Symmetrische Signalführung

Hallo Juppy.
Das wäre wahrscheinlich strenggenommen eher "chaotisch", aber da würde ich mich auch gegen "stochastisch" nicht sträuben.
Es ist im übrigen auch durchaus so, dass ein Musiksignal stochastische Anteile hat (Rauschen, Publikumsgeräusch etc.), aber das Gesamtsignal ist eher deterministisch.
Physikalisch gesehen dürfte die Beschreibung als "Langevin-Signal" es ganz gut treffen (deterministische und stochastische Anteile).
Jens

Als Nachtrag zwei Blockdiagramme bzw. Funktionsschaltbilder der entsprechenden Verstärker:
Symmetischer Ausgangsverstärker:
http://www.funk-tonstudiotechnik.de/SSOM-03A.PDF
(Seite 1) Blockschaltbild von links nach rechts (beide Kanäle sind identisch):
Eingangs/Pufferverstärker
Pegelanpassung/Einstellung
Ausgangsstufe:
- der obere Verstärker verstärkt das Signal mit Faktor 1
- der untere Verstärker invertiert das signal mit Faktor -1
Symmetrischer Eingangsverstärker:
http://www.funk-tonstudiotechnik.de/SSIM-03A.PDF
(Blockschaltbild Seite 2)
Das Eingangssignal mit (+) und (-) wird auf zwei Verstärker geführt:
(+) wird auf den nichtinvertierenden Eingang des oberen Verstärkers geführt
(-) wird auf den invertierenden Eingang des unteren Verstärkers geführt
Der Betrag der Verstärkung beider Verstärker ist gleich: oben * (+1), unten * (-1).
Der Gain von + 6 dB kommt durch die Summierung der beiden Signalzweige nach dem Widerstand,
der (rechte) Ausgangsverstärker dient nur der Impendanzanpassung an den Pegelsteller.
Das Geheimnis der hervorragenden Werte für (Un)symmetrie der Funk-Verstärker dürfte in
der Wahl der Gegenkpplungswiderstände (s. sym. Ausgangsverstärker) liegen. Diese Widerstände
dürften als Array eine Spezialanfertigung für Funk se3in und zeichnen sich durch geringste
Toleranzen zwischen den einzelnen Widerständen aus - mit Sicherheit weit besser als die mit 0,1%
erhältlichen Präzisionswiderstände.

Ein Musiksignal ist nicht deterministisch.
Jeden Moment kann etwas anderes kommen.
Statt dem erwarteten E der Partitur, kann ein Versehentliches F folgen oder ein Fluch des Musikers der das E nicht spielte oder das Geräusch eines umfallenden Mikroständers oder eine andere bewusste Note oder was ganz anderes. (z.B. Aneinanderschnitt von Dateien)

Hallo Rainer...
"aber als Alternative dazu fällt mir höchstens noch der Begriff "pseudozufällig" ein."
Ich hätte noch ein paar Vorschläge, die nicht so viel (falsches) implizieren. Nennen wir doch Musik und andere informationstragende Signale z.B.
- willkürlich/arbiträr (Willkür ist nicht vorhersagbar, aber auch nicht zufällig)
- aperiodisch (in diesem Zusammenhang völlig ausreichend, denn damit ist klar, dass eine "Phase" nicht existieren kann)
- breitbandig (auch hier keine Phase, insbesondere, wenn das Frequenzspektrum kontinuierlich statt diskret ist)
- statistisch (impliziert eine Verteilung der Beobachtungsgröße(n), die nicht scharf lokalisiert ist; die Entstehung muss aber nicht zwingend stochastisch sein).
Jens

Wenn die Phasenlage des konphasen und antiphasen Signals nicht exakt gegenphasig ist (also eine geringe Phasendifferenz enthält), so wirkt sich dies nur dahingehend aus, daß dadurch die Amplitude des Gesamtsignals etwas geringer ausfällt und dessen Phasenlage relativ zum Ursprungssignal geringfügig verschoben ist. Mehr passiert da nicht. Es dürfen nur keine unterschiedlichen Frequenzabhängigkeiten zwischen konphasem und antiphasem Signal auftreten. Denn dann bekommt das Signal einen Frequenzgang.
Das IRT-Pflichtenheft 3/5 gibt genaue Mindestwerte über die Unsymmetriedämpfung an. Ich glaube es sind mindestens 60 dB zwischen 30 Hz und 15 kHz. Auch eine Meßschaltung wird dort angegeben.

MfG
Rainer

Mehr passiert da nicht.

->Kammfiltereffekte
(ok, bei Audio und den denkbaren Verzögerungen in den Eingangsstufen nicht...aber es geht ja um's Prinzip...)

Hallo Jens,

"Stochastische Signale als Extremfall in der Signaltherorie zu betrachten, ist sinnvoll. Aber alles, was nicht periodisch ist, "stochastisch" zu nennen, ist physikalisch falsch. Darauf wollte ich hinaus"
Das habe ich auch nicht behauptet, daß alles was nicht periodisch ist, "stochastisch" ist. Ein weißes Rauschen ist im weitesten Sinne auch periodisch (alle Amplitudenwerte wiederholen sich in gewissen Zeitabständen) aber es ist trotzdem stochastisch. Eine auf- oder abklingende e-Funktion (z.B. bei der Kondensatorladung/-entladung) ist auch nicht periodisch, aber deterministisch.
Meine Aussage geht darauf hinaus, daß bei einem gewöhnlichen Sprache- oder Musiksignal kein Amplitudenwert exakt vorausbestimmbar ist, wenn es aus rein physikalischer Sicht betrachtet wird. Im Grunde genommen ist keine Musikdarbietung - rein mathematisch/physikalisch betrachtet - exakt wiederholbar. So konstant ist keine Metrik und keine Rhythmik, daß sie wie ein Quarzoszillator zu betrachten ist. Und wenn z.B. ein Geiger zweimal die selbe Passage spielt, kann man nie davon ausgegehen, daß die erzeugten Zeitfunktionen des Signals deckungsgleich sind. Das aber sind alles die praktischen Fakten.
Im Übrigen beruht unser Korrelationsmesser auch auf stochastischen Rechenverfahren.

Grüße
Rainer

Hallo Rainer...

Ein weißes Rauschen ist im weitesten Sinne auch periodisch (alle
Amplitudenwerte wiederholen sich in gewissen Zeitabständen) aber es ist
trotzdem stochastisch.
Im Grunde genommen ist keine Musikdarbietung - rein mathematisch/physikalisch
betrachtet - exakt wiederholbar. So konstant ist keine Metrik und keine
Rhythmik, (...)
Im Übrigen beruht unser Korrelationsmesser auch auf stochastischen Rechenverfahren.

Himmel, nein! Eine Wiederholung einzelner Amplitudenwerte zu beliebigen Zeitpunkten mit wechselnden Zeitabständen macht ein Signal doch nicht periodisch. In den Dezimalstellen von Pi kommen, weil es nur 10 Ziffern gibt, natürlich auch alle Ziffern mehrfach vor, aber das ist weit entfernt von Periodizität!
Erst wenn es genau eine feststellbare Zeitspanne gibt, nach der sich das gesamte Signal immer und immer wieder identisch wiederholt, ist dieses periodisch. Das ist weißes Rauschen noch nie gewesen.
"Pseudorauschen" aus Maximalfolgen, wie es digitale Rauschgeneratoren z.T. erzeugen, ist dagegen periodisch, wenn auch mit vglw. langer Periodendauer.
Zunächst einmal ist nicht jede Abweichung von "Perfektion" gleich stochastischer Natur, schon gar nicht, wenn die Fehler vom Faktor "Mensch" stammen.
Was du beschreibst, sind übrigens Schwankungen in Parametern (Anfangszeitpunkt einer Schwingung, Position und Druck des Fingers auf der Saite...). Ob diese nun stochstisch oder sonstwie zustande kommen, spielt erstmal keine Rolle, denn der deterministische Charakter des Systems wird dadurch nicht angetastet.
Stell dir einen einfachen analogen Oszillator vor (rückgekoppelter Schwingkreis). Der ist sehr schön deterministisch, erzeugt sogar einen schönen Sinus. Dennoch wird aufgrund von Schwankungen äußerer Einflüsse z.B. die Frequenz der Oszillation über Minuten oder Stunden leicht variieren. Wenn man den Oszillator mehrfach einschaltet, wird aufgrund verschiedener Einschwingvorgänge auch jede aufgenommene Zeitreihe verschieden sein (unterschiedliche Oszillationsphase bezogen auf den Einschaltzeitpunkt). Dennoch ist das Signal des Oszillators keinesfalls "stochastisch".
Und selbst, wenn wir diese leichten Abweichungen stochastisch nennen: Das ist nur ein sehr kleiner Anteil am Signal. Zumal es hier um "inhaltliche" Fehler geht, nicht um physikalische bei der Tonerzeugung. Würde man die Fehler oder Variationen von Aufführung zu Aufführung irgendwie quantifizieren und in Relation setzen zu der musikalischen "Information", würde eine hervorragende "Bit Error Rate" herauskommen. Eine Möglichkeit der Quantifizierung wäre z.B., ein Notenblatt über den Umweg "Aufführung -> Transkription" zu "kopieren" und mit dem Original zu vergleichen.
Wie das? Ich ging bisher immer davon aus, dass ein solches Gerät so etwas wie den Momentanwert der Kreuzkorrelation bei Zeitversatz 0 anzeigt. Dazu würde ich die Signale multiplizieren und das Produkt mit einer sinnvollen Zeitkonstante aufintegrieren - ich nehme doch mal stark an, dass dein Korrelationsmesser vom Grundprinzip her genauso arbeitet.
Oder verwechelst du hier "Statistik" mit "Stochastik"?
Jens

Hallo Jens,
ich stütze mich hier auf das Buch "Stochastische Signale" von Ehrenstrasser. Der beschreibt u.a. die ganzen Korrelationsmeßverfahren.
Der Korrelationsgradmesser wie Du ihn in dem unteren Abschnitt beschreibst, funktioniert so nicht. Es wird nämlich beim gewöhnlichen Korrelationsmesser ein normierter Korrelationsgrad gebildet.
Die schaltungstechnische Realisierung geht aber viel einfacher. Es werden nur die Polaritäten miteinander multiplikativ verknüpft. Das geschieht derart, daß man ein Signal begrenzt und in einem Komparator nach positivem und negativem Momentanwert unterscheidet. Die erhaltenen Signumfunktionen braucht man dann nur noch mit logischen Gattern verknüpfen und in einem Differenzverstärker voneinander subtrahieren und anschließend integrieren. Das funtktioniert einwandfrei. Alle Korrelationsmesser arbeiten nach diesem Prinzip.
Zum Rauschen: Guck Dir mal ein Rauschen extrem gezoomt auf einem Oszilloskop an!
Und Musik bleibt für mich alles andere als "deterministisch", auch wenn sich die Physiker da auf'n Kopp stellen. Die Theoretisierung nutzt uns hier nichts, weil die Praxis anders aussieht und das ÜT-System sich nicht um Periodizitäten kümmert und in der Übertragungstechnik muß meßtechnisch ein Musiksignal wie ein stochastisches Signal behandelt werden, und wird es auch.
MfG
Rainer

Hallo Jens,
noch eine Bemerkung: Ich mache immer wieder die Festellung, daß Physiker dazu neigen, derart zu theoretisieren, daß ihre Aussagen für die Praxis dann völlig unbrauchbar sind und sie dann völlig an der Praxis vorbei praktizieren. Habe ich bei einigen Prof.'s erlebt - ausgefallene Ideen hatten die oftmals, aber die waren nicht brauchbar. Das nutzt uns nämlich absolut nichts, sondern die Betreffenden laufen dann Gefahr, als "Theoretiker" verschrien zu werden die zu nichts zu gebrauchen sind. Also nicht päpstlicher als der Papst sein!

Grüße
Rainer

Hallo Rainer.

Der Korrelationsgradmesser wie Du ihn in dem unteren Abschnitt beschreibst,
funktioniert so nicht. Es wird nämlich beim gewöhnlichen Korrelationsmesser
ein normierter Korrelationsgrad gebildet.
Zum Rauschen: Guck Dir mal ein Rauschen extrem gezoomt auf einem Oszilloskop an!
Und Musik bleibt für mich alles andere als "deterministisch", auch wenn sich
die Physiker da auf'n Kopp stellen.
und in der Übertragungstechnik muß meßtechnisch ein Musiksignal wie ein
stochastisches Signal behandelt werden, und wird es auch.

Nun gut. Nehmen wir die Normierung noch mit hinein. Wie das genau schaltungstechnisch realisiert ist, ist an dieser Stelle nicht so wichtig. Die Frage bleibt: Wo siehst du in dem von dir beschriebenen Verfahren ein "stochastisches Rechenverfahren"? Monte-Carlo-Simulationen wären so etwas, die Bildung von Beträgen, Produkten und Integralen ist völlig frei von Zufällen und somit nicht stochastisch. Durch die Integration wird hier ein Mittelwert angezeigt, wo die STATISTIK ins Spiel kommt, das hat aber mit STOCHASTIK überhauopt nichts zu tun.
Ja, gut. Habe ich hunderte Male getan. Und dann? Was soll ich da sehen? Periodizitäten sicher nicht.
Das ist dein gutes Recht. Nur: Stochastisch ist Musik nun auch ganz und gar nicht. Alternative, korrekte Benennungen für Nachrichten- und Musiksignale habe ich einige genannt.
Das ist ein kleiner, aber feiner Unterschied: Musik "wie" ein stochastisches Signal zu behandeln, ist vollkommen richtig. Musik ist messtechnisch "harmloser" als Rauschen, somit macht man da in diesem Zusammenhang nichts falsch. Aber Musik deswegen stochastisch zu nennen, ist völlig verkehrt, weil gerade ein messtechnisch beschlagener Mensch wie du wissen sollte, dass stochastische Signale keinen Informationsgehalt haben können.
Und noch mehr, als du dich gegen "deterministisch" sträubst, möchte ich meinen, dass Musik als "zufällig" zu bezeichnen, der Sache alles andere als gerecht wird. Wenn dem so wäre, bräuchten wir keine Tontechniker, sondern ausschließlich Rauschgeneratoren.
Was stört dich an der Bezeichnung "statistisches Signal" für Musik? Wäre völlig korrekt, impliziert nichts, was nicht da ist, und wäre messtechnisch gesehen äquivalent.
Jens

Hallo Rainer...
ich muss mich ein bisschen wundern. Gerade du bist sonst mit heiligem Eifer dabei, anderen korrekte Terminologie einzuimpfen - nicht selten auf der soliden Grundlage und unter Berufung auf die Theorie. Jetzt stehst du einmal auf der anderen Seite und wiegelst ab. Schade, die Diskussion war bis hierher interessant und sachlich.
In der Praxis(!) ist der Terminus "phasengedreht" völlig OK, obwohl er falsch ist. Dagegen wird hier zu Recht gewettert.
Ähnlich verhält es sich mit "abnehmen" - in der Praxis gibt es da nie(!) Missverständnisse - theoretisch ist der Begriff in den Augen Vieler eine Sünde.
Beim genauso gelagerten Fall Musik als "stochastisch" zu bezeichnen (was praxisgerecht, aber nicht ganz korrekt ist), wirfst du mir jetzt "Theoretisierung" vor?
Es geht doch nun gerade in diesem Thread um richtige und falsche Termini und darum, dass man es nicht fördern sollte, sich diese einbürgern zu lassen. Bei der korrekten Bezeichnung von Dingen geht es nicht ohne Theorie, insbesondere dann, wenn die Wörter nicht neu erfunden werden, sondern ggf. mit wohldefinierten Begriffen kollidieren.
Ich würde deinen Einwand mit der "Theoretisierung" akzeptieren, wenn ich in einer Praxisorientierten Diskussion das Vorankommen mit theoretischen Einwürfen aufhielte. So aber sehe ich deine Verlagerung auf den Nebenschauplatz Theorie vs. Praxis als eine wohlbekannte Taktik zur Einleitung eines Rückzugsgefechts.

Ich mache immer wieder die Festellung, daß Physiker dazu neigen, derart zu
theoretisieren, daß ihre Aussagen für die Praxis dann völlig unbrauchbar sind
und sie dann völlig an der Praxis vorbei praktizieren.

...und auf sowas habe ich fast gewartet. Die typisch Rainer'sche Verunglimpfung ganzer Berufsstände. Ich bin beileibe kein Theoretiker, ganz im Gegenteil. Nur wenn man sich in fachsprachlichen Definitionsfragen des Wortschatzes einer Nachbarwissenschaft bedient, dann sollte man sich nicht beschweren, wenn von dort dann "kontra" kommt.
(ein menschlich etwas enttäuschter)
Jens

Ich schrieb:
"wo die STATISTIK ins Spiel kommt, das hat aber mit STOCHASTIK überhauopt nichts zu tun."
Natürlich haben sie schon miteinander zu tun. Je nach Definition ist natürlich die Statistik entweder Teilgebiet der Stochastik, oder aber es gibt zumindest eine nicht unerhebliche Schnittmenge. Das liegt aber daran, dass die statistischen Methoden i.d.R. im Kontext mit stochastischen Daten entwickelt werden/wurden, weil man stochastischen Daten ausser mit Statistik nicht beikommen kann.
Gemeint ist folgendes: "stochastisch" impliziert immer auch Zufall bei der Entstehung, Statistik bezieht sich rein auf die Analyse von größeren Datenmengen, unabhängig von deren Herkunft.
Jens

Moin Rainer.
In einem Punkt sind wir uns bereits einig: "Empfängerseitig" ist ein Musiksignal genauso zu behandeln wie ein stochastisches, weil der Empfänger den jeweils nächsten Wert nicht voraussagen kann.
Vielleicht können wir uns ansonsten auf folgendes einigen: Musiksignale sind auf der Entstehungsseite größtenteils deterministisch, weil sowohl die Erzeugung einzelner Töne strengen physikalischen Gesetzen unterliegt, in denen der Zufall bestenfalls eine untergeordnete Rolle spielt, als auch die Verknüpfung von Tönen zu Musik nicht zufällig, sondern geplant stattfindet, zudem Musik von tonaler und rhytmischer Struktur geprägt ist (ein Merkmal von stochastischen Prozessen ist ja das Fehlen von Strukturen).
Je nach Kontext ist die Aussage "Musik = stochastisch" nicht zwingend problematisch - hier allerdings greift mir dieser Begriff viel zu weit. "Aperiodisch" hätte vollends genügt, um die Nicht-Existenz einer Phase zu unterstreichen. Dazu muss man nicht die Stochastik bemühen, denn schon eine e-Funktion als voll deterministisches, aber eben nicht periodisches Signal hat ebenso keine Phase.
Solange es um Übertragungseigenschaften von Systemen wie Linearität, Amplitudenfrequenzgängen etc. geht, können wir gerne bei den stochastischen Signalen bleiben, solange wir dabei dem Zufall nicht zuviel Gewicht beimessen.
Jens

Das ist nich Verunglimpfung, sondern meine Erfahrung. Ich habe einige Jahre an der Hochschule ein nachrichtentechnisches Praktikum betreut bei einem Physikprof. Sowas verspieltes und an der Praxis vorbei praktizierendes habe ich in meinem ganzen Berufsalltag noch nie gesehen. Der zog sich an Dingen hoch die völlig irrelevant sind und machte Meßverfahren die für jeden Praktiker schlicht weg lächerlich sind. Und das eigentliche - nämlich die Vermittlung von Schaltungstheorie kam zu kurz. In den Diplomarbeiten zeigten sich dann die Früchte! Und das mit den "180° Phasenverschiebung" für gegenphasige Signale war auch fester Bestandteil seiner Lehrinhalte im Praktikum. Die Verwirrung bei den Studenten bei der Ausführung ihrer Versuch war die (zwangsläufige) Folge! Wie die sich dann mit der Vermessung einer Phasenumkehrstufe schwer taten (wegen dieser falschen Definition) war nicht mit anzusehen. Mir ging im Geiste manchesmal die Maschinenpistole in der Tasche los!
Ich wollte sehen, ob bei dem Terminus "stochastisches Signale" für Musiksignale auch solch eine babylonische Sprachverwirrung entstehen würde - mit Sicherheit nicht.
Tut mir leid - das ist nicht meine Meinung, sondern meine Erfahrung. Erfahrung aus nahezu 10 Jahren im Umgang mit Physikern. (Der o.g. Prof war nicht der einzige mit denen ich solche Erfahrungen gemacht habe).

Grüße
Rainer

Mit "aperiodisch" würde ich auf keinen Fall ein Sprache- oder Musiksignal (oder allgemein ein Nachrichtensignal) bezeichnen. Ich vestehe unter diesem Terminus ein "nicht periodisches" Signal - im engeren Sinne einen einmaligen Vorgang. Beispiel: Die abklingende e-Funktion bei einer Kondensatorentladung. Es ist zwar "deterministisch" aber nicht periodisch. Auch ein weißes Rauschen würde ich daher nicht als "aperiodisch" bezeichnen, sondern als "stationär stochastisch" (dieser Terminus stammt von G.Ehrenstrasser, von dem ich das Buch nannte).

Grüße
Rainer

Hallo Rainer
Schade, dass du auf die Fragen und Anmerkungen von Jens in keiner Art und Weise eingehst. Denn mich hätte auch sehr interessiert, woher dein plötzlicher Gesinnungswandel kommt.
Es ist herrlich zuzusehen, wie du dich windest und auf Nebenschauplätze ausweichst. Dabei ist es doch so offensichtlich, dass du dich eben völlig verrant hast. Von dir hätte wirklich etwas mehr Rückgrat erwartet. Ich schliesse mich deshalb der menschlichen Enttäuschung von Jens an. Man wird sich bei nächsterbester Gelegenheit sicher gerne an deine Aussagen hier erinnern.

Wenn es wirklich nur um "die Sache" geht, dann haben die folgende Sätze hier im Forum nichts zu suchen.
"Ich habe etwas mehr Rückgrat erwartet."
"Du weichst auf Nebenschauplätze aus."
"Es ist herrlich zuzusehen, wie du dich windest."
"Woher kommt dein plötzlicher Gesinnungswandel?"
"Ich schließe mich der menschlichen Enttäuschung von xxx an."
"Man wird sich sicher gerne an deine Aussagen hier erinnern."
Das ist schon ein dicker Hund!
Diskutiert doch um die Wort-Definitionen und lasst das eklige "menscheln" dabei raus. Hier ist das Tontechniker Forum.
Jeff

Moin...

Ich vestehe unter diesem Terminus ein "nicht periodisches" Signal - im
engeren Sinne einen einmaligen Vorgang.
Auch ein weißes Rauschen würde ich daher nicht als "aperiodisch" bezeichnen,
sondern als "stationär stochastisch" (dieser Terminus stammt von
G.Ehrenstrasser, von dem ich das Buch nannte).

Eben - nicht periodisch. Damit ist eigentlich alles gesagt. Den "einmaligen Vorgang" schließt aperiodisch zwar mit ein, die Beschränkung darauf ist mir allerdings aus keiner Literatur bekannt.
Im Übrigen müsste man bei einem "einmaligen Vorgang" noch dessen Länge charakterisieren, was Musiksignale u.U. mit einschließt: Soll eine über eine Stunde erfolgende Entladung ebenfalls "aperiodisch" sein? Was ist mit einem Snare-Schlag einem über Minuten ausklingenden Gong?
Stationär stochastisch ist absolut korrekt. Aperiodisch allerdings nach meinem Dafürhalten ebenso.
Jens

Moin...
Warum werden bei der Mahnung, bei der Sache zu bleiben, immer die falschen angegriffen?

Wenn es wirklich nur um "die Sache" geht, dann haben die folgende Sätze hier >im Forum nichts zu suchen.
Diskutiert doch um die Wort-Definitionen und lasst das eklige "menscheln"
dabei raus. Hier ist das Tontechniker Forum.

"..., daß Physiker dazu neigen, derart zu theoretisieren, daß ihre Aussagen für die Praxis dann völlig unbrauchbar sind"
"Und Musik bleibt für mich alles andere als "deterministisch", auch wenn sich die Physiker da auf'n Kopp stellen."

Ganz meine Meinung!
Jens