Разбираемся в сущности динамической обработки
О динамической обработке мы подробно рассказали в книге [12]. Поэтому сейчас ограничимся лишь изложением кратких сведений о назначении различных приборов динамической обработки, работа которых моделируется в Adobe Audition.
В зависимости от выполняемых функций различают следующие приборы динамической обработки:
- ограничитель уровня;
- автостабилизатор уровня;
- компрессор динамического диапазона;
- экспандер динамического диапазона;
- компандерный шумоподавитель;
- пороговый шумоподавитель (гейт);
- устройства со сложным преобразованием динамического диапазона.
Ограничитель уровня (лимитер) – это авторегулятор уровня, у которого коэффициент передачи изменяется так, что при превышении номинального уровня входным сигналом уровни сигналов на его выходе остаются практически постоянными, близкими к номинальному значению. При входных сигналах, не превышающих номинального значения, ограничитель уровня работает как обычный линейный усилитель. Лимитер должен реагировать на изменение уровня мгновенно.
Автостабилизатор уровня предназначен для стабилизации уровней сигналов. Это бывает необходимо для выравнивания громкости звучания отдельных фрагментов фонограммы. Принцип действия автостабилизатора аналогичен принципу действия ограничителя. Отличие заключается в том, что номинальное выходное напряжение автостабилизатора приблизительно на 5 дБ меньше номинального выходного уровня, в то время как у ограничителя оно составляет 0 дБ.
Компрессор динамического диапазона – такое устройство, коэффициент передачи которого возрастает по мере уменьшения уровня входного сигнала. Действие компрессора приводит к повышению средней мощности и, следовательно, громкости звучания обрабатываемого сигнала, а также к сжатию его динамического диапазона.
Экспандер динамического диапазона имеет амплитудную характеристику, обратную по отношению к амплитудной характеристике компрессора. Экспандер применяют в том случае, когда необходимо восстановить динамический диапазон, предварительно преобразованный компрессором. Система, состоящая из последовательно включенных компрессора и экспандера, называется компандером и используется для снижения уровня шумов в трактах записи или передачи звуковых сигналов.
Пороговый шумоподавитель (гейт) – это авторегулятор, у которого коэффициент передачи изменяется так, что при уровнях входного сигнала меньше порогового амплитуда сигнала на выходе близка к нулю. При входных сигналах, уровень которых превышает пороговое значение, пороговый шумоподавитель работает как обычный линейный усилитель.
Авторегулятор, обеспечивающий сложное преобразование динамического диапазона, может, например, состоять из ограничителя, автостабилизатора, экспандера и порогового шумоподавителя. Такое сочетание позволяет стабилизировать громкость звучания различных фрагментов композиции, выдерживать максимальные уровни сигнала и подавлять шумы в паузах.
Любой прибор динамической обработки имеет в своем составе два функциональных элемента – основной канал и канал управления.
Задача канала управления – обнаружить момент пересечения аудиосигналом порогового значения, измерить уровень аудиосигнала относительно порога и выработать управляющее напряжение.
Характер обработки зависит от вида характеристики регулируемого элемента основного канала. Например, если с ростом управляющего напряжения, подаваемого на регулируемый элемент, его коэффициент передачи уменьшается, то получается компрессор, если увеличивается, то – экспандер.
Оценку инерционности устройств динамической обработки осуществляют на основе анализа двух временных характеристик: времени срабатывания и времени восстановления.
Для регулируемых звеньев всех устройств динамической обработки, кроме шумоподавителя, срабатыванием принято считать реакцию устройства на увеличение уровня сигнала, а восстановлением – на его уменьшение.
Время срабатывания – это интервал между моментом, когда от источника начинает подаваться сигнал с уровнем на 6 дБ выше номинального значения, и моментом, когда выходной уровень уменьшается с 6 дБ до 2 дБ по отношению к номинальному значению.
Время восстановления – это интервал между моментом, когда уровень сигнала от источника снижается с 6 дБ до номинального значения 0 дБ, и моментом, когда выходной уровень увеличивается от -6 до -2 дБ по отношению к номинальному значению.
Для шумоподавителя срабатыванием принято считать уменьшение усиления при пропадании полезного сигнала, а восстановлением – восстановление усиления при появлении полезного сигнала.
Одной из наиболее часто применяемых разновидностей динамической обработки является компрессия – сжатие динамического диапазона. Субъективно компрессия проявляется как увеличение громкости звука, он становится более плотным. И это неудивительно – ведь в результате компрессии можно достичь увеличения средней мощности неискаженного сигнала. По сути дела, компрессия сводится к автоматическому управлению усилением. Когда уровень сигнала становится слишком большим, усиление уменьшается, а при нормальном уровне сигнала усилению возвращается исходное значение.
Результат компрессии зависит от правильного выбора значений нескольких основных параметров. К важнейшим из них относятся:
- порог срабатывания (threshold);
- коэффициент компрессии, или коэффициент сжатия (compression ratio);
- компенсирующее усиление (makeup gain);
- время атаки (attack time);
- время восстановления (release time).