P.A.: opstellen en afregelen speakers

Een PA installatie kan nóg zo goed zijn, als de opstelling in de ruimte niet klopt, is het resultaat niet optimaal of zelfs slecht. In onderstaan artikel wat tips en achtergronden.

Het goed plaatsen van de speakers

is cruciaal voor een goede en transparante sound en om feedback (rondzingen) te voorkomen. Probeer er voor te zorgen dat de PA speakers minstens 1,5m vóór de microfoons staan. Als ze dichterbij staan is de kans op rondzingen groot. Line arrays kunnen vanweg hun richt-effect iets dichterbij opgesteld worden, maar een meter is wel het minimum.

Als het podium breed is (breder dan zo'n 15m) krijg je het probleem dat het publiek vooraan midden voor het podium de PA te weinig hoort. Ze horen de backline en bijvoorbeeld geen of weinig zang. Dit komt doordat de PA speakers het geluid áchter hen projecteren. Een front-fill kan dit oplossen. Zo'n front fill kan bestaan uit een mid/hoog kast. De bassen komen tóch wel overal! Waarschijnlijk hoeven ook niet alle kanalen op die frontfill. Soms kun je volstaan met de vocals en bijv. de solo instrumenten. Ga luisteren op verschillende plekken en let op dat je je hoofdmix niet verstoort, maar alleen een beetje invult.

Met behulp van een "polarity checker" kun je de juiste fase van je speakers controleren. Houd de checker vlak voor een speaker. Zorg dat er telkens maar één speaker aan staat.

Time-alignment

Om een transparante en "fase-reine" weergave te krijgen moeten je speakers "time-aligned" zijn. Dat wil zeggen dat hun akoestische middelpunten (de conus, of de conus van de horn-driver) vanuit de luisteraar precies even ver weg moeten zijn. Dat krijg je voor elkaar door bijvoorbeeld een mid-box boven op de basbox te verschuiven. Sommige geïntegreerde systemen (actieve full range boxen, line-array boxen) hebben een elektronische vorm van time-alignment ingebouwd.

Als bijvoorbeeld de bas boxen op de grond staan en de mid/high boxen hangen, klopt de time-alignment vaak niet en heb je fase-problemen, resulterend in een minder transparant geluid. Die zijn het duidelijkst hoorbaar in de buurt van de cross-over frequenties, omdat die frequenties door verschillende boxen tegelijk worden weergegeven.

Als je de time-alignment fysiek (dus door de plaatsing van de boxen) niet voor elkaar krijgt, bijvoorbeeld bij een vaste opstelling in een zaal, kun je het elektronisch oplossen, met een kleine delay. Hier onder vind je een calculator voor het berekenen van de benodigde tijdvertraging. Moderne luidspreker-processors en elektronische cross-overs hebben een voorziening hiervoor ingebouwd.

time misalignment
Hoge tonen speaker vóór de basspeaker: bij het crossoverpunt (2KHz) ontstaat zo een fase probleem, waardoor de afstraling niet lineair is voor frequenties in die buurt (afbuiging naar beneden)

Time alignment
Correct time alignment door de speakers met hun akoestisch middelpunt recht boven elkaar te plaatsen. Nu is de afstraling ook rond het crossoverpunt lineair.

Endfire array baskasten

Probleem van het plaatsen van baskasten onder of in de buurt van het podium is dat er veel lage tonen in het podiumgeluid terecht komen. Dit omdat lage tonen (zo onder 125Hz) slecht te richten zijn. Een oplossing die hiervoor bedacht is werkt eigenlijk in de vorm van "antigeluid" maken in de buurt van het podium door een slim geplaatste array van achter elkaar geplaatste baskasten en goed gekozen delays. Hierdoor wordt door de faserelatie van de geluidsgolven een "akoestisch gat" geproduceerd in de buurt van het podium, terwijl het publiek wél de bassen hoort. Hoe meer baskasten achter elkaar gezet worden, hoe meer richteffect. Hier een voorbeeld met een array van 4 achter elkaar geplaatste speakers:

End fire array

Elke speaker op zich heeft een afstraalgedrag dat onder de 125Hz ongeveer omnidirectioneel is (bolvormig). Met de 4 speakers achter elkaar en zonder delay gebeurt er nog steeds niet heel veel met het afstraalgedrag, hoewel er door de onderlinge afstand wel iets van fase ongelijkheid optreedt op verschillende afstanden. De goede instelling van de delays maakt het grote verschil, nu wordt een soort cardioïde afstraling bereikt voor de lage frequenties: aan de rechterkant zijn de golven in fase, aan de linkerkant meer in tegenfase. De lage tonen hebben zo dus netto een richteffect gekregen en in de buurt van het podium zijn er minder lage tonen.

End fire array
4 delige end fire array met het afstraalgedrag per frequentie. (Klik voor een groter plaatje)

Plaats van de mixer

De meeste mixers willen in het midden van de zaal staan. Tóch is dit niet altijd de beste positie. Vaak zijn de bassen in het midden van de zaal sterker dan aan de zijkanten. Ga je dus aan de zijkant staan, dan zullen de mensen midden in de zaal weer meer bas horen dan jij. Houd hier rekening mee en loop af en toe door de zaal om het geluid op verschillende plekken te beoordelen.

Inregelen op de akoestiek

Als je de PA installatie met behulp van een nauwkeurige (31-bands) equalizer afregelt op de zaal akoestiek, voorkom je veel geluidsproblemen en gaat het soundchecken een stuk sneller en probleemlozer. Een lege zaal zal een andere akoestiek hebben dan een zaal vol mensen, maar bepaalde "probleemfrequenties" met name in het laag kun je prima opsporen voordat het pubiek er is.

Je kunt dat doen door pink noise (roze ruis) af te spelen en een meting te doen met een spectrum analyser op verschillende punten in de zaal. Regel te zwakke en te sterke frequenties bij met de master-equalizer. Er zijn ook systemen met een analyser en equalizer in één, die automatisch het klusje voor je opknappen in combinatie met een meetmicrofoon. Ga niet blindelings af op de uitkomst: ervan, er is maar op één plek gemeten! Rare pieken en dalen kunnen door toevallige fase-uitdovingen (kamfilter-effect) ontstaan zijn!

Meet ook of de weergave met pan naar links even hard is als met pan naar rechts. Verschillen kunnen ontstaan door volumeknoppen op de eindtrappen, crossovers, compressors, door de akoestiek, enz. Regel bij tot de twee kanalen exact even hard zijn (meten met dB meter!). Luister bij elke speaker of er geluid uit komt terwijl je (niet te hard) een CD afspeelt.

Check als je met cross-overs werkt elk speaker systeem apart, dus hoog-L, mid-L, laag-L, hoog-R enz. Speel een test CD met sinustonen af die een sweep maken van laag tot hoog (50Hz-16KHz). Doe dit per kanaal, om te checken of speakers niet op bepaalde frequenties rammelen, vervormen, kraken of wat dan ook. Hoor je bepaalde frequenties duidelijk te hard, haal ze dan wat terug met de equalizer.

Test CD's

Kies een paar CD's uit met goed opgenomen muziek met hoog, laag, dynamiek er in. Beluister die op verschillende weergave systemen, thuis, in een studio, over een PA, over een monitorsysteem, enz. Doordat je op den duur precies weet hoe de CD moet klinken, kun je hem gebruiken om op je gehoor de PA equalizing af te regelen. Bedenk wel dat een CD al is opgenomen met compressie, mastering ed. Ongecomprimeerd live geluid zal dus anders klinken!

Als je bijvoorbeeld met een driewegsysteem werkt, kun je starten met weergeven van de CD via het mid-systeem. Daarna draai je precies zoveel van het hoog-syteem en het bas-systeem er bij totdat de balans goed is. Fijregelen daarna met de equalizer.

Een andere testmethode: gebruik een goede zangmicrofoon om met verschillende geluiden die je met je stem kunt maken de akoestiek te testen en af te regelen. Maak lage geluiden, klik geluiden, sisgeluiden, enz.

Controle over het laag

Lage tonen geven vaak problemen in een zaal of hal en kunne een rommelig (en rommelend!) geluid veroorzaken, dat vermoeiend is om naar te luisteren. Voor een deel is dit te voorkomen door er voor te zorgen dat er geen ongewenste lage tonen in je sound komen. Gebruik dus de subsonic filters (highpass filters) op je kanalen voor alle geluiden waar je geen (sub)laag in wilt. Dus bijvoorbeeld je hihat, je zang, enz. Nóg rigoreuzer: gebruik een post-fader aux speciaal voor alle kanalen die je naar je laag-systeem wilt sturen. Dat zijn dus bijvoorbeeld, bassdrum, floortom, basgitaar, synthesizer ed. De andere kanalen gaan dus niet naar het (sub)laag-systeem!

Cross-over, speaker management systeem

Als je met aparte hoge tonen, midden tonen en bas speakers werkt, die elk hun eigen eindtrappen hebben, moet een filter er voor zorgen dat elk systeem die frequenties krijgt toegevoerd die het kan weergeven. Het totaal moet dan in balans klinken. Tussen mixer en eindtrappen komt dan een cross-over, die er voor zorgt dat het geluidssignaal in lage, midden en hoge tonen wordt gesplitst. Op zo'n cross over kun je de scheidingsfrequenties en de steilheid van de filters (selectiviteit) instellen. Die moet je aanpassen aan de eigenschappen van je boxen. Ook kun je het volume per frequentiegebied instellen.

Bij meer uitgebreide cross-overs kun je bijvoorbeeld ook nog de compressie per frequentiegebied instellen, de delay, limiting, enz. Bij zo'n uitgebreider apparaat spreekt men dan van een speaker management systeem. Ze worden door sommige merken passend bij hun luidsprekersysteem geleverd. In sommige actieve speakersystemen en line-arrays zit een vorm van speaker management systeem al ingebouwd.

dbx driverack
Dbx Driverack speaker management systeem

Line arrays

Line arrayBij een conventioneel PA systeem staan de speaker voor in de zaal. Publiek voor hoort het dus hard, achter in de zaal is het zachter. Een line-array systeem werkt volgens een ander principe: een aantal identieke luidsprekers (cluster) wordt vertikaal ten opzichte van elkaar. Door de vertikale opstelling vindt een bundeling in het vlak loodrecht daarop plaats, in het horizontale vlak dus. Op die manier voorkom je ook al voor een deel akoestische problemen als ongewenste galm door reflecties. Ook in zalen met moeilijke akoestiek (balkons ed.) is zo een betere oplossing mogelijk. In de gangbare line-array systemen komen de lage tonen uit basboxen, die dan op de grond staan. Het mid en hoog komen van een aantal identieke hangende (gevlogen) mid/hoog boxen die zodanig zijn opgehangen dat ze het publiek precies dekkend bestralen met geluid en dat de boxen elkaars gebied niet overlappen. Er zijn speciale computerprogramma's om te berekenen hoe in een gegeven zaal of open air de speakers gehangen en gericht moeten worden. De speakers hebben een kleine vertikale spreiding en een grotere horizontale spreiding.

Eigenschappen van line-arrays: verdubbelen van het aantal speakers levert 6dB meer volume op! De vertikale dekkingshoek van de array wordt vooral bepaald door het aantal speakers. Hoe meer speakers, hoe kleiner de vertikale dekkingshoek. De horizontale dekkingshoek hangt nauwelijks van het aantal speakers af en is ongeveer 80°, afhankelijk van de soort speakers.

Een line-array is eigenlijk alleen een écht line-array als de boxen loodrecht boven elkaar staan. In de vorm van een banaan opgehangen, zoals je ze vaak gebruikt ziet worden, gaat een deel van de eigenschappen van een pure line array verloren en krijgen sommige frequenties meer richteffect dan andere. De vorm van de banaan bepaalt het afstraal gedrag op korte en lange afstand. Vaak zie je een J-vorm. De onderste speakers bestralen het publiek dichtbij. Het bovenste, rechte deel van de J is dan een echte line-array en straalt op afstand.

Het Bose L1 systeem en het HK audio Elements systeem zijn eigenlijk mini-line arrays. Net als de langwerpige luidsprekerzuiltjes die de pastoor aan de pilaren in de kerk heeft hangen en de ouderwetse "zangzuilen" uit de sixties van de vorige eeuw!

Delay stacks

Bij grote concerten is de afstand van de PA-speakers tot het publiek soms zó groot, dat dat door meer volume uit de PA installatie niet meer te overbruggen is. Het bijplaatsen van luidsprekers voor het zich verder weg bevindende deel van het publiek is dan noodzakelijk. Je krijgt dan te maken met een probleem: de geluidssnelheid is ongeveer 343m/seconde en elektriciteit gaat met de lichtsnelheid. Dat wil zeggen: als de extra boxen op 100m afstand komen, komt het geluid van de hoofdinstallatie daar via de lucht 100/343 = 0.3 seconden later aan dan via de extra boxen. Dat is te horen als een echo. De mensen die daar staan, horen alles dus 2x! Om dat probleem op te lossen zijn de delay stacks bedacht.

Hoe veel vertraging?

Door nu het geluid voor de extra speakers vanuit het hoofdpodium via een delay apparaat precies zó veel te vertragen als de vertraging via de lucht bedraagt los je dit probleem op. De formule voor de in te stellen delytijd is:

t = d/0.343

t = de tijd in millisec., d = de afstand in meters

 Delay calculator

Om de benodigde delay te berekenen bij een gegeven afstand:

m     msec

Als je een zgn. "speaker management systeem" gebruikt, zit er vaak al een delay voor dit doel in. Ook sommige digitale equalizers hebben voor dit doel een delay voorziening ingebouwd. Vaak is de delay dan zowel in milliseconden als in meters in te stellen, dan hoef je zelf niet meer te rekenen.

De extra speakers die op afstand staan en het geluid via een delay weergeven worden delay stacks genoemd. Ze kunnen ook "gevlogen" worden, dus boven het publiek hangen en naar beneden stralen. Bijvoorbeeld in een grote concerthal of overdekt stadion.

Links

Donatie

Dit is een gratis site, die al sinds 2003 voortdurend wordt uitgebreid en geactualiseerd. Als jij ook wilt dat dat zo blijft, doe dan een donatie aan Popschool Maastricht >>

QR code http://www.popschoolmaastricht.nl/college_pa_opstellen.php

Bijgewerkt op: 9 Januari, 2017