Chorus/Flanger/Phaser 原理
Chorus/Flanger/Phaser 原理
以下內容參考自：Understanding Chorus, Flangers, and Phasers in Audio Production
由於 Chorus, Flanger, Phaser 原理相近且比較多人容易搞混，所以這邊特別整理出來讓大家搞清楚其原理與差異。
什麼是相位？
在 傅立葉級數的相位譜 我們有講解過相位譜，其實就是換個角度來觀看時域圖形。這邊採用時域觀點來說明何謂相位。以下這張圖為簡單的正弦波，此正弦波每個點的相位是其沿 x 軸（時間）相對於波週期開始的位置。
在討論聲波相位時，我們通常會使用度數來討論。我們將一個完整的週期定義為 360 度，每個 360 度的倍數代表著一個新的週期的開始。如下圖所示：
波的相位指的就是波在週期內的一個點。
相位調變 (Phase Modulation)
Phase modulation 其實就是在時間軸上逐漸改變波形相對位置的過程，如下圖所示： A 正弦波與 B 正弦波相位差了 45 度。
同相 vs 反相 (In Phase vs Out of Phase)
提及相似波形之間的相位關係時，我們可以說兩個波的相位關係有三種可能：1. 同相 (in phase) 2. 反相 (out of phase) 3.介於兩者之間。
In phase:
當兩個波形同相時，這意味著它們在時間上完全對齊，兩個波的波峰對齊波峰，波谷對其波谷，造成疊加的能量加倍的效果。
Out of phase:
另一方面， 當兩個波形反相時，這意味著一個波峰被另一個波形的波谷抵銷，造成能量歸零的狀態。
梳狀濾波 (Comb Filtering)
梳狀濾波是訊號中的一種破壞性干擾形式。將訊號延遲後與原訊號疊加。此延遲時間可以是 0.1 毫秒到 10 毫秒之間。根據時間的延遲，導致頻率響應 (frequency response) 看起來像梳子。如下圖所示：
Chorus 運作原理
通過複製原訊號（或多個副本），並改變其周期（音高），然後將調製的副本與原始信號混合，獲得“合唱”效果。Chorus 不是像 Vibrato 那樣使用音高電路來調製音高，而是通過使用低頻振盪器(LFO) 調製波形的延遲時間來實現音高的細微變化。
時序差異導致原始信號和複製信號之間不斷變化的相位偏移。此外，與 Phaser 和 Flanger 相比，較長的延遲時間會導致最終信號頻率的逐漸變化，從而產生複製音高的變化。在大多數情況下，較慢的速度/速率會產生微妙的合唱效果，而較快的速度/速率會導致原始信號的更多相位偏移和音高調製。
Chorus 使用的延遲時間比 flanger 長得多，導致聲音聽起來不像梳狀濾波器，而聽起來有點像兩個信號重疊。通常合唱使用 15-35 毫秒的延遲時間。
Flanger 運作原理
與 Chorus 類似，Flanger 通過複製原訊號並使用 LFO 調製延遲時間來工作。它們的不同之處在於它們的延遲時間和它們創建的副本數量。與 Chorus（5ms 到 30ms）相比，Flanger 使用更短的延遲時間（1ms 到 5ms），並且只涉及原始信號的一個副本，而 Chorus 可以創建多個副本。
在 Chorus 中，由於音高和時間差異，原始信號和複製信號之間的頻率差異不大，這有助於最大限度地減少建設性和破壞性干擾。然而，使用 flanger 時，複製的信號與原始信號相同，因此會出現明顯的頻率干擾。
這種效應的結果是一個類似於梳狀濾波器的單個聲波，因為當相同的波形相互偏移並到達相消干涉點時會出現凹槽。換句話說，在相移過程的某些點，波形的相位變得完全同步，導致相長干涉，而在其他點，波形完全不同步並相互抵消。
鑑於 flanger 中的陷波是由信號本身內的頻率關係產生的，它們將以與諧波相關的間隔出現（基於原始信號的頻率內容）。
通過使用 LFO 來調製副本的延遲時間，這些干擾點將會改變。梳狀濾波器上的陷波會出現“移動”，從而產生一種灼熱的共振，掃過 LFO 的速率。Flanger 也很好地利用了反饋，將輸出發送回輸入以接收更多處理。這突出了凹槽和共振，從而產生了 Flanger 的刺耳金屬音色特徵。
Phaser 運作原理
Phaser 具有類似的聲音，但關鍵的是 phaser 與 chorus 和 flanger 不同：phaser 不調製延遲時間。
與 flanger 一樣，phaser 會在 LFO 將複製的信號與原始信號進行掃描時產生頻率抵消。然而，它不是延遲原始信號的副本，而是通過一個稱為全通濾波器 (All-pass Filter) 的電路。
Phaser 利用全通濾波器的電路來改變複製信號和原始信號的各種頻率之間的相位關係。當複制的信號通過全通濾波器時，某些頻率會發生相位偏移，並且輸出會與原始信號混合。由於全通濾波器的輸出與原始輸出相結合，在全通電路產生相位偏移的頻率處形成陷波。
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