ETM Learn · 04 / 08

קומפרסיה: הגבר שנע בזמן

קודם לומדים את כלל העוצמה, ואחר כך את תנועת הגלאי, ה־Attack וה־Release.

01 · להבין

קומפרסור משנה הגבר לאורך הזמן לפי רמה נמדדת. בדחיסה כלפי מטה, החלקים שמפעילים אותה מקבלים הנחתה. כך אפשר לרסן הבדלי עוצמה או לעצב התחלה והמשך של צליל. הגלאי הוא החלק שמודד רמה לצורך ההחלטה.

הסף ממקם את התחום הפעיל. בדחיסה עם ברך קשה ולאחר התייצבות מעל הסף, 4:1 הופך עלייה של 4 dB בכניסה לעלייה של 1 dB ביציאה. ברך קשה משנה שיפוע בחדות; ברך רכה פורשת את המעבר. Attack קובע התקרבות להפחתת הגבר; Release קובע התאוששות. טרנזיינט הוא שינוי מהיר, כמו תחילת מכת תוף, שבמהלכו העיבוד לא בהכרח מתייצב.

מושגים בהישג יד

מונחים המסומנים בקו מנוקד מציעים פירוש בריחוף, במיקוד מקלדת או בנגיעה. לחיצה מקבעת את הפירוש; Escape או לחיצה מחוץ לו סוגרים אותו. כל ההגדרות זמינות גם כאן.

סף

הרמה שבה מתחיל התחום הפעיל של עקומת הדחיסה בברך קשה. בברך רכה המעבר פרוש על תחום סביב הסף.

יחס

לאחר התייצבות בדחיסה כלפי מטה, יחס 4:1 אומר שעלייה של 4 dB בתחום הפעיל בכניסה נותנת עלייה של 1 dB ביציאה. הוא אינו מחלק את כל המשרעות בארבע.

Attack

אופן וקצב ההתקרבות להפחתת הגבר. המספר אינו זמן המתנה פשוט; הגדרתו המדויקת תלויה בתכנון המעבד.

Release

אופן וקצב ההתאוששות מהפחתת הגבר כשהדרישה להנחתה פוחתת. הוא משפיע על המעטפת ועל עיוות אפשרי.

Lookahead

משהים את האודיו ביחס לגלאי כדי שיוכל להגיב לפני שהשיא המושהה מגיע ליציאה. המחיר הוא השהיה.

02 · לשחק ולגלות

בחרו Downward compression, גלאי Peak, יחס 4:1 וללא Auto Makeup. הורידו סף על תופים. שנו Attack, ואחר כך Release, תוך צפייה בהפחתת ההגבר.

נחשו מה יקרה → שנו בקרה אחת → השוו → הסבירו את התוצאה.

ניסוי 01

השוו את העקומה הסטטית לתנועה בזמן. Auto Makeup הוא אומדן, ולא התאמת Loudness מובטחת. השוו העדפה בעוצמות האזנה דומות.

Compressor Bench

idle
Static curve - in ▸ out, dB
Spectrum - dry vs compressed
The loop - dry vs compressed
Gain reduction · 48 kHz analysis model
dry compressed gain reduction threshold
vol
audio starts on first click
Max GR-
Average GR-
Crest change-
Peak change-
RMS change-
Makeup to match-

ניסוי 02

מדרגת העוצמה מפרידה תזמון ממוזיקה. השוו יעד לאחר התייצבות, מעבר 10–90% וקבוע זמן; אלו אינם אותו מספר.

Attack / Release step test - the level jumps up, holds, jumps down

-
Output waveform - the envelope IS the attack and release
Gain applied, dB
input level output gain settled target
Overshoot-
Attack 10→90%-
τ (63%)-
Release 90→10%-
Settled GR-

ניסוי 03

קצרו Release בסינוס. עקיבה אחר מחזורי האות מאפננת את ההגבר ויכולה להוסיף עיוות. קריטריון ה־Release המוצג שייך לניסוי הזה.

Envelope-ripple distortion - measured, 50 Hz sine at 4:1

-
THD vs release time
The gain envelope, riding the waveform
THD-
Gain ripple-
Test criterion ≥-

ניסוי 04

ערבבו מקור ותוצאה. גם ללא Makeup, שינוי הגבר דינמי יכול לשנות מעטפת ו־Crest factor. אין אחוז ערבוב מיטבי לכל מקור.

Parallel compression - what the blend actually does

-
Dry, fully compressed, and the blend - with the blended curve inset
dry 100% compressed the blend unity
Peak change-
RMS change-
Crest change-

ניסוי 02

ארבע מכות של אותו סנר, במרווח של 250 מילישניות, בארבע רמות שונות. תבחר מה אתה מנסה לעשות ותסתכל איזה חלק מהמכה זז. האטק מחליט מה קורה למקל, והריליס מחליט מה קורה לזנב שמאחוריו.

הכל כאן מותאם לאותו שיא, כך ששום דבר כאן לא פשוט יותר חזק.

ארבע מכות סנר, ארבע זוגות של אטק וריליס

-
ארבע המכות, יבש מול דחוס, עם שלושת חלונות המדידה מוצללים

אטק / ריליס-
פיזור השיאים-
טרנזיינט, 15 מילישניות-
גוף, 20 עד 80-
זנב, 100 עד 160-

בדקו את ההבנה

האם Attack של 10 ms משאיר את האות ללא שינוי במשך 10 ms?

03 · להעמיק מאוד

בברך קשה: Y = X מתחת ל־T, ומעליו , ברמות dB. ההגבר הוא . ברך רכה מחברת שיפועים על פני תחום רמות; היא אינה קובעת את תגובת הזמן. מצבי דינמיקה אחרים משנים את הצד הפעיל ואת כיוון השינוי.

במחליק מסדר ראשון: , ‏. אחרי τ הושלמו כ־63.2% מהמעבר; 10–90% אורך ln(9)τ ≈ 2.197τ. יש ליישם זאת על המשתנה שבפועל עובר החלקה; Branching ו־Decoupled משלבים את הזמנים אחרת.

בחוק משוב G = −k(Y−T), כאשר Y = X+G, מתקבל בתחום הפעיל יחס 1+k. קומפרסיית Feedback אינה מוגבלת מטבעה ל־2:1. ב־ האודיו מושהה ביחס לגלאי, ולכן אפשר להנחית לפני השיא המושהה. זו הנחתה מקדימה, ולא Pre-ringing תנודתי של מסנן.

המתמטיקה במילים

העקומה הסטטית מעל הסף

Y = T + (X−T)/R

X היא רמת הכניסה, T הסף ו־R היחס. מחשבים כמה דציבלים הכניסה מעל הסף, מחלקים ביחס ומוסיפים לסף. בסף ‎−18, כניסה ‎−6 ויחס 4:1 מתקבלת יציאה ‎−15 dB. נכון לברך קשה לאחר התייצבות וללא Makeup.

קבוע זמן לעומת זמן מעבר

t₁₀–₉₀ = ln(9) · τ ≈ 2.197τ

במעבר מדרגה של מחליק מסדר ראשון, הזמן להשלמת המעבר מ־10% ל־90% הוא בערך 2.197 פעמים קבוע הזמן τ. אם τ הוא 10 מילישניות, המעבר אורך כ־21.97 מילישניות. אין להחיל זאת על כל הגדרת Attack של כל מעבד.

שינוי ההגבר בדציבלים

G = Y−X

מחסרים את רמת הכניסה X מרמת היציאה Y. כניסה ‎−6 ויציאה ‎−15 נותנות G של ‎−9 dB: הנחתה של 9 dB. מד הפחתת הגבר עשוי להציג את גודל ההנחתה כמספר חיובי.

מזמן למקדם החלקה

α = exp(−1/(τfs))

τ הוא קבוע הזמן בשניות ו־fs מספר הדגימות בשנייה. מחשבים את המכפלה שלהם, הופכים אותה, מוסיפים סימן שלילי ומחשבים e בחזקה שהתקבלה. במחליק הזה מקדם α הקרוב יותר ל־1 שומר יותר מן העבר בכל דגימה.

החלקה צעד אחר צעד

z[n] = αz[n−1] + (1−α)u[n]

z[n] הוא הערך החדש: α כפול הערך הקודם ועוד 1−α כפול היעד הנוכחי u[n]. המשקלים מסתכמים ב־1. זהו מחליק מסדר ראשון, לא תיאור מלא של כל קומפרסור.

חוק משוב ויחס דחיסה

G = −k(Y−T); Y = X+G

מחשבים הנחתה לפי המרחק של היציאה Y מעל הסף T. מציבים את ההגבר G במשוואת היציאה ופותרים: בתחום הפעיל, עלייה בכניסה מצטמצמת פי 1+k. לכן k של 3 נותן יחס 4:1 בחוק הסטטי הזה.

אתגר חישובי: נסו לפני פתיחת הפתרון

01 · באותן הגדרות, כמה הפחתת הגבר מתקבלת לאחר התייצבות בכניסה ‎−6 dB? הזינו גודל הפחתה חיובי.

רמז

קודם חשבו Y = T + (X−T)/R, ואחר כך X−Y.

פתרון והנחות

Y = −18 + 12/4 = −15 dB. ההפחתה היא ‎−6 − (−15) = 9 dB, כלומר הגבר G = −9 dB. ברך רכה, כיול גלאי ומעבר שלא התייצב יכולים לשנות את התוצאה בתצורה אחרת.

02 · במחליק יחיד מסדר ראשון עם קבוע זמן τ = 10 ms, כמה זמן נמשך מעבר מ־10% ל־90% של מדרגה?

רמז

תגובת המדרגה היא 1−e^(−t/τ). פתרו ב־0.1 וב־0.9 וחסרו את הזמנים.

פתרון והנחות

t₁₀ = −τ ln(0.9), ‏t₉₀ = −τ ln(0.1), ולכן Δt = τ ln(9) = 21.9722 ms. זו תוצאה למשתנה ולמבנה המסוימים, ולא כלל המרה לכל כפתור Attack. בחוק Feedback ‏G = −k(Y−T), פתרון Y = X+G נותן בנפרד יחס 1+k, ללא תקרת 2:1 מובנית.

מקור להעמקה: FabFilter: dynamics controls