Способы расширения стереобазы трека. Регулятор ширины стереобазы, рокот фильтр (К544УД1А) Схема советских усилителей с расширением стереобазы

06.02.2015 в 12:00

Есть много методов расширения стереобазы в миксе, все они в совокупности дают отличный результат на выходе. К этому можно отнести панорамирование, реверберацию, различные эффекты, игру с фазой, задержка между правым и левым каналами, Mid/Side-обработка и даже сатурация и компрессия могут дать нам ширину. Есть масса споров о применении данных методов, так, как на выходе можно получить кашу или много антифазы, что может сделать наш микс нечитаемым в определенных источниках. Конечно, при записи живых инструментов таковой проблемы нет, как правило, звук снимается несколькими микрофонами, снимается сам источник звука и его окружение (помещение), при таком методе записи не требуется накладывать каких-то эффектов, достаточно выставить нужные уровни, почистить и поджать для читаемости исходный сигнал. Но при работе с уже записанными фрагментами (сэмплами) совсем иная картина. При использовании сэмплов смешанных с помещением, с хвостами у нас нет возможности контролировать стереокартину нашего микса в полной мере, что дает очень скверный результат.

В книге «Библия Битмейкера » меня привлек метод, которым пользовались звукоинженеры раньше, он заключается в разделении канала на 2, разведенных до упора налево и направо, противоположно-продублированных с инверсией фазы. Данный метод называется «Левый минус правый » и применялся на аналоговых микшерах.

Огромное преимущество данного способа - это сохранение моносовместимости, то есть, при прослушивании в моно, звук не искажается, но дает хороший результат. Вы можете повторить его в вашем виртуальном микшере, но стоит учитывать, что уровни должны изменятся строго параллельно и прямо-пропорционально, на сколько изменили уровни левого канала, на столько же изменяйте уровень правого . (см. выше)

В FL Studio есть плагин, имитирующий эту цепь - Fruity Stereo Shaper . «Fruity Stereo Shaper . Стереоэффект с возможностью раздельного управления громкостью левого, правого канала и их инвертированных копий, а также их задержкой и сдвигом фазы. Появился в FL Studio 9 » - Википедия . Схема работы этого плагина точно такая же, как и «Левый минус правый », к тому же, он имеет несколько удобных регуляторов и 2 режима работы - PRE и POST , которые подразумевают место в цепочке обработки, соответственно названию режима.

Данный плагин Я использую на малом барабане, так, как очень сложно добиться его живости и глубины, а это очень важно, важно и по той причине, что в миксе стоит оставлять небольшой запас для вокала по середине, иначе они будут конфликтовать. Я ставлю его после эквалайзера, в режиме PRE , так, как он фактически обрабатывает еще «сухой» звук, выкручиваю ручку PHASE на 90-100% влево, с последующим смещением канала в микшере налево на 5-7% , выкручивая ручку стерео на 100% . Выглядит нелогично, но при суммирование этих смещений совсем не слышно, однако, малый барабан звучит намного шире, при этом без антифазы. Так же, Я направляю малый барабаны на посыл-канал с комнатной реверберацией, что дает еще больше глубины. Еще этот плагин можно использовать на групповом канале всех элементов ритм-секции, после всей обработки, лично у меня это: сатурация, фильтрация, компрессия. После всей обработки ставлю этот плагин уже в режиме POST , ручку PHASE до упора влево или вправо, на слух, и получаю еще более широкое звучание, но уже всей ритм-секции. Важно помнить, что, чем больше смещение фазы, тем меньше его слышно и тем меньше его влияние на стереополе . Пробуйте, экспериментируйте, в современном продакшне нет строгих правил.

В статье Ю. Кузнецова, М. Морозова и А. Шитякова под таким названием («Радио», 1985. № 1, с. 27h;28) было приведено описание устройства, которое, несмотря на свою относительную простоту, могло выполнять сразу две функции:

• снижение уровня рокота;
• улучшение разделения стереоканалов.

Вместе с тем, как показал проведенный анализ схемотехнических решений, аналогичное устройство может быть построено с использованием значительно меньшего числа пассивных и активных элементов. Принципиальная схема такого регулятора, разработанного автором, приведена на рис. 1.

Основные технические характеристики:

• Номинальное входное напряжение, В.....0,5;
• Входное сопротивление, кОм, не менее.... 70;
• Коэффициент передачи по напряжению.... 1;
• Максимальное расширение стереобазы, раз.... 2;
• Уровень подавления низкочастотных противофазных составляющих рокота в режиме «Стерео» (максимально расширенной стереобазы), дБ, на частотах, Гц: 8 . . .26(20) 20 . .18(12); 50....... 10(4);
• Коэффициент гармоник при номинальном входном напряжении, %, не более. 0.05;
• Отношение сигнал/шум. дБ, не менее... 80;
• Перегрузочная способность, дБ, не менее. 20;
• Потребляемый ток, мА, не более. 7.

Устройство работает по принципу последовательного суммарно-разностного преобразования стерефонического сигнала. Оно состоит из узла суммирования сигналов левого и правого каналов на сдвоенном переменном резисторе R1 и узла разностного преобразования сигналов на двух ОУ DA1 и DA2. В первом регулируется ширина стереобазы от номинального значения до нуля, второй расширяет стереобазу на фиксированное значение.

Последовательное соединение этих узлов позволило получить устройство, регулирующее ширину стереобазы от нуля до максимального значения, определяемого узлом разностного преобразования.

Функции рокот-фильтра в описываемой конструкции выполняют переходные конденсаторы С1 и С2 совместно с регуляторами ширины стереобазы R1.1 и R1.2.

В правом (по схеме) положении движков резистора R1 неинвертирующие входы обоих ОУ объединены, и, следовательно, сигналы на их выводах равны по величине полусумме сигналов обоих каналов (режим «Моно»).

В левом положении движков этого резистора сигналы на входах ОУ DA1 и DA2 равны сигналам соответственно левого и правого каналов, поступающим на вход всего устройства, а узел разностного преобразования расширяет стереобазу до максимального значения. В промежуточном положении движков резистора R1 напряжения на неинвертирующих входах ОУ определяются выражениями: Uл1 = Uл0 (1 - a/2) + Uл0 * a / 2, Uп1 = Uл0 * a / 2 + Uп0 (1 - a/2) при R2>=R1, а выходные напряжения всего устройства:

• Uл2 = Uл1(1+R/R4) - Uп1 * R/R4;
• Uл2 = - Uл1R/R4 + Uп1(1 + R/R4);

где R=R3=R5; Uл0, Uл1, Uл2(Uп0, Uп1, Uп2) - напряжения левого (правого) канала, действующие соответственно на входе регулятора, неинвертирующих входах ОУ DA1 и DA2 и на выходе устройства, а - относительное перемещение движков переменного резистора R1 (а=0...1). В частности, при выборе отношения R/R4=0,5 (что соответствует максимальному расширению стереобазы в два раза) в среднем положении движков резистора R1 (а=0,5) на выходах ОУ формируется стереофонический сигнал Uл2= = Uл0, Uп2=Uп0 и стереобаза имеет номинальное значение.

При выводе соотношений для напряжений, действующих на выходах регулятора, предполагалось, что выходные сопротивления источников сигналов левого и правого каналов значительно меньше сопротивления резистора R1 Если это условие не выполняется, влияние выходных сопротивлений источников сигналов Rг на работу устройства может быть учтено путем формальной замены в выражениях для определения Uл2, Uп2 переменной а на новую переменную a1 = (a+RгR1) / (1+Rг/R1).

На практике влияние выходных сопротивлений источников сигналов сводится к уменьшению диапазона регулировки стереобазы в сторону ее расширения, причем это влияние может быть практически исключено соответствующим увеличением отношения R/R4.

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора ширины стереобазы.

Рис. 2. Печатная плата регулятора ширины стереобазы.

В области нижних частот (f <= 1/2пR1C1 = 1/2пR1C2 = ~ 160 Гц) зависимость напряжения гармонического сигнала, лежащих в области частот значительно ниже 160 Гц, напряжения на входах ОУ приближаются к полусумме сигналов левого и правого каналов.

Для противофазных составляющих рокота (Uл0=-Un0) коэффициент передачи устройства описывается следующим выражением: К (jw) = Uл2 / Uл0 = Uп2 / Uп0 = 2jwR1C(1-a) / (1 + jwR1C), где С=С1=С2; w - круговая частота рокота.

Резистор R2 задает режим работы ОУ по постоянному току и совместно с конденсаторами С1 и С2 определяет нижнюю частоту среза АЧХ устройства. При указанных на схеме номиналах элементов; при этом такие его технические характеристики, как коэффициент гармоник, отношение сигнал/шум, потребляемый ток определяются только примененным ОУ.

Сдвоенный переменный резистор R1 -любой, с регулировочной характеристикой группы А. Сопротивление резистора R1 может быть иного, чем указано на схеме, номинала. Емкость конденсаторов С1 и С2 в этом случае необходимо изменить обратно пропорционально величине изменения сопротивления резистора R1.

Чертеж печатной платы устройства, рассчитанной на установку резисторов МЛТ (R2 - R5). СПЗ-23б (R1), конденсаторов КМ (C1, С2)} приведен на рис. 2.

В налаживании правильно собранное устройство не нуждается.

Следует отметить, что благодаря низкому выходному сопротивлению регулятор хорошо сопрягается с другими функциональными узлами стереотракта.

М. Старостенко. г. Миасс, Челябинской обл. Радио 1989, 11.

Регулятор ширины стереобазы

РЕГУЛЯТОР ШИРИНЫ СТЕРЕОБАЗЫ – РОКОТ-ФИЛЬТР

Согласно исследованиям, устранение рокота (противофазных низкочастотных cоставляющих) совместно с расширением стереобазы (усиление разностсного сигнала на СЧ и ВЧ) психоакустически улучшает звучание, при прочих равных условиях, сильнее, чем снижение нелинейных искажений УМЗЧ с 0.1 до 0.01% .
Посему введение в усилительный тракт соответствующего устройства есть очень оправданным и целесообразным.

Вашему вниманию предлогаю схему такого регулятора,разработанную еще в 1989 М.Старостенко, г.Миасс, Челябинская обл. (" РАДИО " , 1989г. №11 , стр.52-54). Регулятор был собран и мной, и рядом моих знакомых, и зарекомендовал себя только с хорошей стороны.

Основные технические характеристики:

Номинальная чувствительность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.5В
Входное сопротивление. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не менее 70 кОм
Коэффициент передачи по напряжению. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Максимальное расширение стереобазы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 2-х раз
Уровень подавления рокота при расширении
стереобазы 1 раз (2 раза) , дБ, на частоте, Гц
8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (20)
20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (12)
50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 (4)
Нелинейные искажения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не более 0.05%
Отношение сигнал / шум. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не менее 80 дБ
Перегрузочная способность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 дБ
Ток потребления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не более 8 мА

Устройство работает по принципу последовательного суммарно-разностного преобразования стереосигнала. На сдвоенном резисторе R1 собран сумматор сигналов левого и правого каналов, а на ОУ DA1 и DA2 - узел разностного преобразования. С1 и С2 совместно с R1.1 и R1.2 выполняют функции рокот-фильтра. В крайнем левом (по схеме) положении движков R1 имеем максимальное расширение стереобазы (и минимальное подавление рокота) , в правом -- режим " МОНО” с максимальным подавлением рокота. В среднем положении движков на выходе устройства имеем обычный стереосигнал с хорошим подавлением рокота.
Переменный резистор R1 -- с линейной зависимостью. Правильно собранное изделие в наладке не нуждается.

Несколько советов от ВЕПРЯ:

Если ОУ К544УД1А заменить на К544УД2Б, то нелинейные искажения снизятся до 0.02-0.03% , а если на LF351(LF147) -- то до 0.02% . Опыт использования данного регулятора показал: режим МОНО не нужен. Да
и рокот в те времена исходил в основном от " вертушек” (ЭПУ) -- где они теперь. Поэтому можно взять R1 = 33 кОм, а между его правыми (по схеме) выводами и R2 включить постоянный резистор 33 кОм. Многие просто ставили на входе постоянные резисторы 68 кОм -- экономия органов управления и места
на панели управления.

Данич Александр, он же VEPR .
г. Нежин, Черниговская обл.

Для начала следует отметить, что же такое стереобаза, и для чего она нужна? Для меня это одна из составляющих качественного звука. Это объем Вашей фонограммы. Любая композиция, сведенная на студии профессиональным звукорежиссером, обладает достаточной амплитудой стереобазы, что придает ей живость и свободу для полета. Звук становиться более прозрачным и бархатным. Это когда звуковая волна распространяется не по прямой, а как бы охватывая все пространство. И так, с понятием стереобазы мы определились. Но как добиться такого звучания, неужели такое качество возможно только при сведении на студии? Нет, этого возможно добиться и в домашних условиях, причем двумя способами. Первый способ - программный, то есть с помощью плагинов (plug-in). Второй способ - ручной, то есть с помощью панорамы и маленькой хитрости.

Способ первый.

В настоящее время существует множество плагинов и VST инструментов, способных тем или иным способом расширять стереобазу фонограммы. Существует такой замечательный инструмент, под названием Virtual Guitarist (рис. 1), имитирующий игру живого гитариста, в котором эта функция встроена, и естественно применима только к собственному звуку. С помощью ручки стерео вы можете, как расширить звук, так и свести его в моно. Если гитарная партия в миксе служит мелодией, то желательно звук сделать <<шире>>, для большего объема и красоты. Если же гитарная партия держит ритм, то звук требуется сделать более четким, и постараться не прибегать к этой функции.

рис.1

рис.2

В секвенсоре CuBaseSX3 имеется встроенный синтезатор под названием Embracer (рис. 2), в котором стереобазу можно расширять параллельно с тоном звука. Из всех плагинов, с помощью которых можно расширить стерео базу фонограммы можно особенно выделить мастеринговый пакет Izotope Ozone, который как нельзя лучше справляется со своими обязанностями. Делает он это посредством разведения по панораме отдельных частот звуковой волны. Так же возможна эквализация звука с помощью четырех полосного эквалайзера. Для большего понимания, о чем идет речь, разберем все на примерах:

Пример 1.
Так выглядит звуковая волна на диаграмме Izotope Ozone при проигрывании чистого, не обработанного звука. Как видно на рисунке, звук распространяется строго по центру, и на слух не будет никакого объема. Если же развести по панораме отдельные частоты, а не весь их спектр, то разница будет ощутима даже не искушенному слушателю.

Пример 2.
Так выглядит звуковая волна на диаграмме Izotope Ozone при разведении низких и средних частот по панораме на 10% в правый и левый канал. В этом случае низкие и средние частоты по отношению к основному звуку фактически играют в разное время, но так как они разведены по каналам, наши уши слышат их по отдельности, а мозг уже собирает в единую стерео картинку. Главное с этим не переборщить. При слишком расширенной стерео базе микса, он может потерять свою четкость и динамику.

Способ второй.

Если у вас нет подходящего плагина, то расширить стереобазу можно в ручную, используя любой аудио редактор с мульти трековым режимом записи, или можно взять любой секвенсор. На примере используется CuBase SX.
Для начала нам нужен звук, который будем обрабатывать. Импортируем этот трек в CuBase (File -> Import -> Audio File). Дублируем исходный трек, после чего у нас должно получиться, так как на рисунке 3.

рис.3

Далее верхнюю дорожку уводим влево по панораме, а нижнюю вправо. При этом на нижнюю дорожку накладываем задержку в 10 единиц. Но можно и отклониться от этой цифры, но главное не переборщить. Все, сводим эти дорожки в один файл (File -> Export -> Audio Mixdown), причем только в стерео, а то толку от проделанной работы не будет.

Следует отметить основные инструменты, которые в этом нуждаются, и те, которым абсолютно не нужно расширение по стерео фазе.
Гитара.
Гитара, это инструмент, который чаще всего подвергается такой обработке. Это не зависит ни от типа гитары, будь то акустика или электрогитара, ни то стиля исполнения. В рок музыке гитарные ритм партии являются основой жесткости и динамики, и должны охватывать почти всю область звучания, если же это лиричная партия арпеджио, то ширина стерео фазы подчеркивает красоту и изящность мелодии.
Фортепиано.
Расширение стереобазы фортепьяно не навредит, но можно обойтись и без этого. Все зависит от места инструмента в миксе, и от стиля исполняемой музыки.
Скрипичные.
Желательно что бы скрипичные звучали <<широко>>, но здесь все опять таки зависит от скрипичной партии и стилистики музыкальной композиции.
Вокал.
Бэк вокалы подвергаться обязательному расширению стереобазы, иначе они будут звучать, как и основной голос, расширяя их, мы оставляем место под соло вокал. Но можно услышать эту обработку и на соло вокале.
Бас.
Категорически запрещается расширять стереобазу у бас гитары, так как она является фундаментом композиции, и должна находиться строго по центру, это относиться к живым стилям. В электронной музыки возможно все, например расширение стереобазы у баса нередко встречается в стиле Trance, так как там основой является ударная ритм секция.
Ударные.
Опять же, в живой музыке должны быть строго по центру, следует только разводить отдельные составляющие по панораме.