Microfoon en faseverschuiving
Microfoon-opstellingen zijn belangrijk voor het registreren van een juist effect.
Soms zal dit niet altijd mogelijk zijn waardoor je genoodzaakt bent te kiezen voor een alternatief.
Mocht bijvoorbeeld een combinatie van een A/B-koppel en een X/Y-configuratie (meer-microfoon situatie of multi-miking) je niet het gewenste resultaat opleveren, dan is er ook een andere oplossing.
In dat geval kun je gebruik maken van een microfoon-trio.
Dat een combinatie van A/B-koppel en een X/Y-configuratie niet het gewenste resultaat oplevert kan liggen aan het feit dat er faseverschillen optreden en dat er meerdere signaalbronnen afgeregeld dienen te worden.
Daar komt nog bij kijken dat zowel de signalen van de A/B-koppel als de X/Y-configuratie niet volledig naar voren komen in het centrale gedeelte.
Drie-microfoons opstelling
Een voorbeeld van een drie-microfoons opstelling is de Decca tree-opstelling.
Hier zijn aanwezig twee zijwaartse microfoons en een opvulmicrofoon voor het centrale gedeelte.
De afstand tussen de zijwaartse microfoons is ongeveer 2 maal de afstand van de opvulmicrofoon naar een denkbeeldige lijn die de twee zijwaartse microfoons met elkaar verbinden.
De signalen zullen in deze situatie de zijwaartse microfoons later bereiken dan de centrale microfoon.
Door deze opstelling kun je dus een natuurlijke beleving van het geluid ervaren.
Omdat het middengebied in deze opstelling zeer sterk naar voren komt compenseert dit het nadelige effect van de in deze opstelling ontstane faseverschillen.
Klassieke uitvoeringen en ensembles maken veelvuldig gebruik van deze oplossing.
Drie-microfoons opstelling
Faseverschuivingen
Bij het waarnemen van signalen kun je een onderscheidt maken tussen directe signalen en indirecte signalen.
Wanneer deze signalen zich met elkaar vermengen dan ontstaan er faseverschuivingen. Het gevolg van deze faseverschuivingen is dat golfvormen verzwakt of juist versterkt worden.
In dat geval wordt er gesproken van interferentie.
Faseverschuivingen worden vaak voor de waarnemer dan ook als ongewenst beschouwd.
Als je dus twee golfvormen hebt die synchroon met elkaar lopen, dan is het resultaat hiervan dat er een versterking ontstaat.
Wanneer beide golfvormen tegenovergesteld lopen, dan is het resultaat hiervan dat er verzwakking ontstaat.
Lopen de twee golfvormen niet synchroon, dan ontstaan er faseverschillen omdat de golfvormen in principe verschoven zijn ten opzichte van elkaar.
Kleuring geluid
Kleuring van geluid ontstaat wanneer signalen faseverschillen ondergaan.
Het gevolg daarvan is, dat er een signaal ontstaat die zeer ongelijkmatig verloopt als dit wordt weergegeven in een curve.
Het verkrijgen van dit effect in de praktijk kun je bewerkstelligen door het inzetten van een equalizer.
Naast het bewust veroorzaken van kleuring, kan kleuring ook ontstaan door het verkeerd plaatsen van je richtmicrofoons.
Maar ook bij het gebruik van microfoons kun je er bewust voor kiezen dat er kleuring van het geluid dient te ontstaan.
Als je bijvoorbeeld twee microfoons zodanig gaat plaatsen dat er een tijdsvertraging ontstaat, dan zal het gevolg hiervan zijn dat er een ruimtelijk effect wordt gecreëerd.
Time of Arrival Difference
Wanneer zich een geluidsbron bevindt in de buurt van je rechteroor, dan zal fase-informatie vanwege de kortere weglengte je rechteroor eerder bereiken dan je linkeroor.
Vanwege dat verschil ben je in staat de ligging van de geluidsbron te detecteren.
De mate waarin het ene oor eerder van informatie wordt voorzien dan het andere oor wordt ook wel aangeduid als Time of Arrival Difference ofwel TOA.
Het is dit gegeven dat je in staat stelt te bepalen vanuit welke richting een bepaalt geluid jou als waarnemer bereikt.
Voorrangseffect
Als je twee geluidsbronnen hebt die signalen produceren, dan zullen de geluiden die worden geproduceerd door jou als mens als een enkel signaal worden ervaren.
Wel geldt hierbij als voorwaarde dat er geen sprake moet zijn van een verschil in tijd tussen de beide signalen.
Het verschil mag niet groter zijn dan 50 milliseconden. Dit fenomeen staat ook wel bekend als het voorrangseffect of Haas-effect.
Wanneer er sprake is van een ruimte van enig omvang, dan kan je in deze situatie makkelijk detecteren vanuit welke richting het geluid afkomstig is.
Dit komt vanwege de ontstane eerste weerkaatsingen ofwel early reflections.
Faseverschuivingen bij microfoonposities
Wanneer je microfoons op bepaalde manieren ten opzichte van elkaar opstelt, dan kan het zijn dat de faseverschuivingen heviger aanwezig zijn.
Als je de off-axis al met een gering aantal centimeters verschuift kan het effect al dramatisch zijn.
Indien je gebruik maakt van close-miking, dan zal het effect van faseverschuivingen veel minder aanwezig zijn.
Ten eerste heeft de omgeving geen grote invloed op het signaal en ten tweede liggen geluidsbron en microfoon niet ver van elkaar af.
Voor het maken van een stereo-opname is de AB-opstelling waarbij twee microfoons van elkaar worden geplaatst de meest gunstige manier om dit effect te verkrijgen.
Wanneer het van belang is dat de verwerking van verschillen in volume en richting optimaal moeten zijn, dan is het gebruik van een omnimicrofoon niet de juiste keuze.
Een omnimicrofoon heeft daarentegen wel een goede off axis-reactie en een vlak frequentiebereik. Daarnaast is er geen sprake van het nabijheidseffect.
Is ruimtelijk detail een belangrijk gegeven bij je opname, dan is het gebruik van richtmicrofoons (koppel) een goed oplossing. Wel kan dit type microfoon niet goed omgaan met faseverschillen vanwege het toegepaste drukgradiënt-principe.
Faseverschillen worden opgemerkt vanwege het feit dat binnen het hoorbare audiobereik hoge frequenties een relatieve daling kennen.
De relatieve daling ontstaat op zijn beurt weer doordat de golflengte niet lang genoeg is.
De 3:1 vuistregel
Wanneer er bij plaatsing van microfoons ten opzichte van de geluidsbron de afstanden niet goed worden bepaald, dan zal het gevolg zijn dat er faseverschillen gaan ontstaan.
Wil je in de situatie dat er twee microfoons worden gebruikt de faseverschillen verminderen, dan kan de 3:1 vuistregel je een uitkomst bieden.
Wanneer je deze regel toepast, dan dient de afstand van de ene microfoon ten opzichte van je geluidsbron minimaal drie keer zo groot te zijn als de afstand naar de andere microfoon.
De 3:1 vuistregel wordt vaak toegepast in situaties waarin men gebruik maakt van multi-miking.
In dat soort situaties speelt de richting van je microfoon ten opzichte van geluidsbron namelijk een belangrijk rol. De gevoeligheid voor storingen in geluidsignalen kan dan namelijk groter zijn.
Het kan zijn dat in een bepaalde situatie wanneer bijvoorbeeld je ruimte niet groot genoeg is, de 3:1 vuistregel geen uitkomst biedt om de juiste microfoon configuratie te verkrijgen.
In dat geval kan de X/Y-configuratie dan een mogelijke oplossing zijn.
Multi-miking wordt bijvoorbeeld toegepast in de situatie als het gaat om het opnemen van het geluid van de bekkens van een drumstel.
In deze situatie worden er dan een paar overhead-microfoons gebruikt. Deze kun je ook als XY-paar plaatsen.
Conclusie
Faseverschillen kunnen ervoor zorgen dat je niet het gewenste resultaat bereikt met een bepaalde microfoonopstelling.
Door te kiezen voor een juiste microfoon-configuratie ben je wel in staat het juiste effect binnen te halen.