Autor: Robert Gabor
Efekty modulacyjne zwane też modulatorami dodają dźwiękowi oryginalnemu śpiewności i czynią go bardziej melodyjnym, poprzez modulację sygnału określonymi przebiegami. Pomożemy wam w lepszym zrozumieniu zasad rządzących tymi efektami – pierwszy odcinek Akademii Transformacji Dźwięku poświęcamy omówieniu wspomnianej grupy. Zaliczamy do niej chorus, flanger, phaser, tremolo, vibrato i leslie oraz ich odmiany.
Aby rozpocząć podróż po krainie efektów modulacyjnych, musimy dowiedzieć się, czym w ogóle jest ta osławiona „modulacja”. Otóż jest to termin czy też zagadnienie, patrząc od strony elektroniki czy mechaniki, są stosunkowo stare. Całość polega na tym, że sygnał główny, będący w naszym przypadku bazą, jest mieszany za pomocą urządzenia zwanego mieszaczem lub modulatorem z sygnałem (sygnałami) o innej charakterystyce. Między jednym a drugim sygnałem mogą być pewne zależności lub nie, np. przesunięcie w czasie, przesunięcie w fazie, zmiana amplitudy, częstotliwości lub połączenie kilku możliwości.
Przykładem modulacji może być fala powstała na tafli jeziora powstała przez wrzucenie dwóch kamieni różnej wielkości, jednego małego o małej wielkości wywołującego płaska falę o małej amplitudzie, drugiego większego dającego fale niczym indonezyjskie tsunami. Całość mechanicznie może się nałożyć na siebie i obie fale będą razem współistnieć. Widzimy wówczas mieszankę fal, które ze sobą oddziałują w specyficzny sposób.
Podobnie wpinając między gitarę a wzmacniacz efekt z grupy modulacyjnej, sygnał z naszej gitary jest modulowany, czyli przetwarzany z innym sygnałem lub nawet z samym sobą! Sygnał oryginalny współistnieje zatem z sygnałem przetworzonym. Współczesne funkcjonalne efekty akustyczne pozwalają na regulację ilości dźwięku oryginalnego w stosunku do przetworzonego.
Taką mieszankę w efektach modulacyjnych łączy się z innym sygnałem o specyficznych właściwościach. Sygnał dodany, może być opóźniony, przyspieszony, przesunięty w fazie. Czasami daje to wręcz kosmiczne wrażenia odsłuchowe.
Aby zrozumieć samą esencję tego, co się kryje w chorusach, flangerach czy tremolach trzeba poznać pojęcie jak sinusoidy. Nie wszyscy w szkole lubili trygonometrię, ale ma ona pewne zalety, w przypadku opisu dźwięku.
Muskając piórkiem czy palcem strunę, wychylamy ją z położenia równowagi, oczywiście różnie w zależności od jej grubości i jaki próg na gryfie docisnęliśmy. Na początku struna rozciąga się do położenia maksymalnego, po czym wraca do początku i osiąga przeciwne maksimum, w przeciwnym kierunku do uderzenia struny. Następnie powraca znowu, cyklicznie osiągając maksimum i minimum. Tworzy w ten sposób cykl powtarzalny, tym dłuższy, im lepsza gitara, lepsze struny; w idealnym przypadku struna drgałaby w nieskończoność, ale, niestety, perpetuum mobile to tylko teoria. Jeśli strunę nieruchomą oznaczylibyśmy jako 0 i bardzo szybką kamerą zarejestrowalibyśmy wychylenia w czasie, no to całość wyglądałaby tak jak na rysunku poniżej.
Rys.1. Prosty sygnał gitarowy.
Czas pomiędzy pierwszym muśnięciem a następnym ułożeniem struny do położenia pierwotnego nazywamy okresem drgania i oznaczamy jako T. Odwrotność jego, czyli 1 podzielić przez T, to częstotliwość f. Im cieńsza struna i krótsza, tym T będzie mniejsze, a sinusoida będzie węższa, tak więc i dźwięk wyższy. Im grubsza struna, tym sinusoida będzie szersza, a dźwięk niższy.
Wartości na osi pionowej wykresu to amplituda, czyli to, jak mocno musnęliśmy strunę, albo jak bardzo mieliśmy odkręcony potencjometr VOLUME. Im mocniej uderzamy w strunę, tym większą uzyskujemy amplitudę. Proste? Pewnie, że tak!
W „realnej” gitarze nawet muśnięcie jednej struny powoduje powstanie kilkunastu wykresów sinusoidy, są to tak zwane harmoniczne. Dla potrzeby tej serii artykułów posłużymy się uproszczonym sygnałem sinusoidalnym. Dla naszych potrzeb uznamy też, że odstęp w każdym miejscu między położeniem maksimów i minimów jest stały i równy okresowi T.
Flanger
Flanger bazuje na „flangingu” – modulacji jednego sygnału drugim. Drugi sygnał jest sygnałem oryginalnym przesuniętym w czasie, o zmniejszonej amplitudzie. Jest tak w wersji podstawowej efektu, kiedy ten drugi sygnał jest jakby cieniem swego poprzednika. Sygnałów skopiowanych przesuniętych w czasie może być więcej. W przeciwieństwie do echa, czy też delay’a, flanger zazwyczaj stosuje się do czasów opóźnień nie większych niż 20 ms. Działa to jak filtr grzebieniowy; powstają dodatkowe harmoniczne ubarwiające nam wyjściowe spektrum w relacji do wszystkich innych serii harmonicznych, czyli w przypadku dźwięku 220, 440, 880 Hz…
Rys. 2. Flanger: czas pomiędzy sygnałem oryginalnym a drugim, opóźnionym, jest stały dla sygnałów o różnym okresie T i różnej amplitudzie
Jak widzimy, na powyższym rysunku mamy cztery przebiegi. Dwa oryginalne nie przesunięte oznaczone granatowym kółkiem i turkusowym kwadratem oraz dwa przesunięte oznaczone odpowiednio przez zielone kółko i czerwony kwadrat, przetworzone przez flanger. Są dwie fale oryginalne i dwie przetworzone przez flanger. Mimo iż obie fale są różne co do amplitudy, przebieg z zielonymi kółkami jest dwa razy niższy od granatowego w dodatku, niższy przebieg czerwony ma krótszy okres w czasie (oznacza to wyższy dźwięk) to przesunięcie dla nich jest takie same.
Jest to uproszczony schemat graficzny działania flangera. Tak na prawdę na wyjściu efektu dostajemy oba przebiegi zmiksowane wielokrotnie ze sobą, w rożnych proporcjach. W zależności od ustawień naszego efektu. A to już wybór brzmienia preferowany osobiście.
Myślę, że każdy z was zna dźwięk, jaki wydaje przelatujący helikopter. Efekt flangera na przesterowanej wstępnie gitarze, przy odpowiednim ustawieniu daje nam taki efekt dźwiękowy, jakby dźwięk zbliżał się lub oddalał podobnie do zbliżającego się lub oddalającego śmigłowca.
Phaser
Phaser to w zasadzie efekt podobny do flangera, z tą różnicą, że sygnał wtórny, będący kopią oryginału jest przesunięty nie tyle w czasie, co w fazie. Poniżej mamy sygnał oryginalny oznaczony kolorem czerwonym oraz kopię w kolorze granatowym, przesuniętą w prawo.
Rys. 3. Przesunięcie fazowe
Z jednej strony patrząc na ten rysunek, zauważamy, że jest to coś podobnego do „flangingu”. Rzeczywiście, ale nie do końca. Zaobserwujmy, co się stanie, gdy przez phaser puścimy dwa różne sygnały o różnych częstotliwościach.
Rys. Phaser: Czas opóźnienia pomiędzy sygnałem skopiowanym a oryginalnym zależy od wysokości dźwięku. Porównaj z wykresem flangera.
Phaser przesuwa sygnał proporcjonalnie do częstotliwości, w przeciwieństwie do flangera, który nie bierze tego pod uwagę. Sygnały basowe będą bardziej opóźniane, niż te o wyższych częstościach.
Oba efekty: phaser oraz flanger, dzięki kopiowaniu dźwięku stwarzają efekt wzajemnego wzmacniania lub osłabiania się harmonicznych w całym spektrum słyszalnym, przesunięcia czasowe (flanger) czy fazowe (phaser) mogą się zmieniać w czasie w sposób twardy (tak zwane efekty typu V) lub w sposób łagodny (efekty typu U), dzięki czemu uzyskujemy zaskakujące kombinacje brzmień w zależności od ustawień odpowiednich potencjometrów w efektach.
Chorus
Efekt chorus jest tworzony w ten sposób, że oprócz kopiowania dźwięku jak w przypadku phasera czy flangera, sygnał skopiowany zmienia swoja częstotliwość o drobne kawałki tonów. Działanie efektu chorus daje wrażenie brzmienia kilku lekko odstrojonych instrumentów, grających unisono tę samą partię. Efekt tworzy dużą przestrzeń stereofoniczną i jest szczególnie zalecany do stosowania z keyboardami i gitarami.
Podobny efekt daje granie na 12-strunowej gitarze lub zagranie dwóch takich samych dźwięków na różnych strunach. Dźwięki, będą i przesunięte w fazie i delikatnie rozstrojone, gdyż nie da się idealnie i „całkiem jednoimiennie” nastroić dwóch strun. Stereofoniczność osiąga się przez zrealizowanie dwóch innych zestawów „rozstrojeń” dla kanału lewego i prawego, daje to wrażenie przestrzeni w nagraniu. Gitara elektryczna w takim zestawie uzyskuje głębie, przestrzeń, gra przypomina bardzo gitarę klasyczna w pomieszczeniu z małym echem.
Vibrato
Vibrato jest efektem podobnym do chorusa z tą różnicą, że odstrojenia od dźwięku są dużo większe i ocierają się nawet o wysokości całych tonów. Efekt ten ma imitować używanie mostka wibracyjnego lub granie techniką polegającą na mocnej wibracji strun. Jest to modulowanie dźwięku oryginalnego za pomocą palców lewej ręki. W przypadku wersji elektronicznej, czyli efektu – kostki o tej nazwie, wibruje za nas elektronika. Jest to przykład modulacji częstotliwościowej, podobnej do tej stosowanej w radiu i TV (FM).
Rys. 5. Modulacja częstotliwościowa w efekcie Vibrato
Tremolo
Tremolo to stara technika zdobnicza w grze na gitarze, polegająca na szybkim kostkowaniu jednakowych dźwięków. Można ją imitować wajchą, szybkim ściszaniem i podgłaśnianiem z pomocą potencjometru Volume. Od strony fizycznej jest to modulacja amplitudowa.
Efekt daje wrażenie zanikania i pojawiania się dźwięku, między ciszą a sygnałem przejście jest możliwe do regulowania, od twardego i szybkiego jak w przypadku kostkowania do łagodnego niczym powolna zabawa potencjometrem VOLUME.
Leslie
Efekt Leslie jest też znany pod nazwą Rotary Speaker (dosł. „obracający się głośnik”). To trochę archaiczny efekt modulacyjny. Wewnątrz kolumny znajdowały się dwie tuby, które obracały się dookoła własnej osi: dawało to ciekawy efekt. Dźwięk raz kierował się w stronę słuchacza po czym oddalał się – głośniki pędziły dość szybko. Tak szybko, że powodowało to efekt Dopplera. Podobny efekt usłyszymy, gdy nieopodal nas przejeżdża straż pożarna na sygnale. Widać wyraźne odstrojenie dźwięku od oryginału. W dodatku dźwięk zdaje się tracić punktowość, nie jesteśmy w stanie powiedzieć gdzie jest źródło.
Ten efekt zyskał już miano historycznego, jednak czasami dodawany jest do modułów procesorowych, bardzo obecnie popularnych wśród gitarzystów.
Podłączanie
Efekty modulacyjne zazwyczaj wpina się do pętli efektowych wzmacniaczy instrumentalnych, jeśli jest taka możliwość. Często umieszcza się je pomiędzy gitarą a wejściem wzmacniacza, pomiędzy innymi modułami efektowymi. Nie wszystkie flangery, chorusy i inne efekty modulacyjne mają na tyle dużą czułość aby wysterować sygnał z gitary. Wówczas poratować nas może przedwzmacniacz gitarowy lub przester gitarowy o stosunkowo dużym sygnale wyjściowym.
MXR M-101 PHASE 90 to phaser wykorzystywany często przez Ediego Van Halena do solowych pasaży oraz grania podkładów. Przydatny na scenie i w studio, nie tylko w połączeniu z gitarą, ale z basem, keyboardami, a nawet z wokalem.
T-REX TREMSTER posiada właściwości klasycznego tremolo / vibrato. Potencjometry: Depth, Speed, Volume. Efekt poddaje sygnał delikatnemu wzmocnieniu i lekkiej saturacji tonu. Przełącznik Mode pozwala na dokonanie wyboru pomiędzy funkcjami tremolo a vibrato.
DIGITECH CF-7 oferuje 7 charakterystycznych modeli efektu chorus, od tych najbardziej klasycznych, do nowoczesnych. Można eksperymentować z modulacją za pomocą zwyczajowych potencjometrów poziomu, prędkości i głębokości, oraz trzech dodatkowych kontrolerów dedykowanych odpowiednim modelom chorusów.
EHX FLANGER HOAX to jedno z nowych urządzeń Electro – Harmonix. Flanger, lub bardziej odpowiednio do urządzenia brzmiące określenie stcja modulacyjna, oferuje niespotykane jak dotąd możliwości zmiany bazowego sygnału. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu dwóch oddzielnych sekcji phasera i połączonych z nimi linii opóźniających.
