Kompressor (Signalverarbeitung)

Drei Kompressoren: Oben zwei einkanalige (Mono-)Kompressoren, unten ein zweikanaliger bzw Stereo-Kompressor

Mit Kompressor wird in der Tontechnik ein Effektgerät aus der Gruppe der Regelverstärker bezeichnet. Er gehört zur Gruppe der Dynamikprozessoren und dient der Einschränkung des Dynamikumfangs eines Signals.

Funktionsweise

Mittels eines Hüllkurvenfolgers wird aus dem Pegel eines Tonsignals (meistens, aber nicht immer, handelt es sich dabei um das zu bearbeitende Signal selbst) eine Steuerspannung abgeleitet, die zur Ansteuerung eines Stellelementes benutzt wird. In den meisten Kompressoren ist dies ein spannungsgesteuerter Verstärker (VCA). Durch diesen wird der Pegel des zu bearbeitenden Signals beeinflusst und somit im typischen Anwendungsfall umso mehr reduziert, je höher der Originalpegel ist. Der Dynamikverlauf wird also komprimiert.

Parameter

Typische, einstellbare Parameter eines Kompressors sind

• Threshold (Schwellenwert)
• Ratio (Kompressionsverhältnis)
• Attack (Einschaltzeit)
• Release (Ausschaltzeit)
• Makeup Gain

Der Threshold bestimmt, von welchem Signalpegel an der Kompressor das Signal bearbeitet. Mit Ratio wird das Kompressionsverhältnis und somit die Dynamikreduktion von Eingangs- zu Ausgangssignal eingestellt (zum Beispiel bedeutet 2:1 eine Reduzierung des Signals über dem Threshold um den Faktor 2). Attack ist die Einschaltzeit des Kompressors und die Zeit, die nach Überschreiten des eingestellten Schwellwerts (Threshold) vergeht, bevor das Ausgangssignal auf das eingestellte Kompressionsverhältnis (Ratio) heruntergeregelt wird. "Release" ist die Ausschaltzeit des Kompressors und die Zeit, die nach Unterschreiten des eingestellten Schwellwerts (Threshold) vergeht, bis das Signal auf das ursprüngliche Verhältnis von 1:1 zurückgeregelt ist. Mit Makeup Gain schließlich lässt sich der durch die eingestellte Kennlinie reduzierte Pegel wieder aufholen, so dass die Pegelspitzen des Signals wieder die gleiche Aussteuerung wie zuvor erreichen.

Einsatzgebiete

Kompressoren können sowohl zur Komprimierung eines Einzelsignals einer Musikaufnahme oder -darbietung als auch des Gesamtsignals eingesetzt werden.

Komprimierung von Einzelsignalen

Einzelsignale werden komprimiert, um den Dynamikverlauf insgesamt zu glätten und somit leise Passagen verständlicher (weil lauter) zu machen, ohne dass laute Passagen zu laut oder unangenehm wirken. So besitzt beispielsweise die menschliche (Sing-)Stimme naturgemäß ein hohes Maß an Dynamik, die es in unbearbeiteter Form problematisch macht, den Gesang in einer typischen Pop-Mischung gegenüber den restlichen Spuren in den Vordergrund treten zu lassen. Mittels eines Kompressors können diese Pegelschwankungen ausgeglichen werden, wodurch ein stetig hoher Durchschnittspegel und somit eine deutlich verbesserte Signalpräsenz erzielt wird.

Auch zur Einhaltung der technischen Grenzen bei einer Musikaufnahme kann ein Kompressor eingesetzt werden (Vermeidung von Übersteuerungen besonders bei der digitalen Aufnahme). Hierbei wird das Originalsignal vor der Aufnahme in der Dynamik begrenzt.

Einzelsignale perkussiver Instrumente, beispielsweise Drums, werden auch zur gezielten Klangbearbeitung komprimiert. Durch Einstellen einer längeren Attack-Zeit bleibt das Anschlaggeräusch unbearbeitet und lässt sich dadurch unabhängig von der Ausschwingphase einstellen, indem Letztere durch ein passend gewähltes Kompressionsverhältnis heruntergeregelt wird.

Komprimierung von Gesamtsignalen

Bei der Komprimierung eines fertigen Musikstückes werden z.B. nicht wahrnehmbare kurzzeitige (Mikrotime) Pegelveränderungen vermindert. Das Gesamtsignal kann somit näher an die Verzerrungsgrenze gebracht werden. Dadurch wird der Klang insgesamt lauter. Der Effekt wird dem Bereich der Psychoakustik zugeschrieben.

Häufig eingesetzt wird diese Technik bei Radiosendern (typisches Gerät: Optimod), die das meistens bereits stark komprimierte Originalsignal eines Musikstückes vor dem Senden erneut komprimieren, um eine möglichst hohe Lautheit bzw. akustische Durchsetzung im Vergleich zu anderen Sendern zu erreichen. Die dabei teilweise deutlich hörbare Veränderung des Originals wird hierbei billigend in Kauf genommen.

Typen

Grundsätzlich wird zwischen Breitband- und Multiband-kompressoren unterschieden. Wird der Pegel des gesamten Eingangssignals gleichmäßig bearbeitet, spricht man von einem Breitbandkompressor. Dieser Typ wird häufig auch als Singleband- oder Einband-Kompressor bezeichnet, was aber technisch ungenau ist, da ein Singleband-Kompressor durchaus nur in einem eingeschränkten Frequenzbereich arbeiten kann.

Die Breitbandkompressorschaltung ist in der Tontechnik bei weitem die häufigste und kommt z. B. oft zum Einsatz, um Einzelsignalen einer Musikmischung mehr Durchsetzungsfähigkeit und Präsenz zu verleihen. Breitband-Kompressorschaltungen stoßen jedoch prinzipbedingt an ihre Grenzen, sobald im Eingangssignal mehrere Dynamikverläufe gleichzeitig in verschiedenen Frequenzbereichen unabhängig voneinander ablaufen, wie es in einer Mischung mehrerer Einzelsignale der Fall ist. So kann z.B. der Einsatz eines Breitbandkompressors auf einer Musikmischung dazu führen, dass ein Pegelanstieg im Bassbereich zur Abschwächung des Gesamtpegels der Mischung führt (typisches Pumpen beim Einsatz der Bassdrum).

Speziell für die Pegelbearbeitung solcher komplexer Signale wurden Multibandkompressoren entwickelt, in denen vor der eigentlichen Bearbeitung mittels einer Frequenzweiche das Eingangssignal in mehrere Frequenzbänder aufgeteilt wird, von denen jedes einen von mehreren unabhängigen Kompressorschaltkreisen durchläuft, deren Ausgangssignale nach der Kompression wieder zusammen gemischt werden. Auf diese Weise ist es möglich, komplexe und breitbandige Mischsignale homogen zu verdichten, ohne dabei die unnatürliche gegenseitige Beeinflussung verschiedener Frequenzbänder in Kauf nehmen zu müssen.

Da Multibandkompressoren grundlegend in das Klangbild einer Musikmischung eingreifen können und die komplexe Parametrisierung viel Erfahrung mit der Bedienung und der Arbeitsweise der Geräte voraussetzt, gibt es Versuche, die Einstellung des Kompressors zu automatisieren; so gibt es Geräte, die das zu bearbeitende Programmmaterial analysieren können und auf Basis der spektralen und dynamischen Eigenschaften versuchen, das Material möglichst homogen zu verdichten. Dadurch wird dem Signal jedoch eine bestimmte Klangästhetik aufgeprägt, die nicht immer mit dem musikalischen Charakter des Materials harmoniert.

Röhrenkompressor

Im Gegensatz zu Kompressoren mit Halbleiterschaltung kommt beim Röhrenkompressor als verstärkendes Bauteil eine Elektronenröhre zum Einsatz. Obwohl beide Bauteile die gleiche Aufgabe haben, können die klanglichen Veränderungen des bearbeiteten Materials sehr unterschiedlich sein, da je nach verwendetem Verstärker bauteil- und schaltungsspezifische Eigenschaften mit in das Klangmaterial einfließen.

Optokompressor

Bei diesem Kompressor-Typ wird die Steuerspannung einer Leuchtdiode zugeführt, deren Helligkeit sich entsprechend ändert. Im Signalweg befindet sich ein Fototransistor oder ein Fotowiderstand, der die Funktion des Stellelements wahrnimmt. Besonders für die mit dem Photowiderstand arbeitende Variante ist eine gewisse Trägheit im Regelverhalten charakteristisch, die oft als besonders musikalisch empfunden wird. Als Erfinder des Optokompressors wird in der Fachliteratur häufig der britische Tontechniker Joe Meek genannt.

Sonderformen

Wird statt des Originalsignals zur Steuerung ein fremdes Signal eingesetzt, spricht man von „Side-Chain“ oder „Ducking“. Hierbei wird das Originalsignal heruntergeregelt, wenn der Pegel des Steuersignals steigt. Typischer Anwendungsfall ist die automatische Herunterregelung der Musiklautstärke bei Ansagen des Moderators oder DJs im Radio. Daher haben einige DJ-Mischpulte eine solche Funktion direkt eingebaut (Talkover). Einige Stilrichtungen der Dance-Musik verwenden als Stilmittel eine im Takt der Bassdrum pumpende Lautstärke des gesamten Musikstücks. Um diesen Effekt zu erzielen, wird nur das Signal der Bassdrum dem Sidechain-Eingang zugeführt, während der gesamte restliche Stereo-Mix durch den Signalweg des Kompressors geführt wird.

Kritik

Die Hifi-Zeitschrift "stereo" kritisierte in ihrer Ausgabe 9/2010 das Komprimieren von Musiktiteln heftig. Sie verglich die ursprüngliche Ausgabe einer CD mit einem später herausgegebenen Remastering und stellte fest, dass diese häufig komprimiert wurden. Die Zeitschrift interviewte Alan Parsons; dieser sagte: "Es ist allerdings zur Mode geworden, zu stark zu komprimieren. Aus der Sicht von HiFi ist das ein Desaster!"^[1] Diese Tendenz wird als Loudness war bezeichnet.

Siehe auch

• Limiter, Expander
• Gate
• Kompander

Einzelnachweise

1. ↑ Interview, Seite 130

Literatur

• Thomas Sandmann: Effekte und Dynamics. 7. Auflage, PPV-Verlag 2008, ISBN 978-3-932275-57-9
• Hubert Henle: Das Tonstudio Handbuch. 5.Auflage, GC Carstensen Verlag, München, 2001, ISBN 3-910098-19-3
• R. Beckmann: Handbuch der PA-Technik, Grundlagen-Komponenten-Praxis. 2. Auflage, Elektor-Verlag, Aachen, 1990, ISBN 3-921608-66-X
• Roland Enders: Das Homerecording Handbuch. 3. Auflage, Carstensen Verlag, München, 2003, ISBN 3-910098-25-8

Weblinks

• Wie funktioniert der Kompressor? Video-Workshop für Einsteiger zum Kompressor
• Workshop Kompressoren, Limiter, De-Esser
• Wie man einen Kompressor richtig einstellt (Sebastian Haitz, 96kHz.de)
• Kompressor Basics auf Bonedo.de