Akustikakuten: Fixa dämpningen i mixrummet

Johan Sigerud flyttade tillsammans med vänner in i en rymlig lokal på Södermalm i Stockholm. Planen var att kombinera rep­lokal med inspelningsmöjligheter och ett bra mix-/lyssningsrum. När musikinstrument, backline och övrig utrustning hade kommit på plats i det större av de två rummen var det dags att akustikbehandla lyssningsrummet.

Liten yta
Rummet som är tänkt att bli mixplats och lyssningsrum har en relativt liten yta. Det är knappt tre meter brett och tre och en halv meter djupt men med en takhöjd på hela tre meter och trettio centimeter. Rummets bredd, höjd och djup ligger nära varandra och det känns rimligt att anta att även rummets stående vågor befinner sig nära varandra frekvensmässigt.

Rummet som är tänkt att bli mixplats och lyssningsrum har en relativt liten yta.

I stället för separerade toppar och dalar som är lätta att peka ut bildas ett kluster av stående vågor vilket ger en oregelbunden frekvensrespons i det lägre registret. Det är en utmaning som skulle kunna bli en artikelserie i sig. Inför vår första kontakt visar det sig dock att Johan redan har satt i gång med den biten. Han har identifierat problemområden kring 60 hertz och mellan 90 och 100 hertz.

Rummets frekvensrespons och efterklang mäts upp före och efter akustikbehandlingen.

Utan att kasta oss in i något som kan verka stötande för konstnärligt kreativa läsare, nämligen beräkningar i kalkylark, kan vi lite kort nämna att Johan använder sig av en beräkningsmodell som finns tillgänglig på nätet och att beräkningarna ser rimliga ut. Han planerar att bygga totalt tre helmholtzresonatorer. Två mot den bakre väggen som har en centerfrekvens på ungefär 95 hertz och en större mot ena sidoväggen med en centerfrekvens på 60 hertz.

Tre stycken helmholtzresonatorer fanns på plats inför vårt besök.

Mätning
När vi anländer till lokalen är helmholtzresonatorerna färdiga och på plats. Utöver dem står ett skrivbord med högtalare och ett robust nittontumsrack med externa mikrofonförstärkare och kompressorer i rummet. Lyssnings­positionen är placerad längs ena kortväggen och högtalarna står så nära väggen det går.

Vi gör några inledande mätningar av frekvensrespons och efterklang och kan därefter konstatera att det relativt obehandlade rummet har en efterklang på mellan 400 och 600 milli­sekunder. Bortsett från ett par dippar i övre registret, som antagligen beror på kamfilter­effekter, varierar frekvensresponsen mellan 100 hertz och 20 kilohertz med ungefär 25 decibel.

Diagrammen bekräftar förbättringen

Innan behandling med porösa absorbenter har rummet en lång efterklang över hela registret.

Efter behandling har efterklangen minskat avsevärt över hela registret, förutom två kvarvarande stående vågor.

Absorption
Om lyssningsrummet hade varit dubbelt så stort skulle efterklangstider på upp mot 500 millisekunder inte vara några problem. Men i ett rum av den här storleken är det lämpligare med efterklangs­tider på ned mot 200 millisekunder. Vi kommer därför främst att använda oss av absorberande material, som utöver att ge en rakare frekvensrespons även kortar ned efterklangstiden. Förutom helmholtzresonatorerna, som absorberar vissa stämda frekvenser, planerar vi bredbandsabsorbenter (i form av Auralex Lenrd) som placeras i hörn där väggar möter varandra och där väggarna möter taket.

I varje hörn där två väggar möter tak tänker vi oss en tolv tum tjock Auralex Cornerfill-kub. Dessutom kommer vi att placera en tunnare skum­absorbent (två tum tjock Auralex Wedge) på de ytor som ger de tidigaste reflektionerna vid lyssningspositionen. Det vill säga i taket ovanför mixplatsen, på väggen bakom högtalarna och på långsidorna i höjd med lyssningspositionen.

För mycket tidiga reflektioner vid lyssningspositionen grötar till ljudbilden eftersom hjärnan inte kan göra skillnad på dem och direktljudet. Totalt handlar det om absorberande material på ungefär en fjärdedel av rummets yta.

Dags att montera absorbenter på väggen framför mixplats och på sidorna. Johan fäster absorbenter framför mixplats med hjälp av häftklamrar.

Absorbenterna i taket sätts på plats.

Diffusion och reflektion
Avståndet mellan lyssningsposition och bakre vägg är nästan två och en halv meter. Den tid det tar för ljudet att passera lyssningspositionen, reflekteras mot den bakre väggen för att sedan återvända till lyssnaren är närmare femton millisekunder. Hjärnan har lättare för att skilja reflektioner från direktljud ju längre fördröjningarna är. Vi bestämmer oss för att behålla en del av reflektionerna från den bakre väggen men att låta dem spridas och splittras upp genom diffusion.

Det finns många teorier om hur man kan optimera spridning av ljudvågor, och det är någonting vi förhoppningsvis kan återkomma till i Akustikakuten. Den här gången stannar vi vid att de flesta diffusorer jobbar i ett eller två plan. Det vill säga spridning i höjdled, i sidled eller bådadera. Auralex T’Fusor diffuserar främst i ett plan, men har även tvärsgående stråk. Den är ihålig och går att fylla med ett absorberande material som kan jobba med lägre frekvenser som är svåra att diffusera. Dessutom tar vi med reflektorpaneler, kallade Auralex DST-R, som snarare vinklar reflekterande ljudvågor åt ett annat håll än sprider dem. Det är en bra lösning när man vill undvika fluttereko.

En del av den kamfiltereffekt vi tidigare noterade i mätningen kan ha sin förklaring i att högtalarna är placerade direkt på skrivbordet. Man kan förbättra förhållandena genom att placera högtalarna en bit ovanför bordet. Man kan med fördel använda ett stumt material som inte svarar så mycket på vibrationer från högtalarna. Vi tänker använda oss av två stycken lättklinkerblock, även kallade lecablock. De är hyfsat stumma, inte för tunga och finns på nästan varje byggvaruhus. Tillfället gör inrednings­designern.

Skillnaden i frekvensrespons före och efter akustikbehandling.

Montering
Det är relativt lätt att fästa skumabsorbenter på en vägg. Till hörnabsorbenter och tak använder vi ett konstruktionslim kallat PL 400. Det börjar torka nästan omedelbart och är förlåtande mot ojämna ytor. Tunnare skumabsorbenter fixeras med häftklamrar. Det är praktiskt eftersom man lätt kan lossa dem igen om man skulle behöva justera något i efterhand.

Hörnabsorbenterna monteras enkelt med lim.

Diffusorerna fylls upp med stenull som blivit över från helmholtzbygget och monteras så att den största spridningen sker i det vertikala planet. Strax ovanför placeras reflektionspanelerna som är riktade så att reflektionerna leds ut mot långsidorna.

Johan fyller upp de formgjutna diffusorerna med stenull.

Diffusor stoppad med stenull ger diffusion i det övre registret och absorption i det lägre mellanregistret.

Det enda moment där vi stöter på lite patrull är taket. Det inte är helt symmetriskt, och rakt igenom taket går något slags vvs-rör. I mitten av taket sitter dessutom en rejäl lysrörsarmatur. Den visar sig vara parallellkopplad med armatur i angränsande rum och är ingenting man bör flytta på utan behörighet. Taket bjuder därför på en del ad hoc-lösningar. Det har till exempel bara två hörn där det går att placera Cornerfill-kuber. De andra två kuberna väljer vi att flytta ned till vägg/vägg-hörn.

Taket före akustikbehandlingen.

Taket efter akustikbehandlingen.

Mätning efteråt
När allt har kommit på plats placeras mätmikrofonen återigen vid lyssningspositionen. Tyvärr har vi inte möjlighet att göra precisa A/B-mätningar. Positionen för mätmikrofonen är uppmärkt i golvet, men både högtalare och bord har justerats sedan första mätningen. Frekvensresponsen i den nya mätningen påminner överraskande mycket om hur det såg ut när bara helmholtzresonatorerna var på plats. Skillnaden mellan topp och dal har dock minskat över hela frekvensspektrumet, ungefär 18 decibel mellan topp och dal mot tidigare 25. Vi hittar fortfarande några kraftigare dippar i övre registret, men dessa har nu flyttats upp en bit i frekvensspektrumet och går inte lika djupt som tidigare.

Det mest intressanta resultatet är dock att rummets efterklang nu ligger mellan 150 och 320 millisekunder i frekvensområdet 125 hertz till 8 kilohertz.

Skumabsorbenternas inverkan blir extra tydlig när man jämför vattenfallsgrafer före och efter behandlingen. Här avslöjas också två stående vågor som finns kvar i rummet. Helmholtzresonatorerna är som tur är flyttbara och Johan kommer att pröva sig fram med olika placeringar för att optimera verkan.

Och så till de mest intressanta frågorna: Hur låter det då? Blev det någon hörbar skillnad?

Vi tar oss tid att sitta kvar och lyssna igenom en del referensmaterial efter slutfört arbete. Johan som har arbetat en del i rummet innan akustikbehandlingen tycker inte att han påminns lika mycket om rummets färgning och upplever en klart förbättrad stereobild. En knapp vecka senare låter han även meddela att han använt rummet till att lägga både sång och gitarr med gott resultat. Han känner sig så pass nöjd att planerna på att bygga ett sångbås i det större rummet har lagts på is.

Vänstra delen av rummet före akustikbehandling.

Vänstra delen av rummet efter akustikbehandling.

Hela rummet efter akustikbehandling.

Håll koll på basregistret!

I princip alla obehandlade rum har stående vågor i de lägre frekvenserna. De tar sig uttryck i toppar och dalar i frekvensresponsen. Du kan kontrollera hur det står till med ditt rum genom att långsamt svepa en sinuston genom frekvensom­rådet 20 till 300 hertz. Placera dig i lyssningspositionen och anteckna de frekvenser som förstärks eller dämpas allra tydligast. Du kan också få en god överblick genom att spela upp rosa brus i högtalarna och samtidigt spela in det med en mikrofon med hyfsat rak frekvensgång vid lyssningspositionen. Spela sedan upp materialet genom en spektrumanalysator. Den krokiga kurva du ser i det lägre registret är bland annat ett resultat av rummets frekvensrespons.

För att åtgärda problemfrekvenser behöver du veta hur och varför de uppstår. En vanlig orsak är ljudvågor som förstärks när de reflekteras mot väggar, golv och tak. Det sker vid våglängder jämnt delbara med avståndet mellan två eller flera reflekterande ytor.

Ett annat fenomen som påverkar frekvensresponsen i det lägre registret är vad som på engelska kallas SBI eller SBIR, Speaker Boundary Interference Response. De flesta högtalare, och även mikrofoner, går mot rundtagande karaktär i det lägre registret. Det ljud som högtalaren genererar i det lägre registret går alltså ungefär lika starkt åt alla håll. När reflektionen från en vägg åter möter direktljudet från högtalaren sker utsläckningar eller förstärkningar på vissa frekvenser.

Du kan få indikationer på vad som är vad genom att röra dig runt i rummet samtidigt som du spelar upp en problemfrekvens. Skiftar nivåerna markant beroende på var i rummet du befinner dig pekar det mot att orsaken är interferens mellan reflekterande ytor. Är förhållandena ungefär desamma var du än befinner dig i rummet kan man misstänka interferens mellan högtalare och reflekterande yta, så kallad SBIR.

Ordlista

Akustik – Läran om ljud. Den som arbetar med akustik på ett vetenskapligt sätt kallas akustiker.

Diffusion – När ljudvågor splittras upp och sprids i olika riktningar. Ju större spridning och ju mer slumpmässigt den uppträder, desto lättare är det för örat att skilja den från direktljudet.

Stående våg – Korsande vågrörelser som ger upphov till förstärkningar och utsläckningar vid en viss frekvens.

Fluttereko – En effekt som uppstår när ljudvågor reflekteras upprepade gånger mot parallella ytor. Det låter som om ljudet studsar.

Efterklang – Den del av ljudet som fortsätter klinga efter att responsen/ljudkällan upphört.

Kamfiltereffekt – Ett fenomen som uppstår när två eller flera identiska ljud med liten fördröjning sinsemellan möts i en punkt. Effekten blir att vissa frekvenser dämpas kraftigt eller släcks ut.

Helmholtz-resonator – En absorberande konstruktion där man utnyttjar att varje hålrum har en resonansfrekvens. Luftpelaren inuti håligheten fungerar som en dämpande fjäder på ljud­vågor som kommer utifrån.

Se mer info om stående vågor och SBIR: https://gikacoustics.eu/speaker-boundary-interference-response-sbir/ och https://ethanwiner.com/acoustics.html.

Text: Joachim Ekermann
Foto: Johanna Hanno

Artikeln publicerades ursprungligen 2010-08-31. Uppdaterad 2021-03-19.