
音声フィードバック(音響フィードバック、 英国ではハウルラウンド、または単にフィードバックとも呼ばれる)は、音声出力(例えば、スピーカー)と音声入力(例えば、マイクやギターピックアップ)の間に音響経路が存在する場合に発生する正のフィードバック現象です。この例では、マイクで受信した信号が増幅され、スピーカーから出力されます。スピーカーからの音は、再びマイクで受信され、さらに増幅されて、再びスピーカーから出力されます。結果として発生するハウルの周波数は、マイク、アンプ、スピーカーの共振周波数、部屋の音響特性、マイクとスピーカーの指向性ピックアップおよび放射パターン、そしてそれらの間の距離によって決まります。音声フィードバックの原理は、デンマークの科学者ソーレン・アブサロン・ラーセンによって初めて発見されたため、ラーセン効果とも呼ばれています。
音響増幅システムやPAシステムを使用するイベントで、歌手や講演者のマイクからフィードバックが発生すると、ほとんどの場合、好ましくないと考えられています。音響エンジニアは通常、カーディオイド指向性マイクや、イコライザーなどのさまざまな電子機器、そして1990年代以降は自動フィードバック抑制装置を使用してフィードバックを防止します。フィードバックは、イベントの観客の楽しみを損ない、機器や聴覚に損傷を与える可能性があるためです。
1960年代以降、ロックバンドのエレキギター奏者は、大音量のギターアンプ、スピーカーキャビネット、ディストーションエフェクトを用いて、意図的にギターフィードバックを発生させ、通常の演奏テクニックでは生み出せないような、長く持続する音など、様々なサウンドを作り出してきた。ギターフィードバックのサウンドは、ヘヴィメタル、ハードコアパンク、グランジといったジャンルにおいて、好ましい音楽効果とみなされている。ジミ・ヘンドリックスは、ギターソロで意図的にギターフィードバックを用いることで、独自の音楽サウンドを生み出した先駆者であった。
フィードバックの条件はバルクハウゼンの安定性基準に従います。すなわち、十分なゲインがあれば、位相遅延が360度の整数倍であり、その周波数でのゲインが1となるようなフィードバックループでは、安定した発振が発生する(そして通常は発生する)ということです。小信号ゲインが特定の周波数で1より大きい場合、その周波数でのノイズが増幅されるため、システムはその周波数で発振を開始します。実際に演奏していなくても音が発生します。音量は、出力がクリッピングを開始し、ループゲインがちょうど1になるまで増加します。これが電子発振器の原理です。この場合、フィードバックループは純粋に電子的なものですが、原理は同じです。ゲインが大きいが1よりわずかに小さい場合、リンギングが発生しますが、これは少なくとも何らかの入力音がすでにシステムを通して送られている場合に限ります。
音響フィードバックに関する初期の学術研究は、C. ポール・ボナー博士によって行われました。[ 2 ] [ 3 ]ボナーは、音響フィードバック、ルームリングモード、ルームサウンドシステムのイコライジング技術の基本理論を確立しました。ボナーは、フィードバックが発生するときは、特定の周波数で発生すると考えました。また、スピーカーの信号経路にその周波数の非常に狭いノッチフィルターを挿入することで、フィードバックを阻止できると考えました。[ 4 ]彼は、ホワイト・インストゥルメンツの創設者であるギフォード・ホワイトと協力して、特定の部屋の特定のフィードバック周波数に合わせてノッチフィルターを手作りしました。[ 5 ]
フィードバックが発生する前にゲインを最大化するには、マイクにフィードバックされる音響エネルギーの量を可能な限り減らす必要があります。音圧は自由空間では距離rに対して1/rに比例して減少し、閉鎖空間では残響距離と呼ばれる距離まで減少します(エネルギー密度は1/r²に比例します)。そのため、マイクをスピーカーシステムから十分な距離に保つことが重要です。また、マイクをスピーカーの前に設置してはならず、マイクを使用する人はスピーカーの筐体にマイクを向けないように注意する必要があります。
さらに、スピーカーとマイクロフォンは非均一な指向性を持つべきであり、互いの最大感度領域から外れた方向、理想的には打ち消し合う方向に配置するべきである。拡声器では、ホーンシステムによって中高域の指向性(および高い効率)を実現することが多い。ウーファーが単一指向性を持つ場合もある。
プロの音響システムでは、メインスピーカーをバンドや演奏者から離れた場所に設置し、各バンドメンバーに向けてモニターと呼ばれる小型スピーカーを複数設置することでフィードバックを回避します。モニターは、マイクの指向方向とは逆の方向に向けられ、音響補強用途で一般的に使用されるカーディオイド指向性マイクを活用します。この構成により、フィードバックの発生頻度が低減され、観客と演奏者それぞれが音圧レベルを個別に制御できるようになります。
音響システムの自然な周波数特性は、ほとんどの場合、理想的には平坦ではありません。これは、ループゲインが最も高い周波数で音響フィードバックが発生するためです。この周波数は、全周波数における平均ゲインよりもはるかに高い共振周波数となる可能性があります。したがって、この周波数でのゲインを低減するために、何らかのイコライゼーションを適用することが有効です。
フィードバックは、演奏前に音響システムをリンギングさせることで手動で軽減できます。音響エンジニアは、フィードバックが発生するまでマイクのレベルを上げます。その後、イコライザーで該当する周波数を減衰させることで、その周波数でのフィードバックを防ぎつつ、他の周波数では十分な音量を確保できます。多くのプロの音響エンジニアは、耳でフィードバックの周波数を特定できますが、リアルタイムアナライザーを使用してリンギング周波数を特定するエンジニアもいます。
フィードバックを回避するために、自動フィードバック抑制装置を使用することができます。これらの装置の中には、周波数をわずかにシフトさせることで機能するものがあり、このシフトによって、未処理のフィードバックによるハウリング音ではなく、チャープ音が発生します。また、鋭いノッチフィルタを使用して不要な周波数を除去する装置もあります。これらのノッチフィルタを自動的に調整するために、適応アルゴリズムがよく用いられます。

意図的にフィードバックを発生させるには、エレキギター奏者は非常に高いゲイン(増幅率)を持つギターアンプを使用するか、ギターをスピーカーに近づける必要があります。ギタリストは弦を自由に振動させ、ギターをギターアンプのスピーカーに近づけます。ディストーションエフェクトユニットを使用すると、さらにゲインが上がり、意図的なフィードバックの発生が容易になります。
音響フィードバックを意図的に使用したのは、ウィリー・ジョンソン、ジョニー・ワトソン、リンク・レイなどのブルースやロックンロールのギタリストたちである。AllMusicのリッチー・アンターバーガーによれば、商業ロックレコードでフィードバックが初めて使用されたのは、1964年に録音されたビートルズの「 I Feel Fine」のイントロダクションである。 [ 6 ]ジェイ・ホジソンは、ジョン・レノンがセミ・アコースティック・ギターをアンプに立てかけたことで生じたこのフィードバックが、フィードバック歪みを披露した最初のチャート上位曲だったことに同意している。[ 1 ] : 120–121ザ・フーの1965年のヒット曲「Anyway, Anyhow, Anywhere」と「My Generation 」では、ピート・タウンゼントによるフィードバック操作が特徴で、前者は長いソロ、後者はアンプの前でギターを揺らして脈打つようなノイズを作り出している。キャンド・ヒートの「フライド・ホッケー・ブギー」では、ヘンリー・ベスティンがソロ中にギターのフィードバックを発生させ、増幅された歪んだブギー風のフィードバックを作り出した。1963年、10代のブライアン・メイと彼の父親は、フィードバックを起こすように特別に設計された彼のシグネチャーギター「レッド・スペシャル」をカスタムメイドした。[ 7 ] [ 8 ]
フィードバックは、1965 年以降、モンクス[ 9 ] 、ジェファーソン・エアプレイン、ヴェルヴェット・アンダーグラウンド、グレイトフル・デッドによって広く使用され、彼らは多くのライブショーで、フィードバックと呼ばれる数分間のフィードバック主導の即興演奏のセグメントを組み込んだ。フィードバックはその後、ロック音楽の際立った特徴となり、ジェフ・ベック、ピート・タウンゼント、デイヴ・デイヴィス、スティーヴ・マリオット、ジミ・ヘンドリックスなどのエレキギター奏者は、ギターをアンプのスピーカーに近づけて意図的にフィードバックを発生させた。フィードバックの例は、モントレー・ポップ・フェスティバルでのヘンドリックスの「Can You See Me?」の演奏で聞くことができる。ギターソロ全体がアンプのフィードバックを使用して作成された。[ 10 ]ジャズギタリストのガボール・サボーは、制御されたフィードバックを音楽に使用した最初期のジャズミュージシャンの 1 人であり、彼のライブアルバム「The Sorcerer (1967)」で顕著である。サボーの手法には、磁気ピックアップ付きのフラットトップアコースティックギターの使用が含まれていた。[ 11 ]ルー・リードは、さまざまな速度で再生されたフィードバックのループのみを使用してアルバム「メタル・マシーン・ミュージック」(1975年)を作成した。
「I Feel Fine」に加えて、フィードバックはジミ・ヘンドリックスの「Foxy Lady」、ビートルズの「It's All Too Much」、ヘンドリックスの「Crosstown Traffic」、デヴィッド・ボウイの「Little Wonder」、ザ・ストロークスの「New York City Cops」、ベン・フォールズ・ファイヴの「Fair」、ミッドナイト・ジャガーノーツの「Road to Recovery」、ニルヴァーナの「Radio Friendly Unit Shifter」、ジーザス・アンド・メリー・チェインの「Tumbledown」と「Catchfire」、ストーン・ローゼズの「Waterfall」、ポルノ・フォー・パイロスの「Tahitian Moon」、トゥールの「Stinkfist」、ザ・キュアーの「Prayer For Rain」などの曲のイントロにも使用されている。[ 1 ]: 121-122フィードバックと急激なボリューム増加を組み合わせたトランジションの例としては、ウィーザーの「My Name Is Jonas」と「Say It Ain't So」、ザ・ストロークスの「Reptilia」、「New York City Cops」、「Juicebox」、ドリーム・シアターの「As I Am」、そしてメシュガーやトゥールの多数の楽曲が挙げられる。[ 1 ]: 122-123
曲の最後に不協和音のフィードバックフェードアウトを用いるのは、緊張感を緩和するよりもむしろ高めるために用いられることが多く、テーマ的・音楽的な解放感の後にクロスフェードされることも多い。例としては、ModwheelmoodによるNine Inch Nailsの「The Great Destroyer」のリミックス、そしてJesus and Mary Chainの「Teenage Lust」、「Tumbledown」、「Catchfire」、「Sundown」、「Frequency」などが挙げられる。[ 1 ]: 123
初期の実験的な電子音楽作品では閉回路フィードバックが顕著な特徴であったが、ジョン・ケージのヴァリエーションズ II (1961) (デイヴィッド・チューダー演奏)やロバート・アシュリーのザ・ウルフマン(1964) などの作品で、音素材としての意図的な音響フィードバックがより顕著になった。カールハインツ・シュトックハウゼンはソロ(1965-1966)で、フィードバックと電子音楽とともに単一の楽器 (チェロ、トロンボーンなど) を使用した。スティーヴ・ライヒは作品ペンデュラム ミュージック(1968) で、対応するアンプの前で一連のマイクロフォンを前後に振ることで、オーディオフィードバックを多用している。[ 12 ] : 88ヒュー・デイヴィス[ 12 ] : 84とアルヴィン・ルシエ[ 12 ] : 91はどちらも作品でフィードバックを使用している。ローランド・ケインは、フィードバックを組み込んだオーディオシステムに基づいて、自身の作曲作品の多くを制作し、それを「サイバネティック音楽」と呼んだ。[ 13 ] [ 14 ]より最近の例は、例えば、Lara Stanic [ 12 ] : 163 Paul Craenen [ 12 ] : 159 Anne Wellmer [ 12 ] : 93 Adam Basanta [ 15 ] Lesley Flanigan [ 16 ] Ronald Boersen [ 17 ] Erfan Abdi. [ 18 ]およびTyler Quinn [ 19 ]の著作に見られる。
フィードバックループを確立した後、ギターとアンプの角度を変えることで、フィードバックのみからピッチのあるメロディーを作り出すことができる。例としては、Toolの「Jambi」、デヴィッド・ボウイの「Heroes」(アルバムバージョン)におけるロバート・フリップのギター、ジミ・ヘンドリックスの「Third Stone from the Sun 」、そしてモントレー・ポップ・フェスティバルでの「 Wild Thing」のライブ演奏などが挙げられる。[ 1 ]: 119
フリップの「ヒーローズ」での功績について:
フリップは適切な位置に立って、ボリュームを適切なレベルに上げてフィードバックを得ていました。フリップは当時、ギターとスピーカーの間の距離を測って、それぞれの音がフィードバックするポイントを見つけるというテクニックを持っていました。例えば、「A」の音はスピーカーから約4フィート離れたところでフィードバックし、「G」の音は3.5フィート離れたところでフィードバックするといった具合です。彼は床にテープを敷いて、「F」シャープの音を弾くときは、テープの「F」シャープのポイントに立つと、「F」シャープの音がより良くフィードバックするのです。彼はこれを本当に科学的に研究していて、私たちもスタジオで素晴らしいレベルで演奏していました。
1980年代には、オーディオフィードバックが多くのアンダーグラウンドロックバンドの特徴的な要素となった。アメリカのノイズロックバンド、ソニック・ユースは、ロックフィードバックの伝統を作曲的かつクラシック的なアプローチと融合させ(特にライヒの「ペンデュラム・ミュージック」のカバー)、ギタリスト兼プロデューサーのスティーヴ・アルビニのグループ、ビッグ・ブラックも、コントロールされたフィードバックを楽曲構成に取り入れた。1990年代のオルタナティブロックムーブメントに伴い、ニルヴァーナ、レッド・ホット・チリ・ペッパーズ、レイジ・アゲインスト・ザ・マシーン、スマッシング・パンプキンズといった、突如メインストリームとなったバンドによって、フィードバックが再び広く使われるようになった。ミキシングコンソールを自身にフィードバックさせることで音を生成する「ノーインプットミキサー」方式は、中村俊丸などの実践者によって実験的な電子音楽やノイズミュージックに採用されている。[ 21 ]

フィードバックの原理は、多くのギターサステイン装置で使用されています。例としては、 EBowのようなハンドヘルド装置、楽器の音の持続性を高める内蔵ギターピックアップ、ギターのヘッドに取り付けられた音響トランスデューサーなどがあります。意図的な閉回路フィードバックは、ディレイ ペダルやミキシング コンソールにフィードバックされるエフェクトなどのエフェクト ユニットによっても生成できます。フィードバックは、フェーダーを使用して音量レベルを決定することで制御できます。Boss DF-2 Super Feedbacker and Distortion ペダルは、エレキ ギタリストがフィードバック エフェクトを作成するのに役立つ電子エフェクト ユニットです。[ 22 ]ハルドロフォンは、弦ベースのフィードバックで動作するように特別に作られた電気音響弦楽器です。[ 23 ]