La Catena di Mastering: I Processori di Dinamica – La Compressione (1° parte)

Bentornati al nostro terzo appuntamento su “La catena di mastering”.
In questo articolo si parlerà di processori di dinamica e in particolar modo di compressione. L’argomento è già stato trattato diverse volte in rete quindi dopo aver fissato alcuni dei principi fondamentali della compressione (1° parte) passerò ad una parte più pratica (2° parte).

Prima di tutto… Cos’è la dinamica?

La dinamica è il rapporto fra ampiezza massima e minima che è possibile rappresentare all’interno di un determinato hardware, software o supporto. Quindi un processore di dinamica agisce sull’escursione dinamica di un segnale. I processori di dinamica essenzialmente sono due: il compressore e l’expander.
La compressione consiste nel ridurre la gamma dinamica di un suono. L’expander, appunto,la espande

I parametri del compressore

RATIO: è appunto un rapporto…tra il segnale in ingresso e quello in uscita. In sostanza se ho un rapporto di compressione di 3:1, ottengo che i segnali che superano una soglia (da me impostata) di 3dB usciranno con un 1dB oltre la soglia (treshold).

Immaginate il compressore come i tastini del volume +/– sul telecomando del vostro televisore.
Quando c’è la pubblicità abbassate il volume perché troppo alto per poi rialzarlo quando ricomincia il film. Adesso immaginate che questo avvenga in maniera automatica sul vostro televisore ed in modo più rapido ed impercettibile: questa è la compressione.
Per ottenere “l’effetto rapidità e impercettibilità” queste macchine sono dotate di alcuni controlli come ad esempio: ATTACK e RELEASE.

Attack è il tempo che impiega il processore a raggiungere il rapporto di compressione appena il segnale supera la soglia.
Questo rapporto può essere quello citato poco fa di 3:1, quando il segnale supera la soglia che abbiamo impostato, ma potrebbe essere 2:1, 11:1, 1.5:1 e così via.
Generalmente nel mastering i rapporti di compressione variano da 1.3:1 a 8/9:1 in base alle diverse esigenze.

Release è il tempo che impiega il processore a tornare in una fase di inattivtà appena il segnale scende sotto la soglia.
Se il parametro di attacco e rilascio sono troppo rapidi otteniamo il famoso effetto “pompaggio”, ma non sempre è un male.
Un altro parametro che può contribuire all’effetto impercettibilità è il Soft/Hard Knee, dove Knee(ginocchio)
Questo parametro consente di determinare la curva di compressione nei pressi della soglia.
Perciò con un hard-knee la compressione inizia bruscamente quando il segnale supera la soglia al contrario, impostando un soft-knee, la curva di compressione è più morbida.

Come farà ad essere più morbida?

Il segnale inizia ad essere compresso gradualmente su valori di ampiezza appena inferiori allo soglia.
Allora perché non usare sempre un soft-knee?
Perché in alcune situazioni una compressione un po’ più evidente funziona meglio e in questo caso usiamo un hard-knee.
Poi abbiamo il make-up gain, talvolta automatico, che permette di recuperare in uscita i dB persi durante la compressione. Proprio per questo motivo conviene sempre fare un confronto tra il segnale originale bypassando il compressore e quello compresso in modo da poter regolare il make-up gain portando il livello al pari del segnale originario.

Tipologie di compressori e funzionamento

In fine bisogna tener conto delle diverse tipologie di compressori hardware o gli emulatori software e di come le loro caratteristiche peculiari determinino il risultato finale e quindi l’ambito di maggiore utilizzo.

Le principali categorie sono:

– VARI MU (variable mu)
– OPTO (ottici)
– FET(field effect transistor)
– VCA (voltage controlled amplifier)
– PWM (pulse with modulation)
– DIGITALI (che emulano le caratteristiche delle versioni hardware).

Nonostante le loro differenze costruttive e dei componenti, condividono generalmente il percorso del segnale che può riassumersi in tre fasi:

1. Creazione di un segnale, chiamato ‘side-chain’, che contenga l’informazione del livello istantaneo del segnale.
2. Utilizzo del ‘side-chain’ per determinare il livello di intervento sul segnale audio
3. Compressione del segnale tramite una sezione di amplificazione controllata dal side-chain.

Quindi il segnale in ingresso nel compressore viene diviso in due parti uguali, una va direttamente al circuito di amplificazione, l’altra viene usata per creare il side-chain che, dopo essere passato nel circuito di controllo del livello a cui abbiamo detto qual’è la soglia sopra la quale attivare il compressore, torna anch’essa al circuito di amplificazione che lo userà come segnale di attivazione.
In uscita avremo perciò il segnale originale compresso secondo ‘le istruzioni’ del segnale side-chain. Quest’ultimo può essere prelevato prima o dopo lo stadio di compressione. Se il side-chain è prelevato prima il compressore avrà un design circuitale di tipo Feed-Forward, se prelevato a valle verrà chiamato di tipo Feedback. I primi compressori erano di tipo Feedback ma questo non permetteva una risposta sufficientemente veloce per proteggere da picchi di volume molto intensi e brevi. Il design Feed-Forward, pur essendo più complesso, permette di reagire in modo quasi istantaneo alle variazioni del segnale ed è quindi adottato nella quasi totalità dei compressori attuali.

In un processore di dinamica la prima cosa che avviene quando il segnale lo attraversa è un processo chiamato PEAK DETECTION che analizza il livello massimo medio o istantaneo del segnale in ingresso. Quel livello viene confrontato con una soglia che l’utente stabilisce; dopo essere passato nel peak detector il segnale passa al GAIN CONTROL. Se il segnale supera quella soglia il processore entra in azione effettuando il GAIN REDUCTION, altrimenti non fa nulla (il segnale passa in entrambi i casi nel gain control); in questo caso graficamente possiamo osservare una linea retta obliqua (unity gain). E’ utile ribadire che in alcuni casi sarebbe utile filtrare le basse frequenze con un passa alto prima di comprimere (vedi 1°articolo su catena di mastering).

Per le problematiche legate in particolar modo alle frequenze più basse e ad un conseguente ritardo nella compressione del segnale, molti filtri digitali incorporano la funzione LOOKAHEAD che permette di prevedere in anticipo l’arrivo del segnale audio e di conseguenza eliminare quel lieve ritardo che si produce soprattutto quando il parametro di attacco è impostato su un valore molto basso.

Infine…il Limiter.

Il limiter può essere tradotto semplicemente come un compressore con un altissimo rapporto di compressione (ratio) o meglio come un rapporto infinitamente alto ∞:1. Nel limiter tutti i segnali che oltrepassano la soglia (treshold) vengono riportati al livello di soglia.
In effetti il limiter è nato come dispositivo di protezione per le apparecchiature evitandone il danneggiamento da parte di segnali troppo ampi e improvvisi. A differenza del classico compressore il limiter solitamente ha due parametri impostabili che sono la treshold e il release. Gli altri parametri sono automatici come ad esempio l’attacco che è pre-impostato ed è molto veloce proprio per assolvere alla sua funzione di entrare subito in azione impedendo appunto ai picchi di superare la soglia. In mastering si fa molto uso del limiter perché aiuta l’incremento del livello RMS ma non senza qualcosa in cambio: la qualità.
Per questo bisogna fare molta attenzione a cosa succede quando inseriamo un limiter nella nostra catena effetti.