Тема 13. Автоматические регуляторы уровня звука

(компрессоры и лимитеры)

Необходимость применения автоматических регуляторов уровня вызвана несколькими причинами.

Первая причина заключается в том, что при студийной работе звукорежиссеру невозможно мгновенно среагировать на резкое изменение уровня. Любой выступающий, если он не профессиональный диктор, обычно говорит или поет с большим перепадом уровня звука. Некоторые слова или фразы звучат слишком громко, а некоторые слишком тихо. В этом случае звукорежиссер должен постоянно держать ручку на фейдере, пытаясь отрегулировать уровень слишком громких и слишком тихих мест. Человек не может реагировать моментально на резкие пики громкости, поэтому регулировка часто бывает запоздалой. На помощь приходит автоматический регулятор уровня – компрессор.

Рассмотрим вторую важную причину, побуждающую нас активно применять компрессоры. Человеческое ухо способно воспринимать очень широкий динамический диапазон звука – от 0 дБ (порог слышимости) до 120 дБ (болевой порог). В свою очередь, современные передатчики FM-радиостанций и ТВ-станций способны передавать динамический диапазон звука в 50 дБ. Это достаточно хороший результат, но, учитывая условия прослушивания звука, такой диапазон является избыточным.

Представьте себе ситуацию прослушивания звука телепередачи в квартире. Вам уже известно, что фоновый шум в квартире достигает величины 35-40 дБ. Значит, самый тихий полезный звук должен превышать уровень 35 дБ. При диапазоне звука в 50дБ уровень самого громкого будет 35 + 50 = 85 дБ. А это уже очень громко. Ваши соседи сразу же начнут стучать в стены, да и вам с такой громкостью слушать будет некомфортно. Еще более сложная ситуация при прослушивании FM-радиостанции в автомобиле, так как шум в салоне автомобиля достигает 50 дБ.

Таким образом, становится очевидным, что для комфортного прослушивания необходимо сжатие (компрессия) уровней звукового сигнала, при которой уровень тихих звуков повышается, а громких – снижается. В практике вещания в телевидении передается динамический диапазон – приблизительно 30 дБ, а у FM- радиостанций (из расчета на автомобилистов) и того меньше – 15- 20 дБ. Вот эту задачу – задачу сжатия динамического диапазона звука решают специальные процессоры – компрессоры/лимитеры.

Основными параметрами компрессора являются точка перегиба амплитудной характеристики – Порог (Threshold)и степень компрессии –Ratio (соотношение). Компрессор – это автоматический регулятор уровня, работающий по принципу изменения коэффициента передачи усилителя в зависимости от уровня сигнала, подаваемого на его вход. Большинство компрессоров работает по системе «точка перегиба» - то есть сигналы, имеющие уровень ниже конкретной точки, не подвергаются компрессии. Точка устанавливается регулятором порог (threshold), момент, когда сигнал превышает установленный уровень, отображается на индикаторах компрессора. Выше этого уровня происходит уменьшение усиления сигнала.

Из рисунка видно, что в диапазоне уровней от нуля до порога срабатывания динамический диапазон на входе и на выходе одинаковы ΔUвх= ΔUвых. Ratio=1:1 (режим усиления). После порога срабатывания прирост сигнала на входе больше, чем прирост сигнала на выходе ΔUвх >ΔUвых – возникает режим компрессии- Ratio>1:1, к примеру Ratio=4:1.

Величина компрессии устанавливается регулятором "ratio" ("соотношение"). Изменяется входной сигнал, и это вызывает изменение сигнала на выходе. Отношение компрессии 4:1 означает, что изменение уровня входного сигнала на 4 дБ вызовет изменение уровня выходного сигнала только на 1 дБ. На практике именно такое отношение применяется для большинства случаев, хотя иногда приходится устанавливать более высокие величины компрессионного отношения.

Можно определить, насколько при таких установленных параметрах изменился динамический диапазон звука. Например, без компрессии динамический диапазон от – 50 дБ до 0 дБ составляет 50 дБ. При включении в тракт компрессора и при установках Порог -20 дБ. Ratio= 4:1, получаем до порога диапазон от -50 дБ до -20 дБ = 30 дБ. От порога при Ratio= 4:1 получаем

20:4=5 дБ. Таким образом, суммарный динамический диапазон равен 30+5=35 дБ.

Кроме величины Ratio сильное влияние на сигнал оказывает выбор порога срабатывания -threshold. При повышении порога срабатывания уменьшается воздействие компрессора на сигнал. Понижение порога приводит к увеличению степени компрессии, динамический диапазон выходного сигнала уменьшается.