“Fasedraaiing als hulpmiddel voor de studiotechnoloog.”
Marcel de Rooij Hogeschool voor de Kunsten Utrecht EMMA Sound & Music Technology 2005-2006 thesisbegeleiding: Eelco Grimm
1
English Summary I started researching phase shifting because it has been something that I couldn't get a hold of for a while. At least I used to think that with the phase button on a mixing console and the use of time-allignment I'd got all my bases covered but later I found there was way more involved than I thought. From this research I discovered that the phase button on the mixing console has nothing to do with phase but only reverses the polarity of the signal. Time allignment is something that might get you somewhere but it'll always result in a few problem spots and it's a time consuming endiviour. But there are phase shifters available on the market for studio use like the IBP of Little Labs, the Phasebug from BetabugsAudio, the PHA-979 form Voxengo and the Phasetone from TriToneDigital. I wanted to know if these would solve my phase problems and wich one would do it the best. To find out what the differences between these phase shifters was I researched the phase curves. It became apparant that both the PHA-979 and the Phasebug had a linear phase to frequency curve, while the IBP had a specififc slope. Ofcourse this information won't tell you what happens in the real world so I did a second research with the use of combfiltering. Because phase issues in a studio result in combfiltering, I wanted to see what happened with the comfilter while I was phaseshifting the signal. It turned out that with phase shifting you're able to shift the combfilter through the frequency spectrum. Wich is very usefull because you can shift it in a way that the frequencies you can miss are attenuated and the frequencies you do want are kept in. Also very interesting was the fact that the linear phase shifters acted almost as a high pass filter with the more phase shifting you'd apply. This is very unfortunate if you are using them on instruments with a fair amount of low frequencies in them, like a kickdrum or bassguitar. The IBP wich had a specific slope acted very differently. The comfilter still moved through the spectrum but it kept the low frequencies in tact. With this information we tried the phase shifting out in two projects to see what use they could be while recording and mixing. I wanted to see if you could prevent the use of equalising and compressing with the use of a phase shifter. Applications for phase shifters are: – getting two or more microphones in phase with each other; – getting a DI box and a microphone in front of a speaker in phase with each other – you can increase or decrease your stereofield – problems with the leakage of instruments on other microphones can be reduced – during mixing you can get two instruments wich operate in the same frequency part like a bassguitar and kickdrum to interact better with each other. The IBP gave me the best results in the studio, espacially with low instruments it gave me a sound I could've never achieved with equalisers and compressing. Also for recording a guitaramp the IBP is very usefull. You can keep the microphones where they individually sound best and corrrect the phase in the control room, on the sweet spot with the use of the IBP.
2
Inhoudsopgave English summary................................................................................................... 2 Inleiding ................................................................................................................. 5 1. 1.1 1.2
Wat is Fase? ...........................................................................................................6 Het ontstaan van kamfilters .................................................................................... 6 Wanneer is er een faseprobleem in de studio?.........................................................7
2. 2.1 2.2 2.3
Wat is er tegen faseproblemen te doen?.............................................................. 7 Corrigeren van tijdsverschil in DAW (Time Allignment).......................................7 Polariteit ................................................................................................................. 8 Fasedraaiing ............................................................................................................10
3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
Welke middelen heeft de studiotechnoloog tot zijn/haar beschikking? ...........11 Little Labs IBP ........................................................................................................11 Voxengo PHA-979 ................................................................................................. 12 TriTone Digital Phasetone ........................................................................ ............. 12 Betabugs Phasebug ................................................................................................. 13 Conclusie ................................................................................................................ 13
4. 4.1 4.2 4.3 4.4
Fasemeting..............................................................................................................14 Little Labs IBP ........................................................................................................14 Voxengo PHA-979.................................................................................................. 15 Betabugs Phasebug ................................................................................................. 15 TriTone Digital Phasetone ......................................................................................16
5. 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
Onderzoek fasedraaiing bij een kamfilter ..........................................................16 Little Labs IBP ....................................................................................................... 17 Voxengo PHA 979 ..................................................................................................17 TriTone Digital Phasetone ......................................................................................18 Betabugs Phasetone................................................................................................. 18 Conclusie kamfilter onderzoek ............................................................................... 19
6. 6.1 6.2 6.3 6.4
Wat kan je met fasedraaiing in de studio bereiken? ......................................... 19 Tijdens de opname ..................................................................................................19 Overspraak ..............................................................................................................19 Tijdens mixage ........................................................................................................20 Creatief hulpmiddel ............................................................................................... 20
7. 7.1 7.2
Ervaringen uit de praktijk .................................................................................. 20 MA project opname en mixage van Darko Tadic .................................................. 22 MA project muziek voor brandweermannen ......................................................... 23
8.
Conclusie ............................................................................................................... 24 Literatuurlijst ....................................................................................................... 25
3
Bijlagen Bijlage 1: Little Labs IBP fasemeting .................................................................... 26 Bijlage 2: Voxengo PHA-979 fasemeting .............................................................. 31 Bijlage 3: BetabugsAudio Phasebug fasemeting ....................................................34 Bijlage 4: Little Labs IBP kamfilter test .................................................................36 Bijlage 5: Voxengo PHA-979 kamfilter test .......................................................... 41 Bijlage 6: BetabugsAudio Phasebug kamfilter test ................................................ 44
4
Inleiding Waarom wordt er zoiets belangrijks als fase en het controleren ervan al zolang genegeerd door studiotechnologen en audio fabrikanten? Er zijn immers veel misverstanden in de wereld geholpen over wat je tegen faseproblemen kan doen. Als voorbeeld dat een zogenaamde “faseknop” (beschikbaar op bijna alle mengtafels) niets met fase van doen heeft maar alleen de polariteit van een signaal kan omdraaien, maakt dat wel duidelijk. In deze thesis is getracht alle beschikbare middelen uiteen te zetten en objectief te beoordelen wat er wel werkt en wat niet. Dingen als polariteit, time allignment en verschillende fasedraaiers komen hierin uitgebreid aan bod, maar ook hoe een kamfilter kan ontstaan en waaraan je dit kan herkennen. Sinds een aantal jaar zijn er een aantal plug-ins en één hardware fasedraaier voor iedereen beschikbaar. Twee van deze plug-ins zijn zelfs gratis te downloaden. Toch zijn deze fasedraaiers niet zo populair als je misschien zou verwachten. In deze thesis worden twee onderzoeken beschreven naar deze fasedraaiers. Zo is er een fasemeting onderzoek gedaan om te bekijken wat de fasecurve is van de fasedraaiers. Om te zien wat voor invloed een fasedraaier heeft op een kamfilter zoals je die in de studio tegenkomt is er ook een kamfilteronderzoek gedaan en deze wordt ook uitgebreid beschreven. Deze testresultaten zullen een duidelijk overzicht geven over de capaciteiten van fasedraaiing en de onderlinge verschillen tussen de fasedraaiers. Vervolgens word er beschreven wat voor technieken je kan gebruiken met fasedraaiing en deze worden ook in de praktijk getest en beschreven. Zo zijn er meer mogelijkheden dan alleen het in fase krijgen van twee microfoons, zoals: stereoverbreding en/of versmalling en vermindering van overspraak.
5
Hoofdstuk 1: Wat is fase? Fase is het tijdsverschil gemeten tussen twee gelijke golfvormen uitgedrukt in graden. Dit is frequentie afhankelijk. Als alle frequenties van bijvoorbeeld muziek door een apparaat met dezelfde waarde worden vertraagd spreekt men van lineaire fase. Een digitale delay heeft deze karakteristiek, het vertraagt het signaal in het geheel en tast de onderlinge relaties tussen frequenties niet aan. Ons gehoor kan deze fasedraaiing door middel van vertraging niet waarnemen zolang er geen ander signaal is om als referentie te gebruiken en de vertraging constant is. Waarom is het voor de mens niet mogelijk om fase als klankeigenschap te herkennen? De reden is omdat ons gehoor er op ingesteld is om fase en kamfilters te gebruiken voor de lokalisatie van de geluidsbron. Op het moment dat je twee signalen combineert bijvoorbeeld als je van een stereobron naar mono schakelt, worden de twee signalen akoestisch gezien één. Het brein registreert dan nog steeds alle reflecties van de ruimte als zijnde vertraagde versies van het origineel maar binnen dat gecombineerde signaal vindt fase uitdoving en versterking plaats. Deze uitdoving en versterking heeft wel een duidelijke invloed op de frequentiekarakteristiek van het signaal en de mens is goed in staat dat te herkennen.
1.1 Het ontstaan van kamfilters. De versterking en uitdoving binnen een signaal wat een faseprobleem kenmerkt noemen we een kamfilter (ook wel: combfilter). Om uit te leggen hoe een kamfilter ontstaat nemen we het volgende voorbeeld: stel we nemen een sinus van 1kHz en deze splitsen we in tweeën, een kant vertraag je door middel van een simpele delay met 1 ms. en de ander laat je ongewijzigd. Nu zit er dus een vertraging tussen beide signalen van 1 ms. Op het moment dat je van deze twee signalen één maakt, door ze bij elkaar te mixen zal dat resulteren in een sinus van 1kHz die zes decibel harder is dan daarvoor. Dat komt omdat een golflengte van 1kHz 1000 cycli per seconde maakt en een vertraging van 1 ms. precies één duizendste seconde is. Een sinus van 1kHz maakt precies één complete cyclus gedurende 1 milliseconde. Daardoor is de fase relatie tussen de twee signalen precies 360° , wat gelijk staat aan 0°. Dus de golfvormen blijven gelijk en bij een verdubbeling van een gecorreleerd signaal wordt het signaal 6dB luider.
Als je hetzelfde doet met een signaal van 2 kHz zal je dezelfde verdubbeling krijgen, omdat de fase relatie nu 720° is wat ook gelijk staat aan 0°. De golfvorm van 2 kHz past namelijk precies twee keer in 1 ms., maar als je een sinustoon van 500 Hz met 1ms. vertraagt en deze met een niet vertraagde combineert krijg je complete uitdoving. Dit is wat je noemt een 180° fase uitdoving. Omdat de ene kant van het signaal een positieve energie heeft op het moment dat de ander een negatieve energie heeft, houd je niks over en dat resulteert in stilte. 6
Ook voor een sinus van 1500 Hz, 2500 Hz en 3500 Hz geldt dat ze compleet uitdoven. Twee gelijke breedband signalen zoals “roze” ruis zullen opgeteld resulteren in een kamfilter. De 500 Hz toon wordt uitgedoofd, de 1000 Hz toon wordt versterkt met 6 db, de 1500 Hz toon wordt uitgedoofd en de 2000 Hz toon wordt weer versterkt etc. Op de rechter afbeelding kan je goed zien hoe een kamfilter eruitziet in een lineaire frequentie onderverdeling en wat dit kan betekenen voor het geluid. De gestippelde lijn geeft aan hoe het originele signaal eruit ziet. Flangers en phasers worden gemaakt door de delay tijd van één kant variabel te maken in plaats van een constante vertraging. Daardoor schuift het kamfilter door het spectrum wat de karakteristieke flanger sound oplevert.
1.2 Wanneer is er een faseprobleem in de studio? Als je twee signalen met een ongelijke fase karakteristiek met elkaar mengt krijg je op sommige frequenties versterking en op andere uitdoving. Dus elke keer dat je een instrument met twee of meerdere microfoons opneemt heb je met dat probleem te maken. Dat komt omdat elke microfoon een andere fase karakteristiek heeft en de microfoons vaak op een andere afstand tot de bron worden geplaatst waardoor er een vertraging tussen de twee signalen optreedt. Zeker als er meer dan twee microfoons aan te pas komen, zoals bij de opname van een drumkit, moet je rekening houden met de fase van de signalen. Want een klap op de snaredrum komt niet alleen binnen op de snare microfoon maar ook op de hihat, kick, tom en overhead microfoons. Al deze microfoons staan op een andere afstand, en anders gepositioneerd ten opzichte van de snare en als je deze kanalen combineert zal de snare totaal anders klinken dan op zichzelf. Sommige frequenties zullen namelijk uitdoven en sommige frequenties zullen optellen. Wat je dan hoort is een kamfilter. Een signaal dat uit fase is kan je herkennen aan het 'holle' karakter van het geluid, wat helderheid en lage informatie mist. Fase komt alleen tot uiting als er twee of meerdere kanalen worden gecombineerd. Als je de fase van één op zichzelf staand kanaal zou aanpassen kan ons brein verschil waarnemen.
Hoofdstuk 2: Wat kan er tegen een faseprobleem gedaan worden? Als je opzoek gaat naar manieren om faseproblemen te verminderen of om deze zelfs te laten verdwijnen kom je nogal wat mogelijkheden tegen. Veel mensen claimen namelijk dé manier te weten en de faseproblemen volledig onder controle te hebben maar is dat werkelijk zo? Populaire manieren zijn het schuiven van sporen in een DAW (digital audio workstation) zoals Pro-tools en het draaien van de polariteit op de mengtafel. In de volgende hoofdstukken gaan we dieper in op deze mogelijkheden en hoe functioneel ze zijn.
7
2.1 Corrigeren van tijdsverschil (Time Allignment). Een vaak gehoord misverstand is dat je door middel van het schuiven van geluidssporen in je DAW twee signalen terug in fase kan krijgen. Twee signalen hoeven namelijk niet in de tijd gelijk te zijn om in fase te zijn. Als je een basgitaar opneemt met een DI-box (direct injection) direct de mengtafel in en met een microfoon voor het speakercabinet, verwacht je niet dat de twee geluidsbronnen tegelijk beginnen. Je wilt alleen dat ze in fase met elkaar zijn. Door de microfoon te verplaatsten, de microfoontrack naar voren te schuiven of DI track te vertragen compenseer je alleen het tijdsverschil en dit is dus niet hetzelfde als fasedraaiing. Een speakercabinet en een microfoon hebben ook een eigen fasekarakteristiek en daar kan je niet voor compenseren. Om te illustreren waarom het schuiven van sporen dit niet de absolute waarheid is het volgende: Als je een sinus van 100 Hz bekijkt, die heeft een volledige cyclus bereikt in 10 ms. Het verschuiven in de tijd met een kwart van de golflengte namelijk 2,5 ms. is hetzelfde als de fase draaien met 90°. Voor een sinus van 200 Hz moet je echter de track met 1,25 ms. vertragen om de fase met 90° te draaien. Je kan dus wel tijdsvertraging gebruiken bij het corrigeren van faseproblemen alleen werkt dat gecompliceerder dan een gehele track met één waarde te verschuiven. Om dit op de juiste manier uit te voeren moet je het gehele signaal opsplitsen in kleine bandjes en deze onafhankelijk van elkaar vertragen. Dan zou voor een fasedraaiing van 90° de 100 Hz band vertraagt worden met 2,5 milliseconde, de 200 Hz band met 1,25 ms. en 400 Hz 0,625 ms. Omdat dan de fase relatie tussen de frequenties onderling gelijk blijft verandert er niets aan de klank van het signaal. Vanaf het forum van Gearslutz.com komt het volgende stukje van Michael Wagener, als reactie op de vraag: ‘Wat is het verschil tussen het schuiven van golfvormen in een DAW en fasedraaiing?’ ‘Ik kan me voorstellen dat het schuiven van golfvormen goed kan werken maar het voordeel van de IBP (fasedraaier van Little Labs) is dat je in de controle kamer kan draaien tot je helemaal tevreden bent. Op dezelfde manier als je met een equalizer zou doen. Dit wil niet per definitie zeggen dat ze exact in fase zijn. In het geval van een speakermicrofoon en een Shure SM-91 op de kickdrum, kan ik precies genoeg “punchy” laag toevoegen zonder dat de kick te “woofy” wordt. Dit terwijl de golfvormen niet perfect in fase zijn. Bovendien is het soms moeilijk om de relatie tussen twee golfvormen te zien. Zoals in bovenstaand voorbeeld. De speakermicrofoon heeft nauwelijks hoge frequenties en de SM-91 heeft nauwelijks lage frequenties dus beide golfvormen zien er nogal anders uit’. Michael Wagener is een alom gerespecteerde producer/technicus en is in met name de rock en metal wereld heel bekend. Michael is eigenaar van Wireworld studio’s en werkte ondermeer met: Motley Crue, Accept, Poison, Alice Cooper, Metallica etc.
2.2 Polariteit Er kunnen veel dingen misgaan in een opnamestudio maar weinig zijn zo moeilijk vast te stellen als een microfoon met omgedraaide polariteit. Voorwaarts bewegende lucht moet resulteren in een positief voltage aan de ene pin en een negatieve aan de ander. Maar welke pin is positief en 8
welke negatief? Bij een XLR aansluiting is pin 2 de + (positief) en pin 3 –(negatief) hier kan je niet altijd op vertrouwen. Als je een enkele microfoon gebruikt om een instrument op te nemen speelt absolute (positief voltage aan de + en negatief aan de -) polariteit geen rol. Voor opnames van verreweg de meeste instrumenten gebruiken geluidstechnici graag twee microfoons en of het nou dezelfde microfoons zijn of twee verschillende, op het moment dat bij een van de twee de polariteit afwijkt van de ander, krijg je als je de twee met elkaar mengt een dun geluid. Ook bij luidsprekers kom je polariteit tegen. Je wilt namelijk dat de speaker naar voren beweegt als de kickdrum wordt gespeeld en niet naar achter. Ook al is het verschil niet opvallend tussen twee speakers die beide een negatieve polariteit hebben en dezelfde speakers met beide een positieve polariteit, als er een van de twee een afwijkende polariteit heeft zal je dat zeker horen. Dan wordt vaak gezegd dat de speakers uit fase tot elkaar staan. Dit resulteert in een verstoord stereobeeld en bemoeilijkt de lokalisatie van het geluid. Op bijna elke mengtafel, microfoonvoorversterker, plugin etc. vind je wel een zogenaamde faseknop. Wat je eigenlijk doet met de faseknop van een mengtafel of voorversterker (vaak aangeduid door dit symbool: Ø) in plaats van de fase om te draaien is het omdraaien van de polariteit van het signaal. Het heeft dus eigenlijk niets met fase te maken. Men noemt het vermoedelijk een faseknop omdat het omdraaien van de polariteit van een sinus er hetzelfde uitziet als een 180° fasedraaiing van diezelfde sinus. Toch wordt het omdraaien van de polariteit door velen wel gebruikt bij faseproblemen en heeft het soms wel degelijk effect. Het is alleen vaak te grof om een subtieler en ingewikkelder faseprobleem te verhelpen. Het is bedoeld om op het moment dat de polariteit van je systeem ergens omgedraaid wordt in de bekabeling of in de mengtafel je dat kan herstellen. Polariteit speelt dus een grote rol in een geluidsstudio en een knop die de polariteit omdraait heeft zeker zijn nut, maar het is goed te weten dat polariteit en fase twee verschillende dingen zijn. In een testopstelling om te zien wat er nou werkelijk gebeurt als je de polariteit omdraait bij een breedbandsignaal met een faseprobleem kregen we het volgende beeld:
kamfilter 1 ms. vertraging polariteit 180 gedraaid Voor deze test hebben we breedband ‘roze’ ruis in tweeën gesplitst waarna we de linkerkant met 1 ms. hebben vertraagd vervolgens hebben we het signaal mono gemaakt waardoor er een kamfilter ontstond (zie de groene lijn). Vervolgens hebben we de polariteit van het vertraagde signaal omgedraaid wat resulteerde in de blauwe lijn. 9
Van deze grafiek is duidelijk af te lezen dat het omdraaien van de polariteit geen goede oplossing is voor een faseprobleem. Stel je neemt een basgitaar op door middel van een DI (direct-injection) box plus een microfoon voor de speaker. Dan is het niet ondenkbaar dat je een soortgelijk frequentiespectrum krijgt. Je krijgt dan een enorme dip rond de 500 Hz en dat ga je zeker missen bij de basgitaar. Als je nu de polariteit van het vertraagde (microfoon) kanaal omdraait krijg je wel de 500 Hz terug maar verlies je de 1kHz enz., het kamfilter wordt dus exact omgedraaid maar het meest opvallende is wel de enorme afloop in het ‘laag’ bij het omgedraaide signaal. Voor instrumenten met een redelijke hoeveelheid laaginformatie is het omdraaien van de polariteit géén gunstig alternatief.
2.3 Fasedraaiing Een faseprobleem resulteert dus in een kamfilter. Dit is makkelijk te herkennen en is zeker niet wat je in je opname en/of mixage wilt horen maar wat is nou wel de oplossing voor dit probleem? Het lastige is voornamelijk dat aan een kamfilter een gecompliceerde fasekarakteristiek ten grondslag ligt. Het is niet zo dat je een signaal in zijn geheel bijv. 41° uit fase kan zijn. Bij een kamfilter ontstaan door een 1 ms. vertraging is 500Hz 180° uit fase, 520Hz 173° uit fase en 1kHz is weer 0° in fase etc. Op de volgende afbeelding kan je goed zien hoe de fasekarakteristiek eruitziet bij een kamfilter ontstaan door een 1 ms. vertraging.
kamfilter 1 ms. vertraging Bovenstaande afbeelding laat zien wat er gebeurt bij twee identieke signalen, in dit geval roze ruis bij een tijdvertraging. Hierbij vergeten we één belangrijk ding en dat is dat alle: speakers, microfoons, equalizers, ruimtes en apparatuur naast een frequentiekarakteristiek ook een fasekarakteristiek hebben. Net zoals je met een grafische equalizer de tegenovergestelde frequentiecurve maakt van de akoestiek van een ruimte om deze recht te maken, zou je eigenlijk ook de omgedraaide fasekarakteristiek moeten optellen bij je signaal om het faseprobleem helemaal op te heffen. Het lijkt dus praktisch onhaalbaar om dit volledig op te lossen. Toch blijkt uit de resultaten van het kamfilter onderzoek dat je nog heel veel met het kamfilter kan doen door middel van fasedraaiing toe te passen. In het hoofdstuk hierna zullen we dieper ingaan op de verschillende mogelijkheden tot fasedraaiing.
10
Hoofdstuk 3: Welke middelen heeft de studiotechnoloog tot zijn/haar beschikking? Er zijn eerdere pogingen geweest van fabrikanten om een apparaatje op de markt te brengen waarmee je de fase kan draaien van 0 tot 180 graden. Zo was er in de zeventiger jaren zelfs een zelfgebouwde mengtafel van de firma Clair Brothers met op elk kanaal een vorm van fasedraaier. Tientallen jaren geleden heeft het bedrijf Countryman de “phasor” op de markt gebracht. Een fasedraaier die op batterijen werkte maar dit bedrijf ontkent nu zelf ooit zoiets gemaakt te hebben. Het is een behoorlijk lange tijd genegeerd door geluidstechnici en fabrikanten van professionele audioapparatuur, maar sinds een aantal jaar is er een apparaatje op de markt gebracht door Little Labs wat traploos de fase van een signaal kan draaien van 0° tot 180°. Het is een klein analoog apparaatje gemaakt van zeer hoogwaardige componenten en daardoor helaas vrij duur. Inmiddels zijn er ook een aantal plug-ins op de markt en zelfs een paar gratis te downloaden die iets vergelijkbaars kunnen.
3.1 Little labs – IBP De IBP wat staat voor 'In between phase' is ontwikkeld en ontworpen door Jonathan Little. Jonathan Little was jaren de chef techniek van Conway studios en werkte tien jaar in de studio A&M records. Jonathan startte in 1988 het bedrijf Little Labs en het eerste product wat hij daarmee op de markt bracht was een microfoonvoorversterker. Alle producten van Little Labs worden sinds het begin ontworpen in een torenkamer in de heuvels van Hollywood en zijn erop gericht om nieuwe technologie aan te bieden aan studiotechnologen De IBP is multi-inzetbaar net als veel andere producten van Little Labs. De IBP is namelijk naast fasedraaier ook een hoogwaardige DI-box, heeft een Re-amp mogelijkheid en heeft een gebufferde instrument level output waardoor je lange gitaarkabels kan gebruiken zonder signaalverlies. De IBP werkt realtime en volledig in het analoge domein, aangezien er nog veel mensen volledig analoog werken is dat een niet onbelangrijk voordeel boven de plug-ins. Het circuit van de IBP werkt door middel van twee symmetrische allpass filters. Allpass filters zijn vergelijkbaar met een high pass- of low pass filter zoals je in een equalizer tegenkomt maar ze hebben alleen invloed op de fasekarakteristiek en niet op de frequentiekarakteristiek van het signaal. De frequentiekarakteristiek van de IBP is namelijk helemaal vlak tot boven 96 kHz. In de meeste gevallen is het nodig twee allpass filters te gebruiken om een faseprobleem te herstellen of te creëren zoals deze in de natuur voorkomt. Eén filter wordt gebruikt voor het onderste deel van het frequentiespectrum en de ander voor het bovenste zodat een enigszins lineaire fase tegenover frequentie response wordt gecreëerd. Dit is nodig omdat je een fase curve nodig hebt die tweemaal de fase verschuiving is als je de frequentie verdubbeld. Als je de fase van 40 Hz met 45 ° draait heb je ongeveer 90° draaiing nodig op 80 Hz om het natuurlijk te laten klinken.
11
Op de IBP zit een switch waarmee je kan schakelen tussen 90° en 180°. Met deze schakelaar selecteer je één of twee serie allpass filters in het circuit. Met de schakelaar “phase center lo/hi' kies je voor een hogere bandbreedte fasedraaiing, door het gebruik van één allpass filter voor de lage frequenties en de tweede voor de hoge frequenties of voor een kleine bandbreedte waarbij beide allpass filters worden gebruikt in het lage frequentie gebied
3.2 Voxengo PHA-979 De PHA-979 VST plug-in is bedacht door Aleksey Vaneev en op de markt gebracht door Voxengo. Voxengo is een algemeen bekende naam in de pro-audio wereld zij maken software en plug-ins van hoge kwaliteit. Aleksey Vaneev is de oprichter van Voxengo en tevens ontwikkelaar van de software. Aleksey verteld dat de plug-in een neutrale sound heeft omdat hij lineair is over het gehele frequentiespectrum. De PHA-979 werkt door de tijdvertraging te halveren als de frequentie verdubbeld in een speciaal filtering kernel. Dit is dus anders dan het schuiven van tracks in je DAW wat eigenlijk frequentie onafhankelijke verschuiving oplevert. De plug-in heeft de sobere uitstraling die we gewend zijn van Voxengo. De parameters die je tot je beschikking hebt zijn twee onafhankelijke draaiknoppen die de fasedraaiing instellen voor het linker- en het rechter kanaal. Je kan“force mono” inschakelen waarmee je de fasedraaiing van het rechterkanaal uitschakelt. Dit heeft geen invloed op de werking bij een mono bron maar bespaart CPU kracht van je computer. Ook kan je van stereo naar mono schakelen, als je een stereobron hebt en je wilt de breedte van de bron beïnvloeden, is het handig om te horen wat de gevolgen zijn als je signaal mono wordt afgespeeld. Dan heb je nog een panning (panorama) knop en een knop waarmee je het uitgangssignaal mee kan versterken of verzwakken. Als laatste kan je de kwaliteit van het bewerkte signaal kiezen door “low” of “normal” te selecteren waarbij normal beduidend meer CPU kracht van je computer eist. Het grootste nadeel van de plug-in is dat het een enorme latency (vertraging) heeft namelijk 8192 samples. Zeker voor gebruikers van software zonder automatische plug-in delay compensatie zoals Pro-Tools LE is dit onhandig dit is namelijk 186 ms bij een sample rate van 44.1 kHz. Je moet dan alle andere kanalen met de ‘time adjuster’ plugin vertragen met 8192 samples zodat ze in de tijd gelijk blijven.
3.3 Tritone Digital Phasetone De Phasetone is een gratis te downloaden plug-in die net even anders werkt dan de Voxengo. Je kan namelijk een frequentiegebied selecteren waar je wilt dat de Phasetone actief is en een Q factor instellen. Het is niet mogelijk om het gehele spectrum met hetzelfde aantal graden te draaien zoals wel met de Voxengo plug-in kan. Wat de Phasetone ook anders maakt is dat je een delay tot je beschikking hebt zodat je naast fase ook time allignment kan uitvoeren. Helaas is het aantal graden dat je de fase kan draaien niet traploos en kan je alleen kiezen tussen 0°,90° en 180° fasedraaiing. Je selecteert een frequentie waarop je de fase met 90° of 180° draait. Op de naastgelegen frequenties heeft de Phasetone steeds minder effect, waardoor je een soort curve krijgt waarbinnen de Phasetone actief is. Hoe hoger je de Q instelt hoe breder de curve en hoe dichter je bij de “perfecte” fasedraaiing komt.
12
De phasetone heeft ook een 'mix' fader waarmee je het geëffecteerde en niet geëffecteerde signalen met elkaar kan mixen. Als je de verhouding op 50/50 zet werkt de Phasetone als een 'notch' equalizer en de bandbreedte daarvan kan je instellen met de Q factor.
3.4 Betabugs Audio – Phasebug Betabugs Audio is een team van onafhankelijke programmeurs die onder de noemer Betabugs een aantal freeware plug-ins hebben gemaakt. Hun filosofie is dat er al teveel knoppen in de wereld zijn en mede daaraan danken de plug-ins hun bijzondere vormgeving. Het ontwerp van een plugin begint bij de user-interface die simpel moet zijn, maar er ook aantrekkelijk uit moet zien. De vormgeving vormt de basis voor de code die door een van de programmeurs wordt aangepakt. Die programmeur is dan meteen een onderdeel van het team en kan als hij/zij dat wil aan meerdere projecten meewerken. Het leuke is dat iedereen zich bij de Betabugs kan aanmelden en dus zo lid kan worden van het team. De Phasebug is zoals verwacht, heel simpel te bedienen door middel van twee bolletjes die je in een cirkel kan bewegen. Het hoofddoel van de plug-in is om de fase te draaien van het inkomende signaal. De stereoversie zou je ook alleen kunnen gebruiken om een stereo signaal mono te maken. De hoeveelheid fasedraaiing kan je bepalen door de bolletjes over de buitenste rand van de cirkel te bewegen. Er is een geel balletje voor het linkerkanaal en een rood balletje voor het rechterkanaal. De mono knop zit als het logo van Betabugs Audio in de vormgeving verweven. Als je het linker- en rechterkanaal tegelijkertijd wilt bewegen kan je dat doen door eerst op shift te klikken alvorens je het bolletje verplaatst. En als je wilt dat het andere kanaal in tegengestelde richting beweegt druk je op ctrl. De code van de Phasebug is geschreven door Christian Budde en hij heeft de basis van de fasedraaiing in de plug-in uitgelegd: 'De phasebug werkt simpel gezegd door een buffer vol met audio te nemen en dat naar het frequentie domein over te dragen via FFT (Fast Fourier Transform). Dan calculeert de plug-in de magnitude en fase van het inkomende signaal, bewerkt de fase (new phase = old phase + phase offset) en laat de magnitude ongewijzigd. Vervolgens vindt IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) plaats en heb je het nieuwe signaal met fasedraaiing'.
3.5 Conclusie Dit zijn de vier mogelijkheden die er nu zijn om fase te kunnen draaien. Wellicht zijn er nog meer maar het was al niet makkelijk om deze vier bij elkaar te vinden want fasedraaiing is niet heel erg populair. Het is natuurlijk erg interessant om deze vier met elkaar te vergelijken in de praktijk. De fasecurves zijn anders, de IBP heeft een non lineaire curve, de Phasebug en de PHA-979 zijn beide lineair maar klinken wellicht anders en de Phasetone is helemaal een apart verhaal.
13
Jonathan Little antwoordt op de vraag waarom de IBP geen lineaire fasedraaiing toepast en waarom hij dan voor deze specifieke frequentie tot fase curve heeft gekozen het volgende: 'Je bent gelimiteerd door het analoge circuit met wat er mogelijk is. Een lineaire fase tegenover frequentie curve is zo goed als onmogelijk in het analoge domein. Daartegenover staat dat er in de echte wereld geen ideale of perfecte fase curve bestaat. Als je bijvoorbeeld een direct signaal hebt en een microfoon signaal komen er meer variabelen in het spel zoals: reflecties van de ruimte, weergave van het speakercabinet, microfoonkarakteristiek en het gebruik van bijvoorbeeld een equalizer. Al deze variabelen hebben invloed op de fasekarakteristiek'. 'Het is waar dat Voxengo voor wiens maker ik veel respect heb een laboratorium product heeft, in de zin dat hij capabel is om twee identieke signalen uit te laten doven. Dit wijst erop dat hij echt een lineaire frequentie tegenover fasekarakteristiek heeft. In de realiteit, als je een direct signaal en een microfoon signaal hebt is die “ideale” curve niet méér ideaal dan de curve van de IBP. Toen ik me dat realiseerde werd het me duidelijk, ik moest een curve creëren die vaker wel werkt dan niet. Een compromis? Ja. De resultaten? Net zo goed en voor velen beter dan de “ideale” curve. Op de vraag wat zijn eigen favoriete gebruik is van de IBP zegt hij: 'Mijn favoriete gebruik is op een kickdrum wanneer je de microfoon in de kickdrum en de microfoon voor de kickdrum combineert. Ik hou van een kick die je omverwerpt'. Op de vraag wat de PHA-979 anders maakt dan de IBP en waarom ze voor lineaire fasedraaiing hebben gekozen zegt Aleksev Veneev: 'Een apparaat als de IBP is meer geschikt voor artistieke aanpassingen terwijl ik de PHA-979 heb ontworpen als een “ideale” fasedraaiier. Als je lage- en hoge frequenties onafhankelijk van elkaar verschuift kan je een ongewenste kleuring krijgen'. Als tip over het gebruik van de PHA-979 zegt Aleksev dat het soms loont om de plug-in tijdens de mixage in te zetten om overspraak van andere instrumenten te minimaliseren.
Hoofdstuk 4: Fasemeting Om de fasecurve te kunnen bekijken is er voor het onderzoek het SMAARTlive 5 meetsoftware pakket gebruikt. SMAARTlive is het meestgebruikte realtime audio meet software pakket en is ontwikkeld door SIA soft. Door roze ruis te splitsen, één van de kanalen door de fasedraaier te sturen en vervolgens beide signalen terug de geluidskaart in, kan Smaartlive het verschil tussen beide signalen berekenen en weergeven. Het is voornamelijk interessant om te zien hoe de fasecurve van de IBP verloopt omdat deze niet lineair is en er verder ook niets over bekend is. Ook is het interessant om te zien wat de extra functies voor invloed hebben op de curve.
4.1 Fasemeting IBP Op de IBP zijn geen aanwijzingen gemarkeerd op de faseknop deze is voor het onderzoek in tien gelijke stappen verdeeld. Vervolgens is er gemeten hoe de curve verloopt op welke instelling. 14
In test A zijn er geen knoppen ingedrukt dus staat de phase adjust op 180° en de phase center op Hi. Dit betekent dat de faseknop een bereik heeft van 0° tot 180° en er een serie allpass filters voor de lage frequenties is en de ander voor de hoge frequenties. De y-as van de grafieken geven de fase weer en de x-as de frequenties. Omdat er een maximum van vijf metingen bewaart kunnen blijven binnen Smaartlive en om het overzicht te bewaren zijn de tien stappen bij elke test in twee grafieken onderverdeeld. Voor de testresulaten zie: bijlage 1. Bij test A (figuur 1.1 + 1.2) is het opvallend dat de IBP op onze 0 stand al actief is. Als de IBP in bypass staat is de fasecurve namelijk wel recht. Ook is goed te zien dat er het meeste gebeurt van stand 0-5 (figuur: 1.1.A) en dat als je voorbij de 90° gaat (figuur: 1.2.B) de verschillen wel heel klein zijn. In test B is de phase adjust knop geselecteerd wat betekent dat je een bereik hebt van 0° tot 90° fasedraaiing. Weer is duidelijk af te lezen dat de faseknop van de IBP het meeste invloed heeft op stand 0 tot en met 5 (figuur: 1.3.A) dan op 6-10 (figuur: 1.3.B). Het klopt ook dat in vergelijking met test A dat er minder extreme fasedraaiing plaatsvindt maar de curve blijft redelijk gelijk. Test C is gedaan om te bekijken wat de invloed is van de phase center knop. Deze test is hij geselecteerd en dat betekent dat beide series allpass filters in het laag actief zijn. Je kan zien dat de faseknop op deze stand het meeste effect heeft (figuur: 1.5.A + 1.6.B) De fasecurve is veel extremer dan bij test A het geval was en de fasedraaiing begint duidelijk meer in het laag dan bij test A. Tijdens test D zijn zowel de phase adjust als de phase center knop geselecteerd. De faseknop heeft dus een bereik van 0° tot 90° en beide series allpass filters zijn in het lage gebied actief. Duidelijk is te zien dat de hoeveelheid fasedraaiing niet zo groot is redelijk gelijk aan wat test B uitwees maar het is ook niet duidelijk dat er meer in het laag plaatsvindt (figuur: 1.7.A + 1.8.B) Het is nu wat meer duidelijk geworden wat de instellingen van de IBP met de fasekarakteristiek doen. Het valt op dat de meest actieve regio van de faseknop zich op de eerste helft bevind en dat als je over de helft gaat er nog maar weinig gebeurt. De phase adjust knop op 90° is waarschijnlijk meer geschikt voor fijne afstemming van het geluid maar of dit in de praktijk nou zo functioneel is moeten we nog zien. De phase center knop is wel degelijk heel interessant en kan je afhankelijk van het bron materiaal wel gebruiken of niet.
4.2 Fasemeting PHA 979 Om te zien hoe de fasecurve van de PHA 979 eruit ziet is het testsignaal naar een tweede computersysteem gestuurd met als insert op één van de twee kanalen de Voxengo plug-in. De 979 geeft wel duidelijk weer hoeveel graden je de fase van het inkomende signaal aan het draaien bent. Om het overzicht te bewaren hebben we Smaartlive vijf keer een meting laten doen, namelijk op de standen 0°,45°,90°,135° en 180°. De resultaten van dit onderzoek zijn te bekijken in bijlage 2. In de figuren 2.1 en 2.2 is een lichte afwijking in het hoog en in het laag waar te nemen dit heeft niets met de werking van de plug-in te maken maar vermoedelijk met de extra AD en DA conversie van het testsignaal. De fasecurve van de 979 is lineair zoals we weten en dat zie je duidelijk in deze test terug. Het aantal graden wat de 979 aangeeft en wat er uit de test uitwijst komt niet helemaal overeen maar de hoeveelheid fasedraaiing is duidelijk gelijk over het gehele spectrum.
15
4.3 Fasemeting Phasebug De testopstelling is hetzelfde als bij de PHA 979 wederom een lichte afwijking te zien ditmaal alleen in het hoog veroorzaakt door de gebruikte geluidskaart. Er zijn vier metingen gedaan namelijk op: 0° ,45°, 90° en 180° en de resultaten zijn zoals verwacht. De phasebug is ook een lineaire fasedraaier en dat kan je duidelijk terugzien in de testresultaten van bijlage 3 op figuur 3.1.
4.4 Fasemeting Phasetone Het is helaas moeilijk de uitkomst van deze test goed te analyseren. Smaartlive heeft duidelijk veel moeite de fasecurve in beeld te brengen waarschijnlijk heeft dit veel te maken met het feit dat de Phasetone een Q factor en frequentie select heeft. Het is wel interessant om te bekijken hoe deze fasedraaier zich in de praktijk houd tegenover de andere plug-ins en IBP.
Hoofdstuk 5: Kamfilter meting Het onderzoek naar de fasecurves heeft ons enig inzicht gegeven in de werking van de fasedraaiers en de verschillen. Hoe kan je deze informatie vertalen naar wat er zich in de praktijk afspeelt? Dat kan je eigenlijk niet voorspellen daarom is er een tweede onderzoek nodig om te bekijken wat er met een kamfilter gebeurt als je de fase gaat draaien. Voor dit onderzoek is een kamfilter situatie nagebootst door een ruissignaal te splitsen, één kant te vertragen en vervolgens de signalen samen te voegen. Voor deze meting wordt gebruik gemaakt van roze ruis omdat het gemiddelde amplitude voor het gehele frequentiespectrum gelijk is. Deze ruis neem je als ‘recht’ waar. Dit ruissignaal wordt in tweeën gesplitst en één kant vertraagd met 1 ms., hiermee simuleer je het gebruik van twee microfoons op één bron waarvan er één 34 cm verder van de bron is geplaatst. Dit bereken je door de snelheid van geluid, ongeveer 340 m/s door duizend te delen (1 ms. is één duizendste seconde) en dit resulteert in 0.34 meter. Het resultaat wat Smaartlive weergeeft als we het vertraagde signaal met het niet vertraagde signaal mengen ziet er zo uit:
Nu is het interessant om te zien wat de fasedraaiers met dit signaal doen daarom schakelen we deze in het signaalpad na de vertraging zodat we kunnen zien hoe we dit kamfilter kunnen corrigeren. 16
5.1 IBP Om te zien wat de invloed is van de diverse instellingen van de IBP op het kamfilter zijn er vier tests gedaan en 6 metingen per test. Steeds is de meting van de IBP in bypass als eerste weergegeven zodat je duidelijk in stappen kan zien wat er gebeurt. Voor de testresultaten zie bijlage 4. Bij de eerste test (A) wordt meteen duidelijk wat het effect van fasedraaiing is. Het kamfilter verdwijnt niet als sneeuw voor de zon maar het wordt door fasedraaiing in het spectrum verplaatst. De eerste dip die bij 500 Hz lag kan je op de maximale stand van de faseknop helemaal naar 1kHz verplaatsen. Als je goed naar de afbeelding (figuur 4.1.A) kijkt zie je wel dat de dippen in het spectrum ook minder diep worden naar mate je meer fasedraaiing toepast. Om te zien wat de invloed van de phase adjust knop en de phase center knop op deze meting is zijn er nog drie extra tests gedaan. Met de phase adjust ingeschakeld zie je op afbeelding: 4.2.A dat het kamfilter minder ver verplaatst wordt. Je bereik wordt daarmee dus aanzienlijk kleiner. De phase center knop zorgt ervoor dat beide serie allpass filters in het laag worden ingezet en de resultaten daarvan zie je in test C (figuur: 4.3.A). Het is opvallend dat de eerste dip van 500Hz helemaal tot 1500Hz verplaatst wordt maar daarvoor in de plaats krijg je wel een lichte dip rond de 250Hz terug. De combinatie van deze twee functies is zoals verwacht niet heel erg spectaculair en wijkt niet veel af van test A.
5.2 PHA-979 De testopstelling is voor de test van de plug-ins hetzelfde als voor de IBP alleen is er een tweede AD en DA conversie voor nodig om het signaal in een DAW te bewerken. Aangezien de IBP en de PHA-979 een andere fasecurve hebben is het interessant om te bekijken wat de lineaire fasedraaiing van de PHA-979 met het kamfilter doet. Voor deze test zijn net als voor de fasemeting vijf metingen gedaan namelijk op: 0°,45°,90°, 145°ven 180°. De resulaten zijn te bekijken in bijlage 5. In de resultaten van test E (figuur 5.1) zie je hetzelfde gebeuren als bij de IBP. Het kamfilter wordt wederom in het frequentiespectrum verschoven. Ook worden de frequentie dips minder hevig naarmate er meer fasedraaiing wordt toegepast. Er wordt alleen wel meteen een groot nadeel duidelijk in deze test en dat is dat in vergelijking tot de IBP de PHA-979 heel veel lage frequenties verzwakt. Bij een 180° fasedraaiing zie je hetzelfde gebeuren als bij de afbeelding van de polariteit draaiing en hetzelfde afloop in het laag. Zie in de volgende afbeeldingen de blauwe lijn van figuur A en de oranje lijn van afbeelding B.
17
Figuur: A
Figuur: B Op de plug-in van Voxengo is het ook mogelijk om vanaf 180° de fase te draaien met een maximum van 360°. Wat dat voor gevolgen heeft voor het kamfilter is te zien in de resultaten van test F. Bij de metingen moet je 180° optellen en dit resulteert in metingen van 180°, 225°, 270° en 360°. Je ziet op afbeelding 6.2 dat de verschuiving van het kamfilter verder gaat waar het bij test E ophield. Met als gevolg dat er een nieuwe dip bijkomt op een lagere frequentie namelijk op 125Hz bij 180° draaiing, op 250Hz op 225° draaiing, 375Hz op 270° draaiing en terug op 500Hz bij 315° draaiing en op 360° draaiing zien we hetzelfde beeld als bij 180°.
5.3 Phasebug Over de test van de phasebug kunnen we erg kort zijn. We wisten al dat deze net als de Voxengo plug-in een lineaire fasecurve heeft en de resultaten zijn exact gelijk aan die van de Voxengo. Helaas zien we ook hier de afloop in de lage frequenties. Voor de resultaten zie bijlage 6.
5.4 Phasetone De phasetone is een vreemde eend in de bijt tussen deze fasedraaiers. De phasetone valt eigenlijk buiten de categorie omdat je niet traploos de fase kan draaien, maar de gebruiker alleen tussen 0°, 90° en 180° kan kiezen. Wat deze plug-in wel interessant maakt is dat je een frequentie en Q factor kan instellen. Op deze manier kan je toch ook andere graden fasedraaien dan 90° en 180° . Namelijk omdat je een center frequentie bijvoorbeeld met 90° draait worden de omliggende frequenties naar gelang de ingestelde Q steeds iets minder beïnvloed. Op het moment dat je de Q 18
op maximaal zet heb je volgens de handleiding bijna lineaire fasecurve. Dit is ook duidelijk terug te zien in de testresultaten. Het beeld ongeacht welke frequentie geselecteerd is is bij een maximale Q zo goed als gelijk aan de resultaten die de PHA-979 en de phasebug lieten zien. Dit is inclusief de afloop in het laag. De uiteindelijke resultaten laten helaas bijna hetzelfde beeld zien als bij de andere twee plug-ins.
5.5 Conclusie kamfilter meting Deze testresultaten laten goed de verschillen tussen de IBP en de plug-ins zien. Het was ook tamelijk onverwacht om te zien wat er door fasedraaiing plaatsvindt. Er is nu onomstotelijk vastgesteld dat door het gebruik van alle fasedraaiers het kamfilter verplaatst kan worden. Nog een klein voordeel is dat bij een grotere hoeveelheid fasedraaiing de pieken en dalen van het kamfilter iets minder diep worden. De grote winnaar, als je daarvan kan spreken, is toch de IBP die als enige niet de lage frequenties verzwakt zelfs niet bij grote hoeveelheden fasedraaiing. Dit maakt de IBP met name geschikt voor instrumenten waar lage frequenties een belangrijke rol vervullen.
Hoofdstuk6: Wat kan je met fasedraaiing in de studio bereiken? We weten nu wat er in theorie gebeurd op het moment dat je met de IBP of de plug-ins de fase van een signaal gaat draaien. Het interessante is natuurlijk om te zien wat de toepassingen zijn van een fasedraaier in een geluidsstudio.
6.1 Tijdens de opname Hetgeen het eerste bij iemand opkomt is natuurlijk het gebruik van meerdere microfoons op één bron. Je kan nu twee microfoons meer in fase krijgen. Zo kan je elk afzonderlijke microfoon op de plek plaatsen waar hij het beste klinkt, zonder rekening te moeten houden met de fase van de signalen. Hieronder volgt een opsomming van mogelijke situaties waar je een fasedraaier zou kunnen gebruiken. –
het gebruik van ruimte microfoons. Die hebben alleen als functie de klank van de ruimte te registreren;
–
boven en onderkant snaredrum;
–
snare drum ten opzichte van de overheads;
–
2 of meer microfoons voor kickdrum;
–
een microfoon tegen de gril van een speakercabinet en een tweede op iets meer afstand;
–
basgitaar met een DI box in combinatie met een microfoon voor het speakercabinet.
6.2 Overspraak Dit zijn de meest voor de hand liggende situaties, maar fasedraaiiers zijn ook uitermate handig om overspraak van andere instrumenten te minimaliseren zoals Aleksey Vaneev als tip gaf. Als je drums en basgitaar tegelijkertijd in dezelfde ruimte laat inspelen komt er veel lekkage van de basversterker op de drummicrofoons. Het meeste last zal je hebben op de kickdrum microfoon waardoor er een kamfilter kan ontstaan. Door de fase te draaien van de kickdrum kan je zonder dat het 19
effect heeft op de klank van de kick ervoor zorgen dat het kamfilter op de basgitaar niet meer als hinderlijk ervaren wordt. Waar overspraak ook een bepalende rol speelt of een opname wel of niet slaagt is bij het opnemen van een zanger die zowel gitaar (akoestisch) speelt als zingt. Voor veel studiotechnologen wordt dit als een zeer moeilijke opgave ervaren. Je hebt altijd hinderlijke overspraak van de zang op de gitaar en andersom waardoor er een kamfilter ontstaat. Met behulp van fasedraaiing kan je het kamfilter zo verplaatsen dat je geen last meer hebt van de overspraak.
6.3 Tijdens de mixage Hoofdzakelijk is er gekeken naar de mogelijkheden tijdens opnames maar tijdens de mixage kan je ook veel baat hebben bij fasedraaiing. Een faseprobleem kan alleen ontstaan bij het combineren van twee vrijwel gelijke signalen als je aan het mixen bent heb je bijvoorbeeld een kickdrum en een basgitaar die een groot frequentiegebied delen. Het is vaak een lastige opgave om deze twee instrumenten goed samen te laten werken vaak krijg je een grote optelling van bepaalde frequenties en moet je heel precies een equalizer gebruiken om daar weer een punchy geheel van te maken. Door het gebruik van bijvoorbeeld de IBP kan je het punt opzoeken waar beide instrumenten goed in elkaar vallen en je een krachtig en punchy geheel krijgt. Je kan stereo verbreding en/of versmalling technieken behalen door middel van fasedraaiing. Door de fase van één kanaal van een stereo opname te draaien kan je een breder geluid krijgen. Omgekeerd is ook mogelijk als je bijvoorbeeld een synth hebt die een heel breed geluid produceert, maar als je datzelfde geluid in mono afluistert geheel wegvalt. Dan kan je die uitdoving minimaliseren door de fase van één kanaal te draaien.
6.4 Creatief hulpmiddel Nu wordt er continu gesproken over beter, meer in fase, faseprobleem oplossen etc. maar je kan het natuurlijk ook heel goed als creatief hulpmiddel gebruiken zoals je ook met een equalizer zou doen. Als je met een fasedraaier werkt is het soms moeilijk te beoordelen of het beter wordt of niet. Als je een van twee signalen bewerkt kom je op een punt waar het instrument zich het beste nestelt tussen de andere instrumenten maar als je dat instrument solo beluistert kom je er misschien achter dat hij zonder de fase van twee kanalen te draaien beter klinkt. Vanzelfsprekend luister je naar het instrument in de mix en is hoe hij daar klinkt van belang tenzij het om een belangrijke solo gaat. Soms is een signaal wat “in fase” is gewoon niet wat je zoekt en is het altijd raadzaam om de bypass knop te blijven raadplegen.
Hoofdstuk 7: Ervaringen uit de praktijk Op de nieuwsgroep rec.audio.pro, een verzamelplaats op internet waar audio professionals met elkaar informatie uitwisselen, heeft Fletcher van Mercenary Audio zijn ervaringen met de IBP geplaatst. Fletcher is een bekende en beruchte naam op veel pro-audio forums, zo is hij graag geziene gast op Gearslutz.com en heeft hij zijn eigen rubriek op het forum van ProSoundWeb. Fletcher staat bekend om zijn grote kennis van apparatuur en zijn 'recht voor je raap' antwoorden. Mercenary Audio is een webstore gespecialiseerd in de exclusieve en professionele audio apparatuur. Fletcher verteld op de nieuwsgroep dat hij de moeite en tijd die Jonathan Little geïnvesteerd heeft om de IBP te ontwikkelen eerder een Godsgeschenk is dan een poging tot commercieel succes. Het bedrijf van Fletcher (Mercenary) verkoopt de IBP ook in hun webstore, Fletcher corrigeert 20
zichzelf nog door te zeggen dat zij de IBP aanbieden voor de verkoop, omdat ze er op dat moment nog maar één exemplaar verkocht hebben en deze door de koper is geretourneerd omdat hij geen verschil kon horen. Over zijn eerste ervaring met de IBP verteld Fletcher het volgende: ‘Tijdens de laatste mix maakte ik de front of the kick (Ook wel: F.O.K) harder. Deze had een behoorlijke hoeveelheid basgitaar signaal opgevangen omdat de gehele band in één ruimte was opgenomen. Het signaal van de DI van de basgitaar stuurde ik door de IBP en probeerde wat instellingen van de IBP uit. Totdat ik ineens een mooi helder basgeluid uit de speakers hoorde komen. Ik drukte op de bypass knop en de mooie klank was weg, schakelde de IBP weer in en het was terug. Vervolgens voegde ik het signaal van de microfoon voor de basversterker toe aan de F.O.K. en basgitaar DI en draaide de fase van dit signaal met een tweede IBP. Na wat draaien en drukken van knoppen bereikte ik de klank die ik zocht. Na nog wat kleine aanpassingen had ik een basgitaar kanaal dat met de drums werkte op een manier die ik nog nooit bereikt had en vervolgde mijn mixsessie. Helaas had ik geen IBP’s tot mijn beschikking bij de opnames maar vanaf nu behoren ze tot mijn standaarduitrusting’. ‘Voorafgaand aan de mixage had ik me voorgenomen de golfvormen in een DAW te verplaatsen in de tijd om ze zo gelijk te krijgen. Dit werkt niet hetzelfde als fasedraaiing zoals de IBP, doet bij lange na niet. Ik heb het met een DAW geprobeerd en met een IBP en het resultaat ten opzichte van elkaar is totaal verschillend’. ‘De IBP lijkt het karakter van de fasekarakteristiek te veranderen op een manier zoals een transformator hoge frequenties vertraagd en dus lage frequenties eerder laat passeren. Als je golfvormen in je DAW gaat verplaatsen ten opzichte van elkaar vertraag je alle frequenties evenveel. Uiteindelijk heb ik het gevoel dat ik beide technieken tegelijk zal gaan gebruiken. De dingen die ik nu heb gehoord terwijl ik met de IBP bezig was gaan mijn pet te boven. De IBP maakte de mix waar ik mee bezig was vele malen makkelijker en als er genoeg budget zou zijn geweest zou ik het liefste de eerdere mixen opnieuw doen maar dan nu met de IBP’. Een tijdje na deze mixsessie had Fletcher wat tijd over en besloot wat te gaan experimenteren met een aantal microfoons voor een gitaarcabinet. Deze ervaring deelde hij wederom op de rec.audio.pro nieuwsgroep. Hij schreef daarover het volgende: ‘Normaal gesproken gebruik ik zelden meer dan één microfoon voor een gitaarcabinet maar nu pakte ik een Royer R-122, een Shure SM-57 en een Sennheiser MD-421. Ik was tevreden over de klank van de Royer op zichzelf maar ik bracht ook de Shure omhoog nu ontstond er een kamfilter herkenbaar door het “holle” geluid. Ik bewoog de Shure voor de speaker tot ik vond dat hij op zichzelf goed klonk en bracht het signaal van de Royer erbij. Wederom ontstond er een kamfilter. Ik zette vervolgens de IBP in het signaalpad van de Royer microfoon en begon met het draaien aan de knoppen. Ondertussen bleef ik de bypass knop raadplegen om te kijken wat ik deed en opeens had ik een “big motherfucking” gitaar geluid. Dit proces herhaalde ik met de Sennheiser en maakte een balans tussen de drie microfoons. Hiermee kreeg ik een gitaargeluid wat me nog nooit eerder gelukt was’. Op het Gearslutz forum verteld Eric Greedy ook bekend als “recorderman” zijn persoonlijke ervaringen et de IBP. Gearslutz is een gemeenschap op internet waar uiteenlopende mensen uit de audio wereld met elkaar praten over met name in studio’s 21
gebruikte apparatuur. Hoe exclusiever en duurder hoe beter is daar het devies. Eric Greedy schrijft daar het volgende: ‘Mijn microfoonopstellingen zijn doorgaans super faseaccuraat. Soms, bijvoorbeeld als ik een akoestische gitaar opneem, moet ik de best klinkende plaats van de microfoon opofferen ten behoeve van de gecombineerde klank. Nu met de IBP in mijn bezit kan ik elke microfoon afzonderlijk op zijn best klinkende positie zetten en het faseprobleem oplossen door middel van de IBP. Dit is echt het beste van twee werelden, “it rocks!”. Toen ik eerder deze week drums en basgitaar ging opnemen gebruikte ik één IBP op de onderkant van de snaredrum en de ander op de DI kant van de basgitaar. De snare klonk veel “vetter” dan een 180° graden polariteit draaiing zou hebben bewerkstelligd. Ook de basgitaar klonk veel “strakker” dan normaal. Later namen we akoestische gitaar op en wederom heb ik de IBP ingezet. Voor mij is het beste gebruik van de IBP als je van twee signalen één wilt maken’. In de derde post van Eric Greedy vertelt hij: ‘Ik heb een nieuwe toepassing voor de IBP gevonden. Ik had een zanger in de studio die tegelijkertijd akoestische gitaar speelde. Ik plaatste de microfoons op de plek waar ze op zichzelf staand het beste klonken. In de controle kamer plaatste ik de IBP in het signaalpad van de zangmicrofoon. Terwijl ik naar beide microfoons op één speaker in mono luisterde draaide ik aan de faseknop van de IBP en eindigde met een geweldige klank. Dat terwijl ik eerst alleen de gitaar wilde opnemen en de zang later overdubben'.
7.1 MA project opname en mixage van Darko Tadic Om de fasedraaiers in de praktijk te testen en te zien wat de functie van een fasedraaier in het opname en mixageproces kan zijn, is er een project gedaan met Darko Tadic. Darko is een multiinstrumentalist en songwriter, zijn muziek laat zich het best omschrijven als “indierock”. Het doel van deze sessies was om te bekijken waar er een rol zou kunnen liggen voor een fasedraaier nog voordat er naar een equalizer of compressor gegrepen zou worden. Tijdens de opnamedagen van de drums was er nog geen IBP beschikbaar dus is er veel open gelaten tot de mixage. Tijdens de opnames van gitaaroverdubs met de gitarist van Darko zijn liveband Alan McLachlan kon de IBP voor het eerst ingezet worden tijdens de opnames. Alan speelde over een Vox AC30 versterker en om de klank van deze versterker goed vast te leggen was er gekozen voor een Shure SM57 tegen het speakerdoek en een Microtech Geffel buizenmicrofoon op zo'n 30 cm afstand van de speaker. Afzonderlijk klonken beide microfoons goed en ideaal om samen te mixen tot één geheel maar zoals verwacht ontstond er een vervelend kamfilter. Normaal gesproken zou je nu een van de microfoons gaan verplaatsen maar nu was er een IBP beschikbaar. In eerste instantie werd de IBP geprobeerd als insert op de buizenmicrofoon en direct hoorde je het geluid van een flanger uit de speakers komen bij het draaien aan de faseknop. Uit nieuwsgierigheid naar het effect wanneer de IBP op de SM57 gebruikt zou worden, werd dat omgedraaid. Met de IBP op de Shure was het effect vele malen groter en dus was het zoeken naar een instelling op die het beste bij de sound paste. Voorheen had een ieder waarschijnlijk prima kunnen leven met het geluid van de versterker zonder IBP. Als je nu de bypass knop gebruikte zakte het gehele plaatje in. Om te testen of iemand die onbevooroordeeld was ook een positief verschil zou horen werd Darko gevraagd wat zijn voorkeur was: de IBP in bypass of niet? Hij 22
wist niet welke versie hij koos maar vond de één vele malen beter dan de ander. Dat was dus de versie met de IBP op de SM57. In de weken daarna is er nog veel geëxperimenteerd met de PHA-979 op de drums. Vaak had dit wel positief gevolg maar bij later terug luisteren en met alle plug-ins in bypass klonk het ook wel goed. Dat was het moeilijke aan het werken met de plug-ins, met heel erg veel tijd en moeite kon je verbetering waarnemen maar uiteindelijk zijn ze allemaal verwijderd. Met de IBP is dat vaak niet anders het is heel erg moeilijk om te beoordelen of het een noemenswaardige verbetering oplevert bij drums. Met geluiden met een langere uitklinkingstijd is dat veel makkelijker zoals bij basgitaar en gitaar. Het enige waar de IBP echt onmisbaar voor is bij drums is wel voor de kickdrum combinatie: shure sm57 in de kick, AKG D112 voor het gat van de kick en een zelfbouw speakermicrofoon ervoor, en voor de ruimte microfoon van de drums. Tijdens de mixage is er voor de drums de fase gedraaid van de sm57 in de kickdrum met IBP waardoor je een ontzettend punchy geheel kreeg. Deze sound normaal gesproken ontzettend veel tijd kosten om met het schuiven van sporen in Pro-Tools, equalizers en compressors hetzelfde voor elkaar te krijgen. De basgitaar was door middel van een DI-box opgenomen maar omdat de IBP ook een Re-amp mogelijkheid heeft kon het DI signaal in het mixstadium door een Ampeg versterker gestuurd worden en vervolgens met een sennheiser md421 opgenomen worden. Deze combinatie zorgt voor een mooie strakke bas sound tijdens de mix van een paar nummers is de IBP ook nog als fasedraaier gebruikt op de DI kant van de basgitaar omdat dat een betere klank opleverde.
7.2 MA muziek voor brandweermannen project. Tijdens het project van Peter Pluer, die een concept album aan het maken is voor brandweermannen was er meer ruimte om de IBP tijdens opnames te proberen. Zo was het heel erg fijn om bij de kickdrum microfoon combinatie zoals hierboven beschreven direct de IBP te kunnen gebruiken. Een kickdrum goed op de band krijgen is vaak best lastig en meestal gebruiken studiotechnologen meerdere microfoons om de verschillende klanken van de kickdrum vast te leggen. Dit met het gevolg dat je een kamfilter krijgt. Door het gebruik van de IBP kan je het kamfilter zo verplaatsten dat alles in elkaar grijpt en je dus een volle klank krijgt en het nogsteeds heel erg veel punch overhoudt. Voor de opnames van akoestische gitaar kwam de IBP ook zeer goed van pas. De keuze was gevallen op twee klein membraan Schoeps microfoons eentje gericht op de hals zo rond de 12e fret en de andere bij de brug een beetje gericht op het klankgat. Deze opstelling gaf geen grote faseproblemen maar desondanks zorgde de IBP ervoor dat de twee microfoons iets beter met elkaar mengde.
23
Hoofdstuk 8: Conclusie Het is duidelijk geworden dat kamfilters niet opgelost kunnen worden tenzij je er voor zou kiezen om alles met één microfoon op te nemen. Wil je hier niet aan dan zal je moeten leren leven met een kamfiltersituatie wat natuurlijk geen enkel probleem is of je kan proberen invloed uit te oefenen door middel van fasedraaiing. Het gelijk leggen van sporen in de computer kan soms werken maar zorgt ervoor dat je een nog steeds probleem plekken houdt en bovendien is het een zeer tijdrovende zaak. Het is moeilijk te horen wat er gebeurd, je schuift een spoor en dan moet je eigenlijk weer terug om het verschil te kunnen waarnemen. Bovendien vinden veel mensen het sowieso niet prettig om met sporen te gaan schuiven uit angst dat de onderlinge timing van de instrumenten niet meer zal kloppen. De faseknop dopen we om tot polariteit knop en het is wel duidelijk geworden dat hij alleen in extreme gevallen werkt. Het heeft absoluut zijn functie bewezen en de ervaring wijst uit dat bij bijvoorveeld de opname van een snaredrum met boven een microfoon en aan de onderkant de polariteit draaien van een van de twee iets beter klinkt dan zonder draaiing. Dan gaan we maar fasedraaien om het kamfilter op te lossen. Nou niet helemaal dus. Het blijkt voorlopig onmogelijk een kamfilter helemaal op te lossen. Wel kan je door fasedraaiing toe te passen het kamfilter verplaatsen en hoe meer je dat met doet hoe minder diep de pieken en dalen zullen zijn. Dit scheelt niet heel veel maar toch iets. Het nadeel van de lineaire plug-in fasedraaiers is dat je alle lage informatie verliest hoe meer fasedraaiing je toepast. Bovendien klinken de plug-ins niet zo mooi als beloofd. De PHA-979 claimt helemaal neutraal te zijn maar als je hem op een overdrive gitaar zet hoor je nare dingen gebeuren in het hoog. Op het moment dat je gaat fasedraaien klinkt het als een boost met een lelijke digitale eq met een smalle band. Door de verzwakking in het laag zijn deze fasedraaiers ook niet zo geschikt voor instrumenten als een basgitaar en kickdrum. De IBP lijkt alle moeite goed te maken doordat hij buitengewoon goed presteert op deze lage instrumenten. Zodanig goed dat het advies is nooit meer zonder de IBP op te nemen. Tijdens de projecten is door middel van fasedraaiing met de IBP een kickdrum gecreëerd die tot nog toe alleen mogelijk was geweest door grote hoeveelheden equalizing, delay's en compressie. Ook nog een voordeel boven de plug-ins is dat je dit naar pro-tools of tape toe kan doen zodat de kick goed klinkt op de band. Dit zorgt er ook nog voor dat je de IBP tijdens de mix vrij hebt voor andere instrumenten of als je het helemaal voor elkaar hebt zorg je ervoor dat je er minimaal 10 in je studio hebt staan. Dat is misschien dan wel het grootste nadeel van de IBP, je hebt er namelijk nooit genoeg van. De plug-ins zijn natuurlijk vele malen goedkoper zo kost de PHA-979 maar 20 dollar en is de Phasebug zelfs gratis te downloaden. Deze kan je op zoveel instrumenten gebruiken als je computer aan kan. Ze zijn heel bruikbaar en een beter alternatief dan het gebruiken van een delay en/of polariteit draaiing. Je kan namelijk traploos luisteren wat er gebeurt en de bypass gebruiken om er zeker van te zijn dat je iets toevoegt in plaats van wegneemt.
24
Literatuurlijst Artikelen: R.G. Keen (1999). The technology of phase shifters and flangers. http://www.geofex.com/Article_Folders/phasers/phase.html Jonathan W. Little (1978). A closer look at time and phase corrected speaker systems. Dave Moulton (1993). About Comb filtering, phase shift and polarity reversal. http://www.moultonlabs.com/more/about_comb_filtering_phase_shift_and_polarity_reversal/ Ethan Winer (2001). Equalisers and phase shift. http://www.ethanwiner.com/EQPhase.html David Clark (1981). Some experiments with time. Syn-Aud-Con newsletter 1983. Paul White (2003). Little Labs IBP. Sound on Sound magazine september 2003. Websites: Gearslutz forum: http://www.gearslutz.com Little Labs: http://www.littlelabs.com Voxengo: http://www.voxengo.com BetabugsAudio: http://www.betabugsaudio.com TriToneDigital: http://www.tritonedigital.com ProSoundWeb forum: http://www.prosoundweb.com
25
Bijlage 1: Little Labs IBP fasemeting
26
Test A
Instelling: IBP
Fase instelling
Kleur:
Weergave:
0
Oranje
A
1
Blauw
A
2
Roze
A
3
Groen
A
4
Paars
A
5
Geel
A
6
Oranje
B
7
Blauw
B
8
Roze
B
9
Groen
B
10
Paars
B
figuur 1.1.A
figuur 1.2.B
27
Test B
Instelling: IBP
Fase instelling
Kleur:
Weergave:
0
Oranje
A
1
Blauw
A
2
Roze
A
3
Groen
A
4
Paars
A
5
Geel
A
6
Oranje
B
7
Blauw
B
8
Roze
B
9
Groen
B
10
Paars
B
figuur 1.3.A
figuur 1.4.B
28
Test C
Instelling: IBP
Fase instelling
Kleur:
Weergave:
0
Oranje
A
1
Blauw
A
2
Roze
A
3
Groen
A
4
Paars
A
5
Geel
A
6
Oranje
B
7
Blauw
B
8
Roze
B
9
Groen
B
10
Paars
B
figuur 1.5.A:
figuur 1.6.B:
29
Test D
Instelling: IBP
Fase instelling
Kleur:
Weergave:
0
Oranje
A
1
Blauw
A
2
Roze
A
3
Groen
A
4
Paars
A
5
Geel
A
6
Oranje
B
7
Blauw
B
8
Roze
B
9
Groen
B
10
Paars
B
figuur 1.7.A:
figuur 1.8.B:
30
Bijlage 2: Voxengo PHA-979 fasemeting
Test E Fase instelling 0°
Kleur groen
45° 90° 135°
oranje blauw paars
180°
roze
figuur 2.1
32
Test F
180°
Fase instelling 0°
Kleur groen
45° 90° 135°
oranje blauw paars
180°
roze
figuur 2.2
33
Bijlage 3: Betabugs - Phasebug fasemeting
34
Test H Fase instelling 0°
Kleur roze
45° 90° 180°
paars blauw oranje
figuur 3.1
35
Bijlage 4: Little Labs IBP kamfilter test
36
Test A Fase instelling
Kleur:
Weergave:
bypass
Blauw
A
0
Roze
A
2
Groen
A
5
Paars
A
8
Oranje
A
10
Geel
A
Instelling: IBP
figuur 4.1.A
37
Test B
Instelling: IBP
Fase instelling
Kleur:
Weergave:
bypass
Blauw
A
0
Roze
A
2
Groen
A
5
Paars
A
8
Oranje
A
10
Geel
A
figuur 4.2.A
38
Test C
Instelling: IBP
Fase instelling
Kleur:
Weergave:
bypass
Blauw
A
0
Roze
A
2
Groen
A
5
Paars
A
8
Oranje
A
10
Geel
A
figuur 4.3.A:
39
Test D
Instelling: IBP
Fase instelling
Kleur:
Weergave:
bypass
Blauw
A
0
Roze
A
2
Groen
A
5
Paars
A
8
Oranje
A
10
Geel
A
figuur 4.4.A:
40
Bijlage 5: Voxengo PHA-979 kamfilter test
41
Test E Fase instelling 0°
Kleur blauw
45° 90° 135°
roze groen paars
180°
oranje
figuur 5.1
42
Test F
180°
Fase instelling 0°
Kleur blauw
45° 90° 135°
roze groen paars
180°
oranje
figuur 5.2
43
Bijlage 6: Betabugs - Phasebug kamfilter test
44
Test H Fase instelling 0°
Kleur blauw
45° 90° 135° 180°
roze groen paars oranje
Figuur: 6.1A
45
Test I Fase instelling -135° -90° -45° 0°
Kleur roze groen paars blauw
Figuur: 6.2.A
46
