Изначально словом "эквалайзер" (выравниватель") называли прибор, который использовался для частотной компенсации некачественных микрофонов. Другими словами, это регулятор частотной характеристики, позволяющий как исправлять несовершенное звучание, так и создавать совершенно новый звук, если это требуется.

ервые эквалайзеры были довольно простыми устройствами. Как правило, они имели одну ручку, при помощи которой можно было вырезать определенную часть высокочастотной составляющей. Первый "серьезный" эквалайзер был изобретен Питером Бэксендалом (Peter J Baxandall). Его эквалайзер предусматривал отдельную регуляцию низких и высоких частот, причем можно было делать как усиление, так и ослабление. Регулятор оставался в среднем положении, если эква-лизация не требовалась.

Как эквалайзер вносит изменения в звучание сигнала? В отличии от ручек громкости и чувствительности, которые просто прибавляют или ослабляют весь сигнал, не затрагивая его тональной характеристики (то-есть все частоты, имеющиеся во входном сигнале, усиливаются или ослабляются в равной степени и такая цепь имеет ровную частотную характеристику), эквалайзер усиливает или ослабляет отдельные частоты в большей степени, чем другие. Эквалайзер Бэксенда-ла, например, мог поднять или опустить уровень высоких частот, фактически не внося никаких изменений в низкие.

Рис.1 Кривые ослабления высоких и низких частот в графической форме (эквалайзер Бэксендала)

На рис.1 представлены кривые ослабления высоких и низких частот эквалайзера Бэксендала. Обратите внимание, что кривые усиления и ослабления в определенном месте выравниваются, а не продолжают идти вверх (фильтры плавного подъема и спада). Эта характеристика называется shelving responce, так как кривые образуют ровную полку. Возможно создать эквалайзер, уровень усиления которого будет прямо зависеть от частоты, но, как правило, это является крайне нежелательным.

Это означало бы, что чем выше частота, тем больше она усиливается. В результате этого может возникнуть высокочастотный шум, схема может быть перегружена сверхзвуковыми шумами. То же самое и с низкими частотами. Вот почему большинство студийных эквалайзеров относятся либо к типу shelving, либо bandpass (полосовые фильтры).

Уровень ската фильтра выражается в децибелах на октаву. В обработке музыкальных сигналов применяются эквалайзеры с крутизной спада 6 дБ на октаву и 12 дБ на октаву. Для вырезания сверхнизких и сверхвысоких частот применяются фильтры с большей крутизной спада - 24 дБ на октаву. Такие фильтры называются "hi-pass" и "low-pass" (тип "non-shelving"). Они имеются на большинстве мик-шерных консолей, а также в аппаратуре класса Hi-Fi. На рисунке 2 представлены типовые частотные характеристики таких фильтров.

Рис.2 Типичные кривые характеристик "hich-pass" и "low-pass" фильтров

ПОЛОСОВЫЕ ФИЛЬТРЫ

Рис. 3 Характеристика полосового фильтра по усилению и ослаблению

Полосовые фильтры также называются "bell curve equialisers" (дословно - "кривая в виде колокола") и работают только в определенной полосе частот. Таким образом частоты, лежащие выше или ниже, остаются незатронутыми. На рисунке 3 показана характеристика полосового фильтра как по усилению, так и по ослаблению, из которой видно, что чем шире кривая, тем большая область частот ("полоса") подвергается коррекции.

Если разделить среднюю частоту кривой на ширину полосы, получится велечи-на, называемая "Q". Чем больше ее значение, тем острее фильтр. Существуют фильтры с велечиной Q, равной полутону.

Так как эти фильтры влияют только на определенную полосу частот, они применяются для регулирования середины частотного диапазона (может использоваться несколоко фильтров). В простом эквалайзере ширина полосы и средняя частота обычно имеют фиксированное значение. В этом случае можно изменять только величину усиления или ослабления средней частоты.

На некоторых консолях есть возможность переключения характеристик фильтров низких и высоких частот между плавным подъемом/спадом и полосовым фильтром. Эта возможность дает хорошие результаты. Например, средняя частота секции басов равна 80 Гц, что позволяет добавить атаку бас-гитаре и басовому барабану. Чтобы это сделать, достаточно поднять только эту частоту, а не поднимать все низкие частоты.

Рис.4 Характеристика фильтров графического эквалайзера

Обычно максимум усиления и ослабления частот в музыке лежит в пределах 12-15 дБ. Дальнейшее усиление на выбранной частоте может вызвать искажения. Иными словами, в этом случае возможности усиления превысят возможности аппаратуры. Некоторые разработчики эквалайзеров делают диапазон ослабления большим, чем диапазон усиления, так как большое ослабление не вызывает таких проблем.

ГРАФИЧЕСКИЕ ЭКВАЛАЙЗЕРЫ

Можно управлять всем частотным диапазоном, применяя несколько полосовых фильтров, конструктивно объединенных в одном корпусе. Каждый из этих фильтров будет настроен на определенную частоту. В этом и заключен принцип графического эквалайзера. "Расстояние" между отдельными фильтрами может составлять октаву, пол-октавы или треть октавы. Когда все фильтры находятся в состоянии усиления или ослабления частотная характеристика является ровной что обеспечивает перехлест по частотам. Движки фильтров обычно имеют метку, которая позволяет легко определить среднее полодение. Обычно в качестве фильтров самых высоких и самых низких частот применяются фильтры плавного нарастания и спада. Рисунок 4 показывает характеристику фильтров типичного графического эквалайзера. Диапазон регулировки ограничен 15 дБ.

Эквалайзер имеет название "графический" потому, что применяемые в нем движковые регуляторы своим положение наглядно показывают частотную характеристику выходного сигнала.

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ЭКВАЛАЙЗЕР

Имеет английское название "sweep equaliser" ( дословно - "разворачивающийся эквалайзер"). Эти эквалайзеры предлагают более гибкий подход к регулировке. В них есть возможность настройки фильтра на конкретную часть аудиоспектра. Обычный параметрический эквалайзер средних частот может перестраиваться в диапазоне от 200 Гц до нескольких килогерц. Этот тип эквалайзеров применяется в большинстве недорогих консолей (вместе с эквалайзерами Бэксендала для высоких и низких частот). Может быть два параметрических эквалайзера на один канал.

Ширина полосы Q таких эквалайзеров выбрана не слишком большой, чтобы не затронуть слишком широкий диапазон частот, но и не слишком маленькой - вэ-том случае при усилении звук становится резким. На самом деле для разных исходных звуков должна подбираться своя ширина полосы. Например, при записи электрогитары с помощью микрофона может появляться призвук, вызванный резонансом помещения (скажем, на частоте 500 Гц). Для устранения этого призвука надо выбрать значение Q таким, чтобы ослабление касалось только частот, находящихся близко к 500 Гц. Когда же необходимо сделать усиление всех средних частот в целом, ширина полосы должна быть достаточно большой.

Некоторые не слишком дорогие пульты имеют возможность переключения значения Q (обычно - два положеня, одно из которых соответствует узкой полосе, второе - достаточно широкой). Работать с таким эквалайзером достаточно удобно. Он называется "параметрический" ("parametric"), так как все важные параметры доступны пользователю для регулировки: уровень усиления/ослабления, средняя частота, на которой происходит регулировка, ширина полосы.

ЦИФРОВЫЕ ЭКВАЛАЙЗЕРЫ

Существует несколько типов цифровых эквалайзеров и пока не утих спор о том, действительно ли их тональные качества (возможности частотной коррекции) и отношение сигнал/шум лучше, чем у аналоговых приборов. Так или иначе, возможности цифровых эквалайзеров намного шире, так как в них можно моделировать характеристику фильтров при помощи математики, что невозможно сделать в аналоговом приборе. Далее. Гибкость цифрового эквалайзера ограничена только программным обеспечением, так что возможно создать (по крайней мере, теоретически) один цифровой эквалайзер, который будет в точности повторять все известные когда-либо созданные эквалайзеры. В них есть возможность делать очень большой крутизну спада фильтров. Уже существуют и широко применяются anti-aliasing filters - в цифровой записывающей и воспроизводящей аппаратуре.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Технические параметры эквалайзера чрезвычайно важны. Наряду с необходимостью широкого диапазона частот работы эквалайзера (по всему аудиоспектру), он должен обладать достаточно ровной частотной характеристикой при среднем положении всех ручек регулировки. Немаловажным фактором является низкий уровень шумов, так как усиление в области высоких частот подчеркивает имеющиеся шумы - как те, что имеет входной сигнал, так и находящиеся в цепи.

В последнее время большое значение придается фазовым характеристикам эквалайзера, так как все они в той или иной степени сдвигают фазу, между гармониками на разных частотох возникают небольшие временные задержки. Это сильно влияет на субъективное звучание эквалайзера и объясняет, почему некоторые эквалайзеры "звучат" хорошо (в музыкальном смысле), в то время как другие приборы с такими же параметрами и технической документацией звучат хуже. Не будем сильно вдаваться в эту область, но советуем помнить, что если эквалайзер сдвигает фазу мягко и по нарастанию - это лучше для музыкального восприятия (хуже - когда сдвиги фазы идут неожиданно и в виде пиков).

Следующий фактор - диапазон регулировки. Как было сказано выше, он составляет обычно 12 или 15 децибел. Как правило, больше и не требуется. Но важно убедиться, что нижняя секция эквалайзера или нижняя середина средних частот может перестраиваться от 100 до 250 Гц (особенно если вы приобретаете sweep equaliser). На многих недорогих пультах эта область регулируется одной ручкой, чего бывает недостаточно. Возможность регулировки в этой области частот бывает необходима, например, для компенсации "бокового" эффекта микрофонов, которые установлены вплотную к инструментам (в особенности это касается барабанов). В этих случаях обертоны, придающие звуку "бочковатость", появляются как раз в области нижней середины.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ

Как правило, используются эквалайзеры, встроенные в микшерный пульт. Если есть необходимость подключить внешний эквалайзер, это можно сделать через точку разрыва канала или группы. Иногда бывает необходимо обработать эквалайзером весь микс - в этом случае вам потребуется стереоэквалайзер. Его следует подключать к точкам разрыва главного входа ("main stereo insert points") - если такие точки есть на вашем пульте, или подключить между правым и левым главными выходами пульта и двухканальным студийным мастер-магнитофоном. Так как эквалайзер скорее относится к процессорам, чем к эффектам, не следует подключать его через шины обработок.

Помните - если вам не требуется произвести частотную коррецию в конкретном канале, всегда лучше нажать кнопку "bypass" (если таковая имеется). В этом случае исключается лишняя цепь, что позволит добиться большей чистоты сигнала. Большинство современных пультов построены с учетом такого подхода.

ПРИМЕНЕНИЕ

Эквалайзеры - необходимый прибор для любой студии, но помните, всегда надо добиваться максимально совершенного сигнала от источника. В этом случае вы будете использовать эквалайзер для того, чтобы сделать звук еще лучше, а не затем, чтобы радикально его менять (если, конечно, нет задачи создать совершенно ненатуральное звучание). Если вы хотите иметь естественный звук инструментов, не пытайтесь добиться этого одним эквалайзером если звук от источника сам по себе плох.

Проще всего работать с эквалайзерами Бэксендала (фильтрами плавного спада и подъема). Они, образно говоря, имеют очень мягкий и музыкальный характер. Даже если к ним добавлена ручка управления средними частотами, работа происходит почти инстиктивно. Параметрические и "sweep" эквалайзеры менее легки в обращении.

Как правило, если установить "sweep" эквалайзер на максимум усиления и просмотреть частотный диапазон, будет легко найти ту область, которая требует регулировки. Даже если в конце концов вы решите, что здесь надо ослабить, а не усилить. Такой способ работы позволяет легко идентифицировать посторонние шумы или призвуки, которые следует устранить. Найдя эту область, вам легко будет на слух подобрать уровень усиления или ослабления.

При работе с параметрическим эквалайзером можно использовать этот же подход, но прежде надо установить велечину Q в среднее положение. После этого можно изменять эту величину, чтобы добиться требуемого результата.

Кстати, стоит заметить, что человеческое ухо гораздо сильнее реагирует на усиление, чем на ослабление. Поэтому, если вы установите очень высокое значение Q и добавите усиление, то инструмент будет звучать неприятно, звук будет выхолощен. Но если применить здесь ослабление, результат получится мягким, с хорошим звучанием. Из этого следует, что усиление при высоком значении Q должно применяться умеренно, кроме тех случаев, когда умышленно достигается искусственное звучание ( например, искаженный "телефонный" голос можно получить путем усиления в области 1 кГц).

ЧАСТОТЫ, КОТОРЫЕ ПОЛЕЗНО ПОМНИТЬ

Электрическая сеть шумит на частоте 50 Гц. Для устранения этого надо убрать частоты 50 и 100 Гц при помощи параметрического эквалайзера, ширина полосы которого достаточно узка. Это устранит шумы сети, но не повлияет заметно на общий звук. Графический эквалайзер (треть октавы) тоже эффективен в этой ситуации, но остальными типами эквалайзеров для этого лучше не пользоваться, так как они имеют слишком широкую зону влияния и регулировка может существенно изменить звучание бас-гитары, в том числе не в лучшую сторону.

Нижние частоты бас-гитары и басового барабана лежат в области 40 Гц и ниже. Чтобы придать их звучанию мощь (атаку), регулируйте частоту 80 Гц. Многие современные микрофоны, разработанные для басовых барабанов, имеют небольшой пик на этой частоте, что позволяет добиться хорошего, густого звука.
Нижняя частота электрогитары - 80 Гц. Для устранения "бочковатости" надо вырезать частоту 200 Гц; для устранения резкого, неприятного призвука - ослабить в районе 1 кГц. "Sweep''-эквалайзер, в любом случае, надо настраивать "на слух". Чтобы добиться высокого резкого звука, используйте фильтр плавного нарастания и спада ("hi shelving control"). Можно поэкспериментировать с "bell equaliser" (6 кГц - 10 кГц). Чтобы добавить "яду", сделать "жалящим" звучание рок-гитары, просмотрите область от 1,5 кГц до 4 кГц, найдите нужную частоту и убирайте ее до тех пор, пока атака станет такой, как вы желаете.

Основная проблема с акустическими гитарами, как правило, состоит в том, что они звучат "бочковато" - из-за неподходящих микрофонов, неудачного расположения микрофона, акустических характеристик помещения или просто из-за того, что инструмент плохой. Для исправления этого недостатка можно использовать "sweep''-эквалайзер: область "вредной" частоты находится обычно между 200 Гц и 500 Гц - ее и надо вырезать. Усиление в области нижней середины скорее всего сделает звук резким, поэтому всегда лучше применять верхний фильтр плавного нарастания и спада, если требуется придать звучанию гитары особую яркость.

Вокал также занимает большую зону частотного диапазона, при этом область 2-4 кГц регулируется для улучшения артикуляции. По возможности стремитесь избегать большого усиления, так как естественное звучание голоса может быть потеряно. Пользуйтесь верхним фильтром плавного спада и нарастания для придания яркости голосу, если это необходимо; "bell equaliser" в этом случае вряд ли применим.