Sådan bruger du en spektrumanalysator til musik

Hvad en spektrumanalysator viser

En spektrumanalysator er en realtidsgraf af hvad der sker inde i din musik. Den vandrette akse repræsenterer frekvens — dyb bas til venstre, høj diskant til højre. Den lodrette akse repræsenterer amplitude — hvor højt hver frekvens er i det øjeblik. Visningen opdateres løbende mens musikken spiller, så du ser et levende billede af hvad der er i lyden lige nu.

Tænk på det som et vindue ind i frekvensindholdet i din musik. Et storetrommeslag lyser den lave ende op. Et bækkenbrud fylder den høje ende. En vokal sidder i midten. Visningen viser dig alt dette samtidigt, opdelt i frekvensbånd der hver repræsenterer en lille skive af det hørbare spektrum.

De fleste spektrumanalysatorer bruger en FFT (Fast Fourier Transform) til at konvertere lydsignalet fra en tidsdomæne-bølgeform til en frekvensdomænevisning. Antallet af bins bestemmer opløsningen — flere bins betyder finere frekvensdetaljer. Echobox bruger en 64-bin FFT, som rammer en god balance mellem visuel klarhed og nyttig detalje uden at gøre visningen til et ulæseligt rod.

Du behøver ikke forstå matematikken. Det der betyder noget er at vide hvordan man læser billedet.

Frekvenskortet: Hvad hvert område lyder som

Ikke alle frekvenser er skabt lige. Her er hvad du faktisk hører i hver del af spektret:

Frekvensområde	Navn	Hvad du hører
20 - 60 Hz	Sub-bas	Det fysiske bump fra en storetromme, basdrops i elektronisk musik, tordnens rumlen. Du mærker dette lige så meget som du hører det. Mange små højttalere og ørepropper kan slet ikke gengive dette område.
60 - 250 Hz	Bas	Basguitar-fundamentaler, kroppen af en storetromme, den lave ende af mandlige vokaler. Her bor varmen. For meget her og ting lyder boomende.
250 - 500 Hz	Lav mellemtone	Den nedre krop af vokaler, guitarer og klaver. Dette område tilføjer fylde, men overskydende energi her er hvad folk mener når de siger lyd er “mudret” eller “boxy.”
500 Hz - 2 kHz	Mellemtone	Kernen af de fleste instrumenter og vokaler. Her er det menneskelige øre mest følsomt. Guitarer, klaverer, horn og den fundamentale energi af sang lever alle her.
2 - 4 kHz	Øvre mellemtone	Tilstedeværelse og forståelighed. Dette område bestemmer om vokaler skærer igennem et mix eller drukner. Konsonanter, angreb fra en lilletromme og plukket af en guitarstreng afhænger alle af dette område.
4 - 8 kHz	Tilstedeværelse / Diskant	Sibilans (“sss”- og “tsj”-lyde i vokaler), bid fra bækkener, strengdetalje og følelsen af klarhed. For meget her forårsager lyttertræthed.
8 - 16 kHz	Luft / Brillans	Bækkenskimmer, den åndeagtige kvalitet i vokaler og den generelle følelse af “luft” og “gnist” i en optagelse. Dette område tilføjer åbenhed og realisme.
16 - 20 kHz	Ultra-højt	De fleste voksne over 25 kan ikke høre meget over 16 kHz, og området indsnævres yderligere med alderen. Indhold her bidrager til en subtil følelse af åbenhed hos dem der kan opfatte det, men dets fravær er normalt ikke mærkbart.

Brug lidt tid på at se analysatoren mens du lytter til musik du kender godt. Du vil begynde at associere hvad du ser med hvad du hører, og det er hele pointen.

Praktiske anvendelser

En spektrumanalysator er ikke bare en pæn visualizer. Det er et diagnostisk værktøj der kan fortælle dig konkrete ting om din lydopsætning og dine filer. Her er hvad du skal kigge efter.

Verificering af dine EQ-indstillinger

Hvis du har sat en parametrisk EQ op med et 4 dB boost ved 80 Hz, bør du kunne se det boost på spektrumvisningen. De lavfrekvente bins vil vise højere niveauer end de ville uden EQ’en. Dette er den enkleste og mest umiddelbare brug — bekræftelse af at dine EQ-justeringer faktisk gør hvad du tror de gør.

Det er især nyttigt til subtile korrektioner. Et 2 dB snit ved 3 kHz er måske ikke tydeligt at høre alene, men du vil se det på analysatoren.

Spotning af tabsgivende komprimeringsartefakter

Et af de afslørende tegn på MP3- eller AAC-komprimering er en hård cutoff i de høje frekvenser. Tabsgivende codecs sparer plads ved at kassere lydindhold over en bestemt frekvens, og de fortæller dig ikke altid om det. En 128 kbps MP3 skærer typisk alt over 16 kHz. En 192 kbps fil når måske 18 kHz. En 320 kbps fil bevarer normalt indhold op til cirka 20 kHz.

På spektrumanalysatoren viser dette sig som en “mursten-væg” — visningen falder til ingenting ved en specifik frekvens i stedet for gradvist at aftage. Hvis du afspiller hvad der formodes at være en højkvalitetsfil og du ser en hård cutoff ved 16 kHz, kigger du sandsynligvis på en transkodning tabsgivende fil som nogen genkodede til et tabsfrit format.

Detektion af opsamplede hi-res forfalskninger

Dette er spektrumanalysatorens partykunst for hi-res lyd-filer. En ægte 96 kHz hi-res fil kan indeholde frekvensindhold op til 48 kHz (Nyquist-frekvensen — halvdelen af samplingsfrekvensen). Men hvis nogen tog en CD-kvalitetsfil (44,1 kHz samplingsfrekvens, indhold op til ~22 kHz) og simpelthen opsamplede den til 96 kHz, stopper frekvensindholdet stadig ved 22 kHz. Filen er større, samplingsfrekvensen er højere, men der er intet faktisk hi-res indhold.

På analysatoren viser ægte hi-res energi der strækker sig godt over 22 kHz CD-loftet. En opsamplet forfalskning viser den samme mursten-væg ved 22 kHz trods påstanden om at være 96 kHz. Du betaler for tom båndbredde.

Identificering af masteringproblemer

Loudness war efterlod mange ofre. Albums mastret med ekstrem komprimering presser alt til samme niveau — bas, mellemtone, diskant alt sammen knust for at maksimere loudness på bekostning af dynamik. På en spektrumanalysator ser dette ud som en fladtrykt, ensartet høj visning med minimal variation mellem sektioner af en sang.

Sammenlign dette med en veloptagelse, hvor du vil se klare forskelle mellem stille passager og høje, og hvor spektrets form ændrer sig meningsfuldt når forskellige instrumenter indtræder og forlader. Hvis du er nysgerrig på masteringkvalitet, tjek vores guide til lydkvalitetsmålinger for tallene bag hvad du ser.

Tjek af basrespons

Hvis du mistænker at dine hovedtelefoner ruller bassen af, bekræfter analysatoren det. Afspil et nummer du ved har stærkt sub-basindhold og se 20-60 Hz området. Hvis disse bins konsekvent er lave eller tomme mens resten af spektret ser normalt ud, leverer dine hovedtelefoner (eller dine ørepropper eller din forsegling) ikke den lave ende.

Dette er mere nyttigt end du måske tror. En dårlig forsegling på in-ear monitors kan dræbe basrespons, og analysatoren viser dig præcis hvad der mangler. Juster pasformen, tjek analysatoren igen.

Læsning af visningen: Hvad er normalt

Her er noget der snyder mange: en flad linje på tværs af spektret er ikke normalt. Det er ikke engang ønskeligt.

Det meste musik har en naturlig nedadgående hældning fra bas til diskant. Lave frekvenser bærer mere energi end høje frekvenser i næsten alle optagelser. En typisk spektrumvisning vil vise basbins højere end mellemtonebins, med diskantbins lavere endnu. Dette er helt normalt og forventeligt.

Hvis du har hørt om pink noise, er det støj hvor hver oktav bærer lige meget energi. Pink noise lyder jævn og balanceret for menneskelige ører, men på en spektrumanalysator viser den den samme nedadgående hældning — ca. 3 dB per oktav. Det er fordi vores opfattelse af lydstyrke ikke er flad på tværs af frekvenser, og optagelsesingeniører tager højde for dette når de mixer.

Så bekymr dig ikke hvis din musik ikke producerer en flad linje. Det bør den ikke. Et fladt spektrum fra faktisk musik ville lyde tyndt og hårdt, med diskanten der overmander alt andet.

Hvad du bør kigge efter i stedet er overensstemmelse med hvad du hører. Hvis musikken lyder bastung, bør analysatoren bekræfte det. Hvis du hører hård diskant, bør de øvre mellemtone- og tilstedeværelsesbins være forhøjede. Analysatoren validerer dine ører — eller fortæller dig når dine ører narres af dine forventninger.

Sådan fungerer Echobox’ spektrumanalysator

Vi byggede vores spektrumanalysator som en 64-bin realtids FFT der kører på DSP-outputtet. Den sidste del er vigtig: den viser hvad der faktisk afspilles gennem hele signalkæden, ikke det rå filindhold.

Hvis du har anvendt et parametrisk EQ boost på 3 dB ved 3 kHz, vil du se det. Hvis rumkorrektion skærer en resonans ved 200 Hz, vil du også se det. Analysatoren sidder i slutningen af behandlingskæden — efter EQ, efter rumkorrektion, efter alt. Hvad den viser er hvad der rammer dine ører.

Dette gør den til et verifikationsværktøj for dine DSP-indstillinger. Du kan sætte en kompleks EQ-profil op til at matche en målkurve for dine hovedtelefoner, og derefter bruge analysatoren til at bekræfte at justeringerne faktisk når outputtet. Vi har fundet at dette er den mest praktiske måde at bruge den — foretag en justering, se resultatet, forfin efter behov.

64-bin opløsningen giver dig nok detalje til at se hvad der sker i hvert frekvensområde uden at overvælde dig med tusindvis af datapunkter. Hvert bin dækker et frekvensområde, så du vil ikke se skarpe toppe for individuelle toner, men du vil tydeligt se den overordnede energifordeling og eventuelle brede boosts eller snit fra din DSP-kæde.

Visningen opdateres i realtid under afspilning, så responsen er umiddelbar. Ændr en EQ-indstilling og analysatoren afspejler det på næste frame.

Læg den væk og lyt

Spektrumanalysatoren er et diagnostisk værktøj, ikke underholdning. Den er der for at besvare specifikke spørgsmål: Gør min EQ hvad jeg havde til hensigt? Er denne fil faktisk hi-res? Ruller mine hovedtelefoner bassen af? Når du har besvaret disse spørgsmål, luk visningen og gå tilbage til at lytte.

Den bedste lydopsætning er den du stopper med at tænke over. Brug analysatoren til at verificere, fejlfinde og lære. Stol derefter på dine ører og nyd musikken.

Relaterede guides: Parametrisk EQ til musik | Hi-res lyd på Android | Audiofil musikafspiller