Voor Inhoudsopgave klik hier.

9.2.1 Wat is een galmkamer?

Een galmkamer is een ruimte bedoeld om akoestische metingen te verrichten. Een galmkamer heeft uitsluitend kale, zo min mogelijk absorberende wanden, vloer en plafond die in verschillende hoeken ten opzichte van elkaar staan om eenvoudige staande golven te voorkomen. In een ideale galmkamer heerst een 'ideaal reverberant geluidsveld', hetgeen wil zeggen dat de geluidsgolven in alle richtingen en op alle posities even sterk zijn. Eenmaal veroorzaakt geluid in een galmkamer blijft lang in stand zolang in die kamer niets aanwezig is dat het geluid absorbeert.

Een galmkamer kan gebruikt worden om de geluidsabsorptie van een materiaal te bepalen. Dit geschiedt door de nagalmtijd? in de kamer met en zonder het materiaal te bepalen. Omdat de absorptie afhankelijk is van de frequentie van het geluid, dienen deze metingen bij verschillende frequenties plaats te vinden. Gebruikelijk is het om metingen uit te voeren in elke oktaaf band, of in elke tertsband?.

Het tegendeel van een galmkamer is een dode kamer

Bron: De tekst van deze pagina is overgenomen van Wikipedia

9.2.2 Wat is een dode kamer?

Om metingen te kunnen doen in een dode kamer is er halverwege een stalen net gespannen waarop gelopen kan worden. Een dode kamer is tevens uitstekend akoestisch geïsoleerd van de omgeving, vaak met een zware dubbele deur?. Ook de muren van een dode kamer zullen zwaar moeten zijn uitgevoerd.

Een ideale dode kamer absorbeert alle geluidsfrequenties, zodat in de kamer alleen de lopende golven vanaf een eventuele geluidsbron kunnen blijven bestaan. Een spreker ervaart dit alsof hij of zij in de buitenlucht staat te praten, waar het bovendien volkomen stil is, hetgeen een vervreemdend effect geeft omdat men in een ruimte verwacht een echo van de eigen stem te horen, die in de dode kamer ontbreekt. Als een zich persoon stil houdt in een dode kamer gaat ook het ruisen van bloed in de oren gaat opvallen.

Een dode kamer wordt veel gebruikt voor metingen aan microfoons en luidsprekers. Een dode kamer kan ook, in combinatie met een tweede dode kamer of een galmkamer, gebruikt worden om het transmissieverlies? van een akoestische constructie te meten (bijvoorbeeld een raam of een muur). De te meten constructie wordt dan tussen de twee ruimtes in geplaatst.

Het tegendeel van een dode kamer is een galmkamer

Bron: De tekst van deze pagina is overgenomen van Wikipedia

9.3 Wat is een microfoon en hoe werkt een microfoon?

De microfoon is een belangrijk onderdeel in de opnameketen, waarop je eigenlijk nooit mag bezuinigen. Waar versterker, mengtafel en randapparatuur signalen vrij 'recht' doorgeven, is de microfoon het onderdeel waar de (gewenste) kleuring bij akoestische instrumenten en stem plaatsvindt.

Hét onderdeel in de opnameketen dus, waar je accenten legt wat betreft klankleur en frequenties. Het type microfoon, de plaatsing (hoek en afstand) en de akoestiek bepalen samen hoe het onderwerp uiteindelijk zal klinken.

Als de akoestiek van de opnameruimte niet geweldig is (te veel beton of glas) zal er een overdaad aan reflecties zijn, waardoor een te scherpe, holle klank ontstaat. De remedie is dan, de microfoon dichter op het onderwerp te plaatsen. Het directe geluid wordt dan sterker, en het indirecte geluid wordt (meer) buiten spel gezet. Mooier is het overigens om te spelen met de akoestiek van de ruimte.

Enige demping, of een andere soort wandbekleding doet wonderen, waardoor je meer met je microfoonplaatsing kunt experimenteren. Een erg praktische oplossing is de volgende.

• Plaats langs alle wanden gordijnrails, en gebruik vrij dikke godijnen. Nu kun je, afhankelijk van je wensen, snel de akoestiek aanpassen door de gordijnen open of (iets) dicht te doen.

Waaraan moet een goede microfoon voldoen?
Welke eisen mag je stellen aan een microfoon van tweeduizend gulden ?
En welke microfoon koop je voor tweehonderd gulden ?

Belangrijke uitgangspunten:

• gebruiksdoel
• werkingsprincipe
• richtingskarakteristiek
• frequentiekarakteristiek en
• S.P.L.

De meest gangbare types zijn:

• dynamische microfoon
• condensator microfoon

en verder

• electret microfoon
• microfoons volgens PZM principe
• opnemers volgens 'C-ducer’ principe

Er bestaan overigens ook kristal-, piëzo-, elektrische- en bandmicrofoons, maar deze worden in studio's weinig gebruikt.

Werkingsprincipe

In feite is de microfoon een 'omgekeerde' luidspreker. Ook de micro maakt gebruik van een membraam en een elektrisch gedeelte dat de bewegingen van dit membraam signaleert. Het membraam hangt in een magnetisch veld en elke 'beweging' wordt geregistreerd en als een kleine spanning doorgegeven. Dit is de werking van de dynamische microfoon. Een vrij eenvoudige, maar robuuste constructie, waarbij geen speciale voeding of pre-amp. nodig is.

Anders is de werking van de condensator microfoon. Deze is voorzien van een zeer dun membraam dat is voorzien van een geleidend laagje en zich bevindt op zeer geringe afstand (0,0004 m.m.) van een eveneens geleidende achterplaat. Doordat deze twee delen van elkaar gescheiden zijn, ontstaat een condensator, waarvan de capaciteit onder invloed van geluidsgolven verandert, doordat het membraam meetrilt en de afstand tussen beide elektroden aldus varieert. Door nu beide elektroden te polariseren, met behulp van wisselspanning wordt die wisselende capaciteit omgezet in een uitgangsspanning.

Dit alles gaat ook op voor de electret microfoon, echter, er is 'n belangrijk verschil. Bij de condensator microfoon krijgt het membraam zijn spanning via een externe voedingsbron, de zogenaamde 'fantoomvoeding', terwijl het membraam van de electret een 'ingebakken' spanning heeft. Bij oudere electret-types ging deze spanning dan ook geleidelijk aan verloren, zodat de microfoon na verloop van tijd 'op' was. De nieuwere types, met name de z.g. 'back electrets' kennen deze problemen niet. De spanning zit niet ingebakken in het bewegende membraam, maar in de achterplaat.

Zowel de electret- als ook de condensatormicrofoon hebben een voorversterkertje (pré amp.) ingebouwd, nodig om een acceptabele uitgangsimpedantie te verkrijgen. 

Voor- en nadelen van de verschillende types microfoons :

De condensator microfoon :

• lineair en natuurgetrouw weergave
• groot frequentiebereik
• uitstekende transiënt weergave
• hoge output
• duur in aanschaf
• kwetsbaar
• separate voeding nodig

De elektret microfoon :

• redelijke prestaties
• relatief goedkoop
• pré-amp. voeding nodig (vaak batterij)
• kwetsbaar
• redelijk goede weergave transiënten
• hogere output

De dynamische microfoon :

• relatief goedkoop
• redelijke tot zeer goede prestaties
• 'rond' geluid
• robuust
• geen voeding nodig
• lage output

In elke opnamesituatie dien je eigenlijk te beschikken over tenminste één kwaliteitsmicrofoon. Deze kan bij het multitracken steeds opnieuw worden ingezet (overdub), hetgeen overduidelijk zal bijdragen aan een hogere kwaliteit van de opnames.

Richtingskarakteristiek

In principe is een 'kale' microfoon rondom-gevoelig. Dat wil zeggen, dat hij niet selectief is voor de richting waaruit een geluid komt. Vaak echter is dit in het geheel niet wenselijk. Een rondom-gevoelige microfoon neemt ook ongewenste geluiden op; andere instrumenten, die je niet wilt opnemen, het gereflecteerde geluid van de ruimte, enz. Daarom werden microfoons ontworpen, die selectief zijn voor de richting van een geluid.

Dit gaat middels de 'kapsels'. De mate waarin en hoe sterk het kapsel selectief is laat zich weergeven in een richtingskarakteristiek. Overigens, een microfoon is in zekere zin ook selectief voor bepaalde frequenties, waar het de richtingsgevoeligheid betreft. Voor het laag is hij nauwelijks, en voor het middengebied wat méér selectief. Echt selectief is hij voor frequenties boven 8 KHz.

Als je achter een luidspreker staat, hoor je wel de lage, maar nauwelijks de hoge frequenties. Hoge frequenties verspreiden zich gericht, lage 'waaien uit'. Dit principe geldt dus ook voor de microfoon. De richtingsgevoeligheid kan worden weergegeven middels een zogenaamd 'polar-diagram' (zie onder).

Er zijn meerdere mogelijkheden; de microfoon is gevoelig :

• rondom
• alleen voor
• voor en achter
• voor en opzij
• alleen opzij

De meest voorkomende versie is cardioïde of hartvormige. Door een speciaal kapsel is de microfoon erg gevoelig aan de voorzijde en -veel- minder voor de andere richtingen. Ook zijn er microfoons, die in extreme mate deze laatstgenoemde eigenschap hebben, we noemen ze super-cardioïde. Ook is het mogelijk dat een microfoon zowel voor als achter gevoelig is, deze noemen we bi-directioneel, of ook wel '8-karakteristiek'.

'Omni-directioneel' noemen we tenslotte de al eerder genoemde 'rondom-gevoelige-of niet selectieve microfoon'.

Het spreekt voor zich, dat je de eigenschappen moet kennen van al deze microfoons. Sterker nog, als het goed is, maak je er voortdurend gebruik van !

Bij een opname kun je je afvragen of je een direct geluid wilt hebben, of een geluid waarin duidelijk de ruimte meeklinkt. De microfoonkeuze zal dit voor een belangrijk deel uitmaken, samen uiteraard met de wijze waarop men de microfoons plaatst. Bij de aanschaf van een microfoon krijgt men bij de betere types een serieus polar-diagram, waarop men vrij nauwkeurig de richtingskarakteristiek kan aflezen. Let er op dat men de waarden duidelijk specificeert, binnen 3 dB.

Frequentiekarakteristiek

Middels een grafiek kun je weergeven, hoe bepaalde frequenties zich onderling verhouden. Dit zou je ook bij microfoons kunnen doen en het plaatje dat je aldus krijgt zal veel over een bepaalde microfoon vertellen. De frequentie-karakteristiek van de AKG C414 is vrijwel 'recht'. Je zou het een 'referentie' microfoon kunnen noemen, zo recht is deze; 40 Hz - 20 Khz binnen 1,5 Db! Een meer dan uitstekende waarde.

Niet dat de frequentiecurve alléén zaligmakend is, -er bestaan ook andere belangrijke spec's-, maar het is een goede indicatie dat je te maken hebt met een kwaliteitsmicrofoon.

Wat maakt nu de frequentieweergave van een microfoon zo belangrijk? Laten we eens kijken naar de opname en weergave van een bassdrum.

Een belangrijk deel van dit geluid ligt rond de 50-150 Hz. Stel je voor dat je met een microfoon opneemt die bij 200 Hz langzaam afloopt, zeg tot -12 Db op 40 Hz. Je kunt je dan wel voorstellen dat er van enige natuurgetrouwe weergave geen sprake is. In feite zegt de frequentiekarakteristiek iets over de kleuring, het ongewenst toevoegen of afzwakken van bepaalde frequenties. In principe is dat natuurlijk ongewenst, maar de praktijk leert, dat vrijwel elke microfoon 'kleurt'. Soms echter kun je hier ook gebruik van maken, zodat je een kleuring krijgt die iets positiefs toevoegt aan een geluid.

Ook zijn er microfoons te koop, die een aantal filters ingebouwd hebben, waarmee ook dit soort kleuringen te maken zijn. Bijna zonder uitzondering klinken deze filters matig, ze verarmen het geluid.

Proximity effect

Ook wel 'nabijheidseffect' genoemd. Het wil zeggen dat als men dichterbij een microfoon komt, vooral de laatste 10 â 15 cm, de lage tonen evenredig toenemen. Omgekeerd ook, hoe verder je van de microfoon weggaat, hoe meer het laag afvalt. De ene microfoon is hier erg gevoelig voor, de ander veel minder (condensatormicrofoon). Het is een effect waar je rekening mee moet houden, of beter nog, gebruik van kunt maken. Het betekent dat je alleen al door de plaatsing van een microfoon, de frequentieweergave (en dus de klank) kunt beïnvloeden.

SPL

(Sound pressure level) Iedereen kent wel het effect van een microfoon die 'dicht slaat'.  De ene microfoon is nu eenmaal gevoeliger voor een hoge geluidsdruk dan de ander. Een bassdrum kan een geluidssterkte afgeven van zo'n 135 Db, hetgeen eigenlijk al impliceert dat je hier geen goedkope of erg gevoelige microfoon in moet hangen. Over het algemeen kun je stellen, dat de meeste kwaliteitsmicrofoons hiermee geen problemen geven, wel moet je opletten met electrets en condensators (hoge output naar vervolgapparatuur.). Soms zit er een verzwakker (pad 20 Db) op een microfoon, die kun je daar waar nodig (bassdrum, snare) gebruiken.

Tip

Het dichtbij-gebruik van een microfoon voor spraak of zang is vaak wenselijk i.v.m. de proximity. Maar vooral bij dynamische microfoons is het vele 'ploppen' het gevolg; de wind/plop-geluiden die door de P's en andere harde klanken veroorzaakt worden. Remedie, hang de microfoon nét boven je mond, zodat je er 'onderdoor' zingt. Geen plop, maar wel een warm en dynamisch geluid. Na de microfoon een laag-af filter (12 Db afval onder de 110 Hz), dan een compressor (treshold op -4 Db, ratio 4:1). Succes verzekerd !

Bron: de tekst van deze paragraaf is met toestemming overgenomen vanaf http://schoondermark.com

9.4 Resolutie bij het meten van geluid

De resolutie bij geluidsmetingen betekent met welke nauwkeurigheid frequentie afhankelijke informatie van het geluidsspectrum kan worden verkregen. Als er geluidsmetingen worden uitgevoerd worden deze vaak beperkt tot één enkel getal, uitgedrukt in decibel als er geen weging wordt uitgevoerd, of in dB(A) als de A-weging wordt gebruikt. Vaak is het zinvol om informatie te verkrijgen over de verschillende frequenties die in het geluidssignaal zijn opgenomen. In dat geval worden metingen uitgevoerd met een kleinere resolutie. Dezelfde methodiek wordt ook wel gebruikt voor trillingsmetingen.

Octaafbanden De grofste resolutie die over het algemeen wordt gebruikt is een resolutie in octaafbanden. De frequentiebreedte van deze octaafbanden is een factor 2. In de meeste gevallen zijn metingen over het hoorbare gebied voldoende. Dan gebruikt men de volgende centrum frequenties voor de octaafbanden:

• 63 Hz
• 125 Hz
• 250 Hz
• 500 Hz
• 1000 Hz
• 2000 Hz
• 4000 Hz
• 8000 Hz

De vorm van de te gebruikte octaafbandfilters is internationaal vastgelegd. Hetzelfde geldt voor de 1/3 octaafbandfilters.

Tertsbanden of 1/3 octaafbanden Vaak is het wenselijk om over fijnere frequentie informatie te beschikken. De metingen worden dan geanalyseerd in tertsbanden (ook wel 1/3 octaafbanden genoemd). Elke octaafband wordt verdeeld in 3 tertsbanden. Om het geluidsniveau gemeten in tertsbanden om te rekenen naar het geluidsniveau in octaafbanden, moeten de gemeten niveaus in telkens 3 tertsbanden bij elkaar worden opgeteld.

Voorbeeld: Om het octaafband-geluidniveau in de 1000 Hz band te bepalen uit metingen in tertsbancen worden de geluidsniveaus in de 3 tertsbanden 800 Hz, 1000 Hz, en 1250 Hz bij elkaar opgeteld. De omgekeerde route, uit octaafbanden de tertsniveaus berekenen, is niet mogelijk zonder zeer veel aannames te maken. Het is dan beter de metingen opnieuw uit te voeren of opnieuw te analyseren.

De internationaal vastgestelde centrumfrequenties voor metingen in tertsbanden zijn:

• 50 Hz
• 63 Hz
• 80 Hz
• 100 Hz
• 125 Hz
• 160 Hz
• 200 Hz
• 250 Hz
• 400 Hz
• 500 Hz
• 630 Hz
• 800 Hz
• 1000 Hz
• 1250 Hz
• 1600 Hz
• 2000 Hz
• 2500 Hz
• 3150 Hz
• 4000 Hz
• 5000 Hz
• 6300 Hz
• 8000 Hz
• 10000 Hz
• 12500 Hz
• 16000 Hz
• 20000 Hz

Smalbandiger logaritmische schalen Niet zo gebruikelijk als octaafband of tertsband-analyse worden ook wel 1/6, 1/12 en 1/24 octaafband analyses gebruikt.

Smalbandige analyse. Als er behoefte is aan een nog grotere frequentie resolutie kan een Fourier analyse worden gemaakt. Vaak gebruikt men hiervoor het FFT? algoritme. De resolutie van een smalbandige analyse is volledig vrij, en de mogelijkheden zijn onbeperkt. Een frequentie resolutie van 1 Hz is bijvoorbeeld heel goed mogelijk, mits de meettijd voldoende lang is. Als de meting slechts kort is, moet er voor een grovere frequentieresolutie gekozen worden, dan als er een hele lange meettijd beschikbaar is.

Ook de vorm van te gebruiken (digitale) filters kan vrij worden gekozen, afhankelijk van het doel van de analyse. Een veel gebruikt filter is het Hanning filter. De keus van het filter beïnvloedt de nauwkeurigheid van het bepaalde niveau, maar ook de breedte van de frequentie banden. Afhankelijk van het meetdoel dient het meest optimale filter gekozen worden.

Verschil tussen smalbandige en terts analyse. Een groot verschil tussen Fourier analyse en analyse in tertsbanden is dat de eerste een lineaire frequentie schaal heeft, en de tweede een logaritmische schaal. Hierdoor ziet het spectrum er geheel anders uit. Bij een Fourier analyse worden de laagste frequenties samengeperst. Het menselijk gehoor heeft, net als voor het niveau het geval is, voor frequenties een logaritmisch gedrag. Het interval tussen twee octaven wordt telkens natuurlijk ervaren als bij elkaar behorende tonen. Het gebruik van een tertsband analyse geeft dus beter de menselijke waarneming weer dan een Fourier analyse.

Voor Inhoudsopgave klik hier.

Laatst gewijzigd: 26 september 2003