关于压缩器工作原理和参数

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关于压缩器工作原理和参数

《混音指南》用了一百多页的篇幅介绍动态处理器，可见动态处理在录音混音中所占的分量。中文版的《混音指南》也许是是由于翻译仓促，在动态处理器这一章节有些术语翻译的不太准确，例如将 Threshold 阈值翻译成了门限，容易与扩展器中门限（Gate）相混淆，不只是新手觉得难以阅读，即使是已经工作好几年的录音师，读起来也并不轻松。

如果仅从应用，而非学术的角度来讨论动态处理器，这一章的很多内容是暂时搁置或者一句话带过，这也是我写这个专题的初衷。压缩器是多种动态处理器中最常用的，我将先从压缩器开始。



压缩器是如何工作的
许多人声和乐器刚刚被话筒收录下来的时候，往往是非常具有动态的，表现为有的部分很大声，很突出，有的部分又太轻柔，小的听不见。如果使用推子纯手动来平衡这些非常具有动态的音轨，使得我们能听到每一个细微的表现，是很困难很耗时且不精确的。通过使用压缩器，可以限制音频信号的动态范围，使您在录音及混音中，可以更轻松地得到得到更稳定的电平。

让我们来听一个例子。



人声的动态起伏非常大，其中的一部分被音乐掩盖了，而另一些又比音乐突出了不少。

这是应用压缩之后的。


正如你听到的和看到的，通过压缩，能够减少人声歌词的动态范围，让人声更好地放置于乐队中，并且在任何时候都能够听清。

在未压缩的音频中，最柔和和最响亮的歌词之间的差异平均约为 6dB。

应用压缩后，动态范围平均只有 3dB 左右。在这里，压缩器检测并将歌词中较响亮的字词，并将它们调小，或者称为压缩。压缩这些较响亮的字词之后，我可以提高整个声道的音量，使得柔和的的和其他部分都能更稳定的放置在乐队中。
压缩器的主要参数
压缩器通过多个参数进行控制，这些参数《混音指南》上写的比较详细，但我认为，只要理解这三个参数，就可以正确使用压缩器控制动态。

- 阈值（threshold）

- 比率、又被称为压缩比（rate）

- 增益衰减量，又被称为压缩量（gain reduction）

其他的参数、例如：建立时间（Attack）和释放时间（Release），拐点（Knee）等几个参数，可以对压缩器的工作状态进行更细致的控制，达到塑造音色的目的，为了简化学习过程，我们下一篇再讨论。

不少经典的硬件压缩器，例如 LA-2A 设计也简化了一些参数，使得调整起来更加容易。

理解阈值
与所有动态处理器一样，压缩器通过测量输入信号振幅与用户定义的触发条件来工作的，输入信号达到触发之后，压缩器才会开始工作，这个触发条件被称为压缩器的阈值。

回想一下我们之前提到过的，看电视并在广告时间调小音量的例子。是有一个触发条件，什么音量算合适，什么音量算吵并迫使我们抓起遥控器把音量调低。某个音量大小就是我们的触发条件，实际上也是任何动态处理器中最重要的模块之一。

在压缩器中，高于阈值的信号电平将触发压缩器作出反应，而低于阈值的信号电平不受影响。数字压缩器插件的阈值，通常以 dBFS 为单位，以便于与DAW 软件统一，因此，0 dBFS 意味着最大阈值，不会更高。当您将阈值调成负数时，阈值电平会降低。例如，-20 dBFS的阈值设置，会导致压缩器对振幅超过-20 dBFS的任何信号做出反应，这个范围一直到0 dBFS。

因此，-10 dBFS的信号可能会引起压缩器的反应，而-25 dBFS的信号则不会。现在我们知道什么是阈值，以及怎样观测阈值，那么，我们该如何使用它？这取决于其他一些压缩参数，例如比率。

理解比率
我们现在知道了，压缩器的阈值决定了压缩器在什么点上工作，但实际压缩信号的数量，是由比率（rate）参数所控制的。压缩器的比率设置决定了超过阈值以上的信号衰减多少。

比率通常表示为大于1：1的数字，例如4：1。许多时候，压缩器将使用被称为信号传输特性图示的 X-Y 图 来表示阈值和比率关系的。

关于压缩器工作原理和参数

线路中的扭结（称为膝盖）是压缩器响应变为非线性的点。也就是说，输入和输出不匹配，因为压缩器现在将超过阈值的任何信号的增益减少由比率限定的量。

1：1 的比率，意味着没有压缩，并且较低的比率可能几乎不可见。较高的比率创造了一个更积极的扭结，甚至一个电平的产出电平量。

理解最简单的方法是将数字转换成分数。

4：1 的比率，转换成分数将是四分之一。所以超过阈值的信号都会减少到原先的输入电平的四分之一。

比率听起来很复杂，但经过几个例子，你可以很快理解他。让我们来看看一个例子。

这里有一个压缩器，阈值是-20 dBFS，比率是 2：1。当阈值设置为 -20 时，那么 -25 的输入信号不会出发阈值，因此不会进行压缩，原样输出。

如果输入信号增加到 -10，即超过阈值 10 dB，由于比率设置为 2：1，则超过阈值的部分 10 dB会被压缩为原来的二分之一，也就是 5 dB，所以输出电平为-15 dBFS。如果输入电平进一步增加到 -5，则输出电平将是 -12.5。为什么呢？

由于输入信号超过阈值为15 dB，二分之一就是 7.5。-20 dBFS 阈值 增加 7.5 得到了 -12.5 dBFS。

2：1 的比例被认为是轻度压缩。增加压缩比和降低压缩器的阈值，将使压缩器衰减更多输入信号。比率为 10：1 或更高的压缩器，提供了更大的压缩，甚至被称为限制器，我们将在本课程稍后介绍。

如果我在这里给你看的图表和比例数字让有一些迷糊，别担心。以上的计算知识为了让你理解比率是如何工作的。

实际应用时，我很少关心实际数字是多好，而是根据要处理的音轨，通过听觉来设置的，具体的调整策略，我会在之后进行解释。
理解增益补偿和增益衰减量
当音频信号被压缩时，阈值以上的振幅会按比例降低。现在让我们继续讨论增益衰减量和增益补偿。

增益衰减量（有时标记为GR）告诉我们一段时间内，压缩器中有多少阈值相互作用以及最终有多少增益减少或信号衰减发生。

简而言之，增益衰减量告诉我们，压缩器正在降低信号的多少，压缩器上一般都会用 GR 表，当通过压缩器播放音频时，GR表上随时会显示增益减少量。

当我通过压缩播放一些音频时，留意插件上的GR表。 阈值设置的月底，音频信号被压缩的越多，导致更多的增益衰减。而且，如果这个比例设定得较高，比如说8：1，那么我们也会看到，会比低的比率减少的更多。

增益补偿又是什么呢？

由于压缩器工作时会衰减信号的电平，导致输出电平被降低，所以大多数压缩器都具有增益补偿（有时称为输出增益），以便在施加压缩后恢复任何丢失的音量。

你可以这样理解，超过阈值的部分会被压缩，实时的压缩量反应在 GR 表上，增益补偿用于提升经过压缩之后信号的整体电平，提升到未压缩的大小，来弥补信号的降低，这就是增益补偿的作用。

如何使用压缩器
了解了这几个主要参数后，如何使用压缩器呢？

使用压缩器，首先，将阈值降低，降低到GR 表上显示 4-6 dB 衰减量的状态，接下来，由于部分信号已被压缩，因此使用增益补偿来匹配信号的电平，大致与压缩前一致。

这是使用动态处理器的一个基本原则，压掉多好，提升多少，使得输入输出电平基本一致。这样做可以让你在同等响度下，通过打开关闭压缩器，对比压缩前和压缩之后的声音。因为通常我们会认为响度大的那个更好，响度会干扰我们的判断，所以这样做你可以真正听到压缩器带来的变化，许多人都犯了这个错误。

具体应该补偿多少，我习惯于用耳朵听，使处理前后响度差不多，但是你可以根据GR 表来设置。如果GR 表显示的平均压缩量在 6-8 dB 之间徘徊，你可以尝试使用 7 dB 的补偿增益。

有的压缩器插件上会同时具有输入电平和输出电平，但完全根据电平表来设置增益补偿是不推荐的。有些信号需要更多的增益，有些信号需要更好的。所以，请你闭上眼睛用耳朵听，然后进行相应调整。

需要注意的是，有一些压缩器根本没有可视化的阈值，有一些压缩器在设计上采用的是固定的阈值。 UA 1176 是一个经典的固定阈值压缩器。使用这类压缩器时，阅读GR表，并使用耳朵来调整增益布行，显得更为重要。

所以，只要你能理解这一篇文章中所提到的这几个参数的概念，弄明白计算题是如何计算的。你就可以正确的使用大多数型号的压缩器了。