什么是削波？
什么是音频削波？
削波是指音频信号被放大到超过最大允许限制时，无论是数字还是模拟系统中。通常被称为“过载”，就像同名的吉他单块一样，它会导致失真和音质下降。
注意，在此削波波形中，最响亮的波峰和波谷是被切掉并变得平坦的。
之所以称为削波，是因为这就是削波波形最终的样子。平滑的圆形正弦波的波峰和波谷被铲平，从而形成了方波。当在您的扬声器中播放这种信号时，出现的是一种不自然和刺耳的声音，听起来很燥，而且可能导致扬声器炸毁。
音频削波听起来像什么？
削波是导致声音失真的现象，我们有听过摇滚和重金属中的吉他失真，这其实是一种效果。而且实际上在音乐行业中有关于三个失真电平的术语：
Overdrive
Distortion
Fuzz
这三个类型都很明显，特别是第二和第三种类。overdrive是最轻微的失真，甚至可以忽略。Distortion可以明显听出音频“破裂”并失去质量的状态。Fuzz 听起来就像是一群装在塑料袋里的蜜蜂疯狂地想要出去。
上图是失真结果的可视化、图形化版本。您失去了细节和分辨率，声音不再清晰锐利，同时您还会听到噪音、嘶嘶声、咔嗒声、爆裂声和其他原始音频中没有的声音。
为什么这么注意音频削波？
我们听到的流行音乐当中有时候会故意设置了削波，这样可以有少量不明显的峰值，能提供更多“余量”，以便拥有更响亮的音频源。但如果有大量的峰值音频时，就会明显听到它；在某些情况下，也会损坏自己的听音设备。
在电子产品中，音量与发送的电压量直接相关，电压越高意味着温度越高。
如果扬声器负荷太长的时间，可能会导致过热并损坏线圈。低音喇叭通过振动以突出重音，因此被削波的信号会引起强度更大的振动，最终会撕裂扬声器单元锥体的结构。
为什么会造成削波？
削波会发生在音频信号路径的任何阶段。通过模拟削波，在麦克风、前置放大器、模数转换器、电脑中、放大器和扬声器中以数字方式达到峰值。数字削波可以在转换器、插件、任何软件或主输出中使用。每一件设备都有过载信号的能力。
这是因为每台设备都有正确的音量范围，如果在任何阶段音量过大，都可以引入峰值。这就是为什么在处理音频时会发现有很多音量旋钮和增益旋钮的原因，我们应该在每个阶段将音量调整到正确的电平。
- dBFS（分贝最大刻度，数字）
- dBu（参考分贝，模拟）
- VU（电压单位，电气）
例如，模拟设备有一个它可以处理的最大电压，描述为 +24 dBu 或 20 VU。当变得安静时，它会向零移动，然后变为负值；任何超过这个最大值的东西都会被削掉。在数字系统中，此最大数字为 0 dBFS。
数字录音和混音时，可能会在输入、轨道、插件、总线或输出处遭受削波，所以必须正确平衡每个阶段。
每台设备设计用于处理的正确电平约为 +4 dBu、0 VU 和 -18 dBFS！所以发生音频削波的原因是因为在某处，音频的幅度（音量）高于允许的限制并且达到峰值。
我们如何防止声音削波？
要注意的是，一旦在播放链的早期阶段削波音频，无论我们是否设置了正确的电平，它在以后的阶段听起来都会失真。
比如一些用于在电脑上播放音乐和电影的VLC 软件，它允许我们将音量调高至 200% 或更高。我们可以先将扬声器的音量调到很低，然后将 VLC 中的音量调得很高，这样从扬声器中发出的就会是削波失真的声音。
这是增益分级，是确保不再发生削波的方式。增益与音量之间存在很大差异，下面我们简单了解一下。
一旦发生了这样的情况，该怎么办？
幸运的是我们可以知道扬声器中一般都有保护电路，这就让一些信号是“软削波”而不是“硬削波”。
软削波采用四舍五入的算法，使其形状更加平滑。这可以保护扬声器免受锥体撕裂，但如果失真持续很长时间，它们仍然会受到热损坏。
调音台、数字音频工作站软件或放大器上有一个“限制器”，可以使用动态范围压缩预防性地停止峰值。虽然还会有削波音频，但电压不会高于可接受的范围。
我们还可以使用压缩器来无限制地降低音量，从而产生更悦耳的声音，帮助我们避免削波。专业录音室工程师经常使用压缩器和限制器。
如何从源头上防止削波失真
当我们正在看电视、电影、视频游戏或听音乐，音频的源电平会很高，但不会高到导致声音削波。他们将应用归一化，在不达到峰值的情况下尽可能地增加音量。
我们应该将软件电平设置为 100% 或更低，如果需要更大的音量，则应调高扬声器或耳机的音量。
弹奏吉他或键盘或使用话筒录音也是如此，如果正在处理音乐，应该首先降低乐器或话放的增益。这可确保声音不会向放大器或模数转换器发送太热的信号。
关键是要确保源音频本身没有达到峰值，然后移动到下一个设备并确保它的音量旋钮没有设置得太高。遵循此方法，一直到接收器或放大器以及扬声器。
最后，通常使用放大器，可能会降低扬声器的功率。因此，确保在使用扬声器要与放大器的额定功率相匹配，反之亦然。
