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컴프레서
초창기 방송국의 FM 무선 전파 방송의 다이나믹 레인지의 한계 때문에 송출가능한 음량의 헤드룸이 8dB 정도 밖에 안되었기 때문에, 방송 송출 직전에 이 헤드룸 사이즈에 맞춰서 소리의 다이나믹 레인지를 줄이기 위해서 개발되었다. 즉 소리의 Peak와 RMS의 차이인 크레스트 팩터를 줄이기 위해서 만들어졌다.
컴프레서는 일정한 Threshold를 넘는 소리를 일정한 비율(Ratio)로 줄임(Compression)으로써 Peak를 줄이고 상대적으로 RMS를 높여서(Make up gain) 소리의 크레스트 팩터를 줄인다. 이에 따른 부가 적인 효과로는 소리의 Peak에 비해 RMS가 커지므로 라우드니스가 더 커진 것처럼 들리게 된다.
최근에는 반응이 빠른 트랜지스터나, IC Op-amp를 이용한 정교한 어택 릴리즈 컨트롤이 가능한 피드 포워드 방식의 VCA 컴프레서들을 이용해서 소리의 어택감을 조절하는 트랜지언트 쉐이퍼로도 사용하게 되었다.
Compressor
In the early days of FM wireless radio broadcasting, due to the limitations of dynamic range, the headroom for broadcast volume was limited to about 8dB. To accommodate this headroom size just before broadcasting, compressors were developed to reduce the dynamic range of the sound, which is the difference between the Peak and RMS of the audio, effectively reducing the crest factor.
Compressors work by reducing sounds that exceed a certain threshold by a certain ratio, thereby compressing the audio. This reduces the Peaks and relatively increases the RMS, achieved by applying makeup gain. As a result, the crest factor of the sound is reduced. An additional effect of this process is that the sound appears louder, especially since the RMS becomes relatively larger compared to the Peak. Compressors that primarily function in this manner are often referred to as levelers.
Later on, with the advent of faster-reacting transistors and more advanced control over attack and release settings using feedback-style compressors, compressors began to be used as transient shapers to adjust the perceived attack of the sound.
파라미터
Threshold
Ratio
Time constant
Attack time, Release time
Make up gain
보상.
Gain reducion되면 전체 레벨이 줄어들게 된다. 이것을 다시 출력 레벨을 조정하여 보상하게 된다.
결과적으로 컴프레서를 통해 Make up Gain까지 처리한 소리는 라우드니스, RMS 증가 효과를 얻는다.1)
Knee
Side-chain
Side-chain input
Side-chain filter
사이드 체인 인풋이 없고 사이드 체인 필터만 있는 방식인 경우에는 보통 해당 소스에 하이패스 필터(HPF)를 통해서 저음을 제외한 고음역대만 Peak/RMS를 측정해서, 오리지널 소스에 적용하는 방식이다. 주로 컴프레서를 하게 되면 저역대에 더 크게 영향을 받아서 과도하게 저역대가 사라지는 현상을 방지하기 위해서 사용한다. 고역대의 Peak/RMS만 측정해서 오리지널 소스에 적용하므로 저역대에 대해서는 컴프레서가 덜 동작하게 된다.
Ducking Effect
라디오 DJ 들이 음악을 틀면서 말을 할 때, 사이드 체인 인풋을 자신의 목소리로 셋업하고, 컴프레서를 적용하는 소스를 음악으로 지정하여, 말을 할 때마다 음악이 감쇄 되도록 하는 효과. 오리가 물속으로 잠수하는 것을 말하는 Ducking에서 유래하였다.
Compressor detector
방식에 의한 분류
일반적으로 아날로그 회로에서 신호의 Peak 성분을 검출하기는 기술 상 매우 어렵기 때문에, 많은 빈티지 컴프레서들은 대부분 RMS detector 방식인 경우가 많다. 하지만 많은 모던 컴프레서들의 경우에는 Peak detecting이 가능하다.
사실 사람의 귀는 소리를 RMS와 유사한 방식으로 인지 하기 때문에, 그에 비슷한 검출 방식2)을 컴프레서가 가지는 것이 레벨러 특성3)의 컴프레서에 적합하다. 하지만, 소리의 트랜지언트를 다루어야 하는 트랜지언트 쉐이퍼4)로 컴프레서를 사용하는 경우에는, 정확한 Peak에 대한 프로세싱을 하기 위해서는 Peak detector 또한 필요하게 된다.
Detector 위치에 의한 분류
하지만 결국 오래된 장비들이 주로 피드백 방식인 이유는, 기술 발전의 부족으로 인하여, 컴프레서의 증폭 회로 이전에 센서를 장착하면 여러가지로 장비 성능에 불합리한 영향을 끼치기 때문에, 어쩔 수 없이 컴프레서의 증폭 회로 이후에 센서를 달아서 측정할 수 밖에 없었던 것이었기 때문에, 빈티지 컴프레서들이 피드백 방식이 많은 이유는, 피드백 방식으로 만드는 것이 그 당시의 기술의 한계로 인하여 회로 설계 상 더 간단하고 성능 상 유리했던 것 뿐이라고 생각된다. 실제로 최근의 새로운 타입으로 만들어지는 컴프레서들은 피드 포워드 방식으로 대부분 만들어진다.
Program dependant
Parallel Mix
어떤 컴프레서들에는 믹스(Wet/Dry) 기능이 있어서, 컴프레서가 걸린 오디오 신호와 컴프레서가 걸리지 않은 원음의 신호를 일정 비율로 섞을 수 있다. 패럴럴 컴프레싱을 위한 기능.
대표적인 클래식 컴프레서들
Diode Bridge 컴프레서
- Ratio : 조절 가능
- Attack, Release 조절 가능
- 분류 : Leveler, Transient shaper 등 다양하게 사용 가능
입력 신호에 다이오드 브릿지 회로를 이용한 감쇄를 적용하는 방식의 컴프레서.
한 가지 특징으로는 다이오드 브릿지 회로를 이용한 감쇄 회로는 큰 오디오 신호 처리에는 불리하고 작은 오디오 신호에 효과적이기 때문에, 입력된 신호를 다이오드 브릿지 회로에 맞게 한번 감쇄 시킨 후 다이오드 브릿지 회로로 보낸다. 그 이후에 다시 오디오 신호를 원래 크기로 복구하는 회로를 다시 거친다. 이 과정에서 많은 잡음이 생성될 수 있기 때문에, 다이오드 브릿지 회로는 오디오 신호를 밸런스로 구성, +신호와 - 신호의 밸런스 회로로 설계되어 차동 증폭단을 거치게 되는 경우가 많다.6) 이 과정에서 IC Op-amp 또는 Discrete Op-amp 가 사용 될 수 있다.7)
따라서, Diode Bridge 방식의 컴프레서는 일반적인 오디오 아웃보드들과는 달리 내부 오디오 신호의 대부분이 밸런스로 처리되며, 레벨의 감쇄가 다이오드 회로에 의존하므로, 컴프레서 감쇄 작동 범위가 좁다. 또한 밸런스 오디오 회로로 만들어져야 하므로 다이오드 부품 및 기타 회로 부품의 선별이 엄격하게 이루어져야 한다.8) 제작 비용이 다른 컴프레서들에 비하여 많이 들어가며, 퀄리티는 그에 비해 떨어질 가능성이 많다.
자체 노이즈가 매우 높을 수 밖에 없지만, OPTO 방식에 비하면 빠른 반응성을 가지면서 FET 방식에 비해서는 낮은 왜곡을 가지고 있는 장점이 있다.
Reference
FET 컴프레서
OPTO 컴프레서
Vari-Mu 컴프레서
VCA 컴프레서
- Ratio : 2, 4, 10 등 다양
- 대부분 Attack , Release 조절 가능
SSL G-comp : 2:1 의 ratio 가 가능해서 버스 컴프레서로 자주 사용,
That Corp사의 THAT 2150이라는 VCA Op-amp가 개발되면서, 해당 IC 칩을 이용한 컴프레서와 프리앰프 제품들이 dbx 사와 SSL 사에서 제작되기 시작했다. VCA 칩은, 컨트롤 입력 전압으로 신호의 Gain 값을 빠르게 변경할 수 있는 Op-amp를 말한다.
VCA : Voltage Controller Amplifier
dbx160 : 컴프레션(Ratio)에 따라서 Attack과 Release가 자동적으로 최적값으로 적용되는(Adopted attack, Adopted release , 드럼, 베이스) 방식이라 사용하기 쉬움, Master 버스, 레벨러 등 다양한 상황에 사용 가능. 라이브 현장에서 들을 수 있는 트랜지언트가 강하게 강조된 킥과 스네어의 소리는 거의 대부분 dbx160의 소리이다. 다만 랙 형태의 dbx160a와 아래의 사진에 있는 오리지널 dbx160은 차이가 크다.15) 실제 명기로 불리는 제품은 오리지널 dbx160이다.
Reference
https://theproaudiofiles.com/video/a-brief-history-compression-explained/
— retronica 2019/01/06 12:59
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