Динамическая обработка — что и как

Дмитрий ПОПОВ
Музыкальное Оборудование
октябрь 1995

Синтезаторы синтезируют звук. Семплеры его семплируют. Процессоры эффектов осуществляют процесс эффектирования. Синхронизаторы синхронизируют, генераторы генерируют, магнитофоны записывают и воспроизводят. В общем все заняты своим делом. Что при этом делают устройства динамической обработки? А они обрабатывают звук динамически.

Мы рассмотрим три типа устройств, изменяющих динамический диапазон (компрессоры, лимитеры и экспандеры) и один тип, снижающий посторонние шумы (нойс-гейты, называемые по науке «устройствами порогового шумоподавления»). Динамический диапазон — это разница между самым громким и самым тихим звуком. Теоретически, чем динамический диапазон больше, тем лучше. Но на практике некоторое его сокращение бывает очень полезным.

Компрессор/лимитер

Компрессор сокращает динамический диапазон, автоматически уменьшая громкость звука после того, как она превысит определенный уровень. Этот уровень называется «пороговый» (threshold). Насколько снижается громкость определяется установкой параметра «степень компрессии» (ratio). Если степень компрессии установлена как «1:1», ничего не происходит. При установке степени «2:1» уровень звука после компрессии превышает пороговый на величину в два раза меньшую, чем до компрессии. Например, пороговый уровень установлен на величине 2 дБ. Пока громкость звука не превышает эту величину ничего не происходит. Когда звук достигает величины 4 дБ компрессор срабатывает и на выходе получается звук с громкостью 3 дБ (уровень превысил пороговый на два децибела, степень компрессии установлена 2:1). Если уровень входного сигнала будет 6 дБ, то на выходе получится 4 дБ. Установка «оо:1» означает, что звук не может превысить пороговый уровень. Это называется лимитирование, а лимитер есть компрессор с постоянной степенью «оо:1».

Существует два способа работы компрессора: «жесткий» (hard-knee) и «мягкий» (soft-knee). Жесткая компрессия означает, что как только сигнал превышает порог, производится снижение громкости, установленное параметром степени компрессии. При мягкой компрессии звук, слегка превышающий порог, компрессируется в меньшей степени, чем тот, чья громкость больше.

Некоторые компрессоры имеют переключатель Peak/RMS. Установка «Peak» означает, что компрессор срабатывает в любом случае, когда уровень сигнала превышает пороговый. «RMS» значит, что отдельные «выбросы» сигнала не привлекают внимания компрессора и только когда средний уровень превышает пороговый, устройство начинает свою работу.

Ручка Attack Time (время атаки) определяет, как быстро после превышения порога начнет осуществляться компрессия. Ручка Release Time (время восстановления) устанавливает, через сколько времени после падения уровня звука ниже порогового компрессор вернется к отношению 1:1. Hold Time устанавливает минимальное время работы компрессора. На многих моделях некоторые или все из этих ручек управления отсутствуют. В таком случае параметры обычно устанавливаются автоматически.

Регулятор же выходного уровня есть почти всегда. В случае с компрессорами он имеет особый смысл. Не забудьте, что в процессе своей деятельности компрессор уменьшает уровень сигнала, то есть звук становится тише. Так что необходимо компенсировать потери (регулятор выходного уровня также называют «регулятор компенсации уровня»). При этом тихие звуки (шумы, например) становятся громче.

Если ваш компрессор состоит из двух каналов, то наверняка на нем есть кнопка с названием «stereo link», «slave» или что-нибудь в этом роде. Она используется для превращения двухканального компрессора в стерео компрессор. При этом некоторые параметры устанавливаются ручками левого канала для обоих каналов, что способствует сохранению общей стерео картины. При компрессировании стерео сигнала в подавляющем большинстве случаев необходимо включать эту функцию.

Side Chain

Еще один возможный переключатель — «side chain». Кроме того, на задней панели компрессора должны находиться разъемы с подобным или похожим обозначением. Когда вы включаете этот режим, компрессирование звука происходит не в зависимости от его уровня, а в зависимости от уровня сигнала, поступающего на вышеуказанный разъем (поэтому их называют «разрывы управляющей цепи»). Этому можно найти несколько применений. Например, вокалист излишне шепелявит и все буквы «с», записанные вашим конденсаторным микрофоном, выделяются из общей картины. Вы направляете его голос через компрессор, а в разъем «side chain» подаете этот же звук, но пропущенный через эквалайзер. На эквалайзере вы убираете все частоты, кроме тех, что используются вокалистом при произнесении буквы «с». Обнаружить это придется опытным путем, так как у разных людей это могут быть разные частоты. Обычно около 5 кГц, но может быть от 3 кГц до 8 кГц. Если затем поставить компрессор в режим «side chain», то компрессирование голоса будет происходить в те моменты, когда произносится буква «с». Таким образом получился прибор, известный как «деэссер» (de-esser). Подобный способ работы называется «частотно-зависимым» (frequency dependent). Еще одно применение данной функции носит название «ducker». Перейдем сразу к примеру. Радиостанция. Музыка идет через компрессор, слова диджея — через побочную цепь. Когда диджей начинает болтать, громкость музыки автоматически уменьшается. Что только не придумают люди, чтобы меньше работать руками. Данный эффект можно с успехом применять и в записи: например уменьшать громкость клавишных партий во время пения.

Для чего вообще употребляются компрессоры? Во-первых, компрессор позволяет записанной музыке казаться громче, чем она есть на самом деле. Это применимо как к отдельным инструментам, так и ко всей записи в целом. Компрессирование до записи позволяет получить лучшее соотношение сигнал/шум, если иметь в виду шум пленки. Компрессоры не только изменяют уровень звука, но и его огибающую (см. статью «Как устроен синтезатор»). Таким образом, звук можно сделать, например, более плотным.

Если с компрессором ясно, то для чего используются лимитеры? Жесткое ограничение уровня звука, когда он не может превысить установленный порог необходимо, например, при цифровой записи, которая очень чувствительна к перегрузке. Если же просто понизить уровень сигнала, то в результате вы будете иметь худшую разрядность (например, используя только 13 бит 16-разрядного устройства). Появление недорогих цифровых магнитофонов привело, например, к появлению недорогих восьмиканальных компрессоров/ лимитеров, типа Symetrix 488 Dyna-Squeeze, в которых устанавливаются одинаковые параметры для всех восьми каналов.

Экспандер

Это устройство работает точно также, как компрессор, только наоборот. Там, где компрессор уменьшает динамический диапазон, экспандер его увеличивает. Когда уровень сигнала становится больше порогового уровня, экспандер увеличивает его еще больше, таким образом увеличивая разницу между громкими и тихими звуками. Подобные устройства часто используются при записи барабанной установки, чтобы отделить звуки одних барабанов от других. Экспандер тоже может быть частотно-зависимым.

Гейт

Это устройство работает так: как только уровень звука становится меньше порогового, прохождение сигнала прекращается. Полная тишина. Используется для подавления шума в паузах. На некоторых моделях можно сделать так, чтобы звук не прекращался полностью при достижении порогового уровня, а медленно затухал. Для этого имеется регулятор Decay (спад), которым и устанавливается степень затухания.

Гейт может быть частотно-зависимым и может работать в режиме побочной цепи. Последнее позволяет создание довольно странных звуковых эффектов, например, управление звуком гитары от звука хета.