Time 15 (13.02.07)

Stereoteknikk

- Stereofonisk lydgjengivelse

- Korrelasjon

- Perspektiv

- Kompatibilitet

- Panpot

- Stereo utstyring

- Fasekorrelasjonsmeter

- AB-mikrofon

- XY-mikrofon

- Fransk kobling

Oppgave til neste time:

1)     Bruk en større lydkilde, f.eks. et flygel, et slagverk-oppsett, et lite kor, et lite akustisk ensemble e.l.

2)     Rigg opp følgende stereo-mikrofoner:

-    XY-Mikrofon:    2 Schoeps MK4 på stereo-skinne

-         Fransk kobling:  2 Schoeps MK4 på stereo-skinne

3)     Send XY-mikrofonene inn på sporene 1+2, og fransk-koblingen inn på sporene 3+4 i Cubase, og spill synkront inn ca. 5 min. med musikk inn på alle 4 sporene.

4)     Ved avlytting av opptaket, “panorér” sporene 1 og 3 helt til venstre, og sporene 2 og 4 helt til høyre. Lytt på “parene” spor 1+2 og spor 3+4 hver for seg.

5)     Sammenlign og vurder følgende egenskaper:

-         Eksakthet, klarhet og lokaliseringen av direktelyden

-         Avstands-inntrykk

-         Diffushet, romlyd

6)     Eksperimenter med forskjellige mikrofonposisjoner (varier avstand, høyde og vinkel i forhold til lydkilden). Hvilket oppsett liker du best? Lag en oppstilling over dine vurderinger.

Stereoteknikk

Stereofonisk lydgjengivelse

Stereofonisk lydgjengivelse kan defineres som et flerkanals lydoverføringssystem, der man benytter menneskets binaurale hørsel til å reprodusere et romlig fordelt lydbilde. Når vi jobber med to høyttalere snakker vi om to-kanals-stereo. Det som karakteriserer god stereo er den tredimensjonale gjengivelsen av rommet med retningsbestemmelsen og dybdeperspektivet som de to avgjørende parametrene.

Korrelasjonsgrad

Et godt stereoopptak kjennetegnes ved at direktelyden i begge kanalene har stor samstemmighet (høy korrelasjonsgrad). Dette oppnås ved å mestmulig eliminere faseforskjeller i direktelyden. Romklangs-andelen har liten samstemmighet (lav korrelasjonsgrad). Dette er en karakteristisk egenskap av romklangen.

Perspektiv

Jobber vi ikke bevisst med perspektiv i stereoopptak, risikerer vi å få et flatt, todimensjonalt lydbilde som ikke skiller seg mye fra et monoopptak. For å utnytte mulighetene som ligger i stereogjengivelsen, må vi tenke tredimensjonalt og prøve å ”se” for oss, hvor de enkelte lydkildene befinner seg i rommet, både i retning og avstand, og prøve å gjenskape dette i høyttalergjengivelsen. Det er lurt å planlegge på forhånd, hvor de enkelte lydkildene skal plasseres i retning og avstand, for så å tilpasse panoreringen, styrkeforholdene og klangandelen på de enkelte kanalene. Vi kan tenke oss at basislinjen mellom høyttalerene blir et ”vindue” ut til et imaginært tredimensjonalt romlig miljø bak basislinjen.

Kompatibilitet

Kompatibilitet mellom stereo og mono går ut på at et godt stereoopptak også skal være et godt monoopptak. Jobber vi i mono blir det fort klart at det er nødvendig å spare på lydeffekter og å forenkle mestmulig det totale lydbildet. Ellers kan lydbildet bli overlesset, rotete og vanskelig tilgjengelig. I mono får vi også sjekket, hvor mye utfasing vi får mellom begge kanalene, og hvilken effekt denne får på hele lydbildet. Motfasekomponenter, brukt på en kontrollert måte på f.eks. en enkelt stemme, kan gi interessante effekter i stereo. Men i mono blir da denne stemmen borte (utfasing). Derfor bør motfasekomponenter unngås når mono-kompatibilitet er påkrevd.

Retningsregulering

For å bygge opp stereorommet trenger vi et teknisk hjelpemiddel til å plassere enkeltlydene på rett sted langs basislinjen og til å variere bredden på rommet (dybdevirkningen kan vi regulere med etterklangsmengde og lydstyrkeforhodene). I en vanlig (nullstilt) stereomikser (med panpot i midtstilling) sendes signalet fra en enkelt kanal med samme styrke og lik fase til begge høyttalerne, og vi får en fiktiv lydkilde (fantomlydkilde) midt mellom høyttalerne.

Panpot

Før signalet sendes til masterfaderen går det gjennom et potensiometer som egentlig består av to potensiometre som virker motsatt av hverandre. Denne regulatoren kaller vi panorerings-potentiometer, eller kort ”panpot”. Er den midtstilt (”kl. 12”), fordeles lik mengde av inngangssignalet til begge utgangene. Skrur vi panpoten til en av sidene, fordeler vi mer av inngangssignalet til den ene av utgangskanalene enn til den andre.

Kaller vi signalet i venstre høyttaler for V og signalet i høyre høyttaler for H, og den akustiske summen av disse to signalene for monosignalet M, så kan vi si:

V + H = M = konstant.

Panpoten er konstruert slik at summen av signalene som den sender til venstre og høyre kanal alltid er konstant, uansett hvordan den er innstilt.

I figuren nedenfor ser vi at ved midt-stilling blir begge kanalene dempet med 3 dB.

I venstre-stilling er venstre kanal upåvirket og høyre kanal blir dempet med uendelig dB. For høyre kanal gjelder det motsatte. Summen av venstre og høyre kanal er alltid 0 dB.

Stereo kontrollutstyr

Stereosummen ut fra Sony-mikseren går gjennom masterfaderen som egentlig er to fadere i én. Med denne reguleres både venstre og høyre utgangssignal samtidig. Venstre signal V vises med PGM L-meteret, høyre signal H vises med PGM R –meteret.

PGM L + PGM R = V + H = Monosignal M

Fasekorrelasjonsmeter

Fasekorrelasjonsmeteret (Ø-meteret) måler faseforskjellen mellom de to stereokanalene. Skalaen går fra -1 over ”null” til +1. Disse tallene angir cosinus av faseforskjellsvinkelen. +1 betyr at vi har et monosignal (V og H i fase), ved ”0” har vi full stereo (V og H er 90 grader faseforskjøvet, uten motfasekomponenter, men helt ukorrelerte), og ved -1 har vi full motfase mellom de to kanalene.

Generellt skal fasemeteret aldri gå inn i det negative området (mellom 0 og -1), og ideellt sett skal det bevege seg i området rundt +0,5.

Figuren nedenfor viser et Goniometer som brukes i WaveLab. Den øvre delen viser fasefordelingen av stereosignalet. Skalaen under er et fasekorrelasjonsmeter som angir den gjennomsnittlige fasevinkelen mellom venstre og høyre kanal.

Stereomikrofoner

En stereomikrofon lages ved hjelp av to vanlige mono-mikrofoner som par. Dette paret kobles til hver sin mono-inngangskanal i mikseren og panoreres helt ut til venstre og høyre. Tilsammen utgjør disse to monokanalene en stereokanal.

Stereomikrofon-oppsett kan konstrueres på forskjellige måter. Men det gjøres alltid ut i fra teorien om hvordan hørselen vår oppfatter retning.

AB-mikrofon

En AB-mikrofon består av to like kulemikrofoner som peker i samme retning (som er parallele) og som er festet på en 17 cm bred stereo-skinne. Avstanden til lydkilden må være så stor at vi ikke finner lydtrykksforskjeller ved de to mikrofonene.

Siden det her er veilengdeforskjellen frem til mikrofonene og ikke styrkeforskjellene som gir oss retningsbestemmelsen, sier vi at denne mikrofonen arbeider etter teorien om gangtidsforskjeller (gangtidsstereo).

Fordeler:

Diffus, bred og fyldig gjengivelse av romklang, fordi hver mikrofon står i sitt eget etterklangsfelt, og etterklangen derved får en lav korrelasjonsgrad.

Ulemper:

Faseproblemer for visse frekvenser. Direktelyden i stereo blir også ustabil for visse frekvenser. Dette kan vi høre ved at det er vanskelig å definere eksakt hvor enkelte lydkilder befinner seg. En fløyte i et symfoniorkester vil f.eks. kunne flytte seg litt rundt i lydbildet avhengig av hvilke frekvenser den spiller.

Anvendelsesområde:

·        Opptak, der rominformasjonen er viktig.

XY-mikrofon

En XY-mikrofon bestЊr av to like nyremikrofoner som er plassert slik at membranene befinner seg tilnærmet i samme punkt, og slik at det er ca. 90 grader mellom kardioidenes midtakser.

Vi får nå ingen veiforskjell til de to mikrofonene, men styrkeforskjeller, pga. mikrofonenes retningsfølsomhet (intensitetsstereo).

Mikrofonkoblinger som gir ren intensitetsstereofoni kalles også for koinsidensmikrofoner. Vinkelen mellom kardioidenes hovedakser kan variere fra 60 til 150 grader, avhengig av hvilken basisbredde vi ønsker at mikrofonene skal gi.

Fordeler:

Ingen faseforskjeller, 100 % mono-kompatibilitet, eksakt definisjon av posisjonenene til lydkildene i stereobildet.

Ulemper:

Forholdsvis høy korrelasjonsgrad på diffuslyd. Derfor dårligere gjengivelse av romklang og et stereobilde som kan virke spinkelt og trangt.

Anvendelsesområde:

·        Næropptak, der direktelyden er viktig og rominformasjonen er uvesentlig.

·        Opptak hvor monokompatibilitet må være sikret.

·        Samtidig innspilling av flere nære, likeverdige lydkilder inne i et tørt rom, der motfaser for en hver pris må unngås, f.eks. når to vokalister synger tostemt i et lydstudio.

”Fransk kobling”

Vi har hittil sett på to typer stereomikrofonkoblinger som tar utgangspunkt i hvert sitt hovedprinsipp for binaural hørsel, nemlig gangtidsstereofoni og intensitetsstereofoni. Vi så at både AB- og XY-mikrofoner har hvert sitt sett av fordeler og ulemper. Det kan være nærliggende å tenke seg at en stereomikrofon som, på samme måte som vår hørsel, benytter både gangtid og intensitet for å gjenskape retningsvirkninger, også skulle kunne kombinere fordelene og redusere ulempene ved en AB- og en XY-mikrofon.

En slik kobling kan vi lage, ved å flytte de to nyremikrofonene i en XY-kobling ca. 17cm vekk fra hverandre, slik som vist i tegningen nedenfor.

Denne mikrofonkoblingen kalles for ”fransk kobling”, eller ORTF-kobling, oppkalt etter det franske kringkastingsselskapet som var først ute med å bruke dette oppsettet.

Ifølge teorien skal avstanden mellom mikrofonene være 17 cm og vinkelen mellom mikrofonaksene skal være110 grader, for å etterligne det menneskelige hodets dimensjoner og ørenes retningsvinkel i forhold til hverandre. Men i praksis ender man som regel opp med en vinkel på mellom 60 til 90 grader, og en avstand på mellom 15 til 20 cm.

Fordeler:

En ”fransk kobling” gir et bredere og fyldigere stereobilde enn XY-mikrofonen (pga. gangtid mellom mikrofonene) samtidig som retningsinformasjonen, definisjonen av stereobildet og kompatibiliteten til mono er bedre enn ved AB-mikrofoner (pga. retningsfølsomheten av mikrofonene).

Ulemper:

Det dreier seg her om en kompromissløsning som kombinerer AB- og XY-stereofoni. I situasjoner der det ene av disse to prinsippene er den best egnete og ”riktige” måten å gjøre opptaket på, vil en fransk kobling ikke kunne oppnå like bra resultat.

Anvendelsesområde:

Universalt anvendbar; en ”sikker metode” når det gjelder å innenfor smale tidsmarginer raskt oppnå et akseptabelt lydresultat. For at en ”fransk kobling” skal virke etter sin hensikt, må avstanden mellom lydkilden og mikrofonen være så stor at vi får liten relativ veiforskjell frem til de to mikrofonene. Brukes mikrofonen som nærmikrofon, er vi tilbake til tilnærmet ren AB-stereofoni.