探究“模擬”在音樂錄音領域的作用

張冬梅

（朝陽廣播電視臺錄制部 遼寧 122099）

隨著電子信息技術的不斷發展，音樂錄音方式也越來越多樣，數字技術被全面應用于音樂制作的每個環節。受限于材料的物理和化學性能，半導體芯片制造工藝可能耗盡潛力，摩爾定律也將走到極限，音樂錄音領域對新技術的需求更加迫切。與此同時，數模轉換與模數轉換的技術已經有所發展，運用到音樂錄音上，聲音經過話筒膜片放大器發生模數轉換之后，就可以在數字環境下運用軟件處理器對聲音進行處理，處理完成的聲音在重放端可以發生數模轉化，處理后的聲音可以直接在揚聲器端發出。因此，若能保證時間的精確度與轉換的技術質量，就可以得到完全無損的音質。

一、“模擬”技術在音樂錄音領域的發展歷程

從1904年第一支電子二極管誕生開始，之后的四十年間，電子三極管、晶體管陸續問世，在第二次技術革命到來之前的二十年之前，音樂錄音領域也發生了許多具有重要意義的事件。Fairchild 公司在當時名聲大噪，其旗下的錄音設備公司的核心技術工程師Rein Narma在吉他大師Les Paul 的建議下，研發出Variable Mu 類型的經典電子管模擬壓縮器660 和670，啟發了之后的多軌錄音技術。Fairchild 公司旗下的半導體公司科學家Robert Noyceyou 也在同時代研發出可用于商業化的集成電路。Fairchild 公司還培養了很多行業精英，包括日后依靠半導體芯片為材料的世界知名企業Intel 和AMD 的創始人，如戈登·摩爾——摩爾定律的提出者。

二、失真現象

（一）“失真”的定義

失真，即信號在傳輸過程中發生變化的畸變現象，例如，放大器可以僅放大輸入的原有信號而不使原有信號的波形產生變化，失真現象下，輸入的原有信號經過放大器之后，信號被放大且原有的波形也會發生改變。

（二）“失真”的分類

依據產生原因分類，失真現象有線性失真和非線性失真兩種。線性失真即頻率失真，又分為幅度失真和相位失真兩種狀況。幅度失真多發生在傳輸多頻信號過程中，若電路放大器對不同頻率的輸入信號的放大不成固定比例，則輸出的信號波形就會產生畸變。相位失真指的是，經過電路放大器時，輸入信號中的相對位置發生了位移，導致一部分信號的輸出時發生時間的延遲現象。非線性失真即波形失真，是指輸出的信號中產生了輸入時原有信號中沒有的頻率成分，主要是因為放大原有信號的工作區域進入了特性曲線的非線性區域而導致的。

（三）“失真”的頻譜圖表現

從頻譜圖來看，選取正弦波、鋸齒波、方波和三角波四種基礎波形，以同等峰值強度1kHz 為標準，加強各波形的各次分量，將得到的諧波狀況整理分類，可以發現：第一，正弦波只有基頻信息沒有諧波信息，鋸齒波奇偶次諧波均有，方波和三角波都只有奇次諧波，但兩者的奇次諧波配比不同；第二，從整體來看，各波形的諧波強度隨著頻率的增加而減弱。因為正弦波只有基頻信息，而其他三類波形都有諧波，即基頻信息之外的頻率成分，從某種程度來說，它們都可以被視為非線性失真的正弦波，因此它們發出的音色都是不同的。

（四）諧波對于音樂錄音的價值

從聲樂學上看，加強單頻信號的各次分量得到的諧波幾乎都能夠產生完全和諧的泛音。從聽覺藝術的角度，把這種豐富且和諧的諧波加入原本的音樂聲部，整體的聽感是十分舒適微妙的，這種方式也提升了整個音樂作品的音樂性和學術性。此外，波形失真現象帶來的諧波失真會損害聲音質量，我們通常希望總諧波失真保持在一個小數值范圍內，但如果帶來的總諧波失真數值剛好在合適的程度，那這種非線性失真反而給模擬設備帶來了特殊的音色風格，這種情況常常在音色風格出眾的經典款模擬設備上出現。不同的諧波頻率通過不同的配比組合，能夠產生很多對總體音色有益處的可能，所以，我們無法給出一個固定的總諧波失真的標準數值或標準區間，去界定模擬設備的質量層級和風格特色，“模擬”的不確定性成就了其獨特的魅力。

（五）不同介質的電子線路及元器件所帶來的“失真”現象

把基頻信息輸入電子管后，信號得以放大，同時產生較多的偶次諧波頻率成分，讓輸出的聲音擁有了聽感上的暖意。1950年代開始，作為專業音頻音響器材的核心元器件，電子管與電吉他音響相遇，電子管的非線性失真現象在電吉他音色變化的時代潮流中持續不斷地發生，可以說電子管親歷了搖滾樂的編年史，許多唱片公司和電子公司為此也作出了貢獻，如美國RCA 唱片公司、德國的Telefunken電子公司等[1]。

把基頻信息輸入晶體管后，會產生更多的奇次諧波頻率成分，這種電路非線性失真現象較之電子管來說，聽感上會偏硬，但是這并不全是奇次諧波頻率的負面影響，需要再考慮到諧波的配比比例和方式這個變量，尤其是其中的二次諧波和三次諧波。

磁帶的音色是最具自我風格的一種模擬設備，磁帶的轉速、磁頭、磁粉、磁性強弱、磁通量等等各種因素都是影響磁帶錄入的聲音的變量，磁帶中所產生的非線性失真給模擬時代帶來了時代特有的溫暖的音樂記憶。

如果把諧波看作是一類物質的話，那么不同諧波的頻率成分和配比組合則有千千萬萬種可能，不同的模擬設備因此產生設備自身所有的特殊音色，使得輸入信號后，輸出的聲音帶有各自設備的音色風格[2]。

三、“模擬”類的聲音處理設備

為了達到想要的音樂風格和氛圍，針對不同的聲音素材，我們會使用不同的聲音處理設備，其中的電路設計、元器件組合以及各自不確定的非線性失真將會給聲音素材帶來不同的變化，從而使得各個聲音素材可以滿足不同的音樂風格和聲部需求。

（一）聲音放大電路

Class A 電路是最理想的聲音放大電路，聲音通過它就像通過了一個透明的管子，可以保持最佳的線性表現，幾乎不產生諧波頻率成分，交越失真現象和開環失真現象出現的概率都極低，無需使用負反饋設計，在絕對優越的聲音放大性能光環先，Class A 電路的效率低、發熱量大的缺點瑕不掩瑜，在音樂錄音領域有著巨大的市場占有率。另外，Discrete 電路設計消除了Integrated 電路設計的深度負反饋的負面影響，制作出的聲音更為自然。因此，Class A Discrete 是最佳最合的聲音處理設備，許多廠家都有相應的產品。

（二）模擬壓縮器

依據電路設計原理的不同，市場上的模擬壓縮器大致可以分為VCA、FET、Opto 和Variable Mu 四種。第一，VCA是應用最為廣泛的一種模擬壓縮器，常見在調音臺的通道壓縮，主要發揮效用的是電阻元件，可以在短時間內改變聲音信息的強度，對音頻進行快速處理，沖擊力大，同時也可以控制聲音的峰值，但它不適合整體混音處理。第二，FET 類型的模擬壓縮器啟動迅速，并能夠同時保證聲音的力度和溫度，經典款有UA 的1176。第三，Opto 類型的模擬壓縮器主要考慮聲音信息的平均值而不是峰值，所以對瞬態的聲音不敏感，經典產品有Teletronix 的LA-2A。第四，Variable Mu 類型的模擬壓縮器是壓縮器類產品的最初形態，它是通過Tube 電子管本身來完成壓縮任務，最大的特點在于它的非線性壓縮曲線，增益減少則壓縮加大，啟動時間慢，所以制作的聲音效果是平滑溫暖的，各聲部之間咬合流暢，因此，常常用于制作聲音母帶，經典款有FairChild 660和670等[3]。

（三）模擬均衡器

音樂錄音領域常見的聲音處理設備還有模擬均衡器，Passive EQ 就是應用最為廣泛的模擬均衡器之一，其中發揮均衡處理效果的主要是電阻、電感和電容類無源元件，而不是放大元器件，因此，經模擬均衡器處理過的聲音非常舒適自然，可增益的范圍區間也較廣，且極少出現尖銳、毛刺等不合格的聲音。Pultec EQ 作為Passive EQ 的一種，可以為同一個聲音頻段同時進行增益和衰減的均衡，由于增益和衰減頻點和曲線還有技術上的差別，整體均衡完成后，可以獲得非常獨特的聲音表現。因此，Pultec EQ也是眾多廠商的常規經典產品之一。

結語

“模擬”和“數字”是兩種差別迥異且風格鮮明的技術，“模擬”的線性基因里，經過發達電路時容易有非線性的狀態發生，使線性的聲音產生各種變化，一些失真現象給我們帶來懷舊溫暖的聽感體驗，“數字”的線性因子容易過于強勢，從而使得聲音出現機械乏味感。隨著模數轉換和數模轉換技術的發展，如果在音樂錄音領域一味地追求創新，高效便捷的“數字”技術可能會慢慢替代“模擬”技術，但是為了音樂作品更好的整體效果和要表達的情感，“模擬”一定還是有其存在的必要性和重要性。■