Пристрої динамічної обробки сигналів

В даний час існує безліч різних процесорів для динамічної обробки звукових сигналів - це різного роду компресори, гейти, експандери, левелери, лімітери, і т.д. і т.п. У цьому різноманітті неважко і заплутатися – який прилад потрібен у конкретній ситуації? Чим відрізняються прилади, що мають подібну дію - гейт і експандер, наприклад? А компресор та левелер?

І таких питань – маса. Включно з тим, що найчастіше зустрічається - а для чого взагалі ця сама “динамічна обробка”? Здавалося б - чого тут мудрувати при записі, "устромити" все в пульт - і справа з кінцем. Ан, ні! Не так просто.

Пристрої динамічної обробки сигналів застосовують у двох випадках - або у художніх цілях (це тема особливої ​​розмови), або отримання більш якісного звучання. Можна, звичайно, запитати – як це, якіснішого?

Хіба “живе” звучання – недостатньо добре? У концертному залі – так, звичайно. Але в тих випадках, коли сигнал необхідно записувати, або передавати лініями зв'язку - на жаль!

Тут ми стикаємося з тим об'єктивним фактором, що динамічний діапазон тракту (будь-якого!) - на жаль, обмежений.

Заявляються для найпоширенішого зараз носія (CD) цифри - динамічний діапазон 96дБ - не зовсім вірні. Тобто, якщо розглядати їх як ставлення найгучнішого сигналу до рівня шумів у паузі – цифри, безумовно, правильні. Однак це справедливо лише для сигналів максимальної амплітуди. Реальні звукові сигнали мають досить великий пік-фактор, так що від 96дБ необхідно відібрати приблизно 15 - 20дБ. Ось – вже залишилося менше 80дБ.Потім необхідно врахувати той факт, що у цифрових трактах якість сигналів сильно погіршується при зменшенні його амплітуди. І сигнал з рівнем -60дБ передається лише шістьма розрядами цифрового коду, а при цьому говорити про скільки-небудь пристойне звучання - природно, вже не доводиться. Таким чином, динамічний діапазон CD реально становить величину, значно меншу, ніж 96дБ.

Динамічний діапазон реальних сигналів може бути набагато більше - наприклад, для симфонічного оркестру він може становити до 120дБ! І як його "впхнути" в обмежений діапазон тракту?

Друга велика група проблем - це "що робити з сигналами, що заважають?" Типу шумів у паузі, що пролазять у мікрофони сторонніх сигналів, фонів та шипіння від гітарних “примочок” тощо. і т.п.? Ось у всіх цих випадках і виникає необхідність в автоматичному управлінні рівнями сигналів, інакше кажучи - у застосуванні динамічних пристроїв обробки сигналів.

Всі пристрої динамічної обробки можна розділити на два великі класи - за характером взаємозв'язку їхнього коефіцієнта посилення та рівня вхідного сигналу.

Якщо зі збільшенням рівня вхідного сигналу коефіцієнт передачі пристрою зменшується - це компресор і/або його різновиду. Такі, як лімітер, левеллер, "дакер" та ін.

Якщо при збільшенні вхідного сигналу коефіцієнт передачі пристрою також збільшується - це експандер чи гейт.

Всі, без винятку, пристрої динамічної обробки сигналів відносяться до одного з цих двох класів. Існує, звичайно, велика кількість приладів, що носять різноманітні гучні, лякають "фірмові" назви. Цього не слід боятися.Часто це або просто "красивості", що не несуть ніякого явного смислового навантаження, або - у кращому випадку - складені назви, "зібрані" зі шматочків назв частин приладів. Наприклад, "компеллор" - це "КОМПресор + Левлер". Тільки трохи "замасковані".

Компресор та його похідні

Отже – компресор. Назва походить від англійського дієслова "to compress" - стискати. Як випливає із самої назви, компресор - це пристрій для стиснення, у даному конкретному випадку - динамічного діапазону вихідного звукового сигналу.

Основними параметрами компресії є: ступінь компресії “ratio”, поріг спрацьовування “threshold”, час спрацьовування “attack” і час відновлення “release”. Перші дві величини відображені на графіку компресії (рис.1).

На цьому малюнку по горизонталі відкладено вхідну напругу компресора, виражену для зручності в децибелах, по вертикалі – вихідну, а товста лінія – це прохідна характеристика компресора. На цьому графіку видно, що вихідний сигнал - точно дорівнює вхідному, до точки спрацьовування (початку роботи) компресора - THRESHOLD (поріг спрацьовування). Починаючи з цієї точки, вихідний сигнал компресора збільшується меншою мірою, ніж вхідний, тобто. здійснюється компресія. Мірою компресії служить ступінь компресії (RATIO).

Ступінь компресії - це відношення величини збільшення вхідного сигналу до величини викликаного ним збільшення вихідного сигналу. (При цьому - величини, що вимірюються, повинні бути виражені в децибелах!)
RATIO = dUвх (дБ) / dUвих (дБ)

Динамічні характеристики компресорів визначаються часом спрацьовування ATTACK та відновлення RELEASE.

Час спрацьовування (ATTACK) - це проміжок часу між моментом, коли від джерела подається стрибок сигналу з рівнем на 6 дБ вище вихідного, і моментом, коли вихідний рівень досягає значення на 2 дБ вище значення вихідного сигналу, що встановився (рис.2).

Час відновлення (RELEASE) - це проміжок часу між моментом, коли рівень сигналу джерела зменшується на 6 ДБ від вихідного, і моментом, коли вихідний рівень досягає значення на 2 дБ нижче за його значення (рис.3).

Природно, що це має відбуватися у сфері рівнів вхідного сигналу, лежачих вище порога спрацьовування!

Будь-який компресор (як, втім, і будь-який пристрій динамічної обробки взагалі) містить, як мінімум, дві великі складові - звуковий тракт і ланцюг управління (рис.4). Остання в англомовній літературі зветься “side chain”.

До складу звукового тракту входять зазвичай - як мінімум - три елементи: вхідний та вихідний підсилювачі (1 і 3, відповідно), і власне елемент, що змінює коефіцієнт посилення звукового сигналу (керований підсилювач) - VCA (2).

Ланцюг управління складається з випрямляча 4 - для перетворення звукового сигналу в керуючу постійну напругу, і ланцюги управління компресією 5. В останній якраз і здійснюється встановлення динамічних параметрів компресора, а також управління ступенем компресії та порогом спрацьовування.

У деяких моделях компресорів - як і гейтів, і іншого такого роду - передбачаються гнізда SIDE CHAIN ​​- для включення в ланцюг управління, перед випрямлячем, додаткового еквалайзера. При включенні будь-якого еквалайзера у розрив ланцюга управління - компресор хіба що “обманюється”, тобто.він "бачить" не зовсім той сигнал, який надходить йому на вхід. Цим забезпечуються ширші функціональні можливості обробки вихідних сигналів - стає можливою

частотно-залежна динамічна обробка - така, наприклад, як деессер.

(Хоча, строго кажучи, застосування компресора з еквалайзером у SIDE CHAIN ​​- це тільки імітація справжнього де-есеру. І може більш-менш терпимо використовуватися лише на сольній вокальній партії, та й то - або компресор, або де-есер. Одне з двох .

Ці гнізда за функціями, що виконуються, є аналогом гнізд INSERT на мікшерному пульті. З однією "маленькою різницею".

Пам'ятайте! Будь-які еквалайзери, включені до SIDE CHAIN, не змінюють тембр звуку

в основному каналі! Вони впливають лише параметри управління, і, характер здійснюваної динамічної обробки.

Якщо відволіктися від конструктивних особливостей, то характером реакції на вхідний сигнал все компресори можна розділити на великі групи - з ручним управлінням параметрами компресії, і “автоматизовані”, з тим чи іншим ступенем автоматичного управління цими параметрами.

У “ручних” – всі динамічні параметри задаються користувачем. Це забезпечує дуже велику свободу у їхньому виборі, для отримання тих чи інших необхідних вам художніх результатів. Адже не секрет, що компресором можна змінити вихідне звучання як завгодно, хоч до "повної невпізнання". Ось "ручний" компресор - якраз і служить саме для цього, для спеціальної та навмисної зміни характеру вихідного звучання у потрібний вам бік. У зарубіжній літературі цей тип компресорів часто називається CREATIVE - “творчий”, “творчий”.

Відповідно, для їх правильного використання - необхідна досить висока кваліфікація, бо замість поліпшення звуку можна його непоправно зіпсувати!

(Що, на жаль, часто й відбувається.)

Зверніть увагу: Перекомпресований сигнал виправити надалі неможливо!

На противагу цьому, в автоматизованих компресорах - динамічні параметри раз і назавжди встановлені виробником, та їх зміна користувачем

неможливо. Хоча деякі "імениті виробники", що випускають дійсно добротну продукцію, у ряді моделей пропонують користувачеві на вибір кілька алгоритмів автоматизації, для різних варіантів обробки.

Як правило, більшість автоматизованих компресорів не змінюють динамічні параметри звуку скільки-небудь істотним чином, а лише "вирівнюють" вихідне звучання, роблять його більш щільним та насиченим.

Автоматизовані компресори - також, у свою чергу, можна розділити також на два великі класи - RMS, і, умовно, "не-RMS".

"Не-RMS" - це компресори, що мають звичайний (іноді званий "піковим") детектор, і один або кілька наборів заводських передустановок (пресетів), різних поєднань часів спрацьовування ATTACK та відновлення RELEASE. Як правило, у випадку лише одного можливого варіанта передустановок – такий компресор призначений для обробки якогось одного типу сигналів, і тільки для нього робота такого компресора буде дійсно гарною. Пов'язано це з тим фактом, що всі сигнали мають динамічні параметри, що сильно розрізняються, причому ці параметри для різних звучань можуть відрізнятися в сотні, і навіть тисячі, разів. Очевидно, що поєднання параметрів оптимальне для одного звучання - швидше за все, для іншого буде малопридатним.Хоча і це – інколи – може дати цікаві, несподівані ефекти.

Дещо окремо стоїть такий, донедавна дуже “екзотичний” для більшості наших звукорежисерів клас компресорів, як RMS. В останні роки все більша кількість фірм приступає до їх випуску, що пояснюється популярністю цього типу компресорів, що постійно зростає, як при звукозаписі, так і в "живій" концертній роботі. На жаль, до порівняно недавнього часу цей клас компресорів був мало знайомий більшості звукорежисерів, та й зараз не дуже багато хто добре знає, що ж це таке. А справді, що?

Назва RMS - це англійська абревіатура слів "Root Mean Square", яким відповідає вітчизняний термін "середньоквадратичне значення". (Раніше в електроніці існувало поняття "ефективне значення", ці терміни - синоніми)

Як випливає з назви, цей тип компресора повинен реагувати на ефективне значення сигналу. Це дійсно так: RMS-компресор реагує безпосередньо на ПОТУЖНІСТЬ звукового сигналу, а не на його миттєві значення, як звичайний компресор. Ланцюги управління компресорів цього типу побудовані таким чином, що, скажімо, тривалий сигнал невеликої амплітуди має набагато більшу "важливість" для цілей управління посиленням компресора, ніж короткий імпульс великої амплітуди. Це, однак, зовсім не означає, що, взявши звичайний компресор і встановивши регулятори Attack і Release на максимум, ви отримаєте компресор RMS. Нічого подібного, на жаль! Все набагато складніше.

Спеціальні схеми, що застосовуються для ланцюгів управління, мають дуже малу похибку детектування сигналів з великим пік-фактором, і, як правило, мають спеціальні ланцюги адаптації динамічних параметрів детектора до вхідного сигналу, з урахуванням його сприйняття слухом. Інакше кажучи, часові параметри в цьому RMS-компресорі не є чимось раз і назавжди заданим, а складним чином змінюються в залежності від частоти та рівня вхідного сигналу, його спектра. Це забезпечує відсутність "механістичності" в роботі компресора і дуже малу помітність втручання компресора в сигнал, що обробляється.

Разом взяті ці заходи забезпечують дуже високу "музикальність" роботи

RMS-компресора, який при правильному застосуванні практично не змінює

динаміку вихідного музичного сигналу, а тільки його як би "підрівнює",

ущільнює. Звучання стає більш рівним і потужним, без непотрібних "шорсткостей". Застосування RMS-компресора не вимагає високої кваліфікації, і доступне практично будь-якому звукорежисеру, від початківців - до досвідчених професіоналів. (Втім, навіть при не надто вмілому використанні сильно зіпсувати звук RMS-компресором практично неможливо.)

Крім основних, у деяких моделях компресорів є і деякі додаткові пристрої, які покращують споживчі властивості.

Так, наприклад, зменшення помітності моменту включення компресора в роботу багато компресори мають так званий "м'який поріг" (Soft Threshold), що забезпечує плавне входження в режим компресії. На рис.5 зображені прохідні характеристики (залежність рівня вихідного сигналу від рівня вхідного) для двох компресорів - звичайного (ламана лінія 1) та компресора з "м'яким порогом" (крива 2).

Як видно з малюнка, у другому випадку у міру зростання вхідного сигналу ступінь компресії збільшується плавно, а не включається стрибкоподібно, як у звичайному компресорі. Таким чином, вдається сильно послабити помітність початку компресії, зробити цей момент практично нечутним.

В особливо модних моделях компресорів - можна навіть регулювати ступінь крутості зламу прохідної властивості, робити його більш (або менш) "м'яким".

Далі - загальновідома властивість компресії, особливо швидкої (за малих часів спрацьовування та відновлення), як би “з'їдати” високі частоти в оброблюваному сигналі. Для усунення цього явища в деяких компресорах застосовуються різноманітні спеціальні пристрої (ВЧ-експандери), що дозволяють у ряді випадків уникнути цього небажаного ефекту. Зазвичай у таких пристроях сигнал поділяється на дві лінії, і в той час, як основний сигнал компресується, його високочастотна складова передається на вихід або незмінною, або навпаки - посиленою, пропорційно до ослаблення рівня основного сигналу. У вихідному підсилювачі обидві ці складові підсумовуються, і ефект "з'їдання ВЧ" у такий спосіб суттєво послаблюється. На жаль, більшість подібних пристроїв добре себе виявляють лише при використанні їх як “спецефектів”, а їх застосування для заявлених виробниками цілями – малоефективне.

Звичайно, крім описаних вище, існують деякі інші різновиди компресорів. Розглянемо деякі з них докладніше.

Лімітер. В принципі, це не якийсь "окремий вигляд" компресорів, а лише один із окремих випадків роботи компресора. Лімітування відрізняється від компресування насамперед ступенем компресії RATIO.Для лімітування достатньо перевести цей регулятор в положення RATIO = нескінченність: 1, при цьому - незалежно від збільшення вхідного сигналу - рівень сигналу на його виході не збільшуватиметься. (Природно, що йдеться про сигнали, що лежать вище за поріг спрацьовування!) Але. Тут є одна тонкість.

Справа в тому, що основне призначення лімітера - захист наступних вузлів тракту від навантажень. Будь-яких, навіть найменших. При цьому він повинен на 100% не допускати перевищення встановленого Вами вихідного рівня, але абсолютно не чіпати сигнали, що лежать нижче за поріг спрацьовування. Звідси - неминуче випливає висновок, що компресори з “м'яким коліном” - принципово непридатні цих цілей. Адже їм саме поняття “порога” має дуже розпливчастий сенс. Дійсно - адже для "непомітності" роботи у них протяжність "м'якої" ділянки характеристики дуже велика, і в деяких моделей досягає 40дБ! Тобто. від початку втручання такого компресора в сигнал і до того моменту, коли він досягне режиму лімітування - рівень вхідного сигналу повинен зрости на цю величину! І весь цей час ніякого лімітування ще не відбувається, але сигнал уже "жується". Чому? Про це трохи нижче.

Компресори, що широко застосовуються, мають ту чи іншу автоматизацію динаміки своєї роботи - також практично непридатні для використання в якості лімітера.

Причина цього полягає в тому, що, як раніше говорилося, їх динаміка оптимізована під будь-який конкретний вид сигналу, і саме під його компресію, а не щось інше. А лімітер, крім більшого RATIO, має і інші динамічні характеристики.Насправді - він повинен дуже швидко (в ідеалі - миттєво!) "з'їсти" сигнал навантаження, і так само швидко повернутися до початкового стану. В автоматизованому компресорі отримати це просто неможливо. У хорошому ж лімітері можна встановити час спрацьовування до 5 мікросекунд, чого в компресорах просто не буває. Час відновлення в реальному захисному лімітері також дуже мало - кілька десятків мілісекунд. Очевидно, що компресія з такими параметрами здатна – і найсильнішим чином – спотворити сигнал. Ось вам заразом і причина того, що якщо в компресорі з "м'яким" порогом виставити динамічні параметри, придатні для лімітування -сигнал буде просто понівечений - не та динаміка.

Левеллер. Це - ще один різновид RMS-компресора. Основна його відмінність від "звичайного RMS" - це набагато більші постійні часу детектора, аж до 10 секунд у деяких моделях. Крім цього, вони мають дещо іншу прохідну характеристику (рис.6).

На цьому малюнку зображено сімейство прохідних характеристик левелера при різних значеннях RATIO. З нього видно, що незалежно від RATIO - сигнал із вхідним рівнем 0дБ на виході має такий же рівень, а сигнали з іншими рівнями як би підтягуються до нього. Більш сильні – послаблюються, слабші – посилюються. Причому чим більше RATIO встановлено - тим сильніші сигнали притискаються до рівня 0дБ. (Звичайно, рівень 0дБ тут наведено лише для прикладу. У реальних пристроях є регулятор рівня, до якого мають "підтягуватися" сигнали).

Де-есер, де-поппер. Варіанти частотно-залежного компресора, а точніше - "смугового" компресора.Чому смугового? Тому, що справжній де-есер (і, природно, де-поппер) повинен обробляти тільки вузьку смугу сигналу, що заважає, не торкаючись всього іншого. (Звичайний компресор - в режимі де-ессеру, з фільтром (еквалайзером) в ланцюзі управління - обробляє всю смугу частот вхідного сигналу. Він просто більш "трохи" до виділеної області спектра.) Відмінність де-ессеру і де-поппера в тому, що де-есер працює на високочастотних сигналах, прибираючи "цикання" і шепелявість. Де-поппер (смішна назва, правда?) - Навпаки, працює в низькочастотній області спектру, прибираючи "пихання" і бубоніння. Загалом вони принципових відмінностей немає. Головна відмінність цих приладів від інших пристроїв динамічної обробки - те, що поріг спрацьовування у яких не фіксований (ручкою управління THRESHOLD, зазвичай), а “плавающий”. Що означає – плаваючий? Те, що він визначається різницею рівнів оброблюваної частини спектру, з одного боку, і решти - з іншого боку. Така побудова забезпечує нормальне їхнє функціонування, незалежно від абсолютних рівнів вхідних сигналів. Тобто. де-ессер постійно аналізує спектр вхідного сигналу, і якщо "бачить", що рівень сигналу у встановленій вами смузі перевищує допустиме співвідношення його та "всього іншого", то він зменшує рівень сигналів у цій смузі до допустимої (встановленої вами) величини.

Компресор/лімітер. Яскравий приклад широко розповсюдженої помилки. Дуже багато хто вважає, що купивши прилад з такою назвою - вони купили і компресор і лімітер. Неправильно! Це – не компресор + лімітер. Ви маєте стандартний компресор, який можна перевести в режим лімітера. І нічого більше! Тобто. або – це у вас працює як компресор, або – як лімітер. Третього – не дано.Якщо ж вам потрібно і те, і інше - то при покупці переконайтеся, що є хоча б один окремий регулятор для встановлення параметрів обмеження. Найчастіше – це регулятор порога спрацьовування лімітера LIMIT. Хоча, звичайно, зустрічаються й інші назви – PEAK STOP, наприклад, та інші.

Природно, що крім описаних вище, існують інші види компресорів - такі, як багатосмугові компресори, AGC-контролери, АРУЗ і т.д. і т.п. Але, на жаль, описати більш-менш детально всі види компресорів в одній статті, на журнальних сторінках просто неможливо.

Експандер, гейт та інше

Експандер - це компресор навпаки. Назва - походить від англійського дієслова "to expand" - розширювати, розтягувати. У нього, як уже зазначалося, коефіцієнт передачі пропорційний рівню вхідного сигналу, тобто. чим гучніший вхідний сигнал - тим гучніший вихідний. Існують два основні різновиди експандера - "експандер вгору" (Upward Expander) та "експандер вниз" (Downward Expander).

Відрізняються вони характером реагування на вхідний сигнал. "Експандер вгору" - обробляє тільки сигнали, що лежать вище за поріг його спрацьовування, роблячи гучні - більш гучними. Тихі ж сигнали, нижчі від порога спрацьовування, він не чіпає. У реальній практиці майже не зустрічається, єдиний виняток – гітарний бустер.

Чому ж не застосовується, хоча деякі часто кажуть - "хороший прилад, дозволяє відновити вихідну динаміку надміру сильно "затисненого" компресорами сигналу"?

Відповідь це питання розпадається на два. По-перше, перетиснутий до “квадратного” стану сигнал – не відновити нічим, розлучіться з цією ілюзією! А по-друге.

Як і компресор, експандер має час відкривання ATTACK і час закривання RELEASE.Ось тут і криються причини всіх проблем. Уявіть собі - ви хочете обробити сумарну фонограму, із записом найрізноманітніших інструментів. Для того, щоб оброблений "експандером вгору" сигнал барабана не втратив своєї вихідної атаки - природно, необхідно встановити дуже швидке відкривання експандера. Але при цьому - сигнали інструментів з повільними атаками (орган, струнні) придбають завдяки дії експандера надмірно різкі атаки, а попросту кажучи - почнуть "клацати" в момент відкривання експандера. Ці клацання вкрай неприємні для слуху, що не маскуються сигналом, і практично повністю виключають можливість застосування "експандера вгору" в звукотехніці на реальному сумарному звуковому сигналі.

"Експандер вниз" - навпаки, не чіпає сигнали вище за поріг спрацьовування, а тільки робить тихіше сигнали, що лежать нижче цього порога. В принципі, за характером своєї дії на сигнал - це пристрій схоже з гейтом, і, як правило, застосовується для аналогічних цілей, для придушення слабких сигналів. В цій якості "експандер вниз" входить складовою практично у всі шумоподавлювачі (денойзери).

Органи управління в експандерів аналогічні компресору, крім вже розглянутих - це, звичайно, регулятор порога спрацьовування THRESHOLD, і регулятор ступеня розширення (експандування) RATIO. Цей регулятор має маркування, обернене компресорним, він показує, наскільки децибел зміниться вихідний сигнал при зміні вхідного сигналу на 1дБ. Тобто. якщо у компресорі RATIO=5:1 каже нам, що з зміні рівня вхідного сигналу на 5дБ вихідний сигнал зміниться на 1дБ, то експандері RATIO=1:5 показує - при зміні вхідного сигналу на 1дБ рівень вихідного сигналу зміниться на 5дБ.

Гейт - один із найпоширеніших приладів динамічної обробки. Його назва походить від англійського слова "Gate" - клапан, ворота. Основне, "вихідне" призначення гейта - відсікання сигналів малого рівня, для яких він і є своєрідним клапаном, не пропускаючи їх на вихід. Почасти гейт схожий на експандер, але лише почасти. Тобто. якщо в “експандері вниз” встановити RATIO=1:нескінченність, він буде функціонувати як гейт. Але не навпаки! Адже експандер - за всіх положень RATIO, крім вищенаведеного - хіба що “стежить” за сигналом, тобто. він не має стійкого стану, його коефіцієнт передачі постійно змінюється. (Більше сигнал - більше посилення, менше сигнал - менше посилення.) Гейт має тільки два стійких стану, відкритий і закритий. А в моменти ATTACK і RELEASE - він просто переходить із одного стану в інший.

По своїй роботі - гейт аналогічний формувачу, що огинає в синтезаторах. Тобто. це такий же багатоступінчастий формувач огинальної плюс керований підсилювач (VCA), тільки "запускається" він не від натискання клавіші, а при перевищенні вхідним сигналом порога спрацьовування гейту THRESHOLD.

Більшість гейтів мають відносно нескладний 3-ступінчастий формувач огинаючої, що складається з трьох частин - наростання ATTACK, утримання HOLD, і плавного згасання RELEASE (Рис.7).

Ці складові добре знайомі всім, хто мав справу з синтезаторами. На малюнку спільно зображені три сигнали - вхідний (верхня сигналограма), сформована генератором гейта, що огинає (в середині) і результуючий вихідний сигнал - внизу.

У момент перевищення вхідним сигналом порога спрацьовування THRESHOLD (вгорі) запускається спеціальний тригер, що запускає у свою чергу формувач гейту, що огинає, і той - починає послідовно виробляти три складових частини керуючого напруги для VCA (у середині). У перший момент після запуску формується ATTACK, потім - до того моменту, коли вхідний сигнал стане меншим за поріг спрацьовування - зберігається досягнутий стан. Після того, як вхідний сигнал стане менше THRESHOLD - тригер (TRIGGER) змінює свій стан, і починають формуватися наступні дві частини огинаючої. Під дією цієї напруги VCA змінює свій коефіцієнт посилення, і виходить результуючий (оброблений гейтом) вихідний сигнал (внизу).

Природно, що динаміка обробленого гейтом сигналу - відрізнятиметься від вихідної. Сигнали, що лежать нижче за поріг спрацьовування, будуть повністю придушені. У сигналів вище порога - атаки залежатимуть від співвідношення їх вихідної швидкості і часу відкривання гейту, тобто. результуюча - може бути як "різкіша", так і більш плавна. Аналогічно – і з процесом згасання сигналу RELEASE. З тією різницею, що згасання вихідного сигналу гейтом не подовжити. Можна лише вкоротити.

Саме ця властивість гейта - змінювати динаміку сигналів - якраз і є тією головною причиною, через яку гейт набув такого широкого поширення.

Напевно, ні для кого не буде "одкровенням згори" той факт, що в даний час основним застосуванням гейту є запис ударних інструментів - барабанів, "заліза" та ін. Ось при обробці гейтом саме цих сигналів - усі його потенційні можливості розкриваються найповнішим чином.Можна "відрізати" надмірно довгі "хвости", що тягнуться, у барабанів, зробити більш різкими атаки, а при відомому навичці - навіть "розтягнути" час звучання атаки. Аж до того, що замість одного

удару – чутимуться. два! Так - так, це справді так! Тільки для цього гейт має бути "справжнім", повнофункціональним, а не однією "ручкою" в компресорі.

Раніше звичайний нині гейт носив більш претензійну назву - NOISE GATE (нойз-гейт), при цьому малося на увазі, що головним його призначенням буде шумозаглушення, боротьба з шумами. Але досить швидко з'ясувалося, що "шумодав" з гейту - за великим рахунком - просто "ніякий". Ні, звичайно, шуми паузи - він прибирає чудово, з цим ніхто не сперечається. Лише. це практично нікому не потрібне. Уявіть собі, що у вас є дикторський текст, записаний з високим рівнем шумів (типу "шипіння"). Як би не був сильний цей шум - слух досить швидко до нього адаптується, і все в цілому сприймається більш-менш нормально. Пропустивши цей сигнал через гейт, ви отримаєте блаженну "мертву" тишу в паузах. і дике шипіння, що супроводжує текст при відкритому гейте! То – тиша, то – шипіння. І зміна їх – відбувається дуже швидко. Адже для адаптації потрібно хоч якийсь час, але в цьому випадку - його просто немає. Тут будь-який слух збожеволіє!

Таке, принципово неправильне застосування гейту - на жаль, можна чути досить часто, наприклад - на відеокасетах, де голос перекладача (записаний раніше на аналогову доріжку VHS) накладається на "рідну" доріжку HI-FI Stereo. В результаті - запис слухати просто неможливо! Особливо в тихих місцях, де в звуки - наприклад, води, що капає - раптом "вривається" з диким шипінням голос перекладача.Дещо послабити цей небажаний ефект допомагає наявний у добрих гейтах регулятор “глибини закривання” RANGE. Він дозволяє встановити величину, яку гейт буде зменшувати свій коефіцієнт передачі у закритому стані. Реально - у випадках, аналогічних описаному - зменшення рівня шумів у паузі, у якому результат ще більш-менш пристойний, становить величину трохи більше 10 - 15 дБ. При великих величинах - вже починає проявлятися описаний ефект. Хоча, звісно, ​​у разі це - напівзаходу, і краще залишити “кесарю - кесарево”, тобто. для боротьби з шумами використовувати спеціально для цього створені пристрої - денойзери. У них це краще вийде.

Крім вищезгаданих, в деяких "навернутих" гейтах є й інші регулювання - наприклад, передзатримки DELAY, гістерези, фільтрації і т.д. і т.п.

Розглянемо докладніше деякі з них, у порядку зменшення поширеності.

Обов'язковою складовою будь-якого більш-менш пристойного гейта є перебудовуються обрізні НЧ і ВЧ фільтри KEY FILTER, в крайньому випадку - розривні гнізда SIDE CHAIN ​​INSERT, як у компресорі. (Іноді, в деяких моделях, можна зустріти і гнізда для подачі зовнішніх сигналів, що запускають - EXT.KEY.)

Призначення цих фільтрів і гнізд - таке саме, як і компресорі, зміни характеристик каналу управління. (І так само - вони не впливають на тембр самого сигналу!) Але якщо в компресорах застосування фільтрів і еквалайзерів в SIDE CHAIN ​​- це значною мірою "екзотика", і часто можна чудово обходитися і без таких, то в гейтах - на жаль! Без хороших фільтрів – нікуди.Причому, якщо SIDE CHAIN ​​компресора ставиться зазвичай еквалайзер, то гейтах - ставляться саме обрізні фільтри, зазвичай - перебудовуються, і навіть - окремі для НЧ і ВЧ.

Необхідність у них викликана головним чином специфікою застосування більшості гейтів - для запису ударних. Інструменти цієї групи розташовані дуже близько один до одного, мають високу гучність, і відокремити їх один від одного - завдання не з простих. (Власне, саме для цього гейт і застосовується – якщо тимчасово залишити осторонь завдання художньої зміни вихідних звучань.)

Наприклад, два близько розташованих мікрофони знімають звучання, один – барабана, інший – тарілки. По гучності - їх не розрізнити, та й у різних місцях пісні вона може суттєво відрізнятися. Що лишається? Правильно, спектр! Налаштовуємо фільтри в каналах керування гейтів цих двох мікрофонів таким чином, щоб гейт барабана сприймав тільки його основний тон, в області середніх частот, а гейт тарілки - щоб сприймав тільки її складові ВЧ. Проконтролювати точність налаштування фільтрів допоможе наявний в обов'язковому порядку в таких (з фільтрами) моделях перемикач KEY LISTEN - прослуховування керуючого сигналу. Ось тепер, незалежно від гучності звучання того чи іншого інструменту, його гейт керуватиметься лише його сигналом, а інші для нього - як би "невидимі". Можна переходити і до художньої частини. (Щоправда, це тема зовсім іншої розмови.)

Розглянемо тепер роботу всього циклу гейту "загалом". Що стосується початкової частини сигналу – атаки – то тут, як правило, особливих проблем не виникає. Вхідний сигнал наростає швидко, з гарним рівнем і гейт спрацьовує чітко. Зовсім інша картина – на спаді сигналу.Не секрет (хоч і невідомо), що згасання сигналів більшості інструментів не є рівним і плавним, а має хвилеподібний характер. Для слуху це малопомітно, звично, але для електроніки зовсім інша справа. Гейт у цей момент починає періодично перемикатися з відкритого стану в закритий, "смикатися". На слух цей ефект сприймається дуже неприємно. Як бути?

Частково впоратися з цією проблемою допомагає регулятор часу утримання HOLD, але лише частково. Він лише затримує момент початку закриття гейту, але не позбавляє його повністю від "болтанки". Для цього застосовується особливий пристрій – тригер із гістерезисом. Не лякайтеся "страшного" слова! Це всього лише означає, що в такому гейте є два пороги спрацьовування - один на відкривання, і один - на закривання, причому "поріг на закривання" - завжди менше, ніж на відкриття.

Наприклад - якщо встановлено гістерезис в 7дБ, а поріг спрацьовування дорівнює +12дБ, то гейт почне закриватися тільки в тому випадку, якщо вхідний сигнал стане менше +5дБ, а не +12дБ, як у звичайному гейте. Це дозволяє забезпечити надійне, без "болтанки", закриття гейту - і до того ж без затримки HOLD, необхідність якої при цьому відпадає. Заради справедливості зауважимо, що у деяких моделях гейтів середнього цінового класу ця функція є вбудованою, тобто. деякий невеликий гістерезис є в приладі від народження. Однак величина цього гістерези встановлюється виробником, і його зміна вам недоступна.

У деяких гейтах є режим зі "дивною" назвою - DUCKER або просто DUCK. Якщо перекласти дослівно, перше - це “поганка мала”, друге - качка. Н-так.

Історія появи цього терміна точно не відома, отже він лише інверсний режим роботи гейту, тобто. при перевищенні вхідним (або керуючим) сигналом порога спрацьовування – гейт не відкривається, а. закривається! Цей режим може застосовуватися як спецефект, але основне його призначення в іншому – для зменшення рівня одного сигналу іншим, який у даному випадку відіграє роль управителя.

І тому керуючий сигнал (наприклад, голос) подається не так на звуковий вхід гейту, але в його керуючий вхід EXT. KEY. На звуковий вхід - подається той сигнал, рівнем якого вам треба керувати (наприклад, фонова музика). При появі на вході голосу - гейт спрацьовує "навпаки", і гучність фонової музики - зменшується. Таке використання гейту часто зустрічається на радіостанціях, системах “Public Address”, у телебаченні тощо. і т.п.

Для полегшення розуміння подібності та відмінності функціонування всіх пристроїв динамічної обробки - на рис.8 на одному графіку у суміщеному вигляді показані прохідні динамічні характеристики всіх розглянутих у цій статті широкосмугових приладів.

На жаль, в одній статті неможливо охопити докладно все коло тем, пов'язаних із процесорами динамічної обробки та їх застосуванням у практиці звукотехніки. Якщо у Вас виникнуть якісь питання, неясності – то пишіть безпосередньо автору. Ваші листи допоможуть повніше дізнатися коло цікавих для вас не зовсім зрозумілих питань і необхідних тем, і зробити цей сайт кращим і кориснішим для Вас.