Audio Clipping（音频削波）是我们许多人都遇到过的现象。“音频削波”十分常见，在宿主软件、扬声器或声卡上通常会表示为红色的视觉来作为警示。遇到这种情况时，我们大部分的做法都是降低各种推子或旋钮，以让削波消失。当然这只是经验之谈，我们有必要把音频削波的概念、听感和处理方法也深入讲解一下。

什么是音频削波？

音频削波，是指在模拟或数字系统中，音频信号被放大到超出最大限制。这种情况也可以叫做Overdrive（过载），并且和吉他踏板效果器一样（吉他效果器也有叫过载的），二者都可以产生失真并降低音频信号的质量。
下面的图示展示了发生削波时的情况，削波使音频波形产生了失真。一般而言，音频波形看起来应当是光滑圆润的，但削波会直接“削掉”部分波峰和波谷，使之成为一块“砖头”。如果通过扬声器来播放这种“砖头”，就会产生刺耳的、不自然的噪声，这种噪声不仅听起来很难受，还会损坏你的扬声器。

当扬声器削波时，产生的现象在听觉上便可反映为“断续感”或者“失真”。如果令扬声器长时间处于削波状态，那么就会开始过热，并且损坏的风险会急剧上升。但很多扬声器都内置有预防措施来避免这种情况的发生，比如预装类似于限制器的软削波电路来限制噪声和失真现象。这些软削波电路一开始是在80年代用来限制扬声器的输入信号的，比如输入信号比扬声器所允许的最大电平还要大10dB，那么软削波电路就会限制该信号，以避免出现削波。
音频削波后听起来是什么样的？

削波是一种会导致声音失真的现象。失真在重金属和摇滚吉他中十分常见，但那种失真一般都是故意的，而且听起来也比较有感觉。在音乐行业中，有三种程度的失真，它们分别是：
Overdrive

Distortion

Fuzz

这三种程度听起来都很明显，但第二种和第三种的失真特别明显，程度最轻的是Overdrive。有时候Overdrive只会带来很少量的失真，甚至不会让人注意到。当你开始注意到音频质量有所损失，并且出现断续感时，失真就发生了（实际上要小于人耳可听闻的程度，这里是从实际应用出发）。Fuzz的程度最重，甚至可能会让人感到不悦。对于应该避免的偶然削波，和故意做出来的失真吉他，主要的区分方式就是削波是否发生在整个音频上（吉他和所有其它声音），并且有没有让声音变得难听。

上面红色的那条音频非常清楚地表明了削波的视觉效果，也很好地说明了失真的后果。削波会使音频损失辨识度和细节，使得声音不再清晰，取而代之的是出现了噪声、爆音、咝咝声等对音频无益的成分。

如何避免声音削波？

最需要注意的是，如果在设备链靠前的阶段产生了削波，那么不管你有没有设置正确的电平，最终都会导致削波。

比较直观的例子就是电脑上用来播放电影和音乐的VLC播放器，这种播放器允许用户将音量设置到200以上。如果你把电脑的扬声器声音设置地特别小，但把VLC播放器设置到很大很大，那么声音最后还是会削波，只不过带着削波整体听起来比较小罢了。

这个现象也叫做Gain Staging（增益分级），做好增益分级可以使削波消失，并确保后续不再发生削波。在处理削波的过程中，分清Volume（音量）和Gain（增益）的区别也是很重要的！

结论

导致削波的主要原因之一，就是音频信号在前往扬声器或耳机的过程中，在某个节点音量过大。这时在模拟系统中电压就会过高（电压代表音量和振幅），或者在数字系统中位深就会溢出。

要理解音频削波的基本概念，或掌握避免削波的方法，并不需要你先去考个什么电气工程师或者掌握特别高深的技术细节。只是这种现象时有发生，很多人都已经习惯了去处理它而已。

经过本文的介绍，你应该已经知道了什么是削波、削波的听感和避免削波的方法，更加深入的东西需要大家继续保持学习！

作者简介

本文作者名为Samuel Matthews，今年33岁，居住于曼切斯特。他专门代写杂志论文，并写有自己的侦探小说。Samuel喜欢学习新事物，也喜欢认识不同的人。他的爱好是旅行、运动和打鼓。

本文出自《midifan月刊》2022年01月第190期

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