Это начало достаточно многосерийного цикла с обсуждением фазы сигнала в гитарном мире, поэтому помимо общего сквозного счетчика статей в круглых скобках в заголовке появляется и подзаголовок в квадратных скобках, с указанием номера части.
Для упрощения сделаем вид, будто гитарный сигнал - это такая красивая синусоида (рис 1).
Иначе всё будет точно так же, только графики будут не наглядные.
Когда сигнал проходит через разные транзисторы и операционные усилители, то его фаза может:
а) не меняться. Или меняться на число, кратное 360 градусам, что то же самое что и не меняться вовсе.
б) меняться.
У категории б) есть два подвида:
б1) меняться на 180 градусов. А также неотличимые от него варианты 540, 900 и так далее.
б2) меняться как-то ещё, это в данном случае нам неинтересно.
Что такое изменение фазы на 180 градусов? Это как перевернуть график вверх ногами. Где были выпуклости - станут впуклости и наоборот.
Такой сигнал ещё называют инвертированным. Или противофазным.
При этом по схеме достаточно легко увидеть, будет меняться фаза на 180 градусов или нет.
Рассмотрим транзистор (для примера биполярный, но с остальными принцип тот же).
С операционными усилителями ещё проще. Помним, что у него всего один выход, так что вариантов, откуда снимать сигнал - нет. Зато у него два входа, которые и определяют фазу сигнала на выходе. И тут нам поможем логика. Если входной сигнал подавать на вход, называемый инвертирующим, то выходной сигнал, по идее, будет инвертированным. Т.е. смещенным на 180 градусов.
А если вход неинвертирующий, то и сигнал на выходе - не инвертированный. Удивительное дело, но так оно и есть. Даже рисунков не понадобилось.
***
Что происходит, если внутри педали у нас несколько транзисторов и операционных усилителей и часть из них инвертируют сигнал, а часть нет? Да не очень-то и важно. Те элементы, что не меняют фазу - можно и вовсе не считать. Посчитаем те, что меняют. Если число инверсий сигнала было четным, то сигнал на выходе педали будет не инвертированным. Ведь если повернутый на 180 градусов сигнал повернуть ещё на 180, то получится поворот на 360 и сигнал станет совпадающим по фазе с исходным.
Итого получается, что у нас есть педали, которые меняют фазу сигнала на противоположную и те, что сохраняют фазу.
Что будет если мы подключим в одном педалборде как педали, которые меняют фазу, так и те, что не меняют? При переходе с микроуровня на макроуровень ничего принципиально не изменилось. Педали, не меняющие фазу, можно не считать вовсе. У педалей, инвертирующих фазу, важно четное или нечетное их число. Соответственно итоговый сигнал будет либо инвертированным, либо нет.
Какая разница? В принципе абсолютно никакой. Нашему уху совершенно всё равно, начнется сигнал с нарастающей полуволны или с ниспадающей.
А зачем тогда всё это? А затем, что это при последовательном соединении нам нет никакой разницы. А вот при параллельном - есть и ещё какая. Ведь если два сигнала на 100% идентичны и отличия только в их фазе, то при их смешении они исчезнут. Останется полная тишина. А мы ведь не для того тут собрались, чтобы генерировать полную тишину?
На самом деле нам редко придется смешивать два сигнала достаточно идентичных, чтобы получить тишину. Обычно противофазу можно услышать как сигнал, в котором снизилась громкость, а также пропал бас (и иногда верх тоже пропал).
Как можно добиться параллельного соединения в мире гитарных педалек?
1) Можно играть в два усилителя. В какой-то момент в звуковой цепи будет возможность разделить сигнал на две части и двумя проводами отправить в два разных усилителя. Схемы самих усилителей также состоят из элементов, то инвертирующих фазу, то нет. Если усилители неодинаковые (или например у одного включен чистый канал, а у второго - перегруз) - то может возникнуть противофаза. Чтобы такого не случалось, надо иметь возможность привести фазу в соответствие. Для этого на педалях сплиттерах обычно есть кнопочка, меняющая фазу одного из выходов на противоположную.
Самый грубый и брутальный способ изменить фазу в случае усилителей - поменять у одного из них провода, идущие на динамик, местами (только не надо делать это при включенном усилителе).
2) Можно играть в один усилитель, но использовать параллельные цепи эффектов. Сначала мы разделим сигнал на два, в каждой из получившихся цепочек сигнала будут стоять какие-то свои педали эффектов, а потом мы смешаем сигналы обратно в один. В этом случае также надо подстроить фазу одного из путей так, чтобы она совпадала с фазой второго пути.
Но тут это можно сделать или в месте разделения сигнала или в месте обратного соединения. Подробнее об этом случае будет написано в следующей статье.
А иногда противофаза может быть часть задумки. Например, если пустить параллельно хорус и фленжер и инвертировать фазу перед их обратным смешиванием, то мы удалим чистый звук, останется смесь вибрато от хоруса и фленжера. Своеобразный звук, не буду пытаться словами его описать.
Главное, чтобы было понятно, какие подводные камни можно встретить на параллельных тропинках эффектов и иметь возможность ими управлять, а не быть заложником фазы сигнала.