Audio Kompressor & Dynamik Tutorial

Kompressor-Workshop

Audio Kompressor & Dynamik Tutorial

Was macht ein Kompressor?

Ein Kompressor dient in erster Linie dazu den Dynamikumfang eines Audiosignals einzuschränken. Er kann laute Pegel herabsetzen und das Signal somit verdichten. Aber auch eine Anhebung von leisen Signalen (Expander), sowie eine Dynamikerweiterung (Upward) ist mit manchen speziellen Kompressortypen möglich.

Gründe für eine Kompression / Dynamikbearbeitung

Ursprünglich wurden Kompressoren für die Radiostationen entwickelt. Der Grund war, dass Musik früher im Radio oft live gespielt wurde. Die Übertragung der Musik mittels UKW war nur möglich, wenn eine gewisse “Lautheit” nicht über- und unterschritten wurde. Um dies zu kontrollieren, kamen damals die ersten Kompressoren zum Einsatz. Später haben auch Tonstudios Kompressoren zum kontrollieren von Dynamik, zum Verdichten des Audiomaterial oder kreative Klangveränderungen für sich entdeckt. Über die Jahrzehnte sind eine Vielzahl von Kompressorarten und Einsatzzwecke entstanden.

Übliche Parameter eines Kompressors

Threshold:​ Der Threshold bestimmt den Schwellenwert, ab welchem Pegel der Kompressor
anfangen soll zu arbeiten.

Input: ​Manche Kompressoren besitzen aufgrund ihrer Bauart keinen Threshold- oder Ratio- Potentiometer. Hier wird der Threshold und die Ratio automatisch durch die Stärke des Eingangssignals geregelt. Ein Beispiel hierfür ist der LA-2A Kompressor.

Ratio: ​An dem Punkt, wo der Schwellenwert übertroffen wird, setzt die Ratio ein. Die Ratio bestimmt das Kompressionsverhältnis zum Threshold. Bei einer Ratio von 1:1 setzt keine Kompression ein. Ist die Ratio auf 2:1 wird das Signal, welches den Threshold beispielsweise um 4 dB überschreitet halbiert. Die Dynamik ist nun -2 dB geringer. Bei einer Ratio von 4:1 wird die Dynamik des Signals bei 4 dB Schwellenwertüberschreitung um 3 dB herabgestuft.
Vari Mu und Opto Kompressoren besitzen keine feste Ratio. Hier wird die Ratio nach der Stärke des Eingangssignals automatisch geregelt.

Attack: ​Ein Kompressor regelt nie permanent voll. Die Zeitspanne in welcher ein Kompressor regelt, bestimmen Attack und Release. In dieser Zeit kann man sich den Einsatz eines Kompressor ́s wie ein Gummiband vorstellen, welches man dehnt und entlastet. Die Attack bestimmt üblicherweise die Zeit, bis wann der Kompressor zu 2⁄3 den Wert der Ratio runterregeln soll (oder das “Gummiband” zu 2⁄3 spannen soll). Mit einer schnellen / kurzen Attack schränkt man die Dynamik ein. Mit langsamer / langen Attack verdichtet man das Signal. Je länger die Attackzeit, desto mehr Transienten schlagen durch.

Release ​ist die Zeit bis wann der Kompressor auf eine Ratio von 1:1 zurückregeln soll, nachdem der Schwellenwert / Threshold unterschritten wurde. Bei einer zu kurzen Release kann das Signal anfangen zu pumpen.
Gain / Output ​ist der Aufholverstärker am Ausgang des Kompressors. Hier kann die verlorene Lautstärke durch Einschränkung von Dynamik wieder aufgeholt werden.

Weitere mögliche Parameter eines Kompressorˋs

Look Ahead ​ist eine Funktion, die man nur bei digitalen Kompressoren findet . Diese Funktion erlaubt es dem Kompressor, das Signal im Voraus zu betrachten, um gezielter reagieren zu können.

Knee: ​Das “Knie” bezeichnet, wie abrupt der Thresholdübergang, also der Übergang zwischen nicht komprimiertem und komprimiertem Bereich ist. Ein Soft Knee klingt eher weich und rund während Hard Knee eher härter und knackiger klingt.

Peak & RMS: ​Im Peak-Modus reagiert der Kompressor auf kurze Pegelspitzen und nimmt diese als Grundlage für sein Wirken.
RMS-Kompression reagiert hingegen auf den Durchschnitt der Lautstärkewerte innerhalb eines gewissen Zeitfensters. Die ist meist vom Gerät vorgegeben und kann nur selten selbst bestimmt werden. So wirkt die Kompression sanfter, natürlicher und weniger sprunghaft. Allerdings werden Pegelspitzen nicht so zuverlässig gezähmt wie bei der Peak-Kompression.

Dry/Wet ​regelt das Verhältnis vom trockenen / unbearbeiteten Signal zu der vom Kompressor bearbeitenden Signal. Es wird also das unbearbeitete Signal vor dem Threshold parallel durchgeschleust und am am Ausgang mit dem bearbeiteten Signal wieder summiert (Parallele Kompression).

Regelglieder (Kompressorarten)

FET: ​Ein Feld-Effekt-Transistor reguliert das durchlaufende Signal. Dies ermöglicht eine wesentlich schnellere Reaktion als gegenüber dem optischem Schaltkreis (siehe unten). Ein bekannter FET Kompressor ist der 1176 von Urei / Universal Audio. Ein FET wird in der Regel verwendet, um die Dynamik zu beschränken und Transienten zu beschneiden.

Opto: ​Die Regelung des durchlaufenden Signals erfolgt mithilfe einer Fotozelle. Informationen über das gewünschte Regelverhalten werden dieser Fotozelle durch das Licht einer entsprechend des Eingangssignals hell leuchtenden Glühbirne vermittelt. Aufgrund der vorhandenen Trägheit dieses Prinzips, besitzen optische Kompressoren charakterische, recht lange Attack- und Release-Zeiten. Ein bekannter Opto- Kompressor ist zum Beispiel der LA-2A von Teletronix. Ein Opto-Kompressor wird in der Regel zum Verdichten des Signals verwendet.

VCA:​ Spannungsgesteuerte Verstärker tauchten zu Beginn der 80er Jahre in Form integrierter Schaltkreise auf und bieten sowohl exzellente Reaktionszeiten , als auch viel bessere Kontrolle über die verschiedenen Kompressionsparameter. VCA-Kompressoren arbeiten in der Regel so Präzise, dass sie fast keine Fehler machen. Sie klingen sehr „clean“ und sind reaktionsschnell. Die 160er Serie von DBX, der SSL-4000-Bus- Compressor oder Vertigo VSC-2 sind Beispiele für VCA-Kompressoren. VCA- Kompressoren werden gerne auf Subgruppen, Bussen und im Mastering eingesetzt.

Vari:​ Vari-Kompressoren sind eine Art „Mädchen für Alles“, die nicht mit den ersten drei Varianten vergleichbar sind. Ein Vari-Kompressor hat keinen Regler für die Ratio. Diese wird abhängig von der Dynamik geregelt. Je lauter das Signal anliegt, desto größer wird die Ratio. Ein Vari-Kompressor ist in der Regel schneller als ein Opto-Kompressor und langsamer als ein VCA-Kompressor. Ein Vari-Kompressor ist immer auf Röhrenbasis aufgebaut. Somit wird diese Art auch gerne zur Klanggestaltung und Sättigung ohne Einsatz von Kompression eingesetzt. Die bekanntesten Vari-Kompressoren sind wohl der Variable-Mu von Manley und Fairchild 670 (mit 20 Röhren!). Vari-Kompressoren werden gerne auf Subgruppen, Bussen und häufig im Mastering eingesetzt.

Tretminen-Kompressoren (Bodentreter)

Tretminen für Gitarristen und Bassisten agieren wie jeder andere Kompressor auch und können je nach Modell jede Art von Kompressortyp sein. Der Unterschied besteht meist in der Benennung der Parameter. Zudem regelt ein Potentiometer oftmals mehrere Funktionen des Kompressors gleichzeitig.

Feed Forward

Bei der Vorwärtsregelung (Feed Forward) wird das Eingangssignal zur Bestimmung der Verstärkung des Kompressors genutzt. Hinter dem Vorverstärker (also vor dem Regelverstärker) wird das Eingangssignal zweimal abgegriffen: zum einen für den eigentlichen Signalweg und zum anderen zur Erzeugung des Steuersignals für die Verstärkung des Signalweges.
Prinzipbedingt muss eine Vorwärtsregelung einen größeren Dynamikbereich verarbeiten, reagiert immer auf das originale Eingangssignal. Im Gegensatz zur Rückwärtsregelung kann der Kompressor auf Verformungen, die durch die Kompression selbst hervorgerufen werden, nicht reagieren.

Feedback

Bei der Rückwärtsregelung (Feedback oder Feed Backward) wird das Steuersignal des Regelverstärkers aus dem Signal hinter dem Regelverstärker erzeugt. Somit kann der Kompressor lediglich auf Signaländerungen reagieren, die bereits die Steuerung durchlaufen haben. Er wird dadurch langsamer. Seine Reaktion läuft dem Signalverlauf gewissermaßen hinterher. Da bei klassischer Kompression, wie bereits eingangs beschrieben, ohnehin verzögerte Reaktionszeiten erwünscht sind, ist diese Charakteristik keine Einschränkung.
Ferner ändert sich die Transientenabbildung, da bei der Rückwärtsregelung Impulsspitzen, die (vor allem durch die Zeitglieder) noch unbearbeitet den Regelverstärker passieren, mit in die Bildung des Steuersignals einbezogen werden. Da hinter dem Regelverstärker bereits ein komprimiertes Signal vorliegt, ist die Dynamik des Signals, aus welchem das Steuersignal gebildet wird, bereits eingeschränkt.

Expander ​(Upward Compression)

Ein Expander regelt im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Kompressor, wenn das Signal einen Schwellenwert unterschreitet und verstärkt das Signal. Im Gegensatz zu einem Gate besitzt der Expander eine Ratio und eine Ein- und Rücklaufzeit (Attack & Release).

Sidechain / Key

Intern Sidechain / Key
Jeder Kompressor besitzt einen Sidechain, meist anliegend am Input-Transformer. Dieser dient als Detektor bzw. als Steuersignal, an welchem sich die Regelung des Kompressors orientiert. Einige Kompressoren besitzen zusätzlichen für den Sidechainabgriff einen internen Filter. Meist handelt es sich dabei um einen Tief- oder Hochpassfilter, wodurch tiefe oder hohe Frequenzen aus dem Steuersignal entfernt werden. Dies kann genutzt werden, um ein Signal beispielsweise nur über 90 Hz zu komprimieren, und den Frequenzbereich unterhalb der Regelung nicht zu bearbeiten.

External Sidechain / Key
Beim externen Sidechaining wird nicht das durch den Kompressor zu bearbeitende Signal als Detektor, sondern eine externe Quelle genutzt. Das durch die Regelung des Kompressor gehende Signal (A) wird also durch den Pegel eines parallelen am Sidechain anliegenden Signals (B) komprimiert. Um so lauter Signal B (je höhe die Spannung) anliegt, desto mehr wird Signal A komprimiert (je nach Setting). Bei analogen Geräten setzt diese Funktion einen Sidechain-Audioeingang voraus, um das Detektorsignal einzuschleusen.

Multiband Kompressoren

Ein Multiband Kompressor ist in mehrere Frequenzbänder aufgeteilt und besitzt mindestens zwei Frequenzbänder / eine Frequenzweiche. Somit ist es möglich, verschiedene Frequenzbereiche unterschiedlich zu bearbeiten. Die Regelglieder der Frequenzbänder können je nach Bauart des Kompressors FET, Opto, VCA oder Vari sein. Es ist auch möglich, dass die Bänder eines Multibandkompressors verschiedene Regelglieder besitzen. Die Schwierigkeit beim Aufbau eines Multiband Kompressor besteht in der Trennung der Frequenzen. Hier gilt es Pre-Rings (Passband Ripple Effects) der Phasen zu kompensieren. Ein bekannter Multibandkompressor im Hardwarebereich ist der SMC 2-B von Tube-Tech. Dieser regelt auf allen Bändern optisch. Bekannte digitale Multiband Kompressoren sind der Fabfilter MB und der C4/C6 von Waves.

Dynamik EQ

Hierbei handelt es sich um einen Equalizer mit dynamischen Bändern. Auf jedem Band sitzt wie beim Multiband Kompressor ein Kompressor mit den Parametern Threshold, Ratio, Release und Attack. Wird der Threshold eines Bandes überschritten, regelt der EQ lauter oder leiser (je nach Setting). Der Unterschied zum Multiband Kompressor besteht darin, dass wesentlich schmalere Bänder (“Q-Faktor”) möglich sind und die Flankensteilheit sehr variable ist. Mit einem dynamischen EQ, ist eine gezielteres, chirurgisches Eingreifen möglich. Mit einem breiten “Q-Faktor” ist somit eine weichere Dynamikbearbeitung als mit einem Multiband Kompressor möglich. Dynamic EQ ́s werden meist als Plugin eingesetzt. Es gibt sie zwar auch als Hardware, wie beispielsweise den EQ1 der Firma Weiss, jedoch entwicklungs- und bauartbedingt nur zu sehr hohen Preisen.

DeEsser

Ein DeEsser ist ebenfalls ein Kompressor welcher in einem bestimmten, meist sehr schmalen Frequenzband arbeitet. Er dient dazu ,stark auftretende Sibilanten und Resonanzen zu dämpfen.
Mit der Split-Einstellung wird festgelegt, dass die Dämpfung nur oberhalb der in der unten sichtbaren Filter Sektion eingestellten Frequenz wirkt. Die Wahl der Wideband-Einstellung hingegen erfasst den gesamten Frequenzbereich.

Kompressor als Limiter

Einige Kompressoren können auch als Limiter eingesetzt werden. Letztendlich ist ein Limiter im Aufbau dem eines Kompressor sehr ähnlich. Ein Limiting eines Signals beginnt ab einer Ratio von 20:1 und aufwärts. Ein Brickwall-Limiter arbeitet mit einer Ratio von 1:unendlich.
Ein weitere Möglichkeit des Limitings bietet ein Zener-Limiter / Kompressor. Der bekannteste Vertreter ist der Chandler Zener. Dieser ist auf Zener-Dioden aufgebaut. Die Zener-Diode hat die Eigenart, das sie nach einer gewissen Spannung / Pegel (Volt) stromdurchlässig wird und eine Kompression einsetzt. Die Kompression setzt meist ziemlich stark und hart ein, sodass der Kompressor wie eine Art Limiter agiert.

Kompression ohne Kompressor

Eine Kompression kann auch durch Sättigung einer Bandmaschine oder Röhren erzeugt werden. Wenn eine Röhre ihren Arbeitspegel überschritten hat, beginnt das Signal zu zerren und Obertöne (Sättigung) werden erzeugt. Je nach Art der Röhre kann die Sättigung unterschiedlich ausfallen. Während eine Pentode ungerade Harmonische erzeugt, erzeugt eine Triode gerade Harmonische. Die geraden Harmonische werden vom menschlichen Gehör eher als harte Zerrung und ungerade eher als angenehme Sättigung wahrgenommen. Wobei es hierbei auch immer auf die Art und Dosis des Einsatzes ankommt. Bei einem Band ist es so, dass der magnetische Fluss ab einem gewissen Pegel nicht mehr aufgenommen werden kann. Dies geschieht nicht schlagartig, wie beim Limiter, sondern abgerundet (soft), sodass Sättigung eintritt. Dies funktioniert nur bis zu einem gewissen Pegel, so dass der Grad der Sättigung von uns als angenehm wahrgenommen wird.

Parallele Kompression & New York Compression

Parallele Kompression ist ein Trick, den Mixer schon seit den 70ern einsetzen, um einen Track auf eine sehr natürliche Weise knackig und kraftvoll zu gestalten. Bei diesem Vorgehen wird das Signal an einen weiteren Aux Kanal per Send geschickt oder die Spur kopiert. Nur einer der 2 Tracks wird mit Kompression bearbeitet. Der komprimierte Kanal wird dann dem unkomprimierten Kanal oder aber der unkomprimierte Kanal dem komprimierten Kanal hinzugemischt.
Die New York Compression ist ebenfalls eine Art der Parallelkompression. Auch hier wird das Signal an einen weiteren Aux gesendet oder eine weitere Spur kopiert. ​Nur der zweite Kanal wird mit Kompression bearbeitet (meist sehr hart). Der komprimierte Kanal wird dann im Pegel soweit angehoben, sodass er gerade unter dem ursprünglichen unkomprimierten Signal liegt. ​Dies verleiht dem Track ein Gefühl von Kontrolle ohne zerdrückt zu klingen. Weiter werden auf dem parallelen hinzu gemischten Kanal auch häufig weitere Effekte wie Bandsättigung, EQ oder Overdrive eingesetzt.

Author: Andre Masterati

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