Gates & expanders

 

Ongewenste bijgeluiden vormen een probleem op elk gebied van het opnemen. Electronische apparatuur, magnetische banden en kwantiseerfouten in digitale systemen brengen ruis voort. Slechte afscherming van snoeren en niet geaarde stopcontacten zijn slechts enkele voorbeelden die bromproblemen kunnen veroorzaken. Dan zijn er nog bijgeluiden die, ofschoon niet electronisch ontstaan, evenzogoed ongewenst zijn. Bijvoorbeeld het geluid van andere instrumenten dat door de microfoon wordt opgevangen, krakende stoelen, kuchende mensen, enz.

 

Als bijgeluiden eenmaal aan een elektrisch signaal zijn toegevoegd, kunnen ze er later niet meer uit verwijderd worden-ze blijven aanwezig. Zo kan een muziekopname een hinderlijke hoeveelheid bandruis bevatten, die niet meer valt uit te filteren zonder ook een deel van de muziek mee te filteren. Wat kun je dan wel doen als je ze niet kunt verwijderen? Het antwoord is...Verbergen!

 

Tenzij de verontreiniging van bijgeluiden tamelijk ernstig is, zullen deze meestal alleen opvallen gedurende stille passages in de muziek. Dit feit vormt een aanknopingspunt om deze bijgeluiden aan te pakken. Een complete mix is erg moeilijk te behandelen, omdat stille periodes zeldzaam zijn. Bij afzonderlijke tracks in een multitrack-opname ligt dat anders. Neem een zangpartij: Onvermijdelijk zijn er korte pauzes tussen woorden en noten. Als het signaal-niveau gedurende deze pauzes naar beneden gedraaid zou kunnen worden, wordt daarmee ook de achtergrondruis terruggebracht.

 

Een vroegere oplossing van dit probleem was gebaseerd op het gebruik van een electronische schakelaar, die reageerde op het niveau van het inkomende signaal. Net als bij de compressor wordt er een drempelwaarde door de gebruiker ingesteld, maar dit keer komt de electronische schakelaar in werking en dempt het signaal zodra het niveau van het signaal onder de drempelwaarde zakt. Terwijl een compressor signalen boven de drempelwaarde bewerkt, behandelt de gate alleen signalen eronder. Omdat deze elementaire gate echter alleen aan of uit kon zijn (er was geen tussenstand) liepen zachte geluiden het gevaar, tegelijk met de bijgeluiden volledig afgekapt te worden. Onderstaande tekening laat zien hoe het treshold-systeem in dit geval werkt.

 

Om het afkap prbleem van zachte geluiden te verhelpen, werden latere gates uitgerust met een releasetijd-regelaar zodat ze, in plaats van eenvoudig weg uit te schakelen wanneer het signaal onder de drempel zakt, het geluid lieten wegfaden met een door de gebruiker ingestelde tijdsddur. Om dit te bereiken werd de electronische schakelaar vervangen door een VCA, dezelfde die bij de compressor gebruikt wordt. Dit is een enorme verbetering en voorkomt dat de bijgeluiden abrupt aan- en uitgezet worden (een effect dat in de meeste gevallen veel storender is, dan het continue achtergrond lawaai zelf). De werking van dit apparaat laat de uitstervende zachte geluiden op een natuurlijke manier wegzakken, in plaats van ze abrupt af te kappen.

 

Release is na treshold zeker de belangrijkste parameter. Maar het is ook handig om een attack-regelaar in de gate op te nemen, om te bepalen hoe snel de gate opengaat wanneer het input-signaal boven de drempel komt. Als hij te snel opengaat, kunnen lage frequenties vervormen. Dit komt, omdat een gate volgens een cyclus werkt. Dit effect kan een hoorbare 'klik' opleveren. Door de attack-tijd enigszins te vertragen, kan dit probleem worden verholpen. Aan de andere kant zal een geluid (zoals een slag op een snare-drum) van zijn impact beroofd worden als de gate te langzaam opengaat. Dus moeten we hem onder deze omstandigheden zeer snel laten werken. Op z'n snelst is een attack-tijd van niet meer dan een paar tienden van microseconden wenselijk. Terwijl voor een langzame opening  enkele tienden van milliseconden ideaal kunnen zijn. Zoals echter wel vaker het geval is, waren gebruikers er snel bij om het creatieve potentiaal van gates te onderkennen, waarbij zelfs een nog langere attack-tijd kan worden gebruikt om een geluid meer als een envelope-shaper te modificeren. Het gevolg hiervan is, dat ontwerpers nu hun apparaten een grotere reeks van attack-tijden geven dan voor een zuiver correktief werk noodzakelijk zou zijn.

 

Een andere regelaar die je op veel gates zou kunnen tegenkomen is 'hold'. Net als de regelaar die men soms tegenkomt op compressors, weerhoudt het de gate ervan om voor een van te voren bepaalde tijd, de release-fase in te gaan. In b.v. je eigen muziekproductie kan dit, in combinatie met een snelle release-tijd, gebruikt worden om kamer ambience of reverb te gaten. Een korte hold-tijd kan nuttig zijn om te voorkomen dat, wanneer het niveau van het signaal constant schommelt, de gate gaat 'snateren'.

Hoe attack, release en hold-tijden samenwerken, illustreert onderstaande figuur.

 

Snateren kan een probleem zijn, wanneer het geluid dat gegate wordt een langzaam golvende vorm heeft. Daarom zijn de beste gates vaak zo ontworpen, dat ze een hysteresis effect laten zien. Simpel gezegd betekent dit dat het signaal, ongeacht de drempel die is ingesteld om de gate te openen, een eind onder die drempel moet zakken voordat de gate weer dichtgaat. Dit heeft hetzelfde resultaat als twee drempels (één om de gate te openen en een lagere om hem weer te sluiten). Praktisch gezien betekent dit, dat het signaal qua niveau meer zou moeten variëren dan het verschil tussen de twee drempels, voordat er opnieuw getriggerd wordt. Een voorbeeld van een golfvorm, die problemen zou kunnen veroorzaken is een uitstervende synthesizer-toon met LFO amplitude modulatie. Onderstaande tekening laat zien hoe dit type signaal aangepakt wordt door A; een gate zonder hysteresis en B; een gate met hysteresis. De meeste van dergelijke gates hebben een vaste hoeveelheid hysteresis en dus hoeft de gebruiker geen extra regelaar in te stellen.

Van alle signaal-processors is de gate waarschijnlijk degene die zijn aanwezigheid het meest laat blijken, wanneer hij verkeerd wordt ingesteld. Als de drempel foutief wordt ingesteld of als het verval te kort duurt, kan het geluid op een onlogische manier aan en uit ge-gate worden. hierdoor klinkt het als een defecte verbinding of zelfs enorme vervorming. De correcte procedure is, om de drempel zo laag mogelijk in te stellen zonder dat foutieve triggering door bijgeluiden een probleem vormt en dan de release en hold-tijden zo in te stellen dat het natuurlijke uitsterven van het geluid niet beïnvloed wordt. In het algemeen moet de attack-tijd zo snel mogelijk zijn (zonder clicks te veroorzaken). Tenzij een langzame attack nodig is voor een speciaal effect. Wanneer een signaal bomvol bijgeluiden zit, is het onredelijk om van een gate te verwachten dat het verbetert wordt zonder onacceptabele neveneffecten. Als je voorzichtig bent met opname-niveaus en je je uiterste best doet om bijgeluiden aan de bron te minimaliseren, dan kan gating helpen om van een goede opname een exceptionele opname te maken. Het is algemeen gebruikelijk om bij het mixen van een multitrack-recorder meerdere gates te gebruiken, één voor elke track.

 

Waardevolle toepassingen van de gate zijn het opschonen van gesamplede geluiden, het modificeren van envelopes van gesamplede geluiden en het verminderen van akoestische overspraak tussen instrumenten die ieder een eigen microfoon hebben, maar zich dicht in elkaars buurt bevinden. De gate is geen universeel hulpmiddel voor problemen met bijgeluiden, maar indien juist gebruikt, is het een zeer waardevol stuk gereedschap

 

Meer en meer werken gates tegenwoordig volgens het expander principe, wat precies het tegenovergestelde is van het compressor-mechanisme. Wanneer het signaal onder de drempel zakt wordt het niet uitgeschakeld, zoals in het geval van een eenvoudige gate, maar wordt het onderworpen aan een volumereductie. Als bijvoorbeeld het signaal de hele tijd net onder het drempelniveau aanwezig is, zou een normale gate helemaal geen output geven m.a.w., hij zou nooit opengaan. De expander geeft echter wel enige output, maar het niveau wordt gereduceerd. Een 1:2 expander-ratio zou b.v. betekenen dat voor elke dB die de input onder de drempel zakt, de output 2 dB zakt. Een geexpandeerd signaal klinkt nogal raar, omdat de pieken erg hard zijn en de rustige delen alles behalve onhoorbaar. Onthoudt: het gebeurt alleen onder het drempel-niveau en het klinkt minder kunstmatig dan gewoon gaten. Het algehele resultaat verschilt niet veel van een conventionele gate, maar de aan en uitschakelmomenten zijn minder storend.

 

Expanders met een lage ratio (minder dan 1: 1,5) kunnen op subtiele wijze gebruikt worden om het dynamische bereik van signalen die onder de drempel zakken te vergroten. Als het drempel-niveau erg hoog wordt afgesteld, wordt het hele signaal-bereik behandeld. Dit kan nuttig zijn om de natuurlijke dynamiek te herstellen van een over-compressed stuk muziek.

 

aansluitingen

 

Gates zijn processors en worden altijd in lijn gezet met het signaal dat verwerkt wordt, nooit in de aux/send loop. Signalen kunnen gegate worden voordat ze worden opgenomen of daarna, tijdens het mixen, waarbij het voordeel van gaten tijdens de mix-fase is, dat je tegelijkertijd alle bandruis die zich opeengehoopt heeft er uit kunt gaten. Ook zal een verkeerde instelling een uitvoering niet ruïneren, wat vaak het geval is met grote drumstellen, kan een beetje gating tijdens de opname gewenst zijn. Gate in ieder geval geen signaal waaraan galm is toegevoegd ( behalve om gegate galm0effecten te creëren), omdat je een deel van het galm verval zou kunnen afkappen. Als je het signaal gate voordat je de galm toevoegt, zal de galm niet alleen intact blijven maar zal deze ook elke discontinuïteit, die door de werking van de gate veroorzaakt wordt, verdoezelen.

 

 

 

Ondanks zijn 'deftige naam' staat het woord equalizer (afgekort EQ) eigenlijk gewoon voor toonregeling en gewoonlijk wordt het zowel gebruikt om onvolkomenheden in het opname-systeem te verbeteren als om nieuwe klankkleuren te creëren.

 

Wat doet een equalizer met het signaal? Een gewone gain- of volumeregelaar draait het hele signaal omhoog of omlaag zonder de klankbalans te beïnvloeden. M.a.w, alle frequenties die in het signaal aanwezig zijn, worden in dezelfde mate versterkt of verzwakt. Als een circuit dit doet, spreekt men van een 'vlakke frequentie-respons'.

 

De equalizer daareentegen beïnvloedt het niveau van sommige frequenties meer dan dat van andere. De meeste equalizers die bij het studiowerk worden  gebruikt zijn van het 'shelving' of van het 'bandpass' type. De 'filterhelling' wordt meestal uitgedrukt in dBs per oktaaf en voor muzikale toepassingen zijn hellingen van 6 dB per oktaaf of 12 dB per oktaaf gebruikelijk. Indien het nodig is om subsonische signalen van ongeveer 50 Hz of zeer hoge frequenties van boven de 20 kHz weg te filteren, worden scherpere hellingen van 24 dB per oktaaf gebruikt en zijn de filters non-shelving. Dergelijke filters worden high-pass en low-pass filters genoemd, daar ze respectievelijk hoge en lage frequenties doorlaten en men komt ze vaak tegen bij uitgebreidere mengtafels. EQ kan in de volgende specifieke typen worden onderverdeeld:

 

High-pass-filter (HPF)

Dit filter verzacht of vermindert alle frequenties onder een vast ingestelde treshold. Als een High pass filter bijvoorbeeld op 10 kHz is ingesteld, laat het alleen signalen boven deze frequentie van 10 kHz horen.

 

Low pass-filter

Dit filter werkt precies op de tegenovergestelde manier van het HPF-filter. Het filter laat de signalen met een frequentie onder een bepaalde treshold toe.

 

High Shelf

Dit filter kun je gebruiken om frequenties boven de gespecificeerde frequentie te boosten (=verhogen) of te cutten (=verlagen)

 

Low Shelf

Het tegenovergestelde van High Shelf. Voor het boosten of cutten van de frequenties onder de gespecificeerde frequentie

 

Peak

Een combinatie van de peak-controls en de aanverwante controls van frequentie en Q die beter bekend staan als een parametric equaliser. op elke mengtafel vind je minimaal twee peak-eq's, LOW en HIGH. Op de wat professionelere mengtafels kun je er meestal vier vinden: LOW, LOW-MID,HIGH-MID en HIGH. Meestal hebben de Low en de high EQ's aparte controls. Met één control selecteer je de frequentie waarop de EQ moet werken en met de andere control stel je de hoeveelheid boost of cut in, die aan de ingestelde frequentie moet worden toegevoegd. Bij de mid-range secties tref je nog een andere bediening aan: Q (zie info hieronder)

 

Bandpass

deze equalizers, ook bekend als 'bell' (=klok) curve equalizers, beïnvloeden alleen een speciale frequentieband en laten dus frequenties boven of beneden hun bereik in principe ongemoeid. Hoe breder de respons curve is, des te breder de frequentieband is die beïnvloed wordt. we noemen dit de bandbreedte. Als je de centrale frequentie van de curve deelt door zijn bandbreedte, krijg je een cijfer dat bekend staat als de 'Q' van het circuit. Dit is nuttige informatie omdat hoe hoger de Q, des te scherper het filter is. Het is zelfs mogelijk om high Q filters te bouwen, die een frequentiebereik van niet meer dan een halve toon kunnen beïnvloeden. Een brede Q setting geeft een Bell-vormgebied en een smalle Q setting geeft een Notch-gebied.

Vanwege hun vermogen om alleen een specifieke frequentieband te beïnvloeden worden bandpass equalizers vaak gebruikt als midden regelaars, waarbij er één of meerdere gebruikt kunnen worden. In een eenvoudige equalizer worden de bandbreedte en de centrale frequentie dan op een vaste waarde gezet. Het enige wat de gebruiker kan doen, is de mate waarin de frequenties gefilterd of versterkt worden, variëren.

 

Grafische equalizer

Je zou natuurlijk het hele audiospectrum kunnen regelen door meerdere bell equalizers, die allemaal op verschillende frequenties werken, samen in een kast te stoppen. Dit is in feite de basis van de grafische equalizer. de individuele filters zijn geplaatst op oktaaf, halve oktaaf of éénderde oktaaf en hun overlap is op een dusdanige manier geregeld dat, wanneer ze allemaal met dezelfde hoeveelheid filteren of versterken, de frequentierespons min of meer vlak blijft. De schuifregelaars hebben vaak halverwege een pal zodat de midden-stand gemakkelijk gevonden kan worden. Gewoonlijk regelen de allerhoogste en laagste schuifregelaars een 'shelving' equalizer en niet een 'bell'. Onderstaande figuur laat de respons van de filters van een typische grafische equalizer zien. Het filterbereik is hier beperkt tot een maximum van plus of min 12 dB. De graphic equalizer is meer geschikt voor live PA-systemen dan voor in de homestudio.

 

Sweep equalizer

Een meer flexibele benadering is het toevoegen van nog een regelaar aan het 'bell' systeem, zodat de equalizer afgestemd kan worden op een bepaald deel van het audiospectrum. Dit is wat gebeurt bij een 'sweep' (=afzoekende) mid-range equalizer, die dikwijls kan worden afgestemd van 200 Hz tot aan meerdere kHz. Dit is het soort systeem dat in de meeste budget-mengtafels wordt gebruikt (zoals mijn spirit folio sx), met meestal een bas en een treble regelaar en één of twee sweep mid-range regelaars.

 

Aansluitingen

In de meeste gevallen moeten de faciliteiten, die de in de mengtafel ingebouwde equalizers te bieden hebben, voldoende zijn. Maar wanneer een externe equalizer nodig is, kan deze aangesloten worden via de kanaal- of groepaansluitingspunten. Het kan soms ook nodig zijn om de hele mix te verwerken, in welk geval een stereo equalizer nodig is die aangesloten moet worden op de hoofd-stereo- aansluitingspunten van de mixer (als hij die heeft). In het laatste geval is het beter om tijdens het mixen de two-track input te controleren in plaats van de links/rechts output van de mixer, omdat je zo het effect van de equalizer kunt horen. Omdat een equalizer meer een processor is dan een effect moet hij nooit op een send-return worden aangesloten. En onthoud, altijd als de ingebouwde EQ niet gebruikt wordt, is het aan te raden om hem te passeren (als daar een schakelaar voor is). Hierdoor ben je er zeker van, dat het signaal door geen enkel systeem gaat waar het niet doorheen hoeft. Dit 'minimale signaalpad' is van belang bij het handhaven van de signaal-zuiverheid en deze filosofie vindt men in veel moderne mengtafel-ontwerpen weerspiegeld.

 

Belangrijk

De grootste fouten in mixen worden veroorzaakt door verkeerd gebruik van EQ, niets kan een authentieke opname meer verpesten dan het overmatige gebruik van EQ. Goede equalizing toevoegen aan een mix is een kunst en net als met compressie zijn er geen harde regels, alleen richtlijnen. Gebruik de EQ wanneer een track in solo-mode staat zodat je niet door andere geluiden wordt afgeleid. Schakel zo nu en dan de solo-mode uit en luister dan hoe de track in de mix staat. op deze manier hoor je of er dingen zijn die boven de rest van de mix uitkomen of dat je iets overdreven te werk bent gegaan.  Hieronder vind je (in het engels, overgenomen uit het gerenomeerde engelse vakblad Computer Music) een tabel waarop je kunt zien hoe de EQ bij voorkeur wordt gebruikt en alhoewel elk geluid anders klinkt zijn dit algemene richtlijnen.

Bron: Computer Music