O compressor de áudio

Históricamente...

O compressor surgiu quando no mundo exclusivamente analógico tínhamos uma capacidade de registro limitada a aproximadamente 60 dB de dinâmica, em virtude da baixa capacidade das antigas fitas magnéticas de armazenar altos níveis de sinal e também pelo fato da relação sinal/ruído do sistema ser muito pequena.

Dessa forma era praticamente impossível registrar-se por exemplo, os 120 dB de dinâmica que nossos ouvidos são capazes de compreender. Isso significa que se voce for a um teatro assistir a uma apresentação de uma orquestra sinfônica, a máxima dinâmica (traduzindo = máxima variação de volume) que seu ouvido seria capaz de perceber seria de 120 dB. Digamos que voce adorou a apresentação e que gostaria de ter o registro sonoro em sua coloção de discos. O que fatalmente aconteceria é que voce não ouviria a mesma interpretação que ouviu ao vivo, pois o meio (midia) em que foi gravado, não foi capaz de registrar toda a dinâmica do evento sonoro.

Digamos que voce ficou tão frustrado que resolveu pessoalmente acompanhar a gravação. Entretanto, como voce já sabia que o sistema não seria capaz de registrar toda a dinâmica sozinho, voce resolveu dar uma mãozinha. Assim, todas as vezes que a orquestra fosse atacar um acorde fortíssimo você iria abaixar o volume do microfone para que não houvesse distorção no gravador. Da mesma forma, toda vez que a orquestra estivesse tocando bem baixinho, voce aumentaria o volume do canal do microfone para que o sinal ficasse longe do ruído do mesmo gravador.

Dessa forma voce conseguiria registrar aquele acontecimento sonoro, mas veja, ainda sem a mesma dinâmica do evento ao vivo. Houve uma redução da dinâmica para que o evento sonoro pudesse ser registrado nos meios de gravação disponíveis.

Um outro problema gerado foi o da não linearidade dos movimento de abaixar e aumentar o volume, já que seria bastante difícil voce ser preciso nos movimentos de fader ao aumentar e abaixar o volume do microfone para a gravação.

Por todos esses motivos os engeinheiros da época resolveram criar um circuito eletrônico que pudesse fazer esse trabalho sozinho e com muito mais eficiência.

Então, podemos entender o tal do compressor como um simples "abaixador" de volumes.

Uma vez que compreendemos isso fica fácil perceber porque alguns métodos de compressão não se encaixam muito bem para os dias de hoje.

Vejamos o porquê .

Os atuais gravadores de fita magnética em sistema analógico possuem sistemas, embutidos ou em hardwares exclusivos, de redução de ruídos. Além disso as próprias fitas magnéticas estão com muito mais capacidade de armazenamento de fluxos magnéticos intensos. Isso tudo fez com que a faixa dinâmica de registro desses gravadores fosse elevada a atuais 110 dB. Parece perfeito visto que faltam apenas 10 dB para igualarmos a eletrônica à nossa capacidade auditiva. Porém, o tal do dB não é uma medida linear e os 9% que aparentemente estão faltando, na verdade representam 10 vezes mais, ou seja, 900%.

No mundo digital, a dinâmica está intimamente ligada ao número de bits de resolução na conversão do sinal. A cada bite temos 48 dB de dinâmica, ou seja, 6 dB a cada bit. Numa resolução de 24 bit, portanto, teríamos teóricos 144 dB de dinâmica, o que na prática ainda não foi alcançado. De uma forma ou de outra, hoje em dia, a necessidade da compressão técnica e musicalmente falando é quase nula.

Entretanto, cada vez mais percebemos quanta compressão está sendo utilizada nas gravações modernas de tal forma que parece que a estética dos anos noventa é: quanto menos dinâmica melhor.

Musicalmente isso é deplorável, mas se alguém deseja defender a bandeira estética do chapado, a única coisa que podemos fazer é lamentar e respeitar o gosto de cada um.

Na Prática...

O compressor pode resolver problemas artísticos e técnicos, mas para isso é preciso saber muito bem o que se faz e como se faz.

Os controles...

Num compressor, dependendo da filosofia do fabricante, pode haver vários controles e parâmetros diferentes, mas todos estão baseados numa só teoria: a física básica que abrange o Áudio e a Eletrônica.

Tentarei ser simples e direto.

O primeiro controle importante é o de THRESHOLD:

Ele determina o ponto a partir do qual o compressor deve atuar abaixando o volume do sinal.

Logo após temos o controle de RATIO:

Determina a taxa de compressão, ou seja, quanto do volume do sinal deverá ser abaixado, assim que o mesmo ultrapasse o ponto de threshold. Note que a razão de compressão atua apenas sobre a quantidade de sinal que ultrapassa o ponto de threshold. Ex.: uma taxa de 4:1 para um pico de sinal de 10 dB acima do Threshold, indica que esses 10 dB serão divididos por quatro. Dessa forma, o pico será de apenas 2,5 dB.

O próximo passo é definir a velocidade de atuação do compressor. Os dois próximos controles são os mais importantes e fazem a diferença entre uma excelente compressão - praticamente inaudível para a maioria - e uma péssima compressão, aquela em que qualquer leigo percebe o som amarrado, preso, etc. São eles:

O controle de ATTACK:

Determina geralmente quanto tempo o compressor vai levar para atingir o máximo da compressão determinada para aquele sinal. Digo geralmente pois dependendo do circuito isso pode ser alterado e por exemplo pode ser o tempo gasto para se atingir um certo percentual de compressão ou ainda, o tempo de espera do compressor para que atue sobre um sinal que passou do ponto de threshold.

Resumindo podemos pensar da seguinte maneira: um sinal passou do ponto de threshold e teve um pico de 10 dB. A razão de compressão é de 2:1, ou seja, deverão ser atenuados 5dB desse sinal. O tempo de attack, portanto, seria o tempo gasto pelo compressor para sair do repouso e atingir os cinco dB de atenuação. Funciona como se voce pegasse o botão de volume e abaixasse 5dB em um certo espaço de tempo.

O controle de RELEASE:

uma vez que o sinal não está mais acima do ponto de threshold, o volume deverá ser restabelecido. Assim, o Release determina quanto tempo o compressor levará para retornar o sinal ao volume original antes da compressão ter sido efetuada. Mais uma vez, é como se voce percebesse que o pico já havia passado e retornasse o seu botão de volume ao ponto que estava antes de ter sido atenuado.

Além desses controles essenciais há alguns outros de grande importância.

São eles:

Tipos de Compressão:

podem ser em PEAK ou em RMS.

No modo PEAK os controles de attack e release ficam disponíveis ao usuário. Já no modo RMS, o compressor atua com tempos "médios" geralmente definidos pelo circuito montado pelo fabricante. É extremamente importante que para um bom aprendizado voce trabalhe sempre no modo PEAK, assim poderá compreender os resultados da compressão cada vez que alterar algum dos parâmetros.

Modos de Compressão:

HARD KNEE ou SOFT KNEE.

Traduzindo, knee quer dizer joelho, HARD = duro e SOFT = mole, suave Esses controles indicam a maneira de atuação do compressor. Tomando como referência o ponto do threshold, significa como voce deseja que o compressor atue. Se estiver no modo Hard, atuará radical e linearmente a partir do ponto de threshold.

Caso esteja no modo Soft, tomará o ponto de threshold como referência e passará a atuar antes para poder desenvolver uma curva de compressão suave onde o threshold seria o ponto médio de uma curva logarítmica ao invés de linear.

Desse modo quando usamos o modo soft knee ( também conhecido como overeasy) o compressor começa a atuar antes do ponto do threshold, provocando as vezes - conforme o envelope da onda - uma sensação de som preso, amarrado e com falta de agudos. Para corrigir isso basta aumentar o ponto de threshold ou, no caso de instrumentos com muito ataque, mudar para hard knee.

Finalizando, gostaria de falar sobre alguns aparelhos que dispõe de uma chave dizendo AUTOMÁTICO. Isso significa que todos os parâmetros serão controlados automaticamente a partir da análise do envelope da onda do sinal que entra no compressor. É interessante quando se tem um som que muda de características no decorrer do evento, mas os controles fogem das mãos do operador. Ex.: Um contra baixo que no começo toca só as cabeças de compasso dando sustentação à base e depois passa a fazer frases com "slap".

Relembrando... alguns conceitos de física extremamente importantes para uma bom entendimento da atuação do compressor e dos fenômenos da compressão.

O CICLO: é um movimento completo de onda sem que haja repetição.

PERÍODO: é o tempo gasto pela onda para completar um único ciclo.

FREQÜÊNCIA: é o número de ciclos completados pela onda dentro de um segundo.

Conclusões...

Uma onda de 20Hz (a mais grave que teoricamente podemos ouvir) tem seu primeiro ciclo completado em 50ms (milisegundos). Uma onda de 20.000Hz (a mais aguda que teoricamente podemos ouvir) tem seu primeiro ciclo completado em 0,05ms.

Aplicando os conceitos para uma boa compressão...

Se voce quer ter domínio sobre o compressor use-o sempre em PEAK. Se tiver um instrumento percussivo prefira o modo hard knee, para uma compressão mais compatível com o envelope da onda. Nos outros casos, é bom testar o modo Soft.

Para sons com predominância de baixa freqüência use tempos de attack mais longos. Nos outros casos, e principalmente nos transientes use attacks rápidos.

O tempo de attack é sempre proporcional ao período da onda, assim, se voce usar attack rápido (abaixo de 30 ms.) para um som grave notará uma perda substancial de peso, já que quando a onda formar o primeiro ciclo o sinal já terá sido atenuado pelo compressor.

Os tempos de release são proporcionais não só ao período das freqüências como também ao andamento da música (em BPM - Beats Per Minute). Releases com tempos muito elevados acabam tirando definição e "apagando" o timbre daquele som, principalmente porque atenuam as altas freqüências que compõe a componente de ataque do envelope da onda das notas seguintes a compressão. Por exemplo, um tempo de release maior que 250 ms numa música com andamento de 60 BPM numa divisão de compasso 4/4, poderia atingir o ataque inicial da nota seguinte mesmo que ela não precisasse ser comprimida, gerando o efeito conhecido como OVER (compressão excessiva e prolongada). Se isso acontecesse significaria que voce simplesmente abaixou o volume daquele sinal e não o restaurou mais. Seria mais fácil, então, desligar o compressor e simplesmente abaixar o volume geral do canal. Nenhum controle de dinâmica estaria sendo realizado.

Por outro lado, se voce desejar aumentar o sustain de um determinado instrumento (muito usado pelos guitarristas) o maneira mais eloqüente seria aumentando o tempo de release até que o próximo acorde soasse. Aí, basta controlar o tempo de ataque para ter mais ou menos definição no ataque dos acordes. Note que esse efeito provoca ao mesmo tempo uma queda de agudos pelo fato do tempo de release estar bem demorado e, por conseqüência, voce perceberá maior corpo na região de médio-grave do instrumento. Mas se voce exagerar no tempo de release, novamente teremos excesso de compressão e o resultado seria o mesmo que simplesmente abaixar o volume da guitarra. Já para os sons percussivos é fundamental regularmos o tempo de release em valores pequenos ( normalmente abaixo de 150 ms). Claro que tudo vai depender do andamento da música. Fique atento. Se não gostar de fazer conta é bom ter um bom ouvido e visualizar no compressor o indicador de GR (redução no ganho). Para uma perfeita atuação no controle da dinâmica, é essencial que o ponteiro volte para a posição de 0dB - sem compressão - ou, no caso de led, que ele se apague em algum momento indicando ausência de compressão, caso contrário voce estará incorrendo novamente no erro da compressão excessiva.

Veja quantos usos o compressor teria para você:

- como limiter (limitador), evitando que picos de sinal sobrecarregem o sistema de áudio, gerando distorção. São os transientes: momentos onde o sinal de áudio sobe de volume inesperadamente, como uma pessoa que dá um grito no microfone, em uma tranmissão ao vivo.

- como leveler (nivelador, ou controle automático de ganho), controlando o nível do sinal de forma a que não exista grande diferença de volume entre as músicas, comerciais, locuções, etc. É na verdade, um compressor com tempos de ataque e release bem lentos.

- como compressor mesmo, controlando a dinâmica do material transmitido/reproduzido. Com isso as passagens mais fracas do programa não sumirão em meio ao ruido ambiente, e as mais fortes não incomodarão os ouvintes.

Os compressores existentes nas emissoras são bastante complexos. Além de realizar sozinhos as funções acima, ainda dividem o sinal de audio em varias faixas (geralmente quatro), como um crossover, e tratam cada uma delas individualmente.

No seu caso pode ser algo menos pretencioso, mas de qualquer forma, precisa realizar ao menos duas funções: limiter e leveler, esta última "quebrando o galho" também como compressor. Existem a venda no mercado compressores com limiter incluso, de bom desempenho e baixo custo.

Para o serviço completo, voçe teria que adquirir dois aparelhos, mas como o sistema aí é mono (se não estou enganado), então basta uma unidade estéreo (dois canais). Um canal seria o leveler e limitador, o outro, o compressor.

Desabilite o stereo link entre os canais e ajuste o compressor para a função automática (verifique no manual). O leveler, como já disse, deverá ter tempos de ataque e release lentos (2s, talvez), e ajuste o limiter de acordo com o nível de funcionamento normal do restante do sistema (para que picos de sinal não distorçam o sistema), e ação rápida.

As emissoras de rádio utlizam-se de compressores trabalhando na verdade como limiters ou seja para uma variação do sinal de entrada teoricamente infinita temos a saida sempre constante.

Isso deve se a limitações legais pois por exemplo no caso das estações FM, temos a modulação ou seja o sinal audivel graças a variação da frequencia portadora (frequencia da radio ex 99,1 variando +/- 75 Khz que é a largura de um canal de FM).

Sendo assim, não só temos uma sobremodulação não como também um espalhamento a mais que permitido do sinal em torno de frequencia da portadora o que faz com que o rendimento do transmissor caia e o que também é regulamentado pela Anatel.

Outro detalhe é que as grandes emissoras utilizam-se de processadores de áudio que realizam não so a funçao de limiter como também o processamento em multi bandas e muitas vezes já incorporando a função de multplex (gerador de estéreo). Veja mais sobre compressão em emissoras de radio no tópico AGC.

Atente-se que, compressão e limitação não são a mesma coisa. Tanto em um limiter quanto em um compressor, voce ajusta um nivel o qual o sinal nao deve ultrapassar. E se alguns picos do seu sinal ultrapassam este nível, eles não são ceifados (cortados), mas sim reduzidos em magnitude (intensidade) até o nível ajustado. A diferença é que o compressor, além de fazer isso, também aumenta a magnitude dos picos menores até o nível ajustado. voce faz com que todos os picos tenham a mesma magnitude. Com isso voce acaba fazendo com que os sinais que estavam mais baixos, fiquem mais altos.

Posso dizer que a limitação é um caso particular de compressão, por isso não são a mesma coisa. O nome "compressor / limiter" significa que esses aparelhos tem um Compressor E um Limitador, embutidos num unico circuito.

Um limitador, como o nome sugere, cuida de evitar que o sinal nele aplicado ultrapasse um determinado nivel. Não afeta o sinal quando está abaixo deste nível. Serve, por exemplo, para proteger sistemas de alto-falantes (quando instalado na entrada de um amplificador) ou para evitar saturação em gravadores. Muito usado tambem em emissoras de rádio, para evitar a sobremodulação (pelo menos deveria ser assim...).

Seus parametros (e controles) funcionam de maneira análoga ao de um compressor. O principal deles é o threshold (limiar), que estabelece o ponto a partir do qual a ação de limitação tem inicio. Se, por exemplo, o ajustarmos para -10 dB, isso significa que o sinal que é aplicado ao limitador não passará dese nivel.

As funções attack, release e hard/soft knee são semelhantes às encontradas nos compressores. De fato, uma compessão com alta taxa (ratio geralmente acima de 10:1) ja pode ser considerada limitação. Alguns compressores não possuem limitadores (aparentemente), mas girando-se o controle "ratio" para o ponto maximo, obtemos a limitação. Teoricamente, limitação é uma compressão com taxa (ratio) igual a infinito:1.

Um limitador, se corretamente ajustado, tem funcionamento mais "transparente" que um compressor. Por exemplo, uso muito em instrumentos de percussão, para conter transientes rápidos sem perder a dinâmica do material (o que aconteceria se usasse um compressor).

Dicas dos controles básicos de compressores/ limiters:

Painel frontal:

Gain ou Input: Lê-se ( guêin e input ). Controla o nível do sinal na entrada do aparelho.

Treshold: Siguinifica limiar. Controla o ponto em que o circuito entrará em atividade. Ou seja. Ao ultrapassar o limiar determinado começa a compressão. Assim que o sinal estiver abaixo do limiar o circuito pára de agir.

Rate ou Ratio: Signica razão ou proporção. Define a proporção da compressão aplicada ao sinal, logo após esta cruzar o Treshold (limiar) determinado. Ex.: Supondo que o limiar esteja em 0dB e a razão em 2:1. Todo material que ultrapassar o limiar será entregue somente com a metade de seu valor. Ou seja: In 4dB - Limiar 0dB - Razão 2:1 - Out 2dB.

Knee: Significa joelho ou articulação. Com este parâmetro definimos como o sinal será afetado pela compressão. Se de uma forma brusca ou mais macia na transição da compressão. Visualize uma linha que se dobra para a esquerda. Esta seria uma definição de articulação brusca (hard). Agora imagine a mesma linha só que com uma curva no momento em que muda de direção. Esta seria uma articulação suave (soft).

Attack: Significa ataque. Define o retardo do circuito compressor. Após o sinal cruzar o limiar o sinal pode ser processado imediatamente com ataque rápido (fast) ou "esperar" alguns milisegundos ou vários, com ataque lento (slow).

Release: Siguinifica liberar, soltar. logo após o sinal voltar abaixo do limiar, o circuito pára a compressão. Que pode ser imediata, liberação rápida (fast). Ou lentamente (slow).

Output:Siguinifica saída. Define o nível do sinal na saída do aparelho.


Painel traseiro:

Input: Entrada de sinal

Output: Saída de sinal

Side Chain ou Ext Key ou (em alguns casos) Trigger ou Detector: Passagem ou corrente lateral, chave externa, disparo ou gatilho e detetor. Permite que se controle o circuito com outra fonte de sinal alheia ou não àquela fonte que "passa" pelo circuito. Ex.: Podemos automatizar o nível de um BG durante a locução. É só passar a trilha musical pelo compressor e espetar a voz (tem que ser um sinal splitado) no side chain. Daí. Toda vez que a voz entrar, o compressor atua baiando somente a trilha, mantendo a voz intacta. Existe também mais aplicações como por ex.: Montar um compressor seletivo de frequências como o De-esser (compressor de sibilâncias). É só splitar o sinal a ser processado, passar por um equalizador, acentuar bem a frequência a ser comprimida e entrar pelo side chain.