Vertrouwd raken met frequenties, het frequentiespectrum en de frequentierespons is een basisaudioconcept. Frequentie speelt een rol in elk onderdeel van de opname-, mix- en masteringprocessen. Het is cruciaal voor live geluidsversterking, een integraal onderdeel van muzieknoten en toonhoogte, en vertelt ons zelfs iets over de wetenschap van geluid en hoe akoestische golven zich voortplanten. Velen van ons hebben op zijn minst een rudimentair begrip als we ooit de equalizer op een stereo hebben aangepast, dus het is meestal geen volledig vreemd concept. Parameters zoals bas, midden en hoge tonen maken elk gebruik van het frequentiespectrum en de frequentierespons. Als je van plan bent verder in audio te duiken en de frequentierespons te begrijpen op een dieper niveau is essentieel.
Wat is frequentierespons?
Frequentierespons verwijst naar de manier waarop een audioapparaat geluid reproduceert voor opname of weergave. Dit omvat hoeveel van het feitelijke frequentiespectrum het bestrijkt, evenals de relatieve volumeniveaus van die frequenties op verschillende punten in het spectrum. Dit wordt gemeten in ± decibel (dB) met 0dB als referentie.
Een frequentierespons over het volledige bereik in audio is 20 Hz tot 20.000 Hz (of 20 kHz). Dit is toevallig het volledige bereik van het menselijk gehoor. Alles boven of onder dat bereik kan bestaan, het zal alleen niet waarneembaar zijn voor mensen. Honden kunnen tot 40.000 Hz horen!
Bij professionele audio vind je vaak frequentieresponsmetingen bij microfoons, hoofdtelefoons en luidsprekers. Frequentierespons is ook een belangrijk concept in de akoestiek. Het kan ons vertellen hoe bepaalde kamers specifieke frequenties versterken of accentueren op basis van de afmetingen van de ruimte.
Soms hoor je dat ‘frequentierespons’ door elkaar wordt gebruikt met ‘frequentie-inhoud’. Dit laatste verwijst nauwkeuriger naar de frequenties in een opgenomen signaal, of naar het timbre van een stem, instrument of geluid.
Waarom is frequentierespons belangrijk?
Audio-ingenieurs moeten de frequentierespons begrijpen, zodat ze dienovereenkomstig kunnen handelen voor de best mogelijke geluidskwaliteit. Een goede opname- of live-geluidstechnicus kan bepalen welke microfoon het meest geschikt is voor gebruik op een geluidsbron, alleen al door de basisbeginselen van de frequentierespons te begrijpen.
Als een ingenieur bijvoorbeeld een trompet afspeelt, is de frequentie-inhoud helder, grenzend aan hard. Normaal gesproken zouden ze hem niet willen koppelen aan een microfoon waarvan de frequentierespons een versterkte high-end bevat. In plaats daarvan zouden ze kiezen voor een microfoon met een mildere frequentierespons. Dit kan een afgerolde bovenkant zijn die de helderheid helemaal vermindert.
Hetzelfde concept is van toepassing tijdens de mengfase. Bij het mixen van de frequenties van meerdere instrumenten gaat het om het beheren van de lage tonen, het gedefinieerd houden van de middentonen zonder hard te zijn, en het opnemen van voldoende hoge tonen om helder te klinken zonder schel te zijn. Het is allemaal een evenwichtsoefening waarbij de frequentie-inhoud – naast vele andere factoren zoals volume, panning, ruimtelijke dimensie en meer – een belangrijke rol speelt.
Als het om muzikanten en muziektheorie gaat, hebben de specifieke noten die ze spelen een overeenkomstige frequentie. De middelste C op een piano heeft bijvoorbeeld een meetbare frequentie van 262 Hz, terwijl de A boven de middelste C, gebruikt als stemreferentie, een frequentie heeft van 440 Hz. De muziektheorie vertelt ons ook dat het verdubbelen van een frequentie ons dezelfde noot een octaaf hoger oplevert. Het halveren van een frequentie geeft ons dezelfde noot een octaaf lager (880 Hz is bijvoorbeeld een octaaf boven 440 Hz; 220 Hz is een octaaf lager; ze zijn allemaal As in verschillende registers).
Hoe frequentierespons wordt gemeten
Geluid bestaat uit akoestische energie (dat wil zeggen golven) die door de lucht straalt. We meten de snelheid van die golven in cycli per seconde, of Hertz (Hz), zoals we eerder vermeldden. Hoe minder cycli een golf per seconde voltooit, hoe lager de toon of frequentie. Hogere tonen bewegen ongelooflijk snel, zoals het geval van een golf van 20.000 Hz die 20.000 cycli per seconde voltooit. Als we naar een frequentieresponsgrafiek van 20 tot 20 kijken, is 20 Hz een lage toon en 20 kHz een hoge toon.
Op het gebied van frequentierespons voor professionele audioapparatuur gebruiken fabrikanten gespecialiseerde instrumenten en tests om de frequentierespons van hun apparatuur te meten. Vervolgens zetten ze de resultaten in een grafiek met de frequentie in Hz op de X-as en het niveau in dB op de Y-as. Het toont ons het frequentiebereik naast het volume van die frequenties over het hele spectrum als waarden boven of onder 0 dB.
Bij het opnemen en mixen beschikken veel EQ-plug-ins over een real-time spectrumanalysator die de frequentie-inhoud van een signaal weergeeft, zodat technici een visuele referentie hebben waarnaar ze kunnen verwijzen bij het egaliseren naar smaak.
Wat is een goede frequentierespons?
Deze schermafbeelding simuleert, met behulp van EQ, hoe een frequentieresponsgrafiek van apparatuur eruit zou kunnen zien. 0dB op een frequentieresponsgrafiek wordt als de perfecte waarde beschouwd. Elke afwijking boven of onder 0 dB is geen regelrechte fout, maar een kleurrijke eigenaardigheid van het betreffende apparaat of signaal. Plus of min 1 dB is een waarneembare maar zeer subtiele afwijking, terwijl ± 3 dB meer merkbaar is, maar nog steeds redelijk is. Hogere waarden, zoals grote pieken en dalen, kunnen problemen veroorzaken op afspeelapparaten als de ingenieur deze niet compenseert in de mix.
Bovendien is een “goede” respons voor koptelefoons of luidsprekers anders dan een “goede” respons voor een microfoon. Als je kritisch luistert tijdens het mixen of masteren, heb je idealiter een koptelefoon of speakers met zo min mogelijk variatie. Een frequentierespons van 20 Hz – 20 kHz ± 3dB is dus behoorlijk goed. Het betekent dat er geen grotere piek of dip is dan 3dB voor welke frequentie dan ook in het hele spectrum. Aan de andere kant houden mensen van kleurrijke microfoons met onderscheidende sonische kenmerken. Een grote boost van +6dB bij 10 kHz kan sprankeling en lucht toevoegen aan een anderszins saaie geluidsbron.
Vlakke versus gevormde frequentierespons
Vlakke frequentierespons
Eenvlakke frequentierespons betekent dat de curve een relatief rechte lijn is in een frequentieresponsgrafiek. Er zijn geen grote pieken of dalen waarbij een groep frequenties heel luid of heel stil wordt. Er bestaat niet zoiets als perfect, maar een minimale afwijking boven of onder 0 dB wordt als vlak beschouwd. Een microfoon met een vlakke frequentierespons betekent dat hij goed werk zal leveren door de bron op natuurlijke wijze weer te geven, precies zoals deze is. Een koptelefoon of luidsprekers met een vlakke respons zorgen ervoor dat je ook naar een mix kunt luisteren zoals deze is.
Gebogen frequentierespons
Als iets een gebogen frequentierespons heeft betekent dit dat er waarschijnlijk grote pieken of dalen zijn in bepaalde frequentiegebieden. Je kunt een grote low-end roll-off hebben die lijkt op een hoogdoorlaatfilter, waarbij de low-end frequenties niet “plat” worden of 0 dB bereiken, tot 50 Hz of hoger. Ook in het aanwezigheidsgebied rond bijvoorbeeld 6 kHz zie je boosts. Microfoons met een gebogen respons hebben dit meestal om esthetische of praktische redenen. Een bas-roll-off bij 50 Hz vermindert het geluid van de microfoon, ongewenst gerommel en plosieven.
Op dynamische microfoons kan het ook het nabijheidseffect helpen verminderen:een onnatuurlijke basversterking die optreedt naarmate de microfoon dichter bij de geluidsbron is. Je zou ook kunnen ontdekken dat een enigszins gehypte middentonen op een microfoon zang of gitaren kunnen helpen door een mix te snijden, en dat een piek tussen 8 en 12 kHz de bovenkant kan openen. Bij hoofdtelefoons en luidsprekers met een gebogen respons kunnen ingenieurs in de problemen komen. Als je een nummer op een koptelefoon mixt met een grote low-end boost, kan het zijn dat je per ongeluk te veel bas uit de mix zelf weghaalt om dit te compenseren. Het resultaat is een mix die zich niet vertaalt naar andere afspeelsystemen.
Koptelefoons of luidsprekers voor consumenten profiteren daarentegen van gebogen frequentieresponsen. Het is gebruikelijk om bij dit soort producten een basversterking en een hoge tonenversterking te zien, omdat dit het nummer kan vleien. En dat niet alleen, het is ook nog eens leuker om naar te luisteren!
Frequentierespons:veelgestelde vragen
Is de frequentierespons van 20 kHz goed?
20 Hz tot 20 kHz is uitzonderlijk. Het omvat het gehele bereik van het menselijk gehoor. Houd rekening met de ± variatie van een product en bekijk indien mogelijk zelf de frequentieresponsgrafiek. Dat zal meer details onthullen over de daadwerkelijke geluidsweergave.
Hoeveel Hz zou een normaal mens moeten horen?
De gemiddelde persoon hoort 20 tot 20 niet met perfecte nauwkeurigheid. Met de leeftijd en het onvermijdelijke gehoorverlies neemt de hoge perceptie van een persoon in de loop van de tijd drastisch af. Iemand van in de twintig die een paar concerten heeft gezien, hoort mogelijk slechts 16 of 17 kHz. Iemand van middelbare leeftijd kan geluk hebben als hij 13 of 14 kHz bereikt, wat in de loop van de tijd geleidelijk afneemt.
Wat is een goede frequentierespons voor bas?
Sub-basfrequenties variëren van ongeveer 20 tot 60 Hz, waarbij het grootste deel van de waarneembare lage frequenties tussen 60 en 250 Hz ligt.
Conclusie
Zoals u kunt zien, is de frequentierespons overal als het om geluid gaat. Het bepaalt wat we kunnen opnemen, wat we horen zodra we het hebben opgenomen en hoe iets zich vertaalt zodra het de studio verlaat en op verschillende systemen en apparaten wordt afgespeeld. Frequenties vertegenwoordigen verschillende noten en toonhoogtes in muziek. Ze vertegenwoordigen ook algemene zones als het gaat om egalisatie en mixen. Deze omvatten sub-bas, bas, lage middentonen, middentonen, hogere middentonen, aanwezigheid en helderheid (of lucht). Hoe dan ook, frequentie is de ruggengraat van alles wat met audio te maken heeft, en een onmisbaar concept om te leren bij het werken met geluid, in welke hoedanigheid dan ook.
Max McAllister
Max McAllister is een in Los Angeles gevestigde opname-/mixingenieur en blogbijdrager. Zijn werk is te zien op een Billboard #1 hiphopalbum en hij heeft een collectieve TEC Award in Audio Education Technology gewonnen voor zijn inspanningen in het Produce Like A Pro-team. Naast muziek houdt Max van gamen en supporteren voor de Lakers.