Hvordan kan vi analysere lyden i bassområdet, hvordan samsvarer tekniske parametere med det vi hører, og hva kan gjøres for å få bedre bass. Fire veldig forskjellige oppsett analyseres.
Fire veldig forskjellige rom og oppsett analyseres for å se hvordan teknisk målbare parametere kan gi informasjon om hvordan lyden er.
De tre første er rom jeg har besøkt, her har jeg akustiske målinger, og jeg har hørt lyden. Det siste er hos en kunde, der jeg har fått tilsendt målinger.
Utvalget er gjort med tanke på å få belyst trasige egenskaper for forskjellige typer oppsett, og slik det ofte viser seg å være ute blant folk. Disse oppsettene har veldig forskjellig lyd i bassen, med typiske problemer for hver topologi godt representert.
Hifi-rommet
Gulvstående, smale høyttalere med små basselementer, og 4 små subwoofere, i et passelig lite rom.
Rommet har nettopp fått en solid oppussing som inkluderer en del akusikktiltak. Det er ikke gjort noe for demping i bassområdet, men her er det store vindusflater på tre av veggene, og dette gir som målingene viser et rom som likevel er ganske dødt og resonansfritt i bassen.
Ingen prosessor, ingen dsp. Det betyr at hovedhøyttalerene kjører full-range uten filtrering av bassen, og det er ingen mulighet for justering i tid. Det er heller ingen mulighet for tilpasning med eq på bassystemet. Det er slik mange 2-kanal oppsett med subwoofere er satt sammen.
Lyden
Litt mye bass, men hvis en liker litt bass og gjerne spiller på ganske lavt volum, er dette passelig. Det er en del betoning, som gjør at enkelte toner låter mye høyere enn andre, instrumenter får farget klangkarakter, alle trommer får samme klang. Dette farger lyden slik at detaljer og definisjon oppover i mellomtonen maskeres.
Det høres ikke ut til å mangle noe i øvre bass, noe som ofte forekommer, da er det gjerne manko på nivå i området 100-200hz, slik at instrumenter mister kropp og anslag på trommer mister energi. Det eneste som mangler frekvensmessig er litt vekt i bunnen, men dette er ikke så viktig så lenge en ikke spiller høyt.
Punch på store trommer er dårlig, snert og fysikk er totalt fraværende. Det hjelper ikke med nok bass, når det som er ikke har kraft og fysikk, og når en skrur opp volumet så blir det ikke noe bedre.
Kort sammenfattet så er det altså en del betoning som farger lyden, og mangelfull transientgjengivelse som gjør lyden lite engasjerende.
Analyse
Nå lurer vi på om målingene avslører noe om lyden vi hører.
Frekvensresponsen bekrefter at det er litt høyt nivå i bassområdet, men ikke mer enn at dette skulle kunne fungere. Det som skaper problemer er en kraftig resonans ved 37hz, og en kul med litt for mye nivå rundt 65hz. Det er ingen store hull i responsen. Det faller av allerede ved 30hz, det forklarer hvorfor dypbassen oppfattes som fraværende.
Bortsett fra resonansen så er decay brukbart.
Timingen er helt ute å kjøre. På spectrogrammet ser vi at bassen flyter utover i tid, dette gjør at energien i transienter blir spredt utover i tid og mister definisjon og skarphet.
Det er flere ting som ikke er målt her. Det er ikke målt lydfeltparametere, som retning, partikkelhastighet og intensitet. Det er heller ikke målt kapasitet. En kapasitetsmåling er relevant her, fordi det mangler kraft og spark i transienter.
Frekvensrespons og fase: 
Decay viser kraftig resonans ved 37Hz: 
GD avslører at signalet forsinkes nedover i frekvens. Her er det interessant å se om det er refleksjoner eller ting som er feiljustert tidsmessig som er årsaken, og det ser vi på den grå kurven “Excess Group Delay” – dette er all forsinkelse som ikke skyldes frekvensreponsen alene:
Stepresponsen viser at det som skulle skjedd ved tid 0 sprer seg utover er ganske langt tidsrom:
Spectrogrammet viser hvordan bassen flyter utover i tid: 
Fix
Her er det mange lydkilder som lager lyd i bassområdet, både fronthøyttalere og 4 subwoofere. Ingen av disse er justert tidsmessig, det er ikke eq på noe, det er ingen filtrering på fronthøyttalerene. Resultatet blir også som forventet.
Å få satt inn en prosessor og dsp på bassystemet er første steg. Da får en satt opp deling med filter, og frekvensresponsen kan justeres på subwooferene. Dette ordner resonansen og jevner ut responsen, hovedhøyttalerene slipper å spille bass slik at mellomtonen blir bedre, og det blir mulig å justere delay slik at en får kontroll på tiden. En kan forvente at alle sjenerende unoter fra bassen da blir eliminert, slik at mellomtonen fremstår som klarere og bedre definert. Bassen i seg selv blir også mye bedre, om det blir bra nok og får frem i hvertfall en slags taktil fysikk, det vil da vise seg.
Resonansen ved 37hz ordnes med eq. Det blir ikke perfekt, men det blir så bra at problemet elimineres for praktisk lytting, og denne løsningen er enkel og billig.
Decay med eq for 37Hz resonans: 
Å bytte ut subwooferene vil løfte lyden opp til en annen standard. Hvis det ikke er krav om å kunne spille veldig høyt, kan to små subwoofere av rette sorten levere bass med spenst og snert, som vil gi en lydopplevelse som er engasjerende og spennende. Skal en ha kraft og fysikk, og gjerne dypbass for film, trengs det litt større saker, men fremdeles overkommelig, og det er ikke noe problem plassmessig.
Problemet med denne sorten subwoofere er lyden – det blir rett og slett for sløvt. Årsaken er basselementer laget for å gi mye bass i en liten lukket kasse. Det er lite membranareal, stor bevegelig masse, lang slaglengde og for svak motor med veldig ulineær og høy induktans. Det gir en bassdriver med treg og sløv transientrespons.
Så kan en lure på hvorfor systemet er satt opp slik. Det mangler funksjonalitet, feil valg av subwoofere, feil – rette sagt, ingen – kalibrering. Vel, en må jo kjøpe det som butikken tilbyr, og en hører gjerne på råd som selgeren serverer. Og da blir det slik, for det er slike subwoofere de har, og selgeren har ikke kompetanse på oppsett og dimensjonering av bassystemer.
Hjemmekino i et lite rom
Gulvstående, smale høyttalere med aktiv bassdel, to ganske små subwoofere. Prosessor med delefilter og bass-management, dsp på bassystemet. Lite rom med diverse akustikktiltak.
Lyden
Dette var satt opp med receiver-korreksjon, loudness-eq (“dynamic eq”) og et solid bassboost oppå dette. Her var det rett og slett så mye bass, at alt annet av kvaliteter som kunne være i lyden ble totalt maskert av altfor mye bass. Det hjelper ikke om det er kontroll på resonanser og kvaliteten er bra, hvis det er altfor mye bass.
Et forsøk på kalibrering hjelper, det blir som å få et helt nytt oppsett, men jeg rekker ikke å få til dette skikkelig på et kort besøk.
Her er det noe som begynner å ligne på dypbass, som kommer mye bedre fram etter kalibrering.
Det mangler kraft, og det mangler taktil snert i anslaget på trommer. Omtrent som med det andre systemet. Selv med enorm bassboost er det ikke noe fysikk over det.
Analyse
Rekalibrering greier ikke å få til akseptabel frekvensrespons og timing. Det blir for lite nivå i øvre bass 70-200hz, tidsmessig flyter det ut.
Dypbassen ruller av litt tidlig for film, men så lenge det er tilstrekkelig kapasitet kan dette fungere ganske bra. Forskjellen fra det andre systemet er subwooferene, disse er av litt annen kaliber, kan kalle det amerikansk type. De har fremdeles elementer med lang slaglengde og tung bevegelig masse, men her er det bedre motor som gir bedre dynamikk. Greier en å få orden på frekvensrespons og timing, så blir det kanskje noe som ligner kraft og spenst i bassen. Kanskje.
Decay avslører et ganske tørt rom uten resonanser oppover i bassområdet, at det flyter litt ut under 20hz gjør ikke noe. Problemet her er for lite nivå 70-200hz i lytteposisjonen. Dette skyldes kanselleringer fra rommets flater.
Frekvensrespons og fase – pre-kalibrering: 
Etter kalibrering: 
Decay er ikke helt håpløst: 
GD ble ikke helt bra: 
Stepresponsen avslører at en kort impuls blir omgjort til lyd med betydelig varighet i tid:
Spectrogram viser at bassen er forsinket og flyter utover i tid: 
Fix
Her må en begynne i en ende, og første steg er å “rekalibrere” ørene til eieren. Mer enn 20dB bass-boost er noe en venner seg til, men det kan aldri bli bra lyd på denne måten, bassen maskerer og dominerer alt annet, det blir ingen definisjon og snert i lyden.
Så må en prøve å ordne hullet i øvre bass fra 70-200hz. Hverken høyttalere eller lytteposisjon kan flyttes nok til å endre dette, rommet er lite og ting må stå slik for at det skal fungere praktisk. Løsningen er da å dempe refleksjoner akustisk. Jeg ville prøvd med demping av bakveggen, gjerne bare sette inn noen løse absorbenter på minst 20cm tykkelse, se hvordan dette påvirker responsen. Det går an å dempe hele bakveggen her, ved å bygge inn 20cm absorpsjon.
Om det blir bedre med andre subwoofere – ja, det kan være en vei å gå, spesielt om det velges en modell som kan plasseres annerledes. Fronthøyttalere med bedre kapasitet i nedre mellomtone kan også være lurt å vurdere. Men først ordne akustisk, så prøve ny kalibrering. Hullet i øvre bass – nedre mellomtone blir ikke bedre med andre høyttalere.
Tradisjonelt “old-school”
To store høyttalere med 15″ bass, uten subwoofer eller bassystem, uten noe som helst prosessor som kan justere lyden. Dette er old-school, slik vi fant ut det skulle gjøres en gang på 80-tallet – så enkel og kort signalvei som mulig, det skal ikke justeres på noe, låter det dårlig så er det fordi det skal være slik.
Lyden
Her er det endelig et oppsett med fysikk i bassen, slik at det gir mening å skru opp litt høyere enn heismusikk-volum. Problemet er at det blir for mye i øvre bass, mens lenger ned er det for lite, og dypbass eksisterer ikke. Store trommer mangler pondus og vekt, alt av bass låter likt, det blir liksom ikke noe nyanser og definsjon. Og selv om det er god taktil fysikk i øvre bass, så mangler det punch nedover i frekvens, og all taktil informasjon blir veldig lik. Det er også en del manko på skarphet i anslaget.
Analyse
Frekvensresponsen avslører hvorfor det er slik. En solid boost i øvre bass, så faller det av nedover, fra 80hz og ned er det veldig lavt nivå.
Dette gjør at det er bare noen få album som låter bra, det meste får fort for mye bass, det er rett og slett for høyt nivå i området 80-150hz.
Her er det ikke noe subwoofere med håpløs integrering, derfor er timing bestemt av akustiske forhold og plassering, det blir ganske bra. Plasseringen som gir en boost i øvre bass, samt god kapasitet på 15″ basselementene, gir reserver nok til å holde følge når volumet dras opp, og det er dette som gjør at fysikken er såpass tilstede selv om bassen nedover i frekvens er fraværende.
Frekvensrespons og fase: 
Decay: 
GD er forskjellig fra de tidligere eksemplene ved at bassen nå ikke er forsinket i forhold til resten: 
Stepresponsen avslører mindre lavfrekvent energi og diverse rusk som henger etter i tid, likevel vesentlig bedre enn de 2 første: 
Spectrogrammet avslører at her kommer bassen til rett tid, men det er for lite energi nedover i frekvens: 
Fix
Å ordne dette med akustiske tiltak er vanskelig, høyttalerene spiller heller ikke dypbass. Her ser en også at det er ikke så store problemer med resonanser som henger igjen lenge i tid, det er først og fremst nivået – for mye en plass, for lite andre steder.
Her ville jeg satt inn prosessor slik at en kan justere litt med eq på hovedhøyttalerene, og integrere et anstendig bassystem som kan deles rundt 80Hz. Det ordner både nivået i øvre bass, og manko på bass lenger nedover.
Fullskala lyd med dsp-styrt bassystem
Store høyttalere med 15″ bass, og bassystem med 2x V110. Både hovedhøyttalere og bassystem styres av en dsp, alt er aktivt delt.
Dette er en kjellerstue med betongvegger. Det betyr stive og tunge flater, som absorberer lite i bassen. Akustiske tiltak retter på dette, slik at decay i bassområdet er noenlunde under kontroll.
Lyden
Dette har jeg ikke hørt selv, men siden det måler mye likt det som nå står i Rom2, som har samme sorten subwoofere – 2x V110 – så er lyden i bassområdet ganske likt dette. Og det er ganske grei lyd.
Fullskala betyr fullt frekvensområde og full kapasitet ned til under 20hz. Lydvolum kan velges fritt etter smak og behag, det er ikke systemet som setter begrensingene, og lydkarakteren er slik at det gir mening å skru opp volumet til realistisk konsertnivå.
Her er det snert og spenst i øvre bass og midbass, samtidig som store trommer har vekt og punch. Bass med kraft, uten at mellomtonen maskeres av resonanser eller for mye bass. Og denne fornemmelsen av kraft er med også på lavt volum, selv om det ikke lenger er fysisk merkbart.
Analyse
Målingene viser et system med kontroll på både frekvensrespons og timing.
Frekvensrespons og fase: 
Decay: 
GD er under kontroll: 
Stepresponsen svinger ut på systemets nedre avrullingsfrekvens, denne er veldig lav slik at dette ikke har stor effekt lydmessig, det hele ser veldig ryddig ut sammenlignet med de andre eksemplene: 
Spectrogrammet viser at det er fullt mulig å sette sammen et system med subwoofere og få det til å bli helt rett tidsmessig: 
Fix
Her er det grunnleggende allerede på plass. I ettertid har eieren gjort mere med akustikken, og fått bedret responsen i øvre bass. Dette ser han på målingene, blant annet så er GD-toppen ved 100hz eliminert, han mener også dette har gitt god hørbar forbedring av lyden.
Nå går det an å fintune lyden ved å endre target, for å endre karakteren i bassen, i forhold til det en hører og tilpasse til egne preferanser. Det går an å lage forskjellige presets for forskjellig type musikk eller med mer eller mindre bass.
Diskusjon
Det kommer en ny artikkel med diskusjon om hva vi kan lære fra disse eksemplene, sammenheng mellom lyd og teknisk analyse, hvordan vi kan ordne bassen.
Tips
- Kalibrering med eq og skikkelig integrering kan fjerne unoter slik at bassen aldri ødelegger for mellomtonen, selv om subwooferene i seg selv er mangelfulle.
- Fullskala lyd med kraftfull og spennende bass krever bassystem med skikkelige subwoofere.
- God bass på moderat lydvolum krever ikke enorm kapasitet, da kan en greie seg med små subwoofere, forutsatt de er av rette sorten og alt sammen er satt opp og kalibrert skikkelig.
- Fleks og demping i vegger og flater og vinduer betyr mye mer for bassresponsen i rommet enn rommets dimensjoner.
- Topper og områder som stikker opp i frekvensresponsen farger lyden selv om resonanser og timing er under kontroll – dette kan ordnes med eq.
- Å få til timing perfekt kan være vanskelig, da er det bra å vite at det trenger ikke være helt perfekt for å få akseptabel lyd.
Bruk gjerne facebook-gruppen Kvålsvoll Design Community for å kommentere og diskutere denne artikkelen. (Sjekk dato på artikkelen, ikke forvent at facebook eller denne gruppen er tilgjengelig for all fremtid.)