VERGELIJKENDE LUIDSPREKERTEST II

De eigenschappen van luidsprekers zijn meettechnisch in dode kamers, galmkamers en onder gestandaardiseerde woonkameromstandigheden te bepalen. Probleem is alleen dat volgens de daaruit volgende meetresultaten op het gebied van frequentie- en impedantieverloop, spreiding der hoge tonen en harmonische vervorming ook door de vakman uit die metingen wel een duidelijk verwachtingspatroon omtrent de klankeigenschappen, maar geen volkomen beeld daarvan is te verkrijgen.

Daarom zijn idealiter voor de beoordeling van luidsprekers uitgebreide luistertests van grote betekenis. Tests waarbij liefst verschillende modellen met elkaar worden vergeleken; om tot betrouwbare resultaten te komen, is daarvoor heel wat nodig. Bij de Duitse HiFi tijdschriften HiFi Stereophonie en Fono Forum zijn daarvoor eind jaren zestig vorige eeuw methodes op psychopsychologische basis ontwikkeld die in het Nederlandse maandblad Disk vanaf september 1973 zijn overgenomen.

Daarbij is getracht om de complexe materie met een passend gedifferentieerde vraagstelling aan te pakken.

De testmethode

De klankverschillen tussen luidsprekers van gelijke grootte of prijsklasse zijn nog dermate groot en ingewikkeld dat het slechts via noodoplossingen mogelijk is om hun kwaliteiten in een tabel met een simpele rangorde van ‘uitstekend’ naar ‘slecht’ onder te brengen. Dit temeer daar ook bij heel competente beoordelaars de meningsverschillen over de kwaliteit der onderzochte luidsprekers in de orde van de klankverschillen tussen die luidsprekers onderling liggen.

Is bijvoorbeeld een luidspreker met een afgerond totaalbeeld ‘beter’ dan eentje die weliswaar in een bepaald bereik wat helderder klankkleuren biedt, maar die echter als totaal een nogal opdringerig of schril klankbeeld geeft? Om tot een behoorlijke differentiatie van de omschrijvingen te komen, werd een testformulier ontwikkeld waarop een reeks van 34 begrippen voorkomt die het in zijn totaliteit mogelijk moet maken om de klankkarakteristiek en dus ook de kwaliteit van ieder model tot uitdrukking te brengen.

De volgende omschrijvingen worden bij de algemene beoordeling gebruikt – de scala reikt van het zakelijk beschrijvende tot het waardebepalende:

            Nasaal            aangenaam

            Natuurlijk         evenwichtig

            Pittig                blikkerig

            Gaaf                briljant

            Slank               donker

            Sonoor            doorzichtig

            Spits               veraf

            Hol                  vlak

            Verkleurd        geperst

            Zwemmerig    scherp

            Volumineus     hees

            Te present      helder

Bovendien werden speciaal voor de hoge en lage tonen elk nog vijf begrippen geïntroduceerd:

            Duidelijk hoog ijle bas

            Hard hoog                   doffe bas

            Krachtig hoog krachtige bas

            Zwak hoog                  ondoorzichtige bas

            Week hoog

Dat bepaalde tegengestelde paren, zoals donker en helder voorhanden zijn, dient ter controle en uitsluiting van waarderingsfouten. Dat in de begrippenreeks adjectieven met een negatief karakter, zoals ‘hol’ en ‘hees’ overheersen, hangt ermee samen dat in onze taal voor de bedoelde rangorde de negatieve polen vaak veel kernachtiger te omschrijven zijn dan de positieve. Een in totaal negatief gekleurd beeld kan daardoor niet ontstaan omdat voor alle luidsprekers hetzelfde begrippenkader geldt.

De test verloopt als volgt: tot een totaal van maximaal zes luidsprekers wordt gebundeld en vergeleken. De bewuste luidsprekers worden aan een minstens tienhoofdige jury met muzikale achtergrond en met verschillende, op band vastgelegde muzieksoorten telkens paarsgewijs en in alle denkbare combinaties gedemonstreerd; bij zes luidsprekers gaat het dan bijvoorbeeld om vijftien paarvergelijkingen. Elk jurylid noteert op zijn testformulier welke van beide klankeffecten hem of haar het meest uitgesproken bij welke luidspreker vindt passen. In het belang van de zuivere statistiek wordt voor ieder muziekprogramma een andere toevalsreeks der paarvergelijking gekozen terwijl de jury in twee groepen van vijf is gesplitst.

De resultaten van deze tests worden vervolgens met de middelen en de methodiek van de experimentele psychologie verwerkt, waarbij de jurybeoordelingen met behulp van correlatiestatistiek en factoranalyse worden gewaardeerd. Fourieranalyse ligt om de hoek…..

De luisterruimte

Het is maar al te bekend dat de akoestische omgeving waarin luidsprekers worden gebruikt een bepalende invloed heeft op het klinkend resultaat. Om daarbij aan zuiver toeval te ontkomen en tevens om te zorgen dat van verhoudingen wordt uitgegaan waarbij een test als deze voor een zo groot mogelijke lezerskring zinvol is, zijn ter voorbereiding in meer dan twaalf huiskamers (en later nog eens in ongeveer tachtig andere) galmmetingen gedaan. Uiteraard fluctueren deze galmtijden in kamers van zeer verschillende grootte (18-31m² vloeroppervlak), inrichting en bouw.

Maar het overgrote deel der kamers heeft in het bereik van 80 tot 2.000Hz galmtijden tussen de 0,4 en 0,5s waarbij het lage bereik sterk kon wisselen van 0,2 – 1s en het hoog tot 12kHz terugviel tot een kleine spreiding tussen 0,2 à 0,3s. OP basis van deze uitkomsten kan het vermoeden worden uitgesproken dat de gemiddelde Nederlandse luisterruimte wat zijn galmtijd betreft ligt tussen de meest grotere Amerikaanse en de zogenaamde normruimte uit de audiotechniek en vooral in het hoog ‘droger’ is.

OP grond van deze metingen werden voor onze test twee kamers gekozen. Kleinere luidsprekers worden in een kamer van 22m² onderzocht, grotere in een kamer van 33m² met een 0,1 à 0,2 hogere galmtijd.

Technische opstelling

Om kwaliteitsbeperkingen en wisselingen tot een minimum te beperken wordt gebruik gemaakt van bandopnamen met muziekmateriaal dat als directe kopie van de master door de muziekindustrie ter beschikking is gesteld. Als weergaverecorder dient een Revox A 77 en de versterkergroep bestaat uit een Lansing graphic controller SG 520^E en Energizer SE 408SE waartussen het schakelpaneel is aangebracht.

De luidsprekers in stereo opstelling worden paarsgewijs op precies gefixeerde plaatsen op tafeltjes van ongeveer 40cm hoogte geplaatst en met roze ruis van 250-8.000Hz op gelijk volume van 86dB op 3m afstand afgeregeld. De testparen staan achter een akoestisch doorlaatbaar weefsel opgesteld; twee lampjes geven de jury aan welk paar telkens in gebruik is. Vooraf is van elke luidspreker het frequentieverloop vanaf elke jury zitplaats gemeten.

Jury en testverloop

Als juryleden staan per zitting minstens tien personen ter beschikking die over een niet alleen muzikaal, maar meteen ook over een technisch geschoold gehoor beschikken en op grond van hun beroep in voortdurend contact komen met levende muziek zowel als met luidsprekerweergave (klankregisseurs, opnameleiders, professionele plaatrecensenten).

De test verloopt voor de iedere keer vijf juryleden na grondige instructie en voorbereiding om geen misverstanden te laten ontstaan over de betekenis der gehanteerde begrippen met een programma van tien minuten, waarbij alle vijftien luidsprekercombinaties klinken en waarbij de testleider ongeveer elke drie seconden omschakelt. Het totale programma neemt per jurygroep al gauw een halve dag in beslag.

Uitwerking en ‘luidsprekerpas’

Aan het slot van de test zijn tussen de 10 en 15.000 uitkomsten beschikbaar. Uit dit basismateriaal worden eerst de menigvuldigheidstabellen samengesteld die aangeven hoe vaak de 34 kenmerken van iedere luidspreker bij elke enkelvoudige test toevielen.

Op basis van dit materiaal is voor elke luidspreker een rangorde op te stellen waarin de kenmerken in de procentuele aanwezigheid van hun voorkomen worden gerangschikt. Om statistische toevalligheden in deze volgorde te vermijden, worden de begrippen in tien procentgroepen gebundeld. De zo ontstane schaal kenmerkt de eigen karakteristieken van iedere luidspreker en zijn plaats in de geteste groep duidelijk en gedetailleerd.

Verder worden de varianten van de beoordelingskenmerken uitgewerkt die aangeven in hoeverre de 34 begrippen werkelijk differentiëren, dat wil zeggen van belang zijn voor de beoordeling. De uitkomsten worden daarna volgens de correlatiestatistiek gewaardeerd. Daarbij worden (volgens de formules van Pearson-Bravais of Spearman) correlatiecoëfficiënten berekend die de mate van overeenkomst tussen de onderzochte luidsprekers en programma’s aangeven.

Deze coëfficiënten liggen in het gebied van +1 tot -1; +1 betekent dat de vergeleken luidsprekers een maximale overeenkomst vertonen, terwijl -1 betekent dat ze uiterst tegengestelde eigenschappen bezitten; + of -0 betekent dat het verband tussen beide luidsprekers op toeval berust.

De uitkomsten van deze berekening maken het mogelijk om een uitspraak te doen in hoeverre de individuele luidsprekers zich tegenover verschillende muziekprogramma’s gedragen en ze geven bovendien de gelijkenis der luidsprekers onder elkaar aan. Die overeenkomst is op zichzelf voor de test vrij oninteressant. Maar het resultaat is belangrijk als uitgangspunt voor de zogenaamde factoranalyse, waarbij de begrippen in een paar factoren worden samengevat, waarna te berekenen is welke betekenis elke factor voor iedere luidspreker heeft. Daarbij variëren de zogenaamde ‘ladingscijfers’ opnieuw tussen +1 en -1.

In een concreet geval levert deze analyse bijvoorbeeld drie factoren, waarvan de derde buiten beschouwing kon blijven omdat de beide eerste al 93,3% van de zich in het testmateriaal bevindende informatie bevatten. Het resultaat dat de met dit materiaal gevoerde computer als zogenaamd  ‘principal components factor matrix’ levert, ziet er dan als de tabel hieronder uit:

Luidspreker     programma     factor 1           factor 2           factor 3

A                     1                      0,939               -0,172             0,056

                        2                      0,850               0,372               0,159

B                     1                      -0,278             0,810               0,102

                        2                      0,219               0,784               -0,240

C                     1                      0,222               0,802               -0,193

                        2                      -0,262             0,700               -0,585

D                     1                      -0,975             0,002               -0,125

                        2                      -0,964             0,045               -0,155

E                     1                      0,957               0,071               0,108

                        2                      0,940               -0,246             0,058

F                     1                      0,352               -0,833             -0,135

                        2                      0,417               -0,606             -0,581

In deze vorm is dit materiaal volkomen abstract. Maar het is duidelijk in beeld te brengen wanneer men de waarden in een coördinatensysteem met de factoren 1 en 2 als assen en de punten +1,0 en -1,0 als begrenzing tekent.

De ‘luidsprekerhemel’

De betekenis van de assen uit de hier niet afgebeelde ‘luidsprekerhemel’ die men in vaktermen wel de ‘semantische ruimte van de luidsprekerbeoordeling’ noemt en de betekenis der vier kwadranten is uit de eerdere verklaring af te leiden. Op de horizontale X as zijn de uitersten als volgt aangeduid: helemaal links als ‘slank’, helemaal rechts als ‘’volumineus’. De verticale Y as heeft als extremen onderaan het begrip ‘dicht, hol” en helemaal bovenaan ‘doorzichtig, briljant’. Kloksgewijs staan verder de begrippen ‘pittig’ in het eerste kwadrant, ‘donker’ en ‘wazig’ in het tweede, ‘vlak’ en ‘ijl’ in het derde en ‘spits’ en ‘helder’ in het vierde.

Op deze manier is enerzijds in het coördinatensysteem met de termen ‘volume’ en ‘timbre’ veel over het gedrag van een luidspreker te melden. Hoe verder hij in het linkerdeel van het systeem ligt, hoe slanker hij klinkt, hoe verder naar rechts des te volbloediger. Evenzo geeft een positie in het bovenste deel de mate aan helderheid en die in het onderste deel de mate aan wazigheid aan.

Minder duidelijk komen hier de ook belangrijke kwaliteitscriteria ‘natuurlijkheid’ en ‘aangenaamheid’, ‘gaafheid’ van het klankbeeld tot uitdrukking. Maar uit de bestaande aanduidingen is al duidelijk dat een luidspreker die in het derde kwadrant belandt nooit een positieve indruk kan maken, waar juist een plaatsje in het eerste kwadrant erg gunstig is.

Verdere details

Tot zover het fundamentele testverloop. Verdere algemene en meer specifieke kwesties en be- en omschrijvingen komen steeds bij de afzonderlijke tests aan de orde. Al deze resultaten en gegevens komen tenslotte bijeen in de ‘luidsprekerpas’ die het volgende bevat:

-          alle technische gegevens die door de fabrikant zijn verstrekt.

-          Een  opgave van het ‘huiskamervermogen’ in Watt. Aangegeven wordt zo hoeveel continu eindvermogen de aangesloten versterker per kanaal moet leveren om de bewuste luidspreker die met fysiologisch gewogen roze ruis wordt gevoed op 3m afstand een geluidsterkte van 86dB te laten leveren. Dat getal geeft een relatief beeld van het rendement. Als vuistregel kan gelden dat het verstandig is om een versterker te gebruiken die het vijfvoudige vermogen van dit ‘huiskamervermogen’ levert.

-          De klankkarakteristiek van de bewuste luidspreker in de vorm van een tientraps staafdiagram dat aangeeft hoe vaak de 34 testbegrippen eraan toevallen in vergelijking met de overige luidsprekers.

-          Aanvullende gegevens over de bijzondere eigenschappen van de luidspreker voor zover die nadere toelichting behoeven

-          Vijf over elkaar heen geprojecteerde geluidsdrukcurves van de luidspreker in de luisterruimte op elk der vijf juryplaatsen op oorhoogte.

-          Een impedantiecurve, waarvan de minima kritisch zijn voor de versterker en de laagste piek een aanduiding geeft voor het basbereik bij weergave dat onder die frequentiewaarde snel afneemt.

(Uit Disk 80, september 1973).