Хоча фільтр низьких частот не забезпечує такого ж приголомшливого ефекту, як тонко налаштований фільтр високих частот, він може значно покращити ваш мікс, зробивши його більш чистим, об'ємним і безшумним. Нехтування важливістю кришталево чистих і акуратних високих частот може призвести до того, що трек втратить глибину і стане тьмяним, тому не варто недооцінювати вплив цього важливого етапу пост-продакшну.

Якщо ви хочете дізнатися більше про фільтр низьких частот і про те, як він може покращити ваші мікси, ви потрапили в потрібне місце. У цій статті ми розглянемо, що таке фільтр низьких частот, як він працює, а також різні типи і методи, які ви можете використовувати для покращення краси і просторовості ваших записів.

Що таке низькочастотний фільтр?

Фільтр низьких частот - це інструмент обробки звуку, який зменшує інтенсивність частот сигналу вище певного порогу, пропускаючи лише нижчі частоти. Це фундаментальний інструмент в аудіотехніці, який використовується для маніпулювання частотами звукового сигналу і контролю над ними. Порогова частота, вище якої частоти послаблюються, називається частотою зрізу.

При використанні фільтра низьких частот частоти нижче точки зрізу залишаються відносно незачепленими, тоді як частоти вище неї поступово знижуються, створюючи більш плавне звучання. Різкість зниження визначається крутизною зрізу фільтра, яка вимірюється в децибелах на октаву (дБ/октаву): чим крутіша крутизна, тим різкіше знижуються високі частоти.

Фільтри низьких частот використовуються в аудіовиробництві скрізь: від мікшерних пультів і цифрових аудіо робочих станцій (DAW) до синтезаторів і гітарних педалей. Вони допомагають артистам і звукорежисерам формувати тональний баланс звукових доріжок, створюючи простір у міксі, видаляючи непотрібний високочастотний контент.

Ви коли-небудь замислювалися над тим, як зробити вашу музику більш приглушеною або віддаленою? Що ж, саме тут у нагоді стане фільтр низьких частот. ФНЧ відфільтровує високі частоти, завдяки чому звук звучить так, ніби він доноситься здалеку. Крім того, він допомагає вашій музиці звучати більш збалансовано, керуючи будь-якими частотними зіткненнями, які можуть відбуватися між різними частинами пісні.

Фільтри низьких частот, фільтри високих частот, смугові фільтри

Ми не можемо говорити про фільтри низьких частот, не розуміючи різниці між фільтрами високих і низьких частот.

У той час як фільтр низьких частот пропускає частоти нижче певної точки відсікання, послаблюючи частоти вище цієї точки, фільтр високих частот робить навпаки - пропускає частоти вище певної точки і послаблює частоти нижче неї. Коротше кажучи, ці фільтри впливають на тональний баланс і чистоту звуку на протилежних кінцях спектра.

Наприклад, фільтр низьких частот можна застосувати до басових доріжок або малих барабанів, щоб прибрати високочастотний шум або різкість, підкреслюючи присутність низьких частот. З іншого боку, фільтр високих частот зазвичай використовується для очищення низьких частот міксу, гарантуючи, що низькочастотний гул від роботи з мікрофоном або звуки дихання не зіпсують загальне звучання.

Смуговий фільтр (BPF) - це ще один важливий ефект, який впливає на вихідний сигнал. Він пропускає частоти в межах певного діапазону, послаблюючи частоти за межами цього діапазону, як вищі, так і нижчі. Його можна розглядати як комбінацію ФНЧ і ФВЧ, де він має як нижню, так і верхню частоту зрізу. По суті, ФНЧ можна використовувати для ізоляції певних частотних діапазонів.

Смугові фільтри надзвичайно корисні в саунд-дизайні та виробництві електронної музики. Їх можна використовувати для створення радіоефекту на вокальній доріжці або ізолювати лише середні частоти, імітуючи звук голосу, що надходить через телефонний або радіо динамік.

Усередині схем фільтрів нижніх частот

Розуміння технічної сторони обробки звуку важливо для тих, хто хоче спробувати свої сили в роботі зі схемами фільтрів, напругою та опором навантаження в режекторних фільтрах. Саме ці елементи формують якість звуку та ефективність фільтрів.

Контури фільтрів у відсічних фільтрах

Серце будь-якого режекторного фільтра, будь то фільтр низьких частот, фільтр високих частот або смуговий фільтр, лежить в його схемотехніці. Ці схеми зазвичай містять комбінацію резисторів, конденсаторів, а іноді й котушок індуктивності. Розташування і значення цих компонентів визначають характеристики фільтра, такі як частота зрізу і крутизна зрізу.

У простій конструкції пасивного фільтра конденсатор і резистор утворюють RC-ланцюг. Частота зрізу цього кола визначається значеннями резистора (R) і конденсатора (C), розрахованими за формулою f_c = 1/(2πRC), де f_c - частота зрізу. Крутизна цих простих фільтрів зазвичай полога, 6 дБ на октаву.

Активні фільтри мають у своїй конструкції операційні підсилювачі (ОП), що дозволяє їм мати крутіші нахили і точніше керувати характеристиками фільтра. Ці схеми можуть мати нахили вищого порядку, наприклад, 12 дБ, 18 дБ або навіть 24 дБ на октаву, що забезпечує більш різке відсікання.

Напруга та продуктивність фільтра

Напруга відіграє фундаментальну роль у поведінці фільтрувальних схем, особливо в активних фільтрах. Напруга живлення операційних підсилювачів встановлює максимальний запас сигналу, що проходить через фільтр. Більш висока напруга живлення дозволяє отримати сильніші піки сигналу без відсікання, зберігаючи цілісність аудіосигналу, що особливо важливо в аудіосистемах з високою точністю відтворення.

Крім того, напруга на компонентах у ланцюзі фільтра може впливати на реакцію фільтра. Наприклад, у певних типах фільтрів зі змінним станом зміна напруги на компоненті може змінювати частоту зрізу фільтра, пропонуючи контроль над поведінкою фільтра в реальному часі, що часто зустрічається в синтезаторах і саунд-дизайні.

Імпеданс навантаження та його вплив

Імпеданс навантаження - це імпеданс на виході схеми фільтра. У пасивних фільтрах імпеданс навантаження може взаємодіяти з компонентами фільтра, змінюючи частотну характеристику. Наприклад, низькоомне навантаження може "демпфірувати" фільтр, знижуючи його частоту зрізу і роблячи АЧХ менш крутою.

В активних фільтрах вихідний опір зазвичай низький, що забезпечує більш стабільні характеристики для різних навантажень. Однак узгодження імпедансу з наступним каскадом (наприклад, підсилювачем або аналого-цифровим перетворювачем) дозволить запобігти втраті або спотворенню сигналу.

У професійній студії звукозапису найкращим варіантом є активні фільтри з точним контролем і високим запасом, тоді як для домашнього використання, навіть висококласні пасивні фільтри можуть бути кращим вибором через їхню простоту і меншу вартість.

Елементи керування фільтром низьких частот

Налаштування фільтра низьких частот призначені для того, щоб дати вам повний контроль над тим, як частоти взаємодіють в аудіосигналі. Отже, давайте розглянемо найважливіші елементи керування та їхнє призначення у фільтрації низьких частот.

Частота відсікання

Безсумнівно, найважливішим регулятором фільтрів низьких частот є частота зрізу. Частота зрізу - це точка, коли вищі частоти починають послаблюватися: частоти нижче цієї точки проходять без впливу, тоді як ті, що вище, поступово зменшуються. Частота зрізу регулюється і може бути встановлена відповідно до бажаного ефекту: ви можете тонко прибрати трохи яскравості або різко відрізати високі частоти.

Нахил або резонанс

Нахил фільтра визначає реакцію фільтра і те, як швидко ефект блокує високочастотні звуки. Чим крутіший нахил, тим сильніше блокуються високочастотні звуки. Деякі фільтри низьких частот також мають спеціальну кнопку "Резонанс", яка посилює звуки навколо точки відсікання, де фільтр починає блокувати високі звуки.

Q-фактор

Добротність, або добротність, - це ширина смуги частот навколо точки зрізу, на яку впливає резонанс. Чим вища добротність, тим вужчий пік, що підкреслює частоти в точці зрізу, що може додати чіткості або акценту в певному частотному діапазоні. З іншого боку, менша добротність робить смугу частот більш розтягнутою і пом'якшує високі частоти.

Тип фільтра

Існують різні типи фільтрів низьких частот, кожен з яких має унікальні характеристики. Деякі з них призначені для більш пласкої АЧХ у смузі пропускання (діапазоні частот, що не піддаються ослабленню), тоді як інші дають більш різке відсікання. Ми обговоримо їх детальніше пізніше.

Управління огинаючою або модуляцією

Деякі фільтри низьких частот дозволяють модулювати частоту зрізу за допомогою огинаючої або інших джерел модуляції. Це означає, що частота зрізу може змінюватися з часом відповідно до динаміки вхідного сигналу або зовнішнього джерела модуляції, посилюючи ритм і динамічні варіації вашої доріжки.

Як фільтр низьких частот може покращити ваш мікс

При правильному використанні фільтр низьких частот може підкреслити красу ваших композицій, роблячи звук чистішим і більш "організованим". Високі частоти буває надзвичайно складно приборкати, і вони постійно перебувають у центрі уваги, тому знання того, як, коли і навіщо використовувати фільтр низьких частот, має вирішальне значення.

Видалення непотрібних високих частот

Високочастотні шуми, такі як шипіння звукозаписувального обладнання або різкі звуки тарілок, можуть погіршити чистоту вашого міксу. Якщо ви зводите живий запис, ви можете зіткнутися з навколишнім шумом (гул системи опалення, вентиляції та кондиціонування або електричні перешкоди), який зазвичай знаходиться у високочастотному діапазоні.

Фільтр низьких частот може пом'якшити або видалити ці частоти, очищаючи звук. Наприклад, застосування м'якого низькочастотного фільтра на мікрофонах для підвісних барабанів може зменшити різкість тарілок, завдяки чому барабанна установка більш плавно вписується в мікс.

Створення простору та глибини

Точне налаштування просторовості вашого міксу за допомогою фільтрів низьких частот може покращити сприйняття простору в пісні. Застосувавши фільтр низьких частот до фонового вокалу або реверберації, ви можете відсунути ці елементи в глибину міксу, створюючи ефект багатошаровості та занурення.

Ця техніка особливо корисна, коли ви працюєте з щільними аранжуваннями, а простір обмежений. Використання фільтра низьких частот таким чином дозволяє відтворити реальне середовище у вашій DAW, де віддалені звуки втрачають свій високочастотний зміст і дають слухачеві відчуття глибини реального музичного виконання.

Запобігання частотним зіткненням

Високочастотні зіткнення призводять до того, що мікс звучить каламутно і безладно, але, на щастя, це теж можна виправити за допомогою фільтра низьких частот.

Наприклад, якщо гітара і клавішні змагаються в одному високочастотному діапазоні, застосування фільтра низьких частот до одного з інструментів може допомогти вам визначити їхні індивідуальні простори в міксі. Такий підхід має вирішальне значення в таких жанрах, як рок або електронна музика, де кілька звукових елементів часто займають один і той же частотний спектр.

Посилення уваги до ключових елементів

Якщо ви хочете створити трек, що запам'ятається, ви повинні виділити його найважливіші елементи, такі як вокал, гітарний риф або основна мелодія. Застосувавши фільтр низьких частот до менш важливих елементів, таких як ритм-гітари або хай-хет, ви можете створити контраст, який дозволить ключовим інструментам виділитися у вашому міксі. Якщо ви працюєте в рок і подібних жанрах, спробуйте прибрати деякі високі частоти на партії ритм-гітари: це дозволить чіткості і артикуляції вокалу проступити більш яскраво.

Розігрів звуку

Злегка відфільтрувавши високі частоти акустичних інструментів, ви можете надати своєму міксу більш інтимного, затишного звучання.

Занадто яскравий або різкий мікс може викликати втому вух, але низькочастотний фільтр може зменшити його яскравість, додавши тепла і зробивши його більш природним. Якщо ви міксуєте акустичний фолк, рок або навіть деякі ретро-електронні жанри, застосування м'якого низькочастотного фільтра зробить ваш твір революційним.

Створення спецефектів

Фільтри низьких частот - це універсальні інструменти, які можна використовувати для створення різноманітних ефектів, а не лише для точного налаштування частот. Наприклад, автоматизація низькочастотного фільтра для поступового зниження частоти зрізу з часом може імітувати звук, що рухається, причому звук буде приглушуватися в міру віддалення. В електронній музиці фільтр низьких частот з широкою смугою пропускання може створити ефект наростання гальванічного ефекту перед спадом.

Покращення балансу на низьких частотах

Фільтр низьких частот може допомогти вам отримати чистіший і ефектніший бас.

У міксах, де басові елементи мають першорядне значення, наприклад, в хіп-хопі або танцювальній музиці, ви повинні переконатися, що ваша мелодія зберігає чіткість і уникає каламутності. Застосування фільтра низьких частот до бас-гітари або нижньої частини ударної установки може зосередити їхню енергію на низьких частотах, запобігаючи інтерференції з середньо- і високочастотними елементами.

Посилення динаміки та ритму

Динамічна фільтрація може додати до міксу цікавий ритмічний елемент.

В електронній і танцювальній музиці фільтр низьких частот з огинаючою на синтезаторному педі може зробити звук більш чутливим до динаміки треку, створюючи ефект пульсації, що слідує за ритмом. Ця техніка може вдихнути життя в більш статичні елементи мелодії, роблячи їх більш привабливими в ритмічній структурі треку.

Різні типи фільтрів низьких частот

Як я вже згадував раніше, існують різні типи фільтрів низьких частот, які слід використовувати залежно від того, яких результатів ви прагнете досягти. Різні фільтри низьких частот пропонують унікальні характеристики обробки аудіосигналів і можуть надати міксу особливу звукову якість.

Давайте розглянемо найпоширеніші типи фільтрів низьких частот:

Фільтр Баттерворта

Фільтр Баттерворта, винайдений британським інженером Стівеном Баттервортом у 1930 році, популярний завдяки своїй абсолютно пласкій частотній характеристиці. По суті, це означає, що він зберігає природне звучання звуку до частоти зрізу, не забарвлюючи його.

Цей фільтр слід використовувати в ситуаціях, коли прозорість має вирішальне значення. Наприклад, під час мастерингу м'який фільтр низьких частот Баттерворта можна застосувати, щоб прибрати надвисокі частоти, які можуть викликати втому, не впливаючи на чутну частину спектра. Його тонка природа робить його ідеальним для жанрів, де автентичність звуку має фундаментальне значення, таких як класична або акустична музика.

Фільтр Чебишева

Названі на честь російського математика Пафнутія Чебишева, ці фільтри мають крутіше спадання порівняно з фільтром Баттерворта. Фільтри Чебишева бувають двох типів: Тип I і Тип II.

Фільтри Чебишева типу I зазвичай використовуються, коли вам потрібне більш різке відсікання, ніж те, яке може забезпечити фільтр Баттерворта, але з деякими пульсаціями в смузі пропускання. Наприклад, якщо вам потрібно різко ізолювати вокал від фонового шуму, не впливаючи на його тональну якість, фільтр Чебишева типу I є чудовим варіантом.

Тип II, з його пульсацією в стоп-смузі, менш поширений в музичному продакшні, але може використовуватися для більш творчих ефектів, коли ви хочете додати звуку унікальне забарвлення або характер, наприклад, в електронній музиці.

Фільтр Бесселя

Фільтр Бесселя, названий на честь Фрідріха Бесселя, відомий в індустрії своєю лінійною фазовою характеристикою, що означає, що він зберігає форму хвилі відфільтрованих сигналів, що має вирішальне значення, коли ви хочете зберегти цілісність вашого аудіо.

Ця характеристика робить фільтри Бесселя ідеальними для ситуацій, коли важливі часові характеристики, наприклад, для перкусійних звуків з великою кількістю перехідних процесів: при фільтрації доріжки барабанів для видалення високочастотного шуму, фільтр Бесселя може зберегти пробивну силу і чіткість барабанів краще, ніж інші типи фільтрів.

Фільтр Лінквіца-Райлі

Розроблений Зігфрідом Лінквіцем і Рассом Райлі, цей фільтр є одним з найулюбленіших типів фільтрів низьких частот, і це не дивно.

Його крутість 24 дБ/октава забезпечує плавний перехід між динаміками в акустичній системі. Наприклад, у двосмуговій акустичній системі фільтр Лінквіца-Райлі гарантує, що твітер (відповідальний за високі частоти) і низькочастотний динамік (обробляє низькочастотні сигнали) гармонійно поєднуються без будь-яких частотних перекриттів або розривів. Ця характеристика робить його легендарним у продакшенах, де висока точність звуку та ідеальне стереозображення мають вирішальне значення.

Еліптичний (кауеровий) фільтр

Еліптичний фільтр або фільтр Кауера відомий своїм надзвичайно крутим спадом, якого він може досягти за рахунок пульсацій як у смузі пропускання, так і в смузі затримки. Не такий популярний, як інші типи фільтрів, еліптичний фільтр часто використовується там, де потрібне дуже круте загасання, і при цьому допустимі невеликі пульсації.

Наприклад, у цифровому аудіовиробництві ви можете використовувати еліптичний фільтр для запобігання аліасу, де крутий зсув може різко відрізати частоти вище частоти Найквіста.

Аліасинг трапляється, коли ми неправильно семплюємо високочастотні звуки і чуємо артефакти в наших записах, яких там не повинно бути. Щоб вирішити цю проблему з частотою дискретизації, ми використовуємо теорему Найквіста. Вона говорить нам, що якщо ми хочемо зробити точну вибірку звуків, нам потрібно робити її принаймні вдвічі частіше, ніж найвищий звук, який ми хочемо записати. Цей найвищий звук, який ми можемо записати без аліасингу, називається частотою Найквіста.

Фільтр змінних стану

Фільтр змінної стану - це універсальний інструмент, який часто використовується в електронній музиці, оскільки він може створювати високочастотні, смугові та низькочастотні характеристики, часто одночасно.

Високий рівень гнучкості робить його одним з найпоширеніших ФНЧ в синтезаторах, які вимагають ретельно налаштованого динамічного формування звукових тембрів. Наприклад, його можна використовувати в синтезаторі для переходу від низькочастотної до високочастотної характеристики, оживляючи еволюціонуючі звукові текстури.

Фільтр Moog

Як і фільтр змінної стану, фільтр Moog, розроблений Робертом Мугом, є ще одним легендарним ефектом у світі аналогових синтезаторів. Відомий своїм багатим, теплим, резонансним звучанням, фільтр Moog сформував звучання незліченної кількості класичних записів.

У синтезаторі фільтр низьких частот Moog можна використовувати для перетворення сирих сигналів генератора в насичені, більш організовані тони. Крім того, його характерний резонанс і теплий характер роблять його ідеальним для створення потужних басових звуків або багатих лідів в електронній музиці.

Заключні думки

Сподіваюся, цей посібник допоміг вам зрозуміти вирішальну роль фільтрів низьких частот у створенні професійного звучання треку!

Фільтри низьких частот є незамінним інструментом в арсеналі кожного звукорежисера, і на те є вагома причина. При розумному використанні вони можуть підняти трек на новий рівень, посилюючи його красу, чіткість і глибину. Однак оволодіння мистецтвом низькочастотної фільтрації полягає не лише в розумінні технічних аспектів, а й у тому, коли і скільки їх застосовувати.

Тонкі налаштування можуть суттєво вплинути на загальне звучання доріжки. Наприклад, відкинувши достатньо високих частот на гітарній доріжці, можна зробити так, щоб вона ідеально вписалася в мікс, не втративши при цьому свого характеру. Так само, використання фільтра низьких частот для тонкого приручення високих частот в мастері може додати загальному звучанню рівень полірування і згуртованості.

Але творчі можливості з фільтрами низьких частот безмежні. Їх можна використовувати динамічно і автоматично, щоб еволюціонувати впродовж треку, додаючи руху і цікавості. Це може перетворити статичний звук на щось набагато виразніше і цікавіше.

Як бачите, низькочастотні фільтри призначені не тільки для усунення проблем, але й для творчого самовираження, і можуть допомогти реалізувати бачення виконавця і продюсера. При правильному використанні низькочастотні фільтри можуть підняти трек з рівня хорошого до виняткового, розкриваючи його справжню красу і характер.

Отже, експериментуйте з фільтрами низьких частот і дайте волю своїй творчості!