Dynamischer EQ = Kompressor

[Signalschwarz]

Warum soll ein dynamischer EQ in seiner Wirkungsweise einem (Multiband-)Kompressor gleich sein?

Ich verzichte erstmal auf weitere Ausführungen und belasse es bei der (provokativen? ) Fragestellung.

Die durch die Frage implizierte Annahme/Behauptung ist mir schon mehrfach untergekommen und diese wurde gerade eben erneut durch das Review des TDR NOVA von @Laguna aufgestellt. Deswegen richtet sich die Frage auch im Besonderen an Laguna, ich wollte aber nicht seinen Review-Thread ins OT gleiten lassen.

Zum Schluss noch meine Meinung dazu: Nein, ein dynamischer EQ ist nicht einem (Multiband-)Kompressor gleichzusetzen.

 

[The_Dark_Lord]

Die Algorithmen zu (Multiband)Kompressoren und zu dynamischen EQs arbeiten unterschiedlich. => not the same thing.

Gibt es dynamische EQs eigentlich auch als Hardware?

 

[Signalschwarz]

Gibt es dynamische EQs eigentlich auch als Hardware?

Wenn man genügend freie Kanäle auf der Konsole frei hat und diese über die nötigen Routing-Möglichkeiten verfügt, dann kann man sich sowas wie einen D-EQ basteln. Als eigenständiges Outboard ist mir nichts bekannt.

 

[Laguna]

Warum soll ein dynamischer EQ in seiner Wirkungsweise einem (Multiband-)Kompressor gleich sein?
...
Zum Schluss noch meine Meinung dazu: Nein, ein dynamischer EQ ist nicht einem (Multiband-)Kompressor gleichzusetzen.

Ich denke, du hast dir die Antwort schon selber gegeben. Vom Ansatz her sind das eben unterschiedliche Konzepte. Ein dynamischer EQ ist halt ein EQ mit angehängter Dynamiksektion. Ein Multibandkompressor ist erst mal ein Kompressor, der erstmal in überlappenden Bändern arbeitet. Über den Gain der Bänder einen EQ nachbauen kann.

Gibt es dynamische EQs eigentlich auch als Hardware?

Schau mal hier... gut, das ist auch ein digitales Gerät, aber Hardware.

Die Frage ist vielleicht ein bisschen so wie "Was ist der Unterschied zwischen einem Flanger, einem Phaser und einem Delay?"


So Far...
Laguna

 

[Signalschwarz]

Ja, ICH hab meine Antwort für mich sowieso schon.

Die Frage ist halt warum Du (wie schon im Startpost geschrieben, ist dein Review ja quasi der Grund für diesen Thread) das siehst, denn Du schreibst dort, dass der Nova eben ein dynamischer EQ und ein Kompressor sei.

Ich habe da aber nur Parameter die einem EQ zuzuordnen sind gesehen und solche die einem Kompressor zuzuordnen sind. Ein D-EQ hat keinen Ratio-Parameter. Ist Nova also nicht vielleicht doch eher ein normaler EQ plus ein MB-Kompressor der halt eben nicht mit LPF, MBF und HPF arbeitet, sondern mit den in der EQ-Sektion gewählten Kurven/PFs?

 

[Laguna]

Ich habe da aber nur Parameter die einem EQ zuzuordnen sind gesehen und solche die einem Kompressor zuzuordnen sind. Ein D-EQ hat keinen Ratio-Parameter.

Ist das so?
Ich glaube, wir reden da ein wenig aneinander vorbei. Mit "dynamisch" meine ich schon, dass jedes Band eine eigene Dynamik-Sektion besitzt, wie beispielsweise auch beim McDSP AE400 oder der HOFA IQ-EQ. Ich meine damit nicht, dass der EQ intern (wie auch immer geartete) Anpassungen abhängig vom Audiomaterial vornimmt, wie beispielsweise der Voxengo GlissEQ. (Disclaimer: alle drei genannten Plugins hatte ich selber nie unter den Fingern)

Ist Nova also nicht vielleicht doch eher ein normaler EQ plus ein MB-Kompressor der halt eben nicht mit LPF, MBF und HPF arbeitet, sondern mit den in der EQ-Sektion gewählten Kurven/PFs?

Ehrlich gesagt habe ich mir über die Formulierung "Dynamic EQ" nicht so recht Gedanken gemacht, sondern habe die Bezeichnung vom Hersteller übernommen. Im Review hatte ich ja auch beschrieben wie der Nova funktioniert. Der tut natürlich anders als der GlissEQ.

Ich würde dennoch gerne -- zumindest vom Handling her -- eine Linie zwischen EQs mit Dynamiksektion (ich denke auf den Begriff können wir uns eher einigen ) und Multibandkompressoren ziehen.

So Far...
Laguna

 

[Rubbl]

Gibt es dynamische EQs eigentlich auch als Hardware?

Klar: TOMO Audiolabs LISA EQ

 

[FabienTDR]

[...] denn Du schreibst dort, dass der Nova eben ein dynamischer EQ und ein Kompressor sei.

Ich erlaube mir hier mal reinzuhüpfen um 1, 2 Sachen aufzuklären.

Der grundsätzliche Unterschied zwischen einem Multiband-Irgendwas und einem Dynamischem EQ liegt an der Frequenzweiche. Letzterer hat gar keine!

Dies hat folgen, da eine Frequenzweiche das Signal ständig zu verschiedenen Bändern trennen muss. Bei min-phase Filtern (und nur davon werde ich zunächst reden) bedeutet dies eine recht starke statische Verzerrung der Phase, selbst wenn überhaupt nichts passiert.

Ein normaler, statischer EQ tut dies auch, jedoch nur in Abhängigkeit seiner "Kurve". Sanfte Kurven erzeugen dabei relativ geringe Phasenverzerrungen, scharfe, steile Kurven erheblich mehr. Eine effektive Frequenzweiche jedoch erzeugt wesentliche stärkere Phasenverzerrungen, auch ohne jede absichtliche Änderung des Spektrums.

Ein dynamischer EQ folgt einfach gesprochen der Idee, die Equalizer-Parameter anhand irgendeiner Regel dynamisch zu verändern. Dies ist etwas komplizierter umzusetzen, hat jedoch den Vorteil, die Phase nur bei tatsächlichen Änderungen der EQ Kurve zu verändern.

Im Falle von NOVA, ist es etwas komplizierter, da eine sehr exotische (und einzigartige) Struktur zum Einsatz kommt. Hierbei kommt ein sogenannter W-Band zum Einsatz, welcher die Signalanteile darstellt, die NICHT durch dynamische Bänder abgedeckt werden. Daher kann NOVA sowohl als dynamischer EQ und als auch sehr flexiblen Kompressor angesehen werden. Am Ende dieses Videos wird auf das Thema eingegangen:

 

[EDE-WOLF]

Dies hat folgen, da eine Frequenzweiche das Signal ständig zu verschiedenen Bändern trennen muss. Bei min-phase Filtern (und nur davon werde ich zunächst reden) bedeutet dies eine recht starke statische Verzerrung der Phase, selbst wenn überhaupt nichts passiert.

Sehe ich nicht so... Trenne ich (hier mal exemplarisch) nur auf 2 Bänder (Hi-Low) bspw. jetzt mal mit nem Filter 1. Ordnung kann das ohne weiteres so designen, dass nach addition der einzelsignale wieder ein 0-Phasen-Allpass also ein "1-Glied" rauskommt, das System also wirklich nichts tut, weder Phasen- noch Amplitudenspektrum verädert.

Also so in dieser Allgemeinheit möchte ich das nicht stehen lassen! Bei 3 Bänder kann ich das bspw. mit Filtern zweiter Ordnung auch realisieren... über größere Realisierungen müsste ich jetzt mal anfangen zu rechnen....
Intuitiv würde ich sagen, es gibt diverse "Anzahl/Ordnungskombis", die das können...

Zum Thema:

Also intuitiv würde ich sagen, dass man - wenn man nicht genau in die Theorie gucken möchte - beide zumindest sehr ähnlich praktisch einsetzen kann.
Ich hab bspw. einen Dynamic-EQ in meinem PA-System laufen, der bei hohen pegeln anfängt, im Bereich von 3kHz ein bisschen zu dämpfen.

Das kann ich jetzt sowohl mit diesem Dynamic-EQ tun, als auch mit einem Multibandkompressor, der eben sehr langsam im betreffenden Band levelt...

 

[FabienTDR]

Im falle von 2 Bändern erster Ordnung geht dies, da hast Du recht. Dasselbe gilt natürlich auch für Linear Phase. Sobald Du aber mehr Bänder nutzt oder höhere Ordnung fährst wird die Weiche zwangsweise zu einem Allpass, und die Rekonstruktion in allen nicht trivialen Fällen daher nicht perfekt. Hau da einfach mal ein Rechteck durch!

In deinem spezifischen Beispiel nutzt Du vermutlich eine Weiche mit Filtern zweiter Ordnung, die sehr Wohl andere Ergebnisse liefert als ein dynamischer EQ (letzterer hat ein wesentlich geringeres group delay, ganz besonders wenn kein GR stattfindet). Da Du die Weiche ohnehin aus anderen Gründen nutzt, macht dein Setup natürlich absolut Sinn.

Wenn es um reines Processing geht, ist Phasenverzerrung jedoch ein durchaus relevanter Aspekt. Und eben der Zentrale funktionale Unterschied zwischen Multi-Band und Dynamischem EQ.

 

[mjmueller]

Hall @FabienTDR
Off Topic: Willkommen!
Finde ich gut, einen Vertreter von Tokyo Dawn Labs hier zu haben.
Der Slick EQ gefällt mir sehr Anderes kenne ich leider (noch) nicht von euch.

Grüße
Markus

 

[FabienTDR]

Vielen Dank!

Wir sind zu klein für Vertreter, ich entwickle die Produkte.

Ach, alles muss man selber machen

 

[mjmueller]

Wir sind zu klein für Vertreter, ich Entwickle die Produkte.

Ja, dachte ich mir fast schon und habe dann Deinen Namen auf eurer Website gelesen. Hätte ich auch mal vorher machen können.

Ach, alles muss man selber machen

Kann sich ja noch ändern ...
Grüße
Markus

 

[Laguna]

Da ich mich ja hobbymäßig auch mit Pluginentwicklung beschäftige, finde ich das äußerst spannend, dass ein so namhafter Entwickler den Weg zu uns gefunden hat

So Far...
Laguna

 

[EDE-WOLF]

Im falle von 2 Bändern erster Ordnung geht dies, da hast Du recht. Dasselbe gilt natürlich auch für Linear Phase. Sobald Du aber mehr Bänder nutzt oder höhere Ordnung fährst wird die Weiche zwangsweise zu einem Allpass, und die Rekonstruktion in allen nicht trivialen Fällen daher nicht perfekt. Hau da einfach mal ein Rechteck durch!

Wie gesagt: Filter zweiter Ordnung und 3 Bänder geht auch noch... Man muss ja einfach nur eine Art "parallelstruktur" von Filtern aufsetzen, die alle das gleiche Nennerpolynom haben und deren Zählerpolynome sich dann eben zu jenem Nennerpolynom addieren... Denke ich mal analog geht das mit bei "s^2+ s/Q+1" und einer HP/BP/TP zerlegung ja auch noch ohne weiteres... gehts bei höherer Ordnung dann wirklich nicht mehr? Und wenn nicht: Warum nicht?

In deinem spezifischen Beispiel nutzt Du vermutlich eine Weiche mit Filtern zweiter Ordnung, die sehr Wohl andere Ergebnisse liefert als ein dynamischer EQ (letzterer hat ein wesentlich geringeres group delay, ganz besonders wenn kein GR stattfindet). Da Du die Weiche ohnehin aus anderen Gründen nutzt, macht dein Setup natürlich absolut Sinn.

Wie gesagt: wenn ich an meine 3 Bänder oben denke würde es gehen, aber wie gesagt: Ich habe das so nicht aufgesetzt. Ich nehme das was im Behringer* DCX drin ist und sich Dynamic-EQ nennt. Was genau der tut weiß ich ehrlich gesagt nicht!

Wenn es um reines Processing geht, ist Phasenverzerrung jedoch ein durchaus relevanter Aspekt. Und eben der Zentrale funktionale Unterschied zwischen Multi-Band und Dynamischem EQ.

Wie gesagt: Es gibt unterschiede und die
hast du eigentlich oben ja schön erklärt


Jetzt mal eine wirklich theoretische Frage:

Wie definiert man Phasenverzerrung bei einem nichtlinearen zeitinvarianten System? (das haben wir ja hier sowohl bei Dynamic-EQ als auch bei Multibandkompressoren)

 

[FabienTDR]

@EDE-WOLF : Bei mehr als 2 Bändern wird zwangsweise ein Allpass benötigt (im Grunde genau die Parallelstruktur die Du erwähntest).

Dazu muss die Filter Ordnung 1 (oder weniger) betragen. Im Falle einer simplen 2 Band Weiche erster Ordnung funktioniert es, da die maximale Phasenverzerrung 90° beträgt, und genau 45° am Cutoff, daher addieren sich beide -3dB punkte zu einem linearen Amplitude und einem linearen Phasenverlauf. Ab der Zweiten Ordnung jedoch bekommst Du Auslöschungen, da die maximale Phasenverzerrung nun 180° erreicht. Diese machen die Rekonstruktion der Originalphase unmöglich (die Original Amplituden aber natürlich sehr wohl). Linkwitz-Riley Filter, die Mutter der Analogen Frequenzweichen sind grundsätzlich Allpass (mit Phasenverzerrung). https://de.wikipedia.org/wiki/Linkwitz-Riley-Filter

Ich kann dir gerne einen Mathematischen Beweis konstruieren, falls Du sowas magst.

BTW soweit ich weiss kommt Linkwitz Riley im Lastsprecherbau ohnehin nur selten zum Einsatz, dort wird doch gerne etwas "kreativer" mit Laufzeiten gearbeitet.

Heute Abend noch Phasenverzerrung bei einem nichtlinearen zeitinvarianten System definieren? Das ist mir im wahrsten Sinne zu wackelig! Nichtlineare System lassen sich nicht so gern in die Karten Schauen (sind grundsätzlich sehr schwer bis unmöglich vollständig zu messen). Die Definition von Phasenverzerrung ist immer dieselbe, grob gesprochen ein Frequenz-Abhängiges-Delay.


@Laguna : sehr cool! Womit arbeitest Du?

 

[EDE-WOLF]

Danke für die Antwort

Mathematische Beweise nehme ich gern

Aber nochmal: wenn du mal mein Beispiel nimmst: Wir bauen ne 3-wege-weiche mit Filtern zweiter Ordnung:

Wir haben die Übertragungsfunktionen:

TP(s)= 1/(s^2 + s/Q +1)
BP(s)= (s/Q)/(s^2+s\Q+1)
HP(s)= s^2/(s^2+s/Q+1)

(Mit entsprechender Filter transformation für die gewünschte Mittenfrequenz)

Das wäre ja eine solche Zerlegung. Filter zweiter Ordnung, 3 Bänder.

Summiere ich jetzt alle Teilsysteme wieder erhalte ich einfach Hges(s)=1... Also keine Phasen Verzerrung?!?

Und wie gesagt: solche Zerlegungen gehen ja auch mit Filtern höherer Ordnung oder nicht?

 

[Laguna]

@Laguna : sehr cool! Womit arbeitest Du?

Ich verwende WDL-OL. Das hat für mich zwei entscheidende Vorteile: Es ist einfach aufzusetzen und zu benutzen. Es exportiert zu allen gängigen Formaten (VST, VST3, AU, RTAS, AAX).
Hier im Forum ist die Entwicklung eines Kompressors dokumentiert: Klick Mich . Allerdings stehe ich auf einem mathematischen / signalverarbeitungs Level ganz wo anders . Ich komme aus der Physik und habe neben den üblichen Mathe-Vorlesungen nur Schulwissen und autodidaktische Erfahrung, was Pluginentwicklung angeht.

So Far...
Laguna

 

[FabienTDR]

Danke für die Antwort

Mathematische Beweise nehme ich gern

Aber nochmal: wenn du mal mein Beispiel nimmst: Wir bauen ne 3-wege-weiche mit Filtern zweiter Ordnung:

Wir haben die Übertragungsfunktionen:

TP(s)= 1/(s^2 + s/Q +1)
BP(s)= (s/Q)/(s^2+s\Q+1)
HP(s)= s^2/(s^2+s/Q+1)

(Mit entsprechender Filter transformation für die gewünschte Mittenfrequenz)

Das wäre ja eine solche Zerlegung. Filter zweiter Ordnung, 3 Bänder.

Summiere ich jetzt alle Teilsysteme wieder erhalte ich einfach Hges(s)=1... Also keine Phasen Verzerrung?!?

Und wie gesagt: solche Zerlegungen gehen ja auch mit Filtern höherer Ordnung oder nicht?

low-pass: H(s) = 1 / (s + 1)
high-pass: 1 / (1/s + 1)

Weiche, 2 Bänder:

1 / (1/s + 1) = 1 / (1/s + s/s) = s / (s + 1)
Sowie
1 - H(s) = 1 - 1/(s + 1) = (s + 1 - 1) / (s + 1) = s / (s + 1)

So ist 1 - H(s) == H(1/s)

H(s) + H(1/s) = H(s) + (1 - H(s)) = 1

Dies ist nur korrekt für die erste Ordnung, oder weniger. Wenn die Ordnung höher ist muss die Weiche zwangsweise mit einem Allpass ergänzt werden (und ist dann übrigens auch nicht mehr min-phase). Genau aus diesem Grund nutzen manchen Hersteller in bestimmten Fällen Linear-phase Filter in Ihren Weichen, um genau dieses Problem zu umgehen. Beim Lautsprecherbau wir der Allpass durch Positionierung der Treibers erzielt!


Du erwähntest oben nebenbei:

"(Mit entsprechender Filter transformation für die gewünschte Mittenfrequenz)"

Genau das ist ja das zweite Problem. Versuche es einfach mal, du wirst keine "entsprechende Filter Transformation für das gewünschte Mittenband" finden ohne einen Allpass einzuführen! Wir bauen ja kein EQ sondern eine Weiche, d.h. wir wollen das Mittenband auch nutzen können und erst später durch Summierung rekonstruieren. Einzige alternative ist die Struktur, die beim dynamischen EQ zum Einsatz kommt (damit sich der Kreis hier auch mal schließt ).


Anders herum, Du darfst mich gerne auf eine IIR Frequenzweiche verweisen, die mehr als 2 Bänder besitzt oder Filter höherer Ordnung nutzt, welche bei Summierung der Bänder keine statische Phasenverzerrung erzeugt. Es ist schlicht unlogisch, dies geht nur mit Linear Phase! Aber vielleicht hat jemand inzwischen eine Zeitmasche erfunden?


Bissl Background dazu:

http://www.linkwitzlab.com/phs-dist.htm
http://www.firstwatt.com/pdf/art_coherent_xvr.pdf
--- Beiträge wurden zusammengefasst ---

Ich verwende WDL-OL. Das hat für mich zwei entscheidende Vorteile: Es ist einfach aufzusetzen und zu benutzen. Es exportiert zu allen gängigen Formaten (VST, VST3, AU, RTAS, AAX).
Hier im Forum ist die Entwicklung eines Kompressors dokumentiert: Klick Mich . Allerdings stehe ich auf einem mathematischen / signalverarbeitungs Level ganz wo anders . Ich komme aus der Physik und habe neben den üblichen Mathe-Vorlesungen nur Schulwissen und autodidaktische Erfahrung, was Pluginentwicklung angeht.

Das ist ja spannend, schaue ich mir später gerne durch! Ist immer schön soviele Leute zu sehen die an Sachen sitzen und "Zeug bauen" (Ede, Du genauso natürlich!).

 

[EDE-WOLF]

@FabienTDR :

Du irrst dich?! Wie gesagt: Hier mal das Beispiel für eine 3-Wege Weiche, bei denen alle Bänder addiert ein neutrales System ergeben:
Mittenfrequenz des Bandpasses ist wie üblich durch "s/w0" verschiebbar (hier mal exemplarisch 1kHz), und die "Überlappungsbreite" über einen "Güteparameter" (oben halt breiterer BP unten schmalerer) einstellbar:
Cyan ist dann die Addition aller 3 Filter. Das sind alles minimalphasige Filter und die Addition gibt ein System mit "0-Phase".

Allgemein haben wir doch bei einer "Zerlegung" H1...HN nur die Forderung, dass:
H1+...+HN= 1 sein soll (im Sinne der "Einsfunktion" )

Nehme ich rationale Funktionen, was hier angebracht wäre und spendiere mal als erste Spezialisierung allen Teilübertragungsfunktionen das gleiche Nennerpolynom, muss ich nur dafür sorgen, dass p1+...pN = q gilt, wenn p die Zähler- und q das Nennerpolynom ist. Ich gebe zu, dass das vielleicht etwas "unübersichtlich" wird bei einer großen Anzahl von Bändern, aber wie ich oben gezeigt hab, gehen zum Beispiel 3 Bänder mit Filtern 2. Ordnung ohne weiteres und mir ist auch nicht klar, warum das nicht verallgemeinerbar sein sollte?! Wie gesagt, nichts dass ichs jetzt mal eben für alle kombinationen mit allen Ordnungen allgemein hinschreiben könnte....