Устройства динамической обработки звука

“Не-RMS” - это компрессоры, имеющие обычный (иногда называемый “пиковым”) детектор, и один или  несколько наборов заводских  предустановок(пресетов), различных сочетаний времён срабатывания ATTACK и восстановления RELEASE. Как правило, в случае только одного возможного варианта предустановок - такой компрессор предназначен для обработки какого-то одного типа сигналов, и только для него работа такого компрессора будет действительно хорошей.

RMS-компрессоры. Английская аббревиатура слов «Root Mean Square» – в русскоязычной терминологии это «среднеквадратичное значение» или «эффективное значение». Соответственно этот тип компрессоров реагирует на эффективное значение уровня сигнала, т.е. на его непосредственную мощность, а не на его мгновенные значения, как обычный компрессор. В таких компрессорах длительный небольшой амплитуды имеет большую "важность" для целей управления усилением компрессора, нежели короткий импульс большой амплитуды. Применяемые для цепей управления специальные схемы обладают очень малой погрешностью детектирования сигналов с большим пик-фактором, и, как правило, имеют специальные цепи адаптации динамических параметров детектора к входному сигналу, с учётом его восприятия слухом. Иначе говоря, временные параметры в настоящем RMS-компрессоре не являются чем-то раз и навсегда заданным, а сложным образом изменяются в зависимости от частоты и уровня входного сигнала, его спектра. Это обеспечивает отсутствие "механистичности" в работе компрессора и очень малую заметность вмешательства компрессора в обрабатываемый сигнал. Вместе взятые, эти меры обеспечивают очень высокую "музыкальность" работы RMS-компрессора, который при правильном применении практически не изменяет динамику исходного музыкального сигнала, а только его как бы "подравнивает", уплотняет: звучание становится более ровным и мощным, без ненужных "шероховатостей".

Частотная характеристика устройств динамической обработки в большинстве случаев линейна, но некоторые устройства обладают функциональной избирательностью к той или иной зоне спектра сигнала. К таким устройствам относятся т.н. де-эссер и де-поппер. Это варианты полосового компрессора обрабатывающие определённый участок спектра сигнала, не затрагивая всего остального. Де-эссер – прибор для обработки речи\вокала, работающий в верхней части спектра и убирает «цыканье» и излишнее шипение. Де-поппер – прибор для обработки речи\вокала, работающий в нижней части спектра убирающий бубнение и «пыханье». Принцип действия в них практически идентичен, а основной особенностью является тот факт, что порог срабатывания у этих устройств не фиксированный, плавающий и зависит от разности уровней обрабатываемой полосы и всего остального частотного спектра сигнала. Таким образом, работа обработки не зависит от абсолютных значений сигнала, и начинается, только если сигнал в обрабатываемой полосе превышает допустимое соотношение со всем остальным спектром.

Любой компрессор (как, впрочем, и любое устройство динамической обработки вообще) содержит, как  минимум, две больших составных  части - звуковой тракт и цепь управления (рис.5). Последняя в англоязычной литературе носит название “side chain”.

рис. 5

При включении в эти  гнёзда дополнительного эквалайзера, компрессор видит дополнительно  скорректированный сигнал и таким образом обработка становится частотно зависимой (на подобии де-ессера, с той разницей, что такая обработка будет осуществляться по всему спектру сигнала, а не по отдельной полосе как в де-ессере).

Сервисная характеристика приборов для динамической обработки говорит  о следующих дополнительных возможностях:

1). Регулировка характера  перегиба амплитудной характеристики  в точке срабатывания. Порог срабатывания  из точки может быть превращён  в некую небольшую область  возрастания входного сигнала(soft threshold или мягкий порог), на протяжении которого коэффициент передачи компрессора снизится плавно, что уменьшает заметность работы компрессора.(рис. 6)

рис. 6

2). Регулировка входной  чувствительности и выходного  уровня сигнала, для гибкого  согласования с любым электроакустическим  трактом. Также реализовывает  возможность компрессии и ограничения  с предварительным усилением.

3). Режим работы – «Link», позволяющий объединять цепи управления коэффициентом передачи при обработке 2 и более сигналов. Необходим для соблюдения установленного громкостного баланса. Функция «Link» изменяет коэффициенты всех связный приборов в не зависимости от того какой сигнал достиг порогового значения.

Включение компрессоров и ограничителей должно производиться разъём Insert, т.к. необходимо получить единый сигнал с оптимальными динамическими характеристиками.

Экспандеры и Гейты.

Экспандер - это «компрессор наоборот». Название - происходит от английского глагола «to expand» - расширять, растягивать. У него, как ранее уже отмечалось, коэффициент передачи пропорционален уровню входного сигнала, т.е. чем громче входной сигнал - тем громче выходной. Существуют две основных разновидности экспандера – «экспандер вверх» (Upward Expander) и «экспандер вниз» (Downward Expander).

Отличаются они по характеру  реагирования на входной сигнал. «Экспандер вверх» - обрабатывает только сигналы, лежащие выше порога его срабатывания, делая громкие - более громкими. Тихие же сигналы, ниже порога срабатывания, он не трогает. В реальной практике почти не встречается, единственное исключение - гитарный бустер.

«Экспандер вниз» - наоборот, не трогает сигналы выше порога срабатывания, а только делает тише сигналы, лежащие ниже этого порога. В принципе, по характеру своего действия на сигнал - это устройство схоже с гейтом, и, как правило, применяется для аналогичных целей, для понижения слабых - но мешающих – сигналов (Noise reduction).

Гейт - один из самых распространённых приборов динамической обработки. Его название происходит от английского слова “Gate” - клапан, ворота. Основное, назначение гейта - отсечка сигналов малого уровня, для которых он и является своеобразным клапаном, не пропуская их на выход, т.е. шумоподавление(Noise gate). Отчасти гейт похож на экспандер, но - только отчасти. Т.е. если в “экспандере вниз” установить RATIO=1:бесконечность, то он будет функционировать как гейт. Но не наоборот! Ведь экспандер - при всех положениях RATIO, кроме вышеприведённого - как бы “следит” за сигналом, т.е. он не имеет устойчивого состояния, его коэффициент передачи всё время изменяется. (Больше сигнал - больше усиление, меньше сигнал - меньше усиление.) Гейт же имеет только два устойчивых состояния, открытое и закрытое. А в моменты ATTACK и RELEASE - он просто переходит из одного состояния в другое.

                                                                                                           рис. 7

На рисунке 7 приведены  характеристики устройств шумопонижения  и шумоподавления. Из них видно, что  пока уровень входного сигнала превышает  пороговое значение - коэффициент  передачи равен 1, т.е. сигнал идет без  изменений, но как только уровень  входного сигнала опускается ниже порога, то коэффициент передачи снизится, причем в устройствах первого  типа до установленного значения, определяемой степенью шумопонижения, а в устройстве второго – до нуля. Порог срабатывания также произвольно регулируется.

Временные, частотные и  сервисные характеристики у экспандеров  аналогичны таковым характеристикам  у компрессоров и ограничителей.

Обязательной составной  частью любого хорошего гейта являются перестраиваемые обрезные НЧ и ВЧ фильтры KEY FILTER, в самом крайнем случае - разрывные гнёзда SIDE CHAIN INSERT, как в компрессоре. (Иногда, в некоторых моделях, можно встретить и гнезда для подачи внешних запускающих сигналов - EXT.KEY.) Назначение этих фильтров и гнёзд - такое же, как и в компрессоре, для изменения характеристик канала управления. (И точно так же - они не влияют на тембр самого сигнала!)

Причём, если в SIDE CHAIN компрессора  ставится обычно эквалайзер, то в гейтах - ставятся именно обрезные фильтры, как правило - перестраиваемые, и при этом - отдельные для НЧ и для ВЧ.

Необходимость в них вызвана, главным образом, спецификой применения большинства гейтов - для записи ударных. Инструменты этой группы расположены весьма близко друг к другу, обладают высокой громкостью, и отделить их друг от друга – одна из задач гейта.

Например, два близко расположенных  микрофона снимают звучание, один - барабана, другой - тарелки. По громкости - их не различить, да и в разных местах песни она может существенно  различаться. Что остаётся? Правильно, спектр! Настраиваем фильтры в  каналах управления гейтов этих двух микрофонов таким образом, чтобы гейт барабана воспринимал только его основной тон, в области средних частот, а гейт тарелки - чтобы воспринимал только её ВЧ-составляющие. Проконтролировать точность настройки фильтров поможет имеющийся в обязательном порядке в таких (с фильтрами) моделях переключатель KEY LISTEN - “прослушивание управляющего сигнала”. Вот теперь, независимо от громкости звучания того или иного инструмента, его гейт будет управляться только его сигналом, а остальные для него - как бы “невидимы”.

В некоторых гейтах имеется режим со “странным” названием - DUCKER, или просто DUCK.

История появления этого  термина в точности не известна, а означает он всего-навсего инверсный  режим работы гейта, т.е. при превышении входным (или управляющим) сигналом порога срабатывания - гейт не открывается, а закрывается! Этот режим может применяться как спецэффект, но основное его предназначение в другом - для уменьшения уровня одного сигнала другим, который в данном случае играет роль управляющего.

Для этого управляющий  сигнал (например, голос) подаётся не на звуковой вход гейта, а на его управляющий вход EXT. KEY. На звуковой же вход - подаётся тот сигнал, уровнем которого вам надо управлять (например, фоновая музыка). При появлении на управляющем входе голоса - гейт срабатывает “наоборот”, и громкость фоновой музыки - уменьшается. Такое использование гейта часто встречается на радиостанциях, в системах “Public Address”, в телевидении и т.п.

Заключение.

Таким образом, с течением истории приборы динамической обработки  претерпели значительные изменения, как  по своим техническим характеристикам  и принципиальной конструкции, так  и по сфере применения. Компрессор, на данный момент из служебного прибора  превратился чуть ли не в основной инструмент звукорежиссёра от начальной  стадии создания тембра самых разных источников звука, до финальной мастеринговой обработки всего сведённого трека. Возможности современных приборов и плагинов обработки обладают широчайшим художественным потенциалом, и послужат добрую службу в решении огромного количества студийных задач. Но, разумеется, ключом к верному использованию таких гибких приборов является понимание физических принципов, лежащих в основе их работы, процессов отвечающих за возникновение звука в разного рода музыкальных инструментах и что не менее важно понимание поставленной художественной задачи, решения которой нужно добиться аппаратными или программными средствами.