End-fire subarray: zo stuur je je bas richting publiek

Een end-fire subarray is een opstelling van twee of meer identieke subwoofers die achter elkaar in één rij staan, allemaal met de voorkant naar het publiek. Elke sub krijgt een eigen delay. Daardoor komt de energie aan de voorkant precies tegelijk aan en telt die volledig op, terwijl het geluid aan de achterkant, richting podium, voor een groot deel uitdooft. Het resultaat: een strakkere, krachtigere bas op de dansvloer en minder gerommel op het podium. In deze gids lees je hoe het werkt, hoe je afstand en delay uitrekent, hoe je het opbouwt en wanneer een andere opstelling slimmer is.

TL;DR

• Bij end-fire staan de subs achter elkaar, niet naast elkaar. De achterste sub (dichtst bij het podium) is je tijd-nul, elke sub daarvoor krijgt extra delay.
• De vuistregel voor de afstand is een kwart golflengte van je ontwerpfrequentie, gemeten van akoestisch centrum tot akoestisch centrum. Bij 80 Hz is dat ongeveer 1,07 m, met zo’n 3,1 ms delay per stap.
• Naar voren krijg je de volledige optelling van alle subs, naar achteren een flinke onderdrukking rond de ontwerpfrequentie.
• Je hebt identieke subwoofers, een DSP met een apart delaykanaal per sub en ruimte in de diepte nodig.
• Meet altijd na. Theorie op papier en het resultaat op locatie verschillen vaak meer dan je denkt.

Inhoudsopgave

• Wat is een end-fire subarray precies?
• Zo werkt het: tijd als richtingsmiddel
• Afstand en delay uitrekenen
• Stap voor stap een end-fire array opbouwen
• End-fire, gradient of broadside: welke kies je?
• Valkuilen die we vaak zien
• Waarom minder bas op het podium ook in Nederland telt
• Wanneer end-fire wel en niet de beste keus is
• Onze kijk op end-fire subarrays
• Subs voor jouw array
• Veelgestelde vragen
• Bronnen

Wat is een end-fire subarray precies?

Lage tonen hebben een golflengte die veel groter is dan de kast waar ze uitkomen. Een losse subwoofer straalt daarom vrijwel rondom uit: net zoveel bas naar het podium en de muren als naar het publiek. Dat geeft modder op het podium, ophopingen bij wanden en extra overlast voor de buren.

Met een end-fire array los je dat op met tijd in plaats van met hout. Bennett Prescott omschrijft in zijn handleiding over geavanceerde subwooferopstellingen hoe je met directionele subarrays de energie van podium en muren af houdt en op het publiek richt. Het principe lijkt op een richtmicrofoon (shotgun): de elementen staan in de lengterichting en de richtwerking ontstaat door tijdsverschillen tussen die elementen.

Dat is ook meteen het grote verschil met een broadside array. Daar staan de subs naast elkaar en bepaalt de totale breedte van de rij hoe gericht het geluid is. Bij end-fire bepaalt de diepte van de rij plus de delay-strategie het resultaat. De AES Academy-presentatie van Excelsior Audio zet die twee benaderingen naast elkaar. Wie de natuurkunde erachter wil doorgronden, vindt in de collegestof van de Universiteit van Oslo dezelfde wiskunde terug bij cardioïde microfoons en Yagi-antennes.

Zo werkt het: tijd als richtingsmiddel

Stel: je hebt vier subs in een rij. Sub 1 staat achteraan, het dichtst bij het podium. Sub 4 staat vooraan, het dichtst bij het publiek.

Naar voren. Sub 1 speelt als eerste. Zijn geluid reist naar voren en passeert sub 2. Precies op dat moment geeft sub 2 hetzelfde signaal, omdat je hem vertraagd hebt met de tijd die het geluid nodig heeft om die afstand te overbruggen. Datzelfde gebeurt bij sub 3 en sub 4. Alle vier de golffronten lopen dus in fase richting publiek en tellen volledig op. Dat werkt bij elke frequentie, niet alleen bij de ontwerpfrequentie. Daarom is end-fire zo efficiënt naar voren.

Naar achteren. Nu de andere kant op. Het geluid van sub 2 moet terug naar de plek van sub 1 en is daar dubbel te laat: een keer door de delay en een keer door de reistijd. Bij een afstand van een kwart golflengte is dat samen een halve golflengte. Een halve golflengte verschoven betekent tegenfase, dus uitdoving. Bij vier subs doven sub 1 en 2 elkaar uit, net als sub 3 en 4.

De uitdoving aan de achterkant is dus frequentie-afhankelijk. Rond de ontwerpfrequentie is die het sterkst. Ver daarboven of daaronder wordt de onderdrukking minder, en op het dubbele van je ontwerpfrequentie tellen de achterwaartse golven zelfs weer op. Daarom kies je de ontwerpfrequentie bewust, op het deel van het spectrum waar jouw probleem zit.

Volgens de collegesamenvatting van Purdue University over cancellation en steering kunnen cardioïde subarrays een voor-achterverhouding van 20 dB of meer halen, en beperkt het sturen van de achter- en zijkant ook vroege reflecties in de zaal. Dezelfde bron noemt de prijs: je levert maximaal uitgangsniveau in. Bij end-fire zit die prijs vooral in de ruimte die je nodig hebt en in de energie die je niet naar achteren stuurt. Naar voren tel je nog steeds alle kasten volledig op.

Afstand en delay uitrekenen

De rekensom is eenvoudiger dan veel mensen denken. Je hebt twee getallen nodig: de geluidssnelheid (ongeveer 343 m/s bij 20 °C) en je ontwerpfrequentie.

1. Golflengte = geluidssnelheid ÷ frequentie. Bij 80 Hz: 343 ÷ 80 = 4,29 m.
2. Afstand tussen de subs = een kwart daarvan. Bij 80 Hz: 4,29 ÷ 4 = 1,07 m.
3. Delay per stap = afstand ÷ geluidssnelheid. Bij 1,07 m: 1,07 ÷ 343 = 3,1 ms.

Let op: Excelsior Audio benadrukt in de AES-presentatie over subwoofer arrays dat die kwartgolflengte geldt van akoestisch centrum tot akoestisch centrum, niet van achterkant tot voorkant van de kast. Meet dus van grill tot grill, of beter nog: corrigeer na met een meting.

Rekenvoorbeelden voor vier subs

Je ziet direct de uitdaging: hoe lager je ontwerpfrequentie, hoe dieper de opstelling. Op een festivalterrein is 4 meter diepte geen probleem. In een zaal of kroeg met een podium van 3 meter diep wordt het al snel lastig.

Temperatuur telt mee

Geluid gaat sneller bij hogere temperaturen. Bij 30 °C ligt de geluidssnelheid rond de 349 m/s en wordt 1,07 m ongeveer 3,07 ms in plaats van 3,12 ms. Voor één stap is dat verschil klein. Over vier subs en een warme zomeravond tel je het wel op, en dat is weer een reden om op locatie te meten in plaats van alleen te vertrouwen op een rekentabel.

Handige rekenhulp

Wil je meerdere varianten naast elkaar zetten, inclusief gradient-opstellingen en bogen? De S.A.D. (Subwoofer Array Designer) van Merlijn van Veen is een spreadsheet waarmee je in realtime end-fire, gradient en horizontale arrays ontwerpt en de polaire respons ziet veranderen als je aan afstand of delay draait.

Stap voor stap een end-fire array opbouwen

Goed voorbereid sta je zo strak. Volg deze volgorde:

1. Kies je ontwerpfrequentie. Waar zit het probleem? Dreunt het podium vooral rond 50 tot 63 Hz, of juist hoger rond 80 tot 100 Hz? Kies daar je frequentie op. Veel technici kiezen een frequentie in het midden van het werkgebied van hun subs.
2. Check de ruimte. Reken de totale diepte uit (zie tabel) en kijk of die past tussen podiumrand en publiek. Houd rekening met nooduitgangen en looproutes.
3. Gebruik identieke subs. Zelfde model, zelfde versterking, zelfde processing. Verschillende kasten hebben een verschillende fase-respons en dan klopt je hele timing niet meer.
4. Zet ze op een rechte lijn. Alle subs met de voorkant naar het publiek, netjes in het verlengde van elkaar.
5. Meet de werkelijke afstand. Van akoestisch centrum tot akoestisch centrum, of grill tot grill bij identieke kasten.
6. Stel de delays in. Achterste sub op 0 ms, elke volgende sub één stap meer. Je hebt dus per sub een eigen DSP-uitgang nodig.
7. Zet daarna pas de alignment met de tops. De hele array krijgt eventueel nog een extra delay om aan te sluiten op je topkasten. Die doe je bovenop de interne end-fire delays.
8. Meet en luister. Loop naar achteren (podium) en naar voren (publiek) en vergelijk.

De volgorde van processing doet ertoe. In onze gids over de juiste volgorde van DSP-instellingen voor speakers lees je hoe je crossover, delay, EQ en limiters logisch opbouwt, zodat je end-fire timing niet later per ongeluk door een filter verschuift.

End-fire, gradient of broadside: welke kies je?

End-fire is niet altijd het antwoord. Dit zijn de opstellingen die je in de praktijk het vaakst tegenkomt:

Combineren kan ook: een rechte rij van end-fire blokjes geeft zowel richting naar voren als controle over de breedte. Excelsior Audio behandelt die combinaties en elektronisch gebogen arrays in dezelfde presentatie.

Hoe je de dekking over een dansvloer verdeelt, lees je in ons artikel over speakerplaatsing op de dansvloer. En wil je weten hoe de richtwerking van je tops werkt, dan helpt onze technische gids over line array-akoestiek.

Valkuilen die we vaak zien

Verschillende subs mixen. Twee subs van een ander type in één end-fire rij werken bijna nooit goed. De fase en het roll-off-gedrag verschillen, en dan klopt je rekensom alleen nog op papier.

Te grote tussenruimte. Als de afstand tussen de subs te groot wordt ten opzichte van de golflengte, ontstaan er bijlobes (grating lobes) en verliest de array zijn voorspelbare gedrag. Hoe meer subs je in de diepte zet, hoe meer energie je naar voren stuurt en hoe sterker de onderdrukking, maar ook hoe complexer je delays worden.

Vergeten dat het een compromis is. Een subarray is altijd geometrisch. Op de ideale luisterpositie klinkt het perfect, maar er is geen opstelling die overal in de zaal perfect is. Dit is ook de kern van wat Merlijn van Veen beschrijft in zijn methode voor subwoofer-alignment: de uitvoering en meting zijn moeilijker dan de theorie.

Alleen de subs meten. Een losse sub geeft weinig bruikbare data voor een nauwkeurige tijdmeting. Van Veen adviseert in diezelfde methode om tijdens het meten tijdelijk een topkast uit hetzelfde systeem als referentie (proxy) te gebruiken. Daarmee krijg je een veel betrouwbaarder fase- en tijdbeeld.

Kastafmetingen verwarren met akoestisch centrum. Meet je van achterkant tot achterkant terwijl je subs verschillend diep zijn of anders gebouwd zijn, dan zit je er zomaar centimeters naast. Bij 80 Hz verschuift 10 cm al ongeveer 0,3 ms.

Reflecties onderschatten. Een harde vloer, een muur vlak achter het podium of een subrij onder een podiumvloer verandert het gedrag. De metingen van Van Veen op een voormalige vliegbasis in Mind the gap laten zien hoeveel invloed de omgeving en de onderlinge plaatsing van subs hebben. Ook kleine verschillen in tussenruimte zijn meetbaar.

Waarom minder bas op het podium ook in Nederland telt

Een end-fire array draait niet alleen om geluidskwaliteit. In Nederland letten gemeenten steeds vaker op laagfrequent geluid. De Handreiking Evenementen met luide muziek van de NSG stelt voor om bij evenementen uit te gaan van een basisnorm in dB©, omdat die beter rekening houdt met lage tonen. Een voorbeeld van hoe dat in de praktijk uitpakt: in een gemeentelijke beleidsregel voor geluidsnormen bij buitenevenementen geldt binnen de bebouwde kom maximaal 80 dB(A) en 95 dB©, gemeten aan de dichtstbijzijnde woninggevel.

De regels verschillen per gemeente, dus check altijd de evenementenvergunning en de beleidsregel van de plek waar je speelt. Staan de woningen achter het podium, dan is end-fire een sterke troef: je stuurt de bas naar je publiek en minder naar de gevels erachter. Staan de buren aan de zijkant of voor het publiek, dan helpt end-fire minder en is een combinatie met breedtecontrole of een lager niveau nodig. Twijfel je over wat er op jouw locatie mag, vraag het dan na bij de gemeente of een akoestisch adviseur voordat je je systeem plant.

Wanneer end-fire wel en niet de beste keus is

Wel doen als:

• je genoeg diepte hebt, bijvoorbeeld voor een podium op een buitenterrein of in een grote zaal;
• je minimaal twee, liefst vier identieke subs per kant of in het midden hebt;
• het podium last heeft van dreunende monitors en een modderige mix;
• er woningen of een gevoelige ruimte achter het podium liggen;
• je een DSP of controller met genoeg uitgangen en delays hebt.

Beter iets anders als:

• je maar 1 tot 1,5 meter diepte hebt: kijk dan naar gradient-cardioïde;
• je subs van verschillende types hebt;
• je vooral een gelijkmatige dekking over een brede dansvloer zoekt: dan levert een boog of rechte rij met delay-tapering meer op;
• de opbouwtijd minimaal is en er geen tijd is om te meten.

Voor kleinere sets, zoals een feestzaal of bruiloft, is een goede basis vaak belangrijker dan een geavanceerde array. In ons artikel over topkasten en subs combineren lees je hoe je eerst die basis goed neerzet. En werk je in een grotere zaal met extra luidsprekers verder naar achteren, dan vind je in onze gids over delay speakers in zalen hoe je die in tijd aansluit.

Onze kijk op end-fire subarrays

Wij zien in onze showroom in Geldrop dagelijks technici, dj’s en verhuurders die meer uit hun bas willen halen. Onze ervaring: de winst van een end-fire array zit niet in het aantal subs, maar in de discipline. Identieke kasten, netjes gemeten afstanden, een DSP die je echt begrijpt en een meting achteraf. Wie die vier dingen op orde heeft, hoort het verschil direct: een podium dat ineens rustig is en een dansvloer waar de kick strak en droog binnenkomt.

We raden je ook aan om klein te beginnen. Twee identieke subs in end-fire leren je al ontzettend veel over timing en fase. Snap je dat, dan schaal je zonder gedoe op naar vier of meer. En hoor je liever eerst zelf hoe een subwoofer zich gedraagt voordat je investeert? Dan is een demo in de showroom de snelste manier om je keuze te maken. Onze productspecialisten denken mee over welke subs zich lenen voor jouw opstelling, en onze technische dienst staat klaar voor ondersteuning als je systeem eenmaal draait.

— Main

Subs voor jouw array

Klaar om je laag naar een hoger niveau te tillen? In onze collectie subwoofers vind je actieve modellen, en werk je met externe versterking, kijk dan bij de passieve subwoofers. Zoek je een complete set van top en sub om mee te starten, dan is de Wharfedale Delta-AXF12 + Delta-AX18B set een logisch beginpunt; voor end-fire breid je uit met extra identieke subs. Je profiteert van snelle levering uit voorraad, gratis verzending vanaf €500 en twee jaar garantie. Liever eerst luisteren? Kom langs in onze DJ-winkel en showroom bij Eindhoven.

Veelgestelde vragen

Wat is een end-fire array in gewone woorden?

Het is een rij subwoofers achter elkaar, allemaal naar het publiek gericht, waarbij elke sub iets later speelt dan de sub erachter. Daardoor tellen de golven naar voren op en doven ze naar achteren grotendeels uit. Je krijgt meer bas op de dansvloer en minder op het podium.

Wat is het verschil tussen een broadside array en een end-fire array?

Bij broadside staan de subs naast elkaar en bepaalt de breedte van de rij de richtwerking. Bij end-fire staan ze achter elkaar en ontstaat de richtwerking door delays tussen de kasten. Broadside heeft geen onderdrukking naar achteren, end-fire wel.

Hoeveel subs heb je minimaal nodig voor end-fire?

Twee identieke subs is het minimum om het effect te krijgen. Met drie of vier subs in de diepte stuur je meer energie naar voren en wordt de onderdrukking aan de achterkant sterker. Wel neemt dan de benodigde diepte en het aantal delaykanalen toe.

Welke afstand en delay gebruik ik tussen de subs?

De vuistregel is een kwart golflengte van je ontwerpfrequentie, gemeten tussen de akoestische centra. Bij 80 Hz is dat ongeveer 1,07 m met 3,1 ms delay per stap, bij 63 Hz ongeveer 1,36 m en 4,0 ms. Controleer het resultaat altijd met een meting op locatie.

Kan ik end-fire ook binnen in een kleine zaal gebruiken?

Dat kan, mits je genoeg diepte hebt voor de afstand tussen de subs. In kleine zalen met een ondiep podium werkt een compacte gradient-cardioïde opstelling meestal praktischer. Reflecties van muren en vloer hebben binnen bovendien meer invloed, dus meten is daar extra belangrijk.

Bronnen

• Excelsior Audio: Subwoofer Arrays (AES Academy 2020)
• Bennett Prescott: Advanced Sub Techniques
• Universiteit van Oslo: End-fire or differential arrays
• Purdue University: Lecture Summary, Cancellation (Steering)
• Merlijn van Veen: S.A.D. (Subwoofer Array Designer)
• Merlijn van Veen: Subwoofer Alignment, the foolproof relative / absolute method
• Merlijn van Veen: Mind the gap
• NSG: Handreiking Evenementen met luide muziek
• Beleidsregel geluidsnormen bij buitenevenementen

Aanbevelingen

• Topkasten en subs combineren voor strakke, heldere bas
• Speaker plaatsing dansvloer: zo klinkt elke hoek optimaal
• Luidsprekers correct positioneren voor een feest