Hoe verbeter je de akoestiek in de studio?

Wat zijn staande golven?

In een onbehandelde ruimte zullen bepaalde tonen langer uitklinken dan andere. Dat wordt veroorzaakt door staande golven. Een staande golf ontstaat wanneer één periode precies (een aantal keer) in de lengte, breedte of hoogte van een ruimte past. Nadat de golf door een parallelle wand wordt teruggekaatst, versterkt hij zichzelf op bepaalde plekken. Op andere plekken wordt een dal (negatieve uitslag) opgeheven door een berg (positieve uitslag). Basweergave is dus afhankelijk van waar je je bevindt in de ruimte. In de praktijk levert dat grote problemen op. Bijvoorbeeld door een nummer dat in de toonhoogte E staat, lijkt misschien meer bas te hebben dan een nummer in de toonhoogte A, simpelweg omdat de grondtoon van de bas misschien wel versterkt wordt door staande golven. Dat wil zeggen, op de luisterpositie. Luister je op een andere plek in de ruimte, dan verandert het beeld. Niet echt een fijn uitgangspunt voor een goede mix! De staande golven moeten dus getemd worden. Dat is bij lage frequenties lastig, omdat ze uit zulke grote, energie rijke golven bestaan. Het laag van een ruimte is dan ook altijd het moeilijkste gebied om goed te krijgen.

Probleemfrequenties van een ruimte kun je voorspellen door lengte, breedte en hoogte te delen door de golflengte. Als de lengte 6,80 meter is, past daar één complete periode van een geluidsgolf met een frequentie van 50 Hz in. 50 Hz zal daarom een belangrijke resonantiefrequentie zijn. Maar ook frequenties van 100 Hz, 150 Hz et cetera, want die passen er precies twee of meer keer in. Mocht de breedte van de ruimte exact de helft van de lengte zijn (3,40 meter), dan worden de problemen op 100 Hz nog groter. De verhoudingen van een ruimte zijn dus ook belangrijk.

In een 'waterfall-plot' kun je goed zien hoe staande golven leiden tot resonanties. In de grafiek zie je dat de nagalmtijd op 40 Hz langer is dan op andere frequenties. Dit ongelijkmatig na-ijlen vertroebelt het geluidsbeeld. Voor een goede akoestiek streef je dan ook naar een gelijkmatige nagalmtijd over het volledige frequentiebereik.

Misverstanden

Maak jouw (home) studio nooit helemaal “DOOD”. Je zou dus kunnen denken dat een studio het beste is als de ruimte helemaal “dood” is en alle frequenties en staande golven absorbeert. Alle reflecties weg en je hebt geen problemen meer. Dat klopt op zich, maar zo’n ruimte zou heel erg onaangenaam en onnatuurlijk zijn om in te werken. In een helemaal dode ruimte (anechoic chamber) ga je op een gegeven moment zelf het bloed dat door je lichaam stroomt horen! Je wilt dus een beetje een tussenweg, een goede akoestiek zonder dat je helemaal paranoia wordt ;-).

Misschien heb je het weleens gezien, een studio met eierdozen op de muur of van die dunne gamma absorptie matjes om de akoestiek goed te maken. Dit werkt dus echt helemaal niet! Nou ja, als je wilt dat je opname als eierdoos klinkt dan mag het natuurlijk LOL. Voor isolatie werken eierdozen nauwelijks, daar is het materiaal simpelweg te dun voor. En geluid absorberen doen eierdozen alleen in het 600-800Hz gebied. Hoewel elke vorm van demping natuurlijk mooi meegenomen is, kan alleen breedbandige absorptie een gelijkmatige weergave opleveren. Helaas is de goedkope eierdozenoplossing dus geen échte oplossing. Idem voor dunne absorptie matjes, deze absorberen echt alleen maar het top-hoog en de rest niet. Je houdt dan alleen maar een doffere klank over.

Wat werkt dan wel voor een goede akoestiek?

Wat je wilt is het hele audiospectrum zo gelijkmatig mogelijk absorberen. Het audiospectrum gaat van 20Hz tot 20.000 Hz (van laag naar hoog). Hierbij wat voor de beeldvorming: een golf van 40 Hz is letterlijk 8,5 meter lang. Een hogere golf van 4000 Hz maar 8,5 cm. Welke denk je dat makkelijker is om te absorberen? Hoge tonen hebben een stuk minder energie dus die zijn een stuk makkelijker om onder controle te houden.

Absorberen

De overtollige energie in het laag kun je absorberen met basstraps. In professionele studio's zijn dat ruimtes achter wanden of boven plafonds, gedeeltelijk gevuld met een dempend materiaal. Meestal is dat minerale wol (steenwol of glaswol). Voor thuisstudio's zijn er losstaande tonnen en panelen die je aan de muur kunt bevestigen. Omdat het om grote golven (en veel energie) gaat, moeten basstraps groot zijn. Professionele studio's offeren er soms wel de helft van hun ruimte voor op!

Staande golven in het midden en hoog bestaan ook, we noemen ze ook wel flutter-echo's. Als je in je handen klapt, kun je zo'n echo gemakkelijk horen. Midden en hoge frequenties laten zich gemakkelijk absorberen door dunnere panelen, simpelweg omdat ze uit kleinere golven bestaan, en dus minder energie hebben. Gordijnen en tapijten helpen ook al een beetje mee. Teveel absorptie in het mid en hoog zou een ruimte onnatuurlijk dood maken, er moeten wel reflecties overblijven. Om ervoor te zorgen dat de overgebleven reflecties voldoende gevarieerd zijn, is diffusie nodig. De natuurlijke afwisseling van materialen en oppervlakken in een ruimte zorgt daar vanzelf al een beetje voor. Heb je veel wanden van harde materalen als steen, beton of glas, dan heb je zowel absorptie als diffusie nodig.

Hoe verbeter je de akoestiek van je eigen studio ruimte?

Het mooist is als je bij de bouw nog rekening kunt houden met de akoestiek. Met schuin tegenover geplaatste wanden bijvoorbeeld. Hierdoor zullen geluidsgolven zichzelf minder snel versterken en doven ze eerder uit. In een bestaande ruimte kun je veel bereiken met het plaatsen van akoestische panelen. Veel bedrijven bieden tegenwoordig kant­ en ­klare akoestische sets aan, bestaande uit verschillende panelen. In zo’n pakket zitten basstraps, panelen om midden- en hogere frequenties te absorberen en diffusors. Panelen kun je simpelweg met haakjes aan de muur hangen. Maar je kunt ze natuurlijk ook lekker zelf maken. Het is helemaal niet moeilijk en een stuk goedkoper om deze panelen zelf te maken. Het is niet moeilijk, de basis is vrijwel altijd een houten raamwerk, opgevuld met steenwol en bespannen met doek. De dikte van de panelen bepaalt het werkzame frequentiegebied. Voor midden en hoge frequenties moet je aan zo’n 5 cm denken, voor lage frequenties al snel aan 20 cm of meer. Op Internet is veel informatie te vinden over studio, akoestiek en zelfbouw.

Hoeveel panelen heb je nodig?

Een minimum set zou kunnen bestaan uit 4 basstraps, 4 mid/hoog panelen en 2-4 diffusors, een mediumset uit het dubbele. Bij een grote set kun je denken aan 12-16 basstraps, 10-14 mid/hoog panelen en 8 diffusors. De basstraps kun je in de hoeken stapelen tot aan het plafond, de resterende kun je bevestigen langs de randen van het plafond. Mid-hoog panelen verdeel je in de buurt van de luisterpositie over de voorwand en zijwanden, daarna over het plafond en achterwand. Diffusors idem dito. Nu hoor ik je denken..... dat zijn wel echt heel veel panelen..... maar als je allereerst de eerste reflectiepunten aanpakt in je studio, dan maakt dat echt al enorm veel verschil.

Als je panelen gaat bouwen houdt dan rekening met het volgende:

• Absorptie van het laag kost het meest van je ruimte én van het budget.
• In de lage frequenties kun je bijna niet teveel demping hebben. Ga maar na: hoe minder de lage frequenties weerkaatst worden, hoe meer je luistert naar het directe geluid van de speakers. En dat zal altijd rechter zijn dan wanneer de ruimte 'meedoet'.
• Op de plekken met de hardste basweergave, plaats je de basstraps. In de praktijk zijn dat meestal de hoeken van de ruimte. Naarmate de frequentie hoger wordt, volstaan kleinere en dunnere panelen.
• Panelen en basstraps kun je strak tegen de wand monteren, maar als je een spouw overlaat van bijvoorbeeld dezelfde afstand als de dikte van het paneel, zal het werkzame gebied van het paneel met een octaaf worden verlaagd. Dat is dus extra demping voor dezelfde prijs!

Basstraps

Passief

Veel lastiger is het om de lage frequenties onder controle te houden. Een beetje natuurkunde vertelt ons dat je de kwart van de golflengte aan absorptie nodig hebt om die golf te absorberen. Dat wil zeggen dat je voor de golf van 40Hz 8,5:2=4,25 meter dik absorptie nodig hebt…??? Dat is in veel ruimtes natuurlijk niet haalbaar. Je ruimte is waarschijnlijk niet eens 4 meter of je vrouw pikt het niet, die wil liever een inloopkast natuurlijk ;-). Een truc kan zijn om lucht tussen de lagen absorptie te laten, daardoor heb je een minder dik pakket nodig. Er zijn wel oplossingen, wees niet bang, maar bovenstaand geeft wel aan dat je met alleen Gamma matjes niet wegkomt. Er zijn een aantal interessante oplossingen die ook voor thuis kunnen werken. Echt goedkoop wordt het echter nooit, maar goede basstraps gaan wel je hele leven mee.

Actief

Dit zijn basstraps die zelf op de één of andere manier met bepaalde frequenties mee-resoneren en op die manier de energie absorberen of cancelen. Een eenvoudige, maar redelijk prijzige oplossing is om het sub laag met subwoofers af te spelen, maar dan uit fase. Het laag wordt dan gecanceld. Je wilt dit natuurlijk niet op je luisterpositie doen, maar op de probleem plekken in je (home) studio. Voorbeelden hiervan zijn bijvoorbeeld Helmholz resonators of Limp-mass bass traps, Panel resonators. Hier vind je een leuke link voor als je van plan bent zelf basstraps te gaan bouwen.

Plaatsen van basstraps

Basstraps zijn dus het belangrijkst om te gebruiken. Vaak absorberen ze ook de hogere frequenties. Zo niet, dan wil je dus een combinatie van basstraps en absorptie voor de hogere frequenties. Bass bouwt het meest op in de hoeken van je kamer. Daarom is het verstandig om daar de basstraps te plaatsen. Met de rest van de absorptie wil je om mee te beginnen vooral de eerste (en hardste) reflecties absorberen.