吉他失真和過載如何工作？

有這麼多音樂流派，難怪有很多失真效果器。 但是是什麼讓它們如此不同呢？ 讓我們仔細看看音頻信號在通過這些相對簡單的設備時會發生什麼。

失真是對提供顯著改變的音頻信號的任何修改的通用術語。 音樂世界確實有很多不同的類型。 但是這一切是如何運作的呢？ 要回答這個問題，我們需要看看正弦波是如何受音量影響的。

削波和失真

基本的過載和吉他失真可以通過削波效果可視化。 我們在之前的文章 HTG 解釋中提到了剪輯：動態範圍壓縮如何改變音頻？ 壓縮有助於防止削波，但在這種情況下，我們要強調它。

（圖片來源：維基共享資源）

在原始信號中，可以看到正弦波超過了設備的閾值。 在適當閾值內的正常波聽起來很平滑。 由於播放設備不能真正超過閾值，因此波的波峰和波谷開始平緩。 這會改變聲音的質量。 為什麼？ 好吧，這與數學有關。

讓我們放大一個正弦波。

現在，想像一下我們在這個音調旁邊播放另一種音調，頻率更高但在峰值處匹配。 我們只會以低幅度介紹它。 結果如下。

您可以看到，它開始從剪裁部分開始呈現方角波的形狀。 當您引入奇數泛音時，您將開始看到這種類型的形狀。 如果我們增加相同泛音的幅度，您會看到更特殊的形狀。

所以你可以看到那些尖角更加突出。 我們可以通過添加另一個奇數泛音來進一步誇大這一點。

有很多削波會改變正弦波的形狀，這種方式在數學上完全由一個不同的方程表示，如上所示，兩個正弦波相加。 剪裁越難，與越來越複雜的波浪的相似度就越大。 更柔和的削波不會對聲音產生太大影響。

讓我們來看看Audacity中一些扭曲的波浪的特寫。

在這裡，我強調了部分匹配的波浪。 第二個波是一個扭曲的正弦波，看起來像是被剪裁然後被壓縮的東西。 是方波。 這是一個 440 Hz – 中間 A – 正弦波和一個 440 Hz 方波的樣本。

440Hz 正弦波（無削波）

440Hz 方波（削波）

我們已經看到奇數泛音會發生什麼。 偶數泛音做一些不同的事情。

將此與上面 Audacity 屏幕截圖中的第三波進行比較。 這被稱為鋸齒波，聽起來非常不同。

440Hz 鋸齒波

雖然我們跳過了數學，但我們希望您看到波加法如何以不同的方式模擬削波的效果。 不同形狀的波以一些非常重要的方式改變聲音的質量。 這就是為什麼失真吉他有如此豐富的泛音以及為什麼有這麼多種失真踏板的部分原因。

超速

有許多不同類型的失真，最常見的一種是過載。 它通過在特定輸出上增加增益來工作。 較柔和的播放並不會真正導致明顯的失真發生，但較硬的播放或過載處理器的更高信號音量會導致明顯的削波模式出現。 Overdrive 提供更柔和的削波，這有助於或多或少地保持樂器的原始音色，或者試圖彌補一些損失。

過載最初是在電子管放大器中發現的，增加電壓增益會“過載”放大器並產生所需的效果。 現代過載處理器，例如在踏板中發現的那些，試圖將這一點複製到不是基於電子管的放大器上。 除了一些“顏色混合”來幫助很好地模擬效果外，它們還需要放大器提供更高的音量來幫助創建效果。 最後一個功能在音調撥號中最容易看到。 Overdrive 保留了大量的動態範圍，並且仍然可以產生一些乾淨的聲音，但可以讓一些泛音在一些推動下閃耀出來。

失真

過載雖然在技術上仍然是失真，但由於其溫和的效果而被單獨分組，並且主要依賴於受控削波。 更常見的失真效果器，比如今天很常見的 grunge 和金屬單塊效果器，它們的波動更加大膽。 它們不依賴於增益波動，而是以不同的模式改變波的形狀，並以不依賴於增益量的方式進行。 Overdrive 的“溫暖”泛音在這裡丟失，以及大量的原始音色。

徹底的失真確實削減了動態範圍並增加了一些均衡器效果。 通常，中間範圍是我們能聽到的最好的範圍，因此為了彌補這一點，我們設置了均衡器設置來提升高端和低端。 這就是為什麼低音會真正驅動金屬，以及為什麼通常幾乎聽不見的捏合諧波真的會隨著失真而刺耳。 每種類型的失真踏板都有特定的形狀，它會將信號推向特定的 EQ 設置和一些內部特殊的混音，因此在尋找購買時很容易不知所措。 一定要傾聽每個人的聲音並使用他們的設置來充分掌握它可以做什麼。

絨毛

另一種非常流行和特定類型的效果是法茲，廣泛用於工業和金屬流派，通常用於人聲和樂器。 Fuzzboxes 添加了一種特殊類型的失真，聽起來就像它的名字所暗示的那樣。 原始信號被全心全意抹殺，變成方波。 在繼續完全變形之前，它幾乎就像撞到了一堵磚牆一樣。

Fuzzbox 還添加了額外的諧波泛音，以幫助提供人為的圓潤和溫暖的聲音。 這是通過可調節的倍頻器完成的，如果需要更刺耳的聲音，可以產生不和諧的泛音。 實際上，這些人為添加的泛音為弦樂增添了很多色彩，並提供了良好的背景。 西塔琴依靠這些相同的諧波，如果你曾經聽過一個插入常規失真踏板的聲音，你會發誓它是在一個 fuzzbox 中。

既然您知道失真為什麼會起作用，那麼您應該能夠對其進行更改以幫助使您的特定演奏風格更加明顯。 您甚至可以利用您對均衡器的了解來幫助這個過程。 而且，雖然我們主要根據吉他來討論這些效果，但它們也可以應用於人聲和其他樂器。 實驗一下，你就可以打破今天存在的不斷消散的流派障礙！