Pobierz PDF - Elektronika Praktyczna

Chorus idealny, część 1N O T A T P N I R K O P J R A E K K T Y T K AYTym razem nasz gitarowyekspert przybliøy tajnikikonstrukcji najbardziej popularnejwúrÛd naszych CzytelnikÛwprzystawki do gitary elektrycznej- Chorusa.O†tym, øe nie jest to uk³adprosty do wykonania przekona³osiÍ z†pewnoúci¹ wielu naszychCzytelnikÛw. Przyczynynapotykanych trudnoúciszczegÛ³owo wyjaúniamyw†dwuczÍúciowym artykule.Modyfikowanie brzmienia instrumentÛwmuzycznych jest powszechn¹praktyk¹ stosowan¹ przez wiÍkszoúÊwspÛ³czesnych muzykÛw.Urz¹dzenie kryj¹ce siÍ pod nazw¹Chorus uøywane jest na codzieÒg³Ûwnie przez gitarzystÛw mimo tego,øe pionierskie modele urz¹dzeniaskonstruowane w†japoÒskiej firmieRoland dedykowane by³y w³aúciwiewokalistom.Chorus Ensamble CE-1 Rolandapowodowa³ ìrozdwojenieî brzmieniag³osu ludzkiego, a†takøe efekt nieosi¹galnejdotychczas modulacji symuluj¹cejwraøenie wielog³osowoúcicharakterystycznej dla kilkuosobowegozespo³u úpiewaj¹cego unisono.Oczywiúcie nawet najwymyúlniejszyChorus nie moøe siÍ rÛwnaÊ z†czynnikiemludzkim, jednak osi¹gniÍciena owe czasy tak intryguj¹cego efektuprzy pomocy niewielkiego pude³ka,za niewiele ponad 100 USD,mia³o niew¹tpliwie swoje zalety.Magii pionierskiego Chorusa nieoparli siÍ nawet s³ynni muzycyz†grupy Genesis. W†tym wypadkuprzy okazji nagrywania nowego albumudosz³o do ìprzepuszczeniaîprzez to urz¹dzenie wiÍkszoúciìúladÛwî z†bÍbnami w³¹cznie.Po naszej stronie øelaznej kurtynyefekt chorusa wzbudzi³ nieprawdopodobnepoø¹danie wúrÛd kawiarniano- restauracyjnych wokalistÛw,jako efekt rzekomo w†czarodziejskisposÛb tuszuj¹cy niedoci¹gniÍcia intonacyjne.Dzisiaj o†wszelkich spekulacjachdawno zapomniano i†urz¹dzenieto postrzegane jestjako oryginalny efekturozmaicaj¹cybrzmienieakompaniamentÛwgitarowychlub innych instrumentÛwemuluj¹cych strunopodobnedüwiÍki.Wszelkie inne zastosowania, jakkolwiekmaj¹ miejsce, s¹ statystyczniemarginalne w†stosunku do dedykacjigitarowych. Chorus sta³ siÍpodstawowym efektem dodatkowymw³aúciwie kaødego gitarzysty elektrycznegoi†w†tym sensie stanowi pewienstandard brzmieniowy. Niezawsze jednak, upowszechnienie produktuwp³ywa na poprawÍ jegokondycji w†sensie nowych idei, doskona³oúcikonstrukcyjnej czy bezkompromisowejpoprawy jakoúci.Dzieje siÍ czasem odwrotnie. Oferowanenowe urz¹dzenia s¹ wprawdziecoraz taÒsze, ale reprodukowanyza ich pomoc¹ efekt bywa powierzchownylub po prostu bylejaki. M³odsi gitarzyúci doznaj¹olúnienia w³¹czaj¹c CE-1, staregocyfrowego Delta Lab ADM 64 czyLexicona. W†miÍdzyczasie poprzedzaj¹cymerÍ procesorÛw DSP pojawia³ysiÍ sporadycznie na muzyczno- elektronicznym rynku nowe urz¹dzeniatypu Chorus, maj¹ce jednako†wiele wyøsze ambicje jeúli chodzio†metodÍ kreowania efektu, a†takøeostateczny rezultat brzmieniowy i†jakoúciowy.By³y to np. niemieckie :Wersi Voice i†Choraliser realizuj¹ceefekt poprzez modulowanie wysokoúcidüwiÍku i†opÛünienia w†kilkuanalogowych liniach opÛüniaj¹cychjednoczeúnie. Generator wolnychprzebiegÛw by³ wprawdzie jeden, aleprzebiegi moduluj¹ce poszczegÛlnelinie opÛüniaj¹ce przesuniÍte by³yfazowo o†pewien k¹t, co powodowa-³o zwiÍkszenie efektu polifonicznoúciprzy jednoczesnym zmniejszeniudefiniowalnoúci modulacji.By³o to znacznie bliøsze sytuacjinaturalnej, w†ktÛrej kilka instrumentÛwlub g³osÛw wykonuje t¹ sam¹linie melodyczn¹. Efekt choralnoúcipowstaje wÛwczas naskutek okresowych i†przypadkowychzmian intonacji (niktnie jest doskona³y), rÛøniccharakterystyk fazowychi†czÍstotliwoúciowych g³osÛwlub instrumentÛw(kaødy jest inny) oraznierÛwnomiernoúci rytmicznychi†dynamicznych(nie wszyscy s¹ odpowiednio przygotowani).Takøe zjawisko modulacjijest tu jedynie efektem ubocznym,w†przeciwieÒstwie do tanich chorusÛwgitarowych, bujaj¹cych düwiÍkiemw†rytm generatora LFO.Odpowiedü na pytanie jak dzia³achorus wydaje siÍ byÊ w†tym momencieprzedwczesna, a†samo pytanieraczej powinno byÊ sformu³owane:jak Chorus nie powinien dzia-³aÊ?Elektronika Praktyczna 4/9781

P N O R T A O T J N I E K K P T R A Y K T Y K ARys. 1.W†przypadku zastosowania jednejlinii opÛüniaj¹cej modulacja powodujepraktycznie okresowe podwyøszaniei†obniøanie przetwarzanegosygna³u, ktÛry mieszany jest z†sygna³embezpoúrednim ürÛd³a. ZmieniasiÍ takøe opÛünienie sygna³ui†jego faza w†zwi¹zku z†tymprzy pewnym ìsprzyjaj¹cymîustawieniu nast¹pi prawie100% dodanie siÍ sygna³Ûwlub ich wzajemne znoszeniesiÍ. Stosowane ustawienia niebywaj¹ tak z³oúliwe, jednak wiÍkszoúÊchorusÛw z†jedn¹ lini¹ opÛüniaj¹c¹wykazuje tzw. martwe punkty,w†ktÛrych poø¹dany efekt chwilowozanika lub pojawia siÍ zewzmoøon¹ intensywnoúci¹. To cowyczuwalne jest przez doúwiadczoneucho na czystych brzmieniachinstrumentu zawieraj¹cych silne podstawowetony sk³adowe staje siÍprawdziwym koszmarem jeúli gitarzystaw³¹czy intensywne przesterowanieprzepe³nione wyøszymi czÍstotliwoúciamiharmonicznymi. W†takiejsytuacji mamy do czynieniaz†ewidentnym zanikaniem düwiÍku,okresowymi zmianami barwy i†cykliczn¹wibracj¹ zgodn¹ z†czÍstotliwoúci¹modulacji. Nie ma to wielewspÛlnego z†efektem choralnoúci,ktÛry stanowi³ wzÛr dla twÛrcÛwelektronicznej symulacji tego naturalnegoefektu muzycznego.Innymi urz¹dzeniami o†podobnymdzia³aniu by³y przeznaczone dobardziej profesjonalnych zastosowaÒprocesory ADT (ang. AutomaticDouble Track). Efekt ADT przeznaczonyby³ do studiÛw muzycznych,przez co zawiera³ w†sobie bardziejwyrafinowane rozwi¹zania uk³adowepodnosz¹ce przede wszystkim jakoúÊprzetwarzania, odstÍp od szumÛwitp. Wynikaj¹ce juø z†samej nazwydzia³anie ADT jestsymulacj¹ na drodzeelektronicznejefektu powstaj¹cegopodczas ods³uchudwÛch úcieøekzawieraj¹cych zapistej samej partii wokalnejlub instrumentalnej.W†tymprzypadku jednaosoba wykorzystuj¹ctechnikÍ zapisuwieloúladowego moøenagraÊ kilkukrotniedan¹ partiÍutworu w†celu uzyskaniaefektu chÛralnego. NajczÍúciejdokonuje siÍ jedynie dwukrotnejrejestracji tego samego g³osu lubinstrumentu. PrÛby polegaj¹ce nawielokrotnym dublowaniu zwyklekoÒcz¹ siÍ niepowodzeniem z†powoduwbrew wszelkim przypuszczeniom- zbyt duøej zgodnoúci niektÛrychprzypadkowych fragmentÛwi†chwilowego zaniku efektu chÛruw†relacji do innych fragmentÛw,w†ktÛrych niezamierzony brak precyzjispowodowa³ powstanie poø¹danegoefektu. Nie ma takiego wokalisty,ktÛry potrafi³by zaúpiewaÊ drugiraz t¹ sam¹ partiÍ ca³kowicie taksamo lub w†sta³ym rÛwnoleg³ym interwaleodstrojonym o†minimaln¹wartoúÊ. Doskona³y efekt ìpodwÛjnejúcieøkiî moøliwy jest do uzyskaniaprzy nagrywaniu partii instrumentalnejna magnetofon wieloúladowyumoøliwiaj¹cy precyzyjn¹ regulacjÍprÍdkoúci posuwu taúmy podczaszapisu. W†tym wypadku pierwszyúlad nagrywany jest na minimalnieobniøonych obrotach, natomiast drugina przyspieszonym magnetofonie.W†rezultacie obydwie partienie stroj¹ idealnie ale lekko balansuj¹wokÛ³ w³aúciwej tonacjinabieraj¹c nowej energii d¹øenia dorozwi¹zania, co w†najbardziej udanychprzypadkach zastosowania takiegotricku nadaje brzmieniu znacznejekspresji.WartoúÊ o†jak¹ naleøy przestroiÊposzczegÛlne prÍdkoúci posuwu taúmynie jest taka sama i†na ogÛ³pozostaje tajemnic¹ producenta czyrealizatora nagraÒ, natomiast od instrumentalistywymaga siÍ w†tymwypadku na tyle doskona³ego przygotowania,aby mÛg³ zagraÊ kilkukrotnieten sam fragment w†identycznysposÛb.Analogowe linieopÛüniaj¹ceAnalogowe linie opÛüniaj¹ce typuBucket Brigade reprodukuj¹ szumy,zwiÍkszaj¹ce siÍ przy niøszychczÍstotliwoúciach prÛbkowania generatorazegarowego. Osi¹gniÍcie opÛünieniaw†granicach 50 ms za pomoc¹1024 stopniowej linii opÛüniaj¹cejzwi¹zane jest z†pojawieniem siÍznacznego szumu kwantyzacyjnego,a†takøe doúÊ duøych zniekszta³ceÒ.Bezpoúrednio za lini¹ opÛüniaj¹c¹stosuje siÍ filtr odcinaj¹cy wyøszyzakres pasma czÍstotliwoúci obejmuj¹cychwiÍkszoúÊ zak³ÛceÒ, jednakpraktyczne okreúlenie gÛrnej przepustowoúcifiltru przy zachowaniuprzyzwoitego odstÍpu od szumÛwwi¹øe siÍ ze znacznym ograniczeniempasma sygna³u uøytecznego.Teoretycznie czÍstotliwoúÊ granicznafiltru powinna byÊ przynajmniejo†po³owÍ mniejsza od czÍstotliwoúcigeneratora zegarowego, jednak praktykawykazuje øe jest to dalekoniewystarczaj¹ce.82Elektronika Praktyczna 4/97

N O T A T P N I R K O P J R A E K K T Y T K AYProcesory ADT realizowane s¹w†oparciu o†4096 stopniowe linieopÛüniaj¹ce, co stanowi do pewnegostopnia rozwi¹zanie problemu jakoúcisygna³u opÛünionego. Doskonalesprawdzaj¹ siÍ w†aplikacjach 4096bitowe linie opÛüniaj¹ce: PANASO-NIC MN3205 oraz trudno dostÍpnySAD4096 amerykaÒskiej firmy RETI-CON. Pewn¹ alternatyw¹ moøe byÊtakøe zastosowanie nieco taÒszegouk³adu TDA 1097. Linie opÛüniaj¹cezawieraj¹ce 4096 stopni z†wbudowanymuk³adem Sample & Hold umoøliwiaj¹uzyskanie opÛünienia do ok.200 ms.Odpowiednie zaprojektowanieuk³adu osi¹gaj¹cego maksymalnie 50ms a†wykorzystuj¹cego praktyczniedo 30..40 ms, jak to ma miejscew†przypadku efektu ADT gwarantujeosi¹gniÍcie wystarczaj¹co szerokiegopasma czÍstotliwoúci akustycznych.Nawet w†najbardziej sprzyjaj¹cychokolicznoúciach stosuje siÍ po obydwustronach linii filtry gÛrnozaporowet³umi¹ce czÍstotliwoúci powyøej12kHz. PoczwÛrna linia BBD niestanowi rozwi¹zania uniwersalnego,poniewaø potraktowana zbyt wysok¹czÍstotliwoúci¹ generatora zegarowegopo prostu odmÛwi wspÛ³pracy,jednak opÛünienia potrzebne douzyskania efektu CHORUS w†jegowszelkich odmianach s¹ osi¹galnebez problemu.Jakkolwiek optymalne wysterowaniesygna³em audio linii taktowanejwysok¹ czÍstotliwoúci¹ gwarantujebardzo dobr¹ jakoúÊ, to jednakw†urz¹dzeniach profesjonalnych stosujesiÍ dodatkowe uk³ady kompresjii†ekspansji sygna³u, co w†radykalnysposÛb podnosi dynamikÍ i†optymalizujewysterowanie linii opÛüniaj¹cej.Do tego celu wykorzystuje siÍstandardowouk³adyfirmy SigneticsNE570 i†NE572, zawieraj¹cew†swoim wnÍtrzu dwauk³ady o†regulowanym wzmocnieniu.Obydwa kompandory oferuj¹szeroki zakres dynamiczny - ponad110 dB, ma³e zniekszta³cenia i†szumyponiøej 6µV, a†wersja NE572posiada bufor dynamiki sta³ej czasuminimalizuj¹cy zniekszta³cenia sygna³usteruj¹cego wzmocnieniem orazumoøliwiaj¹cy regulacjÍ dynamikiczasu narastania i†czasu powrotuprzy niewielkiej liczbie elementÛwzewnÍtrznych. Praktyczny sposÛbrozwi¹zania uk³adu kompandora dlalinii opÛüniaj¹cej SAD 4096 przedstawiaschemat z†rys.1.Konstrukcja kompresora i†ekspanderajest w†zasadzie typowa.W†przedstawionym uk³adzie zwracauwagÍ minimalna liczba elementÛwograniczaj¹cych gÛrny zakres pasmaczÍstotliwoúci, co jest wynikiem doskona³egoprzetwarzania zastosowanegouk³adu SAD 4096, ktÛry tolerujetakøe wysokie czÍstotliwoúcitaktowania, umoøliwiaj¹c osi¹gniÍcieminimalnego czasu opÛünieniaw†granicach 2†ms. Wykorzystuj¹c tenuk³ad naleøy wiedzieÊ, øe wejúciasygna³u taktuj¹cego obci¹øone np.buforem 4049 wykazuj¹ i†tak znaczn¹pojemnoúÊ co powoduje, øe dochodzido znacznego niedopasowaniapojemnoúciowego . Dlatego teø,aby nie pogarszaÊ sytuacji úcieøkipo³¹czeniowepowinnybyÊ bardzokrÛtkie, a†w†przypadku wykonaniauk³adÛw modulacji na osobnej p³ytcenaleøy uøyÊ do po³¹czenia tychmiejsc ìkonkretnychî dobrze ekranowanychprzewodÛw.Krzysztof JarkowskiElektronika Praktyczna 4/9783