Membranschwingung

[ThomasT]

Erstmal volle Zustimmung. Allerdings ist hier kein Widerspruch zu meinen Aussagen.

Differenztöne und diese müssen nicht harmonisch zum Grundton sein.
In Deinem Beispiel sind sie es zufällig, weil 40 ja das kleinste gemeinsame Teil von 80 und 120 ist.
Nebenbei: Wenn ich nicht gerade den "Bronstein-Semendjajew" in greifbarer Nähe habe, rechne ich mit die Additionstheoreme der Winkelfunktionen über die e-Funktion aus. Geht ohne weiteres.

Stimmt. Behauptet aber auch niemand.
Das ist aber kein Zufall! Denn die Frequenzen sind nicht zufällig gewählt, sondern harmonische zueinander (quinte). Und das nicht zufällig. Sondern sie sind genau deswegen harmonisch zueinander, weil ihre Überlagerungsprodukte hormonisch zu beiden Ausgangstönen sind.
Man überlege sich das auch für einen Dreiklang oder andere Akkorde. Speziell warum besagte Dur-Tonika auf Klavier (also relativ hoch) gespielt recht annehmbar klingt aber auf meinem Bass ganz tief gespielt (C-E-G) eine schöne Schwebung ergibt.
Ja das geht natürlich auch. Aber ehrlich rechnest du das wirklich per Hand aus? Wozu braucht man das? Außer um mehr oder weniger akademische Fragen wie diese hier zu klären?
Thomas

[michi]

Ich stell mir das wie bei einem gedehnten Gummiband vor...man zupft es an und es schwingt in einer bestimmten Hertzanzahl aber doch nicht in mehrere, oder wie oder was!?

Huch!
Das mit dem Gummiband ist natürlich Blödsinn. Es wird ja nur von EINEM physikalischen Ereignis (dem Zupfer) angeregt im Vergleich zu den vielen Schwingungen der Musik.
Aber wie schafft es die Membran nun wirklich so viele Schwingungen auf einmal zu bewältigen und noch dazu bei guten Mikros so schön unverfälscht umzuwandeln?
michi

[Tomy]

Hallo,
erstmal hinkt der Gummibandvergleich total, weil das gummiband mit seiner Resonanzfrequenz schwingt. Eine Membrane schwingt aber mit einer 'erzwungenen' Schwingung, d.h. sie folgt den Schwankungen des Luftdruckes.
Es gibt auch nur einen Schalldruckverlauf, der ist dann zwar nicht mehr schön sinusförmig aber doch nur eine Kurve. Und der folgt halt die Membran.
Tomy

Meine homepage

[ThomasT]

eine quadratische Kennlinie ist z.B. eine Diodenkennlinie (s. Rainers posting)
Akusik und Nachrichtentechnik sind eben doch etwas verschieden !!!

Wer bezeifelt das denn? Es ging nur mal kurz darum, eine nichtlineare Kennlinie zum schnell mal durchrechnen vorzuschlagen.
Die Aussage dieses Satzes entzieht sich mir. Willst du sagen, daß Elektrotechniker zu blöd(d.h. zu unwissend) sind, sich mit Akustik auseinanderzusetzen oder das man die Gesetze (signalübertragung etc. ) nicht mit den elektrischen Vorgängen vergleichen kann. Letzteres kann man jedoch sehr gut. Ersteres ist insofern problemtischer, da bei Akustik auch psychologische Effekt ins Spiel kommen.
Thomas

[Jörg Knieschewski]

Hallo Thomas aufwachen !!!!
eine quadratische Kennlinie ist z.B. eine Diodenkennlinie (s. Rainers posting)
Akusik und Nachrichtentechnik sind eben doch etwas verschieden !!!
Joerg

[ThomasT]

Die eine Sache ist die Superposition von zwei Schwingungen. Also unter linearen Bedingungen. Hier ergibt sich eine resultierende Schwingungsform mit der Periode des größten gemeinsamen Teilers. (niedrige Frequenz -> Schwebung) Diese Frequnz tritt im Spektrum nicht auf (woher auch), wird aber vom Gehör rekonstruiert, so als ob die beiden Ausgangsschwingungen Oberwellen davon wären.
Die andere Geschichte ist nichtlineare Verzerrung. (meinetwegen an quadratischer Kennlinie). Hier treten neben zusätzlichen Oberwellen Summen- und Differenttöne auf. D.h. wenn ich 80Hz und 120Hz Töne zusammen addiere und dann das ganze durch meine nichtlineare Kennlinie jage, bekomme ich unter anderem Frequenzen (im Spektrum real vorhanden!!!) von 40Hz und 200Hz.
P.S. eigentlich brauchen wir das nicht weiter auszuführen, ich weiss, dass du's weisst. Und ich hoffe, dass du auch weisst das ich's weiss, so als ET-Ingenieur (Medientechnik).
Was ich viel interresanter finden würde wäre, eine disskussion, also eher informationen darüber, dass das Tönhöhenempfinden (auch Intervalle) bei unterschiedlicher Lautstärke sich ändert und wie praxisrelevant das ist.

[michi]

Hallo
Nehmen wir an, man nimmt mit einem Mikrofon eine ganze Band live auf. Nun bringen hunderte eng beieinander sowohl auch weit auseinander liegende, sprich verdammt viele und unterschiedliche, Schwingungen die Membran zum Schwingen und das zur selben Zeit.
Nun meine Frage: Wie kann eine Membran im selben Moment in verschiedene Hertz schwingen, das ist mir irgendwie unklar.
Ich stell mir das wie bei einem gedehnten Gummiband vor...man zupft es an und es schwingt in einer bestimmten Hertzanzahl aber doch nicht in mehrere, oder wie oder was!?
michi

[Tomy]

Hallo,
schau doch mal unter http://www.sumueller.de/audiotester.htm da gibt es sowas für den PC, als Demo erst mal kostenlos. Ich bin mir nicht ganz sicher, ob der Link richtig ist, falls nicht, schau mal auf meiner Hompage unter Links -> Audiotester.
Tomy

Home of Finny

[Jonny]

mit einem oszilloskop (ein oszillator ist z. b. ein schwingkreis, also was, was anfängt zu schwingen, wenn man spannung dranlegt) kann man den verlauf einer spannung grafisch darstellen. nicht mehr und nicht weniger.
ist ein ziemlich wichtiges messgerät in der elektronik...
preis: von ca. 900 DM neu (geht so bis 30 MHz, reicht also für NF technik aus)bis sehr viel (das brauchst du dann aber alles nicht, wenn du nur NF machen willst...)
schaff dir doch einfach ein gebrauchtes an!
Jonny

Danke nochmals! Ich kann es mir jetzt so ungefähr vorstellen. Apropro, das ist eine gute Idee mit dem Oszillator, sowas würde mich interessieren. Nun, wer stellt den sowas her und um wieviel müßte ich da den Sparstrumpf kürzen? Wird dieses Gerät nur zum analysieren o.ä. verwendet oder hat der auch noch andere Zwecke?
Ich hoffe ich nerv dich nicht zu viel...
michi

[Rainer]

In Deinem Beispiel sind sie es zufällig, weil 40 ja das kleinste gemeinsame Teil von 80 und 120 ist.

Das ist aber kein Zufall! Denn die Frequenzen sind nicht zufällig gewählt, sondern harmonische zueinander (quinte). Und das nicht zufällig. Sondern sie sind genau deswegen harmonisch zueinander, weil ihre Überlagerungsprodukte harmonisch zu beiden Ausgangstönen sind.
Man überlege sich das auch für einen Dreiklang oder andere Akkorde. Speziell warum besagte Dur-Tonika auf Klavier (also relativ hoch) gespielt recht annehmbar klingt aber auf meinem Bass ganz tief gespielt (C-E-G) eine schöne Schwebung ergibt.

Nein Thomas! Auch hier unterliegst Du einem Irrtum. Schwebungen gibt es nur bei Frequenzen die nur um wenige Hertz auseinanderliegen, also z.B. 40 Hz und 45 Hz. Wo aber eine ganze Oktave dazwischen ist tritt keine Schwebung auf. Auch kein Differenzton. Wenn also beim Anzupfen Deines E-Baß bei C-E-G ein Differenzton auftritt, liegt bereits eine nichtlineare Verzerrung im Übertragungsweg vor. Summen- und Differenztöne bei Akkordverbindungen treten definitiv nicht auf.
Bei einer Untersuchung dieses Falles im Spektrumanalysator wird der von Dir besagte 40 Hz-Ton nicht zu sehen sein.
Um mal bei dem berühmten Beispiel zu bleiben das die Hifideliker immer wieder anfürhen, wenn sie "beweisen" wollen daß der Mensch auch Töne oberhalb 20 kHz hören könne nehmen wir mal an, die Obertöne zweier Grundtöne im hörbaren Bereich liegen bei 28 kHz und 29 kHz. Dann müßte nach dieser Theorie ein Differenzton von 1 kHz hörbar sein. Dies aber ist nicht der Fall. Beim natürlichen Hören ohne Elektroakustische Hilfsmittel auf keinen Fall und mit derartigen Hilfsmitteln DARF es nicht auftreten, sonst wären nichtlineare Verzerrungen im Spiel.
"Überlagerungsprodukte" dürfen also nicht auftreten!
Wen Du allerdings extrem laut spielst und hörst solche Überlagerungsprodukte, dann denke bitte daran, daß auch das menschliche Ohr nichtlineare verzerrungen produziert, die bei hohen Lautstärken nicht mehr vernachlässigbar sind.

MfG
Rainer

[Rainer]

da bei Akustik auch psychologische Effekt ins Spiel kommen.

[MatzeRockt]

Hi!
Frag mal dein Ohr, wie es das macht ?!
Nee, is ganz einfach! Die Schwingungen addieren sich zu einer neuen. Wenn du zB 100Hz mit ner (fiktiven)Amplitude von 1 hast und addiertst 200 Hz mit ner Amplitude von 1/2 dann erhältst du ne Kurve von 100Hz Grundschwingung die mit 200 Hz um die Grundschwingung herumschwingt. Mhmmm...Klingt irgendwie dämmlich, nich wa? Als Bils wäre es glaube ich einfacher zu verstehen.
Matze

[michi]

Ahh... Danke, ich glaube ich verstehe. Das heißt wenn man sich die 200Hz zB als Gezitter bildlich vorstellt fängt eben dieses Gezitter bei zusätzlichen 100Hz in 100Hz zu schwingen an, so in der Art...aber wie ist das wenn man zB. zu einem 100Hz Sinuston einen 105Hz Sinuston dazugibt, da muß es doch irgendwie zu Schwierigkeiten bei der Membranschwingung kommen, zu Auslöschungen oder ähnliches?
michi

[Tomy]

Hallo Michi,
also ich versuch es nochmal. Wenn du erst einen 100hz Ton hast, dann bewegt sich die Membrane in diesem Takt. Wenn jetzt noch 110hz dazukommen, gibt es eine resutierend Schwingung, die etwas seltsam ausschaut, und sicherlich kommt es dann auch zu Mischprodukten, wie 10 hz, 210hz etc. Aber die Entstehen nicht am Mikro sondern schon in der Luft. Die Membrane sollte diesem Schalldruckverlauf folgen.
Wahrscheinlich stört das Wort Schwingen. Die Membrane soll nicht schwingen, sondern sich so bewegen wie die Luft und sonst nix. Wenn Du ein Gummiband anzupfst, dann schwingt es, und zwar mit seiner Eigenfrequenz, die nicht viel mit der Anregung zu tun hat. Aber gerade das soll ja eine Membran nicht. Daher legt man die Resonazfrequenz (die Frequenz, wo die Membrane 'frei' schwingen würde) außerhalb der Übertragungsbereiches oder dämpft sie so, dass sie eben nicht schwingt. Hat alles viel mit Physik zu tun (Stichworte Resonanz, gedämpft Schwingung, aperiodischer Grenzfall).
Am besten, du besorgst Dir mal einen Oszi und schaust zwei Frequenzen überlagert an, da siehst Du nur eine Kurve. (Auch wenn der Herr Fourier sagt, das man die wieder in einzelne Sinusschwingungen zerlegen kann).
Grüße
Tomy

[Rainer]

Hallo Tomy, Du schreibst hier:

und sicherlich kommt es dann auch zu Mischprodukten, wie 10 hz, 210hz etc