Меню

Оптический компрессор что это такое



Компрессор

Компрессор (от англ. «compress» — сжимать, сдавливать) — это электронное устройство или компьютерная программа, используемая для уменьшения динамического диапазона звукового сигнала, иными словами, компрессор уменьшает разницу между самыми тихими и самыми громкими звуками. В подавляющем большинстве компрессоры относятся к профессиональному звуковому оборудованию, так как встретить их в бытовой сфере можно крайне редко. На сегодняшний день можно встретить различные типы компрессоров ламповые, оптические, транзисторные и цифровые компрессоры.

Содержание

Основы [ править ]

Говоря упрощённо, компрессор автоматически контролирует громкость. Понижающая (Downward) компрессия уменьшает громкость громких звуков, которые находятся выше определённого порога, а звуки находящиеся ниже этого порога, остаются неизменными. Повышающая (Upward) компрессия наоборот увеличивает громкость звуков находящихся ниже определённого порога, в то время, как звуки превышающие этот порог остаются неизменными. Эти действия уменьшают разницу между тихими и громкими звуками, сужая динамический диапазон. Это может быть сделано по эстетическим соображениям или из-за технических ограничений звукового-оборудования, которое редко в состоянии справиться с динамическим диапазоном человеческого слуха.

Сжатие может улучшить слышимость звука в шумных местах, где фоновый шум может скрывать тихие звуки. В то время как громкие звуки будут находится на комфортном для прослушивания уровне, тихие будут не слышны, и если просто повысить общую громкость, то тихие звуки станут слышны, но громкие станут слишком громкими. Если к этому звуку применить компрессию снижающую уровень громких звуков, то общий уровень громкости может быть увеличен до того уровня, когда будут слышны тихие звуки, и в то же время громкие будут не слишком громкими.

Компрессор уменьшает уровень звукового сигнала, если его амплитуда превышает определенный порог (Threshold). Сила подавления определяется соотношением (Ratio): соотношение 4:1 означает, что если уровень входного сигнала превышает порог (0 дБ) на 4 дБ, то уровень выходного сигнала будет превышать порог (0 дБ) на 1 дБ. Уровень превышения установленного порога был сокращён в 4 раза (на 3 дБ):

  • Threshold = -10 дБ.
  • Входящий сигнал = -6 дБ (выше порога на 4 дБ).
  • Выходящий сигнал = -9 дБ (выше порога на 1 дБ).

Кроме того компрессоры, часто имеют параметр управления атаки (Attack) и восстановления (Release), они могут замедлить быстродействие компрессора и сгладить эффект.

Экспандер (расширитель) выполняет обратную функцию, увеличивая динамический диапазон звукового сигнала.

Устройство [ править ]

Сигнал входящий в компрессор разделяется: одна копия направляется в усилитель с регулируемым усилением (Gain), а другая по боковой цепи (сайдчейн), где цепь контролирует уровень сигнала блока усилителя, применяя необходимое понижение уровня (Gain). Этот тип схемы, известна как «feed-forward», в настоящее время используется в большинстве компрессоров. Ранее схемы базировались на «feedback», где управляющий обратный сигнал цепи был установлен в конце цепи усилителя.

Есть целый ряд технологий, используемых для разного изменения уровня сигнала. Каждая технология имеет различные преимущества и недостатки. Вакуумные лампы используются в конфигурациях называемыми «переменная μ» (variable-µ): напряжённость катодной-сетки изменяет уровень звука. Кроме того, используются управляемые напряжением усилители, которые подавляют уровень звука при увеличении силы входного сигнала. Оптические компрессоры используют светочувствительные резисторы (LDR) и маленькие лампочки (LED или электролюминесцентные панели), чтобы изменять уровень сигнала. Этот метод, как полагают некоторые звукорежиссёры, добавляет плавности сигналу, поскольку время срабатывания света и резисторов смягчает атаку и восстановление. Другие технологии, используют включающиеся поле транзисторов и диодные мосты.

При работе с цифровой обработкой звукового сигнала, для реализации сжатия обычно используются цифровые аудио редакторы или специализированные рабочие станции. Часто использующие алгоритмы эмулирующие аналоговые технологий описанные выше.

Параметры компрессора [ править ]

Threshold (Порог) [ править ]

Threshold (порог) — это уровень, выше которого сигнал начинает подавляться. Обычно устанавливается в дБ.

Ratio (Соотношение) [ править ]

Ratio (соотношение) — определяет соотношение входящего/выходящего сигналов, превышающих порог (Threshold). Например, соотношение 4:1 означает, что сигнал превышающий порог на 4 дБ, сожмётся до уровня 1 дБ выше порога. Самое высокое соотношение ∞:1 обычно достигается с помощью соотношения 60:1, и фактически означает, что любой сигнал, превышающий порог будет снижен до порогового уровня (за исключением коротких резких изменений громкости, называемых «атакой»).

Attack и Release (атака и восстановление) [ править ]

Компрессор может обеспечить определенную степень контроля над тем, как быстро он действует.

«Фаза атаки» (Attack) — это период, в течение которого компрессор снижает громкость до уровня, который определяется соотношением (Threshold и Ratio). Срабатывает в случае превышения сигналом порогового значения (Threshold), и, ещё в том случае, если каждый последующий сигнал выше уровня громкости предыдущего сигнала.

Читайте также:  Компрессор для септика технические характеристики

«Фаза восстановления» (Release) — это период, в течение которого компрессор прекращает сжатие, увеличивая громкость сигнала до его начального уровня. Этот параметр начинает действовать сразу после параметра Attack. Каждый раз, когда после сжатого сигнала звучит следующий, который ниже порога Threshold или выше, но ниже уровня громкости предыдущего сигнала, тогда вместо фазы Атаки срабатывает фаза Восстановления на каждый такой последующий сигнал, и компрессор перестает сжимать в соответствии с параметром Release. Будет ли компрессор сжимать во время периода восстановления (Release) или нет зависит от времени за которое прекращается сжатие (параметра Release). Если в период восстановления (Release) сигнал сжимается, то данный сигнал первоначально сожмется на столько Дб, на сколько ДБ сжался предыдущий. Только в таких случаях может быть сжат звук, который ниже порога Threshold.

Параметры атаки и восстановления регулируются в зависимости от скорости изменения громкости сигнала.

Во многих компрессорах атака и восстановление регулируются пользователем. Однако в некоторых компрессорах они определяются разработанной схемой и не могут быть изменены пользователем. Иногда параметры атаки и восстановления являются «автоматическими» или «программно-зависимыми», это означает, что их время изменяется в зависимости от входящего сигнала. Если громкость исходного материала изменяет компрессор, то компрессор может изменить характер сигнала тонко или довольно заметным образом в зависимости от используемых настроек. Для более интуитивно понятного управления, параметры атаки и восстановления компрессора обозначаются единицей времени (как правило это миллисекунды). Это время, которое потребуется для изменения уровня громкости сигнала на определённое количество дБ, на какое количество — решает завод-изготовитель, очень часто это 10 дБ. Например, если компрессор имеет постоянное время со ссылкой на 10 дБ, и время атаки установлено в 1 мс, то для сокращения звука на 10 дБ потребуется 1 мс, и 2 мс должно сократить на 20 дБ.

Следует отметить, что разные производители компрессоров измеряют время атаки по-разному. Одни разработчики берут за время атаки тот промежуток времени, за который срабатывает компрессор после того, как сигнал преодолеет границу порогового значения, другие же считают, что время атаки означает, сколько уйдёт у компрессора времени на то, чтобы ослабить сигнал на 60-90% от максимально возможного значения. Это нередко приводит к некоторой путанице.

Мягкое и жёсткое колено (Knee) [ править ]

Ещё один параметр компрессора может предложить жесткое/мягкое колено (hard/soft knee). Колено управляет изгибом компрессии на пороговом значении, оно может быть острым или округлым. Мягкое колено медленно увеличивает соотношение сжатия, и в конечном итоге достигает сжатия заданного пользователем. Мягкое колено уменьшает заметность перехода от несжатого сигнала к сжатому, особенно для более высокого соотношения, где переход более заметен.

При жёстком колене компрессия начинается и прекращается резко, что делает её более заметной.

Пиковый против RMS [ править ]

Пиковый компрессор мгновенно реагирует на уровень входного сигнала. Предоставляет жёсткий контроль над пиками, он может очень быстро изменять подавляемый уровень сигнала, производя более очевидное сжатие, иногда это приводит к искажениям. Некоторые компрессоры на входящий сигнал применяют усреднённую функцию (обычно RMS). Это создаёт более спокойное сжатие, что также более тесно связано с восприятием громкости человеком.

Стерео связь (stereo-linking) [ править ]

Компрессор с стерео связью применяет одинаковое усиление и подавление сигнала, для левого и правого каналов. Это делается, для того чтобы предотвратить перемещение стерео-картины, изменение может произойти если каждый канал будет сжиматься индивидуально и содержание одного канала будет громче другого.

Стерео связь может быть достигнута двумя способами: либо компрессор суммирует в моно левый и правый каналы на входе, а затем только левый канал контролирует функционал; или, компрессор по-прежнему рассчитывает необходимое количество подавляемого сигнала независимо для каждого канала, и затем применяет наибольшее подавление уровня (в таком случае это может иметь смысл выбирая из различных установок к левому и правому каналам, как к одному, возможно потребуется меньшее сжатие для одного из каналов).

Поднимать вверх уровень (Makeup gain) [ править ]

Из-за того что компрессор сокращает уровень сигнала, возможно добавление фиксированного количества makeup gain (поднятия уровня вверх) на выходе, как правило для того чтобы его оптимизировать. Эта опция очень полезна если она автоматически подстраивается, тогда при увеличении компрессии громкость сигнала автоматически увеличивается, избавляя от необходимости в ручную добавлять громкость на выходе.

Смотреть вперёд (Look-ahead) [ править ]

Функция look-ahead (смотреть вперед) предназначена для решения проблемы нахождения компромисса между медленной атакой, которая производит гладко звучащее изменение уровня сигнала, и быстрой атакой, которая способна улавливать резкие изменения. Фраза look-ahead (смотреть вперед) является неправильной в том смысле, что на самом деле взгляда вперёд (в будущее) не происходит. Вместо этого входной сигнал разделяется на две части, одна часть задерживается (обрабатываемая компрессором), а другая используется для анализа. Таким образом будет использована плавно звучащая медленная атака, которая может поймать резкие изменения в звуке. Недостаток этого способа состоит в том, что он задерживает сигнал.

Читайте также:  Компрессор универсальный для лодок

Многообразие компрессоров и их применение [ править ]

Существует множество разнообразных компрессоров — от самых простых до сложнейших, от универсальных до узкоспециализированных, от одно до многополосных. Примером узкоспециализированного типа является класс приборов, применяемых для увеличения продолжительности звучания электро-гитары — так называемый эффект «сустейна», по сути это компрессор, который сначала ослабляет входной сигнал, а затем по мере его затухания усиливает его, делая его динамическую характеристику практически ровной.

На сегодняшний день без компрессоров не обходится ни одна сфера профессионального звукового оборудования — особенно это касается концертного звукоусиления, так как зачастую поведение любого входящего аудио сигнала на «живом» концерте является непредсказуемым, будь то голос или бас-гитара. Например, вокалист активно двигаясь по сцене, непроизвольно меняет расстояние между ртом и микрофоном, что создает «провалы» в уровне сигнала — в таких случаях компрессор просто незаменим.

В студиях звукозаписи компрессоры также составляют неотъемлемую часть обработки звука. Однако, в отличие от концертного звука, в студиях, компрессоры применяются с большой аккуратностью и только при необходимости. Выбор и настройка компрессора зависит от вкусовых предпочтений музыканта, его манеры исполнения, а также от музыкального стиля. К примеру, в рок-музыке компрессоры применяются очень активно и довольно жёстко, а в джазовой музыке, где хороший динамический диапазон имеет важное значение, компрессоры применяются очень редко и мягко. При записи симфонической музыки компрессоры чаще всего не применяются. Также немаловажное значение компрессоры имеют в сфере современного студийного пост-продакшна. Для этого, как правило, применяются дорогие многополосные компрессоры, которые разделяют входящий сигнал на 3 или более частотные полосы и позволяют индивидуально подобрать параметры компрессии для каждой из них.

В некоторых компрессорах можно встретить ряд дополнительных функций, например, «боковая цепь» (Side chain), в которой помимо основного входного сигнала, на дополнительный вход компрессора подается другой (боковой), каким-либо образом связанный с основным. И параметры компрессии основного сигнала устанавливаются в определенную зависимость от уровня или частотной характеристики бокового. Очень часто компрессоры составляют динамический блок обработки в акустических процессорах.

Источник

Как это работает:
компрессор. Начало

Что и зачем

Компрессор — это «железное» устройство или компьютерная программа, используемая для уменьшения динамического диапазона звукового сигнала. Иначе говоря, компрессор повышает уровень тихих звуков и уменьшает уровень громких звуков.

Компрессор — один из самых используемых устройств в звукозаписи, и в то же время один из самых сложных в использовании. Сложность эта связана, в первую очередь, с непростой физикой процесса компрессии, что влечет за собой обилие настроек, в которых весьма непросто разобраться несведущему человеку, к тому же результат работы компрессора зачастую очень незаметен (хоть и очень важен).

Итак, зачем вообще нужна компрессия?

В первую очередь, для «уплотнения» звука, придания звуку яркости, компрессором можно «раскачать» трек, сделать заметными нюансы игры на инструменте (например, слэп на басу), либо наоборот, убрать ненужные звуки (щелчки струн у гитары при игре медиатором). В общем, полезная штука. Однако, неумелым использованием компрессора проще простого убить динамику трека, сделать его слишком плоским, ровным и неинтересным.

Вообще, эта тема очень обширна, одной статьей тут не обойтись, поэтому в первой части я расскажу об основах компрессии и различных типах компрессоров, а во второй части расскажу подробно о настройке компрессора и различных полезных приемах.

Принцип работы компрессора

Можно выделить два типа компрессии. Понижающая компрессия уменьшает уровень громких звуков, которые находятся выше определённого порога, а звуки, находящиеся ниже этого порога, остаются неизменными. Повышающая компрессия, наоборот, увеличивает громкость звуков, находящихся ниже определённого порога, в то время как звуки, превышающие этот порог, остаются неизменными. Эти действия уменьшают разницу между тихими и громкими звуками, сужая динамический диапазон.

Зачастую в программных компрессорах используется графический способ представления информации о компрессии, как на рисунке:

Компрессор уменьшает уровень звукового сигнала, если его амплитуда превышает определенный порог (Threshold, глубина компрессии, на рисунке сине-зеленая линия). Сила подавления определяется соотношением (Ratio, на следующем рисунке показаны различные соотношения): соотношение 4:1 означает, что если уровень входного сигнала превышает порог на 4 дБ, то уровень выходного сигнала будет 1 дБ.

Читайте также:  Компрессор atlas copco что это

Еще одним важным параметром является жесткое или мягкое колено (Knee). Колено управляет изгибом компрессии на пороговом значении, оно может быть острым или округлым. Мягкое колено медленно увеличивает соотношение сжатия, и в конечном итоге достигает заданного сжатия. Мягкое колено уменьшает заметность перехода от несжатого сигнала к сжатому, особенно для более высокого соотношения Ratio, где переход более заметен. При жёстком колене компрессия начинается и прекращается резко, что делает её более заметной.

Ну и, наконец, есть два важных параметра, атака (Attack) и восстановление (Release). Атака определяет время, за которое компрессор снижает уровень громкости до заданного уровня, а восстановление — время, за которое компрессор возвращает сигнал к исходному, необработанному состоянию.

Для управления компрессией используются две схемы, так называемые Feed-forward и Feedback. В схеме Feed-forward сигнал, входящий в компрессор разделяется, одна копия направляется в усилитель с регулируемым усилением, а другая по боковой цепи (Sidechain, сайдчейн), где цепь контролирует уровень сигнала блока усилителя, применяя необходимое понижение уровня усиления. В схеме Feedback, которую использовали раньше, сигнал делится уже после прохождения усилителя.

Виды компрессоров

Компрессоры бывают как аналоговые, так и цифровые. Начнем с аналоговых.

Оптические компрессоры

В управляющей (контролирующей) цепи оптического компрессора находится специальный оптико-электрический элемент; он состоит из источника света (люминесцентная панель или светодиод), который облучает фоторезистор. Таким образом, чем выше уровень сигнала, тем больше света излучает источник света на резистор, который, в свою очередь, оказывает влияние на усиление компрессии сигнала. Так как фоторезистор обладает инерционностью, он достаточно медленно реагирует на изменение интенсивности света. По этой причине, оптические компрессоры обладают высоким временем восстановления сигнала.

Старые модели оптических компрессоров оснащены только двумя ручками — gain reduction (ослабление сигнала) и gain (усиление). Повышая величину ослабления сигнала, вы посылаете большую часть сигнала на оптический элемент, понижая тем самым пороговое значение и повышая компрессию. Ручка gain управляет выходным уровнем сигнала и восстанавливает усиление (make-up gain).

Характеристики оптических компрессоров имеют «мягкое» колено, что также связано со свойствами оптического элемента. Благодаря этому, компрессоры на оптико-электрических элементах обладают натурально-звучащей атакой и восстановлением. Недостатком же оптических компрессоров считается их «медлительность» — по своей природе они недостаточно отзывчивы, чтобы отреагировать на пиковые значения. Поэтому, лучше всего оптические компрессоры подходят для вокала, бас гитары и электрогитары. Несколько хороших железок:

Joemeek C2 — оптический стерео-компрессор, хоть и собран на транзисторах, но имеет кучу хороших отзывов о теплом и сочном звуке. Из минусов — зеленый цвет.

Teletronix LA-2A Leveling Amplifier — одноканальный оптический компрессор. Отличный вариант для компрессии вокала, к тому же хорошо звучит на бас-гитаре, бочке, и малом барабане.

Millenia TCL-2 Twincom — двухканальный прибор, с переключаемыми ламповым и транзисторным звуковыми трактами, тоже в большей степени вокальный компрессор.

Ламповые компрессоры

В качестве управляющих элементов первые компрессоры использовали вакуумные лампы, чаще всего триоды или пентоды. У ламповых компрессоров (Variable-Mu compressor) отсутствует регулятор глубины компрессии. Хотя у ламповых компрессоров атака и восстановление быстрее, чем у оптических, тем не менее, они не настолько «быстры», как компрессоры на базе VCA (Voltage Control Amplifier — Усилитель, Управляемый Напряжением). Именно поэтому приборы на лампах менее эффективны при подавлении переходных пиковых значений, нежели VCA-компрессоры. Также, ламповые компрессоры обладают меньшим коэффициентом ослабления усиления, так как у используемой в них лампы наименьший динамический диапазон из всех управляющих элементов, применяемых в различных компрессорах.

На рынке ламповых компрессоров наиболее известны два небольших предприятия, которые выпускают компрессоры в основном на заказ — Manley Labs и Pendulum Audio. Вот симпатичная железка от Manley Labs:

А вот Pendulum Audio, видимо, уже перешли исключительно на оптические компрессоры, на сайте у них больше нет ламповых компрессоров.

Компрессоры на базе полевых транзисторов

Как ясно из названия, в качестве управляющего элемента такие компрессоры используют полевой транзистор. У такой конструкции есть свои плюсы и минусы. Из плюсов — атака у полевого транзистора гораздо более быстрая, чем у оптических компрессоров, и даже быстрее многих VCA-приборов. Из минусов — у полевого транзистора достаточно ограниченный динамический диапазон, поэтому при высоких уровнях сигнала компрессоры на полевых транзисторах зачастую искажают звук.

Что интересного из железок? Есть два компрессора от компании Crane Song: Trakker и двухканальный STC-8

Источник