Kompressor (Signalverarbeitung)
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Mit Kompressor wird in der Tontechnik ein Effektgerät aus der Gruppe der Regelverstärker bezeichnet. Er dient der Einschränkung der Dynamik eines Signals.
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[Bearbeiten] Funktionsweise
Mittels eines Hüllkurvenfolgers wird aus dem Pegel eines Tonsignals (meistens, aber nicht immer, handelt es sich dabei um das zu bearbeitende Signal selbst) eine Steuerspannung abgeleitet, die zur Regelung eines spannungsgesteuerten Verstärkers (VCA) benutzt wird. Durch diesen wird der Pegel des zu bearbeitenden Signals beeinflusst und somit im typischen Anwendungsfall umso mehr reduziert, je höher der Originalpegel ist. Der Dynamikverlauf wird also komprimiert.
[Bearbeiten] Parameter
Typische, einstellbare Parameter eines Kompressors sind
- Threshold (Schwellenwert)
- Ratio (Kompressionsverhältnis)
- Attack (Ansprechzeit)
- Release (Nachklingzeit)
Der Threshold bestimmt, von welchem Signalpegel an der Kompressor das Signal bearbeitet. Mit Ratio wird das Kompressionsverhältnis eingestellt (zum Beispiel bedeutet 2:1 eine Reduzierung des Signals über dem Threshold um den Faktor 2). Attack definiert die Zeitspanne zwischen Überschreiten des Threshold-Pegels und der maximalen Komprimierung. Die günstigste Attackzeit hängt stark von dem zu bearbeitenden Signal ab; oft wird sie sehr kurz gewählt (20 bis 50 Millisekunden). Mit der Release-Zeit kann der Nutzer einstellen, wie schnell die Komprimierung wieder zurückgenommen wird, nachdem der Threshold-Pegel unterschritten wurde.
[Bearbeiten] Einsatzgebiete
Kompressoren können sowohl zur Komprimierung eines Einzelsignals einer Musikaufnahme oder -darbietung als auch des Gesamtsignals eingesetzt werden.
[Bearbeiten] Komprimierung von Einzelsignalen
Einzelsignale werden komprimiert, um den Dynamikverlauf insgesamt zu glätten und somit leise Passagen verständlicher (weil lauter) zu machen, ohne dass laute Passagen zu laut oder unangenehm wirken. So besitzt beispielsweise die menschliche (Sing-)Stimme naturgemäß ein hohes Maß an Dynamik, die es in unbearbeiteter Form problematisch macht, den Gesang in einer typischen Pop-Mischung gegenüber den restlichen Spuren in den Vordergrund treten zu lassen. Mittels eines Kompressors können diese Pegelschwankungen ausgeglichen werden, wodurch ein stetig hoher Durchschnittspegel und somit eine deutlich verbesserte Signalpräsenz erzielt wird.
Auch zur Einhaltung der technischen Grenzen bei einer Musikaufnahme kann ein Kompressor eingesetzt werden (Vermeidung von Übersteuerungen besonders bei der digitalen Aufnahme). Hierbei wird das Originalsignal vor der Aufnahme in der Dynamik begrenzt.
[Bearbeiten] Komprimierung von Gesamtsignalen
Bei der Komprimierung eines fertigen Musikstückes werden z.B. nicht wahrnehmbare kurzzeitige (Mikrotime) Pegelveränderungen vermindert. Das Gesamtsignal kann somit näher an die Verzerrungsgrenze gebracht werden. Dadurch wird der Klang insgesamt lauter. Der Effekt wird dem Bereich der Psychoakustik zugeschrieben.
Häufig eingesetzt wird diese Technik bei Radiosendern (typisches Gerät: Optimod), die das meistens bereits stark komprimierte Originalsignal eines Musikstückes vor dem Senden erneut komprimieren, um eine möglichst hohe Lautheit bzw. akustische Durchsetzung im Vergleich zu anderen Sendern zu erreichen. Dies führt zu dem teilweise kritisierten "Matsch-Sound" vieler Radiosender.
[Bearbeiten] Typen
Grundsätzlich wird zwischen Breitband- und Multiband-kompressoren unterschieden. Wird der Pegel des gesamten Eingangssignals gleichmäßig bearbeitet, spricht man von einem Breitbandkompressor. Dieser Typ wird häufig auch als Singleband- oder Einband-Kompressor bezeichnet, was aber technisch ungenau ist, da ein Singleband-Kompressor durchaus nur in einem eingeschränkten Frequenzbereich arbeiten kann.
Die Breitbandkompressorschaltung ist in der Tontechnik bei weitem die häufigste und kommt z.B. oft zum Einsatz, um Einzelsignalen einer Musikmischung mehr Durchsetzungsfähigkeit und Präsenz zu verleihen. Breitband-Kompressorschaltungen stoßen jedoch prinzipbedingt an ihre Grenzen, sobald im Eingangssignal mehrere Dynamikverläufe gleichzeitig in verschiedenen Frequenzbereichen unabhängig voneinander ablaufen, wie es in einer Mischung mehrerer Einzelsignale der Fall ist. So kann z.B. der Einsatz eines Breitbandkompressors auf einer Musikmischung dazu führen, dass ein Pegelanstieg im Bassbereich zur Abschwächung des Gesamtpegels der Mischung führt (typisches Pumpen beim Einsatz der Bassdrum).
Speziell für die Pegelbearbeitung solcher komplexer Signale wurden Multibandkompressoren entwickelt, in denen vor der eigentlichen Bearbeitung mittels einer Filterbank das Eingangssignal in mehrere Frequenzbänder aufgeteilt wird, von denen jedes einen von mehreren unabhängigen Kompressorschaltkreisen durchläuft, deren Ausgangssignale nach der Kompression wieder zusammen gemischt werden. Auf diese Weise ist es möglich, komplexe und breitbandige Mischsignale homogen zu verdichten, ohne dabei die unnatürliche gegenseitige Beeinflussung verschiedener Frequenzbänder in Kauf nehmen zu müssen.
Da Multibandkompressoren grundlegend in das Klangbild einer Musikmischung eingreifen können und die komplexe Parametrisierung viel Erfahrung mit der Bedienung und der Arbeitsweise der Geräte voraussetzt, gibt es Versuche, die Einstellung des Kompressors zu automatisieren; so gibt es Geräte, die das zu bearbeitende Programmmaterial analysieren können und auf Basis der spektralen und dynamischen Eigenschaften versuchen, das Material möglichst homogen zu verdichten. Dies prägt dem Signal jedoch eine bestimmte Klangästhetik auf, die nicht immer mit dem musikalischen Charakter des Materials harmoniert.
[Bearbeiten] Röhrenkompressor
Im Gegensatz zu Kompressoren mit Transistorschaltung kommt beim Röhrenkompressor als verstärkendes Bauteil eine Röhre zum Einsatz. Obwohl beide Bauteile die gleiche Aufgabe haben, können die klanglichen Veränderungen des bearbeiteten Materials sehr unterschiedlich sein, da je nach verwendetem Verstärker, bauteil- und schaltungsspezifische Eigenschaften in das Klangmaterial miteinfliessen.
Siehe auch: Röhre, Transistor
[Bearbeiten] Sonderformen
Wird statt des Originalsignals zur Steuerung ein fremdes Signal eingesetzt, spricht man von "Side-Chain" oder "Ducking". Hierbei wird das Originalsignal heruntergeregelt, wenn der Pegel des Steuersignals steigt. Typischer Anwendungsfall ist die automatische Herunterregelung der Musiklautstärke bei Ansagen des Moderators oder DJs im Radio. Daher haben einige DJ-Mischpulte eine solche Funktion direkt eingebaut (Talkover).
