Apply to create account -> mailto:apply [snail] wiki [period] audio
Kompresör
Kompresörler, bir ses sinyalinin dinamik aralığını manipüle etmek için kullanılan temel araçlardır; bu işlem, en yüksek ve en düşük seviyeler arasındaki farkı azaltarak gerçekleştirilir. Basitçe açıklamak gerekirse, sinyal seviyesi belirlenen eşik değerini aştığında, kompresör bu seviyeyi bir oranla düşürür; yani, kompresörler sinyali azaltan bir işlemci gibi çalışır. Bu değişiklikler, ses seviyesi veya kazanç (gain) parametreleri kullanılarak manuel olarak da yapılabilir. Ancak kazanç ayarını manuel yapmaktansa bir kompresör kullanmanın avantajı, kompresörlerin sinyalin genliği veya kazancı üzerinde otomatik kontrol sağlamasıdır. Bu araçlar, milisaniyeler içinde değişiklikleri algılayıp tepki verebilen karmaşık algoritmalar kullanır; bu, insan kabiliyetinin ötesinde bir hassasiyet seviyesidir. Bu mantık, yayıncılık, müzik ve ses sinyalleriyle ilgili herhangi bir mühendislik alanı gibi endüstrilerde kullanılır.
Sinyal kompresöre girer ve ses sinyalinin seviyesi her kare veya tamponda (kompresör tasarımına bağlı olarak) algılanır.
Algoritma, sinyal seviyesinin manuel olarak ayarlanabilen eşik değerinin üzerinde olup olmadığını kontrol eder. Sinyal her eşik değeri aştığında, algoritma sıkıştırma işleminin başlatılması için komut verir. Sinyal eşiği aştığında, oranla belirtilen azaltma sinyale uygulanacaktır
Başlatma süresi, attack parametresi tarafından kontrol edilir. Bu parametre, kompresörün sinyaldeki değişime tepki verme hızını belirler ve ses sinyalinin geçici veya istenen bölümünü sıkıştırma etkisinden hariç tutmayı mümkün kılar. Aynı aşamada, release adı verilen bir diğer parametre sıkıştırmayı sonlandırmaktan sorumludur. Ancak, release süresini sabit bir değere ayarlamak her ses sinyali için uygun olmayabilir. Çünkü bir ses sinyali, farklı ses kaynaklarını da içerebilir. Bu nedenle, dijital kompresörler genellikle gelen geçici sesleri algılayıp otomatik olarak sıkıştırma süresini ayarlayabilen bir "AUTO" seçeneğine sahiptir.
Sıkıştırma miktarı, oran parametresi ile belirlenir. Örneğin, 4:1 oranı, giriş sinyalinin eşik değeri 4 dB aştığında, kompresörün sadece 1 dB'nin çıkışa geçmesine izin vereceği anlamına gelir.
Kompresör tarafından sinyal zayıflatıldığından, genel çıkış sinyal seviyesi, giriş sinyal seviyesine göre daha düşük olacaktır. Bu yüzden kompresörlerde, giriş-çıkış seviyesi dengesini sağlamak için çıkış sinyalini otomatik olarak yükselten bir "Makeup Gain" işlevi bulunur, ancak bu kullanımı isteğe bağlıdır.
Ekstra bir ayar: Dirsek Genişliği (Knee Width). Bu seçenek, oran tarafından uygulanan eğrinin keskinliğini değiştirmeye olanak tanır.
Teori
Bir zayıflatıcı olarak kompresör, giriş ve çıkış sinyali arasındaki farkı azaltır. Grafik, ses sinyalinin ve kompresörün ADSR ayarlarının önceki ve sonraki aşamalarını gösterir. Figür 2: Giriş ve çıkış sinyallerinin dalga formu karşılaştırması Şekil, şu noktaları gösterir:
Kompresör tarafından uygulanan azaltma miktarı.
Belirli bir atak süresinin, kompresörü tetikleyen dalga formunun transient bölümünü kompresörden hariç tuttuğu.
Uzun release süresi nedeniyle sessiz bölümlerin de kompresörden nasıl etkilendiği.
Şekil 2, en basit kompresörün giriş-çıkış ilişkisini gösterir. Sinyal genliği xin giriş seviyesini ifade ederken, çıkış yout ile temsil edilir. Kompresörün yumuşatılmış bir dirsek olmadan çalıştığı varsayımı için giriş ve çıkış arasındaki ilişki şu şekilde açıklanabilir: Figür 3: Farklı oranlara sahip bir kompresörün sinyal giriş ve çıkış değerleri y_{out} = \begin{cases}
\ x_{in} & x_{in} \le T \\\\
T + \ \frac{x_{in}-T}{R} & x_{in}>T
\end{cases}
xIn , yout= giriş/çıkış
T = dB cinsinden eşik değeri
R = oran
Giriş seviyesi eşik değerinden düşükse (veya eşitse), kompresör aynı çıkışı verir. 1:1 işaretli çizgi, giriş ve çıkışın aynı olduğunu ifade eder. Ancak diğer durumlar için, sinyal oranına bağlı olarak sıkıştırılır. Örneğin, 2:1 oranı için, her 2 dB'lik Δx 1 dB Δy ile sonuçlanır. Sinyal 0.5 ile çarpılacaktır. 4:1 oranı, sinyalin 0.25 ile çarpılmasına işaret eder. Ancak ∞:1 oranı, giriş sinyal seviyesi ne olursa olsun çıkışı tamamen sınırlar. Bu yüzden bu işleme "limitleme" denir.
Bazı kompresörler dirsek genişliğini ayarlamak için bir seçenek de içerebilir. Keskin bir geçiş, sert bir dirseği ifade eder ve sıkıştırma etkisini daha belirgin ve agresif hale getirir. Buna karşılık, yumuşak bir geçiş, 1:1 oranından köşelerde kademeli olarak istenen orana yükselen bir dirsek eğrisini ifade eder. Eğer W = dirsek genişliği değişkenini hesaba dahil edersek, Figür 4: Dirsek genişliği dahil edilmiş kompresör y_{out} = \begin{cases}
\ x_{in} & 2(x_{in} - T) <- W \\\\
x_{in} + \ \frac{(\frac{1}{R-1})(x_{in} - T +\frac{W}{2})^2}{2W} & 2(|x_{in} - T|) \le W\\\\
T + \frac{x_{in}-T}{R} & 2(x_{in - T } > W)
\end{cases}
Nasıl tınlıyor?
Sıkıştırma etkisini daha kolay algılayabilmek için bazı ses örnekleri listelenmiştir. İlk örnek sıkıştırılmazken, diğer örnekler sırasıyla 1:2 ve 1:4 oranında sıkıştırılmıştır.
Çeşitli teknolojilerin geliştirilmesi ve kullanımı
Tüp Kompressör
The development of audio compressors began in the 1940s and 1950s with the first tube compressors used in recording studios. They were developed for radio broadcasting to keep voice transmission at a constant level. They played a central role in the recording and mixing of music, as they made it possible to control the dynamic range of audio signals while preserving the characteristic sound of the tubes.
In principle, tube compression uses a changing bias voltage to control the gain of a tube depending on the input material. And because tubes are a non-linear component, a tube compressor does not work linearly either: the louder a signal is, the greater the ratio with which it is compressed. Due to their non-linearity, tube compressors naturally have a soft-knee circuit.
These early devices, such as the legendary Fairchild 670, used vacuum tubes for dynamic signal processing and were known for their warm, musical sound. As the ratio of a signal depends on the input volume, you cannot adjust the ratio on a tube compressor. The amount of compression is determined by the input and threshold controls; a tube compressor is not the fastest, with the Fairchild the shortest attack time is 200 milliseconds. The Fairchild's release times are between 300 milliseconds and a whole five seconds.
Opto Kompresör
The 1960s saw the advent of opto-compressors, which used a light source and a light-sensitive cell to control the signal level. Here, the strength of the input signal determines the brightness of a light bulb or a light-emitting diode. Opposite this light source is a light-sensitive resistor whose value increases as the light becomes brighter. The higher the resistance, the greater the level reduction. This technology resulted in a natural and smooth compression that became particularly popular with vocals and acoustic instruments as it maintained a musical and organic dynamic. An attribute that is always associated with the optical compressor: Musicality. This means that the compressor is still largely inaudible even with heavy compression. Because it is also an extremely transparent compressor, it is often used on vocals or solo instruments.
A well-known example of an opto-compressor is the Teletronix LA-2A. The LA-2A has two controls: a gain control and a peak reduction control that adjusts the amount of compression. It has fixed settings for attack and release times:
Attack Time: Approximately 10 milliseconds. Release time: The release takes place in two phases - a fast first phase (approx. 60 milliseconds) and a slower second phase, which can take up to 5 seconds depending on the signal progression.
FET Kompresör
At the same time, FET (field-effect transistor) compressors were developed that used transistor technology to improve the precision and speed of compression. Gradually, tubes were replaced by the “new” and “modern” field-effect transistors. These components were basically designed to mimic the operation of tubes, but without their negative side effects such as dangerously high voltages, excessive heat generation during operation and the limited life of tubes.
FET compressors, such as the famous Urei 1176, are known for their aggressive and fast character and are often used in drum and percussion recordings to achieve a powerful and assertive sound. Compared to tubes, FETs work much faster, which enables shorter attack times. Nevertheless, FETs are not exactly known for their transparency. In addition, early FET compressors had input and output stages with transformers, which also colored the sound. In other words, an FET compressor has a characteristic sound. The 1176 does not have a separate threshold control; this is practically integrated into the input control: The louder the signal is fed into the compressor, the more compression is applied. The control times of the Urei 1176 are known to be relatively fast, even at the slowest settings. The 1176 is therefore particularly suitable for processing transient-rich signals. The attack times range from an extremely short 0.02 ms to a maximum of 800 ms, while the release times vary from 50 ms to a maximum of 1.1 seconds. The control times range from slow to fast, with the slowest value being set with the potentiometer stop on the left-hand side; the further you turn the control to the right, the faster the values become.
Four ratio values can be selected via pushbuttons. On the original devices, these ratio switches are actually “removable”; if you press a switch, the previously selected switch jumps back to its off position. However, it is possible to press all four ratio switches at the same time, which confuses some of the settings in the device and results in a very special sound. This trick is known as “all-button mode”.
VCA Kompresör
In the 1960s and 1970s, the use of transistor-based compressors became increasingly popular, including VCA (Voltage Controlled Amplifier) compressors. These compressors used electronic circuits to process the audio signal precisely and quickly. VCA compressors allowed for precise control of compression and proved ideal for applications where clear and transparent signal processing was required, such as drum tracks and the broadcast industry.
A VCA is a voltage-controlled amplifier module in which the compressor uses a control voltage to regulate the gain factor depending on the input signal. The advantage of this control lies in the complete control over the control times, whereby very short attack times are also possible. In general, VCA compressors are extremely flexible in terms of their application possibilities and are also characterized by a neutral sound. Nevertheless, with the right tools you can get almost any sound you want out of a VCA compressor. Examples of this are the Empirical Labs Distressor, which sounds anything but neutral, the dbx 160 and the SSL Bus Compressor.
The VCA compressor is versatile and can be used both as a summing compressor and in individual channel strips. Particularly noteworthy is its ability to effectively process transient-rich and percussive signals such as drum recordings and drum subgroups thanks to the precisely adjustable timing values, especially through the technique of parallel compression.
In this process, the signal is duplicated (or routed to a stereo aux path), with one signal remaining uncompressed while the other is heavily compressed. The highly compressed signal is then quietly added to the original signal. This produces lively drum tracks that are both dynamic and assertive. This is known as the New York compression trick. Set the attack time to the fastest possible and the release time to a relatively slow 500 and 1,000 ms. The ratio should be set to 8:1 or even 12:1 and the threshold should be set to compress between -10 and -15 dB. On the parallel track after the compressor, the EQ is raised slightly at 100 Hz and at 10 kHz. The bass can also be routed to the parallel bus to blend the rhythm group more strongly.
Dijital Kompresör
With the advent of digital technology in the 1980s and 1990s, digital compressors were developed that allowed for more precise signal processing while offering the flexibility of software solutions. These digital compressors could perform more complex processing, such as multiband compression, which allowed different frequency ranges to be adjusted independently of each other.
In recent years, technology has evolved and modern software compressors now use artificial intelligence (AI) to provide even more precise and user-friendly tools. These AI-based compressors automatically analyze the incoming signal and adjust the parameters in real time to achieve optimal results. This technology makes it possible to optimize the sound while saving time by integrating the experience and knowledge of sound engineers into the design of the algorithms. The development of audio compressors thus reflects the general technological progress in audio technology, from analog tubes to intelligent digital solutions.
Kaynakça
Giannoulis, D., Massberg, M., & Reiss, J. D. (2012). Digital dynamic range compressor design—A tutorial and analysis. Journal of the Audio Engineering Society, 60(6), 399-408.
Reiss, J. D., & McPherson, A. (2014). Audio effects: theory, implementation and application. CRC Press.
Pirkle, W. (2019). Designing audio effect plugins in C++: for AAX, AU, and VST3 with DSP theory. Routledge.
