吉它的失真音效是如何做出來的?

在電路信號定義里失真(distortion)有好多種形式,那麼對於吉他的失真效果器,這種失真的效果是如何實現的呢?它又是大概怎樣的一種波形呢?


古人有言,格物以致知,既然樓上有人提到了OD-1,我們不妨看看它的電路圖長成什麼模樣

核心就在於左上角那個1/2IC那裡,其餘皆可忽略,右下角那一坨東西是用晶體管搭建起來的觸發器(flip-flop),用來切換直通或者失真,Q1和Q2就是被它控制的兩個晶體管開關了。這是一個80年代的老式電路,還在用純晶體管來搞,很複雜,現在裝上一片觸發器的晶元就萬事大吉了。

什麼叫做失真呢,字面上看當然就是失去了真正的東西,對於吉他效果器而言,很大程度上是去頂和去底失真,就是說,把好好地正弦波放大,放的太大了,電路受不住了,波峰波谷就出不來了,成了一條直線,於是圓潤的正弦就成了類似於方波的東西,自然就刺耳了。

為什麼放的太大了電路受不住呢,你想啊,電源總共就那麼點電壓,你放大的再牛逼,也不能比電源電壓更高吧(DC-DC這種東西另當別論,不是放大器),於是就出現了截止的問題,或者說,運放它過載了,確切的說這塊效果器就是一個過載效果器。後面會說,其實在這裡應該不是運放受不了才過載的。

控制過載程度的那個旋鈕就是最上面的那個WR1電位器,它的值越大,放大倍數就越大,你看這玩意最大可以1M,那當然就太大了,失真了。關小它,就是放了個大而已,不會失真,因為沒有超過放大器的最大電壓。

還有就是三隻二極體,可以起到限制電壓的作用,一般一個二極體被認為佔有0.7V左右的電壓,當然會有一點小的浮動,不太大。放大倍數太大的時候,二極體也會起作用,把那個電位器兩端的電壓鉗住,也是一個截斷(去頂/去底)的作用,而且不是絕對的,因為前面說過,電壓不是嚴格的那麼多伏,這個截斷的波形不是一條水平線而是一個哩溜歪斜的線,再仔細看,還可以發現正的電壓和負的電壓二極體個數不一樣,這就是說即使是對稱的輸入,輸出也是不對稱的,總之就是把波形搞得糾結。

從這個參數上來看,對於一個輸入在一兩百毫伏的信號而言,放大倍數在個位數即可觸發二極體的限壓作用,所以說失真的截斷效果應該是又二極體來提供的,而不是真的把運放(就是那個三角形的IC)給玩崩了。

大致就是這麼個道理,這個是比較簡單的一個電路圖,非常好分析,我自己也按圖索驥焊過這個玩意,難度不大。如果你英文還成,不妨用英文google一下相關的東西,有好多老外閑的蛋疼自己做這玩意,而且在論壇上交流,可以看看他們的討論,挺有意思的。至於波形,我模擬過,但是忘了長成什麼樣子了,不好亂講。如果你會用EDA軟體(比如,Altium Desinger,但是我更喜歡Multisim)的話,把上面一半電路搭起來,輸入一個100或者200mV的正弦波,看看輸出是什麼樣子的,就明白了。

電路學的不好,希望有更懂的人來仔細分析這個電路,以及其他的電路。

好像回答的晚了點。


查漏補缺的說一下,除了電路設計的因素,我們聽到的吉他的失真音效還和音箱箱體的設計、喇叭的規格與型號以及Mic這三個因素有關。


吉他的失真音色是如何做出來的?這就要從一個古老的故事說起了…

我們彈吉他幹嘛?有人回答:「泡妞」。答對了。

那是很久很久以前,一個哥們發現:彈著吉他泡一個妞、彈著吉他同時泡5、6個妞都得心應手,於是信心膨脹想同時泡100個。問題來了,吉他聲音太輕,100個妞不能都聽清楚。於是丫給吉他裝了個「拾音器」,把吉他變成了「電的吉他」,再接到音箱放出來,擴聲,那聲音足夠100妞聽清了。百人斬成功。

值得指出的是,百人斬時期,在那哥們的主觀願望中,拾音器、音箱僅僅是用來擴聲的,擴吉他的聲,是HiFi,儘管古代的Fi還不是那麼地Hi。

終於這哥們走上了一次泡1000個妞的康庄大道。古代的音箱功率實在是小了些,為了讓1000個妞都能聽到吉他聲,這哥們把所有能提升音量的鈕都開到了最大。

見證奇蹟的時刻來臨了,音箱里發出了一種前所未有的、激越的、已經面目全非的、不像吉他的吉他聲。這種聲音是如此地勾人魂魄,1000個妞聽得如痴如醉。

現在的我們都知道那叫過載音色,古時的人們可不知道。他們創造了那種音色,我們要感謝他們。

從千人斬時代起,連接電吉他的音箱開始「主動」參與「製造」聲音,於是它的角色從HiFi轉變成了「電吉他音箱」、轉變成了樂器的一個組成部分。

如君不喜,請點「沒有幫助」。


簡單視一個信號為正弦波,干琴的信號經過前級管放大電壓得來,當放大超過一定的數值,電路承受不住,好像一個胖子經過一扇很窄的門,超過門寬度的部分都被削掉了,於是波形的波峰與波谷被削成平的,這是簡單的前級失真類比。真正的前級電路是多級放大的,具體原理我也是一知半解,但具體到不同的電子管(12ax7/12at7/12au7等)或晶體管(運放晶元)等因為放大係數不一樣,前級的電路設計思路不一樣,處理之後的信號也就有了第一次的不同;

討論失真不能只討論單塊,單塊都是為模仿那些昂貴的箱頭而來的,那麼就要討論後級的失真,就要搞清楚晶體管和電子管後級的不同於相同之處。相同的是都要進行功率放大,前級處理後的信號其實很小,不足以推動不用電的箱體里的喇叭,需要後級把電流和電壓都放大。不同的是,晶體管後級的最大功率為剛好不出現失真,超過工作電壓或電流都會是晶體管燒毀,而電子管工作電壓很高,很早的時候吉他手就發現把電子管音箱音量扭很大會出現尖銳的聲音,這是最早的過載,也是後級過載,只存在電子管後級之中。所以現代的失真有相當大部分是後級失真的成分在裡面。許多樂手都是在追求後級帶來的聲音,例如slayer的kerry king簽名箱頭marshall jcm800 2203kk,用的後級管就是早年jcm800用得比較多的kt88後級而不是現代marshall用最多的EL34,其他使用marshall的著名樂手像zakk wylde、slash,他們的箱頭後級也是marshall不常用的5881管。同樣是5881管,peavey 6505和engl blackmore還有mesa mark v都有自己的特點,很容易就分辨出來的,這也跟廠家對音色的理解上的差別導致後級電路的差別。

喇叭研究不是很多,個人喜歡用的型號主要是celestion g12-v30和g12-t75,就不做詳談了。


或許「過載」更準確些。波形不知道,不懂科學。我說得可能不在行,就是自己使用的感觸:

最純正的過載音色,就是靠電子管音箱上的過載+總音量控制來完成,利用信號衰減在小音量上獲得大範圍失真效果,好的過載音色確實是音量開得越大越飽滿或者說不好的過載音色的缺陷在音量越大時越明顯,輔之以均衡調諧。所以至今強調電子管、強調箱頭(前級)出來的失真音色。它們和效果器的區別是本質上的,可以認為效果器多數只是模擬——加裝電子管的發燒效果器就是落地踏板前級則不在此列。

不過失真效果器(單塊時期)很快形成了新的審美,早期對電子管過載的失敗模仿竟然出現了FUZZ這類尖銳嘈雜的聲音取向——音色本來就是主觀的,而且很多音樂並不喜歡那種」高貴「的聲音。甚至純正的富有表現力的失真很多人聽起來覺得混濁,這就像初吃巧克力,會覺得奶味兒大的比可可含量高的好吃。

單塊效果器的價格是很友善的。幾十美元可以買到一塊很說得過去的失真效果器,再添幾十甚至可以買到一塊延遲。即使對追求聲音品質的演奏者來說,單塊也是必要的(在失真音色選擇上,職業樂手還是會使用自己喜歡的箱頭或前級,會偶爾使用單塊,或加一個過載類單塊」推一下「,廉價的TS808(手工款也挺貴)和OD1就出名的好用,合成就未必了。

合成的價格更友善,但是聲音普遍不達標。合成模擬器是在單塊發展較成熟情況下的第二次模擬,應該說主要面向業餘市場,合成能夠達到的失真效果上限是單塊的水平。還有一些機架級別的合成也加裝了電子管,十幾年前,誰手裡有一架GSP21011是了不得的事情,起碼在大陸是專業的標誌——我在大幅降價的時候,買了二手的2101和2120(每個也就2000多),個人感覺還是不能和專業前級比——合成就是合成,遑論其他的合成效果器了,比如被吹上天的GT5-10,一定要在合成這個範圍里討論。LINE6的音箱模擬器是個噱頭,仍然是合成效果器,確實更像一點兒而已。

前級則不能簡單稱為失真效果器,,它的原理、工藝品質和音箱原品接近,能獲得更廣泛的音色支持,很多廠商就是音箱的生產者。比如近年很火的以貴和原教旨著稱的Bogner,其Fish Preamp前級可以調出很多種類的失真,據說全球只有兩批次750台,不知道為什麼聽7、8個人說手裡有。

真獲得自己喜歡的失真音色,你會捨不得添加任何效果,至多帶一點點兒混響,而且會四處尋找好的線材來準確表現它。


把電吉他正常的正弦波變成直線或近似直線的聲音,正弦波我就不說是啥了初二物理內容


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