Radioteknikk : grunnleggende lydteknikk [PDF]

Zitiervorschau

ROBERT JØRGENSEN, NORSK LYDSKOLE, M.FL

Radioteknikk GRUNNLEGGENDE LYDTEKNIKK

Norsk Nærradioforbund og Folkets Brevskole 1991

Folkets Brevskole © 1991 Det må ikke kopieres fra denne boka ut over det som er tillatt i bestemmelsene i "Lov om opphavsrett til åndsverk", "Lov om rett til fotografi" og "Avtale mellom staten og

opphavsmannsorganisasjonene om opphavsrettslig beskyttet åndsverk i undervisningsvirksomhet". Brudd på disse bestemmelsene vil bli anmeldt.

Redaksjon: Mari Engdal og Odd Rudjord Grafisk utforming: Runar Wold Omslag: Tor Berglie Illustrasjoner: Norsk Lydskole Trykk: GCS

Innhold

Aller først

5

42 Øret og hørselen 42 Det ytre øret 43 Mellomøret 44 Det indre øret 46 Hørselsskader 47 Ørets følsomhetskurver 50 Veiekurver 52 Binaural hørsel 53 Stereo 54 Monokompatibilitet 56 FIaas-effekten 56 Oppgaver 57 Studieenhet 3

Viktige meldinger

7

8 Lydteknisk historie 8 Grunnleggende akustikk 77 Trykkbølger i luft 13 Frekvensområdet 18 Frekvensgang (frekvensrespons) Båndbredde 20 Støy 20 Doppler-effekten 22 Oppgaver 23 Studieenhet 1

19

Studieenhet 4

Studieenhet 2

24

Desibel 24 Høreterskelen 24 Smertegrensen 24 Desibel - et forholdstall 25 Desibelreferanser 28 Formelsamling 30 Noen eksempler på lydintensitetsnivåer 30 Oppgaver 31 Praktisk bruk av desibel 32 Viserinstrumenter 33 VU-meteret 33 Bruk øret 35 Skalaer (DIN-skala/Nordisk skala/BBCskala) 37 Fasemeteret (korrelasjonsmeteret) 39 Goneometerct 39 Oppgaver 40

59

iMikrofoner 59 Den dynamiske mikrofonen 59 Kondensatormikrofonen 60 Elektretmikrofonen 63 Båndmikrofonen 64 Krystallmikrofonen 64 Trykkmikrofoncr og trykkgradientmikrofoner 64 Krav til mikrofoner 70 Andre egenskaper hos mikrofoner Følsomhet 77 Impedans 77 Nærtale-cffekten 72 "Pop"-lydcr 72 S-lyder 73 Balanserte linjer 73 Dl-boksen 74 Oppgaver 75

77

Studieenhet 5

77

Miksebordet 77 Mikser for bruk i musikkstudio Mikser for bruk i konsertlydsammenheng (PA) 78 Miksere for radiobruk 78 Andre typer miksere 78 Miksebordets oppbygning 79 Inline-mikser 81 Inngangskanalen 81 Signalgangen 84 Equalizeren 84 Andre funksjoner 87 Oppgaver 88 90 Båndspilleren 90 Båndspillerens mekanikk 91 Signalgang 94 Lydbåndet 95 Innspillingsprosessen 96 Bias 100 Avspilling 102 Avmagnetisering 103 Inn- og avspillingskorreksjoner 104 Signal og støyforhold 107 Kopi-effekt 108 Lagring av lydbånd 109 Vask og avmagnetisering 109 Klargjøring av masterbånd 111 Krav til radiomasterbånd 112 Måletoner 112 Identifikasjonsbånd ("leadertape") 112 Båndesken 113 Platespilleren 115 Studieenhet 6

Historikk 115 Gravering av grammofonplater 115 Skjærehodet og gravémålen 116 Signalets begrensninger 118 RIAA-korreksjon 119 Produksjon av grammofonplater 121 Avspilling 122 Avspillingsnålen 123 Pickup-typer 124 Skating og anti-skating 125 Driwerket 127 Oppgaver 129 Grunnleggende radioteknikk

130

Det tekniske utstyret 130 Radiokontrollrommet 130 7 regler for bruk av grammofonplater 138 Talestudioet 139 Linjer studio/kontrollrom 139 Kommunikasjon mellom studio og kontrollrom 139 Rødt lys 140 Mikrofonteknikk 141 Mikrofonavstand 143 Mikrofonstativet 144 Redigeringsteknikk 144 Klippredigering 144 "Flying start" (elektronisk redigering) 145 Papirarbeidet 147 Driftsarkivet 150 Forberedelse til sending 150 Svar på prøv deg selv-oppgavene 154

Aller først

Radioteknikk er en del av Nærradioskolen, kursopplegget som Norsk Nærradioforbund og Folkets Brevskole utvikler for å gjøre den norske nærradioen enda bedre. Denne boka om grunnleggende lydteknikk er bare en del av hele kurset. Sammen med Nærradio i 90-åra, som blant annet inneholder hele fjernundervisningsopplegget for denne delen av Nærradioskolen, er Radioteknikker et komplett tilbud til alle som vil lære mer om de tekniske sidene ved radioproduksjon. Radioteknikk er ett av tre kurs som bygger på Grunn­ kurs for nærradiomedarbeidere. For å starte på dette kurset bør du ha noe erfaring med radioarbcid - enten gjennom praktisk arbeid ved en nærradiostasjon eller ved at du allerede har tatt Grunnkurset. Som elev ved Nærradioskolen får du utvikle dine ferdig­ heter gjennom realistiske øvelser: Innsendingsoppgavene handler om praktisk radioproduksjon. Derfor må du ha til­ gang til radioproduksjonsutstyr - og aller helst også litt lokal veiledning - for å få optimalt utbytte av Radio­ teknikk. De som har bidratt til kurset

Robert Jørgensen er ansvarlig for størstedelen av boka. Leif Hole har skrevet om miksebordet, og Per Sennels står bak de delene som tar for seg lydbåndet og båndspilleren, pro­ duksjon av grammofonplater og platespillerteknikk. Leif Brynildsen har også bidratt med stoff om platespilleren. Norsk Lydskole

Radioteknikk bygger på Norsk Lydskoles Forkurs i lyd­ teknikk. Denne boka inneholder om lag to tredeler av Norsk Lydskoles forkurs, som undervisningsmessig skiller seg ganske mye fra Nærradioskolens opplegg. De som ønsker nærmere informasjon om Norsk Lyd-

skoles forkurs og øvrige kurs i lydteknikk, kan ta kontakt direkte med Norsk Lydskole. Skriv til Norsk Lydskole, postboks 9215 Vaterland, 0134 Oslo 1, eller ring tlf. (02) 17 17 37. Folkets Brevskole og Nærradioskolen

Nærradioskolen består nå av fire kurs. Grunnkurs for nærradiomedarbeidere er et innføringskurs for alle som ønsker en første innføring i hva det vil si å drive nærradio - journalistisk, teknisk og administrativt. Gjennomført grunnkurs kvalifiserer også for å få Norsk Nærradioforbunds medarbeiderbevis. I tillegg til kurset i Radioteknikk tilbyr Nærradioskolen også kurs i Radiojoumalistikk og Nærradioadministrasjon. Disse tre kursene er beregnet på nærradiomedarbeidere som vil dyktiggjøre seg gjennom fordypning på sitt spesielle område. De som ønsker mer informasjon om disse kursene, kan skrive til Folkets Brevskole, Teglverksgata 7, 0553 Oslo 5, eller ringe (02) 35 09 39.

Viktige meldinger

Viktig melding -1

Som du vil se av innholdsfortegnelsen, består denne boka av syv deler. Seks av dem er kalt studieenheter (1-6), og en er kalt Grunnleggende radioteknikk. Denne inn­ delingen er gjort for å ordne stoffet på en oversiktig måte - slik at hver del tar for seg ett begrenset område. For å løse innsendingsoppgavene best mulig trenger du å lese hele kurset igjennom. Vi anbefaler at du "skumleser" boka før du går løs på oppgavene - og at du vender til­ bake til de ulike delene etter hvert som du får bruk for stoffet når du arbeider med innsendingsoppgavene. Viktig melding — 2

I denne kursboka vil du finne noen oppgaver som knytter seg til stoffet i de studieenhetene de er plassert i. Svarene på disse prøv-deg-selv-oppgavene finner du bakerst i boka. Der er ikke dette som er innsendingsoppgavene som skal løses og sendes til din fjernundervisningslærer! Innsendingsoppgavene finner du i Nærradio i 90-

åra, sammen med annet stoff som vil være til hjelp i kurset.

7

Studieenhet 1

Lydteknisk historie "Mr. Thomas Alva Edison kom nylig inn på vårt kontor og plasserte en liten maskin på skrivebordet. Han dreide på en sveiv, og maskinen begynte å spørre oss om hvordan vi hadde det, om vi likte fonografen og informerte oss om at den hadde det utmerket. Til slutt ønsket maskinen oss god kveld. Denne scenen ble ikke bare overvært av oss selv, men av flere personer som stod omkring." Dette skrev det amerikanske tidsskriftet "Scientific Ame­ rican" om oppfinnelsen av fonografen, grammofonens for­ løper. Den offisielle dato for oppfinnelsen var 12. august 1877. Men lenge før Edison fant opp sin talemaskin, hadde det skjedd viktige ting innen lydteknikken. År: 1800 1830 1870

1877

1879

8

Det blir gjort visse oppdagelser omkring elek­ trisitetens virkemåte. Ledningstelegrafen blir funnet opp. Via elektriske ledere kan nå morsesignaler overføres. Telefonen blir funnet opp. Nå kan for første gang den menneskelige stemme overføres. 18. april dette året leverer franskmannen Charles Cros en forseglet pakke til Det franske vitenskaps­ akademi. Pakken inneholder en beskrivelse av "et apparat til innspilling og gjengivelse av lydbølger". Først sju måneder senere blir pakken åpnet, men da er Edisons fonograf allerede kjent og patentene tatt ut. I de første fonografene ble lydbølgene gra­ vert inn på en tinnfoliesylinder. Dette året kon­ struerer også Emil Berliner den første mikrofonen. Musikkhandler Peder Larsen Diseth leser inn en salme på en fonografrull. Dette opptaket er bevart

Studieenhet 7

1881 1887

1889

1890 1894

1896

1903

1904

1910 1922 1923 1925

1930

og er utstilt på Teknisk Museum i Oslo. Det er verdensutstilling i Paris, og her demonstreres stereoteknikk for første gang. 26. september dette året får Emil Berliner patent på grammofonen og grammofonplaten. Han utvikler en metode for å masseprodusere grammofonplater fra et originalopptak - en metode som er svært lik den man bruker i dag. Den første kommersielle grammofon og gram­ mofonplate blir dette året fabrikkert i en leketøysfabrikk i Tyskland. Som tilfellet er med mange andre tekniske oppfinnelser, starter produksjonen altså som leketøy. Heinrich Hertz oppdager at elektromagnetiske bølger (radiobølger) kan overføres gjennom lufta. Emil Berliners grammofonplater kommer på mar­ kedet. Først 3 år senere blir grammofonplaten en seriøs konkurrent til Edisons fonograf. På slutten av 1890-tallet ble tinnfolicrullene byttet ut med voksruller. Disse rullene kunne ikke kopieres, så ar­ tisten måtte synge inn melodien like mange ganger som det antall voksruller en ville ha. Det finnes bevart et fonografrullopptak med Nina Grieg gjort dette året. På opptaket akkompagneres hun av Edvard Grieg. Edvard Grieg besøkte The Gramophones Com­ pany "s studio i Paris, hvor han gjorde opptak av noen av sine pianostykker. Dette er de første sikre opplysninger om innspillinger med en norsk kunst­ ner for et grammofonselskap. I desember dette året gjorde Adolf Østbye det første norske grammofonopptak. Opptaket var en opplesning av en parodi på Terje Vigen. Elektrisk forsterkning tas i bruk. BBC starter de første faste radiosendinger fra London. 25. januar starter Norsk Radioklubb og Telegraf­ verket den første norske prøvesendingen. 29. april starter Oslo Kringkastingsselskap sin første ordinære radiosending. Fra nå av kan innspillingen av grammofonplater gjøres elektrisk. Lydfilmen gjør sitt inntog.

Studieenhet 7

1931

1933 1934 1935

1941

1949 1950 1955 1956 1963 1966

1971

1982 1983

1987

10

Stålbåndspilleren utvikles og tas i bruk til kring­ kastingsvirksomhet. "Kunsthode"-teknikken utvikles i Amerika. Denne opptaksteknikken benytter et kunstig hode med mikrofoner i stedet for trom­ mehinner, og det brukes hodetelefoner ved av­ lytting av opptaket. Engelskmannen Alan Dower Blumlein tar patent på stereoopptak. De metodene han da hadde utviklet, er fremdeles i bruk . 1- juli starter NRK sin virksomhet. BASF lanserer det første magnetiske lydbåndet. Den første magnetofon-opptakeren vises på en tysk messe. I Tyskland utvikles båndspilleren. Det ble faktisk gjort flere hundre stereoopptak i Berlin i perioden 1941 - 1944. Det ble også kringkastet i stereo ved bruk av to forskjellige sendere. Skulle en kunne motta disse sendingene i stereo, måtte en bruke to radiomottakere. Transistoren demonstreres. LP-platen introduseres. FM-teknikken tas i bruk og forbedrer kvaliteten på radiosendingene betraktelig. Stereo-grammofonplater lanseres. Philips lanserer compact-kassetten. Ray Dolby kommer med sitt støyreduksjonssystem. I dag finnes det flere anerkjente støyreduksjonssystemer fra Dolby (Dolby A, B, C og SR). Kvadrofonien tas i bruk. Som kjent er ikke kvadrofonien blitt noen suksess, og i dag arbeides det med andre overføringssystemer for flerkanals lyd uten kvadrofoniens ulemper. Det startes forsøksdrift av nærradio i Norge. Digitalinnspilte plater (compact disk, kompakt­ plater) kommer i salg. R-DAT-spilleren lanseres. Det er en digital kassettopptaker med kassetter mindre enn de kompaktkassettene vi er vant til.

Studieenhet 1

Grunnleggende akustikk

Figur 1

Vi henger opp en rekke like pendler med lik innbyrdes avstand. Pendlene kan for eksempel være små metallkuler som henger i hver sin tråd. Når vi trekker den pendelen som er lengst til venstre, ut til siden og så slipper den, kan vi se en bølgcbevegelse langs rekken av pendler. Pendelkulene vil vekselvis gå mot og fra hverandre. Vi får fortettinger og fortynninger av kulene som på figur 2. Denne bølgebevegelsen kalles en longitudinell (langs­ gående) bølgcbevegelse. Vi vil oppdage et system i denne bevegelsen. Kuler i en viss avstand vil svinge helt likt. Som vi ser på figur 2, vil for eksempel kule nr. 4 og kule nr. 12 regnet fra venstre svinge helt likt. De passerer likevektspunktet samtidig, og begge svinger i samme retning til enhver tid. Avstanden mellom disse kulene kalles en bølgelengde, og vi bruker bokstaven X som symbol for en slik bølgelengde. Kule nr. 4 og kule nr. 12 følger altså hverandre hele tiden, og vi sier at de svinger i fase. Midt

Figur 2

7/

Studieenhet 1 Figur 3

mellom disse to kulene har vi en kule som passerer likevektspunktet samtidig med dem, men som beveger seg i motsatt retning. Den svinger i motfase.. For å få bedre oversikt kan vi illustrere bølgebevegelsen grafisk, som vist på figur 3. Et utsving til venstre for likevektspunktet blir avsatt opp­ over, mens et utsving til høyre blir avsatt nedover. Vi definerer

Bølgelengden (X) er den minste avstanden mellom to punkter som svinger i fase. Ved bølger i vann er bøl­ gelengden avstanden fra en bølgetopp til neste bølgetopp. Vi bruker symbolet A (den greske bokstaven lambda). Perioden (T) er den tiden en bevegelse trenger på å flytte seg en bølgelengde. Frekvensen (f) er definert som det antall bølgelengder denne bevegelsen gjennomløper i løpet av et bestemt tids­ rom. Innen lydteknikken måles frekvensen i hertz (Hz). Et visst antall hertz er et tilsvarende antall svingninger i løpet av et sekund. Hvis bølgebevegelsen fra kule nr. 4 til kule nr. 12 tar ett sekund, er frekvensen 1 Hz. Tar bølgebe­ vegelsen 1/2 sekund, er frekvensen 2 Hz, fordi bølgen rekker to bevegelser i løpet av ett sekund. 1000 Hz kan også skrives 1 kHz (1 kilohertz). 2300 hertz skrives altså 2,3 kHz.

12

Studieenhet 1

Trykkbølger i luft Vi skal se hva som skjer når vi setter en stemmegaffel i be­ vegelse (se figur 4). Lufta består av gassmolekyler. Idet stemmegaffelen be­ gynner å svinge, skyver den gassmolekyler foran seg ut til siden. Vi får en opphoping - en fortetting - av gass­ molekyler foran stemmegaffelen. Disse molekylene treffer igjen nye molekyler, som også blir satt i bevegelse. En for­ tetting av luftmolekyler, er det samme som et høyere luft­ trykk, et overtrykk. For hver gang stemmegaffelen beveger seg utover, skapes det altså et nytt overtrykk som brer seg utover i lufta. For hver gang stemmegaffelen beveger seg innover, blir det færre gassmokyler enn det opprinnelig var foran gaffelen. Færre luftmolekyler betyr et undertrykk, altså et lavere lufttrykk enn det vanligvis er i lufta. Disse undertrykkene vil på samme måte som over­ trykkene bre seg utover i lufta. Når disse overtrykkene og undertrykkene omsider når trommehinna i øregangen vår, treffer de trommehinna og setter den i bevegelse. Hvordan bevegelsen av trommehinna overføres videre innover i øret, skal vi komme tilbake til siden. Altså: Stemmegaffelens svingninger gir trykkvariasjoner (trykkbølger) i lufta. Disse overtrykkene og undertrykkene forplanter seg gjennom lufta og kan til slutt sette trom­ mehinna i de samme bevegelser som stemmegaffelen hadde. Det er verdt å merke seg at det ikke er de luftmolekylene som befant seg foran stemmegaffelen, som til slutt treffer trommehinnene, men molekyler som befant

Figur 4

13

Studieenhet 7 seg i øregangen. Det er bare selve bølgebevegelsen som brer seg, mediet flytter seg ikke. Luftmolekylene vil jo bevege seg, men bare fram og tilbake rundt en hvileposisjon. Det samme gjelder for eksempel dersom vi be­ veger et tau opp og ned i den ene enden. Vi får en bølgebevegelse langs tauet, men tauet flytter seg ikke bort­ over. Lydbølgene beveger seg i luft med en hastighet på ca. 340 meter per sekund. Denne hastigheten er avhengig av temperaturen, trykket og fuktigheten i lufta. Vi har tid­ ligere definert en tones frekvens og bølgelengde. For­ holdet mellom frekvens, bølgelengde og forflyttingshastighet er:

BØLGELENGDEN ■ FREKVENSEN = HASTIGHETEN

(Å-f = c)

Vi vet også at hastighet = veistrekning/tid.

Dette betyr at hastigheten c = “t" der å = bølgelengden og T = perioden.

Frekvensen f =y gir c = ^- = A-f. Dette gir A =-y-

der A = bølgelengden c = hastigheten f = frekvensen

Oppgave En bølge brer seg med hastigheten 340 meter per sekund. Hvilken frekvens har vi dersom bølgelengden er 20 cm?

Løsning c 340 m/3 Yi bruker formelen c = f A som gir f ="X = 0,2m

= 1700 Hz.

Dersom en bølge brer seg med hastigheten 340 m/s, vil altså en bølgelengde på 20 cm bety at frekvensen er 1700 Hz (1700 hele svingninger per sekund).

Måler vi lufttrykkforandringene i forhold til tiden, kan vi sette opp resultatet i form av et diagram:

14

Studieenhet 1 Figur 5

Den horisontale aksen viser tiden, og den vertikale viser hvordan lufttrykket varierer. Et svingningsforløp som på figur 5 kalles en sinussvingning. En slik sinustone kan be­ skrives ved hjelp av to størrelser; frekvens og amplitude. Frekvensen er, som vi tidligere har definert, antall sving­ ninger per sekund, mens amplituden er definert som øyeblikksverdien, det vil si det nivået eller den styrken tonen har til enhver tid. I figur 6 har vi beskrevet en tone som svinger med frekvensen f = 440 Hz. Den horisontale linjen gir oss altså frekvensen, mens den vertikale gir oss am­ plituden (nivået). På pianoet kalles denne tonen enstrøken a. Når vi tryk­ ker ned denne tangenten, slår en filthammer mot en streng inne i pianoet, og strengen begynner å svinge med fre­ kvensen 440 Hz. Strengen svinger altså fram og tilbake 440 ganger i løpet av ett sekund. Dersom vi slår an denne tonen på en stemmegaffel, vil vi merke at tonen på pi­ anoet er langt fyldigere enn tonen på stemmegaffelen. Det

Amplitude

i

20Hz

440Hz

20kHz

)

Frekvens

Figur 6

15

Studieenhet 1

kommer av at pianotonen er sammensatt av flere enkelttoner. En slik lyd kaller vi en klang. I tillegg til grunntonen 440 Hz består klangen av flere toner som vi kaller overharmoniske toner eller overtoner. Disse overharmoniske tonene har alle en frekvens som er et visst antall ganger grunntonens frekvens. Er grunntonen 440 Hz, er første overtone 2 x 440Hz = 880 Hz, annen overtone 1320 Hz, tredje overtone 1760 Hz, fjerde overtone 2200 Hz osv. Fre­ kvensen 880 Hz heter tostrøken a. 1320 Hz er trestrøken e. 1760 Hz tilsvarer trestrøken a, og 2200 Hz tilsvarer firestrøken c. Dette betyr at når vi slår an tonen a på pi­ anoet, kommer det en rekke enkelttoner ut av denne ene strengen i pianoet. Sammenhengen mellom disse tonene er ikke tilfeldig: tonene a, e og ciss danner til sammen en musikalsk (dur-)treklang. Vi repeterer

Når vi slår an en tone på for eksempel et piano, kommer det en rekke toner ut fra den ene strengen vi slår på. Disse tonene er harmonisk sammensatt slik at vi i stedet for én tone opplever flere toner som sammen gir en musikalsk klang. Vi deler overtonene inn i like og ulike harmoniske toner avhengig av om de er et ulikt eller likt antall ganger grunn­ frekvensen. Alle instrumenter og stemmer har sin spesielle klang eller klangfarge. Det er en av årsakene til at vi kan høre forskjell på to instrumenter selv om de begge spiller samme tone. En annen årsak er at innsvingningsforløpet (måten klangen bygges opp på), og utsvingningsforløpet (måten klangen dør ut på) varierer fra instrument til in­ strument. I inn- og utsvingningsforløpet oppstår det også små hurtige ekstra svingninger som vi kaller transienter. Transientene kan også i stor grad være med på å gi klang­ en dens særpreg. Vi definerer

En klang er sammensatt av flere toner. Klangfargen be­ stemmes av deltonenes antall og deres frekvenser og styrke. Også klangens inn- og utsvingningsforløp er med på å bestemme hvordan klangen høres ut. En harmonisk klang består av en grunntone og et visst antall over­ harmoniske toner.

16

Studieenhet 1

Figur 7a

Figur 7 viser et eksempel på tonen enstrøken a spilt på to ulike instrumenter. Disse instrumentene låter ulikt. År­ saken til at samme tone spilt på to instrumenter låter for­ skjellig, kan være forskjellig størrelse på instrumentene, forskjellig materiale osv. Som vi ser på figur 8, er klangen summen av grunntone og overtoner. Dersom vi gjør et opptak av denne klangen, er det sum informasjonen som blir omgjort til et elektrisk signal i mikrofonen. Det er først når vi hører på dette opp­ taket, at klangen i den indre delen av øret vårt igjen deles opp i sine enkelttoner. Mer om dette senere.

17

Studieenhet 1 Figur 8

Tar vi for oss en bit av et musikkstykke, kan vi ha føl­ gende informasjon:

Figur 9

Dette kan for eksempel være en pianoakkord med 3 grunntoner og flere overtoner til hver av grunntonene. Til sammen blir det en fyldig klang som inneholder en rekke enkelttoner med forskjellig frekvens og amplitude.

Frekvensområdet Det menneskelige øre kan registrere svingninger med fre­ kvens fra ca. 16 Hz (fjern torden) til i overkant av 20 000 Hz. Pianoet dekker frekvensområdet fra 27,5 Hz til i over­ kant av 4000 Hz. All informasjon over 4000 Hz kommer altså fra grunntonenes overharmoniske toner (overtonene). Evnen til å høre høyfrekvent lyd er størst hos barn. I 15årsalderen kan nesten alle oppfatte frekvenser opp til 20 000 Hz, mens man i 40-årsalderen sjelden hører fre­ kvenser over 15 000 - 16 000 Hz. Det er også en grense for hvor små frekvens-

18

Studieenhet 1 forandringer vi kan oppfatte. Hørselen er mest følsom i frekvensområdet 500 Hz - 1000 Hz, der vi er i stand til å oppfatte en frekvensendring ned til ca. 0,3 %. Det betyr at vi er i stand til å oppfatte en frekvensendring på 3 Hz ved 10 000 Hz. Ved lavere og høyere frekvenser må frekvensforandringene være større for at de skal oppfattes. Vi deler opp det hørbare frekvensområdet i tre hoved­ deler: Bassområdet dekker frekvensområdet 16 Hz- 300 Hz. Mellomtoneomrddet dekker frekvensområdet 300Hz 3 kHz. Diskantomrddet dekker frekvensområdet 3 kHz 20 kHz. Grensene mellom disse hoveddelene er ikke stan­ dardisert og må derfor ikke ses på som skarpt definerte grenser.

Frekvensgang (frekvensrespons) Dette er et uttrykk en ofte møter innen lydteknikken. Frekvensgangen er et uttrykk for forholdet mellom am-

Figur 11

19

Studieenhet 1

plitudene (nivåene) til de forskjellige frekvensene i fre­ kvensområdet. Dersom en forsterker har en "flat" frekvensgang, betyr det at forsterkeren forsterker alle frekvensene i frekvensområdet like mye. Utstyr som ikke har en "flat" frekvensgang, vil altså ikke påvirke de forskjellige delene av frekvensområdet like mye, og vi får en "farging" av lyden. Ofte er denne fargingen ønsket (for eksempel i tonekontroller i miksebord), mens den andre ganger er høyst uønsket (i høyttalere, forsterkere osv.). Frekvensgangen kan uttrykkes i et frekvens/amplitude-diagram som på figur 10, eller som tall, for eksempel 20 Hz-15 kllz: + 2,5 dB -1 dB. Det betyr at mellom frekvensene 20 Hz og 15 000 Hz vil utstyret maksimalt forsterke signalet 2,5 dB for mye og maksimalt 1 dB for lite. På figur 11 ser vi et eksempel på en høyttalers frekvens­ gang. Som vi ser, er frekvensgangkurven på langt nær rett, og denne høyttaleren vil derfor farge lyden betraktelig.

Båndbredde Båndbredden er definert som den delen av frekvensom­ rådet der utstyret klarer å gjengi signalet uten et fall i am­ plituden større enn 3 desibel. Desibel er her et mål for signalstyrken (amplituden). Vi skal lære mer om desibel senere. På figur 12 ser vi en frekvensgangkurve som har en rett frekvensgang mellom 40 Hz og 10 kHz, og som har en båndbredde fra 20 Hz til 20 kHz.

Støy Når vi her taler om støy, mener vi ikke støy i betydningen uønsket lyd. Her er støy definert som lyd uten tone eller klangkarakter. Figur 13 viser et eksempel på et støyspekter som kan være for eksempel et slag på en skarptromme. Mens vi alltid kan dele opp en klang i dens enkelttoner, inneholder støy et mer tilfeldig antall frekvenser. I lyd­ teknikken brukes støy til målinger. De to mest brukte støytypene er hvit og rosa støy. Hvit støy er definert som et signal som inneholder alle frekvensene i frekvensspekteret, hvor hver del av fre­ kvensområdet inneholder like stor samlet lydenergi (lyd­ effekt). Et eksempel på hvit støy er støy fra en radio-

20

Studieenhet 1

Figur 12

mottaker som er innstilt mellom to stasjoner. Rosa støy in­ neholder også alle frekvensene i frekvensområdet, men i stedet for lik lydeffekt i de forskjellige delene av fre­ kvensområdet har denne støyen lik effekt innenfor hver oktav. En oktav er avstanden i frekvensområdet mellom en frekvens og den dobbelte frekvensen (for eksempel fra 40 Hz til 80 Hz). Det betyr at mens hvit støy har like stor samlet lydeffekt i frekvensområdet 1 kHz - 2 kHz som i området 2 kHz - 3 kHz, har rosa støy like stor effekt i ok­ taven 1 kHz - 2 kHz som i oktaven 2 kHz - 4 kHz. Siden alle oktavene i frekvensområdet skal inneholde like stor effekt, betyr det at også oktaven 10 kHz - 20 kHz skal in­ neholde like stor effekt som oktaven 1 kHz - 2 kHz, selv om altså denne oktaven inneholder 9000 flere enkeltfrekvenser. Det forteller oss at rosa støy inneholder mindre energi samlet i diskantområdet enn hvit støy. Hvit støy virker dermed lysere (derav navnet), mens rosa støy låter mørkere fordi den inneholder mer energi i bassområdet. Vi skal senere komme tilbake til hvordan støy brukt ved lydtekniske målinger kan være et nyttig hjelpemiddel for lydteknikeren.

Figur 13

21

Studieenhet 1

Figurene 14 og 15 viser frekvensgangen til de to støytypene. Amplitude

1 kHz

2 kHz

20 kHz

Figur 14 hvit støy

Doppler-effekten Når vi beveger oss mot en lydkilde som står i ro, vil vi i løpet av en viss tid møte flere lydbølger (overtrykk og un­ dertrykk) enn om vi stod stille. Vi hører derfor en lyd med høyere frekvens enn om vi stod stille. Beveger vi oss fra lydkilden, blir antallet bølger som passerer oss i løpet av en viss tid, mindre enn om vi står stille. Disse for­ andringene i tonehøyden kan vi også høre om vi står stille og lydkilden beveger seg mot oss eller fra oss. Kommer lydkilden mot oss, vil tonehøyden øke. Går lydkilden fra oss, blir tonehøyden lavere. Dette hører vi alle når en bil kommer mot oss og passerer oss. Fenomenet kalles doppler-effekten og er oppkalt etter østerrikeren Christian Doppler. I lydteknikken bruker vi effekten i lesliekabinettet, hvor "roterende" høyttalere gjør at tonehøyden varierer i sam­ svar med rotasjonshastigheten på høyttalerne. Effekten kan også gjøres elektronisk.

22

Studieenhet 7 Prøv deg selv!

Nedenfor finner du noen oppgaver som du bør kunne løse etter å ha gått igjennom studieenhet 1. Svarene på opp­ gavene finner du bakerst i kursboka. OBS! Du skal ikke sende svarene på disse oppgavene til bre vsk ol elæreren! Oppgave 1.1

Hvilket år feiret vi grammofonens 100-årsdag? Oppgave 1.2

a Definer bølgelengde. b Definer frekvens. c I romtemperatur brer lys seg med hastigheten 340 m/s. Vi hører en 1000 Hz tone. Hvilken bølgelengde har denne tonen? d Hva er frekvensen dersom bølgelengden er 40 cm. Oppgave 1.3

a Hvilken frekvens er 1. harmoniske overtone til 440 Hz? b Hva mener vi med ulike harmoniske overtoner? c Nevn noen ulike harmoniske overtoner til frekvensen 440 Hz. d Hva menes med like harmoniske overtoner? e Nevn noen like harmoniske overtoner til frekvensen 440 Hz. Oppgave 1.4

a Hva mener vi med amplitude? b Vi slår an en 220 Hz tone på pianoet. Tegn amplitude/ frekvens-diagram for grunntonen og 1. og 2. overtone. Oppgave 1.5

Hvilket av støysignalene rosa og hvit støy inneholder like mye effekt samlet per oktav uansett hvor i frekvensom­ rådet vi henter denne oktaven?

Innsendingoppgaver til studieenhet 1 Løs oppgavene til Radioteknikk 1, studieenhet 1, i heftet Nærradio i 90-årene, og send besvarelsen til brevskole­ læreren.

23

Studieenhet 2

Desibel Lyd forflytter seg altså i luft i form av små, hurtige endringer av lufttrykket. Styrken på disse lufttrykksendringene gir oss lydtrykket. Lydtrykket symboliseres med bokstaven p og måles i Pascal (Pa) eller Newton per kvadratmeter (N/m2). 1 N/m2 = 1 Pa. Vårt øre er i stand til å oppfatte svært små lydtrykk helt ned til 0,00002 Pa. Dette gir et trykk på trom­ mehinnen tilsvarende en vekt på 0,16 milliondels gram! Dette tilsvarer igjen omtrent den lufttrykksforskjellen vi opplever dersom vi strekker oss på tå. Som kjent minker lufttrykket når vi beveger oss "i høyden", og en tåheving medfører altså en trykkendring tilsvarende det laveste lyd­ trykket vi oppfatter. Hadde vi vært i stand til å gjøre 440 tåhevinger per sekund, ville vi dermed kunne høre tonen a med frekvensen 440 Hz!

Høreterskelen Det laveste lydtrykk vårt øre oppfatter, kalles høreterskelen. Dette trykket er 2 • 10’5 Pa (for en 1 kHz tone). Høreterskelen er altså hørselens "null-nivå", og da det kan være store individuelle variasjoner mellom perso­ ner, er dette nivået et gjennomsnittsnivå. (Dette trykket til­ svarer en intensitet på 10'12 W/m2.) Smertegrensen

Dersom vi øker lydtrykket tilstrekkelig, vil vi til slutt få smertefornemmelser. Dette lydtrykket kalles smer­ tegrensen, og er faktisk ca. en million ganger sterkere enn høreterskelen. Øret er altså i stand til å oppfatte forskjeller i lydtrykk på ca. en million ganger. Dette er et enormt dynamikkområde! Nå må det straks legges til at øret opp­

24

Studieenhet 2 fatter ikke en dobling av lydtrykket som en dobbelt så sterk lyd. Vi opplever dermed ikke lyder opp mot smertegrensen som en million ganger sterkere enn høreterskelen. Forsøk viser at for å få en skala som gir oss en jevn økning i vår subjektive opplevelse av lydstyrken, må lydtrykket stige eksponentielt . Det vil si: For å få en subjektivt jevn økning i lydstyrken: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 ganger osv., altså slik at lydstyrken øker med en faktor på 1, må lydtrykket økes på følgende måte: 1; 3; 16; 10; 31; 6; 100; 316 osv., altså en økning med en faktor på kvadrat­ roten av 10. Vi trenger en måte å uttrykke lydstyrke på som er i sam­ svar med hvordan øret subjektivt oppfatter lydnivåer. Desibelbegrepet gir oss denne muligheten.

Desibel - et forholdstall Betegnelsen desibel er i utgangspunktet et uttrykk for for­ holdet mellom to effekter, altså hvor mye større eller mindre en effekt er enn en annen. Dersom vi øker den akustiske effekten en høyttaler stråler ut, fra 0,1 watt til 1 watt, oppfattes dette av oss som om lydstyrken dobles. Dersom effekten så økes fra 1 watt til 10 watt, oppfattes også dette som en dobling av lydstyrken (og altså ikke som en 10-dobling). Figur 16 viser oss forholdet mellom akustiske effekter og måten de oppfattes på av vårt øre. Vi ser at en økning fra 1 W til 10 W oppleves som en like stor økning som fra 10 W til 100 W. Dette forholdet kaller vi logaritmisk. Fra matematikken vet vi at: 1 = 10° 10 = 101 10-10 = 100 = 102 10-10-10 = 1000 = 103

Logaritmen til et tall er den potens vi må opphøye 10 i for å få tallet.

1 °pv

1w OJW

10W

1000W

Figur 16

25

Studieenhet 2 Vi bruker kalkulator (med logaritmefunksjon) eller lo­ garitmetabell for å finne logaritmene og slår fast at:

log log log log

1 10 2 20

= = = =

0 1 0,301 1,3

fordi fordi fordi fordi

10° 101 1O0’301 101'3

= = = =

1 10 2 20

En økning fra 1 W til 10 W kan derved også skrives som en økning fra 10° W til 10’ W. På samme måte kan effektøkningen fra 10 W til 100 W uttrykkes som en økning fra 101 W til 102 W. Felles for begge disse uttrykkene er at eksponenten har økt med faktoren 1 (fra 0 til 1 og fra 1 til 2). Denne faktoren danner grunnlaget for betegnelsen bel, som var den opprinnelige enheten. Nå er enheten bel for stor til vårt bruk, så vi innfører dermed 6/eszføZ-begrepet. 7 desibel = 0,1 bel. En effektøkning fra 10 W til 100 W til­ svarer altså en økning på 10 desibel, fordi eksponenten har økt med 1 (1 bel = 10 desibel).

Altså: Fordi en effektøkning fra 10 W til 100 W oppleves som en dobling av lydstyrken, oppfattes en endring på 10 desibel subjektivt som en dobling av lydstyrken.

For å regne med desibel bruker vi formelen: (1) Antall dB = 10 ■ log P/Pref, hvor P er den effekten vi skal måle, og Pref er vår referanseeffekt, det vil si den effekten vi skal måle P i for­ hold til. (Husk at desibel alltid uttrykker forholdet mellom 2 verdier, det vil si hvor mye større eller mindre en verdi er enn en annen.) I praksis brukes denne formelen slik: Du dividerer den verdien du skal måle, med referanseverdien og bruker lo­ garitmetabell eller kalkulator for å finne logaritmen til dette svaret. Så multipliseres svaret med 10, og du får antall dB. Et positivt antall dB indikerer at den verdien du skal måle, er større enn referanseverdien, mens et negativt svar indikerer at verdien du måler, er mindre enn re­ feransen. Mer om dette siden.

26

Studieenhet 2 Regneeksempel

Dersom vi vet at et jetfly produserer en lydintensitet på 10 watt/m2 (watt pr. kvadratmeter), finner vi hvilket desibelnivå (antall dB i forhold til høreterskelen) dette tilsvarer ved å bruke denne formelen:

(1) Antall dB = = = = =

10 • log P/Pref, der Pref er høreterskelen 10 • log [10W/m2: 1012 W/m2] 10 • loglO13 (fordi 10V1212 = 10,+12 = 1013) 10-13 (fordi log 1013 = 13) 130 dB

Dette svaret forteller oss altså at jetflyet gir et støynivå (en intensitet) på 130 dB, som igjen betyr et nivå 130 dB ster­ kere enn høreterskelen. Oppgave

Dersom et jetfly gir en intensitet på 130 dB, hvilken in­ tensitet vil to slike fly gi? Vi bruker igjen formelen (1) antall dB = 10 • log P/PrefI dette tilfellet er lydintensiteten vi skal måle, 20 W/m2 (2 fly å 10 W/m2 ).

Vi får: Antall dB

= = = = =

10 • log [20W/m2: 1012 W/m2] 10 • [log 2 +log 1013] 10 • [0,301 + 131 10 • [13,30U 133,01 dB

En dobling av intensiteten gir altså en økning på 3,01 ~ 3 dB.

Formelen (1) gjelder for desibclregning hvor vi skal sam­ menligne effekter. Skal vi regne med elektriske spen­ ninger, brukes formelen (2)

Antall dB = 20 • log U/Uref,

der U er den spenningen vi skal måle, og Uref er referansespenningen. Vi legger merke til at vi i denne formelen bruker faktor 20 (i stedet for 10 som ved effektmålinger). Det betyr at en

27

Studieenhet 2

elektrisk spenningsdobling tilsvarer en økning på 2 ■ 3,01 dB~6 dB. Vi repeterer

Desibel er et forholdstall. Fordi desibel er et logaritmisk mål, blir det samsvar mellom måleresultatene og vår sub­ jektive opplevelse av nivået. Ved effektmålinger brukes formelen (1) antall dB = 10 • log P/Pref Ved spenningsmålinger brukes formelen (2) antall dB = 20 ■ log U/Uref

En effektdobling tilsvarer en økning på ca. 3 dB, mens en spenningsdobling tilsvarer ca. 6 dB økning.

Desibelreferanser Vi har en rekke forskjellige desibeluttrykk, avhengig av hvilken referanse vi velger å bruke:

Akustiske målinger. Ved akustiske målinger brukes hø­ reterskelen som referanse, og svaret uttrykker antall dB sterkere enn høreterskelen. Sammenlignes lydintensiteten i to akustiske målinger, brukes I = 1012 W/m2 som referanse, og dersom vi sammenligner lydtrykk, brukes P = 2 • 105 N/m2 som referanse. Lydtrykksnivåer angis ofte i "dB SPL" (Sound Pressure Level). Elektrisk effekt. Ved måling av elektrisk effekt (det vil si effekt i elektriske kretser) brukes referansen P = 1 milliwatt ( 103 watt). Svaret oppgis i dBm, hvor "m" står for milliwatt. I praksis krever dBm-målinger at en foretar må­ lingen over en 600 ohms motstand, fordi en bruker et må­ leinstrument som måler spenning i stedet for effekt. Vi kan regne oss fram til at en elektrisk spenning på 0, 775 volt vil utvikle en effekt på 1 mW i en 600 ohms motstand. Det er viktig å være klar over at dBm-målinger egentlig er effekt­ målinger, selv om mange feilaktig bruker betegnelsen om rene spenningsmålinger. Innen lydteknikken brukes som regel spenningsstyrte

28

Studieenhet 2 forsterkere. Det er derfor hensiktsmessig å uttrykke spenningsmålinger i desibel. Her benyttes det to forskjellige spenningsreferanser, 0,775 volt og 1 volt. Når vi bruker 0,775 V som referanse, henger vi på bokstaven u bak svaret for å markere at dette er referansen. O dBu = 0, 775 volt.

Betegnelsen dBu er blitt en standard for de nordiske lands kringkastings- og teleinstitusjoner. Andre kringkastings- og teleinstitusjoner bruker samme referanse, men uttrykker spenningen i dB (0,775 V). Parentesene bak dB-tallet viser hvilken referanse som er brukt. Brukes 1 volt som re­ feranse, uttrykkes svaret i dBV. 0 dBV = 1 volt.

Figur 17 viser sammenhengen mellom spenninger på 0,775 volt målt på skalaer som viser volt, dBm og dBu.

29

Studieenhet 2 Formelsamling

Akustiske målinger:

Lydintensitetsmålinger dB = 10 • log I/Iref, der Iref = 1012 W/m2.

Lydtrykksmålinger dBSPL = 20 ■ log P/Pref, der Pref = 2-10'5 N/m2 Elektriske målinger:

Effektmålinger dBm = 10 ■ log P/Pref, der Pref = 103 watt Spenningsmålinger dB = 20 • log U/Uref, der Uref = 0,775 V (svaret oppgis i dBu) eller der Uref = IV (svaret oppgis i dB V). Oppgave

Hørselens smertegrense ble oppgitt som lydtrykk på ca 20 N/m2. Hvor mange dBSPL tilsvarer dette? Svar

SPL betyr Sound Pressure Level, og vi bruker derfor for­ melen:

dBSPL = 20 • log P/Pref, der Pref = 2 • 10 5 N/m2. Vi får:

= = = =

20 ■ log [20/(2 ■ 10 5)J 20 • log 106 20-6 120 dBSPL

Noen eksempler på lydintensitetsnivåer

Høreterskel Knitring fra tørt løv Svak husstøy Dempet radiomusikk Vanlig samtale (1 m) Sterkt trafikkert gate Pressbor på ca. 10 m avstand Støy fra propellfly (50 m) Smertegrense Støy fra jetflymotor (25 m)

30

0 10 til 20 30 40 60 80 100 120 120 130

dB dB dB dB dB dB dB dB dB dB

Studieenhet 2 Oppgave

Hvor mange dBu er 1,55 volt? Vi vet at 0 dBu = 0,775 volt (775 millivolt). Vi har også lært at en dobling av en elektrisk spenning tilsvarer en økning på 6 dB. 1,55 er det dobbelte av 0,775 volt. Dermed blir 1,55 volt lik + 6 dBu (dobbelt så høy spen­ ning som 0 dBu). Svar: 1,55 V = + 6 dBu. Oppgave

Hvilken elektrisk spenning tilsvarer + 6 dBV? Siden en økning på 6 dB alltid må bety en spenningsdobling, må + 6 dBV være en dobling av den spenningen som gir 0 dBV. Siden 0 dBV = 1 volt, må + 6 dBV være 2 • 1 volt = 2 volt. Svar: + 6 dBV = 2 volt. Oppgave

En høyttaler i et rom gir en lydintensitet på I = 90 dB. Dersom vi setter en slik høyttaler til ved siden av den første og tilfører samme nivå også til denne høyttaleren, hvilken intensitetsøkning får vi da? Svar: Vi får 3 dB økning (til 93 dB) fordi en dobling av in­ tensiteten tilsvarer + 3 dB. Vi har i oppgavene ovenfor brukt relativt enkle verdier (doblinger, halveringer). For spesielt interesserte kan vi ta med en litt vanskeligere oppgave som krever kalkulator med logaritmefunksjon eller logaritmetabell. Oppgave

1,23 V er et elektrisk nivå en møter ofte innen lyd­ teknikken. Hvor mange dBu tilsvarer 1,23 V?

Vi bruker formelen for spenningsmåling: antall dB = 20 • log U/Uref, der Uref = 0 dBu = 0,775 V. = 20 • log 1,23/0,775 = 20 ■ log 1,587 = + 4 dBu

Svar: 1,23 V = + 4 dBu

31

Studieenhet 2

Praktisk bruk av desibel I daglig lydarbeid har lydteknikeren svært ofte behov for kunnskaper omkring desibelbegrepet. 1. Utstyrskalibrering De fleste teknikere må kunne kalibrere (trimme, justere) studioets tekniske utstyr. Det å kalibrere et studio inne­ bærer blant annet å justere viserinstrumentene på mikse­ bordet og å justere båndspillerens viserinstrumenter og elektriske nivåer. Bare det å kalibrere en enkel stereo spolebåndspiller krever justering av minst 10-15 forskjellige elektriske nivåer (og alle disse justeringene omhandler de­ sibel).

2. Linjemålinger En radiotekniker må kjenne og kunne bruke dBu- og dBm-begrepene når det gjøres linjeprøver i samarbeid med Televerkets teknikere i forbindelse med overføring av radioprogrammer via Televerkets programlinjer. 3. Masterbåndproduksjon En musikktekniker må når det produseres et masterbånd (det vil si bånd som inneholder det ferdige stereoopptaket som det siden skal produseres plater eller kas­ setter av), legge inn en rekke "måletoner" foran på dette båndet. Disse tonene skal senere brukes til å sikre at slutt­ produktet låter best mulig. Under denne prosessen er lydteknikerens kjennskap til og forståelse av desibelbegrepet et krav.

32

Studieenhet 2

Viseri nstru menter Med viserinstru menter menes her nivåindikatorer som for eksempel de viserne eller lysdiodene vi ser bevege seg i takt med musikken på kassettspilleren hjemme i stua. Vi­ serinstru mentenes oppgave er i dette tilfellet å hjelpe oss å stille inn innspillingsnivået på kassettspilleren slik at sig­ nalet på kassetten verken blir for lavt innspilt (med mye støy til følge) eller for sterkt innspilt (med forvrengt lyd til følge). Det er viserinstrumenter som benyttes i lydteknisk apparatur, vi i denne sammenhengen skal se nærmere på Viserinstrumenter kalles også metre (et meter, flere metre). Meterets oppgave er å indikere et signalnivå. I miksebord, båndspillere, effektbokser osv. sitter det viser­ instrumenter som skal fortelle brukeren hvilke elektriske nivåer utstyret til enhver tid behandler. De forskjellige vi­ serinstru menttypene skiller seg fra hverandre på flere punkter: 1 Hvordan nivåindikeringen skjer (med visere eller med lysende punkter). 2 Viserinstrumentets "ballistiske egenskaper": a Stigetid, det vil si hvor fort meteret klarer å gjengi en plutselig nivåøkning. Stigetiden kalles også integrasjonstid. b Falltid, det vil si hvor fort viserinstrumentets utslag faller ned til 0-punktet igjen dersom signalet vi måler, slås av. c Skalaens lengde og inndeling.

Viserinstrumentene deles inn i to typer, VU-metre og PPiMmetre.

VU-meteret Et lydsignal har et nivå som forandres kontinuerlig. Plutse­ lige raske nivåtopper kan være langt over gjennomsnittet, selv om de ikke innvirker særlig mye på lytterens opp­ levelse av nivået. Vårt øre har en tendens til å forflate nivået. Det fører til at dersom vi har et musikkstykke eller et radioprogram med et konstant, moderat nivå, kan det for lytteren høres langt høyere ut enn et program hvor nivået er lavt, men hvor toppene er svært høye.

33

Studieenhet 2 Et vanlig voltmeter gjør derfor en dårlig jobb ved av­ lesning av lydprogram hvor nivåforandringene skjer hurtig. For å kunne gjøre slike målinger ble VU-meteret kon­ struert. Meteret er gammelt, det ble konstruert av de ame­ rikanske selskapene Bel og RCA allerede i 1935. Utgangspunktet for å konstruere dette viserinstrumentet var et ønske om en nivåindikator som skulle gi utslag i samsvar med vårt subjektive hørselsinntrykk. Dersom me­ teret brukes til å måle et signal med et konstant, ved­ varende nivå, vil VU-meteret indikere den "riktige" verdien (som om vi hadde brukt et vanlig voltmeter). Når VUmeteret brukes til å måle et signal som hele tiden varierer i nivå (for eksempel et talesignal), vil meteret vise et nivå som ligger et sted mellom gjennomsnittsverdien og topp­ verdien. Dette viser seg å korrespondere ganske godt med måten vi opplever signalet på. VU-meteret er dermed egnet til bruk ved blanding av forskjellige lydkilder, for eksempel en radiosending der en gjør en overgang fra en grammofonplate til en programlederstemme. For at lytteren ikke skal måtte gå bort til ra­ dioen for å skru nivået opp eller ned når programlederen begynner å snakke, er det viktig at stemmens nivå er i samsvar med nivået på musikken foran.

Figur 18

34

Studieenhet 2 Bruk øret

Det aller beste hjelpemidlet i dette tilfellet er selvfølgelig øret, men en vil også kunne få god visuell hjelp av et viserinstrument til denne balanseringen (i alle fall inntil tek­ nikeren er blitt erfaren). Til dette bruk kan VU-meteret være et verdifullt redskap. VU-meteret er en relativt enkel konstruksjon, men kra­ vene til meteret skal være strenge. For at viserinstrumentet skal kunne kalles et VU-meter, må en rekke krav være inn­ fridd. Stigetiden skal være 300 ms (millisekunder). (Stigetiden for VU-meteret er definert som den tiden det tar fra et signal slås på, til viseren har fått 99 % av fullt utslag.) Også til forsiden av meteret stilles det krav. Det skal være en svart viser, og bakgrunnen skal ha en helt spesiell gulfarge. VU-meteret er mye brukt både i lydkontrollbord og i båndspillere. Som figur 18 viser, har skalaen et 0-punkt litt til høyre for midten. Over 0 går skalaen over i en rød farge i 3 trinn opp til + 3, mens den nedover går i ulike trinn ned til - 20. Under skalaen står det en rekke tall fra 20 til 100. Disse tallene indikerer prosent "utstyring" av signalet. Der den røde delen av skalaen starter, er det markert 100 % (maksimalt nivå). xMed 100 % utstyring menes her det aller kraftigste signalet som utstyret klarer å behandle uten at det oppstår forvrengning av signalet. Over skalaen ser vi bokstavene VU, som kommer fra engelsk: Volume Uhits (volumenhcter). I praksis viser ska­ laen desibel, men fordi det her kalles volumenhcter, betyr det at det er mulig for brukeren å definere kalibreringen, det vil si hvilket utslag viserinstrumentet skal gjøre for et bestemt signal. Den vanligste kalibreringen av VU-meteret er at 0 VU tilsvarer en elektrisk spenning på 1,23 volt (+ 4 dBu). Selv om dette er en standard i profesjonelle stu­ dioer, trenger altså 0 VU på et VU-meter ikke å tilsvare 0 VU på et annet. Det er mulig for den enkelte bruker å kalibrere meteret etter eget ønske. På amatørutstyr gir VUmetrene ofte 0 VU-utslag for spenningen -10dBV (0,301 volt). Dersom meteret er kalibrert slik at en spenning på + 4 dBu gir 0 VU-utslag, vil for eksempel et signal på + 6 dBu (1,55 volt) gi + 2 VU utslag. Dersom vi tilfører et signal med spenningen 0 dBu (0,775 volt), vil VU-meteret på samme måte gi utslaget - 4 VU. Vi forutsetter i disse ek­

Studieenhet 2 semplene at de signalene vi måler på, har en viss varighet, slik at VU-meteret rekker å stille seg inn før signalet endres. VU-meteret ble altså konstruert ut fra et ønske om et viserinstrument der utslaget korresponderer med vår sub­ jektive nivåopplevelse av signalet. VU-instrumentet er en enkel (og relativt billig) konstruksjon. I tillegg til å være egnet til målinger hvor lydteknikeren er interessert i visuell help ved blanding av lydsignaler, har VU-meteret sin viktigste funksjon i forbindelse med ka­ librering av teknisk utstyr, da en i slike tilfeller vil måle på vedvarende toner. VU-meteret får da den tid det trenger til å komme opp til et "riktig" nivå. Mens VU-meteret er svært utbredt i USA, er bruken av VU-meteret i Europa langt mer beskjeden. I Europa er "Peak"- eller PPM-meteret (Peak Programme Meter) det mest utbredte. Mens VU-meteret har en viss treghet som gjør det uegnet til å indikere hurtige nivåtopper (som kan­ skje overstyrer båndet), er PPM-meteret et "toppverdi"visende instrument. Ved hjelp av en elektrisk krets som er i stand til å lagre elektriske signaler en viss tid, kan PPMmeteret klare å gjengi plutselige nivåtopper. Det betyr at stigetiden må være lavere enn for VUmeteret. Mens VU-meteret har en stigetid på 300 ms (0,3 s), trenger PPM-meteret bare en tonepuls med en va­ righet på 1,5 ms for å gi riktig utslag. Fordi hurtige nivåtopper kan være over nesten like fort som de oppstår, har meterets fallhastighet blitt senket. Det er nødvendig dersom vi skal kunne rekke å registrere me­ terets utslag. PPM-meteret har en tilbakeløpstid på ca. 1,7 s, noe som medfører at det blir relativt behagelig å bruke. Mens VU-meteret viser et midlere nivå, registrerer PPMmeteret toppene. Dette er en sannhet med visse modifika­ sjoner, da meteret selv med en stigetid på bare 1,5 mil­ lisekunder faktisk ikke klarer å følge de aller raskeste nivåtoppene. PPM-meteret er likevel godt egnet til å kon­ trollere nivåer der det er fare for overstyring av signalet (med resulterende forvrengt lyd). I langt de fleste tilfellene hvor lydteknikere bruker et viserinstrument, er utgangs­ punktet å kunne sørge for at signaltoppene ligger opp mot maksimalnivået, slik at en får signalnivået så langt opp fra støyen som mulig. Til slik bruk er PPM-meteret langt mer

Studieenhet 2

anvendbart enn VU-meteret. Mens et godt PPM-meter koster flere tusen kroner, koster VU-meteret noen få hundre kroner. Mens det tar lang tid å lære seg å bruke et VU-meter, er det relativt enkelt å bruke et PPM-meter. Faren ved all bruk av viserinstrumenter i forbindelse med utstyring og balansering av lyd er at teknikeren blir for opptatt med viserinstrumentet og glemmer å bruke ørene. Da det til slutt er lytterens ører som avgjør om nivåbalansen er bra, må også vi teknikere venne oss til å bruke ørene. Viserinstrumentene skal bare være et hjelpemiddel for å unngå forvrengt lyd på grunn av et for sterkt signal og et dårlig signal/støy-forhold som skyldes at ved for svake sig­ naler blir avstanden ned til støyen mindre. Selv om det finnes PPM-metre som bruker visere, er de fleste utstyrt med en lyssøyle som indikerer nivået. Skalaen kan bestå av LED-er (lys-emitterende dioder) eller være av såkalt Bar-Graph-type. Mange VU-metre har en innebygd lysdiode (LED). Det gjør meteret langt bedre egnet til ut­ styring av lydsignaler, da denne dioden kan kalibreres slik at den lyser ved vårt ønskede toppnivå. Raske nivåtopper, som VU-meteret ikke er i stand til å gjengi, vil LED-en re­ gistrere og gi teknikeren beskjed. Plasmametre er et fellesord for metre som benytter lys som indikator. Plasmametre har flere fordeler framfor metre som bruker visere:

1 Metrene kan gjøres svært smale, slik at teknikeren, hvis det plasseres en rekke metre ved siden av hverandre, lettere kan kontrollere mange nivåer samtidig. 2 Ved å dele opp skalaen i to eller flere farger kan tek­ nikeren enda lettere oppdage overnivåer 3 Stigetiden kan gjøres ekstremt lav.

Skalaer (DIN-skala/nordisk skala/BBC-skala) I Europa brukes det flere forskjellige PPM-skalaer. Figur 19 viser DIN-skalaen (DIN = Deutsche Industrie-Normen). Over 0 dB-merket vil lyset gå over i en kraftigere rød­ farge. Det er derfor hensiktsmessig å kalibrere meteret slik at 0 dB tilsvarer det kraftigste nivået du ønsker. (Legg merke til at det ikke står noen ekstra bokstav bak dB.)

37

Studieenhet 2 -50 -40 -30 -25-20-15 -10

-6

............................................................................. .

-3

0

+5

Figur 19

lllll lllll Hill Hill lllll

Nordisk skala er en skala utviklet av de nordiske kringkastingsinstitusjonene. Når kringkastingsstasjoner sender signaler via Televerkets programlinjer, skal signalnivået ikke overstige + 6 dBu. Ved å benytte en skala hvor + 6 dB markerer overgangen til annen farge, kan meteret dermed kalibreres slik at det tallet som står på skalaen, korresponderer med det nivået som sendes ut i dBu. Ska­ laen ligner med andre ord på DIN-skalaen, bare med den forskjellen at dette meteret viser direkte dBu-verdier og skifter farge ved + 6 dB. På et meter med nordisk skala vil altså et utslag til + 6 dB bety at det elektriske signalet som går ut av mikse­ bordet, har nivået + 6 dBu (1,55 volt). Det at skalaen umiddelbart gir oss nivået i dBu, letter for eksempel kommunikasjonen med Televerkets tek­ nikere i forbindelse med linjemålinger, da det er en forut­ setning at radioteknikeren til enhver tid vet hvilke nivåer som sendes ut på programlinjen. Figur 20 viser BBC-meteret. Det er et PPM-meter som brukes mye i England (det selges også en del slike metre her i landet). Skalaen er kalibrert i trinn hvor hvert tall markerer en nivåendring på 4 dB. Meteret er lett gjen­ kjennelig med sin hvite viser og sine hvite tall mot en svart bakgrunn

Figur 20

38

Studieenhet 2 Figur 21 iiiiiiiiinuiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiimiiiiiiiii

Fasemeteret (korrelasjonsmeteret) Fasemeteret (figur 21) er et nyttig hjelpemiddel både ved radio- og musikkproduksjon. Meteret sammenligner stereosignalets venstre og høyre kanal ut fra miksebordet og for­ teller til enhver tid teknikeren hvordan faseforholdene er. Skalaen går fra -1 til +1. Dersom viseren (eller lyset dersom meteret er av plasmatype) gir utslag til + 1, for­ teller det at venstre og høyre signal er i fase. Det betyr at de som lytter til dette signalet i mono, får et fullverdig signal. Slår meteret over på minussiden, innebærer det at monolytteren ikke lenger vil få et fullverdig signal. Slår meteret helt over til -1, betyr det faktisk at monolytteren i dette øyeblikket ikke hører noe som helst! Mer om fase og "faseutslokking" i kapitlet om stereoteknikk. For musikkteknikeren vil fasemeteret også gi nyttig informasjon om hvordan signalet lar seg gravere inn på en gram­ mofonplate. Også her vil utslag over på minussiden (særlig ved lavfrekvente signaler) kunne gi problemer under gra­ veringen.

Goneometeret Goneometeret (figur 22) består av en rund skjerm, stør­ relsen kan variere fra ca. 3 til ca. 10 cm i diameter. På denne lille skjermen kan teknikeren se hvor forskjellige signaler er plassert i stereobildet og oppdage faseproblemer. Nå er det vel nærliggende å spørre om det ikke er meningen at teknikeren skal benytte ørene til dette? Svaret er selvfølgelig at teknikeren skal bruke ørene, men i hektiske situasjoner eller når teknikeren begynner å bli sliten, noe som skjer både i forbindelse med radio- og musikkproduksjon, kan visuell hjelp være god å ha. Når musikkteknikeren har arbeidet sammenhengende i 25 timer, er alle hjelpemidler gode å ha. På goneometeret vil en rett strek fra øvre venstre hjørne ned til nedre høyre hjørne (1) fortelle teknikeren at sig-

39

Studieenhet 2

nalet nå ligger i venstre kanal (vi vil høre lyden i venstre høyttaler). Ligger signalet bare i høyre kanal, er utslaget en strek fra øvre høyre hjørne ned til nedre venstre hjørne (2). Hører vi signalet midt mellom høyttalerne, vil utslaget være en vertikal strek midt på goneometer-skjermen. Er venstre og høyre kanal i motfase, noe som altså fører til at monolytteren ikke hører noe, er utslaget på goneometeret en vannrett strek (3). Goneometeret kan være et verdifullt hjelpemiddel i et profesjonelt lydstudio, men på grunn av sin relativt høye pris er det ikke mye brukt utenfor NRK. I engelsk litteratur kalles goneometeret ofte "phase scope" eller "cathode-rayoscilloscope". Spesielt interesserte som har tilgang til et os­ cilloskop, kan bruke dette også som goneometer ved å koble miksebordets to utganger til hver sin inngang på os­ cilloskopet. Prøv deg selv!

Nedenfor finner du noen oppgaver som du bør kunne løse etter å ha gått igjennom studieenhet 2. Svarene på oppgavene finner du bakerst i kursboka. OBS! Du skal ikke sende svarene på disse oppgavene til brevskolelæreren! Oppgave 2.1

Hva er høreterskelen? Oppgave 2.2

Hva menes med smertegrensen? Oppgave 2.3

Hvorfor er desibelbegrepet godt egnet i forbindelse med lydarbeid? Oppgave 2.4

Hva er logaritmen til 100? Oppgave 2.5

Hva er logaritmen til 1000? Oppgave 2.6

Hva er logaritmen til tallet 5? (Dette spørsmålet krever kal­ kulator med logaritmefunksjon eller logaritmetabell, som kan kjøpes i bokhandelen.)

40

Figur 22 Goneometerskjevrn

Studieenhet 2 Oppgave 2.7

Hvilken formel brukes ved utregning av dBm? Oppgave 2.8

Hvilken formel brukes ved utregning av dBu? Oppgave 2.9

Hvilken referanse brukes ved dBu-målinger? Oppgave 2.10

Hvilken referanse brukes ved dBV-målinger? Oppgave 2.11

Hvilken integrasjonstid har et VU-meter? Oppgave 2.12

På VU-meterets skala er det også påført prosent utstyring. Hvilket VU-utslag gir 50 % utstyring av signalet? Oppgave 2.13

Hva menes med et PPM-meter? Oppgave 2.14

Nevn et PPM-meter som bruker viser (ikke plasma). Oppgave 2.15

Hvilken fordel har nordisk skala sammenlignet med DINskalaen? Oppgave 2.16

Hvilken nytte har en radiotekniker av fasemeteret?

Innsendingsoppgaver til studieenhet 2 Løs oppgavene til Radioteknikk 1, Studieenhet 2, i heftet Nærradio i 90-årene, og send besvarelsen til brev­ skolelæreren.

41

Studieenhet 3

Øret og hørselen "Ingen kjede er sterkere enn det svakeste ledd." En lydkjede, for eksempel ved opptak av en artist i et musikkstudie, består av en rekke forskjellige ledd. På spørsmål om hvilket ledd i denne kjeden som er viktigst,

Hammeren

Ovale vindu

Øretrompeten

Stigbøylen

42

Figur 23

Studieenhet 3

får jeg ofte forskjellige svar. Noen mener det må være mi­ krofonen, mens andre holder en knapp på kontrollromshøyttalerne. Det viktigste, men ofte svakeste ledd, er faktisk øret og hørselen. Det paradoksale er at selv om øret spiller en svært viktig rolle for det ferdige resultatet, er det denne delen av lydkjeden som får minst oppmerksomhet. Skal en for ek­ sempel gå til innkjøp av ny monitorforsterker i kontrollrommet, er de tekniske data ofte av avgjørende betydning. Det bør være en tankevekker at dersom ikke øret brukes riktig, er ørets "tekniske data" svært dårlige sammenlignet med denne forsterkeren. Som om dette ikke skulle være nok, vil ørets "data" variere fra time til time og fra dag til dag. Skulle jeg forsøke meg som selger av en forsterker med ørets tekniske spesifikasjoner for klirr, frekvensgang osv., ville jeg nok blitt arbeidsledig etter kort tid. Selv om dette er noe vi dessverre må leve med, må vi som er inter­ essert i lyd, forsøke å gjøre det beste ut av situasjonen. Vi begynner med å lære øret og hørselen vår bedre å kjenne. Øret deler vi inn i 3 deler, det ytre øret, mellomøret og det indre øret.

Det ytre øret Den delen av øret som sitter utenpå hodet, kalles øremuslingen. Med sine mange folder og sin spesielle form sørger øremuslingen for at så mye lyd som mulig reflekteres inn mot øregangen, som igjen leder inn til trommehinna. Øre­ muslingen er et mesterstykke i usymmetri, noe som både fører til at spesielle frekvenser ikke favoriseres, og til at lyd fra forskjellige retninger reflekteres på ulike måter. Dermed kan øremuslingen hjelpe oss med å bestemme retningen til en lydkilde. (Allerede én dag gamle kan barn være i stand til å lokalisere lyder på grunn av øremuslingens form.) I praksis er øremuslingen med i retningsbestemmelsen for frekvenser over 6000 - 7000 Hz. Kikker en litt nærmere på folks ører, vil en snart legge merke til at de både i størrelse og form kan variere mye fra person til person. Det forteller oss at to personer nød­ vendigvis ikke vil oppfatte lyd likt. At dette er riktig, be­ krefter også forsøk med kunsthode-stereoopptak hvor en gjør opptak ved hjelp at et kunstig hode med kunstige øremuslinger. Forsøkene viser at kunsthodeopptak med

43

Studieenhet 3 øremuslinger som er nøyaktige kopier av ens egne ører, gir best resultat. Mer om kunsthode-stereo senere. Fra øremuslingen sendes lyden (som på dette stadium fortsatt består av lufttrykksvariasjoner) innover i øregangen. Øregangen er ca. 3 cm lang og er svakt konisk. Den har sin resonansfrekvens (der hvor "alt går så meget bedre") mellom 3kHz og 4kHz. Denne resonansen bidrar til at øret er mest følsomt i denne delen av frekvensom­ rådet. I enden av øregangen sitter trommehinna, som med sin ovale og svakt koniske form følger opp resten av det ytre ørets usymmetri. Den er en tynn hinne (0,1 mm) som vil settes i bevegelse av variasjoner i lufttrykket i øregangen. Som vi vet, skilles det ut ørevoks i øregangen. Økt ørevoksproduksjon kan føre til at hørselen reduseres sterkt. Det vil en sannsynligvis ikke oppdage selv, men en kon­ troll hos lege med eventuell skylling av øregangen med lunkent vann kan fjerne voksen og dermed gi oss normal hørsel tilbake. Skarpe gjenstander i øregangen i forsøk på å fjerne ørevoks frarådes, da trommehinna dermed kan skades.

Mellomøret Mellomørets oppgave er å forsterke de svært svake be­ vegelsene i trommehinna (0,000000001 mm!), slik at væske i det væskefylte indre øret kan settes i bevegelse. Hadde vi ikke hatt denne forsterkningen, ville 99,9 % av lydenergien gått tapt, og altså bare 0,1 % overføres videre til det indre øret. Forsterkningen skjer ved at trommehinnas bevegelser føres videre via 3 små bein: hammeren, am­ bolten og stigbøylen. Hammeren og ambolten ble forresten oppdaget og fikk navn allerede år 1543, mens stigbøylen, som med en lengde på 1 mm er det minste beinet i kroppen, ble opp­ daget senere. For å virke tilfredsstillende må mellomøret være fylt med luft, og det må til enhver tid være samme lufttrykk her som på utsiden av trommehinna. Det oppnås via en kanal - øretrompeten, som går fra mellomøret ned til munnhulen. Øretrompeten er vanligvis lukket, og den åpnes bare når vi gjesper, gaper eller svelger kraftig. Ved forkjølelse kan slimhinnene i øretrompeten hovne opp,

44

Studieenhet 3

slik at vi mister denne "dreneringen" av mellomøret. Det vil først føre til et konstant undertrykk i mellomøret (og nedsatt hørsel fordi trommehinna blir spent), og senere kanskje også til mellomørebetennelse og væskefylt mel­ lomøre. Ved hjelp av nesedråper som får slimhinnene i øretrompeten til å trekke seg sammen, forsøker vi å åpne øretrompeten igjen, slik at væsken kan komme ut og ny luft inn i mellomøret. Når hørselen reduseres på grunn av undertrykk i mellomøret, forsøker hjernen å kompensere for det ved å øke det vi kaller beinledningen. Det er en overføring av lyd via beina i kraniet og rett inn til hørselscellene i det indre øret. Beinledningen, som virker i frekvensområdet opp til ca. 2000 Hz, fører også til at vi oppfatter vår egen røst som mørkere enn den er. Det å høre opptak av egen stemme for første gang, blir derfor som oftest en merkelig opplevelse. Ved en mellomørebetennelse kan denne økte beinledningen for eksempel føre til at det blir plagsomt høy lyd når vi pusser tennene i overmunnen! Når vi utsetter oss for høy lyd, får vi hjelp av en liten muskel, stapediusmuskelen, som prøver å passe på at høy lyd ikke blir overført til det indre øret, hvor hørselscellene kan ta skade. Stapediusmuskelen er 6 mm lang og sitter mellom stigbøylen og veggen i mellomøret. Den trekker seg sammen ved lydintensiteter over 70 til 80 dB. Over­ føringen inn til det indre øret blir på denne måten redusert med 15 til 20 dB. Det skjer for frekvenser opp til ca. 1500 Hz og omfatter dermed mye av energien i dagens populærmusikk. Samtidig vil også muskler rundt trommehinna kunne strammes, slik at overføringen også dempes her. Denne muskelstrammingen i mellomøret er årsak til en del av smerten ved svært høy lyd. En overbelastning av sta­ pediusmuskelen vil også gi forvrengning (klirr) i øret. Det er verdt å legge merke til at også stapediusmuskelens re­ aksjon reduseres av alkoholpåvirkning (og av andre rus­ midler). Det er derfor merkbart større fare for hørsels­ skader under påvirkning av alkohol. Noe å tenke på for ivrige diskotek- og konsertgjengere?

45

Studieenhet 3

Det indre øret Det indre ørets oppgave er å gjøre om de mekaniske svingningene i mellomøret til nerveimpulser. Det skjer i sneglehuset, som er en spiral med 2 3/4 omdreininger. Lengden på denne sammenrullede pølsen er ca. 3,5 cm, og som figur 24 viser, er den delt på langs i to hoved­ kanaler som begge er fylt med en svært lettflytende væske. I enden av sneglehuset står disse kanalene i forbindelse med hverandre gjennom et hull (helicotrema), slik at væske fra den ene kanalen kommer ned til den andre. Skilleveggen mellom kanalene er en tynn hinne, basilarmembranen, hvor vi har fordelt ca. 15 500 hårceller (de såkalte cortiske organer). I veggen mot mellomøret ender den nederste kanalen i enda en membran -- det runde vinduet. Dersom stigbøylens fotplate langsomt øker sitt trykk mot det ovale vinduet, vil væsken i den øverste kanalen presses inn i den øvre kanalen, ned gjennom helicotrema og tilbake langs den nedre kanalen. Til slutt vil den presse det runde vinduet litt ut i mellomøret. I dette tilfellet får vi ingen hørselsfornemmelser. Svinger derimot stigbøylen (og dermed det ovale vinduet) raskt fram og tilbake, oppstår det trykkbølger i væsken i sneglehuset. Disse trykkbølgene forplanter seg innover i væsken, og vi får en deformasjon av basilarmembranen, som i form blir som en vannbølge. Denne deformasjonen vil, alt etter hvilken frekvens lyden har, bli maksimal på bestemte steder på basilarmembrane.

Figur 24 Det indre øret

46

Studieenhet 3 Når hårene langs basilarmembranen på denne måten bøyes, sender hårcellene nerveimpulser til hørselsnerven, som med sine fibrer leder signalet opp til hjernens hørselsbark. Disse nerveimpulsene er elektriske spenninger hvor nivået ikke er proporsjonalt med bøyningen av hårcellene, men er pulser som slås av og på når hårcellene bøyes. Lik­ heten med PCM-teknikken (digitalteknikken) er slående — enda et eksempel på "naturen tenkte på det først"syndromet. Vi rår altså over et system som omfatter en "30 OOO-bit parallell digital datastrøm". Tonehøyden er avhengig av hvor på basilarmembranen hårene bøyes. Ved lave frekvenser er deformasjonen størst i tuppen av sneglehuset, mens de høye frekvensene vil de­ formere basilarmembranet nærmest stigbøylen. Dersom signalet består av flere toner, oppstår det deformasjoner flere steder langs basilarmembranen, ett sted per tone. Det betyr altså at basilarmembranen utfører den første fre­ kvensanalysen av lyden. På forskjellige steder langs hørselsnerven slås in­ formasjonene fra de to ørene sammen, og en antar at dette danner grunnlaget for vår evne til å oppfatte retningen til en lydkilde. Til hørselsnervesystemet hører det også med et omfattende system av nervetråder fra hjernen og ned mot det indre øret. En antar at disse nervene igjen er med på å styre signalene fra ørene opp til hjernen, og at man på denne måten kan undertrykke visse deler av lydinformasjonen. For eksempel har vi alle erfart hvordan vi kan venne oss til lyden fra en klokke slik at vi etter hvert ikke legger merke til den.

Hørselsskader Øret er, som vi skjønner, et svært komplisert og fint­ følende instrument, som vi som arbeider med lyd, må lære oss å ta vare på. Stapediusmuskelen hjelper oss som nevnt mot skader, da den trekker seg sammen ved høye lydintensiteter for å holde igjen stigbøylen slik at over­ føringen til det indre øret reduseres. Men sta­ pediusmuskelen har en reaksjonstid på ca. 10 ms, slik at den ved krafige, brå lyder (for eksempel metall mot metall), ikke rekker å trekke seg sammen, og den kraftige bevegelsen blir overført til det indre øret. Her får vi så en kraftig deformering av basilarmembranen og en til­

47

Studieenhet 3

svarende kraftig stimulering av nervecellene. For hver gang nervecellene stimuleres, sender de ut en energipuls til hørselsnerven. Etter en "dødtid" på 1 ms er de igjen i stand til å sende ut en ny energipuls. I denne dødperioden skaffes det til veie energi til en ny puls. Det foregår altså en energiomsetning i hørselscellene i det indre øret. Dersom vi utsetter oss for høy lyd over lengre tid, blir disse cellene overarbeidet, og energiomsetningen stopper opp slik at det til slutt ikke sendes ut flere ner­ veimpulser til hørselsnerven. Vi har vel alle merket at vi etter en konsert har hatt "dotter” i ørene. Det betyr at en del av hørselscellene rett og slett har "tatt kvelden". Det er de cellene som sitter nærmest det ovale vinduet, som først gir opp. Dermed er det evnen til å oppfatte de lyse tonene vi først mister. Dotter i ørene er i dette tilfellet et tegn på at vi har utsatt oss for farlige lydnivåer, og dette må tas al­ vorlig. Øret trenger nå hvile, og det innebærer at vi ikke bør utsettes for mer høy lyd før etter en god natts søvn. Har vi ikke fått tilbake normal hørsel etter 2 til 3 dager, er det fare for at vi har fått et permanent hørselstap (per­ manent treshold shift). Vi har dermed fått redusert eller i verste fall mistet evnen til å oppfatte en del av tonespekteret vårt. Etter å ha utsatt seg for høy lyd kan en noen ganger få pipetoner eller "sus" i øret. Det er et tegn på at øret har blitt utsatt for skadelige lydtrykk, og at øret trenger hvile. Øresusen eller pipetonen kan komme av at enkelte hårceller har blitt overanstrengt, og at de sender ut ner­ veimpulser uten å få beskjed om å gjøre det (hårene langs basilarmembranen rører jo ikke på seg). Hvile vil som regel føre til at susen eller pipetonen for­ svinner. Nå kan det også oppstå pipetoner eller øresus uten at vi har utsatt øret for høye lydnivåer. Det kan være svært sjenerende, men det blir heldigvis borte igjen av seg selv ganske raskt. I få tilfeller blir det vedvarende, slik at en må søke hjelp. Det har vært foretatt en rekke hørselsundersøkelser for å undersøke skader hos mennesker som har utsatt seg for høye lydnivåer i jobben sin. Resultatene viser at musikere og lydteknikere ikke har så store hørselsskader som de til dels svært høye lydnivåene skulle tilsi. Forklaringen på dette kan være:

48

Studieenhet 3 a Det er mindre pulslydinformasjon i musikk enn i andre støykilder. b Stapediusmuskelen reduserer overføringen inn til det indre øret for frekvenser opp til 1500 hertz. Mye av energien i dagens musikk ligger nettopp i denne delen av frekvensområdet. c Øret er relativt lite følsomt for denne delen av fre­ kvensområdet. d Så lenge en liker det en hører, virker det som om gren­ sen for når hårcellene i det indre øret ikke klarer å holde energiomsetningen ved like, er høyere (og dermed stopper overføringen til hjernen). Forklaringen på dette antas å være hormonell. e Det er vanligvis relativt lange pauser mellom hver gang en utsetter seg for høy lyd (i hvert fall dersom en sam­ menligner med for eksempel en industriarbeider). f Den tiden en musiker utsetter seg for høy lyd, er bare halvparten så lang som for en industriarbeider.

Men selv om undersøkelser viser at hørselsskadene ikke er så store som en skulle vente hos oss som omgir oss med høy lyd, viser testresultatene at det likevel er en fare for hørselsskade. For en lydtekniker kan en hørselsskade være katastrofal, så det gjelder å passe på. Vær klar over at ørets følsomhet og dermed smertegrensen varierer fra person til person. Det er ingen skam å måtte holde for ørene eller be om at lyden skrus ned, selv om ingen andre ser ut til å synes at lyden er ubehagelig høy. Husk at dotter, pipe­ toner, øresus eller "ringing" i ørene forteller at du har vært utsatt for farlige lydnivåer, og at øret trenger hvile. I studioarbeid er det en kjent sak at lyttenivået i kontrollrommet øker utover dagen i takt med at hørselen re­ duseres. Starter en dagen med et høyt lyttenivå, vil en kunne ende opp med et svært høyt og kanskje skadelig nivå. Det er vanskelig å lytte høyt over en viss tid, for så å forsøke å senke lyttenivået. Det oppstår en form for "fartsblindhet" som gjør at det blir vanskelig å konsentrere seg om detaljene i lydbildet. For musikere som lytter høyt i hodetelefoner i studio, vil det derfor kunne være "nedtur" å komme inn i kontrollrommet dersom lyttenivået der er lavere. En løsning er selvfølgelig å øke lyttenivået i kon­ trollrommet, men skal lydteknikeren fortsette å jobbe på et moderat lyttenivå, vil han få problemer. En annen og

49

Studieenhet 3 bedre løsning er at teknikeren går ut av kontrollrommet og lar musikerne lytte på det nivået de ønsker. Siden kan teknikeren igjen jobbe med det lyttenivået han ønsker. Personlig føler jeg at lydteknikere også har et ansvar for ikke å skade andres hørsel. Det gjelder ikke minst konsertlydteknikere! Ber noen om at lyttenivået skal senkes, må vi som teknikere ha in mente at følsomheten og dermed altså smertegrensen er forskjellig fra person til person. Det skal da gode grunner til for ikke å imøtekomme ønsket om et lavere lyttenivå. Ørets følsomhetskurver

Vi hører ikke like godt ved alle frekvenser. Best hører vi i frekvensområdet 3000-4000 hertz, og dårligst ved de lave frekvensene. Men ikke nok med det. Vår evne til å opp­ fatte de forskjellige frekvensene i forhold til hverandre va­ rierer også med lyttenivået. Figur 25 viser ørets følsomhets­ kurver som beskriver dette fenomenet. Disse kurvene kalles også phonkurvene. Den nederste kurven (0 phon) viser et gjennomsnittsmenneskes høreterskel, det vil si det

Frtkvens

50

Figur 25

Studieenhet 3 laveste lydintensitetssnivået vi oppfatter ved de forskjellige frekvensene. Hvis lyder med ulik frekvens oppfattes som like sterke, har de samme phon-tall selv om lydintensitetsnivået er for­ skjellig. Phon er derfor et subjektivt mål. Vi ser at 30 phon tilsvarer et lydintensitetsnivå på 85 dB ved 20 Hz. Så sterk må altså en 20 Hz tone være for at den skal høres like sterk ut som en 30 dB tone ved frekvensen 1000 Hz. Legg merke til at selv om hver av følsomhetskurvene følger det samme mønster, er det viktige forskjeller i ørets følsomhet ved forskjellige lyttenivåer. Legg også merke til at phon-kurvene blir mer rettlinjete jo høyere lyttenivået er. Det innebærer at jo høyere lyttenivået er, desto "bedre" blir ørets frekvensgang. Ørets følsomhetskurver forteller oss at dersom en lydtekniker gjør en miks på ett lyttenivå, vil balansen forandre seg i takt med endringer i lyttenivået. Har en gjort en miks på for eksempel 90 dB SPL, vil en merke at toneområdet omkring 3500 hertz og deler av bassområdet blir forsterket mer enn resten av frekvensom­ rådet dersom lyttenivået økes. Det motsatte skjer dersom lyttenivået senkes. Det betyr i praksis at en lydmiks bør sjekkes ved forskjellige lyttenivåer. Således må en diskolåtmiks sjekkes ved høye lyttenivåer (105 - 110 dB SPL), da dette blir det lydintensitetsnivået mange vil høre miksen ved. En bør spesielt undersøke om den økte følsomheten omkring 3500 hertz fører til at det låter "spisst" og ube­ hagelig. I så fall bør en ved hjelp av toneregulering (equalizer) på miksebordet forsøke å dempe denne delen av frekvensområdet, men uten å miste for mye av "attakket", "punchen" eller følelsen av nærhet som også ligger i dette området. Dette gjelder også ved radioarbeid, hvor lydteknikeren må forsøke å tilpasse lyttenivået i kontrollrommet etter antatt lyttenivå hos lytteren. Balanse mellom stemmer og balanse mellom tale og musikk oppleves forskjellig etter hvilket lyttenivå en bruker. Altså. Ørets følsomhetskurver (phon-kurver) forteller oss at ørets følsomhet ved de forskjellige frekvensene varierer med lyttenivået. Bruker vi et lavt lyttenivå, er følsomheten dårligst i bassområdet, men dersom vi bruker et høyt lyt­ tenivå, vil vi høre forholdsvis bedre mellom 3000 og 4000 Hz og i bassområdet. I praksis forsøker vi å finne en kom-

57

Studieenhet 3 promissbalanse ved å kontrollytte ved forskjellige lyttenivåer.

Veiekurver Med utgangspunkt i ørets følsomhetskurver er det laget standardiserte veiekurver for lyd. Hensikten er at man skal kunne få måleresultater som stemmer med hørselens opp­ fatning av lydstyrken. Veiekurven er altså et "filter" som korresponderer med hørselens følsomhetskurver. De er ment å være det inverse av ørets følsomhetskurver. Veiekurve A (figur 26) gjelder ved lyttenivåer omkring 40 phon (lavt lyttenivå) og brukes derfor ved måling av akustisk støy etc. Lave frekvenser blir her kraftig dempet i forhold til høyere frekvenser. Kurve B, som tilsvarer 70 phon, demper ikke de lave frekvensene så mye. Den er lite brukt i dag. Veiekurve C gjelder for høye nivåer (over 100 phon) og er, som vi ser, nesten rettlinjet. Veiekurve A viser seg å gi et brukbart bilde av sjenansegraden for mange typer støy, selv om lydintensiteten er høyere enn da man standardiserte veiekurvene. Lydintensitetsnivåer som måles etter disse standardiserte veie­ kurvene, benevner man dBA, dBB og dBC. Det er en grense for hvor små lydintensitetsnivåer vi kan oppfatte. Minstegrensen er avhengig av lydnivået og delvis også av frekvensen. Ved 60 phon er den ca. 0,4 dB.

Figur 26

52

Studieenhet 3

Binaural hørsel Fordi vi har 2 ører (binaural hørsel) har vi mulighet til å bestemme retningen til en lydkilde. Retningsbestemmelsen er basert på:

a Tid-. I romtemperatur er lydhastigheten 340 m/s. Lyd fra en bestemt retning bruker forskjellig tid på å nå de to ørene (fig. 27). Når lyden kommer rett inn fra siden, treffes det øret som er nærmest lydkilden, ca. 0,7 mil­ lisekunder før det andre øret. Denne tidsforskjellen er altså svært liten, men spiller en viktig rolle for vår retningsbestemmelse. b Nivå-. Lyden treffer det øret som er nærmet lydkilden, med et høyere nivå enn det andre øret. c Hodets form-. Fra ca. 700 Hz og oppover i frekvensom­ rådet vil hodets form virke som en skjerm, slik at lyd som kommer fra siden, ikke treffer øret på den andre siden av hodet. d Øremuslingen-. Det ytre ørets form fører til at lyd fra for­ skjellige retninger reflekteres forskjellig på sin vei inn i øregangen. For lyder som kommer rett forfra eller bakfra, faller a og b bort, fordi lyden i begge tilfellene vil treffe de to

Figur 27

53

Studieenhet 3

ørene samtidig og med samme intensitet. Her er det øremuslingen og til en viss grad også hodets form som gir oss retningsbestemmelsen. e Vår erfaring-, Ved at signalene fra de to ørene sammen­ lignes, sier vår erfaring oss hvor lyden kommer fra. Al­ lerede 1 til 2 år gamle har barn gjort erfaringer nok til å kunne bestemme retningen til en lydkilde. Barn som er født blinde, vil bruke lengre tid på å gjøre disse er­ faringene, da de ikke vil få hjelp av synsinntrykkene.

Vi kan vanligvis oppfatte retningen til en lydkilde med en nøyaktighet på 1 til 2 grader! Mange dyr har en enda bedre lokaliseringsevne enn oss, da de også kan bevege ørene for dermed å "krysspeile" lydkilden. Vår avstandsbestemmelse skjer ved at vi sammenligner lydkildens lydintensitet, klangfarge og eventuelt romklang. Ut fra dette forteller vår erfaring oss hvor langt unna lyd­ kilden er. Vår erfaring har blant annet fortalt oss at a dersom vi dobler avstanden til en lydkilde, vil lydintensiteten falle til en fjerdedel av opprinnelig verdi. b i luft har vi et større tap for høyfrekvent enn for lavfrekvent lyd. Allerede 12 m fra lydkilden er 10 kHzområdet dempet 2 dB mer enn lavere deler av fre­ kvensområdet. 40 meter fra lydkilden er frekvensom­ rådet fra 2 kHz til 10 kHz dempet 10 dB mer enn resten av frekvensområdet, noe en konsertlydtekniker må ta konsekvensen av. Høyfrekvenstapet er blant annet av­ hengig av luftfuktigheten. Ved lav fuktighet får vi større høyfrekvenstap og dermed lavere etterklangstid i rommet dersom vi holder oss innendørs.

Stereo Stereoteknikken er basert på vår binaurale hørsel. Ved å bruke to eller flere kanaler/høyttalere "lurer" vi øret til å fortelle oss at lydkilden er plassert mellom høyttalerne eller andre steder i rommet. At vi ut fra to høyttalere kan oppfatte en fiktiv lydkilde som befinner seg mellom høyttalerne, kalles sumlokaliseringsejfekten. Denne effekten er faktisk tillært. Barn under 3 år kan sitte og se fra den ene høyttaleren til den andre, da de i motsetning til voksne hører en lyd fra hver

54

Studieenhet 3 Figur 28 Fiktiv lydkilde

av høyttalerne i stedet for en lyd et sted mellom. Det er kanskje med på å forklare hvorfor enkelte små barn ikke er spesielt begeistret for stereofonisk lyd. Hva er egentlig stereo? I et forsøk på å gjøre en lang his­ torie kort kan vi definere stereo slik: Et stereosignal består av minst 2 signaler (to-kanals stereo). Signalene må være forskjellige, men må ba noe med hverandre å gjøre. Et signal som består av Bach i den ene kanalen og Mozart i den andre, faller dermed utenfor definisjonen vår, da det som spilles, ikke har noen sammenheng. Har vi derimot en gitar i den ene kanalen og en annen gitar i den andre, er dette ifølge definisjonen vår et stereosignal, forutsatt at de spiller på samme sted i samme melodi. Det er i prinsippet to måter å skape et stereosignal på. Ved å bruke miksebordets panoreringspotensiometer (pan.pot) fordeler vi signalnivået mellom venstre og høyre kanal og plasserer dermed lydkilden på det ønskede sted i lydbildet. Denne måten å skape stereo på kalles in­ tens itetsstereo, fordi stereoinformasjonen skapes ved at in­ tensiteten er forskjellig i de to kanalene. En annen form for stereo er såkalt fasestereo (gangtidsstereo), hvor vi ved å sørge for at signalene kommer i de to kanalene til forskjellig tid, får plassert den fiktive lyd­ kilden der vi ønsker den i stereobildet. I praksis er stereoteknikken vanligvis en kombinasjon av intensitets- og fa­ sestereo.

Studieenhet 3

Monokompatibilitet Summen av de to stereokanalene blir et monosignal, som vi ønsker skal gi lytteren en fullverdig informasjon. Stereosignalet skal være monokompatibelt. Ønsket om monokompatibilitet er nok større hos kringkastingsteknikere enn hos grammofonlydteknikere, noe som er forståelig ut fra det faktum at det er flere som lytter i mono til radio og tv enn til grammofonplater. I utgangspunktet bør en også i grammofonplateproduksjon forsøke å lage en stereomiks som låter bra i mono, men dersom kravet om bra mono ikke lar seg forene med en god stereomiks, vil jeg forsvare å velge den løsningen som låter best i stereo. Innen filmlyd og konsertlyd er kravet om god monoinformasjon stor, da mange av tilhørerene jo sitter utenfor midtaksen. Er et signal panorert langt ut til en av sidene, vil tilhørerne høre signalet enten for svakt eller for sterkt, alt etter hvilken side de befinner seg på. Stereo filmlyd (Dolby Stereo) består derfor av en midtkanal hvor hovedlyden ligger, mens side- og bakhøyttalere (surround) tar seg av musikk, miljølyder og effekter. I konsertlydsammenheng er det vanlig ikke å panorere monokilder langt ut til sidene, men kjøre stereokilder og effekter "i stereo” (panorert ut til sidene), for dermed å skape bredde i lydbildet. Litt matematikk: Kaller vi venstre signal V og høyre signal H, får vi ved å summere disse signalene et mono­ signal M=V+H. "Forskjellen” mellom de to kanalene kalles differansesignalet: S=V-H, og det inneholder all retningsbestemmelse i stereo! Har du en inversknapp i monitorkretsen din, kan du her bytte polaritet på den ene kanalen. Hvis du i tillegg tryk­ ker inn monoknappen, får du ut bare S-informasjonen (differansesignalet) av monitorene dine. Den lyden du da hører, er altså forskjellen mellom de to kanalene, og det er dette signalet som skaper bredden i lydbildet.

Haas-effekten Hvis vi sender samme lydsignal til to høyttalere og for­ sinker det ene signalet for eksempel 20 millisekunder, vil vi lokalisere lyden til den høyttaleren som lyden kommer fra først. Selv om vi hever lydnivået på det forsinkede sig­

56

Studieenhet 3 nalet, blir lokaliseringen ikke forandret. Først ved en økning på ca. 10 dB begynner vi å høre den andre høyt­ taleren. Denne effekten kalles Haas-effekten og benyttes for ek­ sempel i kinosaler. Ved å forsinke signalet til høyttalere ute i salen får en fremdeles lokalisert lyden til filmlerretet. Haas-effekten er også viktig innen romakustikken. Prøv deg selv!

Nedenfor finner du noen oppgaver som du bør kunne løse etter å ha gått igjennom studieenhet 3. Svarene på oppgavene finner du bakerst i kursboka. OBS! Du skal ikke sende svarene på disse oppgavene til brevskolelæreren! Oppgave 3.1

Lag en tegning av ørets forskjellige deler og sett navn på de forskjellige delene. Oppgave 3.2

Hvorfor er øremuslingens form med på å sette oss i stand til å bestemme retningen til en lydkilde? Oppgave 3.3

Mellomøret inneholder tre små bein. Hva heter disse beina, og hvorfor har vi dem? Oppgave 3-4

Hvilken funksjon har øretrompeten? Oppgave 3-5

a Hvorfor kan en ved mellomørebetennelse oppleve at det blir plagsomt høy lyd når en pusser tennene i overkjeven? b Hvorfor blir det ikke tilsvarende høy lyd når en pusser tennene i underkjeven? Oppgave 3-6

Hvor sitter stapediusmuskelen, og hvilken funksjon har den? Oppgave 3.7

Nevn en grunn til at kombinasjonen alkohol og høy musikk kan være uheldig?

57

Studieenhet 3 Oppgave 3-8

Hvor på basilarmembranen skjer deformeringen eller be­ vegelsen av hårene når øret utsettes for høyfrekvent lyd? Oppgave 3.9

Hvorfor bør vi lytte til antydninger fra publikum om at lyd­ nivået er sjenerende høyt, selv om vi ikke synes det er spesielt høyt? Oppgave 3-10

Dersom vi spiller et musikkstykke med et høyt lyttenivå, kan vi oppleve at det låter "spissere" og hardere enn ved lavere lyttenivå. Hva er årsaken til det? Oppgave 3.11

Hvorfor har en innført veiekurver ved måling av lydintensiteter? Oppgave 3.12

Hvilke momenter er med på å sette oss i stand til å be­ stemme retningen på en lydkilde? Oppgave 3.13

Hva er årsaken til at det er vanlig å vri hodet fra side til side når en forsøker å bestemme retningen til en lydkilde? Oppgave 3.14

Hva menes med at et stereosignal skal være monokompatibelt? Oppgave 3-15

Hva menes med intensitetsstereo? Oppgave 3.16

Hva er Haas-effekten?

Innsendingsoppgaver til studieenhet 3 Løs oppgavene til Radioteknikk 1, Studieenhet 3, i heftet Nærradio i 90-årene, og send besvarelsen til brev­ skolelæreren.

58

Studieenhet 4

Mikrofoner Mikrofonen er et av lydteknikerens viktigste verktøy. Kunnskap om de forskjellige mikrofontypene, om hvordan de virker og om bruken av dem, er derfor av stor be­ tydning for resultatet. Mikrofonens oppgave er å omforme de lydtrykksendringer som lyd forårsaker, til elektriske signaler som via mikrofonkabelen overføres til miksebordet for videre behandling. Mikrofoner deles inn i flere typer etter hvor­ dan denne omformingen skjer: den dynamiske mikro­ fonen, kondensatormikrofonen, elektretmikrofonen, båndmikrofonen og krystallmikrofonen. Felles for dem alle er at de har en membran som ved bevegelse påvirker et elek­ trisk element, som så sender ut en elektrisk strøm i takt med bevegelsen.

Den dynamiske mikrofonen Den dynamiske mikrofonen er sammen med kondensa­ tormikrofonen den mest brukte mikrofontypen i pro­ fesjonell lydteknikk. Denne mikrofonen er "arbeidshesten" blant mikrofoner og er kjennetegnet av at den er mekanisk svært holdbar, og den er på grunn av sin enkle kon­ struksjon vanligvis billigere enn kondensatormikrofonen. Denne mikrofonen benytter det naturfenomenet at dersom en elektrisk leder beveges i et magnetfelt, blir det indusert (skapt) en elektrisk spenning og dermed en elek­ trisk strøm i lederen. Denne strømmen varierer i takt med bevegelsen av lederen i magnetfeltet. I mikrofonens membran er det festet et rør som det er viklet en spole av tynn metalltråd rundt. Rundt spolen sitter det så en permanentmagnet. Det vil da som kjent gå magnetiske feltlinjer mellom magnetens poler. Når mikro-

59

Studieenhet 4

fonen plasseres i et lydfelt, vil lydtrykksendringene sette membranen i bevegelse. I og med at spolen indirekte er festet til membranen, vil også den bevege seg, og da den er plassert i et magnetfelt, blir det indusert en elektrisk spenning og dermed en elek­ trisk strøm i spolen. Det betyr at mikrofonen produserer en elektrisk strøm som varierer i takt med membranbevegelsen. Fra spoletrådens to ender overføres så signalet videre til miksebordet via mikrofonkabelen. Denne mikro­ fonens virkemåte kalles elektrodynamisk.

Kondensa form ikro fonen Mens den dynamiske mikrofonen altså er en enkel og solid konstruksjon, er kondensatormikrofonen temmelig komplisert. Mikrofonen arbeider etter det såkalte elektrostatiske prin­ sippet, hvor den bevegelige membranen og en fast metallplate som ligger bak membranen, danner de to elek­ trodene i en kondensator. Denne kondensatoren kobles så inn i en elektrisk krets hvor det er en likespenningskilde (batteri- eller såkalt fantommating). En kondensator er en komponent som benyttes i elektriske kretser. Virkemåten kan forklares ved at denne kondensatoren i en elektrisk krets vil "lede " vekselstrøm, mens en likestrøm (fra for ek­

60

Figur 29

Studieenhet 4

Figur 30

sempel et batteri) ikke vil slippe gjennom. Kondensatorens ledningsevne er bestemt av dens kapasitans, som igjen er avhengig av avstanden mellom de to platene i kon­ densatoren. Når kondensatormikrofonen plasseres i et lydfelt, vil membranen bevege seg fram og tilbake i takt med trykkforandringene i lufta. Dermed vil kondensatorens lednings­ evne forandre seg (kondensatorens kapasitans endres), og dette vil igjen føre til at strømmen i kretsen endres til­ svarende. I kretsen er det også plassert en resistans (en likestrømsmotstand). Når strømmen i kretsen endres, vil også spenningen over denne motstanden endres. (Ohms lov slår fast at spenningen over en motstand er lik mot­ standens verdi multiplisert med strømmens verdi.) Spenningen over denne motstanden brukes så videre som vårt mikrofonsignal. Det signalet er svært svakt. Kon­ densatormikrofonen inneholder derfor en forsterker, som øker dette signalet opp til et akseptabelt nivå. Forsterkeren trenger en elektrisk spenningskilde, og det er vanlig å bruke samme strømforsyning til denne forsterkeren som til å mate selve "kondensatorkretsen", også kalt polarisasjonsspenningen. Strømforsyningen kan være et innebygd bat­ teri, men vanligvis tilføres strømmen via mikrofonkabelen

61

Studieenhet 4

fra miksebordet eller fra en egen strømforsyningsboks. Det kalles fantommating. For profesjonelle kondensatormikrofoner er spenningen vanligvis 48 volt, og strøm­ men går altså i mikrofonkabelen til mikrofonen, samtidig som mikrofonsignalet overføres fra mikrofonen til mikse­ bordet (i samme kabel). Grunnen til at dette kan la seg gjøre, er at mens fantommatingen er en likespenning som ligger likt på begge lederne i mikrofonkabelen, er mikrofonsignalet et vekselspenningssignal som ligger mellom de to lederne. Det er bare spenningsforskjeller mellom lederne som overføres videre inn i miksebordet. Kondensatormikrofonen inneholder altså en rekke elek­ triske komponenter og tåler av den grunn langt mindre mekanisk påkjenning enn den dynamiske mikrofonen. Dersom en kondensatormikrofon går i golvet, er sjansen stor for at den ikke tåler støtet og må repareres, mens den dynamiske mikrofonen som regel virker like godt etterpå. Skal en sammenligne disse to mikrofontypene, er det en tommelfingerregel som sier at kondensatormikrofonen har en bedre transientrespons enn den dynamiske mikro­ fonen. (Transientrespons er evne til å kunne gjengi små, hurtige nivåendringer.) Det kommer av at massen som trykkforandringene i lufta skal sette i bevegelse, er mindre i kondensatormikrofonen enn i den dynamiske mikro­ fonen. Når den bevegelige massen er mindre, blir mikro­ fonen flinkere til å overføre disse hurtige lufttrykksforandringene. Kondensatormikrofonen blir derfor ofte regnet som en "bedre" mikrofon enn den dynamiske mikrofonen, i alle fall til bruk ved transientrike lydkilder. Nå vil jeg bemerke at det svært ofte ikke er snakk om å velge en mikrofon som gir den riktigste lyden, men om å velge den lyden som en liker best. Videre er min erfaring at forskjellen mellom to kondensatormikrofoner godt kan være større enn mellom en kondensatormikrofon og en dynamisk mi­ krofon. Da det elektriske signalet fra en kondensatormikrofon på grunn av den innebygde forsterkeren er sterkere enn fra en dynamisk mikrofon, er kondensatormikrofonen bedre egnet til bruk ved svake lydkilder eller i tilfeller der mikrofonavstanden bør være stor (for eksempel ved fjern­

62

Studieenhet 4

syns- og filmopptak, hvor mikrofonen bør være utenfor bildet). I konsertlydsammenheng fører stor mikrofonavstand til større andel indirekte lyd (for eksempel lyd fra høyttaler­ ne) inn på mikrofonen og dermed til større fare for akus­ tisk tilbakekobling, feedback. Kondensatormikrofoner har som regel vært dyrere i inn­ kjøp enn dynamiske mikrofoner. Det har endret seg de siste årene, da en billigere utgave av kondensatormikro­ fonen, den såkalte elektretkondensatormikrofonen, har blitt populær. Elektretmikrofonen ble før regnet som en "uekte" utgave av kondensatormikrofonen, som manglet kondensatormikrofonens utmerkede lydgjengivelse. Da­ gens teknikk har utviklet denne mikrofontypen til å bli en mikrofon med en lydkvalitet på høyde med andre gode mikrofoner.

Elektretm ikro fon en Elektretmikrofonen bruker i likhet med kondensa­ tormikrofonen en bevegelig membran (elektretmateriale) som sammen med en fast plate fungerer som kondensator. Dette elektretmaterialet har den egenskapen at det kan "holde på" en elektrisk spenning. Denne spenningen blir tilført mikrofonkapselen under produksjonen og forblir i membranen (på grunn av uendelig stor utgangsmotstand). Vi trenger derfor ikke å tilføre membranen polarisasjonsspenningen, som vi jo måtte i kondensatormikrofonen. På samme måte som kondensatormikrofonen inne­ holder elektretmikrofonen en innebygd forsterker som trenger en elektrisk spenning for å virke. I dette tilfellet er ikke strømbehovet større enn at det holder med et batteri inne i mikrofonen. De såkalte myggene (små mikrofoner med klips som kan festes på jakken) er elektretmikrofoner. For å få disse mikrofonene så fysisk små som mulig, er forsterkerdelen skilt fra selve mikrofonkapselen. For­ sterkeren (med batteriet) kan da plasseres for eksempel i lomma, mens mikrofonkapselen plasseres på jakken. Husk at elektretmikrofoner ødelegges av sterk varme (for eksempel ved å ligge i bilen en varm sommerdag). At for eksempel "kondensatormikrofonen" AKG C 535, som er en svært populær vokalmikrofon, faktisk er en elektretmikrofon, overrasker nok mange.

Studieenhet 4

Båndmikrofonen Båndmikrofonen er en lite brukt mikrofontype i Norge — selv om lydkvaliteten er svært god. Mikrofonen inneholder en sterk magnet med en åpning mellom polene hvor det er plassert et tynt aluminiumsbånd. Det båndet er fritt opp­ hengt og virker som mikrofonens membran. Når dette båndet beveger seg, induseres det en spenning i båndet. Mikrofonens virkemåte kan derfor sammenlignes med den dynamiske mikrofonen. Den induserte spenningen er svært lav og må trans­ formeres opp før den forlater mikrofonen. Mikrofonens in­ nebygde magnet er så sterk at det faktisk kan være fare for skade på lydbåndopptak dersom mikrofonen plasseres i umiddelbar nærhet av et lydbånd. Båndmikrofonen er også svært følsom for vind og for bevegelse, den kan faktisk ødelegges av å bli blåst på.

Krys tallm ikro fon en Krystallmikrofonen utnytter den såkalte piezoelektriske ef­ fekten i visse krystallinske salt. Når lydtrykksforandringene setter membranen i bevegelse, oppstår det automatisk elektriske spenninger i selve membranmaterialet. Disse mi­ krofonene anvendes ikke i profesjonell lydteknikk. Vi har nå sett på de 4 viktigste mikrofontypene når det gjelder omgjøring av membranbevegelsene til elektrisk spenning. En annen måte å karakterisere mikrofoner på er den måten lydtrykksendringer setter mikrofonens mem­ bran i bevegelse på. Det finnes prinsipielt to måter dette kan skje på.

Trykkmikrofoner og trykkgradientmikrofoner Trykkmikrofoner kalles alle mikrofoner hvor trykkforandringene i lufta bare påvirker den ene siden av mi­ krofonens membran. Det betyr at membranen er plassert i et mikrofonhus som er helt tett, slik at trykkbølgene ikke kommer inn til den andre siden av membranen. Ved over­ trykk foran mikrofonen presses membranen innover. Kommer det et undertrykk foran mikrofonen, trekkes mikrofonmembranen utover. Denne mikrofonen vil ikke kunne avgjøre om et over-

64

Studieenhet 4 Figur 31

90 •

Forfra (0°)

Bakfra (180°)

270 •

Figur 32

trykk skyldes en lyd som kommer forfra, eller en lyd som kommer bakfra, og vi har fått en mikrofon med kulekarakteristikk, det vil si en mikrofon som er like følsom for lyd fra alle retninger. Slike mikrofoner kalles også kulemikrofoner. Kulemikrofonens retningskarakteristikk er beskrevet i polardiagrammet på figur 31. På figur 31 er retningskarakteristikken en perfekt kulekarakteristikk. I praksis har kulemikrofoner kulekarakteristikk bare i den nedre delen av frekvensområdet. I dis­ kanten blir mikrofonen retningsvirkende, den favoriserer signaler forfra. Det skyldes skyggevirkninger fra selve mikrofonhuset.

Baksiden av membranen Lyd forfra

65

Studieenhet 4 Trykkgradientmikrofoner (også kalt trykkforskjellsmikrofoner eller hastighetsmikrofoner) kaller vi alle mikrofoner der lufttrykksendringene påvirker begge sidene av mikro­ fonens membran. Det betyr at mikrofonen må være kon­ struert med en åpning, slik at lydbølgene også kommer inn til baksiden av membranen. Når membranen fortsatt beveger seg, kommer det av at det oppstår en trykk­ forskjell mellom de to sidene av membranen. På figur 32 ser vi at lydbølgen som kommer forfra, tref­ fer begge sider av membranen, men den delen som treffer membranens bakside, har gått en lengre vei og kommer dermed senere fram enn lydbølgen forfra. Lufttrykksvariasjonene vil på denne måten være omtrent like på de to sidene av membranen, men kommer altså til litt forskjellig tid. Lyd som treffer mikrofonen rett fra siden (figur 33), treffer membranen samtidig fra begge sider, og resultatet blir at membranen blir stående helt i ro. Kommer lydbølgen bakfra, får vi en bevegelse til­ svarende den der lydbølgen kom forfra, bare med den for­ skjellen at membranen nå beveger seg motsatt vei. Ved å plassere membranen slik som på figur 33 og sørge for at lydbølgene har tilgang til begge sidene av membranen, har vi fått en mikrofon med en retningskarakteristikk som vi kaller åttetallskarakteristikk. Åttetallskarakteristikk. Se figur 34. Åttetallsmikrofonen

er den eneste mikrofonen som har en retning hvor mikro­ fonen ikke fanger opp lyd i det hele tatt. Denne siden av åttetallsmikrofonen kalles dødsonen. Ved å snakke inn i dødsonen på åttetallsmikrofonen kan vi få en god in­ dikasjon på hvordan rommet vi befinner oss i, påvirker lyden, i og med at den lyden mikrofonen fanger opp, ute­ lukkende er indirekte lyd. Direktelyden fra stemmen tref­ fer membranen like sterkt fra begge sider og setter dermed ikke membranen i bevegelse. Legg merke til at det er satt inn + og - i polardiagrammet. Det indikerer at lyd fra baksiden vil skape et signal i "motfase" med signal forfra, da trykkvariasjonene bakfra vil bevege membranen motsatt vei av trykkvariasjonene forfra. Mikrofoner med kardioidekarakteristikk (figur 36) er de mest brukte mikrofonene. Som navnet tilsier, har denne retningskarakteristikken form som et hjerte (gresk kardia).

66

Figur 33

Studieenhet 4 Figur 34 Åttetallskarakteristikk

Det betyr at mikrofonen er lite følsom for lufttrykksvariasjoner bakfra. Denne karakteristikken lager en ved å plassere membra­ nen slik at lyd som kommer bakfra, tvinges til å bruke like lang tid på å nå membranen som om den går rundt og treffer membranen forfra. På denne måten vil lyd bakfra treffe begge sider av membranen samtidig, og membranen vil ikke bevege seg. I praksis klarer en ikke å konstruere mikrofonen slik at den blir helt ufølsom for lyd bakfra. Spesielle kon­ struksjoner kan likevel gjøre mikrofonen svært retningsvirkende, og karakteristikken kalles da superkardioide (figur 37). Slike konstruksjoner kan være det såkalte parabolske speil, hvor mikrofonen, som er plassert i brennpunktet på

Figur 35 Lyd bakfra

67

Studieenhet 4 Figur 36 Ka rdioidekarakteristikk

et reflekterende parabolsk "speil", bare vil treffes av lyd­ bølger som kommer inn rett forfra. Andre konstruksjoner er såkalte "kanoner", der mikrofonen er forsynt med et langt rør. Ved hjelp av små åpninger langs røret foregår en utslokking av lyd bakfra og fra siden. I begge disse til­ fellene er retningsvirkningen svært frekvensavhengig. Jo mer lavfrekvent lyden er, desto mindre retningsvirkende er mikrofonen. Alle mikrofoner har altså sine retningskarakteristikker, et uttrykk for hvordan mikrofonen oppfanger trykkvariasjoner fra de forskjellige retninger. Kulekarakteristikk forteller at mikrofonen fanger opp lyd like godt fra alle ret­ ninger. Mens en åttetallskarakteristikk forteller at mikro­ fonen oppfanger lyd i en åttetallsform, vil en mikrofon med kardioidekarakteristikk gjengi lyd ut fra en hjerte-

Figur 37 Superkardioidekarakteristikk

68

Studieenhet 4

Figur 38 Ka rdioidekarakteristikk, åttetalls­ karakteristikk og kulekarakteristikk.

form, det vil si mest forfra og mindre bakfra. Vi har nå sett hvordan en ved hjelp av forskjellige konstruksjonsmåter kan skape mikrofoner med forskjellige ka­ rakteristikker. Det finnes kondensatormikrofoner med valgbar retningskarakteristikk, det vil si at en med en vender på mikrofonen kan velge den rctningskarakteristikken en ønsker mikrofonen skal ha. Det forutsetter at mikrofonen består av to atskilte mikrofonmembraner, enten to med kardioidekarakteristikk eller en med kuleog en med kardioidekarakteristikk. Valg av karakteristikk gjøres ved elektrisk å legge signalene fra de to mikro­ fonene sammen på forskjellige måter: 1 Når en summerer signalene fra to mikrofonmembraner

med kardioidekarakteristikk som peker hver sin vei, blir resultatet det samme som med en mikrofon med ku­ lekarakteristikk. Ved å summere de to signalene med det ene av signalene i motfase, får vi en åttetalls­ karakteristikk, og ved å bruke bare den ene membranen får vi en kardioidekarakteristikk. 2 Når en summerer signalene fra to membraner hvor den ene har kulekarakteristikk og den andre har åttetalls­ karakteristikk, blir resultatet en kardioidekarakteristikk (figur 39). Slik kan en ved å bruke den ene, den andre eller begge membranene summert få den karakteri­ stikken en ønsker.

Dynamiske mikrofoner finnes vanligvis ikke med variabel karakteristikk, noe som selvfølgelig betyr at disse mikro­ fonene ikke er like anvendelige. Nå er det mulig å sette to dynamiske mikrofoner med kardioidekarakteristikk helt inntil hverandre, men slik at de peker hver sin vei. En kan så på miksebordet skape de forskjellige karakteristikkene ved å summere signalene på de forskjellige måtene som er nevnt ovenfor.

69

Studieenhet 4

Krav til mikrofoner Retnings karakteristikken

Retningskarakteristikken skal være mest mulig uavhengig av frekvensen. Det er ikke uvanlig at billige mikrofoner med kardioidekarakteristikk får tilnærmet kulekarakteristikk ved lave frekvenser. Frekvensgangen

Frekvensgangen skal være rett i en så stor del av fre­ kvensområdet som mulig. Noen spesialmikrofoner har en innebygd frekvensgangskorreksjon slik at de er tilpasset en spesiell bruk. Således har "nærtalemikrofoner" en dem­ ping av bassområdet. Signalnivået

Signalnivået ut fra mikrofonen skal være så høyt som mulig, da mikrofonen dermed blir mindre følsom for støy i den videre signalkjeden (for eksempel indusert støy fra en 220 V lyskabel). Egenstøyen

Den støyen som genereres i selve mikrofonen, må være så lav som mulig. Et tips her er at kondensatormikrofoner som bruker 48 V fantommating, som regel har lavere egenstøy enn mikrofoner som bruker en lavere spenning enn 48 V. Maksimal lydstyrke

Det høyeste lydnivået mikrofonen kan gjengi uten mer enn 0,5 % forvrengning, ønsker vi skal være så høyt som mulig. Dynamiske mikrofoner tåler som regel lydintensiteter langt over smertegrensen, mens kondensa­ tormikrofoner vanligvis ikke tåler så høye lydintensiteter. I kondensatormikrofoner er det som regel elektronikkdelen som begrenser. Det er ofte mulig å sette inn et dempeledd mellom selve membranen og den etterfølgende forsterkeren. Slike dem­ peledd kan enten være innebygd i mikrofonen og kunne aktiviseres ved en egen vender på mikrofonen, eller det er mulig å skru av selve mikrofonkapselen og sette inn et eget dempeledd mellom mikrofonkapselen og resten av mikrofonen.

70

Studieenhet 4 Selv om mikrofonen leverer et forvrengningsfritt signal, kan det jo hende at andre ledd i signalkjeden ikke klarer nivået (mikrofonforforsterkeren i miksebordet, effekter, lydbånd osv.), slik at forvrengning skyldes dette.

Andre egenskaper hos mikrofoner Følsomhet

Mikrofonens følsomhet er pr. definisjon den spenningen mikrofonen genererer når den utsettes for et lydtrykk på 1 Pa (1N/W2). Mens kondensatormikrofoner kan ha en føl­ somhet på ca. 10 mV, har dynamiske mikrofoner en føl­ somhet på bare 1-2 mV. Impedans

Innen profesjonell lydteknikk brukes hovedsakelig lavimpedans-mikrofoner (lavohmige mikrofoner). Det innebærer at mikrofonens indre vekselstrømsmotstand er lav (ca. 150 til 600 ohm). 40 000 ohm regnes som høyimpedansmikrofoner. Lavimpedansmikrofoner er å foretrekke, for de fanger opp mindre brum og støy enn høyimpedansmikrofoner, og de tillater lengre mikrofonkabler uten at en mister dis­ kanten. Ved tilkobling av en mikrofon til mikrofoninngangen på et miksebord er det viktig at det er impedanstilpasning mellom disse to delene av utstyret. Slik tilpasning får en når miksebordets inngangsimpedans er minst 5 ganger mikrofonens impedans, det vil si minst ca 750 ohm. Kobles en høyohmig kilde (høyohmig mikrofon eller synthesizer) til en lavohmig mikrofoninngang på et mikse­ bord, blir frekvensgangen endret, og nivået blir lavere. Dersom vi kobler en lavohmig kilde til en høyohmig mik­ rofoninngang (for eksempel en lavohmig mikrofon til en høyohmig gitarforsterkerinngang), blir signal/støyforholdet dårligere. Fordi det finnes lavohmige og høyohmige ut­ gaver av både mikrofoner og mikrofoninnganger, og fordi feilkobling forårsaker støy eller endret frekvensgang, er det av avgjørende betydning at teknikeren vet hvilke impedanser det jobbes med. Når det gjelder mikrofoner, er de fleste mikrofoner på markedet i dag (i alle fall av aner­ kjente merker) lavohmige. Det pleier også å stå på selve mikrofonen.

71

Studieenhet 4

Når det gjelder miksebord, er tommelfingerregelen at lavohmige mikrofoninnganger (som altså krever lavohmige mikrofoner) bruker såkalte XLR-kontakter med 3 små hull (også kalt Cannon-kontakter). Høyohmige innganger bruker vanligvis jack-kontakter. Men det finnes unntak fra disse reglene, så her er det mulig å gjøre feil. Er du i tvil, bør du undersøke i brosjyrer eller i utstyrsmanualene som følger med nytt utstyr. Vaer også klar over at det finnes mi­ krofoner av kjente merker som, selv om de i utgangs­ punktet er lavohmige, med en enkel lodding inne i mikro­ fonen kan være gjort om til høyohmige. Nærtale-effekten

Retningsvirkende mikrofoner (trykkgradientmikrofoner) har såkalt nærtale-effekt (engelsk: proximity effect). Ef­ fekten innebærer en basshevning når mikrofonen plas­ seres nær lydkilden. Effekten merkes godt ved mikrofonavstander mindre enn ca. 50 cm. Noen ganger ønskes denne effekten, da den gir en fø­ lelse av nærhet. Mange vokalister bruker effekten bevisst, for å få en mørkere og fyldigere klang på stemmen. Men ofte forsøker en å filtrere bort den ekstra energien i bass­ området. Mange mikrofoner har et innebygd filter som gir brukeren mulighet til å minske effekten. Dersom mikro­ fonen mangler en slik mulighet, kan teknikeren på mikse­ bordets tonekontroller minske basshevningen ved å senke energien i bassområdet. Kulemikrofoner har ikke denne effekten. Mikrofoner med variabel retningskarakteristikk, hvor kulekarakteristikken er produsert ved summering av to mikrofonmembraner med kardioidekarakteristikk, har dermed nærtale-effekt. "Pop"-lyder

Språklydene p, t og b kan lett føre til såkalt utblåsing av mikrofonen. Dersom du snakker med håndflaten nær munnen, merker du at disse lydene gjør at relativt mye luft strømmer mot hånden. Det vil kunne sette membranen i voldsomme bevegelser, og det oppstår en eksplosjonsartet lyd fra mikrofonen. Det kan være svært sjenererende og må unngås. Noen mikrofoner er godt isolert mot slike "popMyder ved at de har en innebygd vindhette som bryter opp luft­

72

Studieenhet 4 strømmen. Dersom dette ikke er tilstrekkelig, kan det være nødvendig å bruke en ekstra vindhette på mikrofonen, øke mikrofonavstanden eller endre vinkelen på mikro­ fonen i forhold til munnen. Det kan være en god løsning å snakke litt til siden for mikrofonen i stedet for rett mot membranen. S-lyder

Noen mennesker kan ha svært høy energi i sine s-lyder. Det kan virke sjenererende, og som lydteknikere må vi forsøke å unngå dette problemet. Som ved p-, t- og blyder hjelper det også her å bruke vindhette eller endre retningen til mikrofonen. S-lyder er høyfrekvente og dermed retningsvirkende. Ved å snakke litt til siden for mikrofonen vil vi derfor kunne redusere problemet. Nå finnes det også såkalte Sbegrensere (De-essere), som er effektutstyr hvor sinformasjonen filtreres ut for siden å senkes. Balanserte linjer

Mikrofonkabler til profesjonell bruk består av to plastisolerte ledere med en skjerm rundt. Skjermen består van­ ligvis av flettede metalltråder, men til bruk i stasjonære in­ stallasjoner, for eksempel til mikrofonlinjer mellom studio og kontrollrom, kan skjermen bestå av en tynn metallfolie som ligger rundt de to signallederne. Skjermens oppgave er å skjerme mikrofonsignallederne mot elektriske støysignaler og å lede slike signaler til jord. Skjermen fungerer altså også som jordleder. Figur 39 viser en balansert over­ føring som altså benytter to signalledere + jord (skjerm). I den ubalanserte overføringen (figur 40), benytter vi bare én signalleder og lar signalet bruke jordforbindelsen (skjermen) som returforbindelse. (Det må som kjent være to ledere i en elektrisk krets for at strømmen skal kunne flyte.) Den åpenbare fordelen med balansert overføring er at elektriske støysignaler rundt linjen som klarer å trenge gjennom skjermen, blir fanget opp like sterkt på begge de to signallederene og dermed kansellert. Det er som før nevnt bare spenningsforskjeller mellom de to lederne som blir overført videre i kjeden. I en ubalansert linje vil et slikt støysignal derimot gå videre i kjeden sammen med mikrofonsignalet og forringe lydkvaliteten.

73

Studieenhet 4

Dl-boksen

Figur 39 Balansert overføring

Ved kobling av en høyohmig gitar (eller synthesizer) til en lavohmig, balansert mikrofoninngang, oppstår to pro­ blemer: Når vi fører et høyohmig signal gjennom en lang mikrofonkabel, vil vi miste høyfrekvent informasjon, og signalet vil derfor låte matt. Som tidligere nevnt vil en ved å koble et høyohmig signal til en lavohmig inngang få endret frekvensgangen, og signalnivået vil bli lavere. I £>/-boksen (DI=Direct Injection) blir det høyohmige signalet transformert ned til et lavohmig signal, som kan kobles til en lavohmig mikrofoninngang uten disse pro­ blemene. I tillegg til dette blir signalet "balansert" og dermed langt mindre følsomt for støysignaler utenfra. Dl-boksen kan være aktiv eller passiv. En aktiv DI-boks har innebygd forsterker, og strømmen til denne for­ sterkeren tas enten fra et innebygd batteri eller fra fantommatingen via mikrofonkabelen.

Figur 40 Ubalansert overføring

74

Studieenhet 4 DI-boksen har også ofte en mulighet til å bryte for­ bindelsen mellom gitarens jord og miksebordets jord ("earth lift"). Det kan hjelpe oss til å unngå brum som skyl­ des en spenningsforskjell mellom de to jordpunktene. Til scenebruk, hvor det ofte induseres støyspenninger fra lyskabler, er denne funksjonen svært nyttig. Figur 41 viser en enkel DI-boks. På den ene siden kobles gitarsignalet inn. I kontakten nedenfor tas dette sig­ nalet ut igjen for også å kunne sendes til gitarforsterkeren. Disse to kontaktene er parallellkoblet og gir altså helt like signaler. På den andre siden av DI-boksen henter vi så ut et ba­ lansert, lavohmig signal som uten problemer kan føres gjennom en lang mikrofonkabel for så å gå inn i mikse­ bordets mikrofoninngang. Prøv deg selv!

Nedenfor finner du moen oppgaver som du bør kunne løse etter å ha gått igjennom studieenhet 4. Svarene på oppgavene finner du bakerst i kursboka. OBS! Du skal ikke sende svarene på disse oppgavene til brevskolelæreren! Oppgave 4.1

Hva er mikrofonens oppgave? Oppgave 4.2

Figur 41 Balansert overføring

Nevn de 5 mest vanlige mikrofontyper etter den måten selve omformingen skjer på.

XLR-kontakt

Jack-kontakt

Transformator

Fra instrument Til miksebord

iI—Ii-----

Til forsterker

AT "earth-lift"

75

Studieenhet 4 Oppgave 4.3

Hva er "fantommating"? Oppgave 4.4

Hvilken spenning er mest brukt som fantommating? Oppgave 4.5

Hvorfor er kondensatormikrofonen mer utsatt for me­ kanisk påvirkning enn den dynamiske mikrofonen? Oppgave 4.6

Hvorfor er kondensatormikrofonen bedre egnet enn den dynamiske mikrofonen ved opptak av svake lydkilder? Oppgave 4.7

Hvorfor bør en båndmikrofon ikke legges oppå et lyd­ bånd? Oppgave 4.8

Hva vil det si at en mikrofon har kulekarakteristikk? Oppgave 4.9

Hvordan kan du bruke en mikrofon med åttetallskarakteristikk til å skaffe deg et bilde av hvordan akus­ tikken er i et rom? Oppgave 4.10

Hva menes med en mikrofons følsomhet? Oppgave 4.11

Hva er proximity-effekt? Oppgave 4.12

Hvordan unngås utblåsing som skyldes p-, t- og b-lyder? Oppgave 4.13

Hva er fordelen med en balansert linje? Oppgave 4.14

Hvorfor brukes DI-boks ved tilkobling av gitar til et mikse­ bord?

Innsendingsoppgaver til studieenhet 4 Løs oppgavene til Radioteknikk 1, Studieenhet 4, i heftet Nærradio i 90-årene, og send besvarelsen til brev­ skolelærer.

76

Studieenhet 5

Miksebordet Hører vi ordet miksebord, tenker vi på et stort bord med mange knotter og spaker, for eksempel i et musikkstudio, et radiostudio eller i konsertsammenheng. Der produseres såkalt 7