بوابة عازلة للصوت

بوابة الضوضاء ، أو ببساطة البوابة، هي جهاز إلكتروني أو برنامج يُستخدم للتحكم في مستوى صوت الإشارة الصوتية . وهي تُشبه المُحدد الذي يُخفف الإشارات التي تتجاوز عتبة معينة، مثل بداية النوتات الموسيقية العالية، حيث تُخفف بوابة الضوضاء الإشارات التي تقل عن هذه العتبة. ^{[ 1 ]} ومع ذلك، تُخفف بوابة الضوضاء الإشارات بمقدار ثابت، يُعرف بالنطاق. في أبسط صورها، تسمح بوابة الضوضاء بمرور الإشارة الرئيسية فقط عندما تتجاوز عتبة محددة: أي تكون البوابة مفتوحة . إذا انخفضت الإشارة عن العتبة، فلا يُسمح بمرور أي إشارة (أو يتم تخفيف الإشارة بشكل كبير): أي تكون البوابة مغلقة . ^{[ 2 ]} تُستخدم بوابة الضوضاء عندما يكون مستوى الإشارة أعلى من مستوى الضوضاء غير المرغوب فيها . يتم ضبط العتبة فوق مستوى الضوضاء، وبالتالي عندما لا توجد إشارة رئيسية، تكون البوابة مغلقة.

يُستخدم هذا الجهاز عادةً مع الغيتار الكهربائي لإزالة الطنين والتشويش الناتج عن وحدات تأثيرات التشويه . لا تزيل بوابة الضوضاء الضوضاء من الإشارة نفسها؛ فعند فتحها، تمر كل من الإشارة والضوضاء. ورغم وجود كل من الإشارة والضوضاء غير المرغوب فيها في حالة البوابة المفتوحة، إلا أن الضوضاء تكون أقل وضوحًا. وتصبح الضوضاء أكثر وضوحًا خلال فترات غياب الإشارة الرئيسية، مثل فترة سكون في عزف منفرد على الغيتار . تحتوي البوابات عادةً على إعدادات للهجوم والإطلاق والتثبيت ، وقد تحتوي على وظيفة التنبؤ المسبق. ^{[ 3 ]}

تحتوي بوابات الضوضاء على مفتاح تحكم لتحديد مستوى الصوت الذي ستفتح عنده البوابة. وتتميز بوابات الضوضاء الأكثر تطوراً بميزات إضافية.

يُستخدم مُتحكّم التحرير لتحديد المدة الزمنية التي تستغرقها البوابة للانتقال من وضع الفتح إلى وضع الإغلاق الكامل. وهو ما يُعرف بمدة التلاشي التدريجي للصوت. يؤدي التحرير السريع إلى قطع الصوت فجأة، بينما يؤدي التحرير البطيء إلى تخفيف الإشارة تدريجيًا من وضع الفتح إلى وضع الإغلاق، مما ينتج عنه تلاشي تدريجي للصوت. إذا كانت مدة التحرير قصيرة جدًا، فسيُسمع صوت طقطقة عند إعادة فتح البوابة. يُعدّ التحرير ثاني أكثر عناصر التحكم شيوعًا في البوابات، بعد العتبة.

يُستخدم عنصر التحكم في الهجوم لتحديد المدة الزمنية التي تستغرقها البوابة للانتقال من حالة الإغلاق إلى حالة الفتح الكامل. وهي مدة التلاشي التدريجي.

يُستخدم عنصر التحكم في الثبات لتحديد المدة الزمنية التي تبقى فيها البوابة مفتوحة بالكامل بعد انخفاض الإشارة عن العتبة، وقبل بدء فترة التحرير. غالبًا ما يُضبط عنصر التحكم في الثبات لضمان عدم إغلاق البوابة خلال فترات التوقف القصيرة بين الكلمات أو الجمل في إشارة الكلام. ^{[ 4 ]}

يُستخدم مُتحكّم النطاق لضبط مقدار التوهين الذي يُطبّق على الإشارة عند إغلاق البوابة. في كثير من الأحيان، يكون التوهين كاملاً، أي لا تمر أي إشارة عند إغلاق البوابة. في بعض الحالات، لا يُفضّل التوهين الكامل، ويمكن تغيير النطاق.

تتميز البوابات المتقدمة بوجود مدخل جانبي خارجي . هذا المدخل الإضافي يسمح بتشغيل البوابة بواسطة إشارة صوتية أخرى. ومن أنواع بوابات الضوضاء ذات المدخل الجانبي المستخدمة في إنتاج الموسيقى الإلكترونية بوابة الترانْس، أو ببساطة البوابة ، حيث لا يتم التحكم في بوابة الضوضاء بواسطة إشارة صوتية، بل بواسطة نمط مُبرمج مسبقًا، مما ينتج عنه تقطيع دقيق ومتحكم به للصوت المستمر.

غالبًا ما تستخدم بوابات الضوضاء خاصية التباطؤ ، أي أنها تحتوي على عتبتين: إحداهما لفتح البوابة والأخرى، مضبوطة على مستوى أقل ببضع ديسيبل ، لإغلاقها. هذا يعني أنه بمجرد انخفاض الإشارة عن عتبة الإغلاق، يجب أن ترتفع إلى عتبة الفتح حتى تُفتح البوابة، وبالتالي لا تؤدي الإشارة التي تتجاوز عتبة الإغلاق بانتظام إلى فتح البوابة والتسبب في التشويش . كما أن زيادة مدة الثبات تساعد أيضًا في تجنب التشويش، كما ذُكر سابقًا.

تتمثل الوظيفة الأساسية لبوابة الضوضاء في إزالة الأصوات التي تقل عن عتبة معينة. تُستخدم بوابات الضوضاء بشكل شائع في استوديوهات التسجيل وأنظمة تضخيم الصوت . كما قد يستخدم موسيقيو الروك وحدات دواسات صغيرة محمولة للتحكم في الضوضاء غير المرغوب فيها الصادرة من أنظمة تضخيم صوت الجيتار. وتُستخدم بوابات الضوضاء محدودة النطاق أيضًا لإزالة ضوضاء الخلفية من التسجيلات الصوتية عن طريق استبعاد نطاقات التردد التي تحتوي على ضوضاء ثابتة فقط .

في معالجة الصوت اللاحقة ، تعمل تقنية حجب الضوضاء على تقليل مصادر الضوضاء الثابتة، مثل هدير أسطوانات الفينيل ، وصوت أزيز أشرطة التسجيل، والتشويش الناتج عن الراديو أو مكبر الصوت ، وطنين نظام الطاقة، دون التأثير بشكل كبير على الصوت الأصلي. تُقسّم الإشارة الصوتية، كالموسيقى أو الكلام ، إلى نطاقات ترددية متعددة بواسطة مجموعة من مرشحات تمرير النطاق المتداخلة ، وإذا كان سعة الإشارة في أي نطاق أقل من عتبة محددة مسبقًا، يُحذف هذا النطاق من الصوت النهائي. هذا يقلل بشكل كبير من ضوضاء الخلفية المسموعة، لأن مكونات التردد للضوضاء التي تقع ضمن نطاقات تمرير النطاق المحجوبة هي فقط التي تبقى.

طُبقت هذه التقنية في الإلكترونيات الآنية في بعض مشغلات الأسطوانات الصوتية عالية الجودة منذ ثمانينيات القرن الماضي ، وتُستخدم الآن على نطاق واسع في معالجة الصوت اللاحقة ، حيث يُمكن لبرامج تحويل فورييه للإشارة الصوتية أن تُنتج طيفًا دقيقًا للغاية للضوضاء الخلفية. تتضمن حزم برامج تحرير الصوت الرقمي الشائعة ، مثل CoolEdit و Audacity، شفرة سهلة الاستخدام لبوابات الضوضاء الرقمية: يختار المستخدم مقطعًا صوتيًا يحتوي على ضوضاء ثابتة فقط، وتُستخدم مستويات السعة في كل نطاق ترددي لتحديد مستويات العتبة التي سيتم تطبيقها على الإشارة ككل.

تُعدّ تقنية حجب الضوضاء فعّالة عندما يكون التشويش ثابتًا ومحصورًا في نطاق ترددي ضيق (مثل طنين التيار المتردد) أو أقل بكثير من مستوى الإشارة الرئيسية (  يُفضّل ألا يقل عن 15 ديسيبل). أما في الحالات التي تندمج فيها الإشارة مع التشويش الخلفي (على سبيل المثال، أصوات الطبول في أغنية " Sun King " من ألبوم Abbey Road لفرقة البيتلز ) أو عندما تكون ضعيفة مقارنةً بالضوضاء (كما هو الحال في التسجيلات الشريطية الخافتة جدًا )، فقد تُضيف تقنية حجب الضوضاء تشويشًا أكثر إزعاجًا من التشويش الأصلي.

في سياق جلسة تسجيل متعددة الميكروفونات، تُستخدم تقنية حجب الضوضاء لتقليل تسرب الصوت إلى الميكروفون من مصادر أخرى غير المصدر المُخصص له. على سبيل المثال، عند تسجيل مجموعة طبول ، يُستخدم ميكروفون واحد لالتقاط صوت طبلة السنير وآخر لالتقاط صوت طبلة البيس . يُخرج ميكروفون السنير إشارة مُركبة من إشارة سنير عالية المستوى وإشارة بيس منخفضة المستوى (بسبب بُعد طبلة البيس عن ميكروفون السنير). إذا تم ضبط مستوى عتبة حجب الضوضاء بشكل صحيح، يُمكن عزل إشارة طبلة السنير. لعزل إشارة طبلة السنير تمامًا، يجب أن يكون معدل التحرير سريعًا جدًا، مما قد يؤدي إلى قطع الجزء الأخير من صوت السنير . يُمكن عادةً معالجة ذلك بإضافة ميكروفون أو أكثر من الميكروفونات العلوية ، والتي تعمل كحلقة وصل صوتية عامة لجميع المصادر الأخرى التي تم حجبها.

تُعدّ بوابات الضوضاء مفيدة عند تحرير التسجيلات المباشرة لإزالة الضوضاء الخلفية بين المقاطع أو الحوارات. مع ذلك، يجب توخي الحذر عند ضبط هذه البوابات حتى لا يتم تفعيلها بسبب ضوضاء دخيلة.

في التطبيقات الصوتية على المسرح، يمكن استخدام مفتاح ميكروفون بصري بدلاً من بوابة الضوضاء. يستشعر مستشعر الأشعة تحت الحمراء وجود شخص أمام الميكروفون ويقوم بتشغيله.

من الأمثلة الجيدة على التحكم الزمني في الضوضاء تأثير الصدى المُتحكم به، والذي يُسمع بوضوح على طبول أغنية فيل كولينز الشهيرة " In the Air Tonight "، من ابتكار المهندس والمنتج هيو بادغام . في هذا التأثير، يتم قطع الصدى القوي المُضاف إلى الطبول بواسطة بوابة الضوضاء بعد بضعة أجزاء من الثانية ، بدلاً من تركه يتلاشى بشكل طبيعي. ويمكن تحقيق ذلك أيضاً عن طريق: إرسال إشارة السنير الأصلية إلى وحدة الصدى (أو أي وحدة معالجة أخرى)، ثم إدخال بوابة ضوضاء على مسار إشارة الصدى، وتوصيل صوت السنير بالدائرة الجانبية لوحدة البوابة. عند ضبط وحدة البوابة على الدائرة الجانبية الخارجية (أو المفتاح الخارجي )، ستستجيب البوابة لمستوى إشارة السنير وتتوقف عندما ينخفض ​​مستوى الإشارة عن العتبة، وليس صوت الصدى.

من الحيل الشائعة في الإنتاج الموسيقي استخدام توليفات غير متوقعة من مدخلات السلسلة الجانبية للتحكم في أصوات أطول وأكثر استدامة. على سبيل المثال، يمكن استخدام إشارة الصنج للتحكم في صوت مُركّب مستدام لإنتاج إشارة لحنية (أو توافقية) إيقاعية متزامنة تمامًا مع إشارة الصنج. يُمكن إيجاد مثال جيد على هذا الاستخدام في ألبوم Godley & Creme المفاهيمي " Consequences" . تطلّبت قصة الألبوم ابتكار عدد من المؤثرات الصوتية الخاصة التي تُوحي بوقوع كوارث طبيعية .

في مشهد "النار"، استخدم غودلي وكريم بوابة ضوضاء، يتم تشغيلها بواسطة صوت أصوات متعددة المسارات، لخلق صوت حريق هائل في الأدغال . أثناء تسجيل هذا المقطع، في كل مرة تبدأ فيها إشارة الصوت، يتم تشغيل بوابة الضوضاء لفتح قناة أخرى، تحمل حلقة مسجلة مسبقًا لصوت طقطقة (تم إنشاؤها عن طريق إضافة صوت فرقعة غلاف فقاعي أمام الميكروفون). خلقت الأصوات مجتمعة مع صوت الطقطقة تأثيرًا غريبًا ومقنعًا للغاية لنار تتحدث .

قال آلان بارسونز ، مهندس الصوت في ألبوم " الجانب المظلم من القمر " لفرقة بينك فلويد : "أعتقد أن أحد الأشياء التي فعلتها والتي منحت الألبوم صوتًا مميزًا هو استخدامي لتقنية كيبكس في كل شيء. كانت تقنية كيبكس من أوائل تقنيات بوابات الضوضاء، وقد استخدمناها ليس فقط عند الانتقال من أول ستة عشر مسارًا إلى الثاني، بل أيضًا في عملية المزج . لقد كانت هذه التقنية ثورية في ذلك الوقت، وكان لها صوت فريد للغاية. لقد كانت فعالة جدًا على صوت دقات القلب. كان ذلك صوت طبلة البيس، ويمكنك سماع الضوضاء وهي تُعدّل بواسطة بوابة الضوضاء، وهو جزء لا يتجزأ من ذلك الصوت." ^{[ 5 ]}

تلعب بوابات الضوضاء دورًا هامًا في تسجيل صوت الطبول في حفلات موسيقى الهيفي ميتال. عادةً ما تحتوي قنوات ميكروفونات الطبول والصنج على بوابات ضوضاء بحيث لا يتم تشغيل الميكروفونات إلا عند عزف الطبل أو الصنج المحدد. هذا يقلل بشكل كبير من تداخل الأصوات بين ميكروفونات الطبول. ويُستخدم هذا للحد من التغذية الراجعة الصوتية الناتجة عن الأصوات الأخرى عالية التضخيم على المسرح.

• محدد الضوضاء الديناميكي
• تسريب صوتي

• تقنيات التحكم المتقدمة من SOS - الجزء الأول من جزأين
• تقنيات التحكم المتقدمة من SOS - الجزء الثاني من جزأين