AUDIOTECHNOLOGIE
VOOR MUZIEKPEDAGOGEN
P. Timmermans © 2007
SYNTHESEHULP
WAAROP LETTEN BIJ ANALOGE AUDIO?
microfoon
bandbreedte toonbereik grondtoon
boventonen
gevoeligheid
richtkarakteristiek
akoestiek:
wanden
voorwerpen reflecties
plaats
in de ruimte
opnameapparaat
resolutie
16bit 24 bit
S/R
verhouding db
bewerking:
compressor/limiter + effecten
mastering remastering
kwaliteit
tape / cassette
luidsprekers
I.
HET PRINCIPE VAN EEN GELUIDSOPNAME
WAT DOET EEN MICROFOON?
Je spreekt, je zingt, je maakt geluid in
de microfoon: binnen in de kop van de microfoon trilt het membraan en daar vindt de omzetting
plaats van geluidstrilling in elektrische trilling.
Dit is eenvoudig uitgedrukt het
basisbeginsel van een microfoon.
De telefoontechnologie hanteerde dit
principe al in 1894.
Het principe om geluidstrillingen
magnetisch op te nemen, wordt in
1900 met succes toegepast en op de wereldtentoonstelling gepresenteerd :
de telegraphon wordt
aanvankelijk niet eens opgemerkt door de radio- en geluidsmensen; ontwerpers
van dicteerapparaten hadden er wel interesse voor.
Het zou tot 1935 duren voor de
eerste hanteerbare bandopnemer wordt gentroduceerd.
Geluid is lucht in beweging m.a.w.
akoestische trilling in de lucht.
Een microfoon heeft tot taak de verwekte
luchtdrukverschillen om te zetten in elektrische spanningsverschillen die een
evenbeeld moeten zijn van de geluidstrillingen.
Wanneer doet de microfoon zijn werk
goed? Wanneer de elektrische
spanning exact beantwoordt aan de binnenkomende geluidsdrukvariaties.
Dan zijn akoestisch en elektrisch signaal
ANALOOG. Vandaar spreekt men van analoge
audio (dit is het geval voor de
'traditionele' microfoon, bandopnemer, plaat, radio, mixer, luidspreker).
Men noemt de microfoon een transducer:
een kussentje van koolstofkorreltjes waarop spanning gezet wordt (volt)
afhankelijk van de input (geluidsdruk). Als de druk vergroot wordt de weerstand
lager en kan het elektrisch signaal vrijer passeren. (De luidspreker is dus het omgekeerde principe.)
Of het geluid geregistreerd wordt door de
microfoon, hangt sterk af van de impendantie van de microfoon. De
kwaliteit van de opname wordt precieser als men op de bandopnemer kan schakelen
tussen laag- en hoogohmige microfooningang. Laagohmige microfoons zijn
gevoeliger voor zwak (stil) geluid en heel kleine nuances in het klankverloop.
Hoogohmige micro's zijn normaal goedkoper dan de professionele laagohmige
microfoons.
In de body van condensatormicrofoons zit
een eigen versterkingseenheid ingebouwd.
Als het binnenkomend geluid te zwak is
voor de microfoon, gaat men dit signaal voorversterken. In de
stereomicrofoon OKM II (bijvoorbeeld) zit een voorversterkertje ingebouwd.
Een microfoon plug je in de specifieke micro-ingang in, omdat
deze poort technisch gezien gevoeliger is voor
akoestische input dan voor line.
In elk geval is de elektrische
spanning die de microfoon aflevert, op zichzelf zo miniem dat het elektrisch
signaal moet versterkt worden. De aparte
hifi-versterker stuurt het audiosignaal 'versterkt' naar de luidspreker(s). Pas
nu is het microfoongeluid hoorbaar.
De luidsprekers doen net het omgekeerde
van microfoons: d.i. de continue
stroom van elektrische spanningsverschillen accuraat omzetten in akoestische
trillingen.
Men streeft naar een zo goed mogelijke
geluidsoverdracht van microfoon naar bandrecorder of rechtstreeks naar de PA (public address). Heeft de
microfoon een beperkte bandbreedte om alle geluiden van het geluidsspectrum
tussen 20 Hz en 20000 Hz te capteren, dan is de volmaakte omzetting van geluid
in elektrische spanning al bij voorbaat een verloren zaak. Het frequentiebereik
van een stem is minder groot dan van een piano. Essenteel is dus de beschikbare bandbreedte van een
microfoon.
Dat is ook het geval aan de andere kant: de luidsprekerkwaliteit.
DE GEVOELIGHEDEN VAN HET SPECTRUM
De kwaliteit van de geluidsweergave is
perfect als geen enkele frequentie (tussen 20 Hz en 20000 Hz) gediscrimineerd of bevoordeeld wordt. Een volmaakte geluidsweergave
- dat streven we toch na - is per definitie plat (het is een rechte). Zie pagina 7.
In de praktijk wordt echter het laag en het hoog in het
toonspectrum verwaarloosd en vervormd (lineaire vervorming).
Bij degelijke microfoons krijg je een diagram meegeleverd waaruit de
individuele frequentiegevoeligheid van de microfoon af te lezen is. Niet
te vergeten de keuze van het microfoonmerk om het hoog iets te versterken zodat
de presentie van het geluid verbetert.
De geluidsweergave is pas in orde als
deze vrij is van parasietgeluiden. Ongewilde boventonen die in het
opnameverloop ontstaan en als parasieten meekomen met de oorspronkelijke
grondtoon (en harmonieken), zijn legio bij 'analoge' microfoonopnames.
In de samplingwereld noemt met dit
fenomeen aliasing.
|
|
|
uit: G. Praetzel &
E.F. WARNKE, Microfoonopnametechniek. Kluwer-Deventer, 1978, p.
11.
DE ROL VAN DE VARIABELE GEHOORSDREMPEL
De lage tonen van alle akoestische
instrumenten met gelijke geluidssterkte klinken niet alleen anders omwille van
het timbre (dus frequentieprofiel
van het instrument) maar ook
luider of minder luid omwille van de boven- en ondergrens van de
gehoorsdrempel tussen 20 tot 20000 Hz.
DE S/R VERHOUDING AAN DE INPUT
De afstand tussen de sterkte van het
signaal en dat van ruis(stoornis) zonder vervorming van het geluid is de S/R verhouding. Welk is het maximaal uitstijgniveau
boven de drempel van ruis afkomstig van de (onbespeelde) tape of cassette? Hoe hoog is het plafond zonder dat er oversturing (dus vervorming ) ontstaat van de
overgebrachte klank?
De eerste grammofoonplaten hadden slechts
een opgenomen frequentiebereik
(= bandbreedte) van 100 Hz tot 5000 Hz. De S/R verhouding bedroeg amper 20 dB: de verhouding
ruis/signaal is hier slechts 1/10.
Om dit te interpreteren: 1/100 = 40 dB
dynamiek; 1/1000 = 60 dB.
Het verbetering van het dynamiekbereik of
de afstand drempel-plafond van de geluidssterkte kent inmiddels een
spectaculaire evolutie in de geluidsweergave van bijv. films in zalen en
huiskamers (cfr. DOLBY SR-D).
spectrumgevoeligheid
van een specifieke microfoon
De frequentiecurve bij analoge opnamen
is vandaag al vlak te krijgen tussen 30 Hz en 18000 Hz, met daarbij een S/R
verhouding die momenteel reeds beter
is dan 1/10000:
dit betekent 60 75 dB (plus 10 15 dB
extra als men een goed
ruisonderdrukkingssysteem inschakelt).
Om te vergelijken: een degelijke
cassetterecorder bereikt een S/R van circa 50 dB.
Een digitale geluidsopname (bijv. DAT,
CD) bereikt een S/R van bijna 1/100000 (96 dB).
Een digitale weergave (van bijvoorbeeld
een CD) is theoretisch vlak tussen 10 Hz en 20000 Hz.
Het delicaatste punt in de audiotechniek
ligt echter in het feit dat men vandaag nog veel beroep doet op analoge
apparatuur zowel aan de input als aan de output. Digitale microfoons moeten nog
verder op punt gesteld worden terwijl wereldwijd al veel gesleuteld is aan de
techniek van analoge microfoon.
Men kan stellen dat de overgrote meerderheid van geluidsproductie- en
reproductietechnieken nog gebeurt in het analoge domein van analoge microfoons, mixers en/of
luidsprekers. Pas recent komen de eerste digitale luidsprekers eraan ( d.w.z. heel, heel duur).
Digitaal wil niet noodzakelijk zeggen dat
alles in het productieproces digitaal gerealiseerd is. Dus is het niet
onbelangrijk na te gaan hoe de CD die je wil kopen, tot stand is gekomen (AAD,
ADD of DDD) en hoe het digitaal geluid zich op een niet-digitaal audiosysteem
(thuis of in de wagen) gedraagt.
HET RADIOSIGNAAL
Hoe zit het met de kwaliteit
van het op te nemen radiosignaal?
Bij de radio gebeurt de geluidsoverdracht
uiteraard draadloos. Een
radiozender is normaal gezien wel in staat om een audiosignaal van 20 Hz tot
20000 Hz uit te zenden, dus compleet geschikt voor hetgeen wij in principe met
ons gehoor kUnnen waarnemen. Maar
omwille van het groot verlies van energie in de overdracht is dit niet
mogelijk.
Dat kan enkel verholpen worden door de
draaggolf van het radiosignaal te moduleren:
het ritme en de sterkte van het
audiosignaal worden
behandeld.
De amplitude (AM) ofwel de frequentie
(FM) van het over te dragen signaal wordt gemoduleerd. AM draagt ver, maar de bandbreedte is
beperkt tot 4000 Hz. De
bandbreedte van AM zou technisch beter kunnen maar leeft een smal bestaan,
ingesnoerd (tussen LG en MG) door de wettelijke afspraken over het gebruik van
de frequentieschaal.
Er zijn in Belgi meerdere FM-masten
nodig. Dit is niet verwonderlijk. Bij FM moeten de zender- en ontvangstantennes bij wijze van spreken elkaar
kunnen 'zien'. De reikwijdte is zeer beperkt maar de bandbreedte van de
frequenties ligt door modulatie tussen 88 MHz en 108 MHz op de frequentieschaal
en de klank gaat kwalitatief tot 15000 Hz, iets wat het Hifi-stereogeluid ten goede komt.
DYNAMIEK TIJDENS DE OPNAME
Bij de opnametechniek van muziek moet men
zorgdragen voor de dynamische verschillen aan de input.
Regel is dat bij analoge opnamen de naald
van de VU meter regelmatig even
in het rood komt. (Ofwel: de LEDs mogen niet constant in het rood gaan.)
Bij digitale opnamen werkt het anders:
hier duldt men absoluut gn uitsturing
(in het rood komen) boven de 0 db -grens!
De opname van verschillen in
geluidssterkte moet bij voorbaat afgestemd worden op de typische trekken van
het muziekgenre. Dit verschijnsel ervaar je trouwens dagelijks wanneer je van
bijvoorbeeld Q-Music of Radio 2 overschakelt naar Klara.
Bij techno en normale popmuziek is het
klankverloop veel minder dynamisch. Alles klinkt (of dreunt) bijna even luid.
Het ritme en niet het timbre telt hier. Bij hardrock is de constante
angst tegen vervorming enkel aan de kant van het dB-plafond.
Schakeringen in geluidssterkte en plotse
overgangen tussen p en fff komen
wl vaak voor in klassiek. Elke
sterkteverhoging (of -verlaging) van 10 dB betekent echter een verdubbeling (of
halvering) van het geluidsniveau.
De dynamiek van een groot symfonieorkest bedraagt ongeveer 75 dB (tussen
20 en 95 dB).
uit: G.
Praetzel & E.F. WARNKE, Microfoonopnametechniek. Kluwer-Deventer,
1978, p. 13.
De S/R verhouding van de meeste analoge
audiotoestellen (radio, luidsprekers,
cassetterecorder, audiomixer) is in het gunstigste geval 60 dB. Huiskamerlawaai overdag bedraagt
gemakkelijk 40 dB (= 60dB - 40dB). Storend werkt constant lawaai boven 65 dB en
ernstige burenhinder ontstaat bij 80 dB!
Het is begrijpelijk dat de muziekproducenten
rekenen op een bruikbare dynamiekbreedte
van 40 dB d.i. de afstand
tussen volledige stiltemomenten en het sterkste geluid in de muziek. Het is dus
een nauwe gang met een hoge vloer en een laag plafond.
In een opnamestudio worden bijgevolg de
grote sterkteverschillen gradueel binnen bepaalde beneden- en bovenwaarden
gekanaliseerd, om stille en luide passages zoals bij klassieke muziek het geval
is clean te houden, vrij van hoorbare vervorming.
BALANS
De kwaliteit van een geluidsopname wordt sterk
bepaald door de hoger beschreven kwaliteit van de S/R verhouding (signaal-ruis
ratio) maar ook door nog andere aspecten.
Een stereo-opname vraagt uiteraard n
stereomicrofoon (erg handig) of twee mono-micro's. Hier is een juiste
richting (stereo-opstelling) van de microÕs nodig. (maar moeilijk).
Een goede geluidsopname vertoont een
goede balans.
Dat is de relatieve sterkte tussen de instrumenten(groepen) onderling. Het is niet uitzonderlijk dat men
tientallen microfoons opstelt om elke partij duidelijk te kunnen weergeven.
Sommige klankmeesters (= audio
engeneers)
opteren voor n microfoon.
Vergeet niet dat bij elke opname (van input tot definitieve mastering)
de opname-verantwoordelijke met zijn persoonlijke "focusbril"
alle details van de opname kiest en regelt. Het positioneren van een of meerdere microfoons in de
opnameruimte weerspiegelt niet alleen de technische kant maar ook het
referentiekader van de klankman op het totaalbeeld.
De positie van de microfoon in de
ruimte
bepaalt inderdaad ook de balans.
Kapers op de kust zijn natuurlijk de solisten die af en toe maar duidelijk op de voorgrond moeten komen.
Het gaat hier om de presentie van stem, van instrument, van solist(en). Volledigheidshalve
voegen wij er hier aan toe dat in de muziekcomputerwereld kunstmatig 'gespeeld' (bv. VST inplug)
wordt met het plaats van de
instrumenten in het
totaalbeeld van de
audio-opname. Droge opnamen klinken plots erg 'natuurlijk'.
De microfoon zet immers niet alleen het
focusgeluid om in audiosignaal maar neemt ook al de reflecties mee van de
geluidsbron zelf en van alle hindernissen in het geluidsveld. Weerkaatsingen in
de opnameruimte kunnen er gemakkelijk een niet te smaken diffuus klankbeeld van
maken. In opnamen waar veel volk
aan meedoet, is het probleem van de balans niet zomaar op te lossen door elk
instrument zijn microfoon te geven. Want veel microfoons samen veroorzaken
gemakkelijk overspraak.
Vooral in de popmuziek stelt zich het
probleem van veel microfoons / inputs op een andere manier.
Opnemen spoor per spoor heeft het
voordeel dat niet alle zangers en muzikanten tegelijk op dezelfde plaats moeten
aanwezig zijn om samen het geheel af te leveren. Soms komt het voor dat in
London de zanger via internet live inzingt in de opnamestudio in Berlijn. De
bassist is in L.A. en wordt
gevraagd zijn partij daar in te spelen terwijl de klankman in Berlijn hem via
de hoofdtelefoon (nl. via adsl) aanwijzingen geeft. Tegenwoordig kunnen
zelfs jij en ik na aansluiting bij bv. Òdigitalmusician.netÓ (gratis
inschrijving met gemeenschappelijke online software) virtueel jammen of een
multitrackopname realiseren zonder op dezelfde lokatie te zitten.
Meestal neemt men bij hitmuziek meerdere
vertolkingen op en kiest men achteraf welke versie van die bepaalde
instrumentale partij op de mastertape komt.
Een studio-opname is dus in de meeste
gevallen een heel ander (samengesteld) werk dan een live-opname.
TYPES VAN MICROFOONS
Via de geluidstechniek moet een direct
geluid een direct geluid blijven en frequenties die niet terzake zijn, moeten
geweerd worden.
Dat kan door het juiste type van
microfoon te
kiezen.
A. Constructiewijze:
Bedrijfszeker kunnen we de
condensatormicrofoons noemen maar ook de dynamische microfoons: zijn minder
duur maar best bruikbaar. Een dynamische
microfoon bestaat uit een bewegend spoel in een
magneetveld. Dat spoel is
verbonden aan een flinterdun membraan dat geluidstrillingen opvangt en via
inductie omzet in een elektrisch signaal. Dynamische microÕs zijn betaalbaar en
robust maar zijn minder goed om hoge frequenties te capteren. Hier worden de prijzige condensatormicrofoons ingezet.
Condensatormicrofoons (bv. Neumann) werken met een 48 volt fantoomvoeding die
geleverd wordt door de audiomixer of
via een batterijtje in het huis van de microfoon. Kleinmembraan
microfoons komen in TV-studioÕs frequent voor onder de vorm van dasspeldmicrofoons. De oormicrofoon (bv. Soundman OKM II)
is zeer apart.
Electretmicrofoons (bv. in telefoons en
headsets) zetten de akoestische trilling
in elektrische spanning om volgens het elektrostatische principe. Twee
elektrisch geladen plaatjes die bewegen t.o.v. elkaar nemen kleine spanningsverschillen waar. De ribbon
microfoon kan
zeer lage frequenties aan maar is erg kwetsbaar. Verder bestaan ook platte
grensvlakmicrofoons PZMs
(Pressure Zone Microphone) die ingezet worden om bv. de ruimtelijke akoestiek
op te vangen. De digitale
microfoons
(met USB-aansluiting) heeft een ingebouwde analoog-digitaal converter en werkt
op basis van software. De pizo
microfoon transformeert onder invloed van druk het binnenkomend geluid in een
elektrische spanning en kan je
vasthechten in een gitaar of viool.
Deze microfoon registreert gemakkelijk boventonen omdat hij dicht bij de
klankreflecties in de klankkast van het akoestisch instrument zit.
B. Ook de richtingskarakteristiek van
microfoon moet nader bekeken worden. Rondomgevoelige microfoons willen alle geluiden rondom vastgrijpen. Zij-geluid vermijd je met niervormige
(of superniervormige) richtmicrofoons.
|
|
1. nier 2. supernier 3. acht 4. kegel => verre
afstand 5. rondom |
C. Een goede microfoon getuigt van
persoonlijkheid.
Zoals elke goede viool anders klinkt, zo
"klinkt" ook elke kwaliteitsmicrofoon anders. Dat is weinig geweten.
Bruce Swedien, de vooraanstaand Zweedse klankman van o.a. Quincy Jones and
Michael Jackson, zegt dat hij voor elke artiest, elke song, elke aparte sfeer
een specifieke microfoon uitzoekt. In zijn gereedschapskist zitten meer dan 100
verschillende microfoons. Elke microfoon heeft een eigen warmte en die
klankkarakteristiek geeft de opname karakter.
TIPS VOOR MICROFOONGEBRUIK
1. Plaats de recorder op een stevige
basis.
2. Als de microfoon extern is, zet
deze zo mogelijk ver genoeg van de recorder, want deze produceert motorgeluid.
Dat is de reden waarom een externe microfoon altijd te verkiezen is boven een
ingebouwde microfoon. Een opname met een interne microfoon kan volstaan
maar is nooit hoogstaand van kwaliteit. Alle camcorders nemen het geluid
op via de microfoon die vooraan ingebouwd is. Dit probleem van mechanische ruis
is enkel te vermijden door een externe microfoon te gebruiken.
3. Tijdens de opname draait de motor van
de recorder. Hou de warmte van de motor in het oog: een tafelkleed
waarop de recorder staat te draaien, verhindert een goede verluchting.
4. Loopt de geluidsband voldoende
strak aan de opnamekop voorbij?
Dit heeft invloed op de stabiliteit van het opgenomen geluid.
5. Plaats de microfoon op een statief.
Zo vermijd je contactgeluiden die ongewild mee opgenomen worden. Oefen vooraf
eens hoe je de microfoon er vlot afneemt. Draai niet de klemschroef er af om de
microfoon van het statief te verwijderen.
Regel de hoogte: zing (of speel) nooit recht in de
microfoon. Beter is: juist erbovenuit zingen (of spelen). De afstand tussen
microfoon en gebruiker is ongeveer 25 cm.
De microfoon niet zoenen! Hang er niet
tegen. Blaas er niet in om te testen. (Er zit een membraan in!) Een eenvoudig
tikje op het huis van de microfoon moet volstaan. Controleer de
snoeraansluitingen indien de VU-naald niet beweegt of de LEDs niet oplichten.
6. Een draadloos microfoonsysteem blijft
delicaat en is zeer duur. Als je toch een losse microfoon moet vasthouden, doe
het dan met een stevige hand: het bovenste stuk van het snoer is rond je
hand gewikkeld.
7. Voor buitenopnamen is een windkap op
de microfoon eerder regel dan uitzondering. Als de afstand minder is dan 25 cm,
helpt zelfs binnenshuis een windkapje
om blaasgeluiden weg te nemen of te milderen.
8. Zet de teller bij analoge recorders
op nul. Dit is een goede gewoonte die jij apprecieert als je terugspoelt
naar het beginpunt van de opname.
9. Druk de pauzetoets in,
vooraleer je op REC en PLAY duwt. De beginklik van de opname zal niet op band komen. Anders wel!
10. Spreek, speel of zing niet in de microfoon binnen de stralingszone
van de twee luidsprekers, om opvallend storende interferenties (=rondzingen) te voorkomen. Zet het
luidsprekervolume af, voor je de microfoonopname start. Gebruik een gesloten
hoofdtelefoon.
II.
HET PRINCIPE VAN DE MAGNEETBAND
WAT GEBEURT ER MET DE ANALOGE
TAPE?
Tijdens de opname wordt het magneetveld
van de toonkop gemoduleerd in overeenstemming met de binnenkomende elektrische trilling en in verhouding
tot het niveau van het signaal. Door het dynamisch magneetveld in de spleet van
de toonkop ordenen magneetgevoelige partikels van de voorbijglijdende band zich
in het gelid (+ - richting van het magneetveld). Hoe sterk de partikels daarbij
uitgestuurd geworden, hangt van de sterkte van het magneetveld af (= het niveau
van het toonsignaal).
Als de band voorbij de weergavekop
passeert, verwekt de opgenomen magnetisering in de toonkop (van de weergave) een stroom van elektrische stootjes die
beantwoorden aan de sterkte van de magnetisering. Langs deze weg wordt de magnetisch
vastgelegde informatie terug in elektrische trilling omgezet in overeenstemming
met het audiosignaal.
De kwaliteit van de geluidsopname betreft
de klankzuiverheid en de volledigheid inzake frequenties die op band vastgelegd
worden.
De kwaliteit van een geluidsopname wordt
natuurlijk bepaald door de fysische ruis van de band zelf en door de
mechanische preciesheid en stabiele snelheid waarmee de band aangedrukt wordt tegen de
toonkop.
DYNAMIEKBREEDTE
De S/R verhouding van de band is ook
afhankelijk van de fysische breedte van het geluidsspoor zelf. Bij de compact cassettes is
de bandbreedte 3,88 mm; het geluidsspoor (linker of rechter stereospoor van de
gewone cassette is beperkt tot amper 0,6 mm. Daarom opteren fabrikanten van
digitale multitracks (meersporen-bandopnemers) in de tijd van de tapes voor de
iets bredere videocassetteband.
TAPEKWALITEIT
In het belang van fysische registraties
(op tape) heeft men de magnetische kwaliteit van de cassetteband verbeterd: normale
kwaliteit bereik je met
ijzerdioxyde bandjes, hifi-kwaliteit met chroomdioxyde banden of metaalcassettes. Elke soort heeft zijn
eigen karakteristieken. Deze gevoeligheid heeft pas betekenis als het
cassettetoestel de voormagnetisatie van 70 of 120 bias kan instellen. Dat is
eerder zelden het geval. Kwaliteit
betaal je. Het gaat hier wel
degelijk over analoge opnamen met een cassetterecorder.
RUISONDERDRUKKING
Analoge ruisonderdrukkingssystemen (het meest bekende is Dolby C)
zorgen ervoor dat het audiosignaal versterkt wordt tot boven de 'ruisnevel' van
de onbespeelde band. Eerst volgt
compressie van de dynamiek en bij de weergave de omgekeerde beweging: expansie
van de dynamiek. (zie ook
grafische weergave op p. 10)
Dolby C onderdrukt de ruis dubbel zo
sterk als Dolby B terwijl Dolby A weggelegd is voor zeer professionele
(analoge) opnametoestellen. Een Dolby C - opname vergt een Dolby C weergave.
Geef je een Dolby C - opname weer met een cassetterecorder met Dolby B of
zonder enig ruisonderdrukkingssysteem, dan worden ruis en schrille hoge tonen
extra in de verf gezet.
DBX is een goed ruisonderdrukkingsprocd
(tot 30 dB winst). Spijtig genoeg is DBX
niet universeel genoeg. De ruiswinst wordt bij het luisteren zonder DBX
zonder meer kwaliteitsverlies.
Sinds de doorbraak van harddiskrecording
pakt men het ruisprobleem softwarematig aan.
Vooral is daardoor de vraag naar
ruisonderdrukking en digitale bewerking van analoge opnamen sterk gestegen.
BANDSNELHEID
Men kan de kwaliteit van de
frequentieweergave zeker verbeteren door de bandsnelheid op het opnametoestel te
verhogen Dit is enkel mogelijk bij (semi)professionele spoelenband-opnemers
(9,5 of 19 of 38 cm/sec bijv. REVOX 19/38) en geldt niet in het geval van
cassetterecorders. Gewone compact
cassettes lopen aan de standaardsnelheid van 4,75 cm per seconde (terwijl
dicteerapparaten de helft van deze standaardsnelheid halen, dus enkel bruikbaar
zijn voor het spraakspectrum).
Aan de snelheid van 4,75 cm/sec loopt de
band eerder traag voorbij aan de toonkop waardoor je band- sparend werkt. Dat
voordeel is echter beperkt. Enkele
4 sporen-cassetterecorders (bv. Fostex) lopen uitzonderlijk aan dubbele
snelheid (9,5cm/sec). Het is geen luxe als je viersporen-opnamen ook de hoogste
frequenties in de bandbreedte onvervormd
registreren. Sinds ongeveer 2002 is deze problematiek van de analoge
multitracker naar de achtergrond gedrukt.
DIGITALE TAPE
Het digitale tijdperk van geluidsopnamen
is begonnen in de jaren negentig
met de digitale tape. Digital Audio Tape blijft wel een magnetische band met
dus fysische kwaliteiten.
Een
DAT legt geen analoge trillingen vast maar digitale gegevens
(combinaties van enen en nullen).
Vandaar kan een DAT in principe
niet alleen een geluidstape zijn
(digitale audiodata) maar ook een bewaarmiddel van eender welke digitale
file. De Mini DV (Sony) werd een
formaat voor camcorder-gebruikers die videoopnamen met een digitale tape
verzorgden.
De bandsnelheid van een DAT-recorder is
ontzettend traag in vergelijking met de analoge bandmachines. Je kan dus
gemakkelijk heel lange geluidsopnames aan n stuk (op nzelfde tape)
vastleggen.
Een DAT-recorder verbruikt slechts 8,15
mm/sec. Hoe kan je daar dan mee geluidskwaliteit garanderen? Men baseerde zich
op de video-opnametechniek. Door de aanwezigheid van een roterende opnamekop
in de DAT-recorder bedraagt de relatieve snelheid eigenlijk 3 meter per
seconde. Zulk toestel stelt dus erg hoge mechanische eisen van preciesheid en
betrouwbaarheid.
Bij digitale opnamen is de kwaliteit van
de convertors (AD en DA) cruciaal.
De omzetting van een analoog signaal in
een digitaal signaal gebeurt met een A/D convertor.
Het principe is hier dat op regelmatige
tijdstippen (in microseconden uitgedrukt) het analoog signaal afgetast wordt en
omgezet wordt in binaire getallen.
Men checkt dus auditief zeer dikwijls (nl. 44100 keer) per seconde de
frequentievariaties die meteen omgezet worden in pulscodes. Deze aftasting kan gebeuren met
een verschillende resolutie (nauwkeurigheidsgraad) gaande van 8, 12, 16 tot 24
bits.
CD, een DAT-cassette, de inmiddels
vergeten DCC-cassette (Philips) en de MINIdisc (Sony) kunnen een 16
bit-klankopname registreren. Dit kan harddiskrecording ook maar je moet je
laptop meesleuren.
De kwaliteit van de MINIDISC is bijna zo goed als een DAT, nipt te weinig voor analoge
CD-mastering, omdat ook MINIDISC (MD) gebruik maakt van datacompressie.
Compressie betekent reductie van data: MD is te vergelijken met mp3-kwaliteit
maar is technisch minder waard dan de kwaliteit van de DAT.
De laatste generatie MD-recorders van het
hi-MD type is in staat om het binnenkomend geluid (line of mike) volledig
ongecompresseerd op te nemen en weer te geven in CD-kwaliteit. Bijvoorbeeld de
Sony MZ-RH1 is een heel geschikt medium voor de mobiele geluidsopname. Het voordeel is ook dat je de tracks
direct kan oproepen, beluisteren, wissen, bewerken en dat je niet op een band op zoek moet gaan naar de juiste
lokatie van het begin van bv.
track 10.
Het voordeel van een digitale opname is
dat die getallen (digitale gegevens) zelfs bij lekken of bij beschadiging van
de data toch als ongeschonden getallen herkend blijven, zodat een tweede
generatie-opname (een digitale kopie van een digitale mastertape) in principe
identiek is aan de originele
digitale opname. De S/R verhouding verslechtert niet: kwaliteitsverlies is er
dus niet. Vandaar is de juridische hetze begrijpelijk en de economische impact
groot i.v.m. het verbod op het maken van
digitale kopien.
WANNEER IS EEN DIGITALE OPNAME VERANTWOORD?
Wanneer het aantal keren, dat de
aanwezige frequenties worden afgetast, tweemaal zo hoog ligt: niets van de
boventonen mag gemist worden, anders verdwijnt de transparantie van de opname.
(zie het verhaal van de grond- en boventonen op pagina 4).
Een samplerate van 44,1 Hz dekt de
kwaliteit van 16-bit-opname ruimschoots. Vandaar opteert men voor de standaard
van (meer dan) 40000 samples per seconde, om alles van het geluidsspectrum tot
20000 Hz 'te scannen'. De geluidskwaliteit van een CD is dus
44,1 kHz: 44100 keren per seconde wordt er a.h.w. een geluidsfotootje gemaakt
van de geluidsfrequentie. De quantiseringsruis
van een
digitale opname is op deze manier zo laag dat men van die quantitatieve
afronding niets waarneemt.
Bij DAT-recorders is de aftaststandaard
48 KHz, dus nog beter. Voor een 16 bit-opname in stereo veronderstelt de
digitale opname een bandbreedte van 640000 Hz [= 2x 16 x (afgerond) 40000 samples per seconde].
Bij 96 kHz samplerate (DVD audio) is de
digitale opname bijzonder genuanceerd en levendig. Microfoon, bewerking
achteraf, luidsprekers mogen dan natuurlijk in verhouding niet onderdoen.
Momenteel zitten de geluidsopnamen
geproduceerd op basis van 24 bit-resolutie in de lift. Hier zit het
frequentiebereik technisch gezien helemaal niet meer in nauwe schoentjes. Het verschil tussen 16 bit en 24 bit
-recording vertaalt zich in helderheid en diepte van het geluid. Gecombineerd
met een hogere samplerate (96 kHz) wordt het resultaat uitstekend.
Men moet daarenboven de drop-outs van de digitale band kunnen neutraliseren.
Het zijn enkele van de miljoenen bits die verloren gaan en vervorming
veroorzaken. Daarom zorgt de
digitale geluidstechniek ervoor dat de continue stroom van bits niet netjes n
elkaar op band komen maar door mekaar. Daardoor kunnen mogelijke tekorten zich
niet in n muziekfragment of
sample-verloop manifesteren. Dergelijke fouten corrigeert men door
interpolatie. Zo'n code vraagt op zijn beurt weer een hogere resolutie dan
16-bits. Daarom opteert men bij digitale opnametoestellen niet voor digitale
compact cassettes (DAT) maar voor videocassettes die fysisch gezien – letterlijk -
een veel grotere bandbreedte hebben. Sinds enige tijd gebeurt de bewaring van
die massaÕs data op een harddisk van bv. 250 giga (digitale harddiskrecording).
WAT IS EIGENLIJK EEN AUDIO
-CD?
Een laserstraal schrijft de bits als
lichtstipjes in de fotogevoelige laag van de CD. Het gaat dus om miljarden
putjes die aanwezig zijn. Daar komt een reflecterende film over. Een CD-speler
is een laseraftaster die de putjes - weliswaar aan de onbedrukte onderzijde van
de CD - terugkaatst naar het
fotogevoelig element van de CD-speler.
De laseraftaster telt als het ware de putjes in de schijf en via een D/A
converter wordt de digitale informatie omgezet in overeenkomstig geluid. Een ander voordeel betreft het gebrek
aan slijtage. Er is bij het afspelen van een CD geen contact tussen schijf en
aftaster: fysisch contact tussen
naald en groef van weleer is hier
onbekend.
TIPS VOOR HET GEBRUIK VAN
GELUIDSBANDEN EN OPNAMEN
1. De opnamekop werkt magnetisch. Vermijd
magnetisering of storing van de magneten in de buurt van klankkasten en
radio's.
Demagnetiseer regelmatig de opnamekop. In
een cassetterecorder doe je dat met een speciale cassette. In een spoelenrecorder gebruikt men een
speciale demagnetiseerpen.
2. Reinig regelmatig de opname- en
weergavekop(pen) van een cassetterecorder / bandopnemer. Anders duiken bij veel
gebruik storende wow en flutter op.
3. Respecteer bij DAT-opname steeds een
aanloopstrook van n minuut, om te zorgen dat de digitale identificatie van de opeenvolgende stukken
intact blijft.
4. Bereid je bandopname voor met een
plannetje.
5. Goede meersporenrecorders hebben geen
last van overspraak. Er is een degelijke sporenscheiding.
6.Breek na afloop het nokje van de opname
op de cassette af (om ongewenst wissen te voorkomen).
7. Wie een gewone analoge cassette wil
afleveren met meer dan een behoorlijke kwaliteit, kiest minstens een
CHROOMband. Als een bandkeuzeschakelaar ontbreekt, gebruik dan een NORMAL cassette.
8. Wie DOLBY B bij opname kan
inschakelen, verhoogt de presentie van het cassettegeluid door de Dolby B-
opname te beluisteren zonder Dolby! Deze gedurfde truc is omzeggens
niet bekend.
9. Dupliceer een cassette best in een
dubbele cassettedeck. Vermijd spaghetti – toestanden: geef begin en einde
van elk snoer een symbool of kleurtje.
Doe het in REALTIME (1:1) en profiteer
NIET van de dubbele opnamesnelheid. Het kwaliteitsverschil is hoorbaar. HIGH
DUB is duidelijk minder goed.
Een digitale kopie van een digitale tape
is normaal identiek zonder overnameverlies.
III.
DE BEWERKING VAN HET OPGENOMEN GELUID
Elke geluidsopname die vermenigvuldigd en
verspreid wordt (CD, cassette, radio, TV)
werd eerst behandeld. Ervaar je de galm als natuurlijk, dan is er zeker heel erg
veel gedaan aan de ruimtelijke presentie van het opgenomen geluid. Dat geldt
zowel in de popindustrie als in de productie van klassieke muziek!
Ofwel speelt men bewust met de inwerking
van de ruimte (akoestische reflecties) op het geluid. Ofwel gaat men kunstmatig
met effectapparatuur (SOUND EFFECT
PROCESSOR) de geluidsopname te
lijf. Meer dan ooit voegt men aan het geluid iets kunstmatig toe. Paradoxaal
genoeg klinkt een opname precies door behandeling ruimtelijker, natuurlijker.
Meer dan ooit worden opnamen kunstmatig
verrijkt (?) met effecten.
In vele gevallen zitten die effecten
gentegreerd in een multi-effectenapparaat.
Welke effecten kan men
inzetten of opwekken in de opnamewereld?
1. Effect op de klankkleur
(de boventonen)
Een klank bestaat uit een basisfrequentie
die de toonhoogte aangeeft en uit een hele reeks daarbij horende harmonieken
die de typische klankkleur van het instrument of van de stem bepalen.
De equalizer is een filterapparaat
dat bepaalde frequenties of zones in het spectrum van frequenties kan
optrekken, verminderen of wegnemen.
2. Effect op de tijd
= galm in de opnameruimte (reverb) , echo (delay), chorus, flanging.
Een speciaal effect dat men kunstmatig kan
nabootsen is het doppler-effect.
Nadert de klank(bron) de stilstaande luisteraar of omgekeerd, dan verhoogt tijdens die
verplaatsing de frequentie van de klank. Verwijdert de klank zich van de toehoorder,
dan wordt de golf van het geluid trager (dus lager).
3. Effect op de dynamiek
De compressor/limiter perkt de onder- en bovengrens van de
geluidssterkte in .
Stel dat de dynamiek (het verschil tussen
luidst en zacht in het muziekstuk)
in werkelijkheid 100 dB bedraagt.
Een bandopnemer moet het geluidsniveau
ofwel in het laag laten vallen of in het hoog minder appreciren. Zonder compressor/limiter heb je de
keuze: ofwel zakt het zachte gedeelte weg in het niet (= de bandruis) ofwel ga
je automatisch het hardste geluid vervormen.
Als men met een compressor de
dynamiek vernauwt van 100 naar 80 dB, dan kan de degelijke recorder dat beter
aan en blijft het totaal dynamiekbereik gerespecteerd.
Het is eigenlijk gehoorsbedrog.
4. Effect op de toonhoogte
van de klanken
Een harmonizer (pitchtransposer) is een eerder nieuw
effectapparaat dat een stem veel lager of veel hoger (in harmonie) kan doen
zingen. Zangers en elektrische
gitaarspelers maken daar gebruik van als ze een lead op hun elektrische gitaar uitgebreider
willen doen klinken.
5. Speciale
klankbehandelingen
De exciter, enhancer, vitalizer,
maximizer, denoizer ...
(Het aantal softwarematige effecten onder de vorm van plugins neemt
enorm toe en zijn gratis of redelijk goedkoop).
Zoals met kruiden uit het kruidenrek is
veel ervaring en beheersing nodig om niet te veel peper of te weinig zout toe
te voegen.
Deze speciale klankbehandelingen gebruikt
men tegenwoordig veel bij de digitale remastering van LP's en oudere
klankopnames.
TIPS IN DE BEWERKING VAN HET OPGENOMEN GELUID
1. Verdubbel je 100 Hz tot 200 Hz, dan
hoor je in feite een toon die een octaaf hoger ligt. Verhoog je 300 Hz tot 400 Hz (het verschil is eveneens 100
Hz), dan hoor je maar een verhoging van een half octaaf. Hou daarmee rekening als je aan
equalizing doet.
2. Met een compressor/limiter klinkt een
sample of een synthesizergeluid in normale gevallen vetter. Wil je wat
meer corpus geven aan de muziek die wat dunnetjes overkomt, is een
compressor/limiter (soms) een handig middel.
3. Klinkt een klankopname (op LP of cassette)
te dof, dan kunnen exciter, enhancer enz. wonderen doen.
Tot slot : DE LUIDSPREKERS
De kwaliteit van de beluistering wordt
niet alleen door de opname op zich bepaald. De technische kwaliteit van luidsprekers
kan onvoorstelbare gevolgen hebben voor de beluistering van het eindproduct.
Nuttig om weten is dat 100 Watt uitgangsvermogen overeenstemt met 50 dB (10
Watt => 40 dB en 1 Watt => 30 dB).
Het uitgangsvermogen duidt altijd op wat
de luidspreker potentieel aankan zonder vervorming. Kan een klankkast 100 Watt
aan, dan is het natuurlijk zinvoller een versterker te kopen met een vermogen van 60 Watt in plaats van 15 Watt.
Het geluid dat men hoort, wordt
bepaald door de materie van de luidspreker zelf en door de materialen rondom
(luidsprekerkast). Vooral bij
digitale pianoÕs en keyboards speelt de luidspreker een curciale rol in de
reproductie van de samples
Gewone luidsprekerboxen bij een PC
klinken in de meeste gevallen te metalig of te dunnetjes omdat de klankkasten
letterlijk weinig of niets om het lijf hebben.
In de refter van een school een optreden
organiseren is vragen om kakafonische reflecties (nylon gordijnen, geen
tapijten enz.).
Een ander facet van de stereo-weergave
via luidsprekerboxen is de beluisteringshoek tussen de twee klankkasten.
P. Timmermans © 2007