Tutorial Akoestisch filteren
Geplaatst: 02 sep 2017 13:51
Tutorial Akoestisch filteren
in deze topic zal ik proberen op een eenvoudige wijze stap voor stap uitleg te geven m.b.t akoestisch filteren.
Doel:
-je speaker zo afstellen in je ruimte dat deze als het ware een eenheid vormt.
Benodigdheden:
-meetmicrofoon (liefst in een statief) usb microfoon is minder geschikt voor deze taak
- Presonus PRM1 RTA meetmicrofoon (lineair erg goed)
- Behringer-ecm8000-condensator-meetmicrofoon (lineair redelijk )
- REW software gratis (https://www.roomeqwizard.com/)
- DSP digitaal https://www.minidsp.nl/nanodigi-2x8-b.html
- 2 versterkers(2-weg) om te kunnen bi-ampen
normaal gesproken wordt een speaker bedacht/ontworpen en getest in een akoestisch neutrale omgeving
dit zal vaak plaatsvinden in een zogenaamde dode kamer of anechoïsche kamer .
uitleg Wikipedia:
Dode Kamer
Een dode kamer kamer is een ruimte voor het verrichten van akoestische metingen. Een dode kamer heeft wanden, vloer en plafond die geluid maximaal absorberen en dus geen enkel geluid reflecteren. Meestal is een dode kamer voorzien van absorberend materiaal in de vorm van punten gevuld met schuim of steenwol. Hoe langer deze punten zijn, des te beter worden vooral de lage frequenties van het geluid geabsorbeerd. Dit is de reden dat grote, dus duurdere, dode kamers beter geschikt zijn voor metingen bij lage frequenties.
Om metingen te kunnen doen in een dode kamer is er 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 persoon zich stil houdt in een dode kamer gaat ook het ruisen van bloed in de oren 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. De beroemdste dode kamer is een dode kamer in Minnesota, deze dode kamer staat in het Guinness Book of Records en de geluidssterkte is daar -9,4 decibel.
de A-merk fabrikanten speakerbouwers, werken allemaal volgens die methode, je kan er dan ook vanuit gaan dat de speaker 100% klopt qua filtergedrag enz.
maar wij kopen deze mooie speaker , en zetten die thuis in een "vreselijke" omgeving neer
dus de bij aanvang zo netjes gecorrigeerde speaker klopt niet meer in de nieuwe omgeving
nu is het mogelijk om met deze Tutorial toch je eigen akoestiek te gaan gebruiken en je filter opnieuw af te stellen
zodat je akoestiek en afstelling weer matchen zoals deze het ook deed in de Dodekamer..
Akoestiek
Behalve de eigenschappen van het geluid zullen ook de kenmerken van de ruimte en de wijze waarop het geluid in die ruimte wordt verbreid, een belangrijke rol spelen. Deze eigenschappen worden samengevat onder de term akoestiek.
Alleen in een goede akoestische ruimte is een perfecte muziekweergave mogelijk.
Een goede akoestische ruimte wil zeggen dat de ruimte niet te hol of te dof mag klinken. Huiskamers met een stenen vloer en weinig kleden, gordijnen en beklede meubels klinken hol. Het geluid wordt verschillende malen weerkaatst en geeft veel extra echo’s. Een kamer met vloerbedekking, gordijnen en veel meubels klinkt heel dof. Het geluid wordt niet weerkaatst maar allemaal geabsorbeerd. Opnamestudio’s worden expres heel dof gemaakt om iedere vorm van hinderlijke echo te onderdrukken.
kortom je moet ergens een middenweg vinden, we gaan onze eigen akoestiek gebruiken, want daar kan je nu eenmaal niet omheen, dus i.p.v dat de kamer akoestiek tegenwerkt, gaan we hem gebruiken als onderdeel..........
Het gehoor
Luchttrillingen nemen wij waar met onze oren. In de afbeelding hieronder is een dwarsdoorsnede van een menselijk oor weergegeven. De geluidstrillingen bereiken door de (uitwendige) gehoorgang het trommelvlies. Achter het trommelvlies ligt het met lucht gevulde middenoor, de zogenaamde trommelholte.
Door een keten van drie uiterst kleine gehoorbeentjes worden de bewegingen van het trommelvlies overgebracht op de vloeistof in het slakkenhuis. Steeds wanneer de trillende gehoorbeentjes naar binnen drukken, wijkt deze vloeistof op enige plaatsen uit. Het slakkenhuistussenschot trilt dan mee, waardoor zintuigcellen, die er op de gehele lengte zitten, worden geprikkeld. Vervolgens wordt er via de gehoorzenuw een signaal naar de hersenen gestuurd. In combinatie met de hersenen nemen wij dan de luchttrillingen als geluid waar.
Dwarsdoorsnede van het menselijk gehoororgaan
Niet elke toon prikkelt op dezelfde wijze. Tonen van verschillende hoogte prikkelen namelijk verschillende zintuigcellen op het slakkenhuistussenschot. De hoogste tonen de cellen aan de basis; de laagste tonen de cellen aan de top van het slakkenhuis.
Het menselijk gehoor heeft de eigenschap om geluid waarvan wij de energie met een factor 10 verhogen, als tweemaal zo luid waar te nemen. Als wij de energie met een factor 100 verhogen, ervaren wij dat als viermaal zo luid. Bij een energieverhoging met een factor 1000 nemen wij het geluid achtmaal zo luid waar. Tussen deze waarden zit een zogenaamd logaritmisch verband. Wij zeggen ook wel dat wij logaritmisch horen.
Daarom worden in de audiotechniek verhoudingen van spanningen en vermogens logaritmisch uitgedrukt. Deze logaritmische verhouding wordt aangegeven met de eenheid decibel (dB). De decibel is afgeleid van de eenheid Bel. Aangezien in veel gevallen het werken met de Bel als eenheid onvoldoende details laat zien, is gekozen voor een verfijning in de waarde. Meestal gebruikt men als eenheid de decibel. Wij kunnen dit min of meer vergelijken met het meten in meters of het meten in decimeters. Wij zullen altijd kiezen voor een grootorde die aansluit bij de in de praktijk voorkomende meetwaarden.
De decibel is ingevoerd om twee grootheden op een eenvoudige wijze met elkaar te kunnen vergelijken.
Tot dusverre is alleen gesproken over het waarnemen van geluid via de lucht. Geluid dat zich voortplant door een ander medium (waterleiding, gesteenten, contactgeluid) gaat aan de uiteinden over in luchtgeluid. Bij aanraking zouden wij een tastgewaarwording hebben. Feitelijk is het niet geheel juist om te zeggen dat geluid een luchttrilling is. De snelheid, waarmee het geluid zich voortplant, is afhankelijk van het materiaal waarin dit proces plaatsvindt.
De uitdrukkingen contactgeluid en de tegenhanger luchtgeluid worden gebruikt bij geluidsisolatie.
In een akoestisch goede weergaveruimte moet altijd een evenwicht bestaan tussen het directe en indirecte geluid. Wij zullen de beste resultaten bereiken, als het directe geluid vanaf ongeveer 1 meter van de box ondergeschikt is aan het indirecte geluid. In deze gevallen zal het niveau van het indirecte geluid door de gehele ruimte vrijwel gelijk zijn. vandaar dat akoestisch filteren feitelijk een must is
Direct/Indirect Geluid
In een ruimte, waar geluid wordt geproduceerd, zal altijd reflectie optreden aan muren, vloeren en plafonds. In feite hebben wij te maken met twee geluidsvelden, te weten:
◾Het directe geluid, uitgezonden door de audio-installatie.
◾Het indirecte geluid, afkomstig van de reflecties van wanden en vloeren (de echo’s).
Het indirecte geluid zal zich vermengen met het directe geluid en daardoor krijgen wij de indruk van een echte uitvoering.
Het gedrag van lage tonen verschilt van dat van hoge tonen. Dit hangt samen met de golflengte van het geluid. Bij lage tonen, dus een lage frequentie, bepaalt de grote golflengte of deze wel of niet in de luisterruimte ‘past’.
wel nu gaan dus proberen om onze eigen "foute" akoestiek niet langer als indringer te zien, maar als onderdeel van de speaker.
voor de verdere uitleg heb ik mijn eigen 3-weg gebruikt, en ontdaan van alle filtering(dsp)
ik zelf gebruik een selfmade DSP , waar ik grafisch weinig van kan laten zien qua software, dus stap ik voor deze uitleg over naar een combinatie van Metingen(rew) en minidsp(filter), maar het principe is exact hetzelfde
Stap 1
ik heb nu 3 drivers in mijn kast zitten te weten Laag-Midden-Hoog
maar nu "praten" ze allemaal door elkaar, op verschillende volume niveaus, zonder rekening met elkaar te houden.
ja ze werken elkaar zelfs tegen(fase gedrag)
het resultaat is een geluidscurve die niet om aan te zien(horen) is.
daar komt nog bij dat een speaker zodra deze in een kast zit, de vorm van de kast gaat gebruiken als klankbord
dit noemen we de Bafflestep, dit beinvloedt hoe een speaker "straalt" en wat er eventueel aan volume geboost wordt.
de opstelling voor de meting
-richt de microfoon op hoogte van de Mid driver (bij een 2-weg tussen de tweeter en woofer in)
-de afstand is 7x de diameter van de Mid driver
ik ga nu een meting maken van mijn 3 afzonderlijke drivers:
nu zien we 3 verschillende metingen van Drivers die totaal niet met elkaar overweg kunnen, dit klinkt als een chaos.
groen=Woofer
paars=Mid
oranje=Tweeter
als ik nu een totaal meting maakt dan ziet de curve er niet uit, en dan heb ik de drivers al een beetje qua volume gelijk gezet( dit heb ik gedaan om mijn tweeter te beschermen, want die is nu tijdelijk zonder filter )
nu meet ik dus direct en indirect geluid, wat vervorming geeft
we gaan dus eerst eens kijken wat "onze" huiskamer akoestiek doet
edit 2x aangepast m.b.t aanvullende informatie
in deze topic zal ik proberen op een eenvoudige wijze stap voor stap uitleg te geven m.b.t akoestisch filteren.
Doel:
-je speaker zo afstellen in je ruimte dat deze als het ware een eenheid vormt.
Benodigdheden:
-meetmicrofoon (liefst in een statief) usb microfoon is minder geschikt voor deze taak
- Presonus PRM1 RTA meetmicrofoon (lineair erg goed)
- Behringer-ecm8000-condensator-meetmicrofoon (lineair redelijk )
- REW software gratis (https://www.roomeqwizard.com/)
- DSP digitaal https://www.minidsp.nl/nanodigi-2x8-b.html
- 2 versterkers(2-weg) om te kunnen bi-ampen
normaal gesproken wordt een speaker bedacht/ontworpen en getest in een akoestisch neutrale omgeving
dit zal vaak plaatsvinden in een zogenaamde dode kamer of anechoïsche kamer .
uitleg Wikipedia:
Dode Kamer
Een dode kamer kamer is een ruimte voor het verrichten van akoestische metingen. Een dode kamer heeft wanden, vloer en plafond die geluid maximaal absorberen en dus geen enkel geluid reflecteren. Meestal is een dode kamer voorzien van absorberend materiaal in de vorm van punten gevuld met schuim of steenwol. Hoe langer deze punten zijn, des te beter worden vooral de lage frequenties van het geluid geabsorbeerd. Dit is de reden dat grote, dus duurdere, dode kamers beter geschikt zijn voor metingen bij lage frequenties.
Om metingen te kunnen doen in een dode kamer is er 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 persoon zich stil houdt in een dode kamer gaat ook het ruisen van bloed in de oren 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. De beroemdste dode kamer is een dode kamer in Minnesota, deze dode kamer staat in het Guinness Book of Records en de geluidssterkte is daar -9,4 decibel.
de A-merk fabrikanten speakerbouwers, werken allemaal volgens die methode, je kan er dan ook vanuit gaan dat de speaker 100% klopt qua filtergedrag enz.
maar wij kopen deze mooie speaker , en zetten die thuis in een "vreselijke" omgeving neer
dus de bij aanvang zo netjes gecorrigeerde speaker klopt niet meer in de nieuwe omgeving
nu is het mogelijk om met deze Tutorial toch je eigen akoestiek te gaan gebruiken en je filter opnieuw af te stellen
zodat je akoestiek en afstelling weer matchen zoals deze het ook deed in de Dodekamer..
Akoestiek
Behalve de eigenschappen van het geluid zullen ook de kenmerken van de ruimte en de wijze waarop het geluid in die ruimte wordt verbreid, een belangrijke rol spelen. Deze eigenschappen worden samengevat onder de term akoestiek.
Alleen in een goede akoestische ruimte is een perfecte muziekweergave mogelijk.
Een goede akoestische ruimte wil zeggen dat de ruimte niet te hol of te dof mag klinken. Huiskamers met een stenen vloer en weinig kleden, gordijnen en beklede meubels klinken hol. Het geluid wordt verschillende malen weerkaatst en geeft veel extra echo’s. Een kamer met vloerbedekking, gordijnen en veel meubels klinkt heel dof. Het geluid wordt niet weerkaatst maar allemaal geabsorbeerd. Opnamestudio’s worden expres heel dof gemaakt om iedere vorm van hinderlijke echo te onderdrukken.
kortom je moet ergens een middenweg vinden, we gaan onze eigen akoestiek gebruiken, want daar kan je nu eenmaal niet omheen, dus i.p.v dat de kamer akoestiek tegenwerkt, gaan we hem gebruiken als onderdeel..........
Het gehoor
Luchttrillingen nemen wij waar met onze oren. In de afbeelding hieronder is een dwarsdoorsnede van een menselijk oor weergegeven. De geluidstrillingen bereiken door de (uitwendige) gehoorgang het trommelvlies. Achter het trommelvlies ligt het met lucht gevulde middenoor, de zogenaamde trommelholte.
Door een keten van drie uiterst kleine gehoorbeentjes worden de bewegingen van het trommelvlies overgebracht op de vloeistof in het slakkenhuis. Steeds wanneer de trillende gehoorbeentjes naar binnen drukken, wijkt deze vloeistof op enige plaatsen uit. Het slakkenhuistussenschot trilt dan mee, waardoor zintuigcellen, die er op de gehele lengte zitten, worden geprikkeld. Vervolgens wordt er via de gehoorzenuw een signaal naar de hersenen gestuurd. In combinatie met de hersenen nemen wij dan de luchttrillingen als geluid waar.
Dwarsdoorsnede van het menselijk gehoororgaan
Niet elke toon prikkelt op dezelfde wijze. Tonen van verschillende hoogte prikkelen namelijk verschillende zintuigcellen op het slakkenhuistussenschot. De hoogste tonen de cellen aan de basis; de laagste tonen de cellen aan de top van het slakkenhuis.
Het menselijk gehoor heeft de eigenschap om geluid waarvan wij de energie met een factor 10 verhogen, als tweemaal zo luid waar te nemen. Als wij de energie met een factor 100 verhogen, ervaren wij dat als viermaal zo luid. Bij een energieverhoging met een factor 1000 nemen wij het geluid achtmaal zo luid waar. Tussen deze waarden zit een zogenaamd logaritmisch verband. Wij zeggen ook wel dat wij logaritmisch horen.
Daarom worden in de audiotechniek verhoudingen van spanningen en vermogens logaritmisch uitgedrukt. Deze logaritmische verhouding wordt aangegeven met de eenheid decibel (dB). De decibel is afgeleid van de eenheid Bel. Aangezien in veel gevallen het werken met de Bel als eenheid onvoldoende details laat zien, is gekozen voor een verfijning in de waarde. Meestal gebruikt men als eenheid de decibel. Wij kunnen dit min of meer vergelijken met het meten in meters of het meten in decimeters. Wij zullen altijd kiezen voor een grootorde die aansluit bij de in de praktijk voorkomende meetwaarden.
De decibel is ingevoerd om twee grootheden op een eenvoudige wijze met elkaar te kunnen vergelijken.
Tot dusverre is alleen gesproken over het waarnemen van geluid via de lucht. Geluid dat zich voortplant door een ander medium (waterleiding, gesteenten, contactgeluid) gaat aan de uiteinden over in luchtgeluid. Bij aanraking zouden wij een tastgewaarwording hebben. Feitelijk is het niet geheel juist om te zeggen dat geluid een luchttrilling is. De snelheid, waarmee het geluid zich voortplant, is afhankelijk van het materiaal waarin dit proces plaatsvindt.
De uitdrukkingen contactgeluid en de tegenhanger luchtgeluid worden gebruikt bij geluidsisolatie.
In een akoestisch goede weergaveruimte moet altijd een evenwicht bestaan tussen het directe en indirecte geluid. Wij zullen de beste resultaten bereiken, als het directe geluid vanaf ongeveer 1 meter van de box ondergeschikt is aan het indirecte geluid. In deze gevallen zal het niveau van het indirecte geluid door de gehele ruimte vrijwel gelijk zijn. vandaar dat akoestisch filteren feitelijk een must is
Direct/Indirect Geluid
In een ruimte, waar geluid wordt geproduceerd, zal altijd reflectie optreden aan muren, vloeren en plafonds. In feite hebben wij te maken met twee geluidsvelden, te weten:
◾Het directe geluid, uitgezonden door de audio-installatie.
◾Het indirecte geluid, afkomstig van de reflecties van wanden en vloeren (de echo’s).
Het indirecte geluid zal zich vermengen met het directe geluid en daardoor krijgen wij de indruk van een echte uitvoering.
Het gedrag van lage tonen verschilt van dat van hoge tonen. Dit hangt samen met de golflengte van het geluid. Bij lage tonen, dus een lage frequentie, bepaalt de grote golflengte of deze wel of niet in de luisterruimte ‘past’.
wel nu gaan dus proberen om onze eigen "foute" akoestiek niet langer als indringer te zien, maar als onderdeel van de speaker.
voor de verdere uitleg heb ik mijn eigen 3-weg gebruikt, en ontdaan van alle filtering(dsp)
ik zelf gebruik een selfmade DSP , waar ik grafisch weinig van kan laten zien qua software, dus stap ik voor deze uitleg over naar een combinatie van Metingen(rew) en minidsp(filter), maar het principe is exact hetzelfde
Stap 1
ik heb nu 3 drivers in mijn kast zitten te weten Laag-Midden-Hoog
maar nu "praten" ze allemaal door elkaar, op verschillende volume niveaus, zonder rekening met elkaar te houden.
ja ze werken elkaar zelfs tegen(fase gedrag)
het resultaat is een geluidscurve die niet om aan te zien(horen) is.
daar komt nog bij dat een speaker zodra deze in een kast zit, de vorm van de kast gaat gebruiken als klankbord
dit noemen we de Bafflestep, dit beinvloedt hoe een speaker "straalt" en wat er eventueel aan volume geboost wordt.
de opstelling voor de meting
-richt de microfoon op hoogte van de Mid driver (bij een 2-weg tussen de tweeter en woofer in)
-de afstand is 7x de diameter van de Mid driver
ik ga nu een meting maken van mijn 3 afzonderlijke drivers:
nu zien we 3 verschillende metingen van Drivers die totaal niet met elkaar overweg kunnen, dit klinkt als een chaos.
groen=Woofer
paars=Mid
oranje=Tweeter
als ik nu een totaal meting maakt dan ziet de curve er niet uit, en dan heb ik de drivers al een beetje qua volume gelijk gezet( dit heb ik gedaan om mijn tweeter te beschermen, want die is nu tijdelijk zonder filter )
nu meet ik dus direct en indirect geluid, wat vervorming geeft
we gaan dus eerst eens kijken wat "onze" huiskamer akoestiek doet
edit 2x aangepast m.b.t aanvullende informatie