有時候要搞清楚必須回到源頭,回到所有開始的地方。在智慧型手機之前,在電腦之前,集成電路和晶體管出現之前,吉他手的唯一效果是顫音和彈簧殘響。那個時候的吉他手沒有現在豐富的音色。

 

20世紀60年代經典擴大器中發現的這些電路的歷史,毫無疑問我們想要開發一個錄音室等級的效果器,忠實地提供三個標誌性和明確的顫音效果。我們檢查了聲音複雜性和音色相互作用,並且在我們的演算法中完成最後的細節。

 

結果是Flint Tremolo&Reverb中發現的技術。

 

​我們的DSP工程師和聲音設計師Pete Celi在下面的白皮書中說明了研究和聲音設計過程。

 

 

擴大器顫音概述

許多時候仍被錯誤地稱作“Vibrato”,Tremolo效果(以下簡單顫音)是輸入訊號的週期幅度(音量)調變Modulation。雖然使用簡單的VCA(電壓控制放大器)電路和應用幾何波形(如正弦,三角形,正方形,斜坡)調變振幅就可以產生許多酷的顫音效果,對於顫音效果我們的興趣在於探索獨特,舒緩,脈動的音色,出自老式擴大器顫音電路。

 

在五十年代末和六十年代末,有三個主要的變化。這三種類型可以稱為諧波顫音,真空管顫音和光電管顫音。這些變化會以非常不同的方式產生獨特的效果。

 

LFO

這些老式顫音類型共通的一件事是由經典的正反饋“相位移轉”振盪器產生的LFO(低頻振盪器)電路。電阻和電容電路決定振盪速率,結果LFO訊號是一個溫和失真的正弦訊號。

 

FIG. 1 PHASE-SHIFT OSCILLATOR

由於LFO電路對所有三種顫音類型都是共通的,LFO波形與三種不同類型的聲音結果無關。我們來看看這三種類型。

諧波顫音


諧波顫音實際上並不是純粹的顫音效應。 實際上是一個雙頻帶濾波效果,交替強調低頻和高頻。 最終的結果是舒緩的脈衝,由於頻率變化的性質,具有與顫音相結合的輕微Phaser效果的音色。 該電路需要兩個真空管,以產生控制兩個頻帶增益的兩相位差LFO,然後另一個真空管將兩個頻帶相加在一起。 這種應用存在的時間相當短,可能是由於成本有點“昂貴”。 基本思路如下:

 

FIG. 2 HARMONIC TREMOLO BLOCK DIAGRAM

 

LFO訊號的一相位直接與低頻帶輸入訊號相加,而另一相位直接加到高頻訊號。本質上,經過濾波的訊號在LFO訊號的頂部進入真空管耦合放大器。這有效地改變濾波訊號沿真空管增益曲線的小訊號工作點。當LFO訊號處於低電壓時,隨著真空管在其最陡的增益區域中操作,濾波後的訊號將將具有更多的增益。相反,當LFO處於較高電壓時,真空管增益曲線平坦化,輸入訊號會減小增益。由於兩個頻帶具有相反的LFO訊號,當一個頻帶正在經歷高增益時,另一個頻帶正在經歷低增益。當兩者組合時,反相LFO訊號彼此抵消,並且兩個交替的振幅調幅濾波訊號改變了輸出。這個顫音效果讓我們聽到與軟(暗)訊號與大聲(亮)訊號的交替效果。

 

此外,由於真空管增益曲線的上升和下降,使訊號周圍的增益曲線呈現非線性變化,濾波後的訊號經歷了諧波內容的輕微變化。這更增加了聲音的複雜性。

 

電源真空管顫音

 

下一步是更具成本效益的電路,從諧波顫音電路中消除了兩個真空管。它使用LFO訊號(不再是兩個反相LFO)直接影響輸出階段的功率真空管偏壓。

 

FIG. 3 POWER TUBE TREMOLO BLOCK DIAGRAM

 

​在推拉功率擴大器中,使用兩個真空管並進行偏壓,使得它們以基本上小於全功率的閒置。當無訊號通過放大器時,這將使功耗最小化,從而使其能夠更有效地向喇叭供電,同時提高真空管壽命。吉他訊號被分成相反的相位,使得當訊號為正時,一個真空管傳導,而另一個真空管在訊號為負時導通。兩個輸出通過輸出變壓器相加在一起。

 

通過將LFO應用於偏壓,功率真空管被偏置到較低和較高的閒置電流。在低閒置電流下,真空管正在關閉,訊號增益(體積)減小。在較高的電流下,真空管運行熱和更高的增益結果。這種交替增益產生顫音效應。

 

但是還有更多的事情,而不僅僅是音量的變化。二次效應發生在交叉失真,因為顫音體積朝向零,真空管正在關閉。另一方面,當顫音接近其最大音量時,發生功率管諧波失真的增加。電源下垂的影響也會影響通過這種顫音電路的一些動態響應,因為它影響功率真空管的相對偏壓點。所有這些事情加起來變成這個顫音電路的“魔術”。

 

光電管顫音

 

光電管顫音使用光依賴電阻(LDR)來衰減輸入訊號。 LDR與連接到LFO的微型燈泡耦合。當LFO振盪時,燈泡變得更亮和更暗,這改變了LDR的電阻。變化的電阻與其他電路阻抗一起改變訊號電平。

 

FIG. 4 PHOTOCELL TREMOLO BLOCK DIAGRAM

 

60年代經典光電路中使用的光元件是一個霓虹燈泡,具有非常快的響應時間,意味著它非常快速地打開和關閉,並在兩者之間花費很少的時間。這產生了一個特別的“硬”聲音顫音,它們在兩個音量之間移動,幾乎像一個方波。顫音的週期(對稱性)取決於燈泡相對於LFO電壓的特性,但是經典的光電管顫音電路被調整為將大部分時間花費在較高的輸出電平(週期的50%以上燈泡處於關閉狀態),在週期內僅短暫切換到較低電平。有最大強度,才有波濤洶湧的顫抖。

 

此外,由於光電管顫振電路未被緩衝,所以當燈泡改變LDR的電阻時,顫音會在訊號路徑中產生變化的負載電阻。這反過來又對訊號的頻率響應產生二次影響,這也有助於微妙的特徵。

 

捕捉魔法

 

從上述討論可以看出,這些復古顫音電路的最終結果不僅僅是一個簡單的週期性音量波動。這些顫音類型中的每一個的深度,溫暖度和整體氣氛只能在過程中使用整個電路來創造。對於諧波顫音,必須考慮LFO與輸入訊號相對於前級放大器真空管工作特性的相互作用。功率真空管顫音必須重新創造復古推拉式功率真空管部分,包括分相器,真空管特性和供應電源考慮。光電管顫音必須涉及相對於LFO訊號適當的燈泡LDR特性,以及輔助考慮訊號路徑中的可變負載。當這些東西都被正確地解釋時,與簡單的VCA顫音的區別是顯而易見的。