Nors jis nesuteikia tokio pat stulbinančio efekto kaip sureguliuotas aukštųjų dažnių filtras, žemųjų dažnių filtras gali smarkiai pagerinti jūsų mišinį, kad jis taptų aiškesnis, erdvesnis ir be triukšmo. Jei nepaisysite krištolo skaidrumo ir tvarkingų aukštų dažnių svarbos, kūrinys gali būti nepakankamai gilus ir apskritai nuobodus, todėl neturėtumėte nuvertinti šios svarbios postprodukcijos praktikos poveikio.

Jei norite sužinoti daugiau apie žemųjų dažnių filtrą ir kaip jis gali pagerinti jūsų mišinius, esate tinkamoje vietoje. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kas yra žemųjų dažnių filtras, kaip jis veikia ir kokius skirtingus tipus bei būdus galite naudoti, kad pagerintumėte savo kūrinių grožį ir erdviškumą.

Kas yra žemųjų dažnių filtras?

Žemųjų dažnių filtras - tai garso apdorojimo priemonė, kuri sumažina signalo dažnių, viršijančių tam tikrą ribą, intensyvumą ir praleidžia tik žemesnius dažnius. Tai pagrindinis garso inžinerijos įrankis, naudojamas garso signalo dažniams valdyti ir kontroliuoti. Slenkstinis dažnis, kurį viršijus dažniai susilpninami, vadinamas atjungimo dažniu.

Naudojant žemųjų dažnių filtrą, žemesni nei pjūvio taškas dažniai lieka santykinai nepaveikti, o aukštesni - palaipsniui mažinami, todėl garsas tampa lygesnis. Sumažinimo staigumą lemia filtro nuolydis, matuojamas decibelais oktavoje (dB/oktavoje): statesnis nuolydis reiškia staigesnį aukštų dažnių sumažinimą.

Žemųjų dažnių filtrus rasite visur garso gamyboje - nuo maišymo pultų ir skaitmeninių garso darbo stočių (DAW) iki sintezatorių ir gitaros pedalų. Jie padeda menininkams ir garso inžinieriams formuoti garso takelių tonų balansą, sukuria erdvę mišinyje pašalindami nereikalingą aukšto dažnio turinį.

Ar kada nors galvojote, kaip padaryti, kad muzika skambėtų tyliau ar atokiau? Štai čia praverčia žemųjų dažnių filtras. LPF filtruoja aukštus dažnius, todėl garsas skamba taip, tarsi sklistų iš toli. Be to, jis padeda muzikai skambėti subalansuotai, nes suvaldo bet kokius dažnių susidūrimus, kurie gali atsirasti tarp skirtingų dainos dalių.

Žemųjų dažnių filtrai, aukštųjų dažnių filtrai, juostiniai filtrai

Negalime kalbėti apie žemųjų dažnių filtrus nesuprasdami skirtumo tarp žemųjų ir aukštųjų dažnių filtrų.

Žemųjų dažnių filtras praleidžia dažnius, esančius žemiau tam tikro ribinio taško, ir slopina dažnius, esančius aukščiau to taško, o aukštųjų dažnių filtras veikia priešingai - praleidžia dažnius, esančius aukščiau tam tikro taško, ir slopina dažnius, esančius žemiau jo. Trumpai tariant, šie filtrai veikia garso tonų pusiausvyrą ir aiškumą priešinguose spektro galuose.

Pavyzdžiui, žemo dažnio filtrą galima taikyti boso takeliams arba mušamiesiems, kad būtų pašalintas aukšto dažnio triukšmas arba šiurkštumas ir pabrėžtas žemų dažnių skambesys. Kita vertus, aukštųjų dažnių filtras paprastai naudojamas žemiesiems mišinio dažniams išvalyti, užtikrinant, kad žemųjų dažnių dundesys, atsirandantis dėl mikrofono ar kvėpavimo garsų, neužgožtų bendro garso.

Dar vienas svarbus poveikis, darantis įtaką išėjimo signalui, yra juostinis filtras (BPF). Jis praleidžia tam tikrame diapazone esančius dažnius, o už šio diapazono ribų esančius aukštesnius ar žemesnius dažnius slopina. Jį galima vertinti kaip LPF ir HPF derinį, kai jis turi ir apatinį, ir viršutinį ribinį dažnį. Iš esmės BPF gali būti naudojamas tam tikroms dažnių juostoms izoliuoti.

Juostos pralaidumo filtrai yra labai naudingi kuriant garsą ir elektroninę muziką. Jais galima sukurti radijo efektą vokaliniame takelyje arba izoliuoti tik vidutinius dažnius, imituojant balso, sklindančio per telefono ar radijo garsiakalbį, skambesį.

Žemųjų dažnių filtro grandinės

Suprasti techninę garso apdorojimo pusę svarbu visiems, kurie nori susipainioti su filtro grandinėmis, įtampa ir apkrovos varža išjungimo filtruose. Šie elementai lemia garso kokybę ir filtrų efektyvumą.

Filtravimo grandinės atjungimo filtruose

Bet kokio žemo dažnio, aukšto dažnio ar juostinio filtro (žemo dažnio, aukšto dažnio ar juostinio pralaidumo) filtro esmė yra jo grandinės konstrukcija. Šiose grandinėse paprastai naudojami rezistoriai, kondensatoriai ir kartais induktoriai. Nuo šių komponentų išdėstymo ir verčių priklauso filtro charakteristikos, pavyzdžiui, jo ribinis dažnis ir nuolydis.

Paprasto pasyvaus filtro konstrukcijoje kondensatorius ir rezistorius sudaro RC grandinę. Šios grandinės ribinį dažnį lemia rezistoriaus (R) ir kondensatoriaus (C) vertės, apskaičiuojamos pagal formulę f_c = 1/(2πRC), kur f_c yra ribinis dažnis. Šių paprastų filtrų nuolydis paprastai būna švelnus - 6 dB per oktavą.

Aktyviųjų filtrų konstrukcijoje naudojami operaciniai stiprintuvai (op-amperai), todėl jų nuolydžiai yra statesni, o filtro charakteristikos valdomos tiksliau. Šios grandinės gali būti suprojektuotos taip, kad jų nuolydžiai būtų aukštesnės eilės, pavyzdžiui, 12 dB, 18 dB ar net 24 dB oktavoje, ir taip būtų galima užtikrinti aštresnę atkarpą.

Įtampa ir filtro veikimas

Įtampa vaidina esminį vaidmenį filtrų grandinių, ypač aktyviųjų filtrų, veikimui. Maitinimo įtampa, kuria maitinami op-amperai, nustato didžiausią per filtrą einančio signalo aukštį. Aukštesnė maitinimo įtampa leidžia pasiekti stipresnes signalo viršūnes be apkarpymo, išsaugant garso signalo vientisumą, o tai ypač svarbu aukštos kokybės garso sistemose.

Be to, filtro grandinės komponentų įtampa gali turėti įtakos filtro atsakui. Pavyzdžiui, tam tikruose kintamos būsenos filtruose, keičiant įtampą ant komponento, galima keisti filtro ribinį dažnį ir realiuoju laiku valdyti filtro elgseną, o tai dažnai pasitaiko sintezatoriuose ir kuriant garsą.

Apkrovos varža ir jos poveikis

Apkrovos varža - tai filtro grandinės išėjimo varža. Pasyviųjų filtrų konstrukcijose apkrovos varža gali sąveikauti su filtro komponentais ir keisti dažninę charakteristiką. Pavyzdžiui, mažos varžos apkrova gali "nuslopinti" filtrą, sumažindama jo ribinį dažnį ir sumažindama nuolydį.

Aktyviųjų filtrų išėjimo varža paprastai būna maža, todėl jų veikimas, esant skirtingoms apkrovoms, yra pastovesnis. Tačiau suderinus impedanciją su kita pakopa (pavyzdžiui, stiprintuvu arba analoginiu-skaitmeniniu keitikliu) bus išvengta signalo praradimo ar iškraipymų.

Profesionalioje įrašų studijoje paprastai geriausia rinktis aktyvius filtrus su tiksliu valdymu ir dideliu aukščio diapazonu, o namuose naudojamame garso įrenginyje net ir aukštos klasės pasyvūs filtrai gali būti geriausias pasirinkimas dėl jų paprastumo ir mažesnės kainos.

Žemųjų dažnių filtro valdikliai

Žemųjų dažnių filtro nustatymai skirti visiškai kontroliuoti garso signalo dažnių sąveiką. Taigi apžvelkime svarbiausius valdiklius ir jų paskirtį žemųjų dažnių filtravimo metu.

Atjungimo dažnis

Neabejotinai svarbiausias žemųjų dažnių filtrų valdymas. Ribinis dažnis - tai taškas, nuo kurio pradeda slopti aukštesnieji dažniai: žemesni dažniai praeina nepaveikti, o aukštesni palaipsniui slopinami. Ribinis dažnis yra reguliuojamas ir gali būti nustatomas atsižvelgiant į norimą efektą: galite subtiliai pašalinti šiek tiek ryškumo arba drastiškai nupjauti aukštus dažnius.

Nuolydis arba rezonansas

Filtro nuolydis apibrėžia filtro atsaką ir tai, kaip greitai efektas blokuoja aukštus garsus. Kuo statesnis nuolydis, tuo labiau blokuojami aukšti garsai. Kai kurie žemųjų dažnių filtrai taip pat turi specialų mygtuką "Rezonansas", kuris sustiprina garsus aplink ribinį tašką, t. y. ten, kur filtras pradeda blokuoti aukštus garsus.

Q koeficientas

Q koeficientas, arba kokybės koeficientas, - tai dažnių juostos plotis aplink ribinį tašką, kurį veikia rezonansas. Didesnis Q koeficientas suteikia siauresnę smailę, pabrėždamas dažnius ties ribiniu tašku, o tai gali suteikti aiškumo arba pabrėžti tam tikrą dažnių diapazoną. Kita vertus, pasirinkus mažesnį Q koeficientą, dažnių juosta labiau išsisklaidys ir sušvelnins aukštesnius dažnius.

Filtro tipas

Yra įvairių tipų žemųjų dažnių filtrų, kurių kiekvienas pasižymi unikaliomis savybėmis. Vieni jų skirti plokštesniam atsakui praleidžiamojoje juostoje (neslopinamų dažnių diapazonas), kiti - aštresniam atjungimui. Juos išsamiai aptarsime vėliau.

Vokų sekimo arba moduliacijos valdikliai

Kai kurie žemųjų dažnių filtrai leidžia moduliuoti išjungimo dažnį naudojant "Envelope Follower" arba kitus moduliacijos šaltinius. Tai reiškia, kad pjūvio dažnis gali kisti laikui bėgant, atsižvelgiant į įvesties signalo dinamiką arba išorinį moduliacijos šaltinį, ir taip pagerinti kūrinio ritmo ir dinamikos pokyčius.

Kaip žemo dažnio filtras gali pagerinti jūsų mišinį

Tinkamai naudojamas žemųjų dažnių filtras gali sustiprinti jūsų kompozicijų grožį, nes garsas tampa aiškesnis ir "tvarkingesnis". Aukštus dažnius gali būti labai sudėtinga sutramdyti, jie nuolat yra dėmesio centre, todėl labai svarbu žinoti, kaip, kada ir kodėl reikia naudoti žemųjų dažnių filtrą.

Nereikalingų aukštų dažnių pašalinimas

Aukšto dažnio triukšmas, pvz., įrašų įrangos šnypštimas arba cimbolų griežtumas, gali pakenkti jūsų mišinio aiškumui. Jei miksuojate gyvą įrašą, galite aptikti aplinkos triukšmą (ŠVOK ar elektros trukdžius), kuris paprastai būna aukšto dažnio diapazone.

Žemųjų dažnių filtras gali sušvelninti arba pašalinti šiuos dažnius ir išvalyti garsą. Pavyzdžiui, viršutiniams būgnų mikrofonams pritaikius švelnų žemųjų dažnių filtrą, galima sumažinti lėkštės šiurkštumą, todėl būgnų komplektas sklandžiau įsilieja į mišinį.

Erdvės ir gylio kūrimas

Tiksliai sureguliuodami mišinio erdviškumą naudodami žemųjų dažnių filtrus galite pagerinti erdvės suvokimą dainoje. Pritaikę žemųjų dažnių filtrą foniniam vokalui arba reverberacijos siuntimui, šiuos elementus galite nustumti toliau į mišinį ir sukurti daugiasluoksnį ir įtraukiantį efektą.

Šis metodas ypač naudingas, kai dirbate su tankiomis kompozicijomis ir vietos yra nedaug. Taip naudodami žemųjų dažnių filtrą galite atkurti realią DAW aplinką, kurioje tolimi garsai praranda savo aukštų dažnių turinį ir suteikia klausytojui realaus muzikos atlikimo gylio pojūtį.

Dažnumo susidūrimų prevencija

Dėl aukštų dažnių susidūrimo mišinys skamba drumstai ir netvarkingai, tačiau, laimei, tai taip pat galima ištaisyti naudojant žemųjų dažnių filtrą.

Pavyzdžiui, jei gitara ir klavišiniai konkuruoja tame pačiame aukštų dažnių diapazone, vienam iš instrumentų pritaikius žemųjų dažnių filtrą galima nustatyti jų atskiras vietas mišinyje. Šis metodas labai svarbus tokiuose žanruose kaip rokas ar elektroninė muzika, kur keli garsiniai elementai dažnai užima tą patį dažnių spektrą.

Dėmesio sutelkimas į pagrindinius elementus

Jei norite sukurti įsimintiną kūrinį, turite pabrėžti svarbiausius jo elementus, pavyzdžiui, pagrindinį vokalą, gitaros rifą arba pagrindinę melodiją. Taikydami žemųjų dažnių filtrą mažiau svarbiems elementams, pavyzdžiui, ritminėms gitaroms arba hi-hat, galite sukurti kontrastą, kuris leis pagrindiniams instrumentams išsiskirti jūsų mišinyje. Jei dirbate roko ir panašių žanrų muzikoje, pabandykite ritminės gitaros partijoje išjungti kai kuriuos aukštus dažnius: tai leis labiau išryškėti pagrindinio vokalo aiškumui ir artikuliacijai.

Garso įšilimas

Šiek tiek filtruodami akustinių instrumentų aukštus dažnius, galite suteikti mišiniui intymesnį ir jaukesnį įspūdį.

Pernelyg ryškus ar šiurkštus mišinys gali nuvarginti ausis, tačiau žemųjų dažnių filtras gali sumažinti jo ryškumą, pridėti šilumos ir suteikti natūralumo. Jei miksuojate akustinį folk, roko ar net kai kuriuos retro elektroninius žanrus, švelnus žemųjų dažnių filtras pakeis jūsų kūrinį.

Specialiųjų efektų kūrimas

Žemųjų dažnių filtrai yra universalūs įrankiai, kuriuos galima naudoti ne tik dažniams tikslinti, bet ir įvairiems efektams kurti. Pavyzdžiui, automatizavus žemųjų dažnių filtrą, kad laikui bėgant palaipsniui mažėtų išjungimo dažnis, galima imituoti judantį garsą, kuris tolstant slopsta. Elektroninėje muzikoje plačiu žemųjų dažnių filtru galima sukurti galvanizuojantį kaupimosi efektą prieš kritimą.

Žemųjų dažnių balanso gerinimas

Žemųjų dažnių filtras gali padėti išgauti švaresnį ir ryškesnį žemųjų dažnių atsaką.

Mišiniuose, kuriuose žemų dažnių elementai yra svarbiausi, pavyzdžiui, hiphopo ar šokių muzikos, turite užtikrinti, kad melodija išliktų aiški ir nebūtų drumzlina. Žemųjų dažnių filtrą pritaikius žemųjų dažnių instrumentams arba būgnų komplekto apatinei daliai, jų energija gali būti sutelkta į žemąjį dažnį ir netrukdyti vidutinių ir aukštų dažnių elementams.

Dinamikos ir ritmo stiprinimas

Dinaminis filtravimas gali suteikti mišiniui įdomų ritminį elementą.

Elektroninėje ir šokių muzikoje prie sintezatoriaus pado prijungus žemųjų dažnių filtrą su "Envelope Follower", garsas gali geriau reaguoti į kūrinio dinamiką ir sukurti ritmą sekantį pulsuojantį efektą. Šis metodas gali įkvėpti gyvybės statiškesniems melodijos elementams, kad jie labiau įsitrauktų į ritminę kūrinio struktūrą.

Skirtingi žemo dažnio filtrų tipai

Kaip minėjau anksčiau, yra įvairių tipų žemųjų dažnių filtrų, kuriuos turėtumėte naudoti atsižvelgdami į tai, kokių rezultatų siekiate. Skirtingi žemųjų dažnių filtrai pasižymi unikaliomis garso signalų apdorojimo savybėmis ir gali suteikti mišiniui savitą garso kokybę.

Apžvelkime dažniausiai pasitaikančius žemųjų dažnių filtrų tipus:

Butterwortho filtras

Butterwortho filtras, kurį 1930 m. pristatė britų inžinierius Stephenas Butterworthas, populiarus dėl visiškai plokščios dažninės charakteristikos. Iš esmės tai reiškia, kad jis išsaugo natūralų garso skambesį, kol jis pasiekia ribinį dažnį, ir jo nespalvina.

Šis filtras turėtų būti naudojamas tais atvejais, kai skaidrumas yra labai svarbus. Pavyzdžiui, atliekant masteringą, švelnų Butterwortho žemųjų dažnių filtrą galima taikyti siekiant sumažinti itin aukštus dažnius, kurie gali sukelti nuovargį, nedarant poveikio girdimai spektro daliai. Dėl savo subtilios prigimties šis filtras idealiai tinka žanrams, kuriuose garso autentiškumas yra esminis dalykas, pavyzdžiui, klasikinei ar akustinei muzikai.

Čebyševo filtras

Šie filtrai, pavadinti rusų matematiko Pafnuty Chebyshev vardu, pasižymi staigesniu nuokrypiu, palyginti su Butterwortho filtru. Čebyševo filtrai būna dviejų tipų: I tipo ir II tipo.

I tipo Čebyševo filtrai paprastai naudojami, kai reikia aštresnės pjūvio ribos nei Butterwortho, tačiau su tam tikromis praleidžiamosios juostos pulsacijomis. Pavyzdžiui, kai reikia aiškiai atskirti vokalą nuo foninio triukšmo, nedarant įtakos jo toninei kokybei, I tipo Čebyševo filtras yra puikus pasirinkimas.

II tipo garsiakalbiai su pulsacija stop juostoje yra rečiau naudojami muzikos kūrime, tačiau gali būti naudojami kūrybiškesniems efektams, kai norima suteikti garsui unikalią spalvą ar charakterį, pavyzdžiui, elektroninėje muzikoje.

Besselio filtras

Frydricho Besselio vardu pavadintas Besselio filtras pramonėje garsėja savo linijiniu faziniu atsaku, o tai reiškia, kad jis išlaiko filtruojamų signalų bangų formą, o tai labai svarbu, kai norite išsaugoti garso vientisumą.

Dėl šios savybės Beselio filtrai idealiai tinka tais atvejais, kai svarbus laiko srities veikimas, pavyzdžiui, mušamųjų garsų, kuriuose daug pereinamųjų procesų, atveju: filtruojant būgnų takelį, kad būtų pašalintas aukšto dažnio triukšmas, Beselio filtras gali geriau nei kitų tipų filtrai išlaikyti būgnų smarkumą ir aiškumą.

Linkwitz-Riley filtras

Šis filtras, kurį sukūrė Siegfriedas Linkwitzas ir Russas Riley, yra vienas iš labiausiai mėgstamų žemųjų dažnių filtrų tipų.

24 dB/oktavos nuolydis užtikrina sklandų perėjimą tarp garsiakalbių sistemos garsiakalbių. Pavyzdžiui, dvipusėje garsiakalbių sistemoje Linkwitz-Riley filtras užtikrina, kad aukštų dažnių garsiakalbis (atsakingas už aukštus dažnius) ir žemų dažnių garsiakalbis (apdorojantis žemų dažnių signalus) sklandžiai susilieja be jokio dažnių persidengimo ar tarpų. Dėl šios savybės šis filtras tampa legendiniu, kai reikia užtikrinti aukštos kokybės garsą ir tobulą stereofoninį vaizdą.

Elipsinis (Cauerio) filtras

Elipsinis arba Cauerio filtras yra žinomas dėl itin stataus nuokrypio, kuris gali būti pasiektas bangavimo praleidžiamojoje ir stabdymo juostoje sąskaita. Ne toks populiarus kaip kitų tipų filtrai, elipsinis filtras dažnai naudojamas tais atvejais, kai reikia labai stataus slopinimo, o šiek tiek pulsacijų yra priimtinos.

Pavyzdžiui, skaitmeninio garso gamyboje galite naudoti elipsinį filtrą, kad išvengtumėte susiliejimo, kai staigus nuokrypis gali smarkiai atkirsti dažnius, viršijančius Nyquist dažnį.

Aliasingas atsiranda, kai neteisingai imituojame aukšto dažnio garsus ir įrašuose girdime artefaktus, kurių ten neturėtų būti. Norėdami išspręsti šią diskretizavimo dažnio problemą, naudojame vadinamąją Nyquisto teoremą. Ji sako, kad jei norime tiksliai imituoti garsus, turime tai daryti bent du kartus dažniau nei aukščiausio dažnio garsas, kurį norime įrašyti. Šis aukščiausias garsas, kurį galime įrašyti be aliasingo, vadinamas Nyquisto dažniu.

Būklės kintamojo filtras

"State Variable Filter" yra universalus įrankis, dažnai naudojamas elektroninėje muzikoje, nes juo galima sukurti aukštų, juostinių ir žemų dažnių dažnių atsakus, dažnai tuo pačiu metu.

Dėl tokio didelio lankstumo jis yra vienas iš labiausiai paplitusių LPF sintezatoriuose, kuriuose reikia kruopščiai sureguliuoti dinaminį garso tembrų formavimą. Pavyzdžiui, sintezatoriuje jis gali būti naudojamas pereiti nuo žemųjų dažnių iki aukštųjų dažnių atsako, taip atgaivinant besikeičiančias garso tekstūras.

"Moog" filtras

Kaip ir "State Variable Filter", "Moog" filtras, kurį sukūrė Robertas Moogas, yra dar vienas legendinis analoginių sintezatorių pasaulio efektas. Žinomas dėl savo sodraus, šilto, rezonuojančio skambesio, "Moog" filtras suformavo daugybės klasikinių įrašų skambesį.

Sintezatoriuje "Moog" žemųjų dažnių filtras gali būti naudojamas neapdorotoms osciliatorių bangų formoms formuoti į sodrius, labiau organizuotus tonus. Be to, dėl savito rezonanso ir šilto charakterio jis idealiai tinka galingiems žemų dažnių garsams ar sodriems vedamiesiems elektroninėje muzikoje kurti.

Galutinės mintys

Tikiuosi, kad šis vadovas padėjo jums suprasti esminį žemųjų dažnių filtrų vaidmenį kuriant profesionaliai skambantį kūrinį!

Žemųjų dažnių filtrai yra nepakeičiamas kiekvieno garso inžinieriaus įrankių rinkinio įrankis ir tam yra rimta priežastis. Protingai naudojami jie gali pakelti kūrinį į kitą lygmenį, sustiprinti jo grožį, aiškumą ir gilumą. Tačiau norint įvaldyti žemųjų dažnių filtravimo meną, reikia ne tik suprasti techninius aspektus, bet ir tai, kada ir kiek jų taikyti.

Subtilūs pakeitimai gali labai pakeisti bendrą kūrinio skambesį. Pavyzdžiui, jei gitaros takelyje sumažinate pakankamai aukštų dažnių, jis gali puikiai įsilieti į mišinį ir neprarasti savo charakterio. Lygiai taip pat ir žemųjų dažnių filtru subtiliai sutramdžius aukštus dažnius pagrindiniame kūrinyje, bendras skambesys gali tapti darnesnis ir darnesnis.

Tačiau žemųjų dažnių filtrų kūrybinės galimybės yra neribotos. Juos galima naudoti dinamiškai ir automatizuotai, kad jie keistųsi per visą kūrinį, suteikdami jam judesio ir įdomumo. Tai gali statišką garsą paversti daug išraiškingesniu ir įdomesniu.

Kaip matote, žemo dažnio filtrai skirti ne tik problemoms taisyti, bet ir kūrybinei išraiškai ir gali padėti įgyvendinti menininko ir gamintojo viziją. Tinkamai naudojami žemųjų dažnių filtrai gali pakelti kūrinį nuo gero iki išskirtinio, atskleisdami tikrąjį jo grožį ir charakterį.

Taigi eksperimentuokite su žemųjų dažnių filtrais ir leiskite pasireikšti savo kūrybiškumui!