Das Designkonzept von SnapClip: Soft Clipping per Graph und ADAA-Anti-Aliasing

Der Anfasser auf dem Graphen von SnapClip stellt den Startpunkt der Soft-Knee-Kurve dar. Threshold legt den Eingangspegel fest, an dem die Kurve einsetzt; Saturation bestimmt die Tiefe des Knees und hebt den Startpunkt der Kurve im Graphen entlang der Y-Achse. Die xy-Koordinaten des Anfassers sind (Threshold, Threshold + Saturation).

Signale unterhalb des Krümmungsbeginns werden um den Saturation-Betrag rein linear angehoben, sodass keine neuen harmonischen Verzerrungen entstehen.

Obertöne (Sättigung) werden nur den Spitzenanteilen hinzugefügt, die den Threshold überschreiten.

Beim Drücken der Snap-Taste berechnet Snap Adjust aus dem Spitzenverlauf der letzten 4 Sekunden und der Zielreduktion Input Gain, Saturation und Threshold rückwärts und stellt sie ein. Es ist weder KI noch Auto-Mix, sondern eine Funktion, die die Vorbereitung mathematisch aus dem Eingangsverlauf erledigt.

Der Zielreduktionspegel kann im Menü neben dem Snap-Knopf gewählt werden. Ohne Angabe wird die im aktuell gewählten Preset beschriebene Ziel-GR verwendet.

SnapClip ist so ausgelegt, dass unbeabsichtigte Klangfärbungen vermieden werden und ausschließlich die Spitzen präzise kontrolliert werden. Bei Eingangssignalen unterhalb des Thresholds wird der Pegel nur angehoben; Verzerrungen oder Obertöne werden nicht hinzugefügt.

Die folgende Abbildung zeigt das Ausgangsspektrogramm, wenn ein Sinus in SnapClip gespeist wird. Die obere Reihe entspricht Amplituden unterhalb des Thresholds, die untere oberhalb. In der unteren Reihe ist zu erkennen, wie dem Signal jenseits des Thresholds Obertöne hinzugefügt werden.

Da Clipping eine nichtlineare Verarbeitung ist, entstehen hohe Obertöne, die im Eingang nicht vorhanden waren. Übersteigen diese Obertöne die halbe Sample-Rate (Nyquist-Frequenz), klappen sie als Aliasing-Rauschen in den hörbaren Bereich zurück. SnapClip kombiniert Oversampling mit ADAA (Antiderivative Anti-Aliasing), um diese Faltung effizient zu reduzieren.

Um die Wirkung von ADAA unter den härtesten Bedingungen zu prüfen, haben wir den SnapClip-Algorithmus auf Hard Clip eingestellt und die Antwort auf einen Sinus-Sweep gemessen.

Die linke Spalte zeigt das Ergebnis ohne ADAA, die rechte mit ADAA.

In der linken Spalte falten die durch Clipping erzeugten Obertöne am oberen Rand des Spektrogramms zurück, sodass das Bild insgesamt hell wirkt.

In der rechten Spalte sind ebenfalls geringe Faltungen zu sehen, das Bild ist jedoch insgesamt dunkler und der ursprüngliche Sinus sowie seine Obertöne treten klar hervor.

Insbesondere das Ergebnis mit 16x-Oversampling kombiniert mit ADAA kommt dem 256x-Oversampling nahe und legt eine ausreichende Geräuschunterdrückung nahe.

Im CPU-Benchmark war 16x ADAA gegenüber 256x-Oversampling rund 90 % schneller. Die Kombination aus Oversampling-Faktor und ADAA hält hochwertige Geräuschunterdrückung in einem praxistauglichen Lastbereich.

In Verarbeitungen mit Oversampling läuft der Wet-Pfad durch Filter. Wird der Dry-Pfad völlig unbehandelt durchgeleitet und zu 50 % beigemischt, kann zwischen beiden eine Phasendifferenz entstehen, die kammfilterartige Auslöschungen verursacht. Solche Auslöschungen rufen u. a. ein zischelndes Wabern in den Höhen, einen mageren, schwer durchsetzungsfähigen Klang und weitere Probleme hervor.

SnapClip führt auch den Dry-Pfad durch denselben Oversampling-Pfad wie das Wet-Signal, wodurch Phasendifferenzen beim parallelen Mischen unterdrückt werden.

Beim direkten Beimischen des Dry-Signals traten je nach Frequenz Auslöschungen von mehr als 20 dB auf. Beim Dry/Wet-Verfahren von SnapClip hingegen wurde diese Auslöschung nicht beobachtet, da auch der Dry-Pfad durch denselben Verarbeitungsweg läuft.

SnapClip ist ein Clipper-Plug-in, das die intuitive Bedienung am Graphen mit der effizienten Einrichtung über Snap Adjust verbindet.

Beim DSP-Design haben wir auf folgende Punkte geachtet und ihre Wirkung durch Messungen bestätigt.

• Signale unterhalb des Thresholds werden nur in der Lautstärke verändert; das Hinzufügen von Obertönen wird ausreichend gering gehalten
• Hochwertiges Anti-Aliasing mit niedriger Last dank ADAA
• Unterdrückung von Auslöschungen durch Pfadunterschiede beim Dry/Wet-Mixing