Nayteikkuna

Käppyröitä on monenlaisia

Mittaohjelmien käyttö lisääntyy kovaa vauhtia ja nykyisin saa edullisesti jo ihan käyttökelpoisen mittajärjestelmän aikaiseksi. Mittamikrofoni, 2-kanavainen usb-mikrofonietuaste ja itse softa lähtee yhteensä reilulla parillasadalla. Tuhannella eurolla saa jo juhlavan järjestelmän. Näistä hinnoista puuttuu vielä tietokone, mutta sellainen jo aika usealla on, joten jätin sen hinnan laskuista.

Niinpä vastauksia metsästetään yhä laajemmalla joukolla ja yhä vaihtelevammalla osaamisella. Erästä nettifoorumia seuraillessani tulikin mieleen, että kannattaisiko ennen arvailevaa kyselemistä hankkia edes jonkinlaiset pohjatiedot esimerkiksi lukemalla ohjelmistojen ja laitteiden manuaalit? Ja ennen koko tätä prosessia edes alkeelliset tiedot äänen käyttäytymisestä eivät olisi varmaankaan pahitteeksi.

Sekin olisi jo avuksi, jos yksi pääperiaate olisi hallussa: mikäli kahta tai useampaa asiaa verrataan keskenään, tulee erityistä huomiota kiinnittää olosuhteiden vaihtelujen minimoimiseen. Vaikkapa kahta kaiutinta vertailtaessa niiden tulisi sijaita mahdollisimman samalla etäisyydellä huoneen pinnoista. Mikrofonin tulee sijaita tietysti mitattaviin kaiuttimiin nähden samalla etäisyydellä ja korkeudella. Ja mitä tahansa ollaan metsästämässä, suoritetaan mittaus samassa kulmassa kaiuttimen keskiakselilta. Tätä huolellisuuden painottamista ei varmaankaan löydy manuaalista. Minusta se on itsestään selvää. Tietysti keikkahommissa jonkinlaiset toleranssit sallitaan, mutta huolellisuus palkitaan aina.

Perinteisen pistesäteilevän kaiuttimen taajuusvastetta mittaamassa

Mittauksieni kohde ei ole aivan otsikon mukainen perinteisistä perinteisin kaiutin. Englanninkielinen ilmaisu point source -kaiutin viittaa pistesäteilyyn. Tämän määritelmän alle mahdutetaan kaikki muut kaiuttimet, paitsi linjasäteilevät (line source) line array -kaiuttimet.
Tavallinen 2-tiekaiutin perinteisimmillään on kartioelementti ja diskanttielementti torven perässä. Ne on sijoitettu erilleen toisistaan. Hyvä lisäkuvaus tälle sijoittelulle on epäsymmetrinen, koska juuri näin elementit toisiinsa nähden sijaitsevat. Eri suuntiin mitatessa tällainen kaiutin antaa epäsymmetrisiin suuntiin hieman toisistaan poikkeavat taajuusvasteet, ja jakopisteessä aikaero siirryttäessä pois akselilta tulee usein näkyviin.
Koaksiaalisessa kaiuttimessa kartio ja diskantti on sijoitettu niin, että säteilypiste on symmetrinen. Diskantin torvi on aivan keskellä kartioelementin keskikohtaa. Symmetrisestä kaiuttimesta puhutaan tämänkin d&b Q7 kohdalla, vaikkei se koaksiaalinen olekaan. Q7 koostuu kahdesta kartioelementistä, jotka sijaitsevat symmetrisesti toisiinsa nähden. Kartioelementit ovat erittäin tarkasti tehtaan sedän valitsemalla etäisyydellä ja harkitussa kulmassa keskenään. Näiden kartioelementtien välissä on diskantti 75 x 40 asteen torvessa. Tämä Q7 on mittauksieni kohde. Tällainen kaiutinrakenne antaa samanlaiset tulokset molempiin suuntiin horisontaalilla tai vertikaalisella akselilla.
Seuraavista taajuusvastemittauksista olisi tarkoitus löytää vastauksia kysymykseen, miten kyseistä mainiota kaiutinta tulisi ekvalisoida vai tuleeko sitä ekvalisoida lainkaan? Tämä kysymys esitetään kahdesti. Poikkeuksellisesti esitän toisen kysymyksen vastaukseksi kaksi eri tapaa. Mittausten oikeellisuuden varmistaminen ja kuunteleminen vähän väliä vie meitä tässä projektissa maaliin. Kaikki mittaukset vastaavat ainoastaan kyseisen kaiuttimen ekvalisointiin, ei mihinkään muuhun. Kaiuttimien oikea suuntaus, mahdollinen sovittaminen muiden kaiuttimien kanssa napaisuuden, tason ja ajan suhteen jäävät vielä täysin vaille vastausta.

Kaiutin esiin

Ensin meidän tulee tutkia kyseinen kaiutin huolella. Yksittäisen kaiuttimen kohdalla vastaus löytyy hyvin yhdellä mittauksella riittävän läheltä ja tarpeeksi kaukana mittausta myrkyttävistä pinnoista. Näissä kolmessa ensimmäisessä kuvassa on tämä mittaus mukana MUSTAna käyränä, joka on mitattu kaiuttimen läheltä kahden metrin etäisyydeltä, 2,5 metrin korkeudelta. Siis aivan kaiuttimen keskiakselilta. Taajuusvaste vastaa hyvin tehtaan ilmoittamaa vastetta yli 300 Hz taajuuksilla.
Tällä mittauksella halusin saada kaiuttimen taajuusvasteen selville. Huone alkaa kummitella alle 300 Hz:n. Lähin pinta, tässä tapauksessa lattia on tähän kummitteluun pääsyyllinen.
Tällaisen onnistuneen mittauksen perusteella voisi jo päättää ennen keikalle menoa, miten sitä kaiutinta tulisi ekvalisoida yli 300 hertsin taajuuksilla. Löydökset ovat todella pieniä. 1,5 kHz:n, 4 kHz:n ja reilun 15 kHz:n kohdat saavat pienet filtterit, joita kuunnellaan ja päätetään, käytetäänkö niitä. Tälle korkeimmalle pikku piikille en varmaankaan tekisi yhtään mitään, jos kyseessä olisi bändikeikka. Jos kyseessä olisi puhetilaisuus ja kävisin tiukkaa painia tulevasta vahvistuksen määrästä, tasoittaisin sen kuuntelematta.
Mutta mitä tehdään tuolle ”valtavalle” montulle 630 hertsissä? Ei mitään. Kyseessä on ominaisuus ja me hyväksymme sen. Tämä monttu johtuu kahden elementin keskinäisestä sijoittelusta. Tällä sijoittelulla on haettu alemmas ulottuvaa suuntaavuutta ja siinä tehtaan sedät ovatkin onnistuneet mainiosti. On juostu sutta karkuun ja vastaan on tullut siili. Annetaan siilin olla rauhassa.

Trendejä metsästämässä

Toisena tapana suoritan useamman mittauksen kaiuttimen akselilta ja tutkin niitä sekä yksittäin että keskiarvona. Näillä mittauksilla yritän saada selville kaiuttimen ja huoneen yhdessä aikaansaamaa ”trendiä”. Tämä trendi löytyy yleensä alueelta, jossa kaiuttimen suuntaavuus ei enää pysy kasassa. Kaiutin säteilee tätä aluetta paljon laajemmalle alueelle kuin niitä, missä sen kontrolli suuntaavuuden suhteen on vielä hallittua.
Niin metsä vastaa kuin sinne huudetaan. Tässä tapauksessa huone vastaa meille tähän kyseisen kaiuttimen 400 hertsistä alaspäin kovenevaan huutoon 200 – 400 hertsin alueella jopa desibelin nousulla. Tätä pienen pientä korostumaa voitaneen kutsua tässä tapauksessa trendiksi. Tämä löydös on kuitenkin niin pieni, että se tuskin aiheuttaisi toimenpiteitä. Hyvin suuntaavuuden hallitseva kaiutin on kiva työkaveri.


Varsinaisissa mittauksissa mikrofonin korkeus oli 1,6 metriä eli seisovan kuuntelijan korvan korkeudella. Mikrofonia kuljetetaan kaiuttimen akselilla ainoastaan taaksepäin. Sivusuunnassa pyrin pysymään tiukasti koko ajan samassa linjassa akselilla. Tila on korkea varastohalli, jossa katto ja seinät ovat kaukana. Betonilattian aiheuttamat heijastukset näkyvät selvästi oranssissa käyrässä, joka on mitattu 7 metrin etäisyydeltä.
Mainio esimerkki paljon puhutusta kampasuotimesta. Yksin käytettynä tämä seitsemästä metristä suoritettu mittaus on käyttökelvoton kaiuttimen ekvalisoinnista päätettäessä. Vastaava mittaus kotistudiota tutkittaessa miksaajan jakkaralta pitää sen sijaan ottaa täysin todesta.
Mutta kuuntelualueen ollessa live-tilanteessa laaja, yksittäinen lattiaheijastuksia voimakkaasti sisältävä mittaus ei saa johtaa ekvalisointitoimiin. Keikoille odotetaan myös yleisöä, joten luultavasti ja toivottavasti keikan aikana kyseistä lattiaheijastusta ei enää edes ole olemassa.

 


Vaaleansininen mittaus kertoo viiden mittauksen keskiarvon samaiselta 1,6:n metrin korkeudelta etäisyyksiltä 2 – 12 metriä. Usean mittauksen keskiarvolla lattiaheijastukset osuvat eri taajuuksille ja kompensoivat melko hyvin toinen toisiaan, kunhan keskiarvoon otetaan riittävä määrä mittauksia mukaan.
Kuitenkin suositeltavampi tapa on suorittaa mittaukset lattialta, jos siihen on mahdollisuus. Mutta esimerkiksi kiinteillä penkeillä varustetussa teatterissa ständin nokasta mittaaminen on käytännöllinen vaihtoehto. Silloin ongelmaksi muodostuu tuolien selkänojien aiheuttamista heijastuksista. Niitä minä väistelen asettamalla mikrofonin korkeammalle kuin kuuntelijan korva on tuoleilla istuttaessa. Näin saan heijastuksen saapumaan mittaustani myrkyttämään vasta pari riviä myöhemmin, ja mittauksen luotettavuudessa olen päässyt näin toimien hieman alemmalle taajuudelle.
Yksi hyvä tapa välttää heijastuksia on mittauksen manipuloiminen ikkunoimalla (windowing). Siihen emme tässä nyt paneudu, koska tämä on lehtiartikkeli, ei kirja. Kyseessä ei ole kuitenkaan ikiliikkuja, mutta toimiva apukeino kuitenkin.


Vihreä käppyrä on viiden lattialta suoritetun mittauksen keskiarvo. Lattialta mittaillen pyritään pääsemään eroon sen aiheuttamista heijastuksista. Ja sehän onnistuu. Suoritin ne hieman kauempaa, koska halusin tietysti saada myös korkeimmat taajuudet mukaan ensimmäiseenkin mittaukseen. Etäisyydet ovat 5 – 15 metriä.
Korkeat taajuudet ovat kuitenkin tässä keskiarvossa kautta linjan hieman vaimentuneet. Tämä johtuu siitä, että kaikki mittaukset ovat niin paljon sivussa kaiuttimen vertikaaliakselilta. Tämä vaimentuma on siis todellista, mutta lattian korkeudella. Huomioikaa kuvien erittäin tiukka skaala, lattiamittauksessa esimerkiksi 10 kHz on vaimentunut kaksi desibeliä ständien nokasta suoritettuun vastaavaan mittaukseen! Lattialta mittaus on erittäin suositeltavaa, varsinkin line arrayta mitattaessa se on osoittautunut toimivaksi. Line arrayn vertikaaliakseli osoittaa myös lattialle, toisin kuin perinteinen kaiutin tolpan nokassa.


Viimeisessä kuvassa päällekkäin jo edellä esitetyt vaaleansininen keskiarvo mikrofonien ollessa ständin nokassa ja vihreä keskiarvo mikrofonien sijaitessa lattialla vertailun helpottamiseksi.
Kirjoja ja lehtiä lukien, seminaareissa ja netissä, tuttujen kollegojen kanssa pohtiessa aina oppii uutta. Äänihommat ovat jatkuvaa oppimista ja kukaan ei ole koskaan täysin valmis. Joku voi varmasti kyseenalaistaa edellä esitetyt metodit. Tervetuloa joukkoon, sitä minäkin yritän jatkuvasti.
Laita Crowded House soimaan ja nauti.

Oheinen teksti on julkaistu alunperin Reima Saarisen vakiopalstalla Riffi-lehden painetussa numerossa 2/2010.

Vaikuttiko juttu kiinnostavalta? Samaa aihepiiriä käsitteleviä artikkeleita sekä Reiman tuoreet evästykset löydät painetusta Riffi-lehdestä.
Riffiä myyvät Lehtipisteet, kirjakaupat ja hyvin varustetut soitinliikkeet kautta maan. Lehteä sekä irtonumeroita voi tilata myös suoraan kustantajalta näillä sivuilla olevan Riffi-kaupan kautta.
Lehden digitaalinen versio vuosikerrasta 2011 alkaen on ostettavissa myös Lehtiluukkupalvelusta
 

16.12.2013
|
Reima Saarinen
Tekninen toteutus: Sitebuilders Finland Oy