• 18.09.2013
• Michael Krusch
• Artikel
• Grundlagen
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Kompression

Allgemeines

Kompressoren dienen allgemein der besseren Pegelkontrolle durch Reduzierung der im Signal auftretenden Pegeldifferenzen. Verbunden damit ist eine Erhöhung der Signalleistung bzw. der zeitlichen Energiedichte, vorausgesetzt man kompensiert die Pegelreduktion am Ausgang wieder, indem man die Gesamtverstärkung (Gain Makeup) erhöht.

Kompression bedeutet i.d.R. zunächst die Absenkung des Pegels, sobald ein bestimmter Wert überschritten ist. Alle über diesen Wert hinausgehenden Pegel werden in einem bestimmten Verhältnis zum Originalpegel reduziert. Dieses Verhältnis wird im Allgemeinen als Ratio bezeichnet. Bei den meisten Kompressoren lässt sich der Pegel, ab welchem die Pegelabsenkung einsetzen soll, einstellen. Hier ist die englische Bezeichnung Threshold für den Begriff des Schwellwertes gebräuchlich.

Die Pegelabsenkung erfolgt bei Kompressoren nicht sofort, ihre Reaktionszeit ist einstellbar. So geht der Pegel nach Überschreiten des Schwellwertes nur allmählich zurück (Attack time). Ebenso geht die Pegelreduktion nur allmählich zurück, wenn der Pegel den eingestellten Schwellwert wieder unterschritten hat (Decay bzw. Release time).

Durch die einstellbare Reaktionszeit (Attack und Decay/Release) lässt sich definieren, wie lang die Signalspitzen sein sollen, die von der Pegelreduktion noch nicht (vollständig) beeinflusst bzw. wie lang die Signalanteile sind, welche nach Unterschreiten des Thresholds noch im Pegel reduziert werden. Würde die Reaktion sofort erfolgen, käme das klangliche Verhalten eines Kompressors einer übersteuerten Verstärkerstufe gleich, welche die über einen Wert hinausgehenden Signalspitzen nicht mehr mit dem über den sonstigen Amplitudenbereich wirksamen Verstärkungsfaktor übertragen kann. Über der Aussteuerungsgrenze liegende Signalpegel werden so im Pegel begrenzt.

Wie eine Übersteuerung klingt, können sich die meisten aus eigener Erfahrung vorstellen. Normalerweise ist dieser Klang nicht erwünscht, es sei denn, man nutzt ihn als Stilmittel oder zum Sounddesign (Gitarrenverstärker oder ähnliches).

So ist die zeitliche Reaktion eines Kompressors hauptsächlich entscheidend für dessen Klang. Neben der (schaltungstechnischen) Auslegung der zeitbestimmenden Glieder, sind vor allem die Topologie (Vorwärts- oder Rückwärtsregelung) als auch der Einsatz bestimmter Bauelemente wie z. B. Elektronenröhren (Tube / Vari-µ), Optokoppler (Optos) sowie spannungsgesteuerte Verstärker (VCAs) oder Feldeffekttransistoren (FETs) klangbestimmend.

Vorwärtsregelung

Bei der Vorwärtsregelung 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. Die Reaktion des Kompressors kann theoretisch fast verzögerungsfrei erfolgen. In der Praxis ist jedoch auch hier weit langsameres Ansprech- und Rückstellverhalten beabsichtigt.

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.

Rückwärtsregelung

Bei der Rückwärtsregelung 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. Falls du Teil 2 und Teil 3 unseres Side-Chain-Spezials noch nicht gelesen hast, hole es unbedingt nach.
Side-Chain – was das ist und was nicht, Teil 1
Side-Chain – was das ist und was nicht, Teil 2
Side-Chain – was das ist und was nicht, Teil 3