Compressor và Limiters (Bộ nén và giới hạn)

Mục đích cơ bản của compressor và/hay limiter là hỗ trợ việc giữ mức tín hiệu trong một giải năng động, khả thi, dù cho để nghe hay đáp ứng những giới hạn của hệ thống. Loại mạch này thật sự làm giảm số lượng tăng vượt quá một mức tín hiệu nhất định theo tỷ lệ tương ứng, hay còn gọi là ngưỡng (threshold).

Thuật ngữ mô tả chức năng của kỹ thuật compressor/limiter là giảm độ lợi (gain reduction). Một mạch gain reduction giảm số lượng tăng thêm trên ngưỡng đã thiết lập với một tỷ lệ nhất định (xem hình 1). Hầu hết thiết kế compressor/limiter hiện tại cho phép gia giảm hay chuyển đổi tỷ lệ gain reduction.

Mục tiêu của bất kỳ compressor/limiter nào là để bảo đảm mức độ tín hiệu không vượt quá mức độ gần đúng nào đó, hay giảm bớt mức độ nghiêm trọng khi mức độ đó tăng vượt quá ngưỡng đã thiết lập trước, về cơ bản, chức năng của compressor và limiter đều như nhau. Sự khác biệt duy nhất là số lượng gain reduction khẳng định vượt quá ngưỡng, thí dụ như mức độ nghiêm trọng của những đỉnh đã đưa vào mức độ tín hiệu. Lẽ ra, bất cứ tỷ lệ giảm được nào trên khoảng 10:01 sẽ rơi vào thể loại hạn chế (limiting) (mặc dù tên thương mại có thể khác, vì thế, khá hợp lý để biết qui cách tỷ lệ cho một thiết bị đặc biệt). Theo truyền thống, chức năng hạn chế còn gọi là leveling và peak limiting.

Đồ thị ở (A) là gain reduction tỷ lệ 04:01, 08:01 và 20:01. Tỷ lệ 2:01 - 4:01 là điển hình cho vocal và nhạc cụ. Những tỷ lệ 08:01 và cao hơn sẽ xếp dưới theo thể loại hạn chế (limiting) đẻ bảo vệ thiết bị loa và/hay loại bỏ cliping cho amplifier. Trong khi trò chuyện bình thường trong lĩnh vực này, đôi khi dùng thuật ngữ limiter để mô tả một thiết bị hoàn thành cả hai loại compression và limiting như mô tả ở đây. (B) sử dụng hai giai đoạn compress mềm trong series này là một trong nhiều phương pháp làm giảm mức độ dao động rộng một cách tinh vi, trong khi vẫn giữ nắp đỉnh (cap) mức độ tín hiệu mạnh hơn, ở mức cao nhất của nó.

Limiter vô cùng hữu ích cho việc bảo vệ hệ thống, tránh thiệt hại cho ampli công suất và/hay loa, hay tránh bị distortion bởi sự quá tải những bộ phận khác của hệ thống như power amplifier. Limiter để bảo vệ hệ thống có thể được đặt trước crossover, và thiết lập crossover để khi có limiter tham gia, gain hệ thống sẽ không sinh ra output nào không an toàn cho ampli hay loa. Cách bảo vệ loa tốt nhất trong một hệ thống bằng crossover điện tử là hạn chế riêng mỗi output của crossover. Ở đây, mỗi limiter nên thiết lập theo cách riêng trước khi đạt tới giới hạn công suất của thiết bị amplifier hay loa.

Để giảm sự nghe khó chịu của dynamic peak hay để giữ cho tín hiệu vocal hay nhạc cụ nằm trong giải năng động tương đối hạn chế, thường sử dụng cài đặt tỷ lệ low-gain giảm thấp đi một phần. Như đã đề cập, tỷ lệ gain reduction trong hầu hết thiết bị, đều có thể điều chỉnh được. Bằng cách thay đổi setting ratio (tỷ lệ), người vận hành có thể điều chỉnh, để thử nghiệm (taste), một lượng đề kháng với mức tăng trên ngưỡng đang thiết lập. Thông thường tỷ lệ compress 2:01 - 4:01 là đủ cho mục đích này, mặc dù vài ứng dụng có thể cần tỷ lệ cao hơn.

Sử dụng compress ở tỷ lệ cao quá mức có thể gây ra sự không tự nhiên và thường gây khó chịu gọi là breathing hay pumping. Điều này là do compressor/limiter tham gia tương đối nhanh và thoát ra triệt để, đặc biệt khi sử dụng trên toàn bộ một chương trình đã trộn (mixed program). Compress quá mức vào một chương trình đã trộn cũng có thể làm cho một thành phần của mix, như giọng nói, đè lên trên những thành phần khác của mix. Một bất lợi của việc dùng quá nhiều compress là có thể dễ xảy ra feedback hơn sau khi tín hiệu chấm dứt và thiết bị mang gain đó trở lại bình thường. Có thể tránh được điều này bằng cách chọn ngưỡng (threshold) đủ cao để đạt được lượng không bị nén (uncompressed) có thể đáp ứng nhu cho của ứng dụng.

Có hai phương pháp điều chỉnh thiết lập ngưỡng cơ bản. Một thiết kế sử dụng bởi vài hãng sản xuất là trang bị threshold level, có variable gain control ở phần input. Việc kiểm soát được input cho phép người vận hành đưa mức độ tín hiệu đến ngưỡng thiết lập đã cung cấp. Một núm điều khiển mức độ output cho phép điều chỉnh mức tín hiệu thoát khỏi thiết bị. Phương pháp khác trang bị mức ngưỡng thay đổi được, cho phép người vận hành đưa ngưỡng trở lại mức độ tín hiệu input. Phương pháp thứ hai sản xuất hơi mắc tiền hơn, nhưng có khuynh hướng sử dụng dễ hơn.

Hãng sản xuất cũng thường trang bị nút thay đổi (hay bật) (variable or switchable) thiết lập attack time và release time (hay attack và release rate). Về cơ bản, sử dụng attack time và release time nhanh (fast) để bảo vệ loa và nhạc cụ gõ như trống. Attack time và release time quá nhanh, mặc dù, có thể xén bớt đỉnh của tần số xuống thấp hơn thật sự, nhưng thường gây ra dạng distortion khó chịu, vì vậy phải quyết định mức độ nào đó để tìm sự cân bằng giữa hiệu ứng limit và cliping. May thay, phần lớn hãng sản xuất hiện nay thiết kế thiết bị của họ theo cách như vậy để loại trừ loại distort này, bất kể dùng thiết lập nào.

Đối với compress cho vocal và âm thanh nhạc cụ khác, thường thích hợp nhất là attack và release time vừa phải. Quyết định tốt là cần phải luyện tập thêm nhiều hơn nữa. Nói chung, release time chậm có khuynh hướng quan trọng nhất, nó làm cho chương trình năng động (dynamic program) mượt mà hơn nói chung và giúp tránh tác dụng pumping. Release time quá chậm, mặc dù có thể là nguyên nhân làm thiết bị nấn ná lại quá lâu trước khi nó thoát ra hoàn toàn. Điều này có thể còn có tác dụng tiếp tục giảm mức độ vừa phải theo sau sự đột biến cường độ mạnh. Attack time quá chậm thì không thể tham gia vào tín hiệu nhanh, đủ để có hiệu quả hoàn toàn, và có thể nghe âm thanh không được tự nhiên một chút.

Vài hãng sản xuất trang bị tính năng chuyển đổi dần dần vào trong giải gain reduction. Tính năng này tiếp thị lần đầu tiên bởi DBX, Inc như over-easy compression, tránh được sự khởi đầu compress đột ngột, đặc biệt hữu ích khi sử dụng compress hay tỷ lệ limiting khá cao.

Hầu hết hãng sản xuất trang bị jack insert bổ sung để giúp cho điều khiển loop (vòng lập). Những jack này cho truy cập vào những mạch dò nào có tham gia compressor/limiter (trong vài trường hợp cái này có thể là jack cấu hình TRS). Tính năng này, trong số nhiều khả năng khác, cho phép insert một EQ outboard, dùng để thay đổi giải tần số nào đạt đến mức ngưỡng đầu tiên. Thí dụ, nếu hạn chế tần số cao không đủ xảy ra trong một ứng dụng nhất định, có thể nâng mạnh những slider EQ phía trên cao của EQ loop control đề ra lệnh limiter đáp ứng lại ngay đến mức cao dễ hơn.

Mạch De-Esser được thiết kế với loop control nội bộ, thường có một bandpass filter, chỉ cho các tần số cực cao tham gia mạch gain reduction, độc lập với các tần số low, low-mid và high-mid. Mục đích của loại này là cho phép tăng một số tần số cao để tăng tiếng zip hay sizzle cho vocal (hay nhạc cụ), mà trong âm thanh mix không hiện diện năng lượng gốc của tần số cao đó, đặc biệt với những âm thanh S.

Compressor/limiter lý tưởng sẽ hoạt động khá độc lập đối với mỗi tần số trong chương trình. Trên thực tế, bộ VCA (bộ kiểm soát khuếch đại điện áp Voltage-Controled-Amplifier, trong thiết kế mạch kiểm soát) ảnh hưởng đến giải tần số khác những giải đạt ngưỡng. Vì vậy, lấy thí dụ, một tín hiệu vocal đẩy lên trên ngưỡng có thể dậm vào hay đè xuống phần còn lại của mix, có lẽ bao gồm cả thí dụ vài tần số thấp của bộ trống và guitar bass. Điều này chỉ những ưu điểm của việc sử dụng compressor/limiter riêng biệt làm thiết bị chính khi làm âm nhạc.

Compressor/limiter multi-band cung cấp cách tách những hoạt động của compress trên khía cạnh khác khi mix âm nhạc. Loại thiết bị này chia nhỏ âm phổ thành nhiều đoạn không giống như crossover và cho phép nó có limiter riêng. Thiết bị này sau đó tổng hợp những band riêng biệt thành một full-range output.

Thiết bị xử lý Compressor với kết cấu vững chắc, hoạt động hết sức rõ ràng, âm thanh tuyệt vời giúp bạn kiểm soát năng động nhiều hơn. Là một trong những nhãn hàng đi đầu trong thiết kế máy nén và âm kỹ thuật, chúng tôi luôn tìm cách cải tiến các sản phẩm của mình giúp tạo ra một âm thanh chuyên nghiệp hơn.

Cho dù bạn là cao thủ trong ngành âm thanh hay chỉ vừa bước vào lĩnh vực ma thuật này, bạn chắc chắn sẽ tìm thấy compressor phù hợp với yêu cầu của mình.