Stehende Wellen "Wegmikrofonieren"

Erstellt 16 Antworten17 Beiträge
Startbeitrag#1
Hallo,
ich hab mir eine "Theorie" zurechtgelegt. Ich weiß nicht ob sie Unsinn ist, oder in der Praxis nicht anwendbar und genau deswegen würde gerne mal eure Meinung dazu hören.
Also, folgender Überlegung:
Ich nehme mit einem Mikrofon irgendeine Schallquelle in einem Raum auf. Jeder Raum erzeugt stehende Wellen, die mehr oder weniger von der Schallquelle angeregt werden. Sagen wir mal in meinem Fall trifft die Frequenz der Schallquelle genau die der stehenden Welle.
Meine "Theorie" ist nun: Wenn ich das Mikrofon genau in einen Knotenpunkt der stehenden Well platziere. Das heißt an einen Punkt, wo die Welle keine Energie hat, müsste das aufgenommene Signal doch auch ganz unbeeinflusst von der stehenden Welle sein.
Oder anders gefragt: Kann man durch geschickte Platzierung des Mikrofons oder der Schallquelle beeinflussen, wie stark stehende Wellen in einem Raum störend auf der Aufnahme wahrzunehmen sind?
Man müsste natürlich eigentlich einen Punkt finden, in dem alle störenden, stehenden Wellen einen Knotenpunkt haben. Das wird wahrscheinlich unmöglich sein, aber wenn z.B. eine einzelne Frequenz besondes störend ist, könnte man doch vielleicht durch Änderung des Mikrofonstandortes diesen Effekt abschwächen, oder?
Was meint Ihr: Unsinn? Unrealisierbar? Oder ist doch was Wahres dran? ´Bin leider kein Akustiker, daher in diesem Gebiet auch nicht alzu bewandert.
ZitierenPost melden
Antwort#2
Hallo,
eine schöne phantasievolle eigene "Theorie", aber unrichtig.
Beschaffe dir mal ein Physikbuch über Wellen. Dann wirst du erkennen, dass stehende Wellen von den Raumabmessungen abhängen und wellenlängenabhängig sind und damit nur ganz bestimmte Frequenzen im Schalldruck minimale Nullpunkte oder volle Maxima haben und niemals die "ganze" Musikwelle.
Dass der Aufstellungsort der Mikrofone mal günstiger und mal ungünstiger für bestimmte Frequenzen sein kann, ist richtig. Die Freunde der Koinzidenzaufnahme, bei der ja beide Mikrofone an einem Punkt im Raum stehen, werden das deutlicher merken, als die Freunde der Multimikrofonie, weil die Mikrofone nivellierend an unterschiedlichen Stellen im Raum stehen.
Und dann denke nicht an Energie, sondern an den Schalldruck und wenn du willst auch an die Schallschnelle. Die Mikrofone und unsere Ohren interessieren sich nämlich nicht für das Wandeln von Schallenergie.
Man müsste eigentlich einen Punkt finden, in dem alle störenden, stehenden Wellen einen Knotenpunkt haben.
Erkennst du die Unmöglichkeit?
ZitierenPost melden
Antwort#3
Dann wirst du erkennen, dass stehende Wellen von den Raumabmessungen abhängen und wellenlängenabhängig sind und damit nur ganz bestimmte Frequenzen im Schalldruck minimale Nullpunkte oder volle Maxima haben und niemals die "ganze" Musikwelle.
Sagen wir mal, in meinem Fall trifft die Frequenz der Schallquelle genau die der stehenden Welle.
Ist mir klar. Ich hatte ja in meinem Beispiel auch geschrieben:
Für eine stehende Well mit einer ganz bestimmten Frequenz, sagen wir 100Hz, gibt es doch Stellen im Raum an dem die Welle einen Knotenpunkt hat. Ist ja schließlich eine "stehende" Well, also ist auch der Knotenpunkt an einem festen Ort (bzw. auf einer festen Linie oder Fläche parallel zur Wand). Wenn jetzt genau dort mein Mikrofon steht, wird doch eigentlich nichts von dieser einen stehenden Welle aufgenommen. Ich hätte also diese einzelne Raumresonanz bei 100 Hz nicht auf der Aufnahme, oder?
ZitierenPost melden
Antwort#4
Gib mal hier einen beliebigen Raum ein, vielleicht mit den Maßen 5 x 7 x 9 und schaue dir im "Link Raummoden" die vielen Frequenzen an, die stehen.
Was macht da eine Frequenz aus, die fehlt?
Denke daran, hörbare Wirkungen kommen nur unter 300 Hz vor. Das wird gerne vergessen.



Raummoden
ZitierenPost melden
Antwort#5
Deine "Theorie" ist die Anwendung von gesundem Menschenverstand und damit schon mal der richtige Ansatz, tontechnische Fragen anzugehen.
Du kannst tatsächlich bestimmte stehende Wellen durch Wahl des Mik-Standortes in deiner Aufnahme unterrepräsentieren. Insbesondere in hoch-symmetrischen Räumen ist das gut möglich und wird auch schon gemacht (wennn jemand schon in so wenig optimalen Räumen aufnehmen muss). Den "sauberen Punkt", in dem es keine Überhöhungen oder Einbrüche des Frequenzganges gibt, wirst Du wahrscheinlich nicht finden. Aber auffällige Verfärbungen können so vermindert werden.
Bedenke bei deinen Experimenten, dass die Position des Instruments genau die gleiche Bedeutung hat, wie der Mikrofon-Standort! Man kann als mit zwei Positionen spielen.
Gruß
Opi
ZitierenPost melden
Antwort#6
moin
"Oder anders gefragt: Kann man durch geschickte Platzierung des Mikrofons oder der Schallquelle beeinflussen, wie stark stehende Wellen in einem Raum störend auf der Aufnahme wahrzunehmen sind?"
klar doch, kleb die mikros an die wand. damit erhöst du, wegen druckstau, alle frequenzen um 3 dB. (mal abgesehen von den frequenzen deren wellenlänge kleiner ist als das mikro dick ist.)
stellst du das mik an die stelle wo die welle keine energie hat eliminierst du diese frequenz auf der aufname. moden karakterisieren sich ja nichtnur durch die erhöhung sondern auch durch die minderung.
spielt dein instrumentalist also diesen ton hörste nix.
grüße
ZitierenPost melden
Antwort#7
Du schreibst:
Wenn ich das Mikrofon genau in einen Knotenpunkt der stehenden Well
platziere. Das heißt an einen Punkt, wo die Welle keine Energie hat,
müsste das aufgenommene Signal doch auch ganz unbeeinflusst von der
stehenden Welle sein.
Da steckt ein großer Denkfehler drin.
Die Stellen, an denen der SchallDRUCK einen Knoten (Minimum) hat, sind identisch mit den Stellen, an denen die zugehörige SchallSCHNELLE einen Bauch (Maximum) hat. An diesen Stellen ist die Energie keineswegs "weg".
Dann schau Dir Dein Mikrofon an. Steht da etwa "Niere" oder "Cardioid" drauf? Dann arbeitet das Mikrofon so, dass die eine Hälfte der Ausgangsspannung vom SchallDRUCK herrührt, die andere Hälfte der Ausgangsspannung von der SchallSCHNELLE. Egal ob Du das Mikrofon in einen Druckknoten oder in einen Druckbauch oder sonstwo hin stellst, es wird immer die halbe Summe beider Ausprägungen umsetzen.
Anders sieht es aus, wenn Du ein Mikrofon mit Kugelcharakteristik nimmst. Da gilt nur der SchallDRUCK.
Oder Du nimmst eins mit Achtercharakteristik. Da gilt nur die SchallSCHNELLE.
Breite Niere, Hyperniere und Superniere sind Zwischenformen der drei eben genannten Wirkungsweisen.
Also, schon mit einer einzigen Frequenz musst Du da schon sehr aufpassen.
Viele Grüße
Michael
ZitierenPost melden
Antwort#8
Mmm, das wäre mir neu. Ich zitiere mal aus dem Dickreiter 1, Seite 6:
"In ebenen Wellen sind Druck und Schnelle,..., immer in Phase. Wo also der Druck seinen größten Wert erreicht, ist auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Teilchen am größten."
Wir reden ja bei stehenden Wellen von ebenen Wellen und nicht von Kugelwellen. Aber selbst bei Kugelwellen gibt es zwar Phasenunterschiede, aber auch da sind beide Größen nicht grundsätzlich gegenphasig (Abhängig von Frequenz und Abstand zur Schallquelle).
Also wer von uns beiden hat den nun einen "großen Denkfehler".
ZitierenPost melden
Antwort#9
Moin...
"In ebenen Wellen sind Druck und Schnelle,..., immer in Phase. Wo also der Druck seinen größten Wert erreicht, ist auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Teilchen am größten."
Ok soweit. Eine stehende Welle ist nun aber eine Überlagerung zweier ebenen Wellen - eine nach links laufende und eine nach rechts laufende.
So addieren sich die Drücke (die haben am Schnelleknoten dasselbe Vorzeichen) und es addieren sich auch die Schnellen - nur haben die wegen der entgegengesetzten Richtung unterschiedliche Vorzeichen, heben sich also am Knoten weg.
Analog gilt das dann für die Bäuche.
Jens
ZitierenPost melden
Antwort#10
Hmm,
verstehe ich trotzdem nicht: Ein Knotenpunkt ist doch der Punkt, an dem die Welle Ihren Null-Durchgang hat. Auch auf dem Schaubild im Dickreiter sieht man, dass beim Knotenpunkt vom Schalldruck auch die Schallschnelle im Nulldurchgang des Diagramms stehet. Also Ich habe mal früher in der Schule gelernt, dass null plus null gleich null ist. Wo nix ist kann doch auch nichts verdoppelt werden. Im Knotenpunkt gibt es doch gar keine "Vorzeichen", es ist nichts positiv und auch nichts negativ es ist halt "Null".
Ich will mich aber auch gerne belehren lassen, falls ich irgendetwas grundlegendes übersehen habe.
ZitierenPost melden
Antwort#11
Hallo Lars,
dir muss klar sein, dass wir den Fall der "stehenden Welle" betrachten und das ist die durch Reflexion entstehende Interferenz von "zwei" fortschreitenden Wellen gleicher Wellenlänge mit entgegengesetzter Ausbreitungsrichtung und bei gleicher Schwingungsrichtung der Luftteilchen.
Während in fortschreitenden ebenen Schallwellen (also jetzt keine stehende Welle) die lokale Schwingungsampliude überall gleich ist, weisen Schalldruck und Schallschnelle in einer stehenden Welle ortsfeste Nullstellen (Knoten) im Abstand von Lambda/2 mit je einem dazwischenligenden Maximum (Bauch) auf. Druck und Schnelle sind dabei räumlich um Lambda/4 und zeitlich um T/4 phasenverschoben. Die stehende Welle transportiert im Gegensatz zur fortschreitenden Welle keine Energie, wenn gleiche Amplituden der Teilwellen vorausgesetzt werden.
Bei einer stehenden Welle (das sind aber wie gesagt immer zwei Wellen) wird man bei Dickreiter (leider keine Seitenangabe) auf keinem Schaubild sehen, dass beim Knotenpunkt vom Schalldruck auch die Schallschnelle im Nulldurchgang ist.
Moin-Moin
ZitierenPost melden
Antwort#12
Das muss ich mir nochmal genau durchlesen, kann sein, dass das tatsächlich ein Schnellschuss war. Entschuldigung, falls ich Konfusion gestiftet habe.
Viele Grüße
Michael
ZitierenPost melden
Antwort#13
Druck und Schnelle sind dabei räumlich um Lambda/4 und zeitlich um T/4 phasenverschoben.
Ist mir neu, aber ich will es gerne glauben, auch wenn ich es nirgendwo in meinen Fachbüchern nachlesen kann. Kennt jemand vielleicht ein Link wo diese Geschichte (Schallschnelle und Schalldruck in stehenden Wellen) ausführlich behandelt wird. Entschuldigung wenn ich vielleicht etwas nerve, aber ich kannn mich nun einmal irgednwie nicht zufriedengeben, solange ich es selbst nicht logisch nachvollziehen kann. Und "Moin-Moin" schrieb ja auch nur DAS es so ist und nicht WARUM.
ZitierenPost melden
Antwort#16
wir haben vor längerem schon mal sehr ausführlich über Schalldruck- und Schnelle an der Schallquelle disputiert.
Verwirrung stiftet häufig, dass man im "eiligen" sprachgebrauch Schalldruck und Druckgradient gleichsetzt (das findet sich vielleicht sogar in macher Fachliteratur). Das ist aber nicht das gleiche (und in Phase sind diese beiden auch nicht). Bei weiterer Grundlagenforschung bitte auf diesen feinen Unterschied achten.
Gruß
Opi
ZitierenPost melden
Antwort#17
Hallo Ton_Opa,
der Verwirrung, dass man im Sprachgebrauch Schalldruck und Druckgradient gleichsetzt und dieses auch in der Fachliteratur zu finden ist, wolle einer meiner Studenten - Johannes Kammann - mal genauer auf den Grund gehen. Er stellte gleiche Fragen an alle bekannten Mikrofonentwickler und an die Leiter der bekannten Akustikinstitute der Hochschulen.
Es gab widersprüchliche und sogar falsche Antworten und viele E-Mails hin und her.
Das Fazit zum Thema "Schallschnelle und Druckgradient sind nicht das Gleiche" wurde in einem kurzen Blatt zusammengefasst. Das war nicht einfach zusammenzustellen und wurde auch mehrfach überarbeitet.
Wen es interessiert, der möge den Link unten besichtigen.
Viele Grüße
ebs
Forum für Mikrofonaufnahme und Tonstudiotechnik
http://www.sengpielaudio.com
PS: Google hat wohl den Zugriffswert meiner Seiten erkannt, so dass es genügt, den Namen sengpiel einzugeben und meine Webseite kommt gleich an erster Stelle.


Schallschnelle und Druckgradient sind nicht das Gleiche
ZitierenPost melden

Deine Antwort

Du kannst ohne Anmeldung schreiben.