Perfect geluid

Hier wil ik het hebben over het weergeven van muziek over een HiFi installatie.
Informatie over weergave in je studio (bedoeld om te mixen) kun je hier vinden.

Waarschuwing!

Heb je net al je vakantie geld uitgegeven aan iets voor je geluidinstallatie?
Heb je na lang zoeken dat ene ding gekocht wat aangeprezen werd op internet?
Heb je die persoon met een ‘goedkoop’ installatie uitgelachen en verteld dat die niet weet wat kwaliteit is?

Lees dan niet verder! De kans is groot dat je gefrustreerd, geïrriteerd of teleurgesteld wordt na het lezen van dit stuk.

Wie denkt ‘het zal allemaal wel, maar even met beide benen op de grond, hoe krijg ik een goed geluid?’ Hier gaan we dan.

Weergave van “het perfect geluid”.

Allemaal willen we graag “het perfect geluid”.
Maar wat is dat? Een zo’n natuurgetrouw weergave van het oorspronkelijk geluid?
Jammer, deze is vaak in de studio al behoorlijk bewerkt, equalizer, compressie, reverb toegevoegd, voordat deze ons thuis bereikt. (Tsss die mixers toch.)
Ok dan, een weergave zoals de mixing techneut deze in de studio hoorde. Hmm, maar deze hield met zijn mix al rekening dat het op verschillende manieren (Hifi, Auto, hoofdtelefoon…) beluisterd zou worden, daar komt nog bij dat de techneut apparatuur gebruikt (monitor speakers) welke niet “goed” klinken maar “eerlijk” (alle frequentie even hard) zodat ‘foutjes’ beter op te sporen zijn. Dit is ook vaak de reden waarom mensen, welke monitor speakers hebben aangeschaft, later nog sub e.d. er bij kopen. Thuis luistert de techneut vast ook naar ander speakers.

Wat mooi klinkt is dus een kwestie van smaak, maar wat is dan kwaliteit?

Als we het eens zijn dat we geen ruis willen toevoegen het dynamisch bereik willen behouden en geen ongewenste frequentie willen filteren kortom, de kwaliteit van het oorspronkelijk materiaal behouden, beter dan de bron wordt het niet, dan is dat ons doel.

Laten we met die “bron” beginnen.

Er is veel te doen over bit depth, bit rate, sample rate en men wil ons doen geloven dat hoe meer hoe beter. Maar is dat zo?
Aller eerst even wat theorie, wat is het?
Nu hoeven wij niet hierop af te studeren dus we houden het eenvoudig.
Samplerate geeft aan hoe vaak er een meting (per seconde) wordt gemaakt en wordt uitgedrukt in Hertz (Hz)
Bitdepth geeft aan hoeveel informatie, in bits (1 of 0) tijdens een dergelijk meeting wordt vastgelegd.
Bitrate geeft het aantal bits dat per seconde wordt verstuurd (bit/s).
Hmm ok, en nu? Laten we als voorbeeld een audio CD nemen.
De samplerate voor een audio CD is 44.1kHz (44100Hz) en de bitdepth is 16 bit.
Dus de bitrate van een audio CD is, 44100 x 16 = 705600 x 2 (stereo) = 1411200 bit/s of 1411kbps.
Dat is een hoop data 1 byte = 8 bit dus 1 minuut muziek is pak hem beet 10Mb wat opgeslagen moet worden. Een nummer van 4 minuten heeft dan al gauw iets van 40Mb opslag ruimte nodig. Pfff ok, dat hebben we gehad.

Aangezien de eerste digitaal mobiel audio spelers niet zoveel opslagruimte hadden moest men iets bedenken zodat men meer muziek er op kon opslaan. Compressie!
Mp3 is een voorbeeld van zo’n compressie (lossy) methode. Door een slimme compressie methode kon men er voor zorgen dat een redelijk geluid al bij 128kbps gehaald kon worden, hiervoor moet echter natuurlijk wel data ‘weggegooid’ worden (dit is NIET meer terug te winnen). Bij een hoger samplerate zal er dus ook minder weggegooid hoeven te worden. Er is er dus meer van het origineel aanwezig.
Er zijn ook slimme lossless compressie mogelijkheden, bijvoorbeeld flac. De bestanden zijn kleiner maar alle data is na decompressie weer aanwezig. Er is niks weggegooid.
Nu de mogelijkheden van opslag capaciteit steeds minder een probleem zijn (Gigabyte op spelers en TeraByte harde schijven) willen mensen weer terug naar “beter” kwaliteit.
Afhankelijk van de kwaliteit van de bron (een slechte opname blijft een slechte opname) zou er zeker een verschil tussen lossy en lossless gehoord kunnen worden.

Als een wav van 44.1kHz, 16 bit beter klinkt dan een mp3 van 128kbps dan zal een wav van 96kHz (of nog hoger), 24 bit toch zeker nog beter klinken?
Nou waarschijnlijk wel omdat we dat willen geloven, maar in werkelijkheid niet.
Ook al komen we overal van die misleidende plaatjes tegen van bitdepth (word length) en samplerate
(Je ziet toch zelf wel dat de resolutie hoger is?).

Ze kloppen niet (het werk anders met audio).
Ons gehoor orgaan kan domweg onmogelijk frequenties hoger dan 20kHz horen (niet mijn schuld) en dat is bij geboorte zonder slijtage.
Met een samplerate van 44.1kHz kunnen we 22kHz frequenties vastleggen, met een samplerate van 96kHz frequenties tot 48kHz, maar wie kan ze horen? Er zijn beweringen dat ook al horen we deze frequenties niet ze doen wel wat aan onze beleving (hmmm, geen enkele experiment bevestigt dit).

Ok maar bitdepth dan? Die oude cassette bandjes hadden een bitdepth (mits goed opgenomen met uitstekend apparatuur) van 6 bit! De kwaliteit die men in de professionele studio op band met de beste ruisonderdrukkers kon halen was maximaal 13 bit. Kortom met zijn 16bit kon de CD een kwaliteit vast leggen welke men zelfs in de studio voor jaren niet had. Aha, dus een hoger bitrate is een beter kwaliteit, men gebruikt immers nu 24 bit in de digitale studio?
Ja, maar… De reden waarom we in de studio 24 bit gebruiken is omdat we daar niet van te voren met zekerheid kunnen zeggen hoe zacht of luid iets ons systeem in komt en dus is die extra speling gewoon een vangnet tijdens opnames.
24 bit geeft inderdaad meer dynamiek dan 16 bit, maar waar hebben we het over en wat is nodig?

Stel we hebben een versterker welke een perfecte weergave kan geven en we zetten deze zo luid dat het zachste geluid (net boven ruisvloer) net hoorbaar is boven de omgevings geluid van de kamer (Als ons versterker zo hard kan en de ruis van onze apparatuur dit niet ondertussen al overstemd), dan zou het maximaal volume, welke een CD zou kunnen weergeven, zorgen voor ernstig pijn en blijvend gehoor schade. 24 bit zou dan voor acuut sterfte kunnen zorgen… (Wees gerust, 24 bit kan niet weergegeven worden)

Kortom ons CD met 16 bit kan zonder problemen het geluid van net waarneembaar vallende bladeren tot aan de pijngrens weergeven. 24 bit is een vangnet voor de audio techneut. Deze geeft hem iets meer speelruimte bij de instellingen tijdens een opname. De optelsom van ‘bijna geen geluid’ kan wellicht net hoorbaar worden (ook in 24 bit) maar als het goed gemixt en gemasterd wordt (dither) ook weer opgeruimd. Om deze mix dan in 24bit te verspreiden heeft dus geen toegevoegde waarde.

Hoe kan het dan dat een SACD (super audio CD) of zelfs sommige mp3’s beter klinken dan de CD?

Geluid is een smaak. Wat het één mooi vindt kan een ander anders over denken. Ook zijn we geneigd om iet wat luider klink als “beter” te ervaren. (Verkopers weten dit al jaren..) Soms (zeker bij SACD) is de bron verschillend (remastered of anders gemixt).

De kwaliteit van een geluid zal vooral afhangen van hoe de opname is gemaakt, hoe er gemixt en gemasterd is en niet van een nog hoger bitdepth of hoger samplerate.

Maar geloof mij niet, test u eigen oren of u het verschil hoort.

Laten we dan maar eens naar onze installatie kijken. Nu komt er helaas veel audiofiel onzin om de hoek kijken. Het is ongelofelijk wat mensen willen geloven (en denken te horen) als het gaat om “wat nodig is om kwaliteit te behouden”. Hier 10 van die onzin pogingen:

  • Groene markeerstift – De ‘theorie’ is dat, door met een (speciale) groene markeringstift rond de rand van een CD te tekenen, verdwaalde rode fotonen van de laser welke anders weerkaatsen van de rand van de schijf niet meer in de fotosensor terecht kunnen komen.
  • Zwarte stippen en vlakken – In het algemeen is akoestisch behandeling van je kamer een goed idee. Maar je hebt een behoorlijk formaat van geluidabsorberend materiaal nodig om het te laten werken. Toch heeft dat bedrijven er niet van weerhouden om, kleine stukjes van zwart karton en plastic die bedoeld zijn om de akoestiek van een ruimte te veranderen bij montage op de muur, te verkopen.
  • Magische kristallen – Ja ja, de kracht van kristallen in de wereld van de audiofiel. U plakt de steentjes om uw kabels of spreid ze in de kamer rond. Aangezien ze vaak heel mooi zijn lijkt het een schande om ze achter een versterker aan een aantal RCA-aansluitingen te plakken. Je kunt ze dus beter goed zichtbaar plaatsen om al het goede dat ze zullen doen duidelijk te maken.
  • Audiophile krokodillenklemmen – In principe zijn krokodillenklemmen geen slechte dingen in audio: ze zijn goed in het maken van elektrische verbindingen. Echter, de Quantum Clip is er om een ‘morfische resonantie’ met een kabel te maken. Dit zou de dingen beter moeten laten klinken. Dat mag je hopen voor iets dat 500 dollar kost toen ze voor het eerst werden gelanceerd. Blijkbaar voldoet een oude krokodil klem niet.
  • Magnetische resonatoren – De vreemde met veel gekke audiofiel producten is dat ze vaak ‘resonantie’ als een goede zaak benoemen. Dit is vreemd omdat we tijdens het mixen dit juist proberen te vermijden, resonantie vinden we namelijk vaak een vervelend geluid. Bij de Quantum Clip is het idee van de magnetron dat de magnetische koppeling “van een object ter grootte van een golfbal” op een of andere manier reageert met geluid in een kamer.
  • Super power kabels – Je zou denken dat het enige wat je je kunt wensen van een stroomkabel, tenzij u wilt genieten van de warme gloed van een brand in huis, een lage weerstand is. Maar sommige verkopers beweren dat hun stroomkabels een wenselijke capaciteit introduceren die op een of andere manier RF-interferentie annuleert. Elk fatsoenlijk hifi-ontwerp zal de ergste storing van het net er uit filteren, het effect van wat koperen draden hieraan kunnen toevoegen is waarschijnlijk onmeetbaar.
  • 400 dollar ethernet kabel – Als u dacht dat de kansen op een ‘slechte voedingskabel’ onzin zijn kunt u overwegen Denon’s “Ethernet-kabel” ontworpen om alleen digitale signalen door te laten, voor een paar honderd dollar te kopen. Het enige dat we wel vast kunnen stellen is het plezier in lezen van recensies over de AKDL1 kabel.
  • CD demagnetiser – Zoals kamer akoestiek consultant Ethan Winer ooit zei in zijn Audio Myths seminar op de Audio Engineering Society conferentie een paar jaar geleden: ‘Denk hier eens even een moment over na…’
    Een CD is gemaakt van polycarbonate (plastic) en aluminium.
  • De ultieme tweeter – Voor de vleermuizen onder ons, probeer dan het toevoegen van een tweeter welke zogenaamd audio trillingen boven 1 GHz kan genereren. De fabrikant beweert dat deze het geluideigenschap van de lucht in een ruimte veranderd. Om de een ​​of ander reden moet deze worden aangesloten op uw versterker, dit is een beetje vreemd als je bedenkt dat de meeste digitale apparatuur zo is ontworpen om alleen bandgelimiteerde audio ver onder de 100kHz te produceren.
  • Vibrerende knoppen – Toegegeven, een slechte potentiometer (volumeknop) kan een aantal vervelende geluiden maken, maar dat wordt vaak veroorzaakt door vuil op de contacten. Dus, op het eerste gezicht klinkt het idee van een potentiometer upgrade niet al te gek. Maar als je dat combineert met de “Silver Rock Signature Knob”, worden dingen een beetje gekker. Blijkbaar creëren ‘micro vibraties’ veroorzaakt door onze potentiometers een degradatie in het geluid. Maar de ahem, ‘goede vibraties’ van deze houten knop compenseren die vervelende, slechte vibraties. Helaas is deze knop niet meer beschikbaar.

Maar als je echt bij de High-End HiFi goeroe’s wil horen hier wat tips.
Maar als je gewoon een goed geluid wil en je oren gelooft lees dan verder..

Aansluitkabels van goede kwaliteit zijn natuurlijk belangrijk. Dik genoeg om zonder te veel weerstand het signaal over te brengen. Zuurstofvrij, zilver, goud of wat dan ook kan een goede financiële investering zijn (zeker als het goud prijs omhoog gaat) maar zal niks toevoegen aan de geluidskwaliteit. Als dat wel zo was vraag ik mij af waarom studio apparatuur of nog belangrijker levensreddend ziekenhuis apparatuur niet allemaal met gouden kabels aan elkaar zijn aangesloten. Onbeschadigd, roestvrij (hier helpt verzilverde of vergulde conectoren dus wel), goed aangesloten koper kabels klinken prima.

Wat kun je dan wel doen om te zorgen dat je het meeste uit je installatie haalt?

Laten we met de (CD) speler beginnen. Even iets over het ontwerp van alle spelers, de informatie op een cd is redundant gecodeerd. Dat wil zeggen dat als iets niet goed te lezen is (kras, stof) er controle informatie aanwezig is zodat het niet te lezen informatie wel te achterhalen is (tenzij er teveel verloren is gegaan). De data wordt daarom ook eerst gebufferd en pas als deze compleet is wordt het verstuurd. En o ja Jitter. Als jitter al een probleem zou zijn, zal deze zich voordoen op zo’n 110 tot 120 dB onder het muziek niveau, dit is dus 20dB onder het niveau van ruis op een CD!

Vandaag de dag hebben bijna alle spelers wel een digitaal uitgang en de versterker een digitaal ingang, als we die hebben gebruiken we die. Dit voorkomt dat de speler er eerst een analoog signaal van moet maken en dat de versterker er vervolgens weer een digitaal signaal van maakt. Elektrisch of optisch? Tja, wie wil er nu niet het nieuwste van het nieuwste en glasvezel en licht klinkt wel sexy. Echter het betekent wel dat er van een elektrisch signaal eerst licht gemaakt moet worden (converteren) en op de versterker weer van licht elektrisch. Voordeel is wel dat optisch geen ‘last’ van elektrisch storing kan krijgen. Dus als je speler aan de ene kant van de kamer staat en je versterker aan de ander kant is optisch een overweging, anders is een goed, kort elektrisch kabel voldoende. De spelers van tegenwoordig kunnen allemaal prima een stream van data lezen en deze digitaal uitvoeren, de kwaliteit van een CD speler zal hem in de mechanisch gedeelte (minder fout correcties), mogelijkheden en levensduur van het apparaat zitten.

Als we ons signaal digitaal naar de versterker hebben gestuurd is dit het moment dat van een digitaal een analoog signaal gemaakt moet worden. DAC noemen we dat, Digitaal Analoog Converter.
Ook hierover is veel te doen. Om een lang verhaal kort te houden uit verschillende blinde testen (dus niet die van leveranciers) is uit gekomen dat men geen verschil in DAC’s kan horen. Alles wat je niet met een week zakgeld kunt kopen en jonger dan 10 jaar is prima.

We zijn nu aangeland in het analoog domein. Juist hier valt de winst te halen. De bitjes zijn prima omgezet in een elektrisch signaal. Elk versterking van een elektrisch signaal voegt ruis toe. Hoe beter de versterker is ontworpen hoe minder ruis we toevoegen. Een ‘goede’ versterker heeft een goede voeding, kwaliteit componenten en weinig over spraak tussen links en rechts. Bi-amping is ook zinvol (in tegenstelling tot Bi-wiring) aangezien hier de verschillende frequenties, door verschillende (daarop afgesteld) componenten, worden versterkt. Natuurlijk moeten de gebruikte speakers hiervoor dan ook geschikt zijn. Buis of transistor? Buizen ‘klinken’ alleen anders (in de HiFi wereld*) als je ze stuk gooit.
Waarom zijn ze zo geliefd bij audiofielen? Ze kleuren (maar dat wilden we toch niet?) het geluid mooi.
* Voor instrument versterkers zullen buizen anders klinken omdat ze bij vervorming (wat we niet willen bij HiFi weergave) anders met harmonische omgaan dan transistors.

De speakers zijn de dingen welke het elektrisch signaal omzetten in geluidsgolven. Dit is wel zo’n beetje de belangrijkste schakel in onze kwaliteitsweergave. De speakers dienen aangesloten te worden met voldoende dikke kabels welke het vermogen zonder te veel weerstand kunnen transporteren (mag gewoon koper zijn). En de fase (+ en -) dient juist aangesloten te zijn. Maar ook hier zijn er meer dingen welke een invloed op het geluid hebben dan alleen de speakers zelf. Als we de oorspronkelijke zanger in onze huiskamer zouden hebben staan zou deze al anders klinken dan in de studio. Waarom? De akoestiek van onze kamer beïnvloedt het geluid. Zelfs de plaats waar we zitten (of waar de speakers staan) in de kamer maakt een verschil (10 cm verplaatsen kan meer invloed hebben op het geluid dan al het bovenstaande).

Geluid is smaak. Als de bron slecht is kun je deze hooguit kleuren naar smaak in de hoop, dat het acceptabel wordt. Is de bron goed, dan nog zal de belevenis van het resultaat verschillend zijn.

Er wordt mijn inziens te veel verwacht van investeringen in apparatuur met betrekking tot kwaliteit en resultaten. Om deze investeringen te verantwoorden geloven we, en menen we dit ook werkelijk te horen, dat het helpt. In een hokje van pak hem beet 1,2 x 1,5 x 2 meter met speakers op onmogelijke plaatsen en daarbij een omgevingsruis van rond de 60dB (auto bij 100km/u) willen we nog steeds kwaliteitsgeluid…

Het beleven van een goed geluid hangt van veel factoren af.
Zo zal onze luister ervaring (wat we eerder ooit hebben gehoord) hier invloed op hebben. We luisteren niet alleen met onze oren maar ook met onze hersenen. Maar (te)vaak worden er dingen als “de iets” er bij gehaald welke niet verklaarbaar zijn maar blijkbaar wel van invloed zijn op deze beleving. Als u denkt dat het beter klinkt geniet er dan van.

Geniet van muziek, waardeer kwaliteit als je het hoort en… geloof je oren.

Bronnen:

Hi-Res vs CD audio
http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=14195
Bit depth:
http://people.xiph.org/~xiphmont/demo/neil-young.html
Audio Myth:
http://eandt.theiet.org/magazine/2011/11/believe-in-better.cfm
http://breem.nl/pgrijtje.htm
AKDL1
http://news.cnet.com/8301-17938_105-9967991-1.html
CD player:
http://ethanwiner.com/audibility.html
http://enjoythemusic.com/Magazine/manufacture/1104/
Akoestisch:
http://ethanwiner.com/believe.html
DAC en systeem test:
http://nwavguy.blogspot.nl/2011/03/dac-listening-challenge-results.html
http://matrixhifi.com/ENG_contenedor_ppec.htm
USB kabels:
http://alpha-audio.nl/2011/06/de-usb-kabelmythe/