vignette|upright|Un rack de compresseurs analogiques dans un studio d'enregistrement Un compresseur est un appareil de traitement du son destiné à réduire la dynamique du signal. C'est un effet audio qui réduit le niveau des parties du signal qui dépassent durablement un seuil déterminé par l'utilisateur.
Les compresseurs se présentent sous forme matérielle comme une unité rackable, une pédale d'effet, un module intégré à une console de mixage, ou sous forme logicielle comme plug-in audio de station audio-numérique.
Principe Un compresseur est un amplificateur dont le gain varie, relativement lentement, selon la valeur du signal à son entrée.
Rapport et seuil de compression
Le compresseur réduit le niveau du signal audio quand son amplitude dépasse un certain seuil (), dans le rapport de compression () choisi. Il transmet tel quel un signal dont le niveau est constamment en dessous du seuil ; il atténue un signal de niveau constant au-dessus du seuil de telle sorte que le niveau augmente ratio fois moins vite que celui d'un signal non traité.
Pour des signaux de niveau constant, cela revient à :
où E et S sont les niveaux des signaux d'entrée et de sortie exprimés en décibels, T le niveau du seuil (), et R le rapport de compression ().
Les compresseurs présentent généralement des modulomètres qui indiquent les niveaux d'entrée et de sortie, ainsi que la réduction de gain courante.
Attaque et retour
Ces relations valent pour des signaux constants. L’intérêt du compresseur réside dans le fait qu'il agit avec des délais pour l'attaque, au dépassement du seuil, et pour le retour, quand le niveau revient en dessous du seuil.
La compression peut affecter le son discrètement ou de manière très audible et caractéristique, bénéfique ou adverse. Par exemple, si le signal comporte une partie à fort niveau, très variable, comme une voix humaine, et une partie à faible niveau, presque stable, comme un bruit de fond on entend cette dernière « pomper », regagnant son volume normal progressivement pendant le délai de retour après chaque passage fort de la partie variable.
La plupart des compresseurs donnent la possibilité d'agir sur deux réglages : Temps d'attaque () c'est la constante de temps dans le sens de la montée du signal que le circuit compare au seuil () pour déclencher la réduction de gain. Des temps d'attaque longs permettent d'intervenir sur le signal de manière subtile/inaudible mais laissent les attaques dépasser largement le seuil. À l’inverse, des temps d'attaque courts « s'entendent » plus mais garantissent mieux que le signal n'atteint pas des niveaux excessifs. Temps de retour () c'est la constante de temps dans le sens de la descente du même signal, retardant le retour du compresseur à son état neutre. Si les temps d'attaque et de retour sont très brefs, l'amplificateur distord le signal, au profit de la réduction de la dynamique. Tout le dispositif n'est qu'un amplificateur non linéaire. Avec un infini (noté ∞), et des temps d'attaque et de retour nuls, l'amplificateur effectuerait un écrêtage.
Si les temps d'attaque et de retour sont longs, le gain de l'amplificateur ne change que lentement, et il n'y a aucune distorsion.
Si le temps d'attaque est très bref et que le temps de retour est long, il n'y a de distorsion que dans les transitoires, à l'instant où le compresseur intervient ; mais le niveau de toute partie qui suit un passage fort se trouve réduit.
Si le temps d'attaque est moyen, le compresseur n'atténue pas les attaques des sons, mais réduit les sons forts qui se prolongent.
Courbes de seuil
Le (littéralement le genou) est le point de jonction entre le comportement linéaire du compresseur (pas de compression, sortie = entrée), et le début de la compression, situé au niveau du seuil.
Le « » (transition douce) permet une entrée en action plus progressive du compresseur et paramétrable, le « coude » est arrondi. Les signaux un peu plus faibles que le seuil sont déjà légèrement réduits, ceux qui sont seulement un peu au-dessus du seuil sont moins affectés que ceux qui sont largement au-dessus. Le « » fait référence au comportement classique d'un compresseur.
Makeup gain (compensation de gain)
Le compresseur réduit le niveau moyen du signal, puisqu'au-dessus du seuil il l'atténue. Le make-up gain permet de compenser cette perte de niveau due à de fortes compressions.
Fonctionnement
Circuit analogique Un circuit donne la valeur moyenne ou la valeur efficace du signal d'entrée. Ce signal d'enveloppe est comparé à un seuil (). La sortie d'un comparateur est à zéro en dessous du seuil, et est égale au signal d'enveloppe au-dessus. Cette sortie charge un condensateur à travers une diode et une résistance variable que règle l'utilisateur. Cette résistance étiquetée (attaque) constitue avec le condensateur une constante de temps de charge qui détermine la rapidité de l'action du compresseur. Le condensateur se décharge à travers une autre résistance, également ajustée par l'utilisateur, étiquetée (temps de relâchement). Ce circuit résistance-condensateur détermine une deuxième constante de temps, qui détermine la rapidité du retour à zéro après un dépassement du seuil.
L'élément qui traite le signal est un amplificateur contrôlé en tension (VCA), c'est-à-dire un amplificateur dont le gain, au lieu d'être réglé par un potentiomètre, dépend de la tension présente à une entrée spéciale dite entrée de contrôle. Dans le compresseur, l'entrée de contrôle est reliée aux bornes du condensateur par un amplificateur dont l'utilisateur peut régler le gain avec un potentiomètre étiqueté ratio, de telle sorte que quand la tension à ce point est nulle, le gain est nominal, et quand elle augmente, le gain diminue, atténuant le signal. L'utilisateur peut contrôler ce gain nominal par un potentiomètre étiqueté (gain de compensation).
Applications Augmentation du volume En production audiovisuelle, radiophonique ou publicitaire, le compresseur s'utilise pour rehausser le niveau général, jusqu'à même en abuser dans le cadre de la guerre du volume.
En effet, une trop grande dynamique sonore n'est pas adaptée aux conditions d'écoute quotidienne du grand public. Dans une voiture par exemple, on n'a pas le même calme que dans une salle de concert. Il faut donc éviter les passages trop faibles (pianissimo), qu'on n'entend pas puisque couverts par le bruit ambiant. Même dans l'écoute en auditorium, des études ont mis en évidence une préférence pour une dynamique compressée.. Une des explications avancées est que l'audition humaine perçoit bien mieux toutes les fréquences à un certain niveau. Pour en tenir compte, on a conçu des compresseurs qui agissent différemment par bandes de fréquence. Prévus pour l'étape finale de la diffusion, on les appelle ou .
Production musicale vignette|Deux pédales de compression de la marque Keeley : celle de gauche est destinée à la basse, celle de droite à la guitare électrique. En création musicale, le compresseur est utilisé pour obtenir une sonorité plaisante (par exemple ajouter du à une guitare électrique ou à une basse, ou pour réduire la dynamique et égaliser le volume sonore entre les différentes techniques de jeu, notamment à la guitare électrique rythmique en son clair en funk).
Il est également utilisé en mixage afin de limiter un instrument à une fenêtre de dynamique réduite, sans qu'il couvre la voix du chanteur ou qu'il disparaisse derrière elle.
Au , on utilise le compresseur pour réduire la dynamique et enregistrer de façon optimale en évitant les niveaux dépassant la limite (distorsion et clipping).
Production audiovisuelle En production audiovisuelle, le compresseur sert très souvent pour le mixage des sons enregistrés en cabine ou en auditorium, avec peu de bruit de fond, et notamment des voix off et de l'interprétation simultanée. Le compresseur se place dans le canal du premier mélange, avec une sortie du canal de la voix off à son entrée de contrôle (). La modulation de la voix off contrôle le niveau du fond sonore, ce qui assure qu'elle est toujours entendue distinctement. Le son d'origine s'abaisse quand le niveau de la nouvelle voix s'élève ().
Autres Caractéristiques Couplage entre plusieurs compresseurs
Le couplage (Stereo Linking) entre deux compresseurs consiste à appliquer les mêmes réglages et le même signal de référence, à la fois aux canaux gauche et droit. Ceci permet d'empêcher que l'image stéréo ne dévie (ou flotte) latéralement, ce qui se produit si chaque canal est compressé individuellement et dans le cas où la compression sur un canal est plus forte que celui de l'autre.
Le chaînage peut être réalisé de deux manières :
Soit en mesurant la somme des deux compresseurs mono en entrée. Soit le compresseur calcule d'une façon indépendante pour chaque canal et puis applique la réduction de gain la plus élevée aux deux compresseursvoir UAD Powered Plug-Ins, User Manual, Version 4.10, Fairchild 670 section A, p. 133).
Plus généralement, le couplage multicanal consiste à chaîner les commandes de plusieurs compresseurs dans le cas d'un enregistrement ou d'un mixage multicanal.
Look-ahead (pré lecture)
Le look-ahead (lit.: voir en avant) est conçu pour résoudre à temps le problème de la détection des transitoires d'attaque.
Le look-ahead permet d'obtenir de bons compromis entre les temps d'attaque lents qui laissent passer les transitoires d'attaque, et les taux d'attaque rapide capable de capturer les transitoires. Une grosse transitoire peut avoir pour conséquence un trop fort taux de compression audible et non désiré ainsi que des distorsions.
Le signal d'entrée est divisé en deux, et un côté est retardé de quelques millisecondes. La partie du signal non retardée est utilisée pour détecter, commander la compression du signal retardé, ce qui apparaît alors à la sortie. Cette technique permet un bon compromis. Le prix à payer de cette solution est que le signal est retardé de quelques millisecondes.
Cette technique permet, en numérique, un temps d'attaque égal à zéro (brick-wall). En analogique, sur le magnétophone, une tête de prélecture ou une ligne à retard conduisent au même résultat.
Side-chain (commande extérieure)
La technique du Side-chain a pour principe d'utiliser un signal externe (« »), lequel va déclencher (« ») l'action du compresseur en fonction du niveau de ce signal extérieur.
C'est aussi une technique pouvant être utilisée par les disc jockeys pour faire du « ducking » ainsi, éventuellement, qu'au cinéma, la radio et la télévision lors de l'utilisation d'une voix off ou de tout autre signal dont le niveau doit rester dominant.
Dans la musique électronique, l'utilisation de la technique du , (par exemple: sur une piste de basse ou sur une piste de synthétiseur permet au compresseur de ne s'activer qu'à chaque coup de grosse caisse, afin de ne pas masquer ce dernier. L'effet qui en résulte est une sensation daspiration (effet de pompage) de la piste compressée. On le retrouve beaucoup dans la musique dite French Touch.
Un circuit de détection avec Égaliseur, peut aussi être utilisé pour réduire le volume des signaux qui ont un fort contenu spectral dans certaines bandes de fréquences comme le dé-esseur.
Autres types de compresseurs
Limiteur
vignette|Comparaison entre le signal limité et le clipping. Le clipping introduit une grande quantité de distorsion alors qu'une limitation en introduit seulement une petite quantité tout en gardant le signal dans les limites audibles.
Compresseur et limiteur ne sont pas différents dans le principe. Le limiteur est un compresseur ayant un ratio élevé et, généralement, un temps d'attaque court. La plupart des ingénieurs du son considèrent qu'à partir d'un taux de compression de 10:1 ou plus, le compresseur devient un limiteurwww.tcelectronic.com/media/droney_massey_2001_compres.pdf.