如何使用限制器,第二部分 - 限制器理论 - 了解你的工具
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在本系列的上篇文章中,我们发起了场关于限制的对话,对它的作用有个大致的了解。现在,我们将深入其中,让我们对它更加熟练!
如果你很着急,可以跳到本文的总结部分,以获得个总览。
定义
有个常见的定义,即限制器是个比率高于10:1的压缩器。这意味着,如果你的输入信号超过阈值10分贝,在输出端将压缩至超过阈值1分贝。
但对于我们在母带末端使用的那种限制器来说,这个定义并不令人满意,我们将使用的工具通常被称为真峰值限制器。
真峰值限制是指在样本的数值超过限制器的阈值的那刻,它将被完全限制在阈值以下。你可以把它想象成个触发时间和RMS等于零的压缩器。
现在,真峰值限制器也有个无限的比率,这也是非常重要的点;个音频样本不能超过阈值。可以把它看作是母带限制器所隐含的种保证。如果你把阈值设置为-1dBTP,那么音频信号就永远不会超过这个值。这就是为什么限制器也可以被看作是个饱和处理器,因为它对输入信号进行硬削减。理论上说,你可以用削波器(Clipper)代替限制器来获得同样的保证,但Clipper过于粗暴的处理方式,掌握不好或许会毁掉整个混音。
实践
让我们来看看当非常简单的信号通过限制器时,它们会发生什么。我们先看下频率为440Hz的正弦波的频谱分析,在FLUX::Elixir限制器打开和关闭。振荡器以-6dBTP的水平产生信号,Elixir的阈值设置为-9dBTP。因此,当Elixir开启时,我们应该看到个完美的-3dB的增益衰减。
是的,两个峰值之间有个3dB差异,这意味着我们在这个过程中没有添加任何饱和度。
现在,为了使它更接近于我们要用限制器处理的声音,我们来调制正弦波的振幅。为此,我们简单地添加了个频率为4Hz的颤音。它从统增益到-inf dB。
现在,我们可以看到,这里有些额外的频率。这些是由于限制器被振幅调制触发和脱离的结果而增加的,它的包络增加了些谐波失真。应该记住的是,峰值越大,增加的饱和度就越大。
如果你使用得当,你可以用FLUX:获得Elixir的轻型版本(无真峰值)获得相同的结果。
平滑的衰减
为了防止和减少限制器所增加的任何失真,我们使用的衰减包络非常像压缩器。
触发设置
我们不是说过,限制器的触发时间为0毫秒吗?嗯,不完全是。但我们要确定的是,没有个样本可以超过阈值。使用0毫秒的攻击是个解决方案,但它也产生了我们想要避免的额外的谐波饱和。那么我们可以怎么做呢?这就是Lookahead的用武之地了。
顾名思义,允许算法提前看,在信号出现之前。因此,如果我们提前知道信号何时会通过阈值,那么我们就可以在这之前设法限制峰值。
请记住,因为该原理,它不可能回到过去,所以Lookahead将增加信号的延迟。
另种理解方法是看个限制器的框图。
有个检测电路会告诉你信号何时通过阈值。在传统的压缩器中,这时刻将触发处理块应用的包络。所以,在这方面,限制器的处理总是有点晚。现在,lookahead是处理阶段输入的个简单延迟。
这可以使信号的削波更柔和。它并不经常作为用户参数出现,但几乎所有的现代真峰限制器内部都有这个隐藏设置。在Elixir中,触发时间也取决于输入信号,以达到更多的音乐效果。
释放设置
释放时间比攻击时间更容易理解,因为它与压缩器中的情况相同。释放时间是指旦信号回到阈值以下,限制器到完全停止处理信号的耗时。它对限制器的质量有很大影响。
- 设置快速,以获得个快速的结果,有个更饱和的结果
- 设置慢速以获得更柔和的结果,具有更多的压缩或抽吸感
Elixir中的释放取决于输入信号。
True-Peak真的是True-Peak吗?
个真正的峰值限制器将始终保证你永远不会超过其阈值。至少,只要你在处理后不做任何形式的采样率转换!
请记住,在数字音频工作站(DAW)中,我们的工作是用声音的数字表示。为此,我们以定的采样率(44.1 kHz、48 kHz、96 kHz、192 kHz等)对音频信号进行采样。因此,有可能原始信号在两次采样之间,有个更高的值。在重新采样后,这个值可能会出现,并产生个高于限制器阈值的数值。这种现象被称为采样间峰值。
为了防止这种影响,许多限制器使用了超采样。使用超采样将增加限制器的分辨率,防止采样内峰值通过。在Elixir中,超采样只发生在检测算法中,而始终与处理算法同步。
总结
限制器是个动态处理器。它是压缩和饱和之间的桥梁。母带限制器的特点是有个无限的比率和个真实峰值检测。这保证了信号永远不会超过限制器的阈值。
因为限制器在输入信号方面有很强的行为,它可以产生失真。为了尽可能地防止它,插件构造者使用了复杂的包络策略,涉及到Lookahead触发时间,并经常给用户种控制释放时间的方法。
同时,超采样经常被用在限制器中,以防止采样间的峰值通过限制器。