吉他失真和过载如何工作？

有这么多音乐流派，难怪有很多失真效果器。 但是是什么让它们如此不同呢？ 让我们仔细看看音频信号在通过这些相对简单的设备时会发生什么。

失真是对提供显着改变的音频信号的任何修改的通用术语。 音乐世界确实有很多不同的类型。 但是这一切是如何运作的呢？ 要回答这个问题，我们需要看看正弦波是如何受音量影响的。

削波和失真

基本的过载和吉他失真可以通过削波效果可视化。 我们在之前的文章 HTG 解释中提到了剪辑：动态范围压缩如何改变音频？ 压缩有助于防止削波，但在这种情况下，我们要强调它。

（图片来源：维基共享资源）

在原始信号中，可以看到正弦波超过了设备的阈值。 在适当阈值内的正常波听起来很平滑。 由于播放设备不能真正超过阈值，因此波的波峰和波谷开始平缓。 这会改变声音的质量。 为什么？ 好吧，这与数学有关。

让我们放大一个正弦波。

现在，想象一下我们在这个音调旁边播放另一种音调，频率更高但在峰值处匹配。 我们只会以低幅度介绍它。 结果如下。

您可以看到，它开始从剪裁部分开始呈现方角波的形状。 当您引入奇数泛音时，您将开始看到这种类型的形状。 如果我们增加相同泛音的幅度，您会看到更特殊的形状。

所以你可以看到那些尖角更加突出。 我们可以通过添加另一个奇数泛音来进一步夸大这一点。

有很多削波会改变正弦波的形状，这种方式在数学上完全由一个不同的方程表示，如上所示，两个正弦波相加。 剪裁越难，与越来越复杂的波浪的相似度就越大。 更柔和的削波不会对声音产生太大影响。

让我们来看看Audacity中一些扭曲的波浪的特写。

在这里，我强调了部分匹配的波浪。 第二个波是一个扭曲的正弦波，看起来像是被剪裁然后被压缩的东西。 是方波。 这是一个 440 Hz – 中间 A – 正弦波和一个 440 Hz 方波的样本。

440Hz 正弦波（无削波）

440Hz 方波（削波）

我们已经看到奇数泛音会发生什么。 偶数泛音做一些不同的事情。

将此与上面 Audacity 屏幕截图中的第三波进行比较。 这被称为锯齿波，听起来非常不同。

440Hz 锯齿波

虽然我们跳过了数学，但我们希望您看到波加法如何以不同的方式模拟削波的效果。 不同形状的波以一些非常重要的方式改变声音的质量。 这就是为什么失真吉他有如此丰富的泛音以及为什么有这么多种失真踏板的部分原因。

超速

有许多不同类型的失真，最常见的一种是过载。 它通过在特定输出上增加增益来工作。 较柔和的播放并不会真正导致明显的失真发生，但较硬的播放或过载处理器的更高信号音量会导致明显的削波模式出现。 Overdrive 提供更柔和的削波，这有助于或多或少地保持乐器的原始音色，或者试图弥补一些损失。

过载最初是在电子管放大器中发现的，增加电压增益会“过载”放大器并产生所需的效果。 现代过载处理器，例如在踏板中发现的那些，试图将这一点复制到不是基于电子管的放大器上。 除了一些“颜色混合”来帮助很好地模拟效果外，它们还需要放大器提供更高的音量来帮助创建效果。 最后一个功能在音调拨号中最容易看到。 Overdrive 保留了大量的动态范围，并且仍然可以产生一些干净的声音，但可以让一些泛音在一些推动下闪耀出来。

失真

过载虽然在技术上仍然是失真，但由于其温和的效果而被单独分组，并且主要依赖于受控削波。 更常见的失真效果器，比如今天很常见的 grunge 和金属单块效果器，它们的波动更加大胆。 它们不依赖于增益波动，而是以不同的模式改变波的形状，并以不依赖于增益量的方式进行。 Overdrive 的“温暖”泛音在这里丢失，以及大量的原始音色。

彻底的失真确实削减了动态范围并增加了一些均衡器效果。 通常，中间范围是我们能听到的最好的范围，因此为了弥补这一点，我们设置了均衡器设置来提升高端和低端。 这就是为什么低音会真正驱动金属，以及为什么通常几乎听不见的捏合谐波真的会随着失真而刺耳。 每种类型的失真踏板都有特定的形状，它会将信号推向特定的 EQ 设置和一些内部特殊的混音，因此在寻找购买时很容易不知所措。 一定要倾听每个人的声音并使用他们的设置来充分掌握它可以做什么。

绒毛

另一种非常流行和特定类型的效果是法兹，广泛用于工业和金属流派，通常用于人声和乐器。 Fuzzboxes 添加了一种特殊类型的失真，听起来就像它的名字所暗示的那样。 原始信号被全心全意抹杀，变成方波。 在继续完全变形之前，它几乎就像撞到了一堵砖墙一样。

Fuzzbox 还添加了额外的谐波泛音，以帮助提供人为的圆润和温暖的声音。 这是通过可调节的倍频器完成的，如果需要更刺耳的声音，可以产生不和谐的泛音。 实际上，这些人为添加的泛音为弦乐增添了很多色彩，并提供了良好的背景。 西塔琴依靠这些相同的谐波，如果你曾经听过一个插入常规失真踏板的声音，你会发誓它是在一个 fuzzbox 中。

既然您知道失真为什么会起作用，那么您应该能够对其进行更改以帮助使您的特定演奏风格更加明显。 您甚至可以利用您对均衡器的了解来帮助这个过程。 而且，虽然我们主要根据吉他来讨论这些效果，但它们也可以应用于人声和其他乐器。 实验一下，你就可以打破今天存在的不断消散的流派障碍！