Компрессор - устройство, которое понижает громкость звука в те моменты, когда звук становится громче заданного порога.
Характеристику обычно изображают так:

Компрессор начинает срабатывать в тот момент, когда сигнал превышает значение порога. В этом случае та величина, на которую "скакнул" сигнал выше порога, будет "сжата" в некоторое количество раз, определяемое параметром ratio - компрессор рассчитает величину gain reduction, на которую нужно понизить уровень.
Проще всего это понимается на примере: сигнал с максимальной величиной (0), проходящий через компрессор с порогом -9 и ратио 3 понизится на 6 дб (превышение порога в 9дб сжимается в 3 раза).
Но если бы компрессор срабатывал каждый раз при превышении порога и переставал работать при уменьшении сигнала, он бы обрабатывал верхушку волны, вызывая искажения. Для того чтобы этого избежать и для более точной корректировки работы компрессора существуют параметры атаки и релиза. Пока идет стадия атаки, величина уменьшения сигнала плавно возрастает от нуля до рассчитываемой, во время стадии релиза происходит обратное действие.

Для описания лимитера обычно применяется определение компрессора с бесконечным ратио и нулевой атакой - лимитер срезает любой превысивший порог сигнал (по факту - присваивает ему значение порога). На характеристике это может быть показано так:

Это позволяет значительно поднять громкость и избавиться от лишних пиков, но сильный лимитер попросту убивает динамику напрочь; также, края обрезанных пиков похожи на углы и звучат как треск (который маскируется при небольших значениях лимитинга).

Софтклиппер - это гибрид лимитера и сатуратора, также его можно описать как компрессор с бесконечным ратио, нулевой атакой и так называемым "soft-knee". Когда сигнал начинает приближаться к порогу, софтклиппер начинает уменьшать его, чем ближе к порогу, тем сильнее. Это позволяет избежать угловатого срезания пиков.
Характеристика выглядит вот так:

Экспандер - антипод компрессора: он увеличивает сигнал в те моменты, когда сигнал превышает порог. Значения рассчитываются точно так же, просто ратио для экспандера не может быть больше, а для компрессора меньше единицы.
Характеристика выглядит таким образом:

Параметры атаки и релиза выполняют те же функции.

Гейт - устройство, полностью отключающее звук, если тот находится ниже порога. Для того, чтобы гейт не выхватывал только отдельные пики, существуют параметры атаки и релиза - они определяют время, которое нужно гейту, чтобы "открыться" и "закрыться". Первоначально гейт предназначался для устранения шумов - во время звучания громкого полезного сигнала, маскирующего шумы он открывался, в паузах он закрывался, не пропуская шум. Характеристика выглядит вот так: