Différence entre compresseur et limiteur

Comme nous l’avons vu dans les précédents articles sur le fonctionnement du compresseur, ce dernier agit comme un volume automatique, ou plus exactement il baisse le volume à partir d’un certain seuil ayant pour conséquence de réduire la plage dynamique d’un signal en atténuant les sons les plus « fort » les rapprochant ainsi des sons les plus faibles.

Cela permet de rendre le son d’un instrument plus équilibré et de l’aider à conserver un niveau stable tout au long d’un morceau, même si le musicien a varié son intensité sonore pendant son interprétation.

Le compresseur :

Un compresseur utilise le réglage du seuil ou threshold pour définir le niveau à partir duquel la compression aura lieu. Les signaux les plus faibles ou en dessous de  ce seuil ne seront pas altérés, tandis que les signaux qui dépasseront ce seuil seront tous simplement diminués en volume.

La quantité d’atténuation  du signal dépend de ce que l’on appelle le ratio ou le taux de compression, qui indique simplement le nombre de décibels qui a été réduit par rapport au signal d’entrée après avoir franchi le seuil et accessoirement le nombre de db qu’il faudrait ajouter sur le gain de sortie pour avoir un volume égal.

Sans compression, une augmentation de 1 dB en entrée équivaut toujours à une augmentation de 1 dB de la sortie, mais si vous définissez un ratio de 4: 1, vous aurez besoin d’une augmentation de 4 dB du niveau d’entrée pour obtenir une augmentation de 1 dB en sortie. Plus le rapport est élevé, plus le degré de compression est élevé. Un ratio de 1: 1 signifie qu’il n’y a pas de compression. Il est important de se rappeler que la réduction de gain ne s’applique qu’aux signaux qui dépassent le seuil. Les signaux les plus faibles restent inchangés.

Après le seuil et le ratio, les autres paramètres courants du compresseur sont les temps d’attaque et de relâchement, bien que certains compresseurs ne fournissent pas ces paramètres. En d’autres termes, l’attaque ajuste la durée de réaction du compresseur (combien de temps il faut pour réduire le gain) une fois le seuil franchi, alors que le temps de relâchement détermine le temps nécessaire pour que le gain revienne à son volume d’origine.

Ces contrôles doivent être ajustés avec soin selon les différents types de compresseur pour que les effets de la compression restent transparents, bien qu’il soit également possible d’utiliser une compression plus prononcée pour créer un effet particulier. Par exemple, le fait de définir des temps d’attaque et de relâchement très rapides provoque un artefact audible connu comme l’effet de pompage, qui peut être utilisé pour donner certaines effets de dynamique ou de groove.

Certains compresseurs ne fournissent que des temps d’attaque rapides / lents commutables, mais le temps de relâchement est généralement réglable. La seule exception évidente concerne les compresseurs qui ajustent automatiquement leur temps de relâchement en fonction de la dynamique du signal traité. Les compresseurs avec un mode « auto » comme le célébre SSL sont utiles pour les sources dont la dynamique varie au cours d’un morceau.

Comme la compression fonctionne en réduisant le gain des signaux forts, la sortie du compresseur est toujours plus faible que son entrée. Voilà pourquoi un contrôle du gain est fourni pour ramener la sortie à un niveau approprié. Même si le niveau de sortie est identique au niveau d’entrée, le signal compressé semblera toujours plus fort et puissant comparé au signal d’origine, car même si les niveaux sont identiques, le niveau de signal moyen (RMS) sera augmenté ainsi que les sons les plus faibles qui étaient à l’origine sous le seuil. Bien que les compresseurs ne réduisent que les signaux qui dépassent le seuil, l’effet du gain donne le rôle au compresseur comme un dispositif qui augmente le niveau des sons faibles.

Le limiteur

Le limiteur fonctionne exactement de la même manière qu’un compresseur, à la seule différence qu’il possède un ratio ou un taux de compression extrêmement élevé (100:1). Ce qui signifie que les crêtes d’un signal sont systématiquement arrêtées au seuil et qu’elles ne peuvent pas le dépasser.

Sur de nombreux limiteurs (comme sur certains compresseurs), le système de seuil est différent de celui décrit précédemment. Au lieu de déplacer le seuil pour l’adapter au niveau du signal d’entrée puis d’utiliser le gain de sortie pour retrouver le niveau d’origine, une autre approche consiste à définir un seuil de sortie puis faire varier le gain de l’entrée pour le forcer à atteindre le seuil ou le niveau de sortie défini.

Cela permet de définir à l’avance le niveau maximal de crête, afin de limiter et d’augmenter le volume moyen d’un son efficacement en une seule opération. C’est le principe utilisé lors du traitement de mastering par exemple pour gagner en niveau RMS sans dépasser le 0dbfs.

Il s’avère que lorsque nous utilisons un limiteur de manière plus poussé, cela nous conduit à un phénomène que l’on peut confondre avec le principe de limiter un son, à savoir : le Clipping. Et d’ailleurs certains développeur en ont fait sous forme de plugin.

Qu’est ce que le « Clipping » ?

Le Clipping ou écrêtage en français se produit lorsque l’amplitude du signal audio dépasse la capacité maximale de tension (ou de quantification) du système. En conséquence, le signal de sortie s’arrête brusquement à la limite de tension (ou de quantification), jusqu’à purement et simplement supprimer les informations. C’est quelque chose qui produit inévitablement une forte distorsion harmonique car plus le Clipping sera fort plus il y aura d’informations supprimées.

Dans la pratique on se rend compte qu’un « soft clipping » est un signal toujours écrêté, mais avec un début d’écrêtage légèrement moins agressif : essentiellement une multitude de « limitation » avant une saturation bien audible.

Dans les systèmes analogiques, si l’écrêtage est très bref, nous ne percevons normalement pas la distorsion qui en découle. Cependant, dans les systèmes numériques, nous pouvons souvent le reconnaître, car l’écrêtage numérique produit une distorsion anharmonique anormale. Cela est particulièrement évident pour les instruments avec une structure harmonique bien définie, tels que les pianos, les voix, etc. Les sources sonores, telles que les cymbales et les caisses claires, lorsqu’elles sont aliasées, produisent plus de distorsions de type bruit, bien que le timbre puisse changer légèrement, il ne sera généralement pas reconnu comme une distorsion en tant que telle.

Utiliser un limiteur donne beaucoup plus de finesse comme en témoigne le schéma ci dessus. Les changements dynamiques à court terme impliqués introduisent une forme de distorsion, mais c’est une forme beaucoup plus bénigne et rarement reconnue comme telle. Le système est linéaire jusqu’au niveau limite, au-dessus duquel la forme d’onde est réduite en amplitude, mais conserve plus ou moins sa forme d’origine et reste donc harmoniquement intact. La distorsion qui en résulte est généralement négligeable.

La notion de « Clipping » peut être utilisé a des fins artistiques dans le cadre d’un mixage. En effet selon le type de son que vous souhaitez travailler et l’effet désiré, appliquer un clipping peut modifier la sensation de dynamique d’un son pouvant être très intéressante. Attention à ce genre de manipulation sur votre mix où lors d’un travail de mastering.