Wat is geluid?
Geluid is lucht die trilt. Snap je hoe die trilling zich gedraagt, dan snap je waarom een sub zo groot moet zijn, waarom je monitor rondzingt en waarom je speakers moet vertragen.
Geluid is een drukgolf
Als een luidsprekerconus naar voren beweegt, duwt hij de luchtmoleculen vóór zich samen. Beweegt hij terug, dan ontstaat er juist een gebied met iets minder druk. Die afwisseling van verdichting (hogere druk) en verdunning (lagere druk) plant zich voort door de lucht. Dát is geluid.
Belangrijk: de lucht zelf reist niet mee naar achter in de zaal. Elk luchtdeeltje beweegt alleen een klein stukje heen en weer en geeft de beweging door aan de buurman — zoals een wave in een stadion. Wat reist is de drukgolf, niet de lucht.
Omdat geluid drukverschil is, heb je een medium nodig. In vacuüm is er geen geluid. En omdat het druk is, kan het buigen om obstakels heen, weerkaatsen tegen muren en optellen of juist uitdoven wanneer twee golven elkaar tegenkomen. Al je problemen op de vloer komen hieruit voort.
Frequentie en toonhoogte
Frequentie is het aantal complete trillingen per seconde, in hertz (Hz). 100 Hz betekent honderd keer heen en weer per seconde. Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon die je hoort.
Voorbeeld: 100 Hz → T = 1/100 = 0,01 s = 10 ms per trilling.
Het menselijk gehoor loopt in theorie van 20 Hz tot 20.000 Hz (20 kHz). In de praktijk zakt de bovengrens met de leeftijd: rond je twintigste hoor je vaak nog tot ~18 kHz, op je veertigste vaak nog 14–15 kHz. Onder 20 Hz heet het infrasoon (voel je meer dan je hoort), boven 20 kHz ultrasoon.
Octaven: verdubbelen, niet optellen
Toonhoogte werkt logaritmisch. Een octaaf hoger is altijd een verdubbeling van de frequentie:
Dit zijn allemaal een A. Dat betekent ook dat het hele gebied van 20 Hz tot 20 kHz ongeveer 10 octaven beslaat — en dat de onderste helft van je EQ-schaal (20 Hz – 640 Hz) evenveel octaven bevat als het hele gebied daarboven. Daarom staan EQ-schalen altijd logaritmisch.
A onder de middelste C = 110 Hz · kamertoon A = 440 Hz · een octaaf lager dan 440 = 220, een octaaf hoger = 880. Onthoud deze rij en je kunt bij het EQ'en altijd snel schatten waar de grondtoon van een instrument ongeveer zit.
Golflengte en geluidssnelheid
Geluid legt in lucht ongeveer 343 meter per seconde af bij 20 °C. Dat is de belangrijkste constante in je vak. De golflengte is de afstand die één trilling in de lucht inneemt.
Daarom kun je bas niet lokaliseren en lekt hij overal naartoe: de golf is veel groter dan de deuropening, het gordijn of je hoofd, dus hij buigt er gewoon omheen. En daarom moet een sub zo groot zijn: je hebt veel luchtverplaatsing nodig om zo'n lange golf op gang te krijgen.
| Frequentie | Golflengte | Kwart golf | Zo groot als |
|---|---|---|---|
| 20 Hz | 17,2 m | 4,3 m | een vrachtwagen |
| 40 Hz | 8,6 m | 2,1 m | een kleine zaal breed |
| 80 Hz | 4,3 m | 1,1 m | plafondhoogte |
| 160 Hz | 2,1 m | 0,54 m | een mens |
| 500 Hz | 0,69 m | 0,17 m | een gitaarkoffer |
| 1 kHz | 34 cm | 8,6 cm | een A4 |
| 2 kHz | 17 cm | 4,3 cm | een hand |
| 4 kHz | 8,6 cm | 2,1 cm | een duim |
| 10 kHz | 3,4 cm | 0,9 cm | een vingerkootje |
| 16 kHz | 2,1 cm | 0,5 cm | een nagel |
• 340 / frequentie = golflengte in meter (reken met 340, dat rekent makkelijker).
• Geluid legt ongeveer 1 meter per 3 milliseconden af. Handiger: 3 ms per meter.
• Of andersom: in 1 ms gaat geluid 34 cm.
• Licht is 880.000 keer sneller. Daarom zie je de flits eerder dan je de knal hoort — en daarom is
video/licht praktisch nooit het probleem bij timing, maar geluid wel.
Amplitude en luidheid
Amplitude is hoe groot de drukverandering is: hoe ver de conus uitslaat. Grote amplitude = veel drukverschil = hard geluid. Amplitude zegt iets over volume, frequentie over toonhoogte. Die twee staan los van elkaar: een lage toon kan zacht of hard zijn, net als een hoge.
Geluidsdruk meet je in pascal (Pa), maar dat is onhandig: het bereik van net hoorbaar tot pijnlijk is een factor 1.000.000. Daarom rekenen we in decibel — zie Decibels & niveaus.
Fase en polariteit
Fase geeft aan waar in zijn cyclus een golf zit, uitgedrukt in graden van 0° tot 360°. Twee identieke golven die precies gelijk lopen zijn in fase: ze tellen op tot +6 dB. Lopen ze precies tegengesteld (180° verschil), dan heffen ze elkaar op en hoor je (bijna) niets.
| Faseverschil | Resultaat | Wanneer kom je dit tegen? |
|---|---|---|
| 0° | +6 dB, versterking | Twee subs naast elkaar, zelfde signaal |
| 90° | +3 dB | Overgangsgebied tussen speakers |
| 120° | gelijk niveau | — |
| 180° | uitdoving, bijna niets | Boven- en ondermicrofoon op een snare |
Fase is niet hetzelfde als polariteit
Dit verwarren veel mensen, ook op de vloer:
- Polariteit (de Ø-knop) draait het hele signaal om: plus wordt min. Dat geldt voor alle frequenties tegelijk. Oorzaak: een kabel verkeerd gesoldeerd, of een microfoon aan de andere kant van een trommelvel.
- Fase ontstaat door een tijdverschil. Een tijdverschil van 1 ms is bij 500 Hz precies 180° (uitdoving), maar bij 250 Hz maar 90°. Eén tijdverschil geeft dus bij elke frequentie een ander faseverschil — dat hoor je als een kamfilter.
Voorbeeld: twee microfoons 34 cm uit elkaar → Δt = 1 ms. Bij 500 Hz: 360 × 500 × 0,001 = 180° → uitdoving. Bij 1000 Hz: 360° → weer in fase.
De 180°-knop op je mengtafel heet vaak “phase” maar is in werkelijkheid een polariteitsomkeer. Hij lost een echt tijdverschil dus niet op. Dat los je op met delay (of door de microfoon te verplaatsen).
Boventonen en klankkleur
Een zuivere sinus bestaat uit één frequentie en klinkt saai — als een testtoon. Elk echt instrument produceert naast de grondtoon ook boventonen (harmonischen): hele veelvouden van die grondtoon. Een A van 110 Hz bevat dus ook energie op 220, 330, 440, 550 Hz enzovoort.
De verhouding tussen die boventonen bepaalt de klankkleur (timbre): waarom een gitaar en een piano op dezelfde toon toch totaal anders klinken. Dit is ook waarom je EQ'en verandert hoe een instrument klinkt zonder de toonhoogte aan te raken.
De grondtoon van een zangstem zit vaak rond 100–250 Hz, maar de verstaanbaarheid zit in de boventonen rond 2–5 kHz. Wil je een stem beter verstaanbaar maken in een volle mix, zoek je het dus niet in de laag maar in dat gebied. Zie EQ & filters.
Envelope: hoe een klank in de tijd verloopt
Naast frequentie en amplitude heeft elk geluid een verloop in de tijd. Dat heet de envelope en wordt beschreven met vier fases (ADSR):
| Fase | Wat het is | Voorbeeld |
|---|---|---|
| Attack | Hoe snel het geluid op volle sterkte komt | Snare: heel snel. Strijkers: langzaam. |
| Decay | Het terugzakken naar het houdniveau | Aanslag van een piano die wegvalt |
| Sustain | Het niveau zolang de noot wordt aangehouden | Orgel: blijft staan. Klap: geen sustain. |
| Release | Hoe het geluid uitsterft na loslaten | Bekken die natrilt |
Dezelfde vier begrippen kom je terug tegen bij compressors en bij lichttafels (fade in / fade out). Het is één concept.
Hoe geluid zich door een zaal beweegt
Onderweg van speaker naar oor gebeurt er van alles. Vier verschijnselen die je élke show tegenkomt:
Reflectie
Geluid kaatst tegen harde, gladde vlakken zoals beton, glas en hout. De hoek van inval is gelijk aan de hoek van terugkaatsing, net als bij een biljartbal. Reflecties zorgen voor nagalm, echo's en kamfiltering. Zachte materialen (gordijnen, publiek, akoestisch schuim) absorberen juist.
Absorptie
Materialen zetten geluidsenergie om in warmte. Hoge tonen worden veel makkelijker geabsorbeerd dan lage — een gordijn dempt 4 kHz prima, maar doet niets tegen 50 Hz. Ook lucht zelf absorbeert hoog: over 50 meter verlies je merkbaar boven 8 kHz, vooral bij droge lucht.
Een volle zaal klinkt anders dan een lege zaal: mensen absorberen veel geluid, vooral hoog. Reken erop dat je na binnenkomst van het publiek de hoge tonen iets terug moet geven en dat de nagalmtijd korter wordt. Soundchecken in een lege zaal geeft dus altijd een vertekend beeld.
Diffractie (buiging)
Golven buigen om obstakels heen als het obstakel klein is ten opzichte van de golflengte. Daarom hoor je de bas van een festival kilometers ver, maar de hi-hat niet: 40 Hz (8,6 m) buigt moeiteloos om een gebouw, 10 kHz (3,4 cm) niet.
Refractie (breking) — wind en temperatuur
Buiten buigt geluid af doordat de lucht op verschillende hoogtes een andere temperatuur en snelheid heeft. Op een warme dag stijgt geluid weg van de grond (achterin het festivalterrein hoor je minder), 's avonds bij afkoeling buigt het juist naar beneden terug (en heeft de buurt er last van). Tegenwind duwt geluid omhoog, meewind drukt het naar de grond.
Je oor en het gehoor
De oorschelp vangt geluid op, het trommelvlies gaat mee trillen, drie gehoorbeentjes (hamer, aambeeld, stijgbeugel) versterken die trilling en geven hem door aan het slakkenhuis. Daar zetten duizenden trilhaartjes de trilling om in zenuwsignalen. Verschillende plekken in het slakkenhuis reageren op verschillende frequenties.
Die trilhaartjes groeien niet terug. Gehoorschade is definitief. Piep of dof gevoel in je oren na een show betekent dat je te lang te hard hebt gestaan. Draag altijd goede gehoorbescherming met filters (die dempen gelijkmatig, in tegenstelling tot schuimpluggen die vooral hoog wegnemen) en laat een keer een otoplastiek aanmeten. Je gehoor ís je gereedschap.
Waarom zacht anders klinkt dan hard
Je oor is niet even gevoelig voor alle frequenties. Het gevoeligst zijn we rond 2–5 kHz — precies het gebied van een schreeuwende baby en van spraakverstaanbaarheid. Voor lage en zeer hoge tonen zijn we veel minder gevoelig, en dat verschil wordt groter naarmate het zachter is. Dat staat in de gelijk-luidheidscurves (Fletcher-Munson / ISO 226).
Praktisch: mix je een show op laag volume en zet je hem daarna hard, dan klinkt het opeens veel te bassig en te scherp. Mix je hard en draai je terug, dan is het laag verdwenen. Daarom mix je zoveel mogelijk op het niveau waarop de show ook echt draait, en check je tussendoor op zacht.
Maskering
Een hard geluid maakt een zachter geluid met een vergelijkbare frequentie onhoorbaar. Een luide basgitaar “verstopt” de kickdrum als ze in hetzelfde gebied zitten. Oplossing is niet harder zetten maar ruimte maken: geef de kick 60–80 Hz en de bas 100–150 Hz, en haal bij de één weg wat je bij de ander laat staan.
Het Haas-effect (precedentie)
Komen twee identieke geluiden binnen 5 tot ~35 ms na elkaar binnen, dan hoor je géén echo maar één geluid — en je bepaalt de richting op basis van het eerste geluid dat aankomt. Pas boven ongeveer 35–50 ms hoor je een aparte echo.
Achterin een zaal zet je extra speakers om het volume op peil te houden. Die vertraag je met de looptijd van het hoofdsysteem plus 5–15 ms. Dankzij Haas hoort het publiek achterin dan nog steeds dat het geluid van het podium komt, terwijl ze wel het volume van de dichtstbijzijnde speaker krijgen. Zie PA-systemen.
Frequentiegebieden op naam
Deze indeling gebruik je de rest van je carrière. Leer hem uit je hoofd.
| Gebied | Bereik | Wat zit daar | Te veel klinkt |
|---|---|---|---|
| Sub | 20–60 Hz | Voelbare bas, sublaag van kick en synth | Modderig, onrustig, boemt na |
| Laag | 60–250 Hz | Grondtoon kick, bas, floortom, borst in stem | Dik, bonkig, “boomy” |
| Laagmid | 250–500 Hz | Body van gitaar, snare en stem | Kartonnig, dof, “mud” |
| Mid | 500 Hz–2 kHz | Kern van bijna elk instrument, verstaanbaarheid | Neuzelig, telefoonachtig, hard |
| Hoogmid | 2–6 kHz | Aanslag, articulatie, aanwezigheid, snijden | Schel, agressief, vermoeiend |
| Hoog | 6–12 kHz | Bekkens, sss-klanken, definitie | Scherp, sissend |
| Lucht | 12–20 kHz | Ruimte, glans, “air” | Ruis, glazig |
Alles op deze pagina komt samen in drie getallen: 343 m/s (geluidssnelheid), 3 ms per meter (looptijd) en 20 Hz – 20 kHz (gehoor). Met die drie kun je op de vloer bijna alles schatten.