Гейт

Behringer Intelligate XR2000 2-Kanal Noise Gate

Гейт (англ. noise gate - шумовые ворота) - шумовой гейт или просто гейт это электронное устройство или плагин динамической обработки, который используется для контроля уровня звукового сигнала. Гейт пропускает или глушит сигнал в зависимости от установленного порогового значения. Он очень часто используется для подавления шума в паузах.

Устройство

Передаточная характеристика гейта.

Упрощённо говоря, гейт пропускает сигнал только тогда, когда его уровень выше установленного порога: гейт "открыт". Если сигнал ниже порогового значения, гейт его не пропустит (или значительно ослабит): гейт "закрыт". Гейт используется, тогда когда уровень "полезного сигнала" выше уровня "шума". Его порог устанавливается выше уровня "шума" и поэтому, когда нет "полезного сигнала" (выше порога) гейт закрыт. Гейт не очищает сигнал от шума. Когда гейт открыт оба сигнала проходят через него, будь то "полезный сигнал" или "шум".

Cхема гейта.

Классический гейт с минимумом настроек посылает сигнал на компаратор, который сравнивает его с порогом (Threshold) и подает открывающий сигнал на блок управления громкостью, если сигнал выше порога. В результате гейт не пропускает весь лишний шум, идущий в паузах между полезным сигналом.

В настоящее время существуют более продвинутые гейты с несколько иным устройством. Чаще всего перед компаратором стоит фильтр, который позволяет контролировать процесс, отдельной полосой частот спектра. Для более плавного включения/выключения и более точного контроля, в схеме присутствуют огибающие attack/hold/release. Также вместо полного закрытия гейта можно указать, на сколько децибел уменьшится уровень шумового сигнала, если компаратор подаёт закрывающий сигнал. На вход компаратора и самого гейта можно подавать разные сигналы, чтобы управлять одним каналом с помощью другого (сайдчейн). Есть возможность "переворачивания" гейта, тогда он будет закрываться при превышении порога, а открывать - при сигналах ниже порога. Эта функция чаще всего применяется для того, чтобы глушить фон в то время, когда говорит диктор (необходима функция сайдчейна).

Параметры

Attack, Hold, и Release функции гейта.

Гейт без гистерезиса может открываться и закрываться с нежелательными колебаниями сигнала (изображён сверху). Гейт с гистерезисом не "дрожит".

• Threshold (порог) - порог устанавливает уровень, при котором гейт открывается (пропускает сигнал). Он устанавливается выше уровня шума, но ниже уровня полезного сигнала.
• Release (восстановление) - устанавливает количество времени (мс), необходимое для того, чтобы гейт из открытого состояния перешёл к полностью закрытому. При очень быстром времени восстановления, как только уровень сигнала падает ниже порога, создаётся резкий режущий звук, медленное восстановление создаёт плавный переход из открытого состояния к закрытому, похожее на медленное затухание (создание fade-out).
• Attack (атака) - устанавливает количество времени (мс), необходимое для того, чтобы гейт из закрытого состояния перешёл к полностью открытому. При очень быстром времени атаки, как только уровень сигнала становится выше порога, создаётся резкий режущий звук, медленная атака создаёт плавный переход из закрытого состояния к открытому (создание fade-in), но из-за медленного времени атаки в словах могут "съедаться" резкие первые буквы, такие как Т, К.
• Hold (удержание) - параметр Hold позволяет определить количество времени (мс), которое гейт останется открытым после того, как уровень сигнала упадёт ниже порогового уровня. Это полезно, если в фонограмме присутствуют короткие паузы между словами, если эти паузы будут удалены - возможно появление резкого прерывистого звука.
• Range (диапазон) - величина ослабления сигнала, когда гейт закрыт, может быть установлена параметром Range. Часто этот параметр установлен на полное подавление, то есть сигнал не проходит через гейт, когда он закрыт. Но в некоторых случаях полное ослабление может не устраивать, и диапазон может быть изменён.
• Sidechain (боковая цепь) - некоторые гейты могут иметь боковую цепь (sidechain). Это еще один вход, сигнал которого позволяет управлять открытием/закрытием гейта. Сайдчейн гейт, используется в электронной музыке, как триггер гейт, трансгейт или простой гейт, где его контролирует не звуковой сигнал, а запрограммированная модель или другой сигнал, подающийся по боковой цепи, в результате чего точно контролируются изменение устойчивого звука.
• Hysteresis (гистерезис) - в гейтах нередко реализован гистерезис, то есть эти гейты имеют два пороговых значения. Одно для открытия гейта, а другое устанавливается на несколько дБ ниже, для закрытия гейта. Это значит, что после того, как уровень сигнала упал ниже порога закрытия, то для того чтобы гейт открылся, сигналу необходимо будет подняться до порога открытия, который на несколько дБ выше, так что сигнал, который колеблется и постоянно пересекает порог не открывает гейт, и не стучит. Большее время удерживания (Hold), описанное выше, также помогает избежать стука.
• Flip (переворот) - заставляет гейт работать в обратную сторону - открываться при закрывающем сигнале и закрываться при открывающем.

Использование

Гейт широко используются в звукозаписывающих студиях. Рок-музыканты могут использовать небольшие портативные устройства для контроля нежелательных помех от усилителей. Для устранения фонового шума из аудио записей используются полосовые гейты, они устраняют определённые полосы частот, которые содержат только статические шумы.

Подавление шума

В аудио пост-обработке, гейт уменьшает уровень постоянных шумов, таких как гул LP записей, шипение аудио кассет, постоянные шума радио или усилителя и силовых систем, без значительного затрагивания полезного сигнала. Звуковые сигнал, такие как музыка или речь разбиваются на множество частотных полос с помощью кроссовер фильтров, и если амплитуда сигнала в любой из частотных полос ниже чем установленный порог, то эта полоса исключается из звука на выходе гейта. Это значительно уменьшает уровень фоновых шумов, потому что удаляются только частотные составляющие шума, которые закрыты гейтом.

Метод был реализован в проигрывателях некоторых аудиофилов в начале 1980-х годов, и в настоящее время широко используются в пост-обработке аудио производства, где программное обеспечение (для преобразования Фурье) звукового сигнала может дать очень подробный спектр фонового шума. Этот метод реализован в большом количестве современных аудиоредакторов, где выбирается отрезок содержащий только шум (профиль шума), он анализируется, а затем полученные результаты применяются ко всей фонограмме. В результате происходит значительное подавление шума без заметных искажений.

Шумовой гейт хорошо работает тогда, когда шум постоянен, либо узко ограничен по частоте (например, шум электросети переменного тока) или когда его уровень находится ниже полезного сигнала (желательная минимальная разница 15 дБ). В случаях, когда полезный сигнал сливается с фоновым шумом, либо является слабым по сравнению с шумом, гейт может добавить артефакты отвлекающие больше чем оригинальный шум.

См. также

• Компрессор
• Экспандер
• Сайдчейн
• Гейт реверберация