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聊一聊一些荧幕和现场背后的音频故事(16)——关于压缩器和限制器的那些两三事

2020-02-17 20:53 作者:盲人号  | 我要投稿

本专栏会着重对压缩器的工作原理,适用场合,特点,压缩器的用途和正负面影响做解释

并不会涉及具体用途和用法,所以请观看斟酌


说起音频和电路上的压缩机各位会想到什么? 是看起来就非常可靠的

数字压缩器

还是看起来就很有味道的

模拟类效果器

还是工作室标配的

硬件母带压缩器

诞生:

我们都知道,在最早舞台艺术诞生的时候,是没有调音台这个概念的,但如果歌手或乐手完全尽兴去演奏的话,那整体的动态就非常难以控制,所以就有人开始利用电路的特性,发明了压缩器,用来控制整体的音量,再直到后来调音台这个概念诞生之后,才有了推子这个概念去控制各个环节的音量配比,但压缩器却因为它独特的性质,和推子处在了一个相辅相成的地位上

原理:

压缩器限制器的核心原理非常简单,设置好一个“阈值” 输入压缩器中的,大于这个“阈值”的信号进行“压缩”

而根据工作原理会分为

1.限制器

又称为削波器,工作原理是将作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内,亦即当输入电压超过或低于某一参考值后,输出电压将被限制在某一电平(称作限幅电平),且再不随输入电压变化。


比较人性化可考虑充分的限制器通常被使用在混音的最后阶段,会有考虑到减采样带来听感流失的抖动和精度选择

数字的限制器比较直观,通过设置阈值直接将多余的信号进行切除,但硬件和模拟硬件的限制器因为head room饱和效益通常会带出一些谐波失真,也是常说的“硬件暖”的来源

2.压缩器

压缩器(Compressors),是一种随着输入信号电平增大而本身增益减少的放大器,实质上改变的就是输入与输出信号的比例。压缩器是两种最常见的用于处理音频信号动态范围的设备之一

压缩器中有4个重要的概念,分别是阈值(Threshold)、压缩比(Ratio)、启动时间(Attack time)和释放时间(Release time)

阈值(Threshold):决定了信号被不被压缩器所处理。在压缩器中,如果声音信号的大小(声音电平)超过了设定的阈值,则会被压缩器处理。

压缩比(Ratio):形容输入信号和输出信号之间的比例大小。如果输入信号与输出信号大小相同,也就是输入输出信号比例是1:1,那么声音经过压缩器之后并不会被处理;如果压缩比为2:1,则声音信号大于一20dB,压缩器就会按这个压缩比对声音信号进行“压缩”;如果输入的信号为0dB,那么经过压缩后输出信号为-10dB,也就是变成了原来信号大小的一半

启动时间(Attack time):决定了当电平峰值超过阈值多长时间后开始进行压缩。如果启动时间设置得很短,甚至为0,那么一旦电平超过了阈值,压缩器就会开始工作。这样,可能会引起声音忽大忽小的情况发生。因此适当地设置启动时间是很重要的,使启动时间大于那些偶尔超过阈值的电平的时间即可避免这种情况的发生。

对于像鼓这样的瞬态丰富的素材,需要快速的启动时间来减少失真。对于其他的素材,太短的攻击时间可能会使声音变的沉闷或导致声音失真

释放时间(Releasetime):决定了当电平峰值低于阈值多长时间后停止压缩工作。如果释放时间过短,当电平峰值低于阈值时,压缩器就会立刻停止压缩。这也可能会让声音出现“锵锵”声,所以适当地调节释放时间也是很重要的

保持(Hold):Hold参数设定了在增益衰减过程中峰值延长的时间。运用一点”持续”时间,可以提高增益衰减的清晰度。

如果设置比较长的”持续”时间,你就可以获得不错的抽吸效应(有的时候会需要这种效果)

  拐点(Knee)拐点设计很多数字压缩器都会有。

拐点参数设置了在阈值周围的压缩的”圆润度”

使用非常柔和的拐点设置(大于60分贝),再加上快速的”启动时间”,你可以达到跟饱和差不多的效果。


作用:

1.加大动态余量,提高head room

压缩和限制会将整体电平控制在一个可控的rms范围内,因为如果一个模拟电平或者数字环境中的电平的“音头”特别大,它相当于会压缩整体的动态,使得无法将整体的音量做提升。

2.通过压缩的性质带来更多的“延音”,“谐波”,以及将过于小的信号进行释放

压缩限制的特殊性质导致,压缩自然会让一些,能量较大的频率,比如总线上的压缩就非常容易带来低频的失真,同时,不同的压缩方式,物理性质造就了不同种类的压缩器会非常直观的影响声音的”质感“

一些非数字类模拟压缩器:

“到底LA-2A好还是1176好” ?以我的意见这都是完全不同的机器,你想要得到一个什么样的声音呢?对哪种声音处理呢?事实上它们具有不同的工作原理,你不能用LA-2A随便替换1176,它们几乎没有一点点共同之处。

1.VCA 电压式压缩器

VCA(Voltage Controlled Amplifier):电压控制放大器,它使用一个电阻元件来改变该通道上的音频信号的强度。其压缩特性基于PEAK(峰值),具有起始时间和释放时间,这是最常使用的一种压缩器,大多数插件效果器都是基于这种原理来制作的。

这类压缩器一般具有较快的反应时间,非常敏感。基于这样的特性,VCA响应拐点一般是硬拐点(hard knee),但一些设计师也设计了集成了软拐点(soft knee)设计,以确保总线压缩的目的。

什么时候适用:当大动态范围的声音需要被压缩的时候,例如:非常有冲击力的鼓,通过VCA控制峰值来进行有效的压缩。

什么时候不适用:当你想用压缩器来调整整首歌的平均音量时。VCA类压缩器没有长动态影响效果,它有利于瞬态的变化和峰值的控制,但是不会平滑的压缩处理。

VCA类压缩器的优点:可以对瞬态声音进行处理,提高冲击力和力度感。

VCA类压缩器的短板:处理后的声音听起来会很“薄”,使用VCA类压缩器让音频信号变得很暖会很困难。同样VCA压缩器也不能使声音变得光滑平均。

基于VCA技术设计的压缩器:SSL,Neve,API的mix bus压缩器,Focusrite RED, DBX 160, Alan Smart C1等等。

3OPTO  光电压缩器

OPTO压缩器使用一个光电管作为一个探测器,并且通过一个小灯泡来控制增益的衰减。当信号通过灯泡时,压缩器过程中,灯泡发光的多少取决于信号的强弱。

这与VCA的原理是完全不同的,VCA探测的是精确的信号,而OPTO则是探测通过信号的平均值。基于这个原理,OPTO压缩器对于瞬态大、突然的声音敏感度要低很多,基于这个原因使用OPTO压缩器的时候可以调整为较高的压缩比(ratio)。

       在数字领域,OPTO可以理解成一个基于“RMS”的压缩器,与处理峰值类的压缩器不同的是,探测器会计算一个平均值,并以这个值为基础进行压缩。

什么时候适用:OPTO在处理宏观的压缩比较擅长,例如:对整首歌进行音量的平均。假如一首歌在开始非常清缓,而在高潮部分声音非常大,如果使用VCA类的压缩器,在开始,VCA压缩器将什么都不做,但是在高潮部分压缩器将产生破坏性的影响,而OPTO类的压缩器在整首歌都会作用一些,不知不觉地帮你调整整首歌曲的音量平衡。同时OPTO类压缩器也比较适合:你想让混音更紧更结实一点,但不想破坏歌曲的瞬态部分和生命力的时候。

什么时候不适用:当你想表现大瞬态声音的时候,不能通过这类压缩器来处理。它会导致声音通过一次但是在明显的地方会有抽泵效应(pumping),同时在bass非常重的地方也会产生抽泵效应,很多OPTO类压缩器都会有一个低切滤波来避免这样的情况。

OPTO类压缩器的优点:可以对轻松地对一个混音进行整体压缩处理,不会碰坏歌曲的瞬态部分。

OPTO类压缩器的缺点:对于低频部分处理存在问题,所以使用的时候会通常结合低切滤波来完成。

基于OPTO技术设计的压缩器:LA-3A, JLM Mac Opto Comp, LA-2A, TubeTech CL1B.

3.Variable Mu(TUBE)电子管压缩器

TUBE压缩器最早的设计是始于Variable Mu的,现在仍然在高端录音棚里适用,比如Manley Variable Mu,很多大神的唱片都会用这样的神器,这也成为母带制作的行业标准。

值得强调的是,很多OPTO类压缩器设计时会放入TUBE,但是他不属于Variable Mu,因为在Variable Mu的设计中,压缩过程是通过TUBE本身完成的,而没有借助其他辅助。

Variable Mu类压缩器会得到一个平滑的压缩效果,它的响应曲线并不是线性的,压缩比会随着增益的减少而增加,这就意味着瞬态声音越大,越难被压缩。

另一个特性就是时间,它不像VCA或者后续要讲到的FET类压缩器那样有非常快的响应时间。Variable Mu类压缩器会有一个相对较慢的启动时间,并且是循序渐进的,这样的压缩是比较容易让两个不一样的片段温和地压缩到一起。

什么时候适用:当混音动态差不多调整完毕后,过一遍Variable Mu类压缩器,它会使混音更加收紧,并且提高平滑度,混音通过这样的压缩处理变得一致。它会使声音处理更加软更加光滑,例如:一个特别“薄”并且特别有侵略性的吉他声音可以通过此类压缩器变得暖、肥以及平滑。

什么时候不适用:不擅长解决大浮动改变动态问题,同时不擅长得到一个有冲击力的声音,这是因为它的启动时间相对较长。

Variable Mu类压缩器的优点:这类压缩器声音非常温暖,非常肥厚。这种类型的压缩器是软件效果器所不能比拟的,它提供了更加深层次、更多的好的染色,这是通过TUBE的特性得到的。

Variable Mu类压缩器的缺点:操作如果没有旁链滤波可能会导致bass声音的损失,不能对力度产生很好的效果。

基于Variable Mu技术设计的压缩器:Fairchild 670, Altec 436C, Manley Variable Mu等。

4.FET 场效益管压缩器

如果你想找到更加有力度的声音,那么FET可能就是答案。FET类压缩器最慢的启动时间也要比Variable MU类最快的启动时间要快。速度极快、可调但范围不大,染色很重,能带来很强的打击感。同时FET压缩有一个很大的特点,就是门限是固定不可调的。

什么时候适用:可以应用于鼓、bass、人声等需要增加力度的地方,同样它可以增加肥厚度和温暖度。

什么时候不适用:很少使用它放在整个混音的总线上,但是可以旁通所有压缩效果,仅仅让信号过一遍可以得到一个温暖的声音。

FET类压缩器的优点:力度非常棒,并且声音非常暖且 肥厚。这些特性也是软件效果器所不能比拟的。此外此类效果器的性价比较高。

FET类压缩器的缺点:大多数没有旁链滤波功能,这样就能不可以放到总线压缩。

通常来说,FET压缩适合被用于鼓、贝斯 或 比较激进的人声。由于FET压缩的染色很重,而且染色后的效果听起来也比较刺激,所以比较适合相对激进、相对爆炸的音乐素材。同时,也因为它的染色很重,为了稍微中和它的效果,很多混音师也常对1176使用平行压缩。所谓平行压缩,就是把原信号分为两个,一个压缩一个不压缩,最后再混在一起。

基于FET技术设计的压缩器:1176等。

5.Diode-Bridge 二极管桥压缩

二极管桥压缩也是一种比较早出现的压缩,使用二极管作为压缩元件。

二极管本身导电性能良好,但是有大量失真,尽管在压缩设计的时候已经利用了很多手段让失真降低,但与其他压缩相比,二极管桥压缩的染色还是最多的。至于其他方面就很灵活了,和VCA一样,速度很快且可调,而且可调参数也很多

使用场景完全看个人。因为二极管桥的染色很多,所以就完全取决于混音师是不是想在某种声音上加上这样的染色。例如用在音源弦乐上带来年代感,还有很多人喜欢在鼓上用。

常见的二极管桥压缩,有neve的33609,chandler Zener limiter

适用和不适用的场合:

不适用:没有压缩的必要性,比如大交响配置整体动态非常平稳的情况

适用:一切大动态现场,录音,后期处理,母带处理


最后祝大家工作日 鱼块

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