Expansores, Gates y Duckers

Expansores

Expansores complementan compresores mediante el aumento (en expansión) el rango dinámico de la señal que pasa a través de él, es decir, un expansor es un compresor en funcionamiento en sentido inverso. Por ejemplo, una entrada de rango dinámico comprimido de 70 dB puede pasar a través de un expansor y salga un nuevo rango dinámico ampliado de 110 dB.
Como se muestra en la figura 16a, la topología de un expansor se parece a un compresor. La diferencia es lo que el equipo de ganancia se dirige a ver con la diferencia entre el umbral y el nivel de la señal detectada. A diferencia de un compresor, el expansor reduce la ganancia para señales por debajo del umbral. La relación todavía define el cambio de salida versos cambio de entrada, como se muestra en la Figura 16b. En este ejemplo, la relación es de 2:1. Por cada 10 dB de reducción de la señal de entrada, la salida se reduce por 20 dB. Operando de esta manera, que hacen las partes silenciosas más tranquilo. Un compresor mantiene las partes fuertes de conseguir demasiado alta, un expansor hace que las partes tranquilas tranquilo.

Figura 16a. Diagrama de bloques Expander.

Figura 16b. Gráfico de respuesta Expander.

El expansor descendente plazo (o expansión hacia abajo) evolucionaron para describir este tipo de aplicación. El uso más común es la reducción del ruido. Por ejemplo, digamos, nivel de umbral de un expansor se encuentra justo por debajo del nivel de la voz más tranquila grabada y el control de la relación se establece por 2:1. Lo que sucede es lo siguiente: cuando las voces se detienen, el nivel de la señal cae por debajo del punto de ajuste hasta el ruido de fondo. Esta es una disminución de paso desde el nivel de señal más pequeño hasta el piso de ruido. Si ese cambio de paso es, por ejemplo, -10 dB, entonces la salida del expansor atenúa 20 dB (debido a la relación de 2:1, una disminución de 10 dB se convierte en una disminución del 20 dB), lo que resulta en una mejora de reducción de ruido de 10 dB. Ahora es 10 dB más silencioso que sin el expansor.
Un uso de sonido en vivo para un expansor es reducir el ruido etapa entre pasajes para un vocalista tranquilo.

Puertas

Una puerta es un expansor, como un limitador es un compresor. Al igual que un expansor, la ganancia se reduce por debajo del umbral. Como un limitador, una puerta debe responder muy rápidamente a cambios en el nivel, dictar el uso de un detector de pico en la cadena lateral. A diferencia de un expansor, una puerta utiliza una relación fija de infinito: 1 y una profundidad variable, como se muestra en la Figura 17a. Una puerta se usa típicamente para eliminar el ruido de fondo entre los sonidos más fuertes. La topología común se ilustra en la Figura 17a. Casi todas las puertas ofrecen ecualización de la cadena lateral y entrada clave externa. Una buena puerta es capaz de "look-ahead" al retrasar la señal principal de una pequeña cantidad. La mejor puerta combina el look-ahead con pre-rampa.

Figura 17a. Diagrama de bloques Gate.

Figura 17b. Gráfico de respuesta Gate.

Otros controles de cadena lateral

Mantener

Por puertas profesionales, con un rango típico de 0-3 segundos. El tiempo de espera determina el tiempo que la puerta permanece abierta después de que la señal de control cae por debajo del valor del umbral.

Profundidad

Proporcionada en todas las puertas, este control tiene un intervalo típico de 0 a -80 dB. El control de la profundidad determina cuántos dB se atenúa la señal cuando la señal de control se encuentra en o por debajo del valor del umbral.

Usos y Problemas

Puertas encontrar uso en sonido en vivo para reducir la diafonía (sangrar) de los micrófonos adyacentes, para evitar síntomas de timbre (se crea un bucle de retroalimentación cuando toms son amplificadas es notorio y se suma a la naturaleza ya "zumbido" de toms) y para reforzar el sonido. Gates también se utilizan para perforar y apriete instrumentos y tambores de percusión. Y las puertas de control de ruidos no deseados, tales como la prevención de los micrófonos abiertos y de instrumentos caliente pick-ups de la introducción de sonidos extraños.
Cuando la señal de audio de entrada cae por debajo del punto de umbral, la puerta impide aún más la producción mediante la reducción de la ganancia a "cero". Típicamente, esto significa atenuar todas las señales en aproximadamente 80 dB. Por lo tanto, una vez de audio desciende por debajo del umbral, el nivel de salida se convierte en el ruido residual de la puerta. Terminología común se refiere a la puerta de la "apertura" y "cierre". Una puerta es el caso extremo de expansión hacia abajo.
Limitadores Así como mal diseñadas causan bombeo, puertas mal diseñadas causan la respiración y hacer clic. El término describe un problema de respiración audible causada por el oír la subida de ruido de fondo y el otoño, que suena muy parecido a la unidad estaba "respirando". Se necesita un diseño cuidadoso para obtener toda la sincronización dinámica toda la razón por lo que la respiración no se produce.
Al hacer clic se debe a la apertura de la puerta demasiado rápido. Es un mito común que si usted hace una puerta abierta más rápido sonará mejor, sin embargo, este no es el caso. Se abre el más rápido de una puerta, el más alto en la frecuencia del clic es. Un análisis de la frecuencia de una función de paso, es decir, un cambio instantáneo de un nivel a otro nivel que se produce con una puerta de apertura repentina, revela que es rico en altas frecuencias que se extienden hasta bien entrada la frecuencia de los megahertz, e incluso puede causar significativa electromagnética interferencias si no se contiene correctamente.
La siguiente sección describe cómo Rane utiliza preanálisis y técnicas de pre-rampa para evitar estos problemas.

Detección de pico, Look-Ahead, y Antes de la rampa

Similar a limitadores de pico, la captura con precisión y reproducción de señales transitorias requiere la detección de pico en los diseños de compuerta de calidad. (Detección de verdadero valor eficaz es necesaria para los modos de compresor y expansor.)
Gating Superior requiere de preanálisis y técnicas de pre-rampa, sólo es posible con las tecnologías digitales.
Un detector de look-ahead funciona retrasando la señal de audio principal una cantidad corta (unas pocas millonésimas de segundo) sin retrasar la señal de la cadena lateral. Esto permite el examen de la señal de antemano para determinar la respuesta apropiada antes de un evento (comparar la Figura 18 y la Figura 19). Esta acción permite que la puerta (o una ducker) para encender antes de la señal transitoria que desea.

Figura 18. Rendimiento puerta convencional.

Figura 19. Misma forma de onda procesada con Look-Ahead y Pre-rampa.

Pre-rampa permite conmutar a la señal principal, tan pronto como la señal alcanza el umbral. Pre-rampa se refiere a veces como un sobre exponencial ya que preserva la forma general de la señal original.
La combinación de preanálisis y pre-rampa sirve para dos propósitos:

1. Conserva las frecuencias de vanguardia por encima de 1 kHz. (El borde de ataque está casi perfectamente conservada para cualquier señal con un período de menos de o igual a cuatro veces el tiempo anticipado.)
2. Aprieta el sonido de frecuencias inferiores a 1 kHz sin el clic molesto que resulta de profundidad puerta profundo, alto umbral y la configuración de ataque rápido.

Con el procesamiento de señal digital, es posible retrasar la ruta de señal principal tanto como se desee. El factor limitante es la cantidad de retraso que la aplicación va a tolerar. Para aplicaciones de sonido en vivo, este umbral es de alrededor de dos milisegundos, que es equivalente a 96 muestras a una frecuencia de muestreo de 48 kHz. Para reproducir con precisión el borde de ataque de la señal, la función debe de anticipación un cuarto de ciclo. Esto significa que con una muestra de 96 de preanálisis, una puerta puede reproducir con precisión el borde delantero de tonos tan bajas como 125 Hz. Look-Ahead retrasos tan bajas como 16 muestras (333 microsegundos) permiten una reproducción precisa de las señales en o por encima de 750 Hz, y una mejora significativa en la calidad de sonido de las señales de tan bajo como 100 Hz. El siguiente ejemplo de bombo muestra por qué esto es importante. Tenga en cuenta la diferencia de amplitud entre el primer y segundo ciclos de la bombo. El primer ciclo completo, y lo más importante la vanguardia de este ciclo, define el sonido.
Incluso cuando se enciende en el tiempo, una puerta, por definición, "pasos" de la ganancia (ver Figuras 18 y 19). Por desgracia, la ganancia-pasos suenan como clics. Usando exponencial pre-rampa y de anticipación permite que la puerta para encender de manera más gradual, simulando cerca la señal original. El clic que normalmente se asocian con la compuerta se ha ido y el sonido natural de la señal se conserva. En las aplicaciones de postproducción, varias pistas pueden ser alineadas en el tiempo, permitiendo que los retrasos más largos que permiten ver más allá en el futuro, mejorando así el gating de baja frecuencia.

Ataque Drum Bass Ejemplo

Estas cifras muestran el efecto de la mirada de la ventaja y pre-rampa en el borde delantero de un bombo. La línea roja muestra la señal de entrada de la puerta. El trazo azul muestra la señal de salida de la puerta. La diferencia de tiempo entre las dos señales representa el retardo de propagación total a través de la puerta. El umbral de la puerta se fija a aproximadamente 80% del valor de pico. La profundidad de la puerta es de 20 dB.
El primer ciclo completo del bombo define su sonido, como los ciclos posteriores son considerablemente menores en amplitud. Si la puerta no se puede capturar con precisión el primer ciclo que cambia significativamente el sonido del bombo.

Figura 20. Bombo: Attack "inmediata".
Señal inalterada originales: Rojo. Azul: señal cerrada.

Figura 21. Bombo: con Look-Ahead y Pre-rampa.
Señal inalterada originales: Rojo. Azul: señal cerrada.

La figura 20 muestra de anticipación sin rampa que a menudo causa un clic audible al ataque rápido y moderada a los ajustes de profundidad extremas. Solo de anticipación con pre-rampa con precisión reproduce el primer ciclo de un bombo sin añadir excesiva demora o alterar el borde de ataque, como se muestra en la Figura 21.
Las figuras 22 y 23 dan la respuesta de frecuencia asociada de las Figuras 20 y 21, respectivamente. Nota en la Figura 22 la energía adicional por encima de 10 kHz debido a la "instantánea sobre" la naturaleza de una puerta sin pre-rampa. No es 16 dB de energía no deseada en esta región debido a la apertura de la puerta en forma de escalón. Sorprendente es el 5 dB a 15 dB aumento en el rango de 300 Hz a 800 Hz. Ambos efectos alteran significativamente el sonido del bombo.
Compare esto con la respuesta casi perfecta se muestra en la Figura 23 para una puerta con dos preanálisis y pre-rampa.

Figura 22. Bombo: Respuesta de frecuencia de la figura 20.
Señal inalterada originales: Rojo. Azul: señal cerrada.

Figura 23. Bombo: Respuesta de frecuencia de la figura 21.
Señal inalterada originales: Rojo. Azul: señal cerrada.

Duckers

Un atenuador automático es un procesador de dinámica que reduce (patos) el nivel de una señal de audio basándose en el nivel de una segunda señal de audio o un disparador de control. Reduce el nivel de la señal principal por una cierta cantidad (profundidad usualmente marcado) cuando la señal de la cadena lateral sobrepasa un umbral establecido.
Una aplicación típica está localizando. Un atenuador automático detecta la presencia de audio desde un micrófono de paginación y provoca una reducción en el nivel de salida de la señal de audio principal para la duración de la señal de la página. Restaura el nivel original una vez que el mensaje de la página ha terminado.
Otro uso es para talkover - una función popular en los mezcladores de DJ que permite al DJ para hablar sobre el material de los programas mediante la activación de un atenuador automático. También encontrado en las consolas de grabación para que el productor o ingeniero para hablar con los músicos.
Solos de instrumentos musicales utilizan duckers para reducir automáticamente la línea de bajo unos pocos dB cada vez que los golpes de bombo.
La figura 24a muestra una topología típica para el ducker. La Figura 24b muestra el funcionamiento de la Ducker. A ducker trabaja lo contrario de una puerta. La señal se atenúa cuando la entrada de la cadena lateral va por encima del umbral. En el siguiente ejemplo, el trazo verde muestra la entrada de la cadena lateral. La línea roja muestra la respuesta de ganancia resultante de la señal principal. El umbral se fija en -10 dBu. Cuando la entrada de la cadena lateral sube por encima de -10 dBu, la señal principal se metió en una cantidad establecida por el control de profundidad, en este caso, 40 dB.

Figura 24a. Diagrama de bloques Ducker.

Figura 24b. Gráfico de respuesta Ducker.

Controles adicionales Ducker Side-Chain

Mantener

El parámetro de retención tiene un intervalo típico de 0 a 3 segundos. El tiempo de espera determina el tiempo que permanece agachó la señal cuando la señal de control cae por debajo del valor del umbral.

Profundidad

Un control típico Profundidad tiene un rango de 0 a -80 dB. El control de la profundidad determina cuántos dB se atenúa la señal cuando la señal de control es igual o superior al valor del umbral.