ضغط النطاق الديناميكي

الموسوعة الحرة

رفٌّ لضاغطات الصوت في استوديو تسجيل. من الأعلى إلى الأسفل: Retro Instruments/Gates STA level؛ Spectra Sonic 610؛ Dbx 162؛ Dbx 165؛ Empirical Labs Distressor ؛ Smart Research C2؛ Chandler Limited TG1؛ Daking FET (91579)؛ و Altec 436c.

ضغط النطاق الديناميكي ( DRC )، أو ببساطة الضغط ، هو عملية معالجة إشارة صوتية تعمل على تقليل مستوى صوت الأصوات العالية أو تضخيم الأصوات المنخفضة، وبالتالي تقليل أو ضغط النطاق الديناميكي للإشارة الصوتية . يُستخدم الضغط بشكل شائع في تسجيل الصوت وإعادة إنتاجه ، والبث الإذاعي والتلفزيوني ، [ 1 ] وتضخيم الصوت المباشر ، وبعض مضخمات الآلات الموسيقية .

تُسمى وحدة الأجهزة الإلكترونية المخصصة أو برنامج الصوت الذي يُطبّق الضغط " ضاغطًا" . في العقد الأول من الألفية الثانية، أصبحت الضواغط متاحة كإضافات برمجية تعمل ضمن برامج محطات العمل الصوتية الرقمية . في الموسيقى المسجلة والمباشرة، يمكن تعديل معايير الضغط لتغيير تأثيرها على الأصوات. الضغط والحدّ متطابقان في العملية، لكنهما يختلفان في الدرجة والتأثير الملحوظ. المُحدِّد هو ضاغط ذو نسبة عالية، وعادةً ما يكون زمن استجابته قصيرًا .

يُستخدم الضغط لتحسين الأداء والوضوح في أنظمة الصوت العامة ، كتأثير صوتي ولتعزيز التناسق في عمليات المزج والمعالجة الصوتية . كما يُستخدم على الصوت لتقليل التشويش، وفي البث الإذاعي والإعلاني تحديدًا لجعل البرنامج الصوتي مميزًا. وهو تقنية أساسية في بعض أنظمة الحد من الضوضاء .

الأنواع

طريقتان لضغط النطاق الديناميكي
مخطط الضغط التنازلي
ضغط لأسفل
مخطط الضغط التصاعدي
انضغاط تصاعدي

يوجد نوعان من الضغط: الضغط التنازلي والضغط التصاعدي. كلا النوعين يقللان من النطاق الديناميكي للإشارة الصوتية. [ 2 ]

يُقلل الضغط التنازلي من مستوى صوت الأصوات العالية التي تتجاوز عتبة معينة، بينما تبقى الأصوات المنخفضة التي تقل عن هذه العتبة دون تغيير. هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من الضواغط. أما المحدد، فيمكن اعتباره شكلاً متطرفًا من الضغط التنازلي، حيث يضغط الأصوات التي تتجاوز العتبة بشدة.

يؤدي الضغط التصاعدي إلى زيادة مستوى صوت الأصوات الخافتة التي تقل عن عتبة معينة. أما الأصوات الأعلى التي تزيد عن هذه العتبة فتبقى دون تغيير.

تتمتع بعض أجهزة الضغط أيضاً بالقدرة على عكس الضغط، أي التوسيع . يزيد التوسيع من النطاق الديناميكي لإشارة الصوت. [ 3 ] وكما هو الحال مع الضغط، يأتي التوسيع بنوعين: تنازلي وتصاعدي.

يؤدي التمدد الهابط إلى جعل الأصوات الخافتة التي تقع أسفل العتبة أكثر خفوتًا. ويمكن اعتبار بوابة الضوضاء شكلاً متطرفًا من أشكال التمدد الهابط، حيث تعمل على خفض مستوى الأصوات الخافتة (مثل الضوضاء) أو حتى إسكاتها تمامًا، وذلك بحسب مستوى الأرضية. [ 2 ]

يؤدي التوسع التصاعدي إلى جعل الأصوات الأعلى فوق العتبة أعلى صوتاً.

تصميم

تصميم ضاغط التغذية الأمامية (يسار) وتصميم التغذية الراجعة (يمين)

تُقسّم الإشارة الداخلة إلى الضاغط؛ تُرسل نسخة منها إلى مُضخّم ذي كسب متغير، والأخرى إلى دائرة جانبية حيث يُقاس مستوى الإشارة، ثم تُطبّق دائرة أخرى، مُتحكّم بها بناءً على مستوى الإشارة المقاس، الكسب المطلوب على المُضخّم. يُعرف هذا التصميم باسم تصميم التغذية الأمامية ، ويُستخدم اليوم في معظم الضواغط. أما التصاميم السابقة فكانت تعتمد على تصميم التغذية الراجعة ، حيث يُقاس مستوى الإشارة بعد المُضخّم. [ 4 ]

تُستخدم عدة تقنيات لتضخيم الإشارة بكسب متغير، ولكل منها مزاياها وعيوبها. تُستخدم الصمامات المفرغة في تكوين يُسمى "التضخيم المتغير"، حيث يتغير جهد الشبكة إلى الكاثود لتغيير الكسب. [ 5 ] تستخدم الضواغط الضوئية مقاومة ضوئية تُحفز بواسطة مصباح صغير ( مصباح متوهج ، أو مصباح LED ، أو لوحة إضاءة كهربائية ) [ 6 ] لإحداث تغييرات في كسب الإشارة. تشمل التقنيات الأخرى المستخدمة ترانزستورات تأثير المجال وجسر ثنائي . [ 7 ]

عند العمل مع الصوت الرقمي، تُستخدم تقنيات معالجة الإشارات الرقمية (DSP) بشكل شائع لتطبيق الضغط كإضافات صوتية ، وفي وحدات المزج ، وفي محطات العمل الصوتية الرقمية . وغالبًا ما تُستخدم الخوارزميات لمحاكاة التقنيات التناظرية المذكورة أعلاه.

عناصر التحكم والميزات

نسب ضغط مختلفة لمستوى إشارة أعلى من العتبة

يتم استخدام عدد من معلمات التحكم والميزات القابلة للتعديل من قبل المستخدم لضبط خوارزميات ومكونات معالجة إشارة ضغط النطاق الديناميكي.

عتبة

يُخفّض الضاغط مستوى الإشارة الصوتية إذا تجاوزت سعتها عتبة معينة . تُحدد العتبة عادةً بالديسيبل ( dBFS للضواغط الرقمية و dBu للضواغط المادية)، [ 8 ] حيث تعني العتبة المنخفضة (مثل  -60  ديسيبل) معالجة جزء أكبر من الإشارة. عندما يكون مستوى الإشارة أقل من العتبة، لا تُجرى أي معالجة، وتُمرر الإشارة المدخلة إلى المخرج دون تعديل. وبالتالي، تؤدي العتبة الأعلى، مثل  -5  ديسيبل، إلى معالجة أقل وضغط أقل.

يخضع سلوك توقيت العتبة لإعدادات الهجوم والتحرير (انظر أدناه ). عندما يتجاوز مستوى الإشارة العتبة، يتأخر تشغيل الضاغط بمقدار إعداد الهجوم . ولمدة زمنية تحددها مدة التحرير بعد انخفاض إشارة الإدخال إلى ما دون العتبة، يستمر الضاغط في تطبيق ضغط النطاق الديناميكي.

نسبة

تم استخدام ضغط بنسبة 5.0:1 على خلاط ياماها الرقمي

يُحدد مقدار خفض الكسب بنسبة معينة : فنسبة 4:1 تعني أنه إذا كان مستوى الإدخال أعلى من العتبة بمقدار 4 ديسيبل ، فإن مستوى إشارة الخرج ينخفض ​​إلى 1 ديسيبل فوق العتبة. وبذلك، ينخفض ​​كل من الكسب ومستوى الخرج بمقدار 3 ديسيبل. بعبارة أخرى، أي أن أي مستوى إشارة إدخال أعلى من العتبة سيُخرج في هذه الحالة بمستوى لا يتجاوز 25% (أي 1/4) من مستوى الإدخال.   

أعلى نسبة من∞{\displaystyle \infty }:1 غالبًا ما يُعرف باسم التحديد ، ويشير فعليًا إلى أن أي إشارة أعلى من العتبة يتم خفضها إلى مستوى العتبة بمجرد انتهاء وقت الهجوم .

الهجوم والإفراج

مرحلتا الهجوم والإطلاق في الضاغط

قد يوفر الضاغط درجة من التحكم في سرعة استجابته. تُعرف فترة الهجوم بأنها الفترة التي يُقلل فيها الضاغط من مستوى التضخيم استجابةً لارتفاع مستوى الإشارة الداخلة للوصول إلى مستوى التضخيم المحدد بنسبة التضخيم. أما فترة التحرير ، فهي الفترة التي يزيد فيها الضاغط من مستوى التضخيم استجابةً لانخفاض مستوى الإشارة الداخلة للوصول إلى مستوى التضخيم المحدد بنسبة التضخيم، أو إلى الوحدة، بمجرد أن ينخفض ​​مستوى الإشارة الداخلة عن العتبة. ونظرًا لتعديل نمط شدة الصوت للمادة المصدرية بفعل التشغيل المتغير للضاغط مع الزمن، فقد يُغير ذلك من خصائص الإشارة بطرق تتراوح بين الطفيفة والملحوظة، وذلك تبعًا لإعدادات فترتي الهجوم والتحرير المستخدمة.

يُحدد طول كل دورة بمعدل التغير والتغير المطلوب في الكسب. ولتسهيل التشغيل، تُقاس عناصر التحكم في الهجوم والتحرير في الضاغط بوحدة زمنية (غالبًا بالمللي ثانية). وهي المدة الزمنية اللازمة لتغير الكسب بمقدار محدد من الديسيبل أو نسبة مئوية محددة نحو الكسب المستهدف. لا يوجد معيار صناعي موحد للمعنى الدقيق لهذه المعايير الزمنية. [ 9 ]

في العديد من أجهزة الضغط، يمكن للمستخدم ضبط أوقات الهجوم والتحرير. مع ذلك، في بعض أجهزة الضغط، تُحدد أوقات الهجوم والتحرير بواسطة تصميم الدائرة ولا يمكن تعديلها. أحيانًا تكون أوقات الهجوم والتحرير تلقائية أو تعتمد على البرنامج ، مما يعني أن السلوك قد يتغير تبعًا لإشارة الإدخال.

ركبة

ضغط الركبة الصلبة والركبة اللينة

من بين عناصر التحكم الأخرى التي قد يوفرها الضاغط، اختيار نقطة الانعطاف. يتحكم هذا الخيار في ما إذا كان الانحناء في منحنى الاستجابة بين ما دون العتبة وما فوقها حادًا (قاسيًا) أو تدريجيًا (لينًا). تزيد نقطة الانعطاف اللينة نسبة الضغط تدريجيًا مع ارتفاع مستوى الصوت حتى تصل في النهاية إلى نسبة الضغط التي يحددها المستخدم. تقلل نقطة الانعطاف اللينة من الانتقال المسموع المحتمل من الصوت غير المضغوط إلى الصوت المضغوط، وهي مناسبة بشكل خاص لإعدادات النسبة العالية حيث يكون التغيير عند العتبة أكثر وضوحًا. [ 10 ]

قياس الذروة مقابل قياس الجذر التربيعي المتوسط

يستجيب ضاغط استشعار الذروة لمستوى الذروة في إشارة الإدخال. ورغم أنه يوفر تحكمًا أدق في مستوى الذروة، إلا أن استشعار مستوى الذروة لا يرتبط بالضرورة بإدراك الإنسان لشدة الصوت. تقوم بعض الضواغط بتطبيق دالة قياس القدرة (عادةً الجذر التربيعي المتوسط ​​أو RMS) على إشارة الإدخال قبل مقارنة مستواها بالعتبة. ينتج عن ذلك ضغط أكثر مرونة يرتبط بشكل أوثق بإدراك الإنسان لشدة الصوت.

الربط الاستريو

يُطبّق الضاغط في وضع الربط الاستريو نفس مقدار خفض الكسب على كلٍّ من القناتين اليسرى واليمنى. ويتم ذلك لمنع تشوّه الصورة الذي قد يحدث إذا تم ضغط كل قناة على حدة. [ 11 ]

مكاسب التعويض

لأن الضاغط التنازلي يقلل فقط من مستوى الإشارة، فإن القدرة على إضافة مقدار ثابت من كسب التعويض عند الإخراج يتم توفيرها عادةً بحيث يتم إنتاج مستوى إخراج مثالي.

نظرة مستقبلية

صُممت وظيفة التنبؤ المسبق للتغلب على مشكلة الاضطرار إلى التنازل بين معدلات استجابة بطيئة تُنتج تغييرات سلسة في مستوى الصوت، ومعدلات استجابة سريعة قادرة على التقاط الإشارات العابرة. يتم تنفيذ التنبؤ المسبق بتقسيم إشارة الإدخال وتأخير أحد جانبيها (إشارة الصوت) بمقدار زمن التنبؤ المسبق. يُستخدم الجانب غير المؤجل (إشارة التحكم في مستوى الصوت) لتوجيه ضغط الإشارة المؤجلة، والتي تظهر بعد ذلك في المخرج. بهذه الطريقة، يمكن استخدام معدل استجابة أبطأ وأكثر سلاسة لالتقاط الإشارات العابرة. يُضاف إلى تكلفة هذا الحل زيادة في زمن استجابة الصوت عبر المعالج.

الاستخدامات

المساحات العامة

غالباً ما يتم تطبيق الضغط في أنظمة الصوت للمطاعم ومتاجر البيع بالتجزئة والبيئات العامة المماثلة التي تشغل موسيقى خلفية بمستوى صوت منخفض نسبياً وتحتاج إلى ضغطها، ليس فقط للحفاظ على مستوى الصوت ثابتاً إلى حد ما، ولكن أيضاً لجعل الأجزاء الهادئة من الموسيقى مسموعة فوق الضوضاء المحيطة.

يمكن لتقنية الضغط أن تزيد متوسط ​​كسب خرج مضخم الطاقة بنسبة تتراوح بين 50 و100% مع تقليل النطاق الديناميكي. بالنسبة لأنظمة النداء والإخلاء، يُحسّن هذا من وضوح الصوت في الظروف الصاخبة ويقلل من عدد المضخمات المطلوبة.

إنتاج موسيقي

ضاغط جيتار غير مكلف

يُستخدم الضغط الصوتي غالبًا في الإنتاج الموسيقي لجعل نطاق ديناميكيات الآلات الموسيقية أكثر اتساقًا، بحيث تندمج بشكل أفضل مع الآلات الأخرى في المزيج الصوتي (لا تختفي خلال فترات زمنية قصيرة، ولا تطغى على الآلات الأخرى خلال فترات قصيرة). [ 12 ] وللسبب نفسه، تُضغط الأصوات في موسيقى الروك أو البوب .

يمكن استخدام الضغط الصوتي أيضًا على أصوات الآلات الموسيقية لإنشاء تأثيرات لا تركز بشكل أساسي على تثبيت مستوى الصوت. على سبيل المثال، تميل أصوات الطبول والصنج إلى التلاشي بسرعة، ولكن يمكن للضاغط أن يجعل الصوت يبدو وكأنه ذو صدى أطول. غالبًا ما يتم ضغط أصوات الجيتار لإنتاج صوت أكثر امتلاءً واستدامة. يمكن استخدام ضبط وقتي الهجوم والتحرير للضاغط لزيادة التباين بين جزئيّ النغمة العابرة والاستدامة في غلاف الصوت. [ 13 ]

يمكن استخدام معظم الأجهزة القادرة على ضغط ديناميكيات الصوت لتقليل مستوى صوت مصدر صوتي واحد عندما يصل مصدر صوتي آخر إلى مستوى معين؛ وهذا ما يسمى بالتسلسل الجانبي . [ 14 ] في موسيقى الرقص الإلكترونية ، يُستخدم التسلسل الجانبي غالبًا على خطوط الباس ، التي يتم التحكم فيها بواسطة طبلة البيس أو محفز إيقاعي مماثل، لمنع تداخل الاثنين، ولتوفير ديناميكية نابضة وإيقاعية للصوت.

صوت

يمكن استخدام الضاغط لتقليل صوت الصفير (أصوات "س") في الغناء ( إزالة صوت "س ") عن طريق تغذية السلسلة الجانبية للضاغط بنسخة مُعادلة من إشارة الإدخال، بحيث تعمل ترددات محددة مرتبطة بصوت الصفير (عادةً من 4000 إلى 8000 هرتز) على تنشيط الضاغط بشكل أكبر. [ 15 ]

يُستخدم الضغط في الاتصالات الصوتية في أجهزة الراديو للهواة التي تستخدم تعديل النطاق الجانبي الأحادي (SSB) لجعل إشارة محطة معينة أكثر وضوحًا للمحطات البعيدة، أو لجعل إشارة محطة معينة بارزة عن غيرها. وهذا ينطبق بشكل خاص على الاتصالات بعيدة المدى (DXing) . تعتمد قوة إشارة SSB على مستوى التعديل . يعمل الضاغط على زيادة متوسط ​​مستوى إشارة التعديل، وبالتالي زيادة قوة الإشارة المرسلة. تحتوي معظم أجهزة الإرسال والاستقبال الحديثة لهواة الراديو SSB على ضواغط صوت مدمجة. يُستخدم الضغط أيضًا في أجهزة الراديو المتنقلة الأرضية ، وخاصة في الصوت المرسل من أجهزة الاتصال اللاسلكي الاحترافية ووحدات التحكم عن بُعد . [ 16 ]

البث

يُستخدم الضغط على نطاق واسع في البث لتعزيز مستوى الصوت المُدرَك مع تقليل النطاق الديناميكي للصوت الأصلي. ولتجنب التشويش ، تفرض هيئات البث في معظم الدول قيودًا قانونية على ذروة مستوى الصوت اللحظي المسموح ببثه. وعادةً ما تُلبّى هذه القيود من خلال أجهزة ضغط مُدمجة بشكل دائم في سلسلة البث.

تستخدم محطات البث أجهزة ضغط الصوت لجعل صوتها أعلى من المحطات المماثلة. والنتيجة هي جعل المحطة ذات الصوت المضغوط أكثر وضوحًا للمستمع عند مستوى صوت معين. [ 12 ] ولا يقتصر هذا على الاختلافات بين القنوات، بل يشمل أيضًا اختلافات البرامج داخل القناة نفسها. وتُعدّ اختلافات مستوى الصوت مصدرًا متكررًا لشكاوى الجمهور، لا سيما الإعلانات التلفزيونية والبرامج الترويجية التي تبدو عالية الصوت جدًا.

يعالج الاتحاد الأوروبي للبث (EBU) هذه المسألة ضمن مجموعة EBU PLOUD، التي تضم أكثر من 240 متخصصًا في مجال الصوت، كثير منهم من هيئات البث ومصنعي المعدات. في عام 2010، نشر الاتحاد الأوروبي للبث التوصية EBU R 128 التي تُقدم طريقة جديدة لقياس الصوت وتوحيده . وتعتمد هذه التوصية على معيار ITU-R BS.1770 لقياس مستوى الصوت. اعتبارًا من عام 2016أعلنت العديد من محطات التلفزيون الأوروبية دعمها للمعيار الجديد [ 17 ] [ 18 ] ، كما أعلن أكثر من 20 مصنعًا عن منتجات تدعم مقاييس مستوى الصوت الجديدة في وضع EBU . [ 19 ]

لمساعدة مهندسي الصوت على فهم نطاق مستوى الصوت الذي تتكون منه موادهم (على سبيل المثال، للتحقق مما إذا كان هناك حاجة إلى بعض الضغط لملاءمتها لقناة منصة بث معينة)، قدم الاتحاد الأوروبي للبث أيضًا وصف نطاق مستوى الصوت (LRA). [ 20 ]

تسويق

تُضغط معظم الإعلانات التلفزيونية بشكل كبير لتحقيق أعلى مستوى صوت مسموع تقريبًا مع الالتزام بالحدود المسموح بها. وهذا يُسبب مشكلة يلاحظها مشاهدو التلفزيون غالبًا: فعندما تنتقل القناة من محتوى برنامج مضغوط بشكل طفيف إلى إعلان تجاري مضغوط بشكل كبير، يبدو أحيانًا أن مستوى الصوت يرتفع بشكل ملحوظ. قد يكون مستوى الصوت الأقصى هو نفسه - بما يتوافق مع القانون - لكن الضغط العالي يجعل جزءًا كبيرًا من الصوت في الإعلان قريبًا من الحد الأقصى المسموح به، مما يجعل الإعلان يبدو أعلى صوتًا بكثير. [ 21 ]

الإفراط في الاستخدام

يُظهر اتجاه زيادة مستوى الصوت، كما يتضح من صور الموجات الصوتية لأغنية " Something " لفرقة البيتلز ، والتي تم إتقانها على قرص مضغوط أربع مرات منذ عام 1983.

دأبت شركات التسجيلات ومهندسو المزج والماسترينغ على زيادة مستوى الصوت الإجمالي للألبومات التجارية تدريجيًا. ويتحقق ذلك باستخدام درجات أعلى من الضغط والحد أثناء المزج والماسترينغ ؛ إذ صُممت خوارزميات الضغط خصيصًا لتحقيق أقصى مستوى صوتي في البث الرقمي. وقد ينتج عن ذلك حدٌّ حاد أو تشويه ، مما يؤثر على نبرة الموسيقى وطابعها. وقد أُطلق على هذا الجهد لزيادة مستوى الصوت اسم " حرب الصوت " .

استخدامات أخرى

تستخدم أنظمة تقليل الضوضاء ضاغطًا لتقليل النطاق الديناميكي للإشارة عند الإرسال أو التسجيل، ثم توسيعه لاحقًا، وهي عملية تُسمى الضغط والتمديد . وهذا يقلل من تأثيرات القناة أو وسيط التسجيل ذي النطاق الديناميكي المحدود.

غالبًا ما تتضمن مضخمات الآلات الموسيقية دوائر ضغط لمنع الارتفاعات المفاجئة في الطاقة التي قد تُلحق الضرر بمكبرات الصوت. ويستخدم عازفو غيتار البيس الكهربائي عادةً مؤثرات الضغط، سواءً كانت وحدات مؤثرات متوفرة في دواسات أو وحدات مثبتة على رفوف أو أجهزة مدمجة في مضخمات البيس، وذلك لتسوية مستويات صوت خطوط البيس الخاصة بهم .

يُتجنب عمومًا في إنتاج الموسيقى استخدام تقنية "ضخ الكسب" ، حيث تتسبب ذروة منتظمة في مستوى الصوت (مثل صوت طبلة البيس) في تغيير مستوى صوت باقي عناصر المزيج الصوتي نتيجةً للضاغط. مع ذلك، يستخدم العديد من موسيقيي الرقص والهيب هوب هذه الظاهرة عمدًا، مما يؤدي إلى تغيير مستوى صوت المزيج بشكل إيقاعي متزامن مع الإيقاع. [ 22 ]

تستخدم السماعات الطبية ضاغطًا لضبط مستوى الصوت ضمن نطاق سمع المستمع. ولمساعدة المريض على تحديد اتجاه الصوت، تستخدم بعض السماعات الطبية تقنية الضغط الثنائي . [ 23 ]

تُستخدم الضواغط أيضًا لحماية السمع في بعض واقيات الأذن الإلكترونية النشطة وسدادات الأذن ، للسماح بسماع الأصوات العادية بشكل طبيعي مع تخفيف الأصوات العالية، وربما تضخيم الأصوات المنخفضة أيضًا. وهذا يسمح، على سبيل المثال، للرماة الذين يرتدون واقيات السمع في ميدان الرماية بالتحدث بشكل طبيعي، مع تخفيف حاد لأصوات إطلاق النار العالية جدًا، [ 24 ] وبالمثل، يسمح للموسيقيين بسماع الموسيقى الهادئة مع حمايتهم من الضوضاء العالية مثل الطبول أو ارتطام الصنج.

في تطبيقات التعلم الآلي حيث يتم تدريب الخوارزمية على عينات صوتية، يُعد ضغط النطاق الديناميكي وسيلة لزيادة عدد العينات لمجموعة بيانات أكبر. [ 25 ]

الحد

مقارنة بين التحديد والقص. لاحظ أن القص يُحدث تشويهاً كبيراً، بينما يُحدث التحديد تشويهاً طفيفاً فقط مع الحفاظ على الإشارة ضمن العتبة.

الضغط والتحديد متطابقان في العملية، لكنهما يختلفان في الدرجة والتأثير الملحوظ. المحدد هو ضاغط ذو نسبة عالية، وعادةً ما يكون سريع الاستجابة. يُعتبر الضغط بنسبة 10:1 أو أكثر تحديدًا بشكل عام. [ 26 ]

تتميز تقنية الحدّ من مستوى الصوت (Brick wall limiting) بنسبة عالية جدًا وزمن استجابة سريع للغاية. من الناحية المثالية، يضمن هذا ألا تتجاوز إشارة الصوت أبدًا سعة العتبة. وتُعتبر النسب من 20:1 إلى ∞:1 بمثابة حدّ من مستوى الصوت . [ 26 ] تكون النتائج الصوتية للحدّ من مستوى الصوت بشكل متكرر وغير متكرر قاسية وغير سارة، ولذلك فهي أكثر شيوعًا كأداة أمان في تطبيقات الصوت المباشر والبث.

تتضمن بعض مضخمات الصوت الجهير ومضخمات أنظمة الصوت العامة محددات لمنع ذروات الصوت المفاجئة من التسبب في تشويه الصوت أو إتلاف مكبرات الصوت.

السلسلة الجانبية

السلسلة الجانبية لضاغط التغذية الأمامية

يتحكم الضاغط المزود بمدخل سلسلة جانبية في كسب الإشارة من المدخل الرئيسي إلى المخرج بناءً على مستوى الإشارة عند مدخل السلسلة الجانبية. [ 27 ] كان جهاز Eventide Omnipressor من أوائل الأجهزة المبتكرة لضغط السلسلة الجانبية في وحدات المؤثرات الصوتية، وذلك منذ عام 1974. [ 28 ] عند استخدام السلسلة الجانبية، يتصرف الضاغط بالطريقة التقليدية عندما يتم تزويد كل من المدخل الرئيسي ومدخل السلسلة الجانبية بنفس الإشارة.

يستخدم منسقو الأغاني مدخل السلسلة الجانبية لخفض مستوى صوت الموسيقى تلقائيًا عند التحدث . يتم توجيه إشارة ميكروفون منسق الأغاني إلى مدخل السلسلة الجانبية، بحيث يقوم الضاغط بخفض مستوى صوت الموسيقى كلما تحدث منسق الأغاني.

يمكن استخدام دائرة جانبية مزودة بعناصر تحكم في معادلة الصوت لتقليل مستوى صوت الإشارات ذات المحتوى الطيفي القوي ضمن نطاق تردد معين: إذ تعمل كأداة لإزالة صوت الصفير ، مما يقلل من مستوى الصفير الصوتي في نطاق 6-9  كيلوهرتز. [ 29 ] يُستخدم هذا النوع من الدوائر الجانبية أيضًا في إنتاج الموسيقى للحفاظ على مستوى صوت جهير عالٍ دون أن يتسبب صوت طبلة الجهير في حدوث ذروات غير مرغوب فيها تؤدي إلى فقدان النطاق الديناميكي العام . [ 27 ]

الضغط المتوازي

يُعرف إدخال الضاغط في مسار إشارة موازٍ بالضغط المتوازي . وهو شكل من أشكال الضغط التصاعدي يُسهّل التحكم الديناميكي دون آثار جانبية مسموعة ملحوظة، طالما كانت النسبة منخفضة نسبيًا وكان صوت الضاغط محايدًا نسبيًا. من ناحية أخرى، يمكن اختيار نسبة ضغط عالية مع تشوهات مسموعة ملحوظة في أحد مساري الإشارة المتوازيين. يستخدم بعض مهندسي مزج الصوت في الحفلات الموسيقية ومهندسي التسجيل هذا الأسلوب كتأثير فني يُعرف باسم ضغط نيويورك أو ضغط موتاون . يؤدي دمج إشارة خطية مع ضاغط، ثم تقليل كسب خرج سلسلة الضغط، إلى تحسين التفاصيل عند المستويات المنخفضة دون أي تقليل للذروة؛ إذ يُضيف الضاغط بشكل ملحوظ إلى الكسب المُجمّع عند المستويات المنخفضة فقط.

ضغط متعدد النطاقات

يمكن أن تعمل ضواغط النطاقات المتعددة بشكل مختلف على نطاقات ترددية مختلفة. وتكمن ميزة ضغط النطاقات المتعددة على ضغط النطاق الكامل في إمكانية معالجة المشكلات المتعلقة بنطاق ترددي محدد دون الحاجة إلى ضغط غير ضروري في الترددات الأخرى غير ذات الصلة. أما عيبها، فهو أن الضغط الخاص بتردد معين أكثر تعقيدًا ويتطلب قدرة معالجة أكبر من ضغط النطاق الكامل، وقد يُسبب مشكلات في الطور. [ 30 ]

تعمل ضواغط النطاقات المتعددة عن طريق تقسيم الإشارة أولاً عبر عدد من مرشحات تمرير النطاق ، أو مرشحات التقاطع ، أو بنوك المرشحات . ثم تمر كل إشارة مقسمة عبر ضاغطها الخاص، ويمكن ضبطها بشكل مستقل من حيث العتبة، والنسبة، والهجوم، والتحرير. بعد ذلك، تُعاد تجميع الإشارات، ويمكن استخدام دائرة تحديد إضافية لضمان عدم توليد الإشارات المجمعة لمستويات ذروة غير مرغوب فيها.

في مجال الإنتاج الموسيقي، تُعدّ ضواغط النطاقات المتعددة أداةً أساسيةً لمعالجة الصوت ، إلا أن إدراجها في مجموعات إضافات محطات العمل الصوتية الرقمية يزيد من استخدامها بين مهندسي الصوت. وقد احتوى جهاز TC Electronic Finalizer على ضاغط ثلاثي النطاقات، وكان أداةً شائعةً لمعالجة الصوت في حوالي عام 2000. [ 31 ]

تستخدم محطات الراديو عادةً ضواغط متعددة النطاقات لزيادة مستوى الصوت مع تجنب التشويش . ويُعتبر الصوت الأعلى ميزةً في البث التجاري.

في السنوات الأخيرة، أصبح الضغط متعدد النطاقات القوي (المعروف باسم OTT، نسبةً إلى إعداد مسبق لضاغط النطاقات المتعددة الافتراضي في Ableton Live ) مرتبطًا بطابع صوتي معين غالبًا ما يتم اتباعه في أنواع الموسيقى الإلكترونية الصاخبة مثل الدابستيب . [ 32 ]

الضغط التسلسلي

الضغط التسلسلي تقنية تُستخدم في تسجيل الصوت ومزجه . ويتحقق ذلك باستخدام ضاغطين مختلفين نسبيًا في سلسلة معالجة الإشارة. يعمل أحدهما على تثبيت النطاق الديناميكي، بينما يضغط الآخر بقوة على الذروات العالية. هذا هو مسار الإشارة الداخلي المعتاد في الأجهزة المدمجة الشائعة التي تُسوَّق كضاغطات ومحددات ، حيث يتبع ضاغط RMS (للتحكم العام في مستوى الصوت) محدد سريع لاستشعار الذروة (للحماية من التحميل الزائد). عند تطبيقه بشكل صحيح، يمكن حتى للضغط التسلسلي القوي أن يُنتج صوتًا طبيعيًا لا يمكن تحقيقه باستخدام ضاغط واحد. ويُستخدم غالبًا لتسوية الأصوات غير المنتظمة للغناء والجيتارات .

مشغلات الصوت البرمجية

تدعم بعض برامج تشغيل الصوت إضافاتٍ تُطبّق تقنية الضغط الصوتي. تُتيح هذه الإضافات زيادة مستوى صوت المقاطع الصوتية، أو ضبط مستوى صوت الموسيقى ذات التباين العالي (مثل الموسيقى الكلاسيكية ، أو قوائم التشغيل التي تضم أنواعًا موسيقية متعددة). يُحسّن هذا من جودة الصوت عند تشغيله عبر مكبرات صوت رديئة الجودة، أو في بيئات صاخبة (مثل السيارة أو أثناء الحفلات).

التأثير الموضوعي على الإشارة

في مقال نُشر في يناير 2014 في مجلة جمعية هندسة الصوت ، أجرى إيمانويل ديروتي وداميان تاردو دراسة منهجية تصف تأثير الضواغط ومحددات مستوى الصوت على الإشارة الصوتية الموسيقية. شملت التجربة أربعة محددات برمجية: Waves L2، وSonnox Oxford Limiter، وLoudmax من Thomas Mundt، وProtector من Blue Cat، بالإضافة إلى أربعة ضواغط برمجية: Waves H-Comp، وSonnox Oxford Dynamics، وSonalksis SV-3157، وURS 1970. تُقدم الدراسة بيانات موضوعية حول تأثير المحددات والضواغط على الإشارة الصوتية. [ 33 ]

تمّ الأخذ بعين الاعتبار خمسة مؤشرات لوصف الإشارة: القدرة الفعّالة (RMS) ، ومستوى الصوت المتكامل وفقًا لمعيار EBU R 128 ، [ 19 ] ومعامل الذروة ، ومؤشر R 128 LRA، [ 20 ] وكثافة العينات المقطوعة. تمثل القدرة الفعّالة المستوى الفيزيائي للإشارة، بينما يمثل مستوى الصوت R 128 المستوى المُدرَك. [ 19 ] أما معامل الذروة، وهو الفرق بين ذروة الإشارة ومتوسط ​​قدرتها، [ 33 ] فيُعتبر أحيانًا أساسًا لقياس الديناميكيات الدقيقة، كما هو الحال في إضافة TT Dynamic Range Meter . [ 34 ] وأخيرًا، تمّ اعتبار مؤشر R 128 LRA مرارًا وتكرارًا كمقياس للديناميكيات الكلية أو الديناميكيات بالمعنى الموسيقي. [ 33 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]

محددات

كان للمحددات التي تم اختبارها التأثير التالي على الإشارة:

  • زيادة القدرة الفعالة (RMS)،
  • زيادة مستوى الصوت وفقًا لمعيار EBU R 128،
  • انخفاض عامل الذروة،
  • انخفاض في EBU R 128 LRA، ولكن فقط بالنسبة للكميات الكبيرة من الحد،
  • زيادة كثافة العينة المقطوعة.

بمعنى آخر، تعمل المحددات على زيادة المستويات الفيزيائية والإدراكية، وزيادة كثافة العينات المقطوعة، وتقليل عامل الذروة، وتقليل الديناميكيات الكلية (LRA) نظرًا لأن مقدار التحديد كبير.

الضواغط

فيما يتعلق بالضواغط، أجرى الباحثون جلستين للمعالجة، باستخدام هجوم سريع (0.5  مللي ثانية) في إحداهما، وهجوم بطيء (50  مللي ثانية) في الأخرى. تم تعطيل كسب التعويض، ولكن تم تطبيع الملف الناتج.

عند ضبطها على هجوم سريع، كان للضواغط المختبرة التأثير التالي على الإشارة:

  • زيادة طفيفة في قدرة RMS،
  • زيادة طفيفة في مستوى صوت معيار EBU R 128،
  • انخفاض عامل الذروة،
  • انخفاض في EBU R 128 LRA،
  • انخفاض طفيف في كثافة العينة المقطوعة.

بمعنى آخر، تعمل ضواغط الهجوم السريع على زيادة المستويات الفيزيائية والإدراكية، ولكن بشكل طفيف فقط. فهي تقلل من كثافة العينات المقطوعة، وتقلل من كل من عامل الذروة والديناميكيات الكلية.

عند ضبطها على هجوم بطيء، كان للضواغط المختبرة التأثير التالي على الإشارة:

  • انخفاض القدرة الفعالة (RMS)،
  • انخفاض مستوى صوت EBU R 128،
  • لا يوجد تأثير على عامل القمة،
  • انخفاض في EBU R 128 LRA،
  • لا يوجد تأثير على كثافة العينة المقطوعة.

بمعنى آخر، تعمل ضواغط الهجوم البطيء على تقليل المستويات الفيزيائية والإدراكية، وتقليل الديناميكيات الكلية، ولكن ليس لها أي تأثير على عامل الذروة وكثافة العينة المقطوعة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ فولانزبي، جو (2006). دليل عملي لبث الوسائط: مقدمة لتقديم الوسائط عند الطلب (  الطبعة الأولى). دار فوكال للنشر. ص  84. ISBN 9780240808635. OCLC 1003326401 – عبر كتب جوجل. 
  2. 1 2 ريس، ديفيد إي؛ غروس ، لين إس؛ غروس، برايان (2009). كتاب عمل إنتاج الصوت: المفاهيم والتقنيات والمعدات . دار فوكال للنشر. ص 149. ISBN  978-0-240-81098-0. OCLC 1011721139 – عبر أرشيف الإنترنت. 
  3. ↑ كاديس، جاي. "معالجة النطاق الديناميكي والتأثيرات الرقمية" (PDF) .كاديس، جاي. "معالجة النطاق الديناميكي والتأثيرات الرقمية" (PDF) .
  4. ↑ جيانوليس، ديميتريوس؛ ماسبرغ، مايكل؛ ريس، جوشوا د. (9 يوليو 2012). "تصميم ضاغط النطاق الديناميكي الرقمي - دليل إرشادي وتحليل" (ملف PDF) . مجلة جمعية هندسة الصوت . 60 (6): 399-408 . CiteSeerX 10.1.1.260.1340 . تاريخ الاسترجاع : 6 يونيو 2019 . 
  5. ↑ سيليتي، إيدي؛ هيل، ديفيد؛ وولف، بول (19 أبريل 2008). "نظرة عامة على الضواغط/المحددات ومكوناتها الداخلية" . Tangible-technology.com . تاريخ الاسترجاع: 3 نوفمبر 2019 .
  6. ↑ "مضخم مستوى الصوت طراز LA-2A" (ملف PDF) . يونيفرسال أوديو (دليل المستخدم).
  7. ↑ بيرنرز، ديف (أبريل 2006). "تقنية الضغط والطوبولوجيا" . هاجس التناظري. مجلة يونيفرسال أوديو الإلكترونية . المجلد 4، العدد 3. يونيفرسال أوديو . تاريخ الاسترجاع: 29 أغسطس 2016 .  
  8. ↑ ميلور، ديفيد (16 نوفمبر 2017). "ضوابط ضاغط الصوت: التحكم في العتبة" . دورة متقدمة في الصوت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يوليو 2019 .
  9. ↑ جيفز، ريك؛ هولدن، سكوت؛ بون، دينيس (سبتمبر 2005). "معالجات ديناميكس - التكنولوجيا والتطبيقات" . رين نوت (155). شركة رين : 6-7 . تاريخ الاسترجاع: 21 ديسمبر 2012. لا يوجد معيار صناعي موحد، ويختلف تعريف [وقت الإصدار] بين الشركات المصنعة.
  10. ↑ وايت، بول (ديسمبر 2000). "تقنيات الضغط المتقدمة" . ساوند أون ساوند . مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015.
  11. ↑ "مجموعة مُحدِّدات أنابيب فيرتشايلد" (ملف PDF) . دليل إضافات UAD (إصدار 190724 ). يونيفرسال أوديو. الصفحات 219-220 .  
  12. 1 2 بريدج، البث (23 نوفمبر 2016). "استخدام الضغط للصوت المسجل والمباشر - جسر البث - ربط تكنولوجيا المعلومات بالبث" . Thebroadcastbridge.com .
  13. ↑ "سرّ وقت هجوم وتحرير الضاغط" . Masteringthemix.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 مايو 2026 .
  14. ↑ "ما هو الربط الجانبي؟" . سيج أوديو . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 مايو 2020 .
  15. ↑ "تقنيات إزالة صوت الصفير" . ساوند أون ساوند . مايو 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 مايو 2010 .
  16. ^ سابين ، ويليام إي. شونيك، إدغار أو، محررون. (1998). أنظمة ودوائر الراديو ذات التردد العالي ( الطبعة الثانية). أتلانتا: حانة نوبل. ص 13 – 25، 271 – 290. ISBN   9781613530740. OCLC 842936687 . 
  17. ↑ "الجهارة: فرنسا تختار معيار EBU R128 لتعزيز قوانين الصوت" . الاتحاد الأوروبي للبث . 25 أكتوبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2020 .
  18. ↑ ديفيز، ديفيد (9 ديسمبر 2013). "سكاي تؤكد اعتمادها الرسمي لمواصفات مستوى الصوت R128" . SVG Europe . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2020 .
  19. 1 2 3قياس مستوى الصوت "وضع الاتحاد الأوروبي للبث" لتكملة معايرة مستوى الصوت وفقًا لمعيار الاتحاد الأوروبي للبث R 128 ، الإصدار 3.0، الاتحاد الأوروبي للبث، 25 يناير 2016، EBU Tech 3341 ، تاريخ الاطلاع 3 نوفمبر 2019
  20. 1 2 نطاق مستوى الصوت: مقياس لتكملة معيار EBU R 128 لتطبيع مستوى الصوت ، الإصدار 3.0، جنيف: الاتحاد الأوروبي للبث، 25-01-2016، EBU Tech 3342
  21. ↑ «الإعلانات التلفزيونية صاخبة للغاية، ويجب تغيير القواعد، بحسب الجهة التنظيمية» . أخبار القانون الخارجي . بينسنت ماسونز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 نوفمبر 2019 .
  22. ↑ "الضغط في مزج الموسيقى الصوتية" . ذا ويبينبوست . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2013 .
  23. ↑ ساندلين، روبرت إي. (2000). كتاب تضخيم المعينات السمعية ( الطبعة الثانية). سان دييغو، كاليفورنيا: سينغولار تومسون ليرنينج. ISBN  1565939972. OCLC 42475568 . 
  24. ↑ "أفضل 10 واقيات أذن للرماية" . 27 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 مايو 2021. تتميز هذه الواقيات براحة فائقة تدوم لساعات بفضل أغطية الجل، وأزرار تحكم سهلة الوصول، وعزل ممتاز للصوت وضغط فعال، كما تسمح باستخدام سدادات الأذن إذا لم يكن مستوى عزل الصوت الجيد البالغ 22 ديسيبل كافيًا.
  25. ↑ سالامون، جاستن؛ بيلو، خوان بابلو (مارس 2017). "الشبكات العصبية الالتفافية العميقة وتوسيع البيانات لتصنيف الأصوات البيئية". رسائل معالجة الإشارات IEEE . 24 (3): 279-283 . arXiv : 1608.04363 . Bibcode : 2017ISPL...24..279S . doi : 10.1109/LSP.2017.2657381 . ISSN 1070-9908 . S2CID 3537408 .  
  26. 1 2 دروني، مورين؛ ماسي، هوارد (سبتمبر 2001). تطبيقات الضغط (ملف PDF) . تي سي إلكترونيك . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 31-12-2010.
  27. 1 2 كوليتي، جاستن (27-06-2013). "ما وراء الأساسيات: ضغط السلسلة الجانبية" . سونيك سكوب . تم الاسترجاع في 16-03-2015 .
  28. ↑ "الذكرى الخمسون #3: آلة الضغط الشامل" . إيفنتايد أوديو . 10 مارس 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مايو 2021 .
  29. ↑ سينيور، مايك (مايو 2009). "تقنيات إزالة صوت الـ "س" من الصوت" . نصائح صوتية. ساوند أون ساوند . تم الاسترجاع في 16 مارس 2015 .
  30. ↑ دليل مستخدم معالج الصوت متعدد النطاقات ذو الطور الخطي من Waves (ملف PDF) ، صفحة 3 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2021 
  31. ↑ "TC Electronic Finalizer 96K" . Soundonsound.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-12-2023 .
  32. ↑ "شرح: ضاغط OTT (وكيفية استخدامه)" . Productionmusiclive.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 مايو 2026 .
  33. 1 2 3 ديروتي، إيمانويل؛ تاردو، داميان (2014-02-03). "حول المعالجة الديناميكية في الموسيقى السائدة". مجلة جمعية هندسة الصوت . 62 (1/2): 42-55 . doi : 10.17743/jaes.2014.0001 .
  34. ↑ فيكرز، إيرل (4-7 نوفمبر 2010). حرب الصوت العالي: الخلفية والتكهنات والتوصيات (ملف PDF) . المؤتمر 129 لجمعية هندسة الصوت. سان فرانسيسكو: جمعية هندسة الصوت . تم الاطلاع عليه في 14 يوليو 2011 .
  35. ↑ ديروتي، إيمانويل (سبتمبر 2011). ""النطاق الديناميكي وحرب مستوى الصوت" . ساوند أون ساوند . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-10-2013 .
  36. ↑ سيرا، ج؛ كورال، أ؛ بوغونيا، م؛ هارو، م؛ أركوس، ج. ل. (26 يوليو 2012). " قياس تطور الموسيقى الشعبية الغربية المعاصرة" . التقارير العلمية . 2 521. arXiv : 1205.5651 . Bibcode : 2012NatSR...2..521S . doi : 10.1038/srep00521 . PMC 3405292. PMID 22837813 .  
  37. ↑ هجورتكيير، ينس؛ والثر-هانسن، مادز (2014-02-03). "التأثيرات الإدراكية لضغط النطاق الديناميكي في تسجيلات الموسيقى الشعبية". مجلة جمعية هندسة الصوت . 62 (1/2): 37-41 . doi : 10.17743/jaes.2014.0003 .
  38. ↑ سكوفنبورغ، إسبن (26-04-2012). "نطاق شدة الصوت (LRA) - التصميم والتقييم" . جمعية هندسة الصوت . تم الاسترجاع في 04-11-2019 - عبر المكتبة الإلكترونية لجمعية هندسة الصوت.