Что такое clipping (клиппинг)
Клипп или клиппинг (от английского clipping — отсечение, срезание) — форма искажения звука из-за ограничения амплитуды сигнала.
Во время нормальной работы усилителя переменное напряжение двигает звуковую катушку динамика вверх-вниз, в момент возникновения клиппинга в вершинах амплитуды появляются по′лки или обрезы, в это время напряжение не может измениться, потому что уровень громкости заставляет его расти, а усилитель выдать больше уже не может. В эти моменты катушка залипает в крайних положениях и начинает греться от высокого напряжения и отсутствия охлаждения за счет движения. В результате чего перегревается и в конце-концов сгорает.
Откуда появляется клиппинг
Клипппинг возникает если выходное напряжение усилителя превышает предел напряжения питания, другими словами, когда вы пытаетесь выжать из усилителя то, чего он не может. Например вам мало баса и вы накручиваете гейн все больше, включаете бассбуст. В какой-то момент это превышает возможности вашего усилителя и вместо чистого сигнала начинает идти обрезанная синусоида. Усилитель честно старается, но он больше не может.
Запас по клипу зависит от мощности сабвуфера, мощности усилителя, его питания и чистоты входного сигнала.
Клипп так же может формироваться с магнитолы если ее громкость будет выкручена выше нормы, а при использовании различных улучшайзеров, бассбуста, задранных пресетов эквалайзера и т.п. эта норма очень сильно снижается.
Здесь мы рассматриваем клиппинг сабвуфера, но эта информация полностью актуальна для всех типов динамиков.
Посмотрите очень информативное видео, которое наглядно описывает процесс клиппа .
Коротко по пунктам:
- Клиппинг может идти от магнитолы, в случае перекрученного регулятора громкости.
- Клиппинг может появляться в усилителе в случае не правильного согласования входной чувствительности. Обычно это означает — перекрученный гейн.
- Клиппинг может присутствовать уже на записи.
- Использование бассбуста, различных улучшайзеров, завышенные настройки эквалайзера, а так же недостаточное питание системы — резко снижают запас по клиппингу.
Как бороться с клиппом
На слух легкий клипп определить довольно сложно, но он и не столь опасен. Если вы слышите отчетливые искажения на музыке или чувствуете паленый запах от саба, то это уже тяжелая стадия.
Для того чтобы избежать клиппинга правильно подбирайте усилитель, используйте провода для питания достаточного сечения, делайте надежные контакты и главное — правильно настройте усилитель.
Нужно отметить, что иногда клиппинг используется сознательно для повышения результатов в соревнованиях по звуковому давлению, но к музыке и повседневу это не имеет никакого отношения.
Удачи, берегите свои динамики!
Читать еще:
- Как настроить усилитель
- Как выбрать усилитель
- Конденсатор для сабвуфера. Нужен ли он?
- Бесплатные уроки по настройке систем
Нажмите кнопку, чтобы поделиться материалом:
Как музыканту, важно понимать ключевую концепцию клиппирования звука. В конце концов, жесткий клиппинг может легко нарушить целостность песни, создавая тяжелые впечатления от прослушивания для ваших поклонников.
К счастью, имея немного справочной информации, вы можете избежать клиппинга и даже сознательно использовать контролируемую форму мягкого клиппинга для улучшения ваших творений. Ниже мы рассмотрим все, что вам нужно знать о клиппинге аудио и о том, как избежать ненужного клиппинга в ваших миксах.
Что такое клиппинг? Определение аудиоклиппинга
Клиппирование аудиосигнала происходит, когда входной аудиосигнал имеет уровень, слишком высокий для системы, через которую он проходит. Это форма искажения формы сигнала, при которой усилитель переходит в овердрайв, поскольку его уровень превысил максимальные пределы.
Поэтому клиппинг в аналоговых и цифровых системах совершенно разный. Хотя существует несколько различных типов клиппинга, некоторые из которых невероятно полезны, клиппинг создает искажения и снижает качество исходного аудиосигнала.
Клиппинг назван в честь клиппированного вида формы волны, который возникает после ее искажения. Эта разрушительная обработка звука происходит при слишком высоких уровнях или когда мастер-фейдер в вашей DAW достигает пика выше 0 дБ.
Синусоидальная волна, клиппированная выше 0 дБ, может начать больше походить на квадратную волну, поскольку клиппинг искажает входной сигнал, снижая качество звука.
Все ли обрезки плохи?
Клиппированный сигнал — это не обязательно плохо. При намеренном использовании клиппинг можно использовать для создания таких известных и любимых нами аудиоэффектов, как насыщенность, овердрайв и дисторшн. На самом деле, тип клиппирования аудио, называемый мягким клиппингом, используется с 80-х годов для создания большего цвета и тепла в миксе без резких пиков традиционного клиппирования.
Клиппинг аудиосигнала может произойти в результате ограничения или сжатия, а также в результате искажения. Любой процесс, который может привести к тому, что уровень сигнала перейдет цифровой или аналоговый порог, может привести к клиппингу.
Многие аудиоэффекты могут быть отнесены к форме контролируемого искажения:
Искажение
Прямой дисторшн — это любой тип клиппирования, используемый для улучшения звучания записи, как правило, в рок-жанрах. Этот тип клиппирования имеет большую устойчивость, чем более мягкий эффект клиппирования, например, овердрайв.
Overdrive
Овердрайв предназначен для того, чтобы звучать как искажение через усилитель именно тогда, когда звук начинает клиппировать и искажаться, или когда амплитуда пересекает установленный усилителем порог. Это довольно мягкая форма клиппирования, которая может добавить немного цвета записям.
Насыщенность
Насыщенность — это перекресток
компрессии
и насыщенности. Она влияет на сигналы, делая их более резкими, громкими и теплыми.
Fuzz
Этот тип клиппирования и искажения аудиоэффекта был популяризирован в 90-е годы и создает более гулкую и теплую атмосферу. Он имеет отчетливый округлый звук и является распространенной педалью эффектов, используемой на сцене психоделического рока.
Что такое мягкая обтравка?
Мягкий клиппинг — это аудиотехника, при которой сигнал искажается, чтобы добавить цвет и теплоту аудиосигналу. Чтобы уменьшить резкие звуки, связанные с клиппингом, схема мягкого клиппинга огибает все звуковые волны, пик которых превышает 0 дБ, создавая более плавный звук для слушателя.
Амплитуда аудиосигнала мягко насыщается по плавной кривой, в отличие от резкой формы жесткого клиппирования. Мягкое клиппирование создает менее резкие гармонические частоты и переводит пиковый сигнал в низкопороговый, создавая более плавные ощущения при прослушивании.
Как звучит аудиоклиппинг?
Звучание обрывов звука отличается в зависимости от конкретного случая использования. Например, все эффекты обрезания имеют немного разный тон звучания, как показано на видео:
Существует бесчисленное множество типов клиппинга, некоторые из которых используются для придания миксу цвета и характера, в то время как другие являются непреднамеренными и возникают просто из-за слишком высокого уровня выходного сигнала.
В контексте вашей DAW, микс клиппируется всякий раз, когда уровень мастер-фейдера превышает 0 дБ, что иногда называют «красной линией» из-за красного света, который отображается на вашем измерителе. Вообще говоря, клиппинг аудио звучит как искаженная, менее качественная версия исходного звука.
Он намного громче исходного сигнала, поскольку амплитуда искусственно увеличивается, добавляя децибелы громкости.
Цифровое клиппирование в сравнении с аналоговым. Аналоговый клиппинг
Существует огромная разница в звучании, когда речь идет о цифровом клиппинге и аналоговом клиппинге. Вообще говоря, аналоговый клиппинг более щадящий, поскольку звук, пик которого превышает 0 дБ, все равно усиливается на основе чистого аудиосигнала.
Цифровой клиппинг, как правило, менее щадящий, поскольку его хирургический подход может быть резким для слушателей. Также стоит отметить, что цифровое и аналоговое оборудование работают в разных масштабах. Звуки, обработанные в вашей DAW, достигают максимума при 0 дБ, в то время как аналоговые звуки имеют другой потолок — 6 дБ.
Аналоговый клиппинг чаще используется для звукового дизайна, в то время как цифровой клиппинг может лучше подойти для прямолинейного формирования переходных процессов.
Как избежать обрывов аудиозаписей
Как уже говорилось, есть некоторые способы, в которых клиппинг может быть полезен, и добавить цвет или тепло в ваш микс при умеренном использовании. Тем не менее, в большинстве случаев клиппинга следует избегать любой ценой. Вот как исправить обрезанное аудио или предотвратить обрезание в первую очередь:
Можно ли исправить вырезку?
Если вы работаете с уже обрезанным аудио, восстановить дорожку не так-то просто. Это разрушительный аудиопроцесс, который нарушает целостность исходного аудиосигнала. Некоторые программы для восстановления звука могут помочь вам вернуть часть оригинальных звуков, но это не всегда возможно и может быть довольно дорогостоящим.
К сожалению, лучший способ исправить клиппинг — избежать его вообще или перезаписать аудио, которое невозможно восстановить.
Постановка усиления
Выравнивание усиления — это оптимизация уровней громкости во избежание искажений на следующем этапе процесса. Это делается как в аналоговых, так и в цифровых системах и помогает предотвратить ненужные обрывы звука в записи.
При работе в DAW это означает, что все дорожки равны или меньше 0 дБ. Аналоговое оборудование обычно имеет установленную по умолчанию калибровку, которую следует установить перед записью для получения оптимального звучания.
Назад к чертежной доске
Иногда лучшим способом решения проблемы клиппинга является простая перезапись пострадавшего сигнала. Это утомительно, но еще утомительнее пытаться восстановить уже поврежденный звук. Отличная запись служит фундаментом любой песни, поэтому не переходите к процессам микширования и мастеринга, не имея твердой основы.
Обрезка звука — слишком распространенное явление в мире аудио, и хотя она может быть полезной, она также может легко разрушить песню. Используйте эти стратегии, чтобы предотвратить клиппинг до того, как он произойдет, и создавайте сильные, плавные песни для ваших слушателей.
А придется. Кстати если ты граблил все с СД, як ты замутил так что появ. клиппинг.? Или не с СД? Уровень сигнала не должен преывшать -0,5Дб или 95-96% от макс. Какое значение? Трудно сказать, ето часто зависит от ПО, ето по разному обзывают, в основном не более 95%. Спроси конкретнее, допустим, есть такая-то опция, че там выствить, из данных значений че выбрать. И ты уверен что мы говорим об одном и томже(Клиппинг), а не зацарапаный СД(на всякий случай).
Цитата хелпа из OrlSoft Mpeg eXtension ето кодер с нормализ.
http://www.orlsoft.ru
Нормализация — процесс приведения уровня громкости всех треков к некоторому заданному в % от максимума уровню. Данная операция бывает полезна для выравнивания громкости при составлении сборников, однако не рекомендуется при сжатии студийных альбомов, т.к. (теоретически) может нарушаться взаимная громкость разных треков альбома, что может разрушить особый замысел режиссера.
Для того, чтобы избежать нормализации всех треков подряд (для более гибкой работы алгоритмов) задаются уровни, определяющие пороги проведения нормализации. То есть нормализация будет производится только в том случае, когда пиковый уровень громкости трека окажется меньше некоторого заданного значения или наоборот больше другого значения. Треки, пиковый уровень которых окажется выше первого и ниже второго значений будут оставлены без изменений. Таким образом, вы можете настроить нормализацию по своему вкусу — хоть экстремально. Установленные значения по умолчанию подходят для большинства применений и являются рекомендуемыми автором.
При правильной настройке (по умолчанию все настроено правильно) нормализация позволяет избежать искажений при последующем декодировании при превышении уровня 0 дБ (условный уровень громкости, являющийся максимально возможным для цифрового аудио). Большинство выпускаемых в настоящее время аудио компакт дисков нормализуются под очень высокий (для сжатия) уровень: -0.3..-0.1дБ. Такие высокие уровни приводят к последующему хрипящему звучанию.
Возможна раздельная нормализация по каналам, что позволяет произвести выравнивание треков с неодинаковой громкостью каналов (часто бывает на старых или пиратских записях). Однако даже при установке данной опции, раздельная нормализация будет применена только если будет обнаружена значительная разница в пиковых уровнях каналов — больше 0.5дБ.
Етой прогой все можно сделать пакетно, да и вообще лучший граббер который я видел(ета прога в твоем случае не прокатит.)
Сначало кажется не удобным, но потом понимаешь что лучше ничего нет. Настраивается ВСЕ.
Для клиппинга SoundForge6 лучше всего, рекомендую. CoolEdit мне показался слабым вообще.
оооооо!
Нашел демку SF6.0, вспомню, поюзаю, отвечу че да как.
В цикле материалов о нелинейных искажениях разобрано:
- Откуда берутся искажения
- Как выглядят искажения на разных типах графиков
- Как увидеть, как понять по графикам, какие искажения слышимые, а какие нет
Нелинейные искажения — ограничение формы волны в области максимальных амплитуд
Для получения максимального качества с устройства передаточной функцией с постепенным ограничением в области максимальных амплитуд надо просто не превышать уровень сигнала выше порога, при котором начинается нелинейный режим.
Рост искажений может быть в любом компоненте тракта и соответственно необходимо проверить тракт от начала до конца.
Основные компоненты: софтовый плеер, ЦАП, усилитель и наушники
Плеер (ПО)
Источником всегда является проигрыватель, который выдает поток на ЦАП. Иногда плеер может содержать эквалайзер или другую обработку звука.
Если для многих очевидно, что поднимая какой-либо частотный диапазон исходная звуковая волна выходит за рамки координатной сетки и возникает клиппирование (жесткое ограничение — срезание «макушек» на форме волны), то неочевидной является обратная ситуация, что когда понижается определенный частотный диапазон и это аналогично может приводить к клиппированию. Дело в том, что когда делается расчет кривой эквалайзера, то ключевые точки соединяются плавными линиями и около точки «провала» возникает нежелательный подъем.
Эквализация состоит из узкополосного подавления частот, но рядом есть подъемы, превышающие максимальный 0 dBFS. И именно на этих соседних частотах возможно клиппирование сигнала.
При использовании любой обработки сигнала, желательно сперва уровень сигнала понизить, и тогда дальнейшая обработка не внесет нежелательных искажений. Если же понижать уровень сигнала после обработки, то искажения уже никуда не исчезнут.
ЦАП
Искажения обычно дает обвязка ЦАП из-за проблем со схемотехникой или недостаточного питания.
В редких случаях используется излишне высокий коэф. усиления в предусилителе для ЦАП (как у )
Регулировка уровня сигнала в ЦАП делится на два вида — цифровой до микросхемы ЦАП (или непосредственно в ней) и в аналоговом виде после ЦАП.
Если есть проблема с клиппированием на выходе ЦАП в его обвязке, то устранить эти искажения можно путем понижения уровня громкости в цифровом виде до ЦАП. В этом случае уровень сигнала после микросхемы ЦАП не будет выходить за линейный участок передаточной характеристики.
Сильный клиппинг
Для наглядности масштаб по горизонтальной оси показан от -30 до 0 dBFS.
В примерах выше виден значительный рост искажений около максимальной амплитуды. В такой ситуации необходимо понижать уровень сигнала до ЦАП.
Незначительное клиппирование
Для наглядности масштаб по горизонтальной оси показан от -30 до 0 dBFS.
Здесь рост искажений не такой явный. Если основная музыка состоит из записей с широким динамическим диапазоном, где пики на звуковой волне — это редкие высокочастотные всплески, то вероятность услышать искажения от клиппирования довольно мала и можно не понижать уровень громкости.
В плеере HiFiMan HM 801 используется только аналоговый регулятор после ЦАП. Одним из вариантов устранения клиппирования — это включить его штатный эквалайзер, где при его активации снижается уровень громкости до ЦАП на 6 дБ.
Из-за особенностей прошивки, при понижении уровня звуковой поток преобразуется в 24 бит (что правильно, т.к. в этом случае не происходит понижения разрядности сигнала), но к сожалению на 24-х битный ЦАП поступает исключительно 16-ти битный поток с грубым округлением разрядности, что приводит к дополнительным искажениям в области тихих звуков. Таким образом, вариант компромиссный. Если использовать этот плеер как внешний ЦАП с цифровым входом SPDIF, то он корректно передает данные 24 бит на ЦАП и раскрывает свое качество в полной мере.
Для DAART Canary II рекомендуется понижение уровня громкости до ЦАП на 1 дБ. Так как DAART Canary II использует современный ЦАП, то на выходе программного плеера надо установить вывод данных в 24/32 бит и тогда точность данных от регулировки звука полностью сохранится.
Вывод в 16 бит с диттером для MUSE AUDIO 4 x TDA1543 NOS DAC и HiFiMan HM 801 для USB входа
Вывод в 24 бит для DAART Canary II и HiFiMan HM 801 для SPDIF входа
На графиках ниже полный масштаб по горизонтальной оси от -90 до 0 dBFS.
MUSE AUDIO 4 x TDA1543 NOS DAC использует мультибитный R2R ЦАП не самого высокого класса с относительно высокими искажениями. Исходя из графика, ему желательно понизить уровень громкости до ЦАП на 2 дБ, но помнить, что и любое понижение громкости даст дополнительный неизбежный рост нелинейных искажений. Так как данные ЦАП может принимать только в 16 бит, то вывод потока аналогично должен быть строго в 16 бит, а алгоритм понижения амплитуды использовать диттер (подмешивание специального шума, устраняющего искажения от операций с конвертацией разрядности).
Искажения в области максимальных амплитуд
Наиболее распространенная ситуация, когда нет резкого роста искажений в виде явного клиппирования, но тем не менее есть «плавный» подъем искажений с гармониками высоких порядков.
Ваш браузер не поддерживает Canvas
Здесь виден рост гармоник низких порядков от -36 dBFS, общий «округлый» рост с -30 dBFS и рост гармоник высоких порядков с -12 dBFS. Исходя из спектров в отчете видно, что «округлый» рост является подъемом уровня шума, предположительно связанного с джиттером. Для данного устройства разумно попробовать понизить уровень до 12 дБ, на участке роста гармоник высоких порядков.
Ваш браузер не поддерживает Canvas
Здесь виден рост искажений начинается от -30 dBFS. Характер искажений предполагает, что ниже искажений нет, но при понижении сигнала на такую величину можно получить недостаточный уровень сигнал/шум. Тут можно попробовать промежуточное значение для понижения от 0 дд 30 дБ.
Такой подъем не обязательно отчетливо слышен и может дать лишь дополнительную окраску звука. С одной стороны желательно понизить уровень от начального роста искажений, но из-за того, что это требует довольно сильного понижения по громкости, то тут возникают неизбежные компромиссы.
После ЦАП у нас идет усилитель с определенным максимальным уровнем усиления. Может получится так, что понизив уровень у ЦАП до максимально качественного уровня, усилитель не сможет обеспечить необходимую громкость с имеющимися наушниками. Обычно это актуально для наушников с низкой чувствительностью.
Клиппирование на меандре
Ваш браузер не поддерживает Canvas
Показано две волны с воспроизведением меандров с уровнями 0 dBFS и -3 dBFS. Есть клиппирование для меандра под 0 dBFS — видно, как срезаны или прижаты колебания на волне.
Ваш браузер не поддерживает Canvas
Показано две волны с воспроизведением меандров с уровнями 0 dBFS и -3 dBFS. Отсутствует клиппирование для меандра под 0 dBFS — видно, что две волны отличаются только масштабом.
Т.к. в каждом ЦАП (кроме вариаций NOS) есть алгоритм повышения частоты дискретизации, то на сигналах, далеких от чистого синуса, могут возникать всплески выше 0 dBFS. У некоторых моделей есть небольшой запас по амплитуде, но производители не всегда обеспечивают микросхему ЦАП необходимым запасом питанием, ориентируясь лишь амплитуду синуса.
Слышимость межсемплового клиппирования находится под вопросом, т.к. в основном «срезаются» лишь верхушки у высокочастотных сигналов, а это считается, что услышать нельзя. Но для собственного успокоения можно немного снизить громкость, если у ЦАП нет запаса по амплитуде выше 0 dBFS.
Усилитель
У усилителя регулятор громкости может быть выполнен как делитель напряжения на входе и на такой усилитель можно подать сигнал любого уровня громкости, а может иметь входной каскад до регулировки громкости, что ограничивает допустимый входной уровень.
Например, у усилителя балансный вход, и сигнал в балансном виде поступает на ОУ, в нем переводится в небалансный сигнал и только потом производится регулировка уровня сигнала перед подачей на блок усилителя. Если ОУ при текущем питании может через себя пропустить на более «стандартных» 2+2 ВRMS, то при превышении этого уровня на входе будет клиппирование сигнала. И дальнейший регулятор громкости положение никак не исправит. Вторым вариантом таких ограничений может быть использование DSP с АЦП на входе и соответственно регулировкой уровня звука через DSP.
Если усилитель на входе может перегружаться, то желательно уровень громкости понизить у источника или добавить предусилитель (это может быть пассивный регулятор громкости на переменном резисторе или реле). В паспортных характеристиках иногда указывают допустимые уровни сигнала для входа.
Для усилителей обычно приводят график искажений от амплитуды под определенным номиналом нагрузки.
Сами по себе значения напряжения для пользователя абстрактны, ведь звук мы слушаем через наушники или АС. У наушников есть параметр чувствительности, который позволяет нам предположить конечный уровень громкости. Если нам надо услышать звуковое давление в 100 дБ SPL, а чувствительность наушников равна 115 дБ/В SPL, то от усилителя нам надо напряжение -15 dBV (0.17 ВRMS). Если при этом уровне напряжений нет нежелательных искажений, то мы можем предполагать качественный звук. Но помнить, что если мы не видим искажения под уровнем шумовой полки, то они там все же могут там быть.
Для более быстрой и наглядной оценки график для усилителя можно строить сразу к звуковому давлению, указав в настройках чувствительность наушников к напряжению (не к мощности 
).
Если на участке между усилителем и наушниками видно, что на желаемой нам громкости есть нежелательные искажения, то избавится от них можно только одним способом — выбором другого усилителя или других наушников (с большей чувствительностью или бОльшим сопротивлением).
График выше, выраженный к звуковому давлению показывает искажения только усилителя. При оценке звукового давления, выше 120 дБ SPL стоит учитывать, что сами наушники могут уйти в собственные искажения.
Наушники/АС
Если искажения возникают в низкочастотном диапазоне, то можно использовать эквалайзер с отсечкой самых низких частот. Это может существенно снизить искажения без ощущения потери баса. Такое обычно применяют для АС.
Редко (а может и нет) искажения может дать кабель от наушников (или для колонок). Кабель для наушников обычно является многожильным для высокой гибкости. Со временем жилы перетираются и рвутся. И в проводе возникают участки с очень малым сечением, через которое не может пройти необходимое количество тока. В наибольшей степени этому подвержены провода из литцендрата, где каждая жила в изоляции. При проверке мультиметром такие провода не выявляются, т.к. тест проводится малым током. С таким проводом чаще всего при прослушивании на большой громкости возникает ощущение дисбаланса между каналами (т.к. проблема обычно возникает в проводе одного из каналов, или в разной степени между каналами). На данный момент готовится подробный отчет с примером такого провода.