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Dossier : La compression - Part 2 - La logique du compresseur


Faichild 670 compressor

II LA LOGIQUE DU COMPRESSEUR

A – LE SEUIL

1- Seuil et zones de compression

Le seuil délimite trois zones :


-la zone 1 : celle qui précède l’action du compresseur dans laquelle le gain s’applique intégralement. Nous verrons le bruit de fond, la réverb de la pièce monter exactement du montant du gain.


-la zone 2 : celle de l’atténuation, où le gain s’applique mais il faut soustraire le montant de l’atténuation due à la compression.


- La zone 3 : celle du release. Il s’agit d’un fade in ou le signal subit au début une atténuation maximale (lorsqu’il passe sous le seuil ; il est en train de compresser) qui va cesser progressivement et où le gain s’appliquera progressivement de manière intégrale en un temps fixé par le release time.


zone d'actions du compresseur

ex) un signal de niveau crête -3dBfs est compressé avec les réglages suivants :


S : -12dB,

R : 3,

att : 0ms,

rel : 100ms

G.compensatoire : +6dB


La zone 1 se voit appliquer dans toute sa durée un gain de 6dB.

La zone 2 se voit appliquer dans toute sa durée (attack time = 0ms) un gain de 6dB – 6dB d’atténuation (calculée) soit un Gain nul.

La zone 3 se voit appliquer au début 0dB de gain et à la fin 6dB : elle passe de l’état de la zone 2 à celui de la zone 3.

zone d'actions du compresseur

L’application progressive du gain au cours de la phase de release est à l’origine du pompage le plus courant : il est plus audible si le release est rapide.


2- Seuil haut

= seuil positionné 5 ou 6 dB sous le niveau maxi et qui peut donner lieu à des atténuations maxi du même ordre.


Entraîne logiquement ratio fort (2 au minimum). Remarquez qu’avec un seuil haut il y a peu de différence d’atténuation entre un ratio 2 et un ratio 10.

Si S = -5dB le G.R est 2,5dB avec ratio 2 et 4,5dB avec ratio 10.

Les conséquences du seuil haut sont :


a) La réactivité

C’est dans cette circonstance que le cycle de la compression est le plus rapide, à réglages d’attack et de release identiques. Dans le cas d’un seuil bas, le release s’allonge automatiquement et le compresseur n’est plus réactif. L’A.T lui, ne varie pas en fonction du seuil.

Dans l’exemple ci-dessous aves S = -6dB, le cycle attack + release dure 10 + 90 = 100ms et avec S = -15dB, le cycle dure 10 + 190 = 200ms

transitoire avant et après compression

- du release :

Release avant et après compression

Les compressions réactives sont recommandées pour des modulations cycliques par leur capacité à réaliser le cycle compression / relâchement entre 2 coups successifs et à reproduire sur chaque impact, une compression identique.


b) La transparence


Un seuil haut rend la compression discrète car elle ne traite que le sommet des crêtes. Le signal est peu déformé et l’atténuation est faible.

c) Le risque


Un seuil haut oblige à régler un attack time rapide ainsi qu’un ratio fort sinon la compression serait inefficace : les conditions sont réunies pour produire de la distorsion harmonique par écrêtage, comme nous le verrons ultérieurement.

Résumé :

Avantages et inconvénients de cette compression

3- Seuil bas

Positionné 15 à 20 dB sous le niveau maxi. Contrairement au seuil haut, il entraîne logiquement des ratios faibles , sinon les effets secondaires deviennent ingérables.

Conséquences d’un seuil bas :


a) Sur l’attack time


Le seuil bas permet de monter l’attack time grâce à une détection précoce. Le compresseur se déclenche sur les premières crêtes et a du temps pour compresser.

C’est une bonne manière de surveiller les variations de niveaux et de prévenir les problèmes à la base.

Ce type de réglage est mieux adapté aux signaux aléatoires car il permet une surveillance efficace et sans brutalité.


b) Sur la distorsion harmonique

Le fait d’utiliser un ratio faible et un attack time plus long réduit considérablement le risque de D.H, laquelle se manifeste par un durcissement du signal.

La basse présente de gros risques de distorsion harmonique.

Si l’on veut réduire l’agressivité d’un signal (stridence d’une flûte par ex.), il est recommandé d’abaisser le seuil, ce qui permet de réduire le ratio et surtout d’augmenter l’attack time.


c) Sur la réactivité

Comme vu l’avons vu précédemment, l’abaissement du seuil produit un allongement du release time, sur l’immense majorité des compresseurs. La seule exception que j’aie constatée est celle du Drawmer dont le release ne varie pas avec le seuil mais avec le ratio.

Le constructeur a choisi ce procédé pour réduire les problèmes de pompage.


d) Sur la dynamique apparente

On peut avoir une perte de cette sensation du fait que la compression ne cesse jamais. Le signal est compressé en permanence , il est maintenu entre deux eaux et ne respire jamais, il est étouffé.


e) Sur le pompage

Avec un seuil bas, le ratio doit être faible, inférieur à 1,5. La moindre augmentation du ratio se traduit par une compression fortement accrue qui peut génèrer du pompage sur tous les transitoires.



En résumé, seuil bas donne :

Avantage et inconvénients compresseur seuil bas

B - LE RATIO

1- Ratio Fort


Qu’est-ce qu’un ratio Fort ? Dans l’absolu cela dépend du seuil. Que devient un ratio de 10 si le seuil culmine à -2dB ? En fait, un ratio Fort, quelle que soit la valeur de seuil, entraîne toujours de la part du compresseur, un comportement brutal, « nerveux », prompt à réagir, indépendamment de la valeur du seuil.

A partir de quelle valeur un ratio peut-il être considéré comme fort ? A partir de 2 et même dans certains cas de saturation de basse, à partir de 1,4.



2- Ratio faible

Ratio faible = ou < 1,3. Là on tiendra compte des caractéristiques du signal et du niveau du seuil mais en tout cas, 2 est la limite supérieure des ratios faibles.



3- Distorsion et ratio :

Traditionnellement on attribue au ratio le défaut de produire de la distorsion par écrêtage. En fait le ratio n’est qu’un élément aggravant car le principal responsable est l’attack- time si celui-ci est < 1ms. L’attack time est la cause principale de l’apparition de la distorsion harmonique.



C – L’ATTACK TIME


1 – Instruments percussifs

Attack time très court : 0 à 0,5 ms

L’écrêtage produit de la distorsion harmonique mais celle- ci n’a pas que des inconvénients, elle peut enrichir les transitoires d’un instrument percussif tel une caisse claire et accroître la sensation d’énergie. Le spectre dans le haut médium accentue l’impact et la sensation d’énergie.

Sur une crête très brève, la saturation n’est pas ressentie car le cerveau a besoin d’une durée minimum > 20ms pour interpréter le phénomène. On entend simplement plus d’attaque.


Document montrant l’apparition de la THD, sur un signal (nommé composite *) fabriqué sur le modèle d’une grosse caisse avec 4 sinusoïdes de manière à visualiser la THD

Signalons que les compressions sont réalisées avec un gain nul.

Commentaires du document :


- Ce document fait prendre conscience de l’importance de la THD, générée principalement par les sinusoïde de 50Hz et 200Hz. Mais aussi, on voit croître considérablement les fréquences de 3K et 8K.

- La THD est maximale avec un A.T de 0ms.

-La situation s’améliore nettement en portant l’A.T à 1ms.

-Le signal retrouve presque sa pureté en abaissant le ratio grâce à un seuil bas, ce qui se traduit par un son doux, peu agressif.


* Le signal composite est fabriqué avec 4 sinusoïdes de 50Hz, 200Hz, 3KHz et 8KHz en respectant l’enveloppe dynamique ainsi que la phase de ces fréquences conformément à un vraie grosse caisse.



2 – Instruments à transitoires moins rapides

Par exemple sur le chant ,les vents, guitares parfois. Un attack time très court a tendance à assourdir leur

timbre, à produire une perte de netteté des transitoires. Dans ce type d’instrument il faut choisir la valeur d’A.T

la plus longue possible tout en veillant à ce que la dynamique du signal soit maîtrisée.



3 – Instruments graves


Le problème de la distorsion se pose car les crêtes sont très larges, parfois plusieurs dizaines de ms. Le 1er coupable est un attack time trop court. Son réglage permet à lui tout seul d’annuler la distorsion.

Résolution d’un problème de saturation sur une basse. Au départ, les réglages pour faire saturer volontairement l’instrument sont les suivants : Le réglage initial du compresseur est :

Réglage initial du compresseur

-Le problème est résolu en portant l’attack time à 2 ms. - Le ratio influe aussi et avec un attack time de 0ms, un ratio < ou = à 1,4 fait disparaître la distorsion.


Le release influe mais faiblement sur la D.H

Le seuil n’influe pas. La saturation apparaît dès lors que le compresseur commence à compresser.



4 – Formes d’attack time


a) Différents fade-in produits par le compresseur de Logic

performances du compresseur de logic

Remarque : le compresseur de Logic est pourvu d’un anticipateur (lookahead) car à 0ms d’att.t. il est instantané, ce qui est théoriquement impossible.


Le lookahead est débrayé dès qu’on porte l’attack time à une autre valeur que 0 ms.



b) Comparaison de deux compresseurs réputés Le Drawmer DL251 et le dbx 160.


Le réglage d’attack-time des deux compresseurs est 0,5ms, le ratio est important > 6.

performances comparées d'un dbx160 et d'un drawmer dl 251

L’attack time du DBX 160 est en réalité 130 ms ! Pourquoi une si piètre performance ?


Avec le dbx 160, les concepteurs ont réalisé un compresseur qui respecte le signal, qui ne le brutalise pas et produit une action discrète et un résultat transparent, propre, sans effets secondaires. La lenteur de ce compresseur est mieux adaptée aux instruments tels que basse, chant, instruments à vent ainsi qu’à ceux qui ne supportent pas les compressions outrancières, tel le piano ou aux ensembles instrumentaux. Le Drawmer lui, est plus performant pour les percussions et les signaux cycliques en général. Remarque : On observe tout de même un phénomène curieux sur le Drawmer : un écrêtage important en début de compression, pendant une durée de 4 à 5 ms, paradoxalement avec les ratios faibles et pas avec les ratios forts. Voir figures ci-dessous.