VCA, FET, Vari-MU и оптический компрессоры. Разбираемся и готовим со вкусом

Компрессор - один из главных инструментов звукорежиссера. Эффект от его работы для нетренированного слуха может быть не так очевиден, как эквалайзер или реверберация, но именно он заставляет играть инструмент самыми яркими красками.
Если вы сейчас задаётесь вопросом: “Компрессор? А что это такое вообще?”, то у нас есть статья, рассказывающая о принципах работы и целый плейлист на YouTube-канале.

Базово, компрессор - устройство, сжимающее сигнал (название само себя описывает) и делающее громкие звуки тише, а тихие громче, из-за чего сигнал чувствуется более живым, ярким и пробивным.

comp work.jpg

И существуют шесть типов компрессоров, отличающихся друг от друга механизмом достижения компрессии, а из-за этого звуком и техническими возможностями.
Что это даёт? Тот или иной компрессор может быть уместнее в зависимости от типа обрабатываемого сигнала. Представьте себе столярные инструменты - если вам нужно отполировать ручку трости - вы будете использовать наждачную бумагу, если вам нужно задать её форму - вы, скорее, будете использовать стамеску (нет, вы можете и форму задать, но сколько вы потратите на это сил и времени). С компрессорами схожая ситуация.

Итак, типы компрессоров.

Vari-mu, лампа из 50-х

Технически, первым компрессором был Telefunken U3. Спроектированный в 1930-х, он впервые использовался на… берлинской олимпиаде в 1936 году. Но для чего? Вообще, первоначально компрессоры были созданы в помощь радиостанциям. Дело в том, что речь человека имеет широкий динамический диапазон - мы можем говорить громче или тише, шептать или срываться на крик. А слишком широкий диапазон и его пиковые значения плохо передавались через радио - появлялись шумы, перегрузки. И вот чтобы их свести на нет и были спроектированы компрессоры. Меньше диапазон - лучше передача. А затем выяснилось, что компрессор можно использовать в звукозаписи. И звук более выразительный, и за перегрузкой меньше следить надо - одни плюсы.

rca vary mu

Минуя малозаметные этапы, первым компрессором, оказавшим большое влияние на индустрию стал RCA BA6A. Это был компрессор с переменным коэффициентом усиления напряжения (этот термин скрывается за названием vari-mu, об этом далее), в схеме которого были использованы лампы. Появившийся в далеком 1951г, он изначально был также создан для радиостанций. Отличался он недюжим запасом гейна, с большим количеством зерна и характера, и с успехом применялся с ударными, гитарами бас/электро/акустиками, когда требовалась сделать сигнал жирнее. Одним из его пользователей, кстати, был Джимми Пейдж (Led Zeppelin).

Всё же, что такое компрессор с переменным коэффициентом усиления напряжения? Внимание, дальше много технической информации, читайте её в том случае, если хотите блеснуть знаниями среди знакомых.

Термин мю/mu отсылает к одной из характеристик ламп, а именно к коэффициенту усиления напряжения. В частности, мю указывает на то влияние, которое оказывает изменение напряжения сети лампы на анодный ток лампы. То есть мю - это отношение между анодным током и сетевым напряжением. Вернемся к названию - vari-mu, variable (переменный) обозначает, как работает компрессор. Изменяя усиление, достигается та или иная компрессия. По мере увеличения интенсивности сигнала коэффициент усиления напряжения лампы уменьшается, что приводит к общему снижению усиления и, таким образом, вызывает компрессию.

“Стоп, но что всё это означает на практике?” - зададите вы вопрос. Первое, Vari-Mu - компрессор основанный на работе ламп, которые дают то самое “теплое ламповое звучание”. Т.е. компрессоры этого типа, по сравнению с другими, всегда будут иметь наиболее окрашенный звук, при желании весьма сатурированный. Второе - компрессоры, основанные на этой схеме, будут иметь плавную атаку (момент, в который компрессор начинает работу) и релиз (момент, в который компрессор прекращает работу).

С чем готовим?

Оставим дисклеймер, держите его в уме. В музыкальном мире возможно всё, что не ограничено технически. Что имеется в виду - всегда оставляйте пространство для экспериментов, а все рекомендации (и в этой статье, и вообще) воспринимайте, как сложившуюся практику, не более. Можно использовать какие угодно компрессоры как угодно и с чем угодно.

Vari-mu отлично подходят для вокала, в силу плавности компрессии и того, что компрессор будет добавлять глубины и теплоты сигналу. Примеры использования его на вокале можно услышать на записях The Beatles времен Abbey Road. Также его очень часто использовали на звукозаписывающей студии Motown.

Но не вокалом единым. Этот компрессор отлично справляется с ударными, в особенности с микрофоном, снимающим комнату, или оверхэдами, добавляя им глубины и теплоты.

Также vari-mu часто используют для склеивания микса во время мастеринга. Он поможет выровнять динамику и создать ощущение целостности у всего трека, добавив ему краски. Да, ещё их часто используют просто для красящей компрессии.

Ну, и гитары, гитары и еще раз гитары. Ведь лампы и гитары - брак заключенный на небесах.

Примеры (VST-плагины и аналог).

Варианты из аналоговых компрессоров:

FairChild 660 / 670 и его клоны. Оригинал является “святым граалем” компрессии. Поэтому и отмечен здесь, несмотря на его стоимость (от 30-50 тысяч долларов и выше)
Undertone Audio UnFairChild 670M II - как раз-таки клон вышеупомянутой модели;
Manley Stereo Variable Mu Limiter Compressor - также золотой стандарт в сведении и мастеринге;
IGS Audio Tubecore 3U Mastering Vari-Mu;
RSE VMU-1.

Варианты из VST:

Universal Audio Manley Variable Mu Limiter/Compressor;
UAD Fairchild 670;
Pulsar Mu;
Native Instruments Vari Comp;
Kush Audio AR-1;
Arturia Comp TUBE-STA;
Fuse Audio Labs VCL-515.

Примеры, вышеобозначенных плагинов можно прослушать тут:

Opto/Optical или оптический компрессор

Продолжая исторический экскурс, в 1958-м году компания Teletronix выпускает свой первый оптический компрессор - LA-1, обновив его в 1965 году до модели Teletronix LA-2A, который до сих пор остаётся желанной моделью для людей, занимающихся звукозаписью.

Вообще надо сказать, что 50-60е оказались очень плодовитыми для производителей аудиотехники. Так, в 1959 г. Fairchild Recording Equipment Corporation представили модели 660 и 670, классику Vari-Mu компрессоров. 58й и 65й отметились релизом LA-1 и LA-2A. А в 1967 UREI выпустила первый FET-компрессор UREI 1176. Однако, вернемся к теме.

Схема работы оптического компрессора достаточно проста, но одновременно весьма занимательна. Часть поступающего сигнала компрессор передаёт в лампу, преобразовывая в свет. Лампа, в зависимости от интенсивности поступающего сигнала, светит с разной яркостью на светозависимый резистор (LDR). А тот в свою очередь контролирует количество компрессии, пропорциональное получаемому свету. А учитывая, что резистор и лампа неидеальны, и могут иметь эффекты разогрева и послесвечения, то компрессоры, основанные на оптической системе, работают весьма нелинейно, что на практике приводит к их удивительной музыкальности.

Раскроем тему чуть подробнее. Для начала - разные модели могли использовать разные источники света и разные резисторы. В одних, более ранних моделях, к примеру, использовалась лампы накаливания, что приводило к низкой скорости атаки (времени срабатывания). В других моделях (появившихся позже) использовались Led-лампы, которые повышали скорость срабатывания, и надежность.

Далее, нелинейность. Как было сказано, оптические компрессоры не имеют линейного времени восстановления сигнала (параметр Release). К примеру, скорость восстановления у Teletronix LA-2A вначале составляет около 60 мс, затем (во второй половине релиза) она увеличивается, вплоть до нескольких секунд.

А, опять-таки, что это даёт? Оптические компрессоры в первую очередь известны своей плавной и натуральной компрессией. Они могут придавать сигналу больше тела, без видимых признаков компрессии. Однако, плавность работы не позволяет их использовать для работы с быстрыми транзиентами.

Пример работы LA-2A, кстати, можно услышать здесь у Джека Уайта на вокале:

С чем готовим?

Напоминаем про дисклеймер из прошлой части и начинаем.

В силу того, что опто-компрессоры отличаются медленной атакой, а, значит, и плохо ловят пики, то лучше всего они будут смотреться на инструментах, в звучании которых нет быстрых транзиентов/щелчков, а это вокал, гитары, бас.

Однако, на ударных, а именно на малом и бочке, опто-компрессор тоже можно использовать. Он позволит “раздуть” сигнал, не задевая непосредственно сам удар.

Также с помощью оптического компрессора можно склеить микс. Его использование на мастер-шине может также создать ощущение целостности и пространства. Аккуратно добавляя его, вы можете склеить весь микс в одно целое.

Примеры (железо и vst).

Из “железных” вариантов можно выделить следующие модели:

Warm Audio WA-2A
ART Pro VLA II
Tube-Tech CL-1B
UA Teletronix LA-2A
Manley ELOP

И VST, конечно:

ADHD Levelling Tool
Waves CLA-2A
Softube CL1B
UAD Teletronix LA-2A Tube Compressor
Native instruments VC2A

FET aka Field-Effect Transistor

Как было сказано, 50-60е были очень обильными на новинки в студийном оборудовании. И так, в 1966 году инженер Билл Путнам, основатель Universal Audio, начал применять недавно изобретенные полевые транзисторы в своей продукции, заменяя привычные лампы. И после успешной адаптации микрофонного предусилителя, он приступил к модернизации своих Vari-MU компрессоров. Результатом стал новый, основанный на полевых транзисторах, UREI 1176.

Появившись на рынке в 1967 году, 1176 ознаменовал переход от ламп к транзисторам, а используемая в нём схема стала одной из самой копируемых, наравне со схемами других продуктов UREI. И отметим, что модель, пройдя ни одну ревизию за свою долгую жизнь, до сих пор производится и успешно продаётся.

Как становится понятно из названия, сердцем FET-компрессоров является, собственно, сам Field-Effect Transistor, т.е. полевой транзистор. Полевой транзистор - это полупроводник, который управляет потоком тока, используя электрическое поле. Подача напряжения изменяет его проводимость, и тем самым меняет и проходящий через него сигнал. В большие подробности особенного смысла вдаваться и нет, так как схема работы сложна для более детального объяснения. Здесь мы оставим ссылку на подробнейшее объяснение работы FET-компрессора, но предупреждаем, это сложное чтиво на техническом английском.

Но как сказалось использование полевых транзисторов на работе устройства и на обрабатываемом звуке? Первое слово, которое приходит на ум - скорость. Ведь в схеме компрессора нет никаких замедляющих его работу элементов - ламп или светозависимых резисторов. Причем, когда мы говорим о скорости, здесь нужно писать скорее, СКОРОСТЬ. К примеру, параметр атаки на упомянутом на UREI 1176 оперировал микросекундами. Не милли, микро!

Второе - агрессивный и красящий тон, который вследствие особенностей полевого транзистора, имеющего ограниченный динамический диапазон, еще может и искажаться. Характер, который они имеют, можно описать словом “музыкальный”. Также еще стоит отметить, что в моделях 1176 и построенных на его схеме можно включить одновременно все кнопки ratio, что приведет к появлению особого перегруженного звука. Этот режим даже получил своё имя - All-Buttons In Mode или British Mode.

С чем готовим?

FET хорошо дружит со всеми инструментами. Но особенно хорошо он раскрывает себя с дорожками, где присутствуют агрессивные партии, в которых присутствуют выраженные быстрые атаки. И это приводит нас к первому пункту:

Ударные. FET-компрессор всегда хорошо работает с ударными и перкуссией всех видов и во всех жанрах;
Конечно, вокал, особенно если это металл или рэп, из-за наличия там мощных и агрессивных партий или речитативов;
Используют с различными басовыми инструментами с выраженной атакой - бас-гитарой, синтезаторами;
Из-за его скорости работы можно использовать как первый компрессор в цепи, чтобы гасить только пиковые значения в сигнале, а затем передавать его в следующий, более щадящий компрессор;
Интересно смотрится в сайдчейне в экстремальном режиме работы для наполнения сигнала обертонами, без порчи оригинального сигнала.

Примеры (железо и vst).

Железо:

Warm Audio WA76 FET;
BAE 500 Series FET Compressor;
ART TRANSY;
И, собственно, сам виновник торжества - UNIVERSAL AUDIO 1176-LN.

VST-плагины:

Universal Audio 1176 Classic Limiter Collection;
Waves Audio CLA-76;
Slate Digital FG-116;
IK Multimedia Black 76 Limiting Amplifier;
Arturia Comp FET-76.

VCA

Появлению voltage-controlled amplifier-компрессоров мир обязан Дэвиду Блэкмеру и компании dbx. Получивший свои знания в Гарварде и MIT, инженер работал в начале 70-х над системой подавления шума для магнитофонов. Результатом этой работы стал управляемый напряжением усилитель (VCA) под названием Blackmer Gain Cell, запатентованный в 1973 году. Здесь стоит отметить, что сам по себе VCA не был его изобретением. На тот момент подобный усилитель вполне себе успешно использовался на всяческих синтезаторах для создания огибающих.

Но чем же тогда отличалось его изобретение? Изобретение Блэкмера стало первым VCA с достаточно низким уровнем шума и искажений, что сделало его пригодным для использования в студийном оборудовании.

И, да, еще одна вещь, заслуживающая примечания - по факту VCA в компрессорах - это, скорее, не “усилитель” (т.е. amplifier) в обычном понимании этого слова, а больше аттенюатор. Так как он понижает уровень сигнала, когда он получает достаточный уровень напряжения.

А первым VCA-компрессором стал выпущенный в 1976г компрессор dbx160. Этот компрессор использовал первую коммерческую ревизию Blackmer Gain Cell.
И, если не углубляться в сложные технические детали работы VCA, то общий принцип работы выглядит следующим образом. Когда уровень аудио сигнала достигает определенного порога, VCA понижает усиление сигнала, что и приводит к компрессии сигнала.

К характеристикам VCA-компрессоров можно отнести следующее:

Также, как и компрессоры на полевых транзисторах, VCA имеют высокую скорость срабатывания;
По сравнению со всеми другими типами компрессоров, меньше всего красят сигнал, но делают звук более острым;
Обладают высоким уровнем подавления сигнала
В отличии от других типов компрессоров лучше справляются с полным спектром частот.
В силу всех своих характеристик можно назвать наиболее универсальным типом компрессоров. По этой причине VCA-компрессор можно найти во многих студийных консолях, типа Solid State Logic SSL 4000 g.

С чем готовим?

Как было сказано выше, VCA компрессоры универсальны и отлично будут справляться с любым инструментом в любой ситуации. Однако же:

В силу скорости своей работы отлично справляется с любой перкуссией и любыми ударными;
Являются самым оптимальным решением для склеивания групп инструментов или компрессии мастер-шины;
Отлично справляются с параллельной компрессией, компрессией эффектов.

Примеры (железо и vst).

Аналог:

ну, кхм, dbx. К примеру, dbx 560A;
Empirical Labs Distressor - одна из самых универсальных моделей самого универсального типа компрессоров, универсальность возведенная в квадрат. Оснащенный цифровым управление и способный эмулировать Dbx 160, Teletronix LA2A, Fairchild 670 и Urei 1176;
API 2500+;
Warm Audio BUS-COMP.

Плагины:

Waves API 2500 Compressor Plugin;
Universal Audio Plugins API 2500 Bus Compressor;
Plugin Alliance Lindell Audio 50 Series;
Waves Audio SSL G-Master Buss Compressor;
SSL Solid State Logic — G Series Stereo Compressor;
Universal Audio SSL 4000 G Bus Compressor Collection;
Waves Audio DBX 160;
Universal Audio DBX 160.

Diode Bridge Compressor или компрессоры от Neve

В 1969 году Руперт Нив и его компания Neve Electronics установили в студии телеканала ABC свои микшерные консоли. Но вскоре выяснилось, что компрессоры от Philips, использующиеся в консолях, показывали себя не лучшим образом - они грелись и выходили из строя. И телеканал сделал Руперту Ниву предложение - если тот в ограниченное тремя-четырьмя неделями время сможет сделать свой компрессор, соблюдая габариты и качество сигнала юнитов от Phillips, то они закупят их в большом количестве. Цитируя мистера Нива: ”Я сидел в своей гостиной и думал, что я буду использовать в качестве элемента управления в компрессоре? Ведь в то время еще не было VCA и нельзя было пойти и купить готовую микросхему, использовав в последующем ее в своей разработке”.

Ответ пришел в виде идеи использовать диод. А чтобы избавиться от присущих диоду лишних искажений, применить схему диодного моста так, чтобы подавать звук на один набор контактов, а управляющее напряжение на другой. Использовав имеющиеся в тот момент на складе комплектующие, Руперт Нив собрал готовый компрессор, который превзошел юнит от конкурентов и по характеристикам, и возможностям.

Такова история появления на свет diode dridge compressor, компрессора основанного на работе диодного моста - электрической схемы, в которой переменный ток преобразуется в пульсирующий.

Чем же отличается такой компрессор? Для начала они сильно окрашивают сигнал - на выходе вы будете получать массивный, плотный, кремовый звук. Но при всей своей окраске, они достаточно универсальны и будут отлично и с гитарами, и с вокалом, и с ударными.

Также они достаточно гибкие - вы можете добиться от нежной компрессии до полного лимитирования, которое Руперт Нив описывал эпитетом “кирпичная стена”.

С чем же их использовать? Помимо вышезаявленного можно отметить, что такие компрессоры можно увидеть на мастер-шине или подгруппах для надува сигнала гармониками.

Примеры (железо и vst).

Из аналога можно отметить:

Rupert Neve Designs THE 5254 или THE 535;
Heritage Audio SUCCESSOR
Chandler EMI TG12413 Zener Limiter

А вот и плагины:

UAD 2254/E;
UAD 33 609/C;
UAD Chandler Limited Zener Limiter;
IK Multimedia — Precision Comp/Limiter;
Waves V-Comp.

PWM / pulse width modular compression

Последним компрессором, который мы рассмотрим в данной статье будет PWM-компрессор или компрессор основанный на широтно-импульсной модуляции. Наиболее сложный в реализации и из-за этого редко встречающийся, что в аналоговом, что в виде плагинов, тип компрессора.

Что же такое широтно-импульсная модуляция? ШИМ (широтно-импульсная модуляция или PWM) — это метод обработки, который использует высокочастотные импульсные сигналы со значениями «вкл» и «выкл» для управления амплитудой/мощностью сигнала. Грубо говоря, разделяя сигнал на части и «приглушая» часть из них, ШИМ-компрессор выравнивает среднюю амплитуду/мощность сигнала.

Нужно держать в уме, что частота пульсации должна быть очень высокой для предотвращения каких-либо слуховых изменений амплитуды. Чипы ШИМ компрессоров ШИМ должны работать на частотах в сотни килогерц или даже быстрее (иметь возможность включаться и выключаться менее чем за 10 мкс).

Схема PWM компрессоров сложна. Такой компрессор должен преобразовывать управляющее напряжение в одно из двух состояний переключателя переменной ширины - вкл и выкл - чтобы контролировать степень компрессии.

Но какие же характеристики даёт использование такой схемы:

низкий уровень искажений;
высокая скорость атаки и релиза;
гибкость применения.

Базово PWM-компрессор применяется во всех случаях, когда вы хотите свести окрас сигнала на самый возможный минимум. Однако, чаще всего подобный тип компрессора используется на этапе мастеринга.

Примеры (железо и vst)

В отличии от всех предыдущих типов компрессоров, PWM-моделей чрезвычайно мало на рынке в аналоговом виде и еще меньше в виде плагинов (в силу особенностей конструкции).

Из аналоговых можно отметить:

Crane Song STC-8;
Great River PWM-501;
ART Dual Limiter.

Из плагинов:

Waves Kramer PIE
Всё, только плагин от waves.

Небольшой вывод

Шесть типов компрессора - шесть разных звучаний. У каждого из них свой характер, возможности и особенности. Какой-то из них будет актуальнее смотреться на одном конкретном инструментов, какой-то на групповом канале, а какой-то на мастер-шине. И, несмотря на предложенные в статье рекомендации, процитируем свой же дисклеймер - оставляйте себе пространство для эксперимента и попробуйте каждый из компрессоров в самых разных ситуациях.

А если вы после прочтения захотите приобрести аналоговый, “железный” компрессор в свою студию, то вы можете обратиться к нам. Мы будем рады пообщаться и подсказать подходящий вариант