате да добавите уникална окраска или характер на звука, например в електронната музика.

Филтър на Бесел

Филтърът на Бесел, наречен на името на Фридрих Бесел, е известен в индустрията с линейната си фазова реакция, което означава, че запазва формата на вълната на филтрираните сигнали, което е от решаващо значение, когато искате да запазите целостта на звука.

Тази характеристика прави Беселовите филтри идеални за ситуации, в които е важно представянето във времевата област, като например при ударни звуци с много преходни процеси: когато филтрирате песен на барабани, за да премахнете високочестотния шум, Беселовият филтър може да запази пробивността и яснотата на барабаните по-добре от други типове филтри.

Филтър на Линквиц-Райли

Разработен от Зигфрид Линквиц и Ръс Райли, този филтър е един от най-обичаните типове нискочестотни филтри, и то с право.

Наклонът му от 24 dB/октава осигурява плавен преход между драйверите в системата от високоговорители. Например в двупосочна система от високоговорители филтърът на Линквиц-Райли гарантира, че високочестотният говорител (отговарящ за високите честоти) и нискочестотният говорител (обработващ нискочестотните сигнали) се смесват безпроблемно, без припокриване на честотите или пропуски. Тази характеристика го прави легендарен в продукции, където високото качество на звука и перфектното стереоизображение са от съществено значение.

Елиптичен (Кауер) филтър

Елиптичният филтър или филтърът на Кауер е известен с изключително стръмния си откат, който може да се постигне за сметка на пулсации както в лентата на пропускане, така и в лентата на спиране. Не толкова популярен, колкото другите типове филтри, елиптичният филтър често се използва, когато е необходимо много стръмно затихване и е допустимо известно пулсиране.

Например в цифровата аудиопродукция можете да използвате елиптичен филтър, за да предотвратите алиасинг, при който стръмният рол-оф може рязко да прекъсне честотите над честотата на Нюквист.

Сближаването се случва, когато не семплираме правилно високочестотни звуци и чуваме артефакти в записите си, които не би трябвало да са там. За да решим този проблем с честотата на дискретизация, използваме нещо, наречено теорема на Найкуист. Тя ни казва, че ако искаме да дискретизираме звуци точно, трябва да го правим поне два пъти по-често от най-високия звук, който искаме да запишем. Този най-висок звук, който можем да запишем, без да се получи алиасинг, се нарича честота на Нюквист.

Филтър на променливата на състоянието

Филтърът с променливо състояние е универсален инструмент, който често се използва в електронната музика, тъй като може да създава високочестотни, лентови и нискочестотни реакции, често по едно и също време.

Това високо ниво на гъвкавост го прави един от най-често използваните LPF в синтезаторите, които изискват внимателно настроено динамично оформяне на звуковите тембри. Например, той може да се използва в синтезатор за преминаване от нискочестотна към високочестотна характеристика, оживявайки развиващите се звукови текстури.

Филтър Moog

Подобно на State Variable Filter, филтърът Moog, разработен от Робърт Муг, е друг легендарен ефект в света на аналоговите синтезатори. Известен с богатия си, топъл и резонансен звук, филтърът Moog е оформил звученето на безброй класически записи.

В синтезатора нискочестотният филтър на Moog може да се използва за оформяне на суровите форми на вълните на осцилатора в богати, по-организирани тонове. Освен това отличителният му резонанс и топлият му характер го правят идеален за създаване на мощни басови звуци или богати водещи звуци в електронната музика.

Заключителни мисли

Надявам се, че това ръководство ви е помогнало да разберете решаващата роля на нискочестотните филтри при създаването на професионално звучаща песен!

Нискочестотните филтри са незаменим инструмент в инструментариума на всеки аудиоинженер и за това има основателна причина. Когато се използват разумно, те могат да издигнат песента на следващото ниво, като подобрят нейната красота, яснота и дълбочина. Овладяването на изкуството на нискочестотните филтри обаче не е свързано само с разбирането на техническите аспекти, но и с това кога и колко да ги прилагате.

Незначителните корекции могат да имат огромно значение за цялостното звучене на песента. Например, ако намалите достатъчно високите честоти на китарен запис, той може да се впише идеално в микса, без да губи характера си. По същия начин използването на нискочестотен филтър за деликатно укротяване на високите честоти в мастъра може да добави ниво на полиране и сплотеност на цялостното звучене.

Но творческите възможности с нискочестотните филтри са безкрайни. Те могат да се използват динамично и автоматизирано, за да се развиват по време на песента, добавяйки движение и интерес. Това може да превърне статичния звук в нещо много по-изразително и ангажиращо.

Както можете да видите, нискочестотните филтри не са само за отстраняване на проблеми, но и средство за творческо изразяване и могат да помогнат за реализиране на визията на художника и продуцента. Когато се използват правилно, нискочестотните филтри могат да издигнат една песен от добра до изключителна, разкривайки истинската ѝ красота и характер.

Затова експериментирайте с нискочестотните филтри и дайте воля на творчеството си!