Wie funktionieren Gitarrenverzerrung und Overdrive?

Bei so vielen Musikgenres ist es keine Überraschung, dass es viele Verzerrungspedale gibt. Aber was macht sie so anders? Schauen wir uns genauer an, was mit Audiosignalen passiert, wenn sie diese relativ einfachen Geräte durchlaufen.

Verzerrung ist ein allgemeiner Begriff für jede Modifikation eines Audiosignals, die eine signifikante Veränderung bewirkt. Die Welt der Musik hat in der Tat einige verschiedene Arten. Aber wie funktioniert das alles? Um dies zu beantworten, müssen wir uns ansehen, wie Sinuswellen vom Volumen beeinflusst werden.

Clipping und Verzerrung

Grundlegende Overdrive- und Gitarrenverzerrungen können durch den Clipping-Effekt visualisiert werden. Wir erwähnten Clipping in einem früheren Artikel, HTG erklärt: Wie funktioniert Dynamic Range Compression ändern Audio? Komprimierung hilft, Clipping zu verhindern, aber in diesem Fall möchten wir es betonen.

( Bildnachweis: Wikimedia Commons)

Im Originalsignal können Sie sehen, dass die Sinuswelle den Schwellenwert des Geräts überschreitet. Normale Wellen, die innerhalb der richtigen Schwelle liegen, klingen glatt. Da die Wiedergabegeräte die Schwelle nicht wirklich überschreiten können, beginnen sich die Wellenberge und -täler zu quadrieren. Dies ändert die Qualität des Klangs. Warum? Nun, es hat mit Mathematik zu tun.

Vergrößern wir eine Sinuswelle.

Stellen Sie sich nun vor, wir spielen einen anderen Ton neben diesem, etwas mit einer höheren Frequenz, das aber an den Spitzen übereinstimmt. Wir werden es nur mit einer niedrigen Amplitude einführen. So sieht das Ergebnis aus.

Sie können sehen, dass es beginnt, die Form dieser quadratischen Welle aus dem Clipping-Abschnitt zu nehmen. Wenn Sie einen ungeraden Oberton einführen, werden Sie diese Art von Form sehen. Wenn wir die Amplitude desselben Obertons erhöhen, sehen Sie eine spezifischere Form.

So können Sie sehen, dass sich diese scharfen Ecken etwas prominenter bilden. Wir können dies weiter übertreiben, indem wir noch einen ungeraden Oberton hinzufügen.

Mit viel Clipping ändert sich die Form der Sinuswelle in einer Weise, die mathematisch durch eine völlig andere Gleichung dargestellt wird, oben als Addition von zwei Sinuswellen gezeigt. Je härter das Clipping ist, desto größer ist die Ähnlichkeit mit immer komplexeren Wellen. Weichere Clipping wird nicht wirklich Einfluss auf den Klang zu viel.

Schauen wir uns an, was für eine Nahaufnahme einiger verzerrter Wellen in Audacity.

Hier habe ich einen Teil der Wellen hervorgehoben, die zusammenpassen. Die zweite Welle ist eine verzerrte Sinuswelle, etwas, das aussieht, als wäre es abgeschnitten und dann komprimiert worden. Es ist eine Rechteckwelle. Hier ist ein Beispiel einer 440 Hz – mittleren A – Sinuswelle und einer 440 Hz-Rechteckwelle.

Eine 440Hz Sinus (kein Clipping) Welle

Eine 440Hz quadratische (Clipped) Welle

Wir haben gesehen, was mit ungeraden Obertönen passiert. Gerade Obertöne machen etwas anderes.

Vergleichen Sie dies mit der dritten Welle in der Audacity Screenshot oben. Dies wird als Sägezahnwelle bezeichnet und klingt sehr unterschiedlich.

Eine 440Hz Sägezahnwelle

Während wir die Mathematik übersprungen haben, hoffen wir, dass Sie sehen, wie die Wellenaddition die Auswirkungen des Clipping auf unterschiedliche Weise simuliert. Unterschiedlich geformte Wellen verändern die Klangqualität auf sehr wichtige Weise. Dies ist teilweise der Grund, warum verzerrte Gitarren so viele Obertöne haben und warum es so viele Arten von Verzerrungspedalen gibt.

Overdrive

Es gibt viele verschiedene Arten von Verzerrungen, eine der häufigsten ist Overdrive. Es funktioniert durch Anwenden einer Erhöhung der Verstärkung an bestimmten Ausgängen. Weicheres Spielen verursacht nicht wirklich die verräterische Verzerrung, aber härteres Spielen oder eine höhere Signallautstärke für den Overdrive-Prozessor führt dazu, dass die verräterischen Clipping-Muster durchkommen. Overdrive bietet ein weicheres Clipping, das dazu beiträgt, das ursprüngliche Timbre des Instruments mehr oder weniger im Takt zu halten, oder versucht, einen Teil des Verlusts auszugleichen.

Overdrive wurde ursprünglich bei Röhrenverstärkern gefunden, bei denen eine Erhöhung der Spannungsverstärkung den Verstärker „übersteuern“ und den gewünschten Effekt erzeugen würde. Moderne Overdrive-Prozessoren, wie sie in Pedalen zu finden sind, versuchen, dies für Verstärker zu replizieren, die nicht auf Röhren basieren. Sie erfordern eine höhere Lautstärke vom Verstärker, um den Effekt zusätzlich zu einer gewissen „Farbmischung“ zu erzeugen, um den Effekt gut zu simulieren. Diese letzte Funktion ist am einfachsten im Tonrad zu sehen. Overdrive bewahrt ein gutes Maß an Dynamikumfang und kann immer noch einige saubere Sounds erzeugen, kann aber einige dieser Obertöne mit etwas Druck zum Leuchten bringen.

Distortion

Overdrive ist zwar technisch noch verzerrt, wird jedoch aufgrund seines milden Effekts und seiner primären Abhängigkeit vom kontrollierten Clipping separat gruppiert. Gängigere Verzerrungspedale, wie die heute so verbreiteten Grunge- und Metal-Stompboxen, sind mutiger in Bezug auf ihre Fluktuation. Anstatt sich auf Verstärkungsschwankungen zu verlassen, verändern sie die Form der Welle in unterschiedlichen Mustern und tun dies auf eine Weise, die nicht von der Höhe der Verstärkung abhängt. Overdrives „wärmere“ Obertöne gehen hier verloren, ebenso wie ein erheblicher Teil des ursprünglichen Timbres.

Outright Distortion schneidet wirklich den Dynamikbereich und fügt einige Equalizer-Effekte. Normalerweise ist der mittlere Bereich das, was wir am besten hören können, um das auszugleichen, sind die Equalizer-Einstellungen so eingestellt, dass sie das hohe und niedrige Ende verstärken. Dies ist der Grund, warum die tieferen Töne wirklich Metall treiben und warum die Pinch-Harmonischen, die normalerweise kaum hörbar sind, wirklich vor Verzerrung kreischen. Jede art von verzerrung pedal hat eine bestimmte form es drückt seine signal in richtung sowie spezifische EQ einstellungen und einige in-haus spezielle mischen geworfen in, so es ist einfach zu überwältigt werden bei der suche zu kaufen. Achten Sie darauf, jedem zuzuhören und mit seinen Einstellungen zu spielen, um einen vollständigen Überblick darüber zu erhalten, was er tun kann.

Fuzz

Ein weiterer sehr beliebter und spezifischer Effekt ist Fuzz, der in den Genres Industrial und Metal weit verbreitet ist und häufig sowohl für Gesang als auch für Instrumente verwendet wird. Fuzzboxen fügen eine bestimmte Art von Verzerrung hinzu, die genau so klingt, wie der Name schon sagt. Das ursprüngliche Signal wird von ganzem Herzen ausgelöscht und in eine Rechteckwellenform umgewandelt. Es ist fast so, als würde es gegen eine Mauer stoßen, bevor es in einer vollständig transformierten Form weitergeht.

Fuzzboxen fügen auch zusätzliche harmonische Obertöne hinzu, um einen künstlich abgerundeten und wärmeren Klang zu erzeugen. Dies geschieht durch einen einstellbaren Frequenzmultiplikator, und wenn ein härterer Klang gewünscht wird, kann stattdessen unharmonische Obertöne ergeben. Tatsächlich fügen diese künstlich hinzugefügten Obertöne viel zu Streichermelodien hinzu und bieten eine gute Kulisse. Sitars Bank auf diesen gleichen Harmonischen, und wenn Sie jemals gehört haben, ein in ein normales Distortion-Pedal angeschlossen, würden Sie schwören, es war in einer Fuzzbox statt.

Nun, da Sie wissen, warum Verzerrung das tut, was sie tut, sollten Sie in der Lage sein, sie zu ändern, um Ihren speziellen Spielstil deutlicher zu machen. Sie können sogar Ihr Wissen über Equalizer verwenden, um den Prozess zu unterstützen. Und während wir diese Effekte hauptsächlich im Hinblick auf Gitarren besprochen haben, können sie auch auf Gesang und andere Instrumente angewendet werden. Experimentieren Sie und Sie brechen die sich ständig auflösenden Genre-Barrieren, die heute vorhanden sind!