سیگنال صوتی چطور پردازش می شود

پردازش سیگنال های صوتی ، همان پردازشی است که در میکس ، مسترینگ و سایر مراحل روی سیگنال های صوتی صورت می گیرد. در این مقاله به این موضوع می پردازیم .

سیگنال یا حامل 

یک سیگنال صدا و یا سیگنال الکترومگنتیک ، که یک یا چند پارامتر آن توسط سیگنال دیگری ماژول شده باشد را حامل Carrier می گویند.

در انتقالات رادیویی ، موج حامل موج پخش کننده ایست که در یک باند فرکانسی (کیلوهرتز یا مگاهرتز) قرار دارد و ماژولیشن سیگنال آن در بازه ی شنیداری قرار دارد. به محض دریافت حاملِ ماژول شده ، یک پروسه ی دیماژولیشن ، سیگنال را بازیابی می کند، که همان سیگنال پخش Broadcast است. 

اطلاعاتی که توسط هر محیط اندازه گیری، منتقل و دریافت شوند را سیگنال می گویند. در مبحث صدا به صدایی که می خواهیم شنیده شود و یا نمای الکترونیکی صدا (سیگنال صدا) که ضبط، تولید و سینتی سایز و منتقل شده ، اطلاق می شود. عمل ضبط سیگنال های صوتی ، معمولا توسط میکروفون ، ریکوردر نوار ، نوار مگنتیک ، و یا دیسک ضبط می شوند. و در کامپیوتر ها و یا پروسسور های آنالوگ ، پردازش می شوند. 

در هرکدام از این سیستم ها ، سیگنال باید از نویز متمایز شود، چه متمم و چه متضاد سیگنال باشد ، تا که اطلاعات به طور کامل دریافت شوند. برای مثال در تصویر تلویزیون ، سیگنال تلوزیون باید از صفحه ی برفکی ، جدا شود. و صدای خس خس باید از نوار صدا جدا شود. گرچه ضبط دیجیتال ، به دلیل تبدیل سیگنال ها به صفر و یک ، صدایی بدون نویز ارائه می دهد ، اما معایب خاص خود مانند دیستورشن را دارد. و تنها زمانی قابل شنیدن است که تبدیل به سیگنال صدا شده باشد.

 

پردازش سیگنال های صوتی

پردازش سیگنال های صوتی یا پردازش صدا، همان تبدیل عمدی سیگنال های صوتی است که عموما بوسیله ی افکت های صوتی Audio Effects یا دستگاه های پردازش صوتی Audio Units انجام میشود. از آنجا که امکان نمایش سیگنال های صوتی در هر دو فرمت الکترونیکی دیجیتال و آنالوگ وجود دارد پردازش سیگنال ها در هر دو حوزه امکان پذیر میباشد. پردازنده های آنالوگ مستقیما برروی سیگنال های الکترونیکی عمل میکنند در حالی که پردازنده های دیجیتالی بصورت ریاضی برروی نمونه ی دیجیتالی آن سیگنال عمل میکنند.

 

تاریخچه

سیگنال های صوتی نمونه های الکترونیکی امواج صوتی به صورت امواج طولی ای که در هوا حرکت میکنند می باشند و دارای تراکم و ترقیق هستند. انرژی درون سیگنال های صوتی، عموما با واحد دسیبل dB اندازه گیری می شود. در گذشته بدلیل وجود مشکلات زیاد در ارسال امواج کانال های رادیویی به گیرنده ها، پردازش سیگنال های صوتی امری ضروری بود.

 

سیگنال های آنالوگ

آنالوگ نشانگر چیزی است که در ریاضیات بشکل مقدار پیوسته نمایش داده میشود. بعنوان مثال ساعت های آنالوگ از عقربه هایی تشکیل شده که پیوسته در حال حرکت بر روی صفحه ساعت هستند در حالی که حرکت عقربه ها مستقیما نشانگر اطلاعاتی میباشد که ساعت فراهم می کند. ازین جهت یک سیگنال آنالوگ، سیگنالی ست که بشکل یک جریان ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍پیوسته اطلاعاتی را ارائه می کند. در این مورد میان یک مدار الکتریکی در فرم ولتاژ، جریان یا بار تغییر می کند. پس پردازش سیگنال ها صوتی شامل ایجاد تغییر فیزیکی در سیگنال ممتد با تغییر ولتاژ، جریان یا بار، بوسیله ی وسایل الکتریکی مختلف می باشد.

 

در گذشته قبل از ظهور فناوری دیجیتال گسترده، پردازش سیگنال ها صوتی تنها روشی بود که با آن می شد یک سیگنال را دستکاری کرد. از آن زمان به بعد با پیشرفت کامپیوتر ها و نرم افزار ها، به جای پردازش سیگنال ها صوتی از پردازش دیجیتالی استفاده میشود.

 

حوزه های استفاده 

روش های پردازش و موارد استفاده شامل این موارد می شود:

  • ذخیره و دریافت صدا
  • کمپرس سطح صدا
  • کمپرس دیتا ها
  • تراگسیل (ارسال اطلاعات به مکانی دیگر به وسیله ی سیم های نوری، رادیو و غیره)
  • تقویت و غیره…
  • مثال : فیلتر کردن صدا ، اکولایز ، حذف و اضافه ی نویز ها ، اکو ، ریورب و غیره…

 

روش ها

اصواتی که بوسیله افکت هایی مانند ریورب و دیلی Delay پردازش نشده باشند را بصورت استعاری خشک Dry و اصوات پردازش شده را خیس Wet مینامند. از جمله افکت ها برای پردازش سیگنال های صوتی به شرح زیر است :

  • اکو Echo

در پردازش سیگنال های صوتی و آکوستیک، اکو پژواکی از صداست که بعد از صدای مستقیم با تاخیر به گوش شنونده میرسد.این تاخیر با فاصله ی سطح بازتاباننده از منبع و شنونده متناسب است. نمونه های بارز آن بازتاب صدای تولید شده از پای یک دیوار، یک ساختمان یا دیوار های اتاقی محصور شده و یا خالی است. یک پژواک واقعی , بازتابی ساده از منبع صداست.ریشه ی کلمه ی اکو از ἠχώ (ēchō) که خود از کلمه ی ἦχος (ēchos) که به معنی صداست نشات گرفته است. اکو در داستان های مردمی یونانی یک نیمف (حوری) کوهستانی است که قدرت تکلم او نفرین شده طوری که فقط قادر بوده آخر کلماتی که دیگران برای صحبت با او میگفتند را تکرار کند. بعضی حیوانات از پژواک برای تشخیص موقعیت و تعیین مسیر استفاده میکنند مثل پستانداران آبزی از جمله دلفین ها و وال ها و همچنین خفاش ها.

پدیده اکوستیک

امواج صوتی آکوا بوسیله ی دیوار ها یا هر شی سخت دیگری مثل کوه ها یا فضاهای بسته و خالی بازتابانده میشوند.دلیل بوجود آمدن پژواک را میتوان اینگونه توضیح داد : وقفه در انتشار ممتد.این وقتی شنیده میشود که پژواک با بزرگی کافی و تاخیر بازگردانده شود تا بتوان آنرا بصورت مجزا تشخیص داد. وقتی صدا یا خود پژواک به دفعات متعدد و از سطوح متعددی بازتابانده شود پژواک را میتوان ریورب (Reverbation) توصیف کرد.

استفاده از اثر اکو الکتریک در اجراهای موسیقی و ضبط، از دهه 1950 شروع شده است. اکوپلکس،یک اثر تاخیر در ضبط است که ابتدا در 1959 ساخته شد و صدای یک پژواک صوتی را بازسازی میکند. اکوپلکس بدست مایکل بتل طراحی شده است. یک استاندارد برای این اثر ارایه داده شده است که به وسیله ی بسیاری از گیتاریست های سرشناس آن زمان استفاده میشده . اکثر افراد در پی رسیدن به اکوپلکس های اصیل هستند.

در حالی که گیتاریست ها استفاده کننده های اصلی اکوپلکس ها بودند، در مواردی هم نوازندگان دیگر مثل بیس پلیر chuck rainey و نوازندگان ترامپت مثل Don ejudvntfhllis بودند.

 

  • فلنگر Flanger

فلنجینگ افکتی صوتی است که با میکس شدن دو سیگنال یکسان تولید میشود که یکی از آن سیگنالها با مقدار کوتاه و متغیری تاخیر (معمولا کمتر از 20 میلی ثانیه) پخش شده و این یک افکت فیلترشانه ای تولید میکند. قله ها و فرورفتگی ها با طیف فرکانس حاصل تولید میشوند و در یک سری هارمونیک خطی به هم مربوط میشوند. تغییرات زمان تاخیر باعث میشود اینها در طیف فرکانس بالا و پایین بروند. فلنجر افکتی است که این حالت را تولید میکند. قسمتی از سیگنال خروجی معمولا به ورودی برمی گردد وافکت رزونانسی را تولید می کند که فشردگی قله ها و فرورفتگی ها را گسترش میدهد. فاز سیگنال فید بک، گاهی برعکس می شود که باعث تولید نوع دیگری از صدای فلنجر می شود.

فلنجینگ ممکن است با استفاده از نرم افزار کامپیوتری هم بدست آید. افکت تیپ فلنجینگ Tape Flanging اصلی کمی متفاوت تر از بازسازی های الکترونیک و نرم افزاری بنظر می رسد.

سیگنال تیپ فلجینگ نه تنها تاخیر زمانی دارد بلکه ویژگی هایی با فرکانس های مختلف از یک نوار را دارد و فاز معرفی شده سر نوار هم به سیگنال ها تغییر می کنند. به همین دلیل زمانی که پستی و بلندی های فیلتر شانه ای کمابیش در سری هارمونیک  قرار دارند، یک رفتار غیر خطی دیگر هم خواهیم داشت که باعث می شود طنین نوار فلنجینگ بیشتر شبیه به ترکیبی از چیزی که بعنوان فلنجینگ و فاز بنظر بیاید.

مقایسه با تغییر فاز

فلنجینگ نوع خاصی از تغییر فاز یا فیزینگ Phasing است. در فیزینگ سیگنال از میان یک یا چند فیلتر آل پس All Pass میگذرد که بازخورد فرکانسی غیر خطی دارند و بعد دوباره به سیگنال اصلی اضافه میشوند. این باعث دخالت کاهشی یا افزایشی میشود که با فرکانس تغییر میکند و یکسری قله و فرورفتگی در جواب فرکانسی سیستم میدهد. در کل مکان این قله ها و فرورفتگی ها در یک سری هارمونیک اتفاق نمیافتد. برعکس، فلنگینگ به افزودن سیگنال به کپی تاخیر دار از خودش بستگی دارد که این باعث بوجود آمدن سیگنال ورودی با پستی و بلندی هایی در یک سری هارمونیک میشود. با بسط دادن مقایسه فیلتر شانه ای، فلنجینگ یک فیلتر شانه ای با دندانه هایی با فاصله یکسان بوجود میاورد در حالی که فیلتر شانه ای، فیلتری حاصل از فیزینگ دندانه هایی با فاصله های ناهماهنگ دارد.

درهر دو مورد فیزینگ و فلنجینگ ، خصوصیات (فیز ریسپانس و تاخیر زمانی ، بصورت نسبی) زمانبندی متفاوتی دارند که باعث یک افکت موجی قابل شنود می شود. برای گوش، فیزینک و فلنگینگ یکی هستند با این حال آنها رنگهای مختلفی دارند.معمولا گفته میشود فلنجینگ ویژگی ای شبیه به "هواپیمای جت " دارد. برای اینکه افکت فیلتر شانه ای قابل شنیدن باشد محتوی طیفی برنامه ی ماده باید در بین محدوده فرکانسی این فیلتر شانه ای متحرک به اندازه کافی پر باشد تا اثر فیلتر را به خوبی نشان دهد. این قضیه وقتی با محتوی هارمونیک غنی برروی ماده پیاده میشود و همینطور زمانی که بر یک وایت نویز یا سیگنال نویز مشابهی اعمال می شود بیشتر مشخص می شود. اگر پاسخ فرکانسی این افکت روی یک نمودار طراحی شود این رسم شبیه به یک شانه (کمب) خواهد بود و به همین دلیل هم فیلتر شانه ای شناخته می شود.

 

  • کورس Chorus 

در موسیقی، افکت کوروس Chorus وقتی اتفاق می افتد که صداهای مختلف با طنین تقریبا یکسان و پوشش بسیار شبیه گام، به طور واحد به حساب بیایند. صداهای مشابه از مولد های مختلفی میتوانند بصورت طبیعی اتفاق بیافتند (مانند همخوانی یا ارکستر زهی) و همچنین میتواند با استفاده از یک واحد افکت الترونیک یا دستگاه اعمال سیگنال آنرا شبیه سازی کرد .

روش ها

وقتی افکت با موفقیت تولید میشود هیچ کدام از صدا های سازنده از تن خارج نیستند. این یکی از خصوصیت های صداهایی با ویژگی لرزش قوی ای است که ممکن است وقتی صدا از یک منبع تراوش می شود وجود نداشته باشد. لرزش بدلیل ضربه بوجود میاید. این افکت زمانی بیشتر بنظر میرسد که به صداهایی گوش میدهیم که زمان بیشتری حفظ میشوند. اثر کوروس مخصوصا زمانی راحت تر به گوش میرسد که به یک کر یا اجرای گروهی ساز زهی گوش میدهیم. یک کر(همخوانی) از تعدادی افراد تشکیل شده که هر کدام قسمتی را میخوانند (آلتو، تنور و...).یک اجرای گروهی ساز زهی را تعدادی ویولونیست و احتمالا چندین ساز زهی دیگر تشکیل میدهد.

با وجود این اسم، بیشتر کوروس افکت های الکترونیک از این افکت گروهی اکوستیک به درستی پیروی نمیکنند. برعکس آنها یک لرزش الکترونیک مستمری را تولید میکنند. بعضی از ساز ها کوروس افکت را بعنوان بخشی از طرح خود تولید میکنند با این حال بیشتر ساز ها اینطور نیستند.

پیانو: هر چکش با سیم هایی برخورد میکند که برای گام هایی تقریبا یکسان تنظیم شده اند.(برای همه ی نت ها بجز نت های پایه). کوک کننده های حرفه ای پیانو با دقت اشتباهات تونینگ هر سیم را کنترل میکنند تا بدون از بین رفتن واضحیت صدا به آن حرکت اضافه کنند.

گیتار 12سیمه: 6 جفت از سیم ها که از لحاظ اکتاو و همصدایی با هم کوک شده اند لرزش پیچیده ای قابل شناسایی تولید میکنند.

سینتی سایزر: این افکت میتواند با استفاده از تعدادی نوسان ساز که برای هر نت کمی از کوک خارج هستند یا با گذشتن از همه ی نت هایی که با مدار الکترونیکی جداگانه کوروس نواخته میشوند بدست آید.

ماندولین: 4 جفت سیم که بشکل یکسان کوک شده اند. برعکس اکتاو ها و همصدایی های گیتار 12 سیمه.

اکوردئون : 2 یا 3 بلوک نی  که با گام تقریبا یکسانی کوک شده اند صدایی مشخص و منحصر به آکوردئون تولید میکنند.

افکت الکترونیک

افکت کوروس میتواند با پردازش سیگنال صوتی شبیه سازی شود. پردازش کننده ی سیگنال ممکن است نرم افزاری اجرایی در یک کامپیوتر، نرم افزاری در پردازنده ی افکت دیجیتال یا پردازنده ی افکت آنالوگ باشد. اگر پردازنده بر پایه ی سخت افزار باشد ممکن است به شکل پدال، ماژول رک مونت، یک دستگاه رو میزی باشد یا در داخل امپلیفایر ساز تعبیه شده باشد.(اغلب یک امپلیفایر گیتار آکوستیک یا امپلیفایر گیتار الکتریک). بعضی ساز های کیبوردی افکت کوروس داخلی دارند همانند بعضی از پیانو های الکترونیک و ارگ های هاموند. بدون در نظر گرفتن ویژگی تکنولوژی یا ظاهر پردازش کننده، پردازشگر این اثر را با گرفتن یک سیگنال صوتی و میکس آن با یک یا چند کپی از آن که با تاخیر و گام اصلاح شده میباشند بدست می آورند. گام صداهای اضافه شده اغلب با یک LFO اصلاح میشوند که باعث میشود اثر کلی چیزی شبیه به فلنجر شود با این تفاوت که دارای تاخیر بیشتر بوده و فیدبک هم ندارد.

پردازنده های کوروس استریو همان افکت را تولید میکنند ولی تفاوت آنها در کانال های چپ و راست با افست کردن تاخیر یا فاز LFO میباشد. این افکت بدست میآید چون صداها از مکانهای مختلفی در میدان استریو تولید میشوند. استریو کوروس روی ساز هایی مثل گیتار الکتریک یا کیبورد های "تمیز" (تحریف نشده) استفاده میشود و میتواند صداهای محدود و رویاگونه ای تولید کند. دستگاه های کوروس افکت تجاری اغلب دارای کنترل هایی هستند که این توانایی را به آنها میدهد که علاوه بر افکت کوروس برای تولید تاخیر،طنین و یا افکت های مرتبط دیگر که از سخت افزار یکسان استفاده میکنند هم مورد استفاد قرار بگیرند.

 

  • ترمولو Tremolo

ترقی و تنزیل یا همان نوسان دامنه ی یک تن ، که نتیجه نوعی از ماژولیشن دامنه و نوع محدودی از ویبراتو Vibrato را ترمولو می گویند. ترمولو در فرم های مختلفی در ساخت سازهای موسیقی استفاده شده ، اما در درجه ی سرعت معمولا هفت سیکل در ثانیه در نظر گرفته می شود. ترمولو معمولا در ویبرافون و برخی ارگ های الکترونیک شنیده می شود.

افکت ترمولو ، با استفاده از پلاگین های پردازش سیگنال های صوتی نیز قابل دستیابی ست.

 

  • ویبراتو Vibrato

تغییر یا نوسان دوره ای در فرکانس یک تُن را که نتیجه ی ماژول فرکانس است ، ویبراتو نامیده می شود. ویبراتو همچنین همراه با ضربان شدت است که بر طنین یا رنگ صدا تاثیر گذار است. نوازندگان و خوانندگان معمولا از این قضیه برای غنی سازی صدای ساز یا صدای خود استفاده می کنند و معمولا سرعت آن را هفت سیکل بر ثانیه در نظر میگیرند. 

 

 

  • پیچ شیفت Pitch Shift

تغییر نواک یا پیچ صداست ، بدون آنکه سرعت تغییر کند. برای ایجاد افکت هایی مانند افزایش رنج یک ساز موسیقی یا برای ساخت افکت های خاص صدا استفاده شوند. 

 

  • کشش زمان Time Stretching

پروسسی است که سرعت یا مدت زمان یک فایل صوتی را بدون اینکه نواک آن تغییری کند ، افزایش یا کاهش می دهد. برای همسان کردن سرضرب فایل های از قبل ضبط شده استفاده شود.

 

  • ری سمپلینگ ReSampeling

ساده ترین راه برای تغییر مدت زمان و یا نواک یک فایل صوتی دیجیتال ، ری سمپل کردن آن است. یک روش ریاضی برای این کار وجود دارد ، که نمونه ی صدای مشخصی را ، تبدیل به یک شکل موج ادامه دار (مستمر) می کند و سپس آن شکل موج را در نرخ و روش متفاوتی ارائه میکند. سپس وقتی نمونه یا همان سمپل جدید، اجرا می شود صدای آهسته تر و یا سریع تری دارد. متاسفانه در این روش ، نواک صدا تغییر می کند. در حقیقت هرچه سرعت صدا پایین تر بیاید صدا بم تر، و هرچه سرعت صدا بالاتر برود نواک زیر تر می شود.

 

  • رزوناتور Resonaor

رزوناتور وسیله یا سیستمی است که رزونانس یا واکنش رزونانسی را نمایش میدهد که یعنی بطور طبیعی روی بعضی فرکانس ها که فرکانس رزونانسی نام دارند با قدرت بیشتری نوسان میکنند. آلات موسیقی از فرکانس های متناوبی استفاده میکنند که امواج صدایی با تن های مشخصی تولید میکنند. مثال دیگر کریستال های کوارتزی است که در وسایل الکترونیکی مانند فرستنده های رادیویی و ساعت های کوارتز برای تولید نوسان هایی با فرکانس های دقیق بکار میروند.

موضوع اصلی: رزونانس آکوستیک

آشناترین مثال برای رزوناتور های آکوستیک، در آلات موسیقی وجود دارد. همه ی آلات موسیقی رزوناتور دارند. بعضی صدا را مستقیما تولید میکنند مثل میله های چوبی موجود در زایلوفون، سر  درام، زه ها در سازهای زهی و لوله های یک ارگ. بعضی از آنها صدا را تغییر داده و آنرا به فرکانس های مشخصی میرسانند مثل جعبه ی صدای یک گیتار یا ویولون. لوله های ارگ، بدنه ی ساز های بادی چوبی و جعبه های صدا ی ساز های زهی نمونه هایی از رزوناتور حفره ای آکوستیک هستند.

ساز های کوبه ای

در بسیاری از سازهای ضربی کیبوردی، زیر هر کلید یک لوله وجود دارد که آن لوله رزوناتور حفره ای آکوستیک میباشد. طول لوله بسته به گام نت متفاوت است طوری که نت های بالاتر رزوناتور های کوتاه تری دارند. لوله ها در سر، باز و در انتها بسته اند و ستونی از هوا را درست میکنند تا وقتی نت زده میشود در آن طنین بیاندازد. این عمق و صدای بلند تری به نت میدهد. در سازهای زهی بدنه ی ساز یک رزوناتور است. اثر لرزشی ویبرافون و سازهای کوبه ای با مکانیسمی بدست می آید که رزوناتور ها را باز و بسته میکند. 

سازهای زهر

سازهای زهی همانند بانجو(تار) بلوگراس هم ممکن است دارای رزوناتور باشند. بسیاری از تار های 5 زهی رزوناتور های جداشونده دارند که نوازندگان میتوانند از ساز با رزوناتور برای نواختن سبگ بلوگراس امریکایی استفاده کرده و هم با جدا کردن رزوناتور از ساز از آن برای سبک فولک استفاده کنند. کلمه ی رزوناتور به تنهایی برای گیتار رزوناتور هم بکار میرود.

گیتار مدرن 10 سیمه که نارسیسو یپیس آنرا اختراع کرده، دارای 4 سیم اضافه نسبت به گیتار های سنتی میباشد.با کوک کردن این رزوناتور ها بروش خاصی و استفاده از قویترین بخش های آنها (برابر با اکتاو ها و یک پنجم تن های بنیادی زه ها) زه های بم گیتاربا هر 12 تن اکتاو های کروماتیک شدت یکسانی پیدا میکنند. رزوناتور گیتار وسیله ایست برای تحریک هارمونیک زه های گیتاربوسیله ی یک میدان الکترومگنتیک. این افکت رزونانسی بوسیله ی یک لوپ پشتیبان بوجود میاید و برای تحریک تن های بنیادی، اکتاو ها، یک پنجم ها و یک سوم ها تا کششی بی نهایت بکار گرفته میشود.

 

  • وکوودر Vocoder

وکودر Vocoder (یا voice encoder) دسته ای از پروسس های صداست که سیگنال صدای انسان را برای تغییر صدا،کمپرس و ادیت صدا، مالتیپلکس کردن ، کد گذاری و ... آنالیز و سینتی سایز میکند.

اولین نوع از وکودر ها یعنی وکودر کانالی در سال 1930 برای کد گذاری مکالمات در مخابرات ایجاد شده بود و هدف آن کد گذاری مکالمات برای کاهش پهنای باند برای مخابره همزمان  بود (برای مثال کمپرس سیگنال های صدا). درالگوریتم وکودر کانالی، تنها مولفه ی قدرت را در نظر گرفته و مولفه ی فاز را کاملا نادیده میگیرد که این باعث بدست آمدن صدایی ناواضح میشد. در انکودر ورودی از میان یک فیلتر چند بانده عبورکرده ، بعد هر یک از این بند ها از یک envelop follower عبور میکنند و سیگنال های کنترلی انولوپ فالور هاEnvelope Followers  به دیکودر مخابره میشوند. دیکودر این سیگنال های کنترلی تقویت شده را برای بازسازی به فیلتر های مربوط به خود میفرستد.از آنجایی که این سیگنال های کنترلی نسبت به فرم موجی صدا با سرعت کمتری حرکت میکنند، پهنای باند لازم برای مخابره ی مکالمه میتواند کاهش پیدا کند. این به کانال های مکالماتی این فرصت را میدهد تا بتوانند از یک کانال ارتباطی  مثل یک کانال رادیویی یا کانال زیر دریایی استفاده کنند.(برای مثال مالتیپلکس کردن)

با کد گذاری کردن سیگنال های کنترلی ، از قطعی هنگام مخابره ی صدا جلوگیری میشود. این نوع استفاده از کدگذاری برای ارتباطات رادیویی امن میباشد. مزیت این روش کدگذاری این است که هیچ یک از سیگنال های اصلی فرستاده نمیشود بلکه پوشش باند عبوری فیلتر میشود. واحد های دریافت کننده باید در وضعیت سیگنالی یکسانی قرار داشته باشند تا نسخه ای از سیگنال های مریی اصلی را بازسازی کنند.

وکودر همچنین بصورت گسترده ای بعنوان ساز موسیقی الکتریکی بکار میرود.قسمت دکودر از وکودر،که “ودر Voder" نام دارد بشکل مستقل میتواند برای سینتی سایز کردن صدا استفاده شود.

 

  • ماژولیشن Modulation

ماژولیشن ( مدولاسیون ) در موسیقی ، معمولا بیشتر به دو مبحث اطلاق می شود :

الف ) مدولاسیون در گام موسیقی

در موسیقی ، مدولاسیون عمل تغییر یک کلید ( تونیک ) به دیگری ست. این عمل ممکن است علامت سرکلید را تغییر بدهد و یا ندهد. مدولاسیون علاوه بر ایجاد جذابیت ، بیان کننده و یا سازنده ی فرم قطعات است.

ب ) ماژولیشن فرکانس

هرگاه یک پارامتر صدا یا فرکانس (حامل) به طور مرتب فرق کند، به اصطلاح گفته می شود که این سیگنال ماژول شده است. سیگنالی که شکل موج آن برای کنترل حامل (سیگنالی که یک یا چند پارامتر آن توسط سیگنالی دیگر ماژول می شود) استفاده می شود، ماژولاتور Modulator ، و یا سیگنال برنامه Program Signal نامیده می شود. ماژولیشن ، یک تکنیک استاندارد برای هر دو موضوع انتقالات رادیویی و سینتی سایز صدا می باشد. گرچه فرکانس های استفاده شده در این دو ،  کاملا متفاوت هستند.

سه نوع از ماژولیشن های متداول عبارتند از :

ماژولیشن فرکانس Frequency Modulation

ماژولیشن دامنه Amplitude Modulation

رینگ ماژولیشن Ring Modulation 

همه ی این ها ، غیر خطی هستند که به سینتی سایز صدا منجر می شوند. ماژولیشن در حوزه ی شنیداری (فرکانس های بالاتر از ۲۰ هرتز) باند جانبی قابل شنیداری تولید می کند. ماژولیشن در حوزه ی پایین از شنیداری ( کمتر از ۲۰ هرتز ) افکت هایی همچون ترمولو Tremolo و ویبراتو Vibrato تولید می کند.

جایی که باند های جانبی مجموع و تفاوت دو ورودی Input هستند ، یکی از آن ها در ۱۰۰ هرتز ثابت است و دیگری از ۰ هرتز تا ۳۰۰ هرتز رفته و برگشته است.

همچنین ماژولیشن به سطح یک فایل ضبط شده، انتقال و یا سیستم فراوری اطلاق می شود. ماژولیشن کامل یا ماژولیشن ۱۰۰٪ به بالاترین سطح مجاز آن ها اطلاق می شود. اور ماژولیشن Over-modulation وقتی این حداکثر سطح مجاز رد می شود، رخ داده و منجر به دیستورشن Distorion و یا حتی آسیب تجهیزات می شود. لیمیتر ها Limiter برای جلوگیری از اور ماژولیشن و کلیپ شدن پیک صدا Peak Clipping استفاده می شوند. درصد ماژولیشن توسط VU Meter اندازه گیری می شود.

 

  • دی ماژولیشن DeModulation

پروسه ی جداسازی اطلاعات اصلی یا سیگنال از حاملِ ماژول شده را ، دیماژولیشن De-modulation می گویند. در صورت ماژرلیشن دامنه یا فرکانس ، برای این کار نیاز به دستگاه که به نام Demodulator یا Detector است که سیگنالی مطابق با تغییرات آنی ِ (به ترتیب ) دامنه یا فرکانس تولید می کند.

در انتقالات رادیویی ، این پروسه عملکرد اصلی یک دریافت کننده ، برای دریافت سیگنال مورد نظر است. بدین صورت که پیام ها (به صورت سیگنال) ماژول می شوند و به مقصد ارسال می شوند. سپس سیگنال های ماژول شده ، توسط دریافت کننده ها دریافت شده ،  دی ماژول شده و به پیام اصلی تبدیل می شوند.

 

  • افکت های سه بعدی 3D Audio Effects

صوت های سه بعدی،  گروهی از صداها هستند که برای اسپیکرهای استریو، اسپیکر های پنج کاناله، یا هدفون ها تولید میشوند. این کاراغلب شامل قرار دادن مجازیِ منابع صوتی، در فضایی سه بعدی، از جمله پشت، بالا یا پایین سر شنونده است.

پردازش سه بعدی صوت، پیچیدگی دامنه ی فضایی موج های صوت است که برای فرستاده شدن به عملکرد های سر استفاده میشوند.

این پدیده ای است برای انتقال موج های صوت (تكنيك انتقال صوت از سر انسان و بررسى عوامل موثر در اين امر و اثر خنثی آن ) تا صداهای واقعی در طبیعت را  شبیه سازی کند. که این همان هدف اصلی صوت سه بعدی است.

این امر باعث فریب مغز با استفاده از گوش و اعصاب شنوایی می شود ، که مغز وانمود میکند که زمان شنیدن، صداهایی را در قسمت هایی از مکان های سه بعدی قرار دارد می شنود ، در حالی که ممکن است این صدا از اسپیکر های دو بعدی خارج شده باشند! (بر خلاف سیستم های چند کاناله)

با استفاده از این تکنیک انتقال صوت از سر انسان و بازتاب آن و تغیر صدا در راه خروج از منبع (برای مثال مثل بازتاب از زمین و دیوار ) در گوش شنونده میتواند شبیه سازی شده باشد. 

این اثرات عبارتند از جایگزاری منابع صوتی پشت، بالا و پایین شنونده.

 

  • اکو معکوس Reverse Echo

اکو معکوس یا ریورب معکوس ، همچنین معروف به اکو وارونه و بازسازی معکوس، نوعی افکت صدا ست که نتیجه ی ضبط اکو یا دیلی Delay یک سیگنالی ست که معکوس پخش می شود. سپس فایل اصلی به صورت اصلی خود پخش شده و صدای اکو معکوس ، زودتر از آن پخش می شود. 

این تکنینک ، در انواع موسیقی ها به عنوان عنصری خلاقانه استفاده می شود. همچنین کاربرد فراوانی در ساخت موسیقی فیلم و بازی های کامپیوتری دارد.

 

  • کنترل نویز فعال Active Noise Control

ANC مخفف Active Noise Control ، به معنای کنترل فعال نویز می باشد. اسامی دیگر آن : نویز کنسلیشن Noise Cancellation و کاهش نویز فعال Active Noise Reduct .

کنترل فعال نویز یک روش برای کاهش صداهای ناخواسته است. که با اضافه کردن صدایی ثانوی که برای این امر طراحی شده است ، صدای ناخواسته در صدای اول ، توسط این صدای ثانوی ، خنثی و یا به اصطلاح کنسل Canel می شود.

صدا ، یک فشار موج است. که از نوساناتی دوره ای تشکیل شده است. اسپیکر های کنسل کننده ی نویز ، صدایی با دامنه ی موج یکسان اما با فاز متفاوت (آنتی فاز) تولید می کنند. که ترکیب این آنتی فاز و صدای اصلی ، باعث ایجاد فرایندی به نام تداخل می شود و این دو صدا همدیگر را خنثی و یا همان کنسل می کنند ، که به آن تداخل مخرب می گویند. 

کنترل فعال نویز مدرن، به صورت کلی به استفاده از پروسس سیگنال های دیجیتال به دست می آید. الگوریتم هایی انطباقی طراحی شده اند تا شکل موج صدا را آنالیز کرده و طبق الگوریتم خاصی سیگنالی ضد آن (با فاز معکوس و پلاریتی معکوس) تولید کند. سپس این آنتی فاز بدست آمده، امپلی فای می شود و اثر تداخل مخرب به وجود می آورد.

فعال و غیر فعال

کنترل نویز ممکن است فعال یا غیر فعال باشد. کنترل فعال نویز، با استفاده از یک منبع انرژی صورت می گیرد. و کنترل غیر فعال نویز ، با استفاده از مواد جاذب و یا عایق صدا صورت می گیرد.

از کاربرد های کنترل فعال نویز، در برخی اسپیکر های بخصوص ، برخی هدفون ها ، برخی محیط ها مانند اتومبیل های مدل بالا و غیره است.

 

  • ترکیب میدان موج Wave Field Synthesis

ترکیب میدان موج یا Wave Field Synthesis ، یک تکنیک خروجی گرفتن از صداهای محیطی است که توصیفی مجازی از آکوستیک طبیعی محیط است. این امر به طور ساختگی، جبهه ی موج مصنوعی ای را که توسط تعداد زیادی اسپیکر ترکیب می شوند، تولید می کند. چنین جبهه ی موج هایی به نظر می رسد که منشاء آن ها نقطه ی شروعی مجازی ، منبعی مجازی و یا منبعی نظری و ادراکی است. 

برخلاف روش هایی سنتی مانند استریو و یا صداهای فراگیر ، جایگذاری منبع مجازی در این روش به جایگاه و یا تغییر جایگاه شنونده ، بستگی ندارد.

 

  • اکولایز Equalize
  • فیلتر کردن Filtering
  • کمپرس Compression
  • اوردرایو Overdrive