Spraakverstaanbaarheid (deel 2)
Weergave van de presentatie door Arie Reij op de LOK-jaarvergadering van 2007

Even het geheugen opfrissen: In deel 1 heb ik het gehad over de zaken die in belangrijke mate de spraakverstaanbaarheid beïnvloeden. Dat zijn:

1.      1.   Frequentieoverdracht,
2.      Nagalm en reflecties
3.      Geluidsniveau

Voor een toelichting op deze begrippen verwijs ik u graag naar het septembernummer van ons blad, waarin deel 1 van deze bijdrage is gepubliceerd. In die bijdrage ben ik ingegaan op de invloed die de keuze en de plaatsing van de luidsprekers hierop hebben. In dit deel wil ik ingaan op diezelfde facetten, maar dan horend bij de microfoons.

Een aantal dingen die ik eerder over de luidsprekers heb verteld, zijn als uitgangspunt ook van toepassing op een microfoon. Dat is ook wel logisch, als je beseft dat beide hetzelfde werkingsprincipe hebben. Alleen waar de luidspreker elektrische stroompjes omzet in luchttrillingen, doet de microfoon dat precies andersom: de microfoon ”vertaalt” trillingen van de lucht in elektrische stroompjes.

De centrale vraag is natuurlijk: wat is een goede microfoon? Als die vraag met één antwoord te antwoorden zou zijn, dan hadden we natuurlijk niet zo’n groot aanbod van microfoons! De vraag moet dan ook specifieker worden gemaakt, allereerst door het toevoegen van het woordje “voor”, dus “wat is een goede microfoon voor …. “. En op de puntjes komt dan in ons geval: “ … het gebruik voor spraak” Eigenlijk is het net als met het kopen van een auto; ook dan kan je niet volstaan met één merk en type. Wat een goede auto is, hangt af van waarvoor je hem nodig hebt, welke eisen je stelt aan het gebruik en last but not least: welk budget je ervoor hebt. Maar natuurlijk zijn er wel een aantal eigenschappen op te noemen, die een goede auto kenmerken: betrouwbaarheid, veiligheid, eenvoudig in gebruik en een goede kwaliteit/prijs verhouding. Bij een microfoon is dat niet veel anders, maar de kenmerken zijn natuurlijk wel verschillend van die van een auto.

Het belangrijkste kenmerk van een microfoon is zijn vermogen om de verschillende  frequenties gelijkmatig weer te geven. En dat is niet het zelfde als alle frequenties in gelijke mate weergeven! Waar het hier om gaat is, dat er in de frequentieweergavekarakteristiek geen pieken en dalen zitten, maar dat het een mooie vloeiende lijn is. Of die lineaalrecht is tussen 20 en 20 000 Hz is voor spraakweergave van minder belang. Sterker nog: net als bij de luidsprekers, is het frequentiegebied dat voor de verstaanbaarheid van belang is maar beperkt van omvang. Denkt u maar weer even aan de telefoon (met het spreekwoordelijke telefoongeluid): niet erg mooi om te horen, maar wel heel goed te verstaan.

Nu is het voor de meeste microfoons geen enkel probleem om frequenties tussen pakweg 100  en 12000 Hz weer te geven. Dat is aan de hoge kant al één en aan de lage kant zelfs meer dan twee octaven meer dan we voor een goede spraakverstaanbaarheid nodig hebben! De omvang van het weer te geven frequentiespectrum is dus eigenlijk nooit een beperking. Dat van die gelijkmatige weergave is veel meer een probleem. Maar hoe microfoons in dat opzicht presteren blijkt eigenlijk nooit uit al die mooie folders waarin de microfoon staan afgebeeld. Daarin wordt altijd ingespeeld op het gangbare gevoel, dat juist de breedte van het weer te geven frequentiespectrum het hoogste goed is. Dus wordt er kwistig gestrooid met “van … tot … Hz” getallen. Overigens meestal zonder dat daar de niveaugrenzen bij aangegeven staan (in de praktijk meestal -10 dB t.o.v. 1000Hz). En als er al een plaatje bijzit van een frequentieweergavekarakteristiek, dan is die altijd zodanig “bewerkt”, dat de pieken en dalen sterk zijn afgevlakt (de goede hier niet te na gesproken)!

Wie wel eens een echte plot heeft gezien van zo’n karakteristiek (bij meetmicrofoons zitten die erbij, bijvoorbeeld) weet dat de werkelijkheid er heel wat grilliger uitziet dan die mooie plaatjes! En dan hebben we het over de hele goede microfoons (zie bijvoorbeeld de plot van de AKG C12)!!

Als u nu het gevoel heeft, dat u met deze informatie nog niet zo erg veel verder komt bij uw keuze, dan heeft u daar eigenlijk wel gelijk in. Althans in die zin, dat papieren specificaties u in dit opzicht niet veel verder helpen. Kennis van de producten op de markt en vooral ervaring zijn in dit opzicht belangrijkere raadgevers dan specificaties en brochures. Toch is er nog wel wat houvast te bieden bij het maken van de juiste keuze en wel door het zoekgebied nog aanzienlijk te verkleinen. Dat heeft dan (zoals hierboven al vermeld) vooral te maken met de toepassing van de microfoon. Veel microfoons zijn namelijk geoptimaliseerd voor het doel waarvoor ze worden toegepast.

Het bekendste voorbeeld daarvan is de zgn. zang- of vocalistenmicrofoon. Dit type microfoon wordt veelal in de hand genomen en altijd heel dichtbij de mond gebruikt. Veel mensen vinden het aangenaam als zangstemmen een warme klank hebben, maar ze moeten ook een zekere een zekere “aanwezigheid” of “presence” hebben om de zang goed van de overige klanken te onderscheiden. Om die reden heeft de zangmicrofoon een bultje in de weergave van de middentonen van zo’n 5 dB (zie de figuur van de SM58)

Het bekendste voorbeeld op dit gebied is de Shure SM58, als sinds jaar en dag hét werkpaard op de bühne. Maar niet in de eerste plaats omdat het zo’n geweldig klinkende microfoon is! Er zijn langzamerhand veel betere. Hij is echter bij veel technici goed bekend dus die weten precies hoe ze hem moeten inregelen om een goede klank te krijgen.
Verder is hij mechanisch erg robuust (dus hij gaat niet snel kapot) en is hij tamelijk ongevoelig voor hand- en contact-geluiden. Beide  niet onbelangrijk voor een zangmicrofoon op het podium.

Er is waarschijnlijk geen microfoon die –in ieder geval qua vormgeving- zoveel gekopieerd is als de SM58. De karakteristieke bol (die niets anders is dan een stevige beschermingskorf met een ingebouwde plofkap) en de conische schacht zijn heel karakteristiek door talloze microfoons nagemaakt.

Deze microfoon heeft nog een ander kenmerk, dat hem geschikt maakt voor gebruik op het podium en dat is zijn richtinggevoeligheid. De microfoon is voor geluiden recht van voren veel gevoeliger, dan voor geluiden van achteren (een factor 4 tot 10). Dat is van groot belang, omdat recht voor de artiest meestal een zogenaamde monitor luispreker op de grond ligt, waardoor hij zijn eigen stem kan horen. Rondzingen ligt hier dus heel dicht op de loer. Uit het bijgevoegde diagram van een zgn. cardioide richtingkarakteristiek ziet u echter ook, dat de demping van opzij al een heel stuk geringer is. Dat is nog hooguit een factor 2 (6 dB).

Die richtinggevoeligheid is helaas echter ook in hoge mate verantwoordelijk voor de  grilligheid in de weergavekarakteristiek van dit type  microfoons. Van “nature” zijn microfoons namelijk rondom gevoelig, dat wil zeggen dat ze het geluid uit alle richtingen even sterk weergeven. Om ze richtinggevoelig te maken moeten de trillingen die niet recht van voren komen worden verzwakt en dat gebeurt door mechanische voorzieningen als gaten en sleuven in het microfoonhuis aan te brengen. Dat is echter een gecompliceerde opgave en lukt nooit voor alle frequenties even goed. U begrijpt dat zoiets kostenverhogend werkt en dat verklaart een deel van het prijsverschil tussen goedkope en dure microfoons.

Dat richtinggevoelig maken heeft nog een effect: lage tonen worden van heel dichtbij veel sterker weergegeven dan de rest. Van dit zogenaamde “proximity effect” maken zangers graag gebruik, omdat dit de nodige warmte (= sterkere laagweergave) aan hun stem geeft. U begrijpt, dat we daar uit een oogpunt van spraakverstaanbaarheid nu net niet op zitten te wachten!

Betekent dat nu dat een zangmicrofoon in de kerk niet te gebruiken is? Nee, dat betekent het niet, maar je moet wel rekening houden met zijn eigenschappen en beperkingen. Laten we daartoe nog eens kijken naar de drie zaken die ik in het begin van het artikel noemde.

Op punt 2: nagalm en reflecties, heeft u met de microfoonkeuze weinig invloed, maar op de andere twee: geluidsniveau en frequentieweergave, des te meer.
Het maximale geluidsniveau dat u in de (kerk)zaal kunt bereiken wordt in hoge mate bepaald  door rondzingen. Dat betekent dat de kwaliteit van de microfoon zodanig moet zijn, dat de eventuele onregelmatigheden in de karakteristiek niet tot snel rondzingen zullen leiden en dus beperkt moeten zijn Met een microfoon van een paar tientjes zal dat niet eenvoudig lukken! Verder moet de microfoon zijn afgeregeld op de afstand waarop hij wordt besproken, om de juiste balans tussen hoge-, lage en middentonenweergave te bereiken. Als dat met een toonregeling per kanaal mogelijk is (bijvoorbeeld via een mengpaneel), dan is ook een vocalistenmicrofoon goed te gebruiken. Maar neem hem dan niet van het statief om hem in de hand van dichtbij te bespreken, want dan is je zorgvuldig ingeregelde klank weer naar de maan!! Daar moet je dus een andere microfoon voor nemen, die afgeregeld is op die korte spreekafstand!
Bij veel gangbare mengversterkers is het echter helemaal niet mogelijk om per kanaal de toonregeling in te stellen. Hierbij is men er gemakshalve vanuit gegaan dat er allemaal dezelfde microfoons zullen worden gebruikt, zodat er alleen maar een toonregeling op het master-signaal nodig is. In dat geval is het beter om een microfoon te gebruiken die specifiek voor spraakdoeleinden is ontworpen. Dan is er bij de weergave namelijk al rekening mee gehouden die op een afstand van ca. 30cm wordt besproken en dat de frequenties die belangrijk zijn voor de verstaanbaarheid wat worden versterkt en/of de rest verzwakt. Bovendien wordt het tophoog dikwijls wat afgesneden om hoogfrequent genereren tegen te gaan.

Het gebruik van specifieke spraakmicrofoons heeft ook nog andere voordelen. Maar voordat dit u duidelijk wordt, moet ik eerst nog iets vertellen over het werkingsprincipe van een microfoon.
Het omzetten van luchttrillingen naar elektrische trillingen kan op een paar manieren, waarvan de belangrijkste zijn: een bewegende spoel in een magnetisch veld (zo werkt ook de fietsdynamo) of een trillend membraan, als één van de platen van een condensator. Het eerste principe wordt (werd?) het allermeeste gebruikt en is bijna standaard in alle zangmicrofoons. We spreken dan over “dynamische microfoons”. Het tweede principe wordt bijna zonder uitzondering gebruikt in alle studiomicrofoons. Behalve het kwaliteitsaspect heeft het gebruik van condensatormicrofoons (want zo noemen we die) nog een paar belangrijke voordelen, die juist voor de toepassing in de kerk erg interessant zijn.
Ten eerste zijn ze veel ongevoeliger voor hand- en contactgeluiden Waar de gangbare dynamische microfoons nogal eens last hadden van loopgeluiden of gestommel met de bijbel op de tafel (de zeer goeden opnieuw niet te na gesproken) heeft de condensatormicrofoon daarvan nauwelijks last. Het zelfde geldt voor het in de hand nemen van de zogenaamde “loopmicrofoon”: u zult veel minder gestommel horen.
Ten tweede zijn condensator microfoons niet gevoelig voor magnetische stoorvelden, terwijl hun dynamische broeders dat wel zijn. Dat kan u vooral parten spelen, als u met de microfoon binnen het bereik van het ringleidingveld komt. Dan kan gemakkelijk rondzingen ontstaan, al dan niet hoorbaar, maar in het laatste geval kan uw ringleidingversterker ongemerkt de geest geven!

Door de ontwikkelingen in de techniek zijn condensatormicrofoons –in tegenstelling tot vroeger- niet zo duur meer en … zijn ze heel klein te maken. Dat is wederom voor kerkgebruik erg interessant, omdat uiteindelijk ook het esthetische aspect dikwijls een belangrijke rol speelt. Op dit moment is het daardoor mogelijk een mooie slanke microfoon op een zwanenhals te maken, geoptimaliseerd voor spraak, die in alle opzichten zal voldoen en nog erg onopvallend is bovendien. Een nadeel is hooguit dat deze microfoons een externe voedingsspanning nodig hebben, maar steeds meer versterkers bieden die mogelijkheid al.

Samenvattend:
De microfoon speelt een vitale rol bij de spraakverstaanbaarheid en de maximaal bereikbare luidheid.
Voor spraaktoepassingen goed bruikbare microfoons kenmerken zich door: een voor dit doel geoptimaliseerde frequentieweergave en een hoge ongevoeligheid voor rondzingen. Beiden zijn zowel met specifiek spraakmicrofoons als met “multi-purpose” microfoon te bereiken, maar in het laatste geval moet men wel over meer externe regelmogelijkheden beschikken (3-band toonregeling en/of parametrische toonregeling).
In veel gevallen zal bij vernieuwing van de microfoons de keuze vallen op een condensatormicrofoon, vanwege de kenmerkende ongevoeligheid voor contactgeluid, magnetische instraling en de bescheiden afmetingen. De prijzen zijn bovendien tegenwoordig alleszins redelijk.

Tenslotte:
Ik noemde in het begin, dat vooral het toepassingsgebied bepalend is voor wat een goede microfoon is. Fit-for-purpose noemen de Engelsen dat.
In de rest van het verhaal ben ik verder ingegaan op het toepassingsgebied “spraak”. Dat betekent dat voor andere toepassingen, of dat nu muziekweergave, geluidsopnamen of detectie-doeleinden  zijn, weer andere criteria gelden en dus ook weer andere keuzes gemaakt zullen worden. In het stuk kwam al de zangmicrofoon van Shure aan bod, voor toepassingen op het podium, maar bij studio-opnamen van stemmen zult u dat soort microfoons niet tegen komen. Daarvoor gelden namelijk weer andere eisen.

Wij van de LOK zijn bij uitstek in staat u te helpen bij het formuleren van de eisen en criteria, waaraan uw technische voorzieningen moeten voldoen. Maar wij zullen u nooit adviseren altijd product X of apparaat Y te kopen. Er zijn namelijk altijd verschillende wegen die naar Rome leiden en die keuze is aan u. Maar als u naar Rome wilt, dan is het wel belangrijk dat u niet in Londen komt! En dan is het wel handig als er een organisatie is die u in ieder geval de goede richting wijst.
Arie Reij