Begrenzer: functionaliteit, instellingen en toepassing

Bij muziekproductie zijn er twee belangrijke aspecten die het verschil maken tussen een amateurproductie en een professionele productie: een gebalanceerd frequentiebereik en een goede dynamiek in het nummer. Een goed gebalanceerd frequentiebereik kan worden bereikt met behulp van equalisers, terwijl apparaten zoals compressors, noise gates of zelfs limiters verantwoordelijk zijn voor de dynamiek.

Wat is een begrenzer?

Een limiter is niets meer dan een compressor met zeer hoge ratio's tot ∞:1 - dat wil zeggen dat hij geen niveaus boven een bepaalde limiet doorlaat. Je kunt het zien als een maximale volumebegrenzing in een audiotrack - alles wat luider is dan de limiet wordt niet doorgelaten.

Een compressor werkt normaal met ratio's van 2:1 tot 20:1 - dit betekent dat elke dB boven de ingestelde limiet wordt gedempt met 2 (met een ratio van 2:1) of met 20 (met een ratio van 20:1). Limiters hebben een ratio van 50:1 (normale limiters) tot ∞:1 (brickwall limiters) - dit betekent dat elke dB boven de limiet volledig wordt gedempt of helemaal niet wordt doorgelaten.

Uiterlijk tijdens mastering of remastering worden begrenzers gebruikt, die 2 hoofddoelen hebben:

1. Zoals eerder vermeld, zorgen begrenzers ervoor dat er geen niveaus over de limiet gaan, zodat er geen vervorming in de audio optreedt die de luidsprekers of zelfs je oren zou kunnen beschadigen.
2. Een begrenzer verhoogt echter ook het waargenomen totale volume van de track (zie LUFS) omdat het, zoals elke compressor, stille passages luider maakt. Dit zorgt ervoor dat de hele track luider klinkt, omdat meer delen van de track dicht bij het maximale volume zitten en het dynamische bereik wordt verkleind.

Dit is vooral belangrijk in deze tijd, omdat muziek zo hard is geworden dat je dat volume nooit zou bereiken zonder een begrenzer.

Begrenzer instellingen

Een limiter heeft vergelijkbare instellingen als een compressor - ze werken tenslotte op dezelfde manier:

1. De drempelwaarde bepaalt het volume waarbij de limiter begint te werken. Alles boven de drempelwaarde wordt niet doorgelaten en wordt gereduceerd tot het maximaal toegestane niveau. In de regel wordt de makeup gain automatisch aangepast in moderne begrenzers, anders zijn er aparte regelaars voor. Vaak wordt de combinatie van threshold + make-up gain gewoon "gain" genoemd.
2. De aanvaltijd bepaalt hoe snel de limiter ingrijpt zodra het signaal de drempel overschrijdt. Als je er zeker van wilt zijn dat niets het maximale niveau overschrijdt (bijvoorbeeld in de masteringfase), moet je zeer korte attacktijden kiezen. Met lange attacktijden worden de eerste transiënten doorgelaten, omdat de limiter later ingrijpt.
   Veel limiters laten het niet toe om de attack te veranderen - deze werken altijd met korte attacktijden om alle transiënten op te vangen.
3. De release time bepaalt hoe snel de limiter stopt met werken als het signaal onder de threshold komt. Snelle releasetijden klinken onnatuurlijk omdat de gain reduction heel snel en abrupt stopt, maar worden gebruikt om transiënten te veranderen, bijvoorbeeld om drums scherper te maken. Langzame releasetijden klinken natuurlijker en worden daarom meestal toegepast op hele nummers in de masteringfase.
4. Sommige begrenzers hebben een lookahead. Dit geeft de limiter een "blik in de toekomst" van het audiosignaal en zorgt ervoor dat alle niveaus altijd precies worden afgekapt, ongeacht de snelheid van de transiënten. Zonder een lookahead kunnen sommige pieken zelfs bij de snelste aanvalstijd doorgelaten worden.

Wat is een True Peak Limiter?

Een true peak limiter is een speciaal type limiter dat vaak wordt gebruikt bij mastering. De speciale eigenschap van een true peak limiter is zijn vermogen om "inter-sample pieken" te detecteren en te beperken. Inter-sample pieken zijn piekniveaus die kunnen optreden tussen twee digitale samples wanneer het digitale signaal wordt omgezet naar een analoog signaal.

Conventionele begrenzers kunnen deze pieken over het hoofd zien omdat ze alleen rekening houden met de samples die daadwerkelijk aanwezig zijn in het digitale bestand.

Inter-sample pieken kunnen ongewenste vervorming veroorzaken wanneer het audiosignaal wordt afgespeeld op bepaalde systemen of wordt geconverteerd naar verliesgevende formaten (zoals MP3 of AAC). Een True Peak Limiter kan deze pieken detecteren en beperken, wat resulteert in een betere audiokwaliteit en consistentie op verschillende afspeelsystemen en formaten.

Wat is oversampling?

Oversampling is een techniek die wordt gebruikt in limiters en andere digitale audioprocessors om de resolutie en kwaliteit van audioverwerking te verhogen en artefacten zoals aliasing en inter-sample pieken te verminderen.

En zo werkt het: Oversampling verhoogt de sampling rate van het audiosignaal, vaak met een factor 2, 4, 8,16 of 32. Dit betekent dat er extra samples worden gemaakt tussen de originele samples. Hierdoor heeft de limiter een hogere resolutie en kan hij de inter-sample pieken nauwkeuriger detecteren en beperken.

Merk echter op dat oversampling zeer CPU-intensief is omdat de bemonsteringsfrequentie moet worden verhoogd - hoe hoger de oversamplingfrequentie, hoe meer CPU er nodig is.

Limiter vs Brickwall Limiter vs Clipper

In wezen zijn er 3 verschillende soorten begrenzers die een vergelijkbare functie hebben maar net iets anders werken.

Een normale begrenzer is een compressor met zeer hoge ratio's (30:1 - 50:1) en extreem snelle attacktijden dicht bij nul. Ze vermijden vervorming behalve bij zeer lage frequenties. In termen van hoorbaarheid versterkt een limiter op een slimme manier stille passages zonder dat luide passages een bepaald systeemniveau overschrijden.

Een brickwall limiter is een type limiter dat wordt gekenmerkt door een extreem hoge, mogelijk oneindige, compressieverhouding (∞:1). Dit zorgt ervoor dat geen enkele signaalamplitude ooit de ingestelde drempel overschrijdt, waardoor het werkt als een gigantische muur (vandaar de naam) om de audio-integriteit te beschermen.

Een clipper (harde clipper of zachte clipper) daarentegen volgt een ander circuitontwerp en dient een speciaal doel. Hij is speciaal ontworpen om te voorkomen dat de momentane waarde van een signaal een bepaalde drempel overschrijdt. Theoretisch kan een limiter veranderen in een clipper als deze is ingesteld op een ratio van ∞:1, een attacktijd van nul en een releasetijd van nul.

Het belangrijkste verschil tussen een limiter en een clipper ligt dus in hun werkingsprincipe: een clipper werkt in op de momentane waarde van een signaal, terwijl een limiter inwerkt op het signaalniveau of de signaalversterking over een tijdsperiode die ruwweg wordt bepaald door de releasetijd.

Wanneer gebruik je begrenzers?

Limiter tijdens mastering

Zoals eerder vermeld, worden limiters het vaakst gebruikt bij mastering, en daar zijn verschillende redenen voor:

• VolumeregelaarEen limiter helpt om het volume van een nummer te verhogen zonder het te overdrijven. Dit is vooral belangrijk in een tijd waarin volume vaak wordt gezien als een cruciale factor voor het succes van een nummer.
• Vermijden van vervorming en clippingBij het verhogen van het volume bestaat het risico op oversturing van de audiosignalen, wat kan leiden tot ongewenste vervorming en clipping-geluiden. Limiters helpen dit risico te minimaliseren door de pieken van het audiosignaal af te snijden, zodat het signaal niet boven een ingesteld niveau binnenkomt.
• ConsistentieEen begrenzer helpt bij het creëren van een gelijkmatig, consistent geluid. Zonder een begrenzer kunnen sommige passages van een nummer veel luider zijn dan andere, wat resulteert in een ongelijkmatige luisterervaring.
• Bescherming van het audiosysteemEen begrenzer kan voorkomen dat te luide signalen audiosystemen beschadigen. Dit kan vooral belangrijk zijn als je de master afspeelt in verschillende omgevingen en op verschillende systemen, van kleine koptelefoons tot grote PA-systemen.
• Voldoen aan industrienormen: In de muziek- en omroepindustrie zijn er specifieke normen voor het maximale volume. Een begrenzer helpt ervoor te zorgen dat een master aan deze normen voldoet.

Limiter tijdens mixen

Limiters worden niet vaak gebruikt in mixen - meestal worden compressors gebruikt in de mixfase omdat ze natuurlijker klinken. Er zijn echter situaties waarin een limiter nuttig kan zijn:

• Op individuele drumsamples: Als je het geluid van een drumsample extreem wilt veranderen, kan een limiter helpen. Als je een extreem geplet geluid wilt, bijvoorbeeld voor de snare, kun je de snare extreem comprimeren of door een limiter halen.
• Parallelle compressie: Limiters werken ook goed met parallelle compressie. De techniek is om een track of een groep extreem te comprimeren en dan het gecomprimeerde signaal te mixen met het ongecomprimeerde signaal - een limiter is hier erg geschikt voor omdat het effect zo extreem is.
• Doelbewuste vervorming: Je kunt het ook gebruiken om instrumenten te vervormen door het volume boven 0 dB te brengen. Daarna kun je altijd compenseren en het volume verlagen met Makeup Gain of een andere plugin om de vervorming zelfs bij lagere volumes te horen.

Ik zou niet aanraden om een limiter te gebruiken op de masterbus tijdens het mixen - dat moet je overlaten aan de mastering engineer. Als jij de mastering engineer bent, zou ik nog steeds geen limiter gebruiken tijdens het mixen, maar pas nadat de mix klaar is en je begint met masteren.