De perfecte luidspreker is de heilige graal van de hifi-freak. Geen materiaal is exotisch genoeg en over de ideale geometrie van de omkasting bestaan evenveel opvattingen als luisteraars.
Delen
Om toegelaten te worden tot het audiofiele Walhalla moet echter flink betaald worden, want een beetje hi-end luidspreker kost al gauw een paar duizend gulden. Voor muziekliefhebbers met een smallere beurs is er niettemin goed nieuws: het kan ook goedkoper.
Op tafel staat een forse ghettoblaster, die even van tevoren uit de onderste la van een archiefkast is opgevist. Dr. Ronald M. Aarts, medewerker van Philips Natlab en onlangs aan de TU Delft gepromoveerd op een onderzoek ,,naar luidsprekers in den brede”, licht de komende demonstratie toe. ,,Op deze cd is dezelfde track een aantal keer opgenomen, gecodeerd volgens het nieuwe stereo-basisverbredingssysteem. Trapsgewijs wordt de invloed ervan met een bepaalde factor verhoogd.”
Als de cd wordt afgespeeld, galmt de stem van Tina Turner door het kantoor. Na de eerste herhaling lijkt het apparaat voor het gehoor inderdaad breder te worden, en tijdens track vier, waarbij de beïnvloeding van het geluidssignaal honderd procent is, lijken de luidsprekers ongeveer anderhalve meter uit elkaar te staan in plaats van de daadwerkelijke vijftig centimeter. Verbazing. Aarts glundert. ,,Incredible, niet?”
Het coderingssysteem is één van de resultaten van Aarts’ onderzoek, en wordt in ‘proeftuin’ Zuidoost-Azië reeds verkocht onder de naam Incredible Sound. Het verbredende effect wordt bereikt door de signalen van het linker en rechter geluidskanaal na filtering bij elkaar op te tellen, waardoor de luisteraar de indruk krijgt dat het geluid náást de luidspreker geprojecteerd wordt, uit een zogenaamde fantoombron.
Verwante systemen worden al vele jaren toegepast in draagbare geluidsapparatuur, maar het voordeel van de nieuwe codering is dat het de klankkleur vrijwel ongemoeid laat en relatief ongevoelig is voor de positie van de luisteraar. Het kan daarom bijvoorbeeld worden toegepast bij multimedia computersystemen, waar de afstand tussen de luidsprekers vaak niet groot genoeg is om een goed stereogeluid op te wekken.
Hoewel het Natlab een commercieel instituut is, is de time to market van dit coderingssysteem met anderhalf jaar opvallend kort te noemen. ,,Hier geldt dit onderzoek een beetje als een schoolvoorbeeld van hoe het ook kan”, vertelt Aarts, om daar onmiddellijk aan toe te voegen: ,,Niet dat elk onderzoek overmorgen nou direct resultaat moet opleveren.”
Obsessie
Vergeleken met het meeste promotiewerk bestrijkt Aarts in zijn proefschrift een breed onderzoeksgebied. Naast een evaluatie van methodes om de beoordeling van luidsprekers beter te kunnen objectiveren, beschrijft hij ook een techniek waarmeehet timbre ervan door digitale filtering kan worden aangepast, èn behandelt hij een systeem waarmee met een hoofdtelefoon een luidsprekerweergave-situatie kan worden gesimuleerd. ,,Het oorspronkelijke onderzoek was nog veel breder van opzet”, bekent Aarts. ,,Om een acceptabele coherentie in het werk te krijgen heb ik veel moeten weglaten èn moeten toevoegen.”
Aarts houdt zich beroepsmatig bezig met digitale signaalverwerking en geluidsreproductie, maar zegt niet te worden gedreven door een obsessie voor de ultieme weergave: ,,Ik ben niet wat je van een echte freak verwacht. Mij gaat het toch primair om de muziek. Wat ik zelf als rode draad in mijn werk zie is het toepassen van signaalbewerking en psycho-akoestiek. En daarmee wil ik het liefst over de grenzen gaan van wat fysisch voor mogelijk wordt gehouden.”
Een goed voorbeeld hiervan is een andere ontwerpmethode voor overnamefilters die Aarts heeft uitgewerkt. Omdat één luidspreker de voor de mens hoorbare frequentieband van 20 Hz tot 20 kHz niet goed kan overbruggen, worden in luidsprekerboxen gewoonlijk meerdere luidsprekers gebruikt die elk een bepaald deel van dit spectrum voor hun rekening nemen. Overnamefilters splitsen het geluidssignaal op in smallere frequentiebanden voordat dit aan de luidsprekers wordt aangeboden. Op deze wijze krijgt elke luidspreker het signaal waarvoor hij geoptimaliseerd is.
In de alternatieve aanpak krijgen de filters een actievere rol toebedeeld: ze splitsen het signaal niet alleen op maar veranderen het ook ingrijpend van vorm. Met de aantasting van het pure signaal wordt weliswaar een hifi-taboe doorbroken, maar er zijn grote voordelen mee te behalen. De manier waarop het signaal wordt gewijzigd, middels een uit metingen bepaalde akoestische overdrachtsfunctie, blijkt de weergave van een luidspreker namelijk bijna volledig te kunnen bepalen.
,,Door de parameters van deze functie te veranderen kun je de afstraalkarakteristiek beïnvloeden, en die bepaalt het timbre van een luidspreker”, verklaart Aarts. ,,Zo hebben Duitse luidsprekers vaak een rondom stralend gedrag met een oplopend hoog, en dat klinkt wat agressief. Bij Engelse luidsprekers is de afstraling meer beperkt tot een bepaald gebied waardoor ze wolliger klinken. En zo kun je nog wel meer adjectieven bedenken.” Dankzij de nieuwe digitale filtering, bleek tijdens luisterproeven met één luidsprekeropstelling de weergave van diverse concurrerende luidsprekers te kunnen worden gesimuleerd.
Aarts: ,,Het belang van dit experiment ligt niet zozeer in de imitatie. Voor mij is het vooral een proeve van kunnen, het toepassen van een nieuwe maar eenvoudig te realiseren techniek. Wat mij in dit onderzoek daarom vooral aantrekt is de merge tussen wetenschap en engineering. En daarbij probeer ik het oor voor de gek te houden, een illusie te creëren.” En na een korte stilte: ,,Hoewel je je kunt afvragen of dit wel een illusie is.”
Figuur 1 Perfekt geluid, het kan ook goedkoper
De perfecte luidspreker is de heilige graal van de hifi-freak. Geen materiaal is exotisch genoeg en over de ideale geometrie van de omkasting bestaan evenveel opvattingen als luisteraars. Om toegelaten te worden tot het audiofiele Walhalla moet echter flink betaald worden, want een beetje hi-end luidspreker kost al gauw een paar duizend gulden. Voor muziekliefhebbers met een smallere beurs is er niettemin goed nieuws: het kan ook goedkoper.
Op tafel staat een forse ghettoblaster, die even van tevoren uit de onderste la van een archiefkast is opgevist. Dr. Ronald M. Aarts, medewerker van Philips Natlab en onlangs aan de TU Delft gepromoveerd op een onderzoek ,,naar luidsprekers in den brede”, licht de komende demonstratie toe. ,,Op deze cd is dezelfde track een aantal keer opgenomen, gecodeerd volgens het nieuwe stereo-basisverbredingssysteem. Trapsgewijs wordt de invloed ervan met een bepaalde factor verhoogd.”
Als de cd wordt afgespeeld, galmt de stem van Tina Turner door het kantoor. Na de eerste herhaling lijkt het apparaat voor het gehoor inderdaad breder te worden, en tijdens track vier, waarbij de beïnvloeding van het geluidssignaal honderd procent is, lijken de luidsprekers ongeveer anderhalve meter uit elkaar te staan in plaats van de daadwerkelijke vijftig centimeter. Verbazing. Aarts glundert. ,,Incredible, niet?”
Het coderingssysteem is één van de resultaten van Aarts’ onderzoek, en wordt in ‘proeftuin’ Zuidoost-Azië reeds verkocht onder de naam Incredible Sound. Het verbredende effect wordt bereikt door de signalen van het linker en rechter geluidskanaal na filtering bij elkaar op te tellen, waardoor de luisteraar de indruk krijgt dat het geluid náást de luidspreker geprojecteerd wordt, uit een zogenaamde fantoombron.
Verwante systemen worden al vele jaren toegepast in draagbare geluidsapparatuur, maar het voordeel van de nieuwe codering is dat het de klankkleur vrijwel ongemoeid laat en relatief ongevoelig is voor de positie van de luisteraar. Het kan daarom bijvoorbeeld worden toegepast bij multimedia computersystemen, waar de afstand tussen de luidsprekers vaak niet groot genoeg is om een goed stereogeluid op te wekken.
Hoewel het Natlab een commercieel instituut is, is de time to market van dit coderingssysteem met anderhalf jaar opvallend kort te noemen. ,,Hier geldt dit onderzoek een beetje als een schoolvoorbeeld van hoe het ook kan”, vertelt Aarts, om daar onmiddellijk aan toe te voegen: ,,Niet dat elk onderzoek overmorgen nou direct resultaat moet opleveren.”
Obsessie
Vergeleken met het meeste promotiewerk bestrijkt Aarts in zijn proefschrift een breed onderzoeksgebied. Naast een evaluatie van methodes om de beoordeling van luidsprekers beter te kunnen objectiveren, beschrijft hij ook een techniek waarmeehet timbre ervan door digitale filtering kan worden aangepast, èn behandelt hij een systeem waarmee met een hoofdtelefoon een luidsprekerweergave-situatie kan worden gesimuleerd. ,,Het oorspronkelijke onderzoek was nog veel breder van opzet”, bekent Aarts. ,,Om een acceptabele coherentie in het werk te krijgen heb ik veel moeten weglaten èn moeten toevoegen.”
Aarts houdt zich beroepsmatig bezig met digitale signaalverwerking en geluidsreproductie, maar zegt niet te worden gedreven door een obsessie voor de ultieme weergave: ,,Ik ben niet wat je van een echte freak verwacht. Mij gaat het toch primair om de muziek. Wat ik zelf als rode draad in mijn werk zie is het toepassen van signaalbewerking en psycho-akoestiek. En daarmee wil ik het liefst over de grenzen gaan van wat fysisch voor mogelijk wordt gehouden.”
Een goed voorbeeld hiervan is een andere ontwerpmethode voor overnamefilters die Aarts heeft uitgewerkt. Omdat één luidspreker de voor de mens hoorbare frequentieband van 20 Hz tot 20 kHz niet goed kan overbruggen, worden in luidsprekerboxen gewoonlijk meerdere luidsprekers gebruikt die elk een bepaald deel van dit spectrum voor hun rekening nemen. Overnamefilters splitsen het geluidssignaal op in smallere frequentiebanden voordat dit aan de luidsprekers wordt aangeboden. Op deze wijze krijgt elke luidspreker het signaal waarvoor hij geoptimaliseerd is.
In de alternatieve aanpak krijgen de filters een actievere rol toebedeeld: ze splitsen het signaal niet alleen op maar veranderen het ook ingrijpend van vorm. Met de aantasting van het pure signaal wordt weliswaar een hifi-taboe doorbroken, maar er zijn grote voordelen mee te behalen. De manier waarop het signaal wordt gewijzigd, middels een uit metingen bepaalde akoestische overdrachtsfunctie, blijkt de weergave van een luidspreker namelijk bijna volledig te kunnen bepalen.
,,Door de parameters van deze functie te veranderen kun je de afstraalkarakteristiek beïnvloeden, en die bepaalt het timbre van een luidspreker”, verklaart Aarts. ,,Zo hebben Duitse luidsprekers vaak een rondom stralend gedrag met een oplopend hoog, en dat klinkt wat agressief. Bij Engelse luidsprekers is de afstraling meer beperkt tot een bepaald gebied waardoor ze wolliger klinken. En zo kun je nog wel meer adjectieven bedenken.” Dankzij de nieuwe digitale filtering, bleek tijdens luisterproeven met één luidsprekeropstelling de weergave van diverse concurrerende luidsprekers te kunnen worden gesimuleerd.
Aarts: ,,Het belang van dit experiment ligt niet zozeer in de imitatie. Voor mij is het vooral een proeve van kunnen, het toepassen van een nieuwe maar eenvoudig te realiseren techniek. Wat mij in dit onderzoek daarom vooral aantrekt is de merge tussen wetenschap en engineering. En daarbij probeer ik het oor voor de gek te houden, een illusie te creëren.” En na een korte stilte: ,,Hoewel je je kunt afvragen of dit wel een illusie is.”
Figuur 1 Perfekt geluid, het kan ook goedkoper
Comments are closed.