Efek dan Prosesor Signal

 

Efek dan Prosesor Signal – Pendahuluan

Pada bagian ini kita akan mengilustrasikan metode utama manipulasi sinyal audio dan peralatan yang digunakan. Agar mudah, kita akan merujuk semua alat yang dibahas sebagai efek. Namun, harus ditekankan bahwa ada perbedaan penting, yaitu efek dibagi menjadi dua kategori: efek dalam arti sebenarnya, dan prosesor signal.

Efek: adalah modul yang memanipulasi satu bagian dari signal. Dalam modul ini sinyal dibagi menjadi dua: satu bagian mencapai output secara langsung, sedangkan bagian yang lain melalui rangkaian dan dimanipulasi. Pada output modul, sebuah mixer menggabungkan kembali kedua sinyal, satu yang tidak dimanipulasi (disebut dry signal atau sinyal kering) dan satu yang telah mengalami manipulasi (disebut wet signal atau sinyal basah). Karakteristik utama dari efek adalah sinyal kering dan sinyal basah dijumlahkan secara paralel. Berikut adalah gambar skema elektrik komposisi kedua suara tersebut:

Gambar 7.1 Penerapan efek kepada sinyal

Proses sinyal: adalah modul yang melakukan manipulasi pada keseluruhan sinyal.

Dalam kasus ini modul disusun secara berseri.

Perkembangan elektronik, bersama dengan pengetahuan intrinsik akan suara, telah memungkinkan kreasi sejumlah rangkaian yang menjadi sumber daya tak tergantikan di bidang sound engineering. Perkembangan elektronika digital telah membawa kemajuan lebih lanjut, dengan adanya modul-modul yang mampu memproses sinyal secara matematis selain secara elektronis. Pada saat ini, pasar sedang terbanjiri oleh berbagai efek yang berbeda dengan hasil akhir yang sulit dibayangkan. Beberapa dari efek ini benar-benar berharga, beberapa bisa dianggap sebagai ‘kemewahan’ untuk memberikan sentuhan ekstra kepada karya artis, sedangkan beberapa yang lain begitu khasnya hingga hanya cocok digunakan dalam situasi tertentu.

Semua efek yang dirujuk dalam bagian ini dapat dicapai menggunakan rangkaian elektronik, rangkaian digital yang memiliki algoritme tertentu, atau melalui modul yang menggabungkan kedua pendekatan ini. Rangkaian elektrik memanipulasi sinyal input dan memodifikasi karakteristik (seperti amplitudo atau kandungan frekuensi). Kualitas dari modul yang digunakan bergantung kepada kualitas dari komponen elektrik tunggal (resistansi, kapasitor, induktansi, konektor, dsb) dan kualitas rancangan rangkaian itu sendiri. Sirkuit digital beroperasi dengan cara yang sama sekali berbeda. Sinyal input disampel dan disimpan dalam sistem memori digital (RAM) kemudian rangkaian digital (yang terdiri dari berbagai rangkaian terintegrasi) melakukan operasi matematis pada data yang tersimpan dengan algoritme yang mensimulasi keadaan nyata.

Berikutnya kita akan melihat efek-efek utama yang digunakan dalam sound engineering dan juga prosesor signal yang paling sering digunakan.

Reverb

Reverb atau gema adalah suara yang bertahan dalam suatu lingkungan setelah sinyal langsungnya sudah padam. Agar mendapatkan gambaran yang lebih jelas, kita mengambil contoh makroskopik: suara tembakan dalam sebuah katedral. Contoh ini memang merupakan kejadian nyata yang langka, tetapi merupakan contoh yang ideal untuk memahami suara. Setelah suara tembakan (suara yang disebabkan pistol adalah ledakan yang pendek), suara bergema selama beberapa detik dan kemudian padam perlahan-lahan. Gema yang memudar ini sebenarnya adalah suara asli yang memantul dari permukaan-permukaan yang ditemuinya. Kita telah melihat, dalam refleksi, sebagian dari energi diserap dan sisanya dipantulkan. Jadi, pada setiap pantulan, gelombang kehilangan sebagian energi hingga memudar sama sekali.

Reverb mengikuti aturan yang sangat spesifik, yang diringkas dalam diagram berikut:

Gambar 7.1 Tingkah laku suara reverb

Diagram memperlihatkan amplitudo dari berbagai pantulan dan instan waktu pantulan-pantulan itu terjadi. Suara pertama yang sampai ke pendengar adalah sinyal langsung, yaitu suara yang menempuh jalur terpendek. Setelah henti sejenak yang disebut pre-delay, early reflections atau pantulan awal tiba, yaitu suara yang telah memantul dari satu permukaan saja dalam perjalanannya mencapai telinga pendengar. Terakhir, late reflections atau pantulan akhir tiba, yaitu suara yang memantul dari lebih dari satu permukaan. Karena pantulan akhir tiba dengan saling tumpah-tindih, maka dihasilkan suara yang kontinyu, dan juga karena pantulan akhir ini sangat berdekatan satu sama lain maka disebut dengan reverb cluster.

Untuk mereproduksi tingkah laku yang sama, teknik-teknik yang kreatif diimplementasikan di masa lalu. Sekarang kita akan melihat teknik-teknik ini, yang masih disimulasikan oleh modul reverb digital modern.

Spring reverb: untuk mensimulasi efek reverb, digunakan sebuah per dalam sebuah rongga. Dua transduser dipasang pada ujung-ujungnya, yang saling bergantian mentransfer sinyal suara ke per tersebut. Mikrofon digunakan untuk menangkap suara yang dihasilkan. Teknik ini bukanlah teknik yang amat realistis; spring revern digunakan dalam beberapa amplifier gitar, dan jarang digunakan untuk vokal. Modul digital yang menggunakan reverb tipe ini bisa digunakan untuk mendapatkan suara gitar tahun 60an.

Plate Reverb: dua transduser dipasang pada piringan yang digantung secara vertikal, satu memberikan sinyal input, dan satunya lagi menangkap getaran yang dihasilkan. Untuk memvariasikan karakteristik efek, kedua transduser bisa dipasang pada titik-titik yang berbeda. Teknik ini menawarkan hasil yang lebih realistis dibandingkan spring reverb, khususnya pada frekuensi tinggi.

Chamber reverb: sumber suara ditempatkan di dalam ruangan yang dindingnya memiliki kualitas pantulan tertentu. Suara yang dihasilkan ruangan ditangkap menggunakan mikrofon. Kelemahan teknik ini adalah keterbatasannya dikarenakan tidak mudah memindahkan chamber.

Hampir semua generasi terakhir peralatan reverb menggunakan teknologi digital dan memanfaatkan algoritme simulasi yang sangat kompleks (yang semakin mudah diakses akibat kemajuan kemampuan pemrosesan komputer). Berikut adalah daftar kendali utama yang tersedia pada unit reverb digital:

Pre-delay: mengendalikan waktu pre-delay.

Early reflection: mengendalikan panjang dari pantulan awal.

Decay: durasi decay reverb cluster.

Mix: persentase antara dry dan wet signal reverb.

Room dimension (dimensi ruangan):seringkali nilai merujuk kepada bentuk dan dimensi lingkungan (hall atau aula, room atau ruangan, chamber, cathedral atau katedral, spring/plate).

HF Ratio (rasio frekuensi tinggi): frekuensi tinggi merupakan frekuensi yang pertama kali teratenuasi ketika terjadi pantulan. Kendali ini memungkinkan kita untuk mensimulasi kemampuan serapan permukaan-permukaan tertentu.

Stereo width (kelebaran stereo): melebarkan atau menajamkan stereo image (citra stereo) dari reverb.

Beberapa unit juga menyediakan fasilitas untuk menset waktu decay yang berbeda untuk frekuensi yang berbeda.

Delay

Menambahkan kopi sinyal yang di-delay (ditunda) sehinga menciptakan efek echo. Dulu efek ini dihasilkan dengan menggunakan perekam analog dan mengeksploitasi perbedaan jarak antara repro head dengan recording head. Dengan mengirimkan output channel (atau saluran) kiri ke channel kanan dan sebaliknya, dan juga dengan memanipulasi kecepatan pita, bisa didapatkan efek yang ampuh dan, pada masanya, revolusioner. Era digital telah sangat menyederhanakan proses ini. Sekarang, efek delay mudah diciptakan dan teknologi digital telah membuka kemungkinan-kemungkinan inovatif yang menarik, seperti ping-pong delay (suara pengulangan dikirim ke channel kiri dan kanan secara bergantian) dan multi tap delay (echo diulang dengan interval waktu yang berbeda sehingga menciptakan efek pengenceran). Dalam musik, waktu delay seringkali didasarkan atas tempo lagu. Dengan cara ini, pengulangan suara terjadi sesuai dengan tempo dalam musik, menciptakan efek yang memenuhi lebih lanjut suara dalam lagu. Untuk menghitung waktu delay (dalam milisekon) yang dibutuhkan untuk musik dengan n ketukan (BPM atau beats per minute) kita menggunakan formula berikut:

Delay time (ms)= 60000 ms/bpm

Phaser

Efek ini mengkombinasikan sinyal original dengan sinyal delaynya, dimana waktu delay mengalami modulasi (ini berarti waktu delay berubah secara konstan dan laju perubahannya ditentukan suatu fungsi, misal sinusoid). Mari kita lihat apa yang terjadi dalam situasi ini dengan mengambil contoh sinyal sinusoid:

Gambar 7.2 Sinusoid dengan kesenjangan fase

Bentuk gelombang di sebelah atas merupakan sinyal original yang kita asumsikan dibentuk dari sebuah sinusoid dan harmonik keduanya. Gelombang kedua mirip dengan yang pertama tetapi memiliki delay variabel yang bernilai setengah semi-gelombang pada puncaknya. Sekarang kita bayangkan gelombang kedua berosilasi pada axis horizontal antara 0 dan posisinya pada diagram. Ketika berada di 0, kedua gelombang memiliki keseragaman fase dan menghasilkan penguatan semua frekuensi komponen sinyal. Ketika berada pada posisi delaynya (seperti pada gambar), kita melihat bagaimana harmonik pertama (atau fundamental) terbatalkan dan harmonik kedua diperkuat. Jadi, kandungan frekuensi sinyal original telah mengalami perubahan. Semua posisi intermediat berlaku dengan cara yang berbeda, baik pada harmonik pertama maupun kedua.

Kesimpulan: efek phasing dihasilkan dengan menjumlahkan kepada sinyal original sebuah kopi sinyal yang didelay, dimana waktu delay dimodulasi oleh gelombang tertentu (seandainya delay tidak dimodulasi maka kita mendapatkan perubahan yang statis dari kandungan frekuensi sinyal original. Dengan adanya modulasi ini, efek yang dihasilkan lebih menarik).

Kita bisa mensimulasi efek phaser dengan menggunakan dua mikrofon untuk menangkap satu sumber sinyal. Dengan memasang satu mikrofon diam di tempat, dan menggerakkan yang satunya lagi maju dan mundur secara teratur terhadap sumber suara, maka dihasilkan dua kopi dari satu suara yang sama: satu kopi ter-delay dari yang satunya lagi. Gerakan maju-mundur mikrofon kedua mensimulasikan modulasi waktu delay.

Gambar 7.3 Phaser

Kita bisa melihat bagaimana sinyal input dibagi menjadi dua bagian: bagian pertama sampai ke output tanpa mengalami perubahan, sedangkan bagian kedua dilewatkan melalui delay kemudian dimix dengan sinyal input. Waktu delay dikendalikan oleh LFO (Low Frequency Oscillator). LFO ini terdiri dari sebuah osilator yang menghasilkan gelombang frekuensi rendah, umumnya sinusoid pada 1 Hz atau bahkan kurang. Osilator ini biasanya digunakan untuk mengendalikan parameter efek yang lain, seperti dalam kasus ini, dimana LFO memodulasi waktu delay antara kedua sinyal (sebagai contoh, jika kita modulasi dengan sinusoid 1 Hz, kedua sinyal bersamaan fasenya setiap detik). Kita dapat melihat bagaimana satu bagian dari sinyal yang dialihkan ke output diambil dan dikirim kembali ke input. Metode ini digunakan pada berbagai efek lainnya untuk mengamplifikasi efek lebih lanjut.

Berikut adalah tipikal kendali suatu phaser:

Rate (laju): laju perubahan waktu delay (frekuensi modulator LFO).

Mix: menggabungkan sinyal original dengan sinyal yang dimanipulasi.

Feedback: mengendalikan jumlah phasing yang diterapkan.

Flanger

Flanger menambahkan efek phasing dengan cara menambahkan pitch shifter. Dengan kata lain, sebuah rangkaian yang mampu meningkatkan atau mengurangi tonalitas dari sinyal (contoh klasik pitch shift adalah ketika kita mempercepat atau memperlambat laju pita magnetik; pada masa-masa awal, efek ini diciptakan melalui penggunaan alat perekam analog). Sebagai contoh fenomena ini, kita umpamakan sebuah sinusoid pada frekuensi tertentu yang direkam pada pita magnetik. Dengan meningkatkan kecepatan pita kita akan melihat bahwa sinusoid tereproduksi dengan lebih cepat, yang artinya frekuensi sinusoid meningkat. Gambar berikut menunjukkan skema sebuah flanger:

Gambar 7.4 Flanger

Kita dapat melihat bagaimana LFO mempengaruhi modul delay dan pitch shifter.

Chorus

Efek Chorus bertindak lebih jauh daripada Phaser dan Flanger, dengan menambahkan sebuah modul yang menambahkan variasi pada amplitudo sinyal yang dimanipulasi.

Gambar 7.5 Chorus

Waktu, amplitudo, dan variasi pitch menghasilkan efek yang mirip dengan suara chorus (paduan suara), sehingga dari sanalah muncul nama tersebut.

Pitch Shifter

Seperti dikatakan sebelumnya, efek ini mampu menambah atau mengurangi tonalitas dari sinyal input. Karakteristik ini bisa digunakan dalam berbagai cara berbeda yang menarik. Sebagai contoh, kita bisa memasang efek ini dengan cara tertentu sehingga not input dinaikkan hingga satu oktaf (modalitas ini terkadang digunakan dalam penampilan solo gitar listrik). Dengan memainkan not yang dikeluarkan dengan delay dan peningkatan (atau pengurangan) tonalitas, berbagai efek yang berbeda dapat diciptakan.

Gambar 7.6 Penggunaan pitch shifter

Gambar (a) diatas menunjukkan kemungkinan dibuatnya efek arpeggio dengan menghasilkan duplikat suara yang di-delay berbarengan dengan peningkatan per step dalam tonalitas. Gambar (b) kita melihat bahwa, dengan tidak mengubah pitch, maka pitch shifter berlaku seperti delay. Dalam gambar (c), kita melihat bagaimana dengan memasang waktu delay pada 0 kita bisa menciptakan chord dengan hanya memainkan satu not

Tremolo

Tremolo menerapkan modulasi amplitudo kepada sinyal input. Frekuensi LFO mengendalikan kecepatan modulasi amplitudo sinyal.

Vibrato

Vibrato mengaplikasikan modulasi tone (frekuensi) kepada sinyal input. Dalam kasus ini, sebuah LFO memodulasi frekuensi dari sinyal.

Distorsi

Efek distorsi telah mengubah sejarah musik. Kelahiran musik rock banyak dipengaruhi efek ini, yang ditemukan secara tak sengaja sebagai akibat amplifikasi yang salah. Prinsip fungsi efek distorsi sangat mudah. Ketika amplitudo singyal melebihi ambang batas maksimal input suatu amplifier, fenomena saturation atau penjenuhan terjadi. Ini berarti ketika sinyal input di bawah batas ini, amplifier bekerja normal dan mereproduksi gelombang teramplifikasi di outputnya. Namun, ketika sinyal input melebih ambang batas, amplifier telah mencapai limitnya sehingga tidak bisa mengamplifikasi sinyal lebih lanjut. Ini berarti amplifier menyediakan output konstan selama rentang waktu dimana sinyal input berada diatas batas. Ketika sinyal input kembali ke bawah batas, amplifier kembali bekerja normal. Diagram berikut menggambarkan kurva amplifikasi amplifier, dan kerjanya pada input sinusoidal dengan level maksimum yang melampaui ambang batas amplifier.

Gambar 7.9 Efek penjenuhan sebuah sinusoid

Jadi, kita memiliki sinyal yang jenuh pada output. Penjenuhan mengakibatkan variasi mendadak sinyal, yang tidak lagi mengikuti perilaku sinusoidal alamiahnya sehingga sinyal baru mengandung frekuensi baru yang lebih tinggi daripada nada aslinya.

Sinyal kompleks bisa disusun berdasarkan sejumlah sinusoid pada berbagai frekuensi dan fase yang berbeda. Transisi sinyal yang lebih mendadak membutuhkan frekuensi sinusoid lebih banyak untuk mereproduksinya. Jika kita lihat sinusoid jenuh pada diagram, kita bisa melihat beberapa transisi mendadak terjadi sehingga ada penambahan frekuensi baru pada spektrumnya. Adalah frekuensi baru ini yang menghasilkan suara distorsi. Jadi, distorsi dalam bentuknya yang murni didapatkan dengan menaikkan gain level pre-amplifier hingga sebagian sinyal yang mencapai amplifier akhir melampaui batas pre-amplifier-nya. Sebuah Marshall valvular yang bagus menghasilkan suara distorsi yang sangat indah. Bisa juga digunakan, efek simulasi penjenuhan, tetapi kualitas dari efek tidak akan sama.

Exciter

Efek ini menambahkan penjenuhan ringan kepada sinyal input. Penjenuhan menghasilkan harmonik baru berdasarkan kandungan frekuensi sinyal input. Efek exciter dapat menghasilkan frekuensi tinggi dari sinyal yang tidak memilikinya, seperti suara penyanyi yang kurang menggigit. Efek ini memberikan pewarnaan dengan karakteristik tertentu, seperti brightness (kecerahan) dan definition (kejernihan). Exciter dapat digunakan pada seluruh mix untuk menyeimbangkan kandungan frekuensinya. Kegunaan lainnya termasuk untuk televisi dan radio: iklan diberikan efek exciter untuk menambah brightness-nya.

Wah-Wah

Efek ini paling sering digunakan pada gitar listrik atau akustik, dan pada dasarnya terbuat dari filter band-pass yang menghasilkan peak pada cut-off frequency. Menggeser cut-off frequency ini menghasilkan suara khas yang dikenal sebagai Wah-Wah.

Gambar 7.9 Bentuk filter efek Wah-Wah

Laju cut-off frequency bisa dikendalikan dengan berbagai cara. Pertama, secara manual dengan menggunakan kaki yang menginjak pedal. Aksi pada pedal mengaktifkan potentiometer yang mengendalikan cut-off frequency. Cara kedua adalah dengan menggunakan LFO yang menghasilkan laju otomatis. Ketiga, efek ini bisa dikendalikan melalui amplitudo sinyal input. Artinya ketika senar gitar dipetik, sinyal ada dalam fase attack sehingga memiliki amplitudo lebih besar, yang berarti cut-off frequency lebih tinggi. Seiring pudarnya sinyal, cut-off frequency semakin berkurang.

Vocoder

Efek ini didapatkan melalui teknik sintesis subtraktif. Kursus ini tidak membahas ilmu sintesis suara, meskipun hal itu bisa sangat memungkinkan. Untuk kebutuhan kita, cukup diketahui bahwa sintesis subtraktif adalah pengurangan frekuensi tertentu dari sinyal asli menggunakan filter-filter yang tepat. Filter tersebut dikontrol dengan parameter yang bergantung kepada sinyal input, disebut VCF (Voltage Controlled Filter).

Kompresor

Kompresor adalah prosesor yang paling penting. Kompresor bekerja pada rentang dinamika sinyal input dan mengurangi amplitudonya ketika sinyal input melebihi batas tertentu. Pengurangan ini diekspresikan dengan rasio; seperti rasio 3:1 yang berarti ketika sinyal melebihi batas tertentu, bagian sinyal yang berada di atasnya dikurangi menjadi 1/3.

Gambar 7.10 Rentang dinamika normal dan rentang dinamika kompresi

Di sebelah kiri gambar di atas terdapat sinyal input sebelum kompresi. Amplitudo referensi diukur dalam dBu dan rentang dinamika penuh sinyal sebesar 50 dB. Diagram juga menunjukkan ambang batas dimana kompresor mulai bekerja. Di sebelah kanan diagram adalah hasil kompresi 3:1. Bagian sinyal dibawah ambang batas tidak berubah sementara bagian sinyal diatas telah dikurangi menjadi 1/3, sehingga berubah dari 30 dB menjadi 10 dB. Rentang dinamika keseluruhan sinyal telah dikurangi dari 50 dB menjadi 30 dB.

Berikut adalah penjelasan detail parameter kendali pada kompresor:

Threshold (ambang batas): adalah nilai terukur dalam dB dan merupakan batas dimana kompresor mulai bekerja

Ratio (rasio): mengkuantifikasi reduksi pada amplitudo sinyal diatas ambang batas. Nilai rasio yang umum termasuk:

1:1 – tidak ada kompresi, sinyal output sama dengan input

2:1 – sinyal diatas ambang batas dikurangi setengah. Jika sinyal melebihi batas sebesar 10 dB, nilainya tereduksi menjadi 5 dB.

Nilai lain termasuk 3:1, 4:1, dst. Untuk nilai rasio lebih tinggi dari 10:1, kompresor bertindak sepert limiter.

Gambar berikutnya menunjukkan diagram kurva kompresi untuk berbagai nilai rasio:

Gambar 7.11 Kurva kompresi

Diagram memperlihatkan amplitudo sinyal output terhadap sinyal input. Hingga ambang batas, amplitudo sinyal sama dengan sinyal input. Diatas ambang batas, kompresi terjadi sesuai dengan rasio yang digunakan.

Attack time (waktu serang): mengindikasi waktu yang dibutuhkan kompresor untuk teraktivasi setelah sinyal melewati batas. Terukur dalam milisekon. Diagram berikutnya membandingkan dua keadaan, waktu attack panjang dan waktu attack singkat:

Gambar 7.12 Attack time kompresor

Waktu attack panjang berarti sinyal melebihi ambang batas, tetapi tidak terkompresi hingga waktu attack telah lewat. Setelah lewat waktu attack, kompresor mereduksi amplitudo sinyal: sehingga bagian awal dari suara lebih nyaring.

Suatu kick drum yang envelope suaranya memiliki bentuk yang diberi label warna hijau:

Gambar 7.13 Kompresor dan ADSR envelope

Dengan kompresi, envelope berubah menjadi yang diberi label merah. Bagian attack kick drum menjadi sangat menonjol, sehingga terdengar lebih tajam.

Dua contoh berlawanan suara kick drum ditemukan di musik techno dan jazz. Dalam musik techno, suara kick drum harus tajam, kering, agresif, sehingga dibutuhkan kompresi yang tinggi (4:1) dengan waktu attack pelan (100 ms). Dalam musik jazz suara kick drum serupa instrumen asli, memiliki ekor suara yang panjang seperti booming. Dalam kasus ini dibutuhkan kompresi rasio lebih ringan (2:1) dan waktu attack singkat (10 ms) untuk menangkap keseluruhan envelope suara. Dikarenakan keterbatasan fisik, adalah mustahil menghasilkan kompresor analog dengan waktu attack yang singkat atau tidak ada sama sekali. Rangkaian atau sirkuit secara alamiah memiliki waktu reaksi yang berubah seiring berubahnya sinyal. Waktu attack nol bisa disimulasikan pada sinyal sample yang disimpan dalam RAM: dalam kasus ini kompresor sudah tahu keseluruhan laju sinyalnya, sehingga bisa bekerja dengan waktu attack nol, meski tidak secara real-time.

Release time (waktu lepas): adalah waktu yang dibutuhkan kompresor kembali ke ketiadaan kompresi setelah sinyal input kembali ke bawah ambang batas, atau rasio 1:1. Tujuannya adalah memperhalus aksi kompresor.

Hold time (waktu tahan): setelah amplitudo sinyal input kembali ke bawah ambang batas, kompresor mereduksi aksinya selama waktu release hingga mencapai rasio kompresi 1:1. Waktu hold memungkinkan waktu release ditunda setelah sinyal kembali ke bawah ambang batas, sehingga kompresor tetap aktif untuk waktu yang lebih lama.

Diagram berikut memperlihatkan aksi keseluruhan dari kompresor:

Gambar 7.14 Kompresor beraksi

Untuk memahami kompresor lebih baik, amatilah aksinya pada ADSR envelope. Pada gambar berikut, terlihat envelope kick drum asli dan setelah kompresi. Perbandingan antara kedua gambar memperlihatkan pengaruh kompresi dengan jelas.

Gambar 7.15 Kick drum

Gambar 7.16 Kick drum terkompresi

7.14.1 Sidechain input – key input

Rangkain kompresor adalah VCA (voltage-controlled amplifier, atau amplifier yang dikendalikan voltase), dimana sinyal input adalah voltase pengendali. Ketika voltase sinyal input melebihi ambang batas, kompresor menyala. Voltase pengendali bisa berupa sinyal selain sinyal input, sehingga memungkinkan beberapa teknik yang menarik.

Suatu kick drum dan gitar bass dimainkan bersamaan (hal ini sering terjadi untuk membuat rhythm yang rapi). Pada ketukan genap (ketukan 1 dan 3 pada musik 4/4), frekuensinya yang serupa mengakibatkan kick drum dan bass sering bercampur aduk. Cara membuat suara kick drum menonjol adalah dengan mengkompresi kick drum menggunakan rasio yang tinggi dan waktu attack pelan untuk menekankan bagian attack kick drum, atau “punch”nya. Kemudian gitar bass dikompresi menggunakan kompresor yang menggunakan sinyal kick drum sebagai sidechain input. Kombinasi ini mengakibatkan suara gitar bass menjadi lebih rendah ketika kick drum ditekan, sehingga suara kick lebih menonjol. Setelah attack, kompresor memasuki tahap release, yang berarti suara bass naik perlahan: ketika suara bass drum pudar, kompresor berhenti bekerja dan suara gitar bass kembali ke level aslinya.

Contoh lain penggunaan sidechain input adalah penggunaan LFO, sehingga menciptakan efek tremolo pada sinyal yang melalui kompresor.

7.14.2 Kurva kompresi

Bentuk kurva kompresi berubah seiring perbedaan rasio. Kurva tipe ini disebut hard knee, ditandai oleh perubahan laju gain yang cepat. Mode lain disebut soft knee memiliki perubahan laju lebih lembut dan memperhalus kerja kompresor. Berikut adalah dua mode kurva kompresi:

Gambar 7.17 Kurva kompresi hard knee dan soft knee

7.14.3 Respon kompresor terhadap sinyal input

Kompresor bekerja pada sinyal bergantung kepada laju sinyal menurut dua cara berikut:

Peak: kompresor merespon terhadap peak sinyal sehingga mengukur dengan persis amplitudo voltase input.

RMS: kompresor berespon terhadap RMS (Root Mean Square) sinyal, dengan kata lain nilai efektifnya, sehingga memperhalus aksinya.

7.14.4 Kompresor titik rotasi

Untuk alat tipe ini, ketika tidak ada kompresi, kurva kompresi berbentuk garis lurus unity gain. Ketika kurva kompresi diputar, diatas ambang batas kompresi terjadi dan dibawah ambang batas sinyal terekspansi (amplifikasi):

Gambar 7.18 Kompresor titik rotasi

7.14.5 Multiband compressor

Alat ini membagi sinyal menjadi beberapa band frekuensi dan mengaplikasikan kompresi yang berbeda pada setiap bandnya. Modul termasuk sirkuit crossover yang membagi sinyal menjadi band terpisah sebelum kompresi. Setiap output kompresor dikirim ke kompresor yang berbeda, masing-masing memiliki kontrolnya sendiri.

Dengan kompresor multiband, kompresi bisa dilakukan lebih teliti. Secara umum, sinyal frekuensi tinggi dikompresi dengan waktu attack cepat dan release panjang. Hal ini memastikan kompresi mengikuti karakteristik sinyal input lebih tepat.

Gambar 7.19 Multiband compressor

Kegunaan Kompresor

Kompresor merupakan prosesor yang sangat berharga dalam sound engineering dan digunakan dalam berbagai cara. Sub bab ini membahas kegunaan paling umum, tanpa melupakan kemungkinan kegunaan yang lebih personal melalui eksperimentasi berdasarkan metode dan kriteria.

Kompresi keseluruhan mix: kompresi kepada stereo mix menghasilkan suara yang lebih homogen karena perubahan volume lebih rata dan setiap suara terintegrasi ke dalam satu badan.

Kompresi keseluruhan mix dapat membatasi rentang dinamika, seperti yang dibutuhkan dalam dance music dengan rentang dinamika tidak lebih dari 30 dB (sehingga track drum asli harus dikompres berat), atau untuk alasan teknis seperti siaran radio yang membutuhkan rentang dinamika 15 dB sehingga kompresi yang berat dilakukan sebelum lagu-lagu diudarakan.

Kompresi ringan dapat dipakai ketika proses rekaman untuk menghindari masalah penjenuhan.

Teknik yang berlaku untuk mix, juga berlaku untuk sub-mix. Sebagai contoh sebuah seksi woodwind dengan 8 instrumen bisa dikompres sebagai satu submix sehingga didapat seksi woodwind yang homogen sebelum dimix dengan instrumen lainnya. Bisa juga untuk drum kit yang direkam dengan banyak mikrofon. Nilai yang umum digunakan dalam konteks kompresi ringan: rasio kompresi yang ringan (2:1) (agar tidak terdengar efek kompresi), threshold rendah (untuk mengurangi dinamika lebih menyeluruh, bukan hanya bagian atasnya saja), attack medium (agar bereaksi terhadap semua suara dalam mix), release panjang (hingga 2 sekon, sehingga kompresi hampir selalu aktif dan tidak terjadi perubahan level yang tidak indah).

Ketika kompresor digunakan dalam mode stereo, kedua input sidechain dihubungkan dengan tombol agar fungsi kedua channel tersinkronisasi. Kendali input sidechain disatukan di kompresor channel kiri sedangkan channel kanan dideaktivasi.

Modifikasi sinyal envelope: untuk kasus modifikasi suara instrumen single. Pilihan parameter bergantung kepada tipe sinyal input dan hasil yang ingin didapatkan. Dua contoh yang bertolak belakang:

Pertama, untuk meningkatkan attack dari suara bisa menggunakan attack pelan agar transien awal melewati kompresor. Release lebih panjang daripada suara agar kompresor tetap aktif setelah suara pudar. Threshold dan rasio bergantung kepada amplitudo sinyal dan seberapa berat kompresi yang diinginkan.

Contoh kedua, suara yang ingin diperpanjang seperti sustain yang panjang pada gitar listrik. Attack dipasang minimum, agar tidak merubah bagian awal suara. Threshold dipasang tinggi, release panjang dan kompresi rendah. Kombinasi pilihan teknis ini memastikan ketika suara mencapai threshold, kompresor teraktivasi. Namun, karena reasio yang rendah, amplitudo suara hampir tidak berubah. Setelah fase ini, suara asli memudar tetapi karena release panjang kompresor mempertahankan amplitudo terkompresi selama durasi suara tersebut.

De-Esser

Kata de-esser berarti eliminasi suara “sss” yang mengganggu dalam rekaman vokal ketika konsonan yang mengandung frekuensi tinggi, seperti “s”, diucapkan. Suara “sss” atau hiss terjadi karena sinyal terjenuhkan oleh frekuensi konsonan sehingga terjadi distorsi. Tindakan solusi termasuk mengekualisasi frekuensi yang menganggu. Namun, solusi ini tidak efektif karena mengakibatkan perubahan pada kandung frekuensi secara keseluruhan dalam rekaman, sehingga merusaknya! Proses de-essing yang tepat menggunakan kompresor yang digabung dengan ekualiser, seperti dalam diagram berikut:

Gambar 7.20 Diagram de-esser

Sinyal asli melalui ekualiser yang memperbesar frekuensi “s” lebih tinggi, dan menurunkan frekuensi lainnya secara drastis.

Gambar 7.21 Ekualisasi sinyal input

Sinyal yang keluar ekualiser hanya memiliki amplitudo yang relevan ketika terjadi suara “s”. Sinyal ini dikirimkan ke input sidechain kompresor, sehingga teraktivasi hanya ketika terjadi “s”. Setiap kali ada “s”, sinyal dari ekualiser melebihi threshold pada kompresor, yang teraktivasi dan mengkompres level vokal, sehingga mencegah penjenuhan. Setelah suara “s” hilang, level vokal kembali ke level semula.

Limiter

Ketika rasio kompresi kompresor melebihi 10:1, kompresor bertindak sebagai limiter.

Gambar 7.22 Kurva limiter

Merujuk kepada diagram diatas, sinyal yang melebihi threshold dikurangi hingga ke tingkat threshold sehingga sinyal tidak pernah melewati limit. Alat ini terkadang digunakan untuk melindungi peralatan dari sinyal tajam yang bersifat merusak. Namun, solusi ini mengakibatkan distorsi berat karena kerja limiter berlaku seperti penjenuhan.

Gate

Rangkaian gate membiarkan sinyal input mencapai output hanya jika amplitudonya lebih besar dari threshold yang terpasang. Kendali yang ada pada gate mirip dengan kompresor.

Threshold: diatas threshold, sinyal mencapai output. Dibawah threshold sinyal diblokir, atau lebih tepatnya diatenuasi dengan sangat kuat.

Range floor: menyatakan jumlah atenuasi yang terjadi (terukur dalam dB). Nilai lebih dari -50 dB secara praktis berarti menutup total gate (kendali ini sama dengan kendali rasio pada kompresor).

Attack time: jumlah waktu hingga gate terbuka ketika sinyal melebihi threshold.

Hold time: jumlah waktu gate terbuka, bahkan setelah sinyal kembali ke bawah threshold.

7.18.1 Kegunaan gate

Pembersihan suara drum: bayangkan suara yang tertangkap mikrofon perekam drum kit. Setiap mikrofon menangkap suara komponen drum kit yang berada di depannya tetapi juga menangkap suara komponen lainnya (fenomena ini disebut leaking). Semua gangguan ini beresiko merusak suara keseluruhan karena setiap komponen diekualisasi menurut karakteristiknya masing-masing. Ketika ekualisasi komponen, suara background akibat leaking terekualisasi secara salah karena setting EQ dibuat untuk suara komponen yang tertangkap, bukan untuk suara di sekitarnya. Hal ini menambah frekuensi tak diinginkan dalam mix. Untuk menyingkirkan noise ini, setiap sinyal dilalui gate yang memblokir bila sinyal yang diinginkan sedang tidak dimainkan. Ini bisa membersihkan leaking meski tidak semuanya. Justru saat komponen dimainkan, sinyal dibiarkan lewat bersama-sama dengan background noise. Namun, karena suara komponen utama dominan, maka suara lainnya cenderung tertutupi.

Pembersihan noise: gate efektif terhadap sinyal apapun yang mengandung background noise atau hiss untuk mengurangi suara-suara ini ketika sinyal absen.

Penguatan kick drum dengan osilator: terkadang suara kick drum terekam melempem. Apakah salah mikrofon, atau posisi yang salah? Suara instrumen atau musisinya? Salah satu cara untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan menambah beberapa frekuensi rendah yang hilang pada suara kick drum. Bisa dilakukan dengan konfigurasi berikut:

Gambar 7.23 Penguatan kick drum dengan osilator

Osilator berfungsi menambahkan frekuensi yang kita inginkan ke kick drum. Frekuensi ini dikirim melalui gate dengan sidechain input yang dikendalikan sinyal kick drum. Dua sinyal dipadukan: kick drum dan frekuensi osilator pada output gate. Setiap kali kick drum dimainkan, gate terbuka dan melewatkan sinyal dari osilator. Penting untuk menyesuaikan waktu release agar gate tertutup ketika suara kick drum pudar.

Expander

Fungsi expander mirip dengan gate, dengan perbedaan tidak memiliki interval atenuasi terukur dalam dB tetapi memiliki rasio ekspansi. Fungsinya digambarkan dalam kurva ekspansi berikut:

Gambar 7.24 Kurva ekspansi

Dibawah threshold sinyal teramplifikasi sesuai dengan rasio ekspansi. Diatas threshold sinyal input berjalan tanpa perubahan pada output.

Sebagai contoh, sebuah suara snare yang melalui ekspander dan tidak. Ekspander mengamplifikasi suara-suara rendah, dan tidak menyentuh suara-suara diatas threshold. Diagram berikut membandingkan kedua suara:

Gambar 7.25 Suara suatu snare

Gambar 7.26 Suara snare dengan expander