Аудиообратная связь (также известная как акустическая обратная связь , просто как обратная связь ) — это ситуация положительной обратной связи , которая может возникнуть, когда существует акустический путь между аудиовходом (например, микрофоном или гитарным звукоснимателем ) и аудиовыходом (например, громкоговорителем ). ). В этом примере сигнал, принятый микрофоном, усиливается и выводится из громкоговорителя. Затем звук из громкоговорителя может быть снова принят микрофоном, дополнительно усилен, а затем снова пропущен через громкоговоритель. Частота возникающего воя определяется резонансными частотами микрофона, усилителя и громкоговорителя, акустикой помещения, диаграммой направленности и диаграммы направленности микрофона и громкоговорителя, а также расстоянием между ними . Принципы звуковой обратной связи были впервые обнаружены датским ученым Сёреном Абсалоном Ларсеном , поэтому они также известны как эффект Ларсена .
Обратная связь почти всегда считается нежелательной, когда она возникает в микрофоне певца или оратора на мероприятии с использованием системы звукоусиления или системы громкой связи . Аудиоинженеры обычно используют направленные микрофоны с кардиоидной диаграммой направленности и различные электронные устройства, такие как эквалайзеры и, с 1990-х годов, автоматические подавители обратной связи , чтобы предотвратить обратную связь, которая отвлекает аудиторию от удовольствия от мероприятия и может повредить оборудование или слух .
С 1960-х годов электрогитаристы в рок- группах, использующие громкие гитарные усилители , кабинеты динамиков и эффекты искажения , намеренно создавали обратную связь на гитаре для создания различных звуков, включая длинные устойчивые тона, которые невозможно воспроизвести с помощью стандартных методов игры. Звук гитарной обратной связи считается желательным музыкальным эффектом в хэви-метале , хардкор-панке и гранже . Джими Хендрикс был новатором в намеренном использовании гитарной обратной связи в своих гитарных соло для создания уникальных музыкальных звуков.
Условия обратной связи соответствуют критерию устойчивости Баркгаузена , а именно, что при достаточно высоком коэффициенте усиления стабильное колебание может (и обычно будет) возникать в контуре обратной связи, частота которого такова, что фазовая задержка равна целому числу , кратному 360 градусам , а коэффициент усиления на этой частоте равно 1. Если коэффициент усиления слабого сигнала больше 1 для некоторой частоты, то система начнет колебаться на этой частоте, потому что шум на этой частоте будет усиливаться. Звук будет воспроизводиться без участия кого-либо. Уровень звука будет увеличиваться до тех пор, пока выходной сигнал не начнет ограничиваться , уменьшая усиление контура ровно до единицы. Это принцип, на котором основаны электронные генераторы ; в этом случае, хотя контур обратной связи является чисто электронным, принцип тот же. Если коэффициент усиления большой, но чуть меньше 1, то звон будет введен, но только тогда, когда через систему уже будет пропущен хоть какой-то входной звук.
Раннюю академическую работу по акустической обратной связи провел доктор К. Пол Бонер. [2] [3] Бонер был ответственным за создание основных теорий акустической обратной связи, режимов комнатного звонка и методов выравнивания звука в помещении. Бонер предположил, что обратная связь происходит с определенной частотой. Он также предположил, что это можно остановить, вставив очень узкий режекторный фильтр на этой частоте в сигнальную цепь громкоговорителя . [4] Он работал с Гиффордом Уайтом, основателем White Instruments, над созданием режекторных фильтров для определенных частот обратной связи в определенных комнатах. [5]
Чтобы максимизировать усиление до обратной связи , количество звуковой энергии, возвращаемой в микрофоны, должно быть уменьшено настолько, насколько это практически возможно. Поскольку звуковое давление падает на 1/r по отношению к расстоянию r в свободном пространстве или до расстояния, известного как расстояние реверберации в закрытых помещениях (и плотность энергии на 1/r²), важно держать микрофоны на расстоянии достаточно большое расстояние от акустических систем. Кроме того, микрофоны не следует располагать перед динамиками, а лиц, использующих микрофоны, следует попросить не направлять микрофон на корпуса динамиков.
Кроме того, громкоговорители и микрофоны должны иметь неравномерную направленность и находиться за пределами максимальной чувствительности друг друга, в идеале в направлении подавления. Громкоговорители громкоговорителей часто достигают направленности в средних и высоких частотах (и хорошей эффективности ) с помощью рупорных систем. Иногда НЧ-динамики имеют кардиоидную характеристику.
Профессиональные настройки позволяют обойти обратную связь, размещая основные динамики подальше от группы или исполнителя, а затем располагая несколько динамиков меньшего размера, известных как мониторы , направленных назад на каждого участника группы, но в направлении, противоположном тому, в котором направлены микрофоны, используя преимущества микрофонов с кардиоидная диаграмма направленности , которая распространена в приложениях звукоусиления. Такая конфигурация уменьшает возможности обратной связи и позволяет независимо контролировать уровни звукового давления для зрителей и исполнителей.
Почти всегда собственная частотная характеристика систем звукоусиления не является идеально ровной, поскольку это приводит к акустической обратной связи на частоте с наибольшим усилением контура, что может представлять собой резонанс с усилением , намного превышающим среднее по всем частотам. Поэтому полезно применить некоторую форму выравнивания , чтобы уменьшить усиление на этой частоте.
Обратная связь может быть уменьшена вручную, включив звуковую систему перед выступлением. Звукорежиссер может увеличивать уровень микрофона до тех пор, пока не возникнет обратная связь. Затем инженер может ослабить соответствующую частоту с помощью эквалайзера, предотвращая обратную связь на этой частоте, но обеспечивая достаточную громкость на других частотах. Многие профессиональные звукорежиссеры могут определить частоты обратной связи на слух, но другие используют анализатор реального времени для определения частоты звона.
Чтобы избежать обратной связи, можно использовать автоматический подавитель обратной связи . Некоторые из них работают путем небольшого смещения частоты, причем это повышение приводит к чирикающему звуку вместо воющего звука неадресной обратной связи. Другие устройства используют режекторные фильтры для фильтрации нежелательных частот. Адаптивные алгоритмы часто используются для автоматической настройки этих режекторных фильтров.
Чтобы намеренно создать обратную связь, электрогитаристу нужен гитарный усилитель с очень высоким коэффициентом усиления (усиление) или гитара, поднесенная близко к динамику. Затем гитарист позволяет струнам свободно вибрировать и подносит гитару близко к динамику гитарного усилителя. Использование блоков эффектов искажения добавляет дополнительное усиление и облегчает создание преднамеренной обратной связи.
Намеренное использование акустической обратной связи было впервые использовано блюзовыми и рок-н-ролльными гитаристами, такими как Уилли Джонсон , Джонни Уотсон и Линк Рэй . По словам Ричи Унтербергера из AllMusic , самым первым использованием обратной связи на коммерческую рок-запись является вступление к песне « I Feel Fine » группы «Битлз» , записанной в 1964 году. [6] Джей Ходжсон согласен, что эта обратная связь создана Джоном . Леннон , прислонивший полуакустическую гитару к усилителю, был первым лидером чартов, продемонстрировавшим искажения обратной связи. [1] : 120–121 Хиты The Who 1965 года « Avenue, Anyhow, Anywhere » и « My Generation » содержали манипуляции с обратной связью Пита Таунсенда с расширенным соло в первом и встряхиванием его гитары перед усилителем. для создания пульсирующего шума в последнем. В песне " Fried Hockey Boogie " группы Canned Heat также использовалась гитарная фидбек, созданный Генри Вестином во время его соло, чтобы создать сильно усиленный искаженный стиль обратной связи в стиле буги. В 1963 году подросток Брайан Мэй и его отец изготовили по индивидуальному заказу свою фирменную гитару Red Special , которая была специально разработана для обратной связи. [7] [8]
Обратная связь широко использовалась после 1965 года группой Monks , [9] Jefferson Airplane , Velvet Underground и Grateful Dead , которые включали во многие свои живые выступления отрывок под названием Feedback — импровизацию, рассчитанную на несколько минут и основанную на обратной связи. С тех пор обратная связь стала яркой характеристикой рок-музыки, поскольку такие электрогитаристы , как Джефф Бек , Пит Тауншенд, Дэйв Дэвис , Стив Марриотт и Джими Хендрикс , намеренно вызывали обратную связь, держа свои гитары близко к динамику усилителя . Пример обратной связи можно услышать о исполнении Хендрикса «Can You See Me?» на Монтерейском поп-фестивале . Все гитарное соло было создано с использованием обратной связи усилителя. [10] Джазовый гитарист Габор Сабо был одним из первых джазовых музыкантов, которые использовали контролируемую обратную связь в своей музыке, что заметно в его концертном альбоме The Sorcerer (1967). Метод Сабо включал использование акустической гитары с плоской декой и магнитным звукоснимателем. [11] Лу Рид создал свой альбом Metal Machine Music (1975) полностью из циклов обратной связи, проигрываемых на разных скоростях.
Помимо «I Feel Fine», обратная связь использовалась при вступлении к таким песням, как « Foxy Lady » Джими Хендрикса , « It's All Too Much » группы Beatles, « Crosstown Traffic » Хендрикса , « Little Wonder » Дэвида Боуи . ", "New York City Cops" The Strokes , "Fair" Бена Фолдса Five , "Road to Recovery" Midnight Juggernauts , "Radio Friendly Unit Shifter" Nirvana , "Jesus and Mary Chain " Tumbledown» и « Catchfire », « Waterfall » группы Stone Roses , «Tahitian Moon» группы Porno for Pyros , « Stinkfist » группы Tool и «Prayer For Rain» группы The Cure . [1] : 121–122 Примеры обратной связи в сочетании с быстрым увеличением громкости, используемой в качестве перехода, включают песни Weezer « My Name Is Jonas » и « Say It Ain't So »; « Рептилия », «Полицейские Нью-Йорка» и « Соковыжималка » группы The Strokes ; « Как я есть » Dream Theater ; а также многочисленные треки Meshuggah и Tool. [1] : 122–123
Какофонические затухания обратной связи, завершающие песню, чаще всего используются для создания, а не для снятия напряжения, часто также затухающие после тематического и музыкального релиза. Примеры включают ремикс группы Modwheelmood на песню Nine Inch Nails "The Great Destroyer"; и «Teenage Lust», «Tumbledown», « Catchfire », «Sundown» и «Frequency» группы Иисуса и Мэри Чейн . [1] : 123
Хотя обратная связь по замкнутому контуру была характерной особенностью многих ранних экспериментальных электронных музыкальных композиций, преднамеренная акустическая обратная связь в качестве звукового материала приобрела большую известность в таких композициях, как « Вариации II » Джона Кейджа (1961) в исполнении Дэвида Тюдора и « Человек-волк » Роберта Эшли ( 1961). 1964). Стив Райх широко использует звуковую обратную связь в своей работе «Музыка маятника» (1968), раскачивая несколько микрофонов вперед и назад перед соответствующими усилителями. [12] : 88 Хью Дэвис [12] : 84 и Элвин Люсье [12] : 91 оба используют обратную связь в своих работах. Более поздние примеры можно найти в работах, например, Лары Станик, [12] : 163 Пола Кренена, [12] : 159 Энн Веллмер, [12] : 93 Адама Басанты , [13] Лесли Фланиган, [14] Рональд Бурсен [15] и Эрфан Абди. [16]
Тональные мелодии могут быть полностью созданы на основе обратной связи путем изменения угла между гитарой и усилителем после создания петли обратной связи. Примеры включают « Jambi » группы Tool , гитару Роберта Фриппа в « Heroes » Дэвида Боуи (альбомную версию), « Third Stone from the Sun » Джими Хендрикса и его живое исполнение « Wild Thing » в Монтерейский поп-фестиваль . [1] : 119
По поводу работы Фриппа над «Героями»:
Фрипп [стоял] в нужном месте, увеличивая громкость на нужном уровне и получая обратную связь... В те дни у Фриппа была методика, когда он измерял расстояние между гитарой и динамиком, на котором каждая нота давала обратную связь. Например, «А» будет отвечать на расстоянии примерно четырех футов от динамика, тогда как «G» будет отвечать на расстоянии примерно трех с половиной футов от него. У него была полоска, которую они клали на пол, и когда он играл ноту «фа-диез», он стоял на кончике «фа-диез» полоски, и «фа-диез» давал лучшую обратную связь. Он действительно разработал это с научной точки зрения, и мы играли это на потрясающем уровне в студии.
- Тони Висконти [17] [1] : 119
Звуковая обратная связь стала характерной чертой многих андеграундных рок-групп 1980-х годов. Американские нойз-рокеры Sonic Youth объединили традицию рок-фидбека с композиционным и классическим подходом (в частности, с кавером на "Pendulum Music" Райха), а группа гитариста и продюсера Стива Альбини Big Black также использовала контролируемую обратную связь в своих песнях. С появлением альтернативного рок- движения 1990-х годов обратная связь снова привела к всплеску популярности среди внезапно ставших популярными групп, таких как Nirvana , Red Hot Chili Peppers , Rage Against the Machine и Smashing Pumpkins . Использование метода «без входного микшера» для генерации звука путем подачи микшерного пульта обратно в себя было принято в экспериментальной электронной и шумовой музыке такими практиками, как Тошимару Накамура . [18]
Принцип обратной связи используется во многих гитарных устройствах сустейна. Примеры включают портативные устройства, такие как EBow , встроенные гитарные звукосниматели, которые увеличивают звуковой сустейн инструмента, и звуковые преобразователи, установленные на пластике гитары. Предусмотренная обратная связь по замкнутому контуру также может быть создана с помощью блока эффектов , такого как педаль задержки или эффект, подаваемый обратно в микшерный пульт . Обратная связь может контролироваться с помощью фейдера для определения уровня громкости. Педаль Super Feedbacker and Distortion Boss DF-2 — это блок электронных эффектов, который помогает электрогитаристам создавать эффекты обратной связи. [19] Холдорофон — это электроакустический струнный инструмент, специально созданный для работы со струнной обратной связью . [20]
