Procesory dynamiki cz. II - ekspander, bramka

Mam nadzieję, że lektura tego artykułu poszerzyła lub choć ugruntowała wiedzę na temat tych procesorów. W kolejnym artykule opowiemy o innych urządzeniach z grupy procesorów dynamiki – ekspanderze i bramce szumów.

EKSPANDER

Ma on bardzo wiele wspólnego z kompresorem, ot choćby identyczną niemalże strukturę. Różnica tkwi w pracy jednego i drugiego. O ile kompresor pracuje ze wzmocnieniem równym 1 dla sygnałów poniżej progu zadziałania, a ze wzmocnieniem odpowiednio mniejszym po przekroczeniu tego progu, o tyle ekspander jest wzmacniaczem, którego wzmocnienie wynosi jeden dla sygnałów wejściowych o poziomie wyższym niż próg ekspansji, natomiast dla sygnałów mniejszych od progu zadziałania jego wzmocnienie jest mniejsze od jedności.

W tym wypadku współczynnik ekspansji określamy odwrotnie, jak w przypadku kompresora, czyli np. 1:2, 1:5 itp. I tu, podobnie jak w przypadku kompresji, współczynnik 1:2 powoduje, że każda zmiana poziomu na wejściu poniżej progu ekspansji odpowiadająca 1 dB powoduje zmianę poziomu na wyjściu równą 2 dB. Przykładowe charakterystyki statyczne ekspandera przedstawia rysunek obok.

Ekspander, jako taki, jest rzadko wykorzystywany, częściej spotyka się go jako integralną część kompandera, czyli kompresora i ekspandera w jednym urządzeniu, a urządzenie tego typu wykorzystywane jest do redukcji szumów (stanowi integralną część systemów odszumiania DBX czy DOLBY) oraz w systemach bezprzewodowych. Natomiast z ekspandera, mającego pewne specyficzne ustawienie parametru ratio, rzędu 1:20 i więcej (nawet 1 do nieskończoności), otrzymujemy urządzenie zwane

BRAMKĄ SZUMÓW

lub po prostu bramką. Bramka wycisza sygnał poniżej pewnego ustawionego poziomu (progu), natomiast wszelkie sygnały mające poziom wyższy od tego progu są przepuszczane. Nazwa „bramka szumów” wzięła się z jej pierwotnego zastosowania. Obecnie technika cyfrowa pozwoliła nam na takie zminimalizowanie szumów w systemach audio, że stosowanie bramki szumów jako „wycinacza szumów” jest coraz rzadsze. Znalazła jednak ona wiele innych zastosowań i rozwiązań, niektóre zupełnie nietypowe. O zastosowaniach już za moment, teraz kilka słów o parametrach, jakimi możemy „pokręcić”.

Oprócz standardowych, które spotkamy w ekspanderach czy kompresorach (oprócz parametru ratio, gdyż w tym przypadku jest on ustawiony „odgórnie”, jak już wspomniałem na wartość powyżej 1:20), czyli:

• threshold, inaczej próg zadziałania – za pomocą tego parametru ustalamy właśnie, poniżej jakiego poziomu sygnał nie będzie przepuszczany na wyjście bramki,
• attack czyli czas ataku bądź narastania – klasyczny parametr, spotykany w zasadzie w każdym procesorze dynamicznym, określa nam czas, po którym bramka otworzy się (czyli zacznie przepuszczać sygnał) od momentu przekroczenia progu zadziałania przez sygnał. W zasadzie stosuje się krótkie czasy ataku (1 ms, a nawet 0 ms, co jest możliwe w przypadku bramek cyfrowych), dłuższy czas ataku powoduje obcięcie początków fraz i transjentów, chyba że właśnie o to nam chodzi, ale o tym za chwilę,
• decay, czyli czas zaniku – również znany nam parametr z innych „dynamików” – w tym przypadku określa czas potrzebny na to, by bramka zamknęła się, od momentu gdy poziom sygnału spadnie poniżej ustawionego progu zadziałania. Zbyt krótkie ustawienie czasu zaniku może być przyczyną efektu zwanego „trzepotaniem”.

Wynika on z faktu, iż sygnały często oscylują w pobliżu ustawionej wartości progu zadziałania – w takim przypadku przy krótkich czasach zaniku i ataku bramka będzie zamykać i otwierać się, co właśnie jest słyszalnym efektem trzepotania. Wystarczy w takim przypadku zwiększyć czas decay, ale trzeba też wziąć pod uwagę, że przy zbyt długim czasie bramka nie będzie działać efektywnie, gdyż nie będzie wycinać szumów i brumów pomiędzy krótkimi frazami „użytecznymi”, w bramce napotkamy jeszcze na wejście zwane:

• key input lub sidechain, czyli wejście sterujące – dzięki niemu otwieraniem i zamykaniem bramki możemy sterować „z zewnątrz”, a nie tak, jak w klasycznym przypadku, gdy sygnał wejściowy sam sobie otwiera i zamyka bramkę, w zależności od swojego poziomu.

Jak więc wygląda to sterowanie „z zewnątrz”? Bardzo prosto, podając na wejście key input sygnał zewnętrzny możemy powodować otwieranie i zamykanie bramki dokładnie wtedy, kiedy nam to będzie pasowało, np. wykorzystując sygnał stopy w celu zsynchronizowania go z basem (jeśli nie „dysponujemy” basistą z umiejętnością dokładnego grania „pod stopę”, na przykład).

BRAMKA W AKCJI

Teraz może słów kilka, do czego będziemy wykorzystywać bramkę szumów. Jak już pisałem, technika cyfrowa uwolniła nas dość skutecznie od uciążliwych szumów, więc klasyczne zastosowanie bramki, wynikające z jej nazwy, odchodzi powoli w niepamięć. Z małymi wyjątkami. Bramkę szumów bardzo często spotkamy „na wyposażeniu” gitarzystów, bądź to jako osobne urządzenie, bądź jako jeden z efektów „zaszytych” w multiefektach gitarowych. U nich to się bardzo przydaje, zwłaszcza w przypadku korzystania z wielu efektów (typu distortion czy overdrive razem z flangerem), które lubią dawać znać o swoim działaniu słyszalnym brumieniem, szczególnie gdy w okolicy znajdują się reflektory i inne „cacuszka” z dużym prądem.

Z bramek będziemy też korzystać przy nagłaśnianiu (ale i też przy nagrywaniu) perkusji. W tym przypadku bramka występuje w funkcji urządzenia minimalizującego „przecieki” z innych instrumentów, czyli, mówiąc krótko, gdy chcemy aby mikrofon od werbla zbierał nam głównie werbel, a nie od razu cały zestaw perkusyjny, podobnie zresztą jak mikrofony od kotłów.

Dzięki temu będziemy mogli faktycznie kontrolować na mikserze dany instrument z zestawu, a słyszalnym efektem będzie np. pozbycie się uciążliwego „ciągnięcia się” kotłów, czyli przeciągłego ich „buczenia”. Dodam tylko, że właściwe ustawienie bramek w przypadku perkusji jest sztuką samą w sobie. Przy zbyt wysokich progach zadziałania i krótkich czasach werbel zabrzmi jak wystrzał karabinowy (brak wybrzmienia), a kotły jak wybuch granatu w piwnicy. Zbyt niski próg zniweczy nam cały pomysł wykorzystania bramek, tzn. będzie tak jakby ich nie było – i tak wszystko będzie nam „grało” w mikrofonach, niezależnie od tego, w co uderzymy.

No i jeszcze jeden, baaaaardzo klasyczny pomysł na zastosowanie bramki szumów – bramkowany pogłos (gated reverb). Efekt wykorzystywany od wieków, no może przesadziłem, ale od wielu lat na pewno. Szczególnie chętnie dodawano taki efekt do upiększania perkusji, zwłaszcza werbla. Polega on na wycięciu za pomocą bramki końcowej fazy pogłosu, która normalnie zanika mniej więcej logarytmicznie, a my ją tu „ciach”, i nie ma. Jak taki efekt „wygląda”, można posłuchać na płytach np. Phila Collinsa, tych z lat 80-tych.

ZASTOSOWANIA MNIEJ KLASYCZNE

Są jednak jeszcze inne, mniej klasyczne zastosowania, i o nich teraz chciałbym napisać co nieco.

Załóżmy, że dysponujemy zmiksowaną już sekcją rytmiczną, w której chcemy dokonać pewnych „upiększeń”, jednak nie na całości, ale konkretnie chcemy dorzucić nieco pogłosu na werbel. Skoro nie dysponujemy poszczególnymi śladami, dodanie pogłosu na całość nie przyniesie pożądanego efektu, gdyż przy okazji „rozmyje” nam się bas, stopa nie będzie już taka wyrazista i zamiast polepszyć, tylko pogorszymy sprawę. Czy więc nic nie możemy zrobić?

Otóż, wykorzystując dodatkowy kanał miksera, korektor (najlepiej parametryczny, ale może być też i graficzny) oraz właśnie bramkę szumów coś da się jeszcze z tym „fantem” zrobić. Najpierw podajemy zmiksowany sygnał na parę wejść miksera (zakładamy, że miks jest stereofoniczny). Teraz, korzystając z wyjścia insert jednej ze ścieżek (werbel zasadniczo umieszcza się w panoramie na środku, nieistotne więc, z której ścieżki pobierzemy sygnał) dublujemy tę ścieżkę i podajemy na kolejne wejście miksera. Korzystając z korektora barwy wycinamy dół pasma (np. poniżej 200 Hz), „pozbywając” się w ten sposób stopy i basu, oraz obcinamy też najwyższe częstotliwości, w których „zaszyte” będą talerze (np. powyżej 10 kHz).

Teraz tak „zmordowany” sygnał podajemy na bramkę szumów, z tym że próg zadziałania ustawiamy dość wysoko, tak aby przepuszczane były tylko uderzenia werbla. Tak „odsiany” sygnał podajemy na procesor pogłosowy, którego powrót podpinamy do wejścia miksera (RETURN lub kolejny kanał), w efekcie czego, po zmiksowaniu w odpowiednich proporcjach, uzyskamy pogłos tylko na werblu, bez poważniejszych ingerencji w resztę materiału dźwiękowego. Jeśli dysponujemy mikserem cyfrowym, całego zabiegu możemy dokonać, nie „wypuszczając” sygnału poza mikser – obecnie miksery cyfrowe dysponują procesorami dynamicznymi w każdym kanale i przynajmniej dwoma procesorami efektów. Jeśli dysponujemy tylko mikserem analogowym, niezbędne będą urządzenia peryferyjne (bramka, procesor pogłosowy) oraz skorzystanie z wyjść AUX.

Inne zastosowanie bramki to wykorzystanie jej w sytuacji, kiedy chcemy podnieść nieco dynamikę nagrania (konkretnie perkusji), ale nie dysponujemy rasowym ekspanderem. W tym przypadku znów musimy zdublować sygnał i podać go na dodatkowy kanał (albo dwa kanały, jeśli zależy nam na stereofonii) i wyjście dodatkowego, zdublowanego sygnału (lub sygnałów) przepuścić przez bramkę ustawioną podobnie, jak w przypadku powyższym – tak aby przepuszczane były tylko najgłośniejsze szczyty sygnałów (werbel i stopa). Teraz sygnał ten musimy zsumować z sygnałem oryginalnym, dzięki czemu uzyskamy podbicie tylko w najgłośniejszych momentach.

Jeszcze jeden patent – na uzyskanie monstrualnego brzmienia stopy (np. jeśli ktoś jest wielbicielem podskakującego dachu w samochodzie w jej rytm). Można to uzyskać, podbijając dół pasma czy podkręcając dół w ścieżce stopy w miksie, ale przez to możemy „zamulić” brzmienie stopy, no i ponieważ podniesie nam się dół pasma, aby uniknąć przesterowania będziemy musieli obniżyć ogólny poziom nagrania, przez co stracimy na wyrazistości itd., itd.

Jest inny patent – znów wykorzystamy bramkę, tym razem z wejściem key input. Na wejście to podłączamy stopę i ustawiamy próg zadziałania stosunkowo wysoko, tak aby uderzenie stopy przekraczało ten próg przez bardzo krótki moment. Natomiast na wejście bramki podajemy sygnał z generatora fali sinusoidalnej, z częstotliwością ustawioną gdzieś między 30 a 50 Hz. I tak, kiedy zabrzmi stopa, bramka otworzy się, przepuszczając sygnał dodający „kopa” do stopy (oczywiście sygnał ten musimy zmiksować z oryginalną stopą), z tym że czas podtrzymania ustawiamy dość długo, tak aby stopa miała odpowiednie brzmienie (konkretny czas będzie zależał od tempa utworu).

Bramka pozwoli nam też wpływać na atak danego instrumentu. Jeśli ustawimy długi czas ataku, sygnał na wyjściu bramki będzie narastał odpowiednio wolniej, uzyskując np. z gitary z przesterem brzmienie „skrzypcowe”. Patent ten pozwoli nam też na wycięcie oddechów wokalisty. Bramka zacznie otwierać się w momencie „brania” oddechu, ale powolny czas narastania spowoduje, że oddech ten nie będzie tak słyszalny, natomiast w momencie kiedy wokalista zacznie wydawać dźwięki „pożądane”, bramka będzie już w pełni otwarta, nie wprowadzając zbędnego tłumienia. Poza tym będzie to brzmieć bardziej naturalnie, niż całkowite wycięcie oddechów za pomocą późniejszej obróbki w edytorze.

Na koniec zrobiło nam się bardziej „studyjnie”, niż „live’owo”, ale może komuś przytrafi się pracować w studiu, więc a nuż przypomni sobie opisane tricki. Natomiast przy nagłaśnianiu najczęściej będziemy mogli skorzystać z bramki w przypadku opisanej wyżej sytuacji bramkowania mikrofonów perkusji.

Piotr Sadłoń

---

Piotr Sadłoń jest Redaktorem Naczelnym Live Sound & Installation. Kontakt: sadlon@livesound.pl.