Effetti e Processori di segnale: Compressore

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È sicuramente il processore più importante. Il compressore agisce sulla dinamica [Dynamic Range ] del segnale di ingresso riducendone l'ampiezza quando questa supera una certa soglia; la riduzione viene espressa con un rapporto, per esempio 3:1. Ciò significa che quando il segnale supera la soglia, la parte di segnale al di sopra di questa viene ridotta a 1/3:

Effetti e processori di segnale - Dinamica normale e compressa

Dinamica normale e compressa

Nella figura precedente abbiamo sulla sinistra il segnale che si presenta all'ingresso del compressore. Sulla sinistra vediamo le ampiezze di riferimento misurate in dBu e possiamo notare che il segnale ha una dinamica di 50 dB. La figura mostra anche la soglia scelta per l'azione del compressore: -20 dB. Nella figura di destra vediamo il risultato di una compressione 3:1. La parte di segnale al di sotto della soglia è rimasta invariata mentre la parte superiore è stata ridotta a 1/3 e dunque la parte di dinamica superiore alla soglia che era di 30 dB si è ridotta a 10 dB. La dinamica complessiva è dunque stata ridotta da 50 dB a 30 dB.

Vediamo ora nel dettaglio i controlli del compressore:

  • Threshold (Soglia): Questo valore è espresso in dB e determina la soglia oltre la quale il compressore entra in azione.

  • Ratio (Rapporto): Quantifica la riduzione di ampiezza del segnale al di sopra della soglia. Alcuni rapporti tipici sono:

    • 1:1 - Assenza di compressione, il segnale di uscita è lo stesso del segnale di ingresso.

    • 2:1 - Il segnale al di sopra della soglia viene dimezzato. Se il segnale supera la soglia di 10 dB il suo valore verrà ridotto a 5 dB sopra la soglia.

    • Altri valori sono 3:1, 4:1 ecc. Per valori superiori a 10:1 il compressore si comporta praticamente come un limitatore [Limiter ] .

    Nella figura seguente viene mostrata la curva di compressione di un compressore per diversi valori del rapporto di compressione:

    Effetti e processori di segnale - Curva di compressione

    Curva di compressione

    La figura mostra l'ampiezza del segnale di uscita in funzione di quello di ingresso. Si vede che fino al valore di soglia l'ampiezza del segnale di uscita è la stessa di quella del segnale di ingresso. Oltre interviene la compressione secondo il rapporto impostato.

  • Attack time (Tempo di attacco): Indica il tempo impiegato dal compressore per entrare in azione dopo che il segnale ha superato la soglia e viene indicato in millisecondi. Nella figura seguente vengono paragonate due situazioni con tempo di attacco corto e lungo.

    Effetti e processori di segnale - Tempi di attacco di un compressore

    Tempi di attacco di un compressore

    Lasciare un tempo di attacco lungo significa che il segnale che ha superato la soglia, finché non è passato il tempo di attacco, non viene compresso. Esaurito il tempo di attacco, il compressore riduce l'ampiezza del segnale: questo ha la conseguenza di evidenziare la parte iniziale dei suoni. Si immagini infatti il suono della cassa di una batteria il cui inviluppo [Inviluppo ] . ha inizialmente la forma di figura evidenziata dal colore verde:

    Effetti e processori di segnale - Compressione e inviluppo ADSR

    Compressione e inviluppo ADSR

    Applicando la compressione l'inviluppo diventa quello di colore rosso. Questo evidenzia fortemente l'attacco della cassa conferendogli un suono più secco. Due esempi estremi del suono della cassa della batteria sono nei generi techno e jazz. Nella techno, se la cassa non è completamente sintetica, il suono della cassa deve essere molto secco, breve, aggressivo e dunque si opera una massiccia compressione (per esempio 4:1) con un tempo di attacco lento (per esempio 100ms). Nel jazz il suono della cassa è da considerarsi quasi come il suono di un altro strumento e dunque ha una lunga coda, quasi un rimbombo. In questo caso utilizzeremo un rapporto di compressione più dolce (per esempio 2:1) e un tempo di attacco molto breve (10 ms) per catturare l'intero inviluppo del suono. Per motivi fisici è impossibile realizzare compressori analogici con tempo di attacco nullo o troppo piccolo: questo dipende dal fatto che i circuiti hanno un tempo fisico di reazione ad una variazione di segnale. Un tempo di attacco nullo è simulabile su un segnale campionato e memorizzato in una RAM: in questo caso il compressore conosce già tutto l'andamento del segnale che deve manipolare e dunque è possibile realizzare elaborazioni con tempo di attacco nullo, anche se non in tempo reale.

  • Release time (Tempo di rilascio): è il tempo che impiega il compressore per ritornare all'assenza di compressione ossia a un rapporto 1:1 dopo che il segnale di ingresso è sceso al di sotto della soglia. Serve a conferire un'azione più dolce all'azione del compressore.

  • Hold time (Tempo di tenuta): Dopo che l'ampiezza del segnale di ingresso scende al di sotto della soglia il compressore riduce la sua azione durante il tempo di rilascio fino a tornare al rapporto di compressione 1:1. Il tempo di tenuta permette di ritardare l'inizio del tempo di rilascio dopo che il segnale è sceso sotto la soglia. In pratica mantiene più a lungo il compressore in azione.

Nella figura seguente viene mostrata l'azione di un compressore in tutte le sue fasi:

Effetti e processori di segnale - Compressore in azione

Compressore in azione

Di seguito viene riportato il suono di una cassa di batteria (quella che si suona con il pedale) puro e poi lo stesso suono manipolato da un compressore che ne modifica l'inviluppo ADSR

Cassa di batteria  [Traccia 39]

Effetti e processori di segnale - Cassa di batteria [Traccia 39]

Cassa di batteria compressa  [Traccia 40]

Effetti e processori di segnale - Cassa di batteria compressa [Traccia 40]

Per avere una migliore percezione dell'intervento del compressore è utile osservare la sua azione sull'inviluppo ADSR. Di seguito viene mostrato l'inviluppo di un colpo di cassa estratto dal suono precedente e poi lo stesso inviluppo dopo l'azione del compressore. Il confronto delle due figure evidenzia chiaramente l'operazione di compressione.

Effetti e processori di segnale - Cassa di batteria

Cassa di batteria

Effetti e processori di segnale - Cassa di batteria con compressore

Cassa di batteria con compressore

7.14.1. Ingresso Sidechain

Key input

Il circuito compressore può essere visto come un amplificatore controllato da una tensione in cui la tensione controllante risulta essere quella del segnale di ingresso. Se la tensione del segnale di ingresso supera la soglia, il compressore entra in azione. Non è necessario che il compressore sia controllato dalla tensione del segnale di ingresso, è possibile utilizzare qualsiasi segnale controllante. Questa peculiarità dei compressori permette tutta una serie di artifici molto interessanti. Vediamone un esempio: il caso in cui la cassa della batteria viene coperta dalla nota di basso suonata contemporaneamente, soprattutto sulle battute dispari (1 e 3 della musica in 4/4). Questa è una situazione abbastanza comune anche perché il contenuto in frequenza dei due suoni è simile dunque vengono facilmente confusi. Vediamo come sia possibile far risaltare la cassa della batteria nel momento in cui viene percossa. Intanto comprimiamo la cassa come abbiamo visto poco fa, con un elevato rapporto di compressione e un tempo di attacco lento allo scopo di enfatizzare l'attacco della cassa, il 'punch'. In seguito prendiamo un altro compressore e lo applichiamo al segnale del basso facendone controllare l'ingresso sidechain dal segnale della cassa. Questo ha l'effetto di abbassare il volume del basso quando la cassa viene percossa e dunque il suono di quest'ultima sarà predominante. Dopo l'attacco, il compressore entra in fase di rilascio con l'effetto che il volume del basso aumenta dolcemente: quando il suono della cassa è estinto il compressore cessa la sua azione e il suono del basso torna al suo volume iniziale. Se applichiamo una frequenza di un LFO [10 ] all'ingresso side-chain di un compressore, abbiamo realizzato un effetto tremolo [Tremolo ] .



7.14.2. Curve di compressione

Abbiamo visto la forma della curva di compressione al variare del rapporto di compressione. Questo tipo di curva viene detto 'hard knee' (ginocchio duro) e presenta una brusca variazione della pendenza del guadagno. Un'altra modalità operativa, chiamata 'soft knee' (ginocchio morbido) presenta una variazione più dolce e conferisce al compressore un funzionamento più morbido. Riportiamo di seguito i due andamenti della curva di compressione:

Effetti e processori di segnale - Andamenti soft e hard knee della curva di compressione

Andamenti soft e hard knee della curva di compressione



7.14.3. Risposta del compressore al segnale di ingresso

I compressori agiscono sul segnale in base all'andamento della tensione di ingresso. Vi sono due modalità operative:

  • Peak: il compressore risponde ai picchi del segnale e dunque misura esattamente l'ampiezza della tensione di ingresso.

  • RMS: il compressore risponde al RMS (Root Mean Square) del segnale, cioè il suo valore efficace, dunque ha un funzionamento più dolce e meno a scatti.



7.14.4. Compressore con punto di rotazione

La curva di compressione in questo caso si identifica con la retta a guadagno unitario. Quando questa viene ruotata si vede che al di sopra della soglia viene realizzata una compressione mentre il segnale al di sotto della soglia viene amplificato:

Effetti e processori di segnale - Compressore con punto di rotazione

Compressore con punto di rotazione



7.14.5. Compressore multibanda

Questo modulo è in grado di realizzare una suddivisione del segnale in bande di frequenza e di operare una diversa compressione su ciascuna banda. Per fare ciò il modulo monta un circuito crossover [Il crossover ] che suddivide il segnale in bande. Ogni uscita del crossover viene mandata all'ingesso di un compressore diverso ognuno dotato dei propri controlli indipendenti dagli altri.

Effetti e processori di segnale - Compressore multibanda

Compressore multibanda

Questo permette una compressione molto più raffinata. Generalmente i segnali ad alta frequenza vengono compressi con tempi rapidi di attacco e rilascio mentre i segnali a bassa frequenza vengono compressi con tempi di attacco e rilascio più lenti. Questo fa in modo che la compressione segua in modo più preciso le caratteristiche del segnale di ingresso.





[10 ] Low Frequency Oscillator: è un oscillatore in grado di generare forme d'onda a bassa frequenza (0 - 10 Hz).








  • inserito il 25-05-2014 11:15
    Si, la dicitura corretta "viene ridotta a 1/3", come poi viene anche ridetto dopo la figura. Ho corretto il refuso, grazie della segnalazione.
  • inserito il 22-05-2014 18:59
    Forse nella prima parte [...]il segnale supera la soglia, la parte di segnale al di sopra di questa viene ridotta di 1/3[...] si intende che viene ridotta a 1/3, se non sbaglio. Perch dal grafico si deduce questo.
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