Das akustische Ebenbild - Artikel von Günter Mühlstädt

Mess- und Korrektursysteme

Das akustische Ebenbild - Artikel von Günter Mühlstädt

Beitragvon Jupiter » 25.12.2018, 10:56

Hallo zusammen

Kompliziertes einfach erklärt.
Sehr lesenswert

Aus der FUNKSCHAU 1977, Heft 26
Gibt es das akustische Ebenbild?
Ein Artikel von Günter Mühlstädt im Jahr 1977 - 48 Jahre alt- Lehre als Elektroinstallateur, Abendstudium an der Technischen Lehranstalt Chemnitz. Eintritt bei Siemens in die Montageabteilung für UKW- Funk-, Ela- und Industriefernsehanlagen. 1960 zur Firma Assmann, Bad Homburg, dort beschäftigt mit dem Abfassen von technischen Unterlagen. Seit vier Jahren tätig auf dem Gebiet der technischen Werbung bei einem Großbetrieb der Fernmeldetechnik in Frankfurt/M. (Überarbeitet von Gert Redlich im Mai 2012)

Urteil der Jury:
Sozusagen ein Aufsatz „zwischen den Disziplinen", fleißig und amüsant geschrieben mit geschliffenen Formulierungen. Der Leser wird nicht mit Wissenschaft überfrachtet; die Sprache bleibt auch bei kompliziertem Sachverhalt einfach. Ein klassischer Übersichtsartikel.
(1. Preis im FUNKSCHAU-Wettbewerb '77 in der Abteilung „Kompliziertes einfach erläutern")
Die Elektroakustik zwischen Physik und Physiologie
Die Aufgaben der Elektroakustik in der Rundfunk- und Übertragungstechnik lassen sich in zwei Problemkreise unterteilen.

Zum einen ist es die Übertragung gesprochener Informationen, die Nachrichtenübermittlung. Diese Aufgabe ist beim derzeitigen Stand der Technik nicht schwierig, da unsere Sprache einen hohen Anteil an Redundanzen enthält und erst bei erheblichen Mängeln in der Übertragung die Verständlichkeit leidet.

Die zweite Aufgabe, die möglichst naturgetreue Reproduktion von Musikdarbietungen und künstlerisch gestalteten Schallereignissen, also von Theateraufführungen, Hörspielen usw., ist dagegen wesentlich schwieriger zu lösen.

Die Problematik
Worin liegt die Problematik des akustischen Ebenbildes? Beginnen wir beim Meß- und Wägbaren. Die elek-troakustischen Übertragungsglieder — hierzu gehören die Schallwandler Mikrofon und Lautsprecher ebenso wie Verstärker, Sender und Empfänger — sind aus technischen und wirtschaftlichen Gründen mit Unzulänglichkeiten behaftet.

Begrenzte Bandbreite, lineare und nichtlineare Verzerrungen (Klirrfaktor) sowie weiterhin die Unmöglichkeit, im Wiedergaberaum die gleichen raumakustischen Verhältnisse zu schaffen wie am Ort der Aufnahme, sind die wesentlichen physikalischen Faktoren. Dem stehen im Hörvorgang komplizierte physiologische und psychologische Vorgänge gegenüber.

So ist als Glied einer wichtigen Informationskette die Schallwahrnehmung beim Menschen (und bei vielen Tieren) zu einer kaum zu überbietenden Perfektion gereift, die teilweise bis fast an das physikalisch Mögliche heranreicht. Aus den vom Ohr aufgenommenen Reizen gewinnt das Hörzentrum im Gehirn — einem Computer mit erstaunlicher Arbeitsgeschwindigkeit und riesigem Speichervermögen vergleichbar - die vielfältigen Höreindrücke.

Dabei können wir Geräusche, Töne, Melodien, Instrumente, Interpreten, Sprecher und Sänger an rein akustischen Kriterien unterscheiden, erkennen und oft auch nach Jahren noch identifizieren. Angesichts solcher Leistungen wird die Schwierigkeit klar, Schallereignisse mit technischen Mitteln vollkommen naturgetreu zu übertragen, zu konservieren und zu reproduzieren.

Der Hörvorgang
Der Aufbau des Ohres, auf den ersten Blick recht kompliziert, ist von verblüffender Zweckmäßigkeit (Bild 1).

Der äußere Gehörgang wird von einer kleinen gewölbten Membran, dem Trommelfell, verschlossen, das durch die Schallwellen in Schwingungen versetzt wird. Hier schließen sich die drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboß und Steigbügel an, die untereinander so verbunden sind, daß sie ein gegen äußere Stöße und Körperschall unempfindliches Schwingungssystem bilden. Sie dienen ferner als Überlastungsschutz und - das ist die wichtigste Aufgabe — als Anpassungsglied, das den Luftschall vom Trommelfell mechanisch etwa im Verhältnis 20 : 1 heruntertransformiert und mit kleinerer Amplitude, aber höherem Druck auf das Innenohr überträgt.

Das Innenohr umfaßt neben den Bogengängen, die am Hörvorgang nicht beteiligt sind, die sogenannte Schnecke. Dieser Hohlraum ist mit Lymphflüssigkeit gefüllt, hat Ähnlichkeit mit einem Schneckenhaus und besitzt 2 1/2 Windungen. Der Schneckengang ist der Länge nach durch die Basilar-Membran geteilt. In das Zentrum der Schnecke mündet der zum Gehirn führende Hörnerv, und zwar enden rund 23.000 Nervenzellen als feine Haarzellen am Cortischen Organ, das längs der Basilar-Membran liegt.

Die Theorie
Die einleuchtendste Theorie zur Erklärung des Hörvorganges geht davon aus, daß der beschriebene Aufbau eine große Anzahl verschieden abgestimmter Resonatoren bildet, ähnlich einem Zungenfrequenzmesser. Bei Schalleinwirkung werden bestimmte Resonatoren und mit ihnen die zugehörigen Hörnerven erregt.

Der Schallreiz gelangt in Form von Impulsen zum Gehirn, wobei die Impulsdichte mit zunehmender Schallstärke bis auf rund 150 Impulse pro Sekunde ansteigt. Man kann somit feststellen, daß durch den Erregungsort im Innenohr die Tonhöhe, durch die Impulsfrequenz die Intensität des Schalles bestimmt wird.

Die im Ohr erzeugten Nervenimpulse werden der Hörrinde im Großhirn zugeleitet und lassen dort erst den Höreindruck bewußt werden.

Folgende Wahrnehmungsbereiche können unterschieden werden:
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Tonumfang,
Lautstärke,
Klangfarbe,
Ortung und Raumeindruck.
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Der Tonumfang
Das menschliche Gehör kann einen Frequenzbereich von maximal 16 bis 20 000 Hz erfassen (Bild 2). Für die reine Sprachübermittlung werden jedoch nur die Frequenzen von 150 bis ca. 7000 Hz benutzt, wobei dieser Bereich — wie der Fernsprechbetrieb zeigt — nochmals auf 300 bis 3400 Hz eingeengt werden kann. Demgegenüber reicht der Frequenzumfang der Musikinstrumente einschließlich der Obertöne von der unteren bis fast an die obere Hörgrenze. Zwar enthält der mittlere Tonbereich den Hauptanteil der musikalischen Information, aber das Fehlen der tiefen und besonders der hohen Frequenzen führt zu einem unausgewogenen Klangbild.

Ein Tonumfang von zehn Oktaven
Musikalisch betrachtet, entspricht der Hörbereich einem Tonumfang von zehn Oktaven. Jede Oktave wird musikalisch in zwölf Halbtöne unterteilt, die selbst der ungeübte Hörer unterscheiden kann. Im mittleren Hörbereich ist jedoch das Unterscheidungsvermögen noch erheblich schärfer.

Bei 1000 Hz genügt beispielsweise eine Frequenzänderung von nur 2 Hz, um einen deutlichen Tonhöhenunterschied zu erkennen. Das ist der 30. Teil eines musikalischen Halbtones! Hieraus erklärt sich die große Empfindlichkeit des Gehörs gegenüber ungewollten Tonhöhenschwankungen, wie sie bei der Musikwiedergabe von Schallplatte und Tonband auftreten können. Am deutlichsten sind sie bei einer Schwankungsfrequenz von 4 Hz im Frequenzbereich um 3500 Hz wahrzunehmen — Schwankungen von 0,25% wirken schon deutlich störend.

Der gesamte menschliche Hörbereich umfaßt ein Frequenzverhältnis von rund 1 : 1000 mit bis zu 4000 unterscheidbaren Tonhöhenstufen. Demgegenüber ist das Empfinden für die absolute Tonhöhe ohne Vergleichston — das absolute Gehör - auch bei musikalischen Menschen relativ selten anzutreffen.

Die Lautstärke
Zwischen der unteren Reizschwelle des Gehörs und der oberen Schmerzgrenze liegen - bezogen auf die Schallleistung und eine Frequenz von 1000 Hz — rund 12 Zehnerpotenzen. Das entspricht einem Verhältnis von 1 : 1 Billion!

Kein Meßgerät erreicht auch nur annähernd einen solchen Bereich. Daß unser Gehör diesen enormen Lautstärkeumfang verarbeiten kann, liegt an der Tatsache, daß das subjektive Lautstärkeempfinden wesentlich langsamer steigt als der objektive Schallreiz: Das Gehör reagiert auf Veränderungen der Lautstärke logarithmisch.

Aus diesem Grund ist auch die Lautstärkeskala logarithmisch in Phon unterteilt und die Hörschwelle mit 0 Phon, die obere Grenze mit 120 Phon gleichgesetzt. Die Einheit 1 Phon kennzeichnet jene Lautstärkestufe, die das Gehör beim direkten Vergleich gerade noch unterscheiden kann.

Die untere Reizschwelle liegt nur eine Zehnerpotenz über dem Geräuschpegel, den die Luftmoleküle verursachen, wenn sie bei der Wärmebewegung das Trommelfell anstoßen. Die obere Grenze ist durch die bei steigendem Schallpegel zunehmende physische Belastung gegeben und äußert sich durch Schmerzempfindung.

Das Lautstärkeempfinden
Auf den wahrnehmbaren Frequenzbereich bezogen, ist die Ohrempfindlichkeit außerordentlich unterschiedlich. In Bild 3 sind die Kurven gleichbleibenden Lautstärkeempfindens über der Frequenz eingetragen. Dabei zeigt sich, daß die Sensitivität bei 3500 Hz am größten ist —hier wird die geringste Schallstärke benötigt. Für höhere und vor allem für tiefere Frequenzen nimmt die Empfindlichkeit spürbar ab, dies jedoch nur bei kleinen und mittleren Lautstärken. Im Bereich größerer Lautstärken verlaufen die Kurven relativ geradlinig, d. h. die Frequenzabhängigkeit des Lautstärkeempfindens ist hier erheblich geringer.

Für die Akustik ist die frequenzabhängige Empfindlichkeit des Gehörs eine folgenschwere Besonderheit. So werden sowohl im Konzertsaal als auch bei der Musikreproduktion zur Abstrahlung der tiefen Frequenzen verhältnismäßig hohe Schalleistungen benötigt. Bei der Wiedergabe werden die Verhältnisse infolge der gegenüber dem Original häufig verminderten Wiedergabelautstärke noch ungünstiger. Mit abnehmender Lautstärke erscheint uns nämlich bei frequenzlinearer Übertragung eine Darbietung immer ärmer an tiefen und hohen Frequenzen.

Die Klangfarbe
Reine Sinustöne kommen in der Natur und in der Musik auf „klassischen" Instrumenten kaum vor. Stets entstehen Tongemische, Klänge, mit einem Anteil an sogenannten Obertönen, deren Frequenz ein Mehrfaches der Grundtonfrequenz beträgt.

Neben dem anhaltenden (stationären) Ton mit zugehörigen Obertönen erzeugen Musikinstrumente außerdem spezifische Ein- und Ausschwingvorgänge, z. B. das Anschlagen, Anblasen mit ebenfalls erheblichen Anteilen im Obertonbereich.

Die Obertöne, nach Anzahl, Amplitude und Verteilung für jede Schallquelle unterschiedlich, geben dem Ton das Charakteristische und das Individuelle. Obwohl sie bezüglich der Schalleistung meist weit hinter dem Grundton zurückstehen, erzeugen sie in unserer akustischen Welt die fast grenzenlose Vielfalt.

Im Ohr wird aufgrund des Resonanzverhaltens beim Hörvorgang eine Art Schallanalyse vorgenommen, der Klang in seine Grund- und Obertöne zerlegt und als parallele Nervenreize weitergeleitet. Der Klangfarbeneindruck bildet sich im Gehirn, das in extrem kurzer Zeit Frequenzen und Amplituden registriert, vergleicht und bewertet.
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Natürliche und unnatürlich Obertöne
Die Obertöne und die impulsartigen Ein- und Ausschwingvorgänge stellen an die elektroakustische Übertragung hohe Anforderungen, weil sie den Frequenzbereich nach oben stark ausweiten. So lassen sich zum Beispiel bestimmte Musikinstrumente, wenn sie den gleichen Grundton spielen, nur beim Vorhandensein der natürlichen Obertöne unterscheiden. - So unvollkommen wie einerseits ein Klangbild beim Fehlen der Obertöne sein kann, so störend ist andererseits das Auftreten neuer Obertöne, die im ursprünglichen Klangbild nicht vorhanden waren. Sie entstehen bei Übersteuerung oder durch andere Nichtlinearitäten im Übertragungszug.

Man spricht dabei von nichtlinearen Verzerrungen oder vom Klirrgrad, weil die Wiedergabe einen scharfen, unsauberen und klirrenden Charakter erhält. Naturgemäß stören solche Verzerrungen am meisten, wenn die neuen Obertöne in den Bereich der größten Ohrempfindlichkeit zwischen 1000 und 4000 Hz fallen.

Die Schallübertragung — Elektroakustik
Bei fast jeder Art der Schallerzeugung entsteht am Hörort ein sehr kompliziert geformter Schalldruckverlauf, der sich aus der Überlagerung der einzelnen Schallanteile ergibt. Schon die Überlagerung von zwei Sinustönen zeigt einen diffizilen Kurvenverlauf - um wieviel komplizierter muß das Fortissimo einer Musikdarbietung geformt sein (Bild 4)! - Nur durch die Tatsache, daß das Gehör ein Frequenzgemisch analysieren und die einzelnen Komponenten unterscheiden kann, reicht es aus, akustische Signale nur mit ihrer Hüllkurve einkanalig zu übertragen und wiederzugeben.

Anmerkung : Hier ist das Prinzip der MP3 Hüllkurven-Kodierung viel viel später vorweggenommen.

Daß wir Übertragungen mit durchaus meßbaren Mängeln gelten lassen, liegt sicher zum Teil an der „Hör-Erwartung", bei der manches in eine Wiedergabe „hineingehört" wird, das gar nicht vorhanden ist. Zum Glück setzte vor einigen Jahren eine Besinnung zur naturgetreuen Reproduktion ein, als deren Ergebnis die Einführung der Stereofonie, die ganze Palette der heute verfügbaren hochwertigen Hi-Fi-Geräte und das umfangreiche Repertoire auf Tonträgern anzusehen sind.

Original oder Reproduktion ?
Trotzdem wird es heute auch dem geübten Hörer nicht schwerfallen, eine Originaldarbietung von der Übertragung oder der Reproduktion zu unterscheiden.

Denn recht weit und verschlungen sind oftmals die Wege des Schallsignals von der Erzeugung bis zur Konservierung und zur Wiedergabe. Es beginnt im Mikrofon mit der Umwandlung des Schalls in elektrische Signale. Sie werden fortgeleitet, mehrfach verstärkt, begrenzt und beeinflußt, es schließen sich an die Modulation auf einen Träger, die Abstrahlung über den Sender, der Empfang, die Demodulation, wiederum vielstufige Verstärkung und schließlich die Rückwandlung in Schall. Einige Einflüsse auf diesem langen Weg wurden schon erwähnt, viele andere sind komplex und lassen sich hier nicht erschöpfend behandeln, auf einige soll anschließend noch eingegangen werden.

Die Dynamik
Den Lautstärkebereich, den das Ohr verarbeiten kann, bezeichnet man - ebenso wie den Lautstärkeumfang eines Sprechers, Sängers oder Klangkörpers - als Dynamikumfang; Einheit ist das dB*).

In der Praxis kann nun der theoretisch verfügbare Dynamikbereich von 120 dB selten voll ausgenutzt werden, weil sich ein Schallereignis zunächst um einen bestimmten Betrag aus dem stets vorhandenen allgemeinen Störpegel herausheben muß, bevor es vernehmbar wird.

Ein Pianissimo im Konzertsaal muß erfahrungsgemäß mindestens 20 dB Lautstärke aufweisen, damit es auf entfernten Plätzen zu hören ist. Der Spitzenpegel eines Orchesters liegt bei 90 dB, so daß man eine (Grund-) Dynamik von 90 dB - 20 dB = 70 dB errechnen kann.

Der Geräusch- oder Störpegel anderer Räume, zum Beispiel Wohnungen, liegt oft bei 40 dB, ohne daß wir das bewußt als lästig empfinden. Soll unter diesen Umständen eine Übertragung mit gleicher Dynamik zustande kommen, so ergibt sich ein Spitzenpegel von 40 dB + 70 dB = 110 dB, ein Wert, der schon nahe an der Verträglichkeitsgrenze liegt - von der Problematik, solche Lautstärken in einer Wohngemeinschaft zu produzieren, ganz zu schweigen.

Die Dynamik bei der elektroakustischen Übertragung
Bei der elektroakustischen Übertragung begrenzen systemeigene Stör-und Geräuschquellen zunächst die Dynamik nach unten. Zu leise Passagen gehen im Geräuschpegel unter.

Eine obere Grenze ist durch die aus wirtschaftlichen und übertragungstechnischen Gründen gegebene maximale Aussteuerung gesteckt. UKW-Rundfunk, Schallplatte und Tonband erreichen heute einen Dynamikumfang von 40 bis 46 dB.

Die Originaldynamik muß deshalb auf diesen Wert eingeengt werden. Dabei liegt viel am Können und Einfühlungsvermögen des Toningenieurs, das Klanggeschehen ohne Einbuße an künstlerischer Wirkung zu übertragen.

Legt man bei der Wiedergabe den erwähnten Wohnraum-Störpegel von 40 dB zugrunde, so muß eine gute Verstärkeranlage eine Schallstärke von 80 bis 86 dB unverzerrt erreichen, um den übertragenen Dynamikumfang voll auszuschöpfen.
*) 1 dB entspricht 1 phon bei 1000 Hz

Ortung und Raumeindruck
Zur Ortung einer Schallquelle wertet das Gehör gleichermaßen Laufzeit- und Intensitätsunterschiede aus. So trifft ein beispielsweise von rechts kommender Schall das rechte Ohr früher und mit größerer Intensität als das weiter entfernte linke Ohr, das außerdem vom Kopf abgeschattet wird. Auf diese Weise können wir Wegeunterschiede von 1 cm !!! - das entspricht einem Winkel von etwa 3° - erkennen, allerdings nur in der Horizontalen und bei kleinen Abweichungen vom Mitteneindruck.
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Unterschiede im Raum und im Freien
Das Richtungshören sagt noch nichts über die Tiefendimension des Schallfeldes aus. Innerhalb geschlossener Räume gewinnen wir jedoch einen Raumeindruck aus den Zeitdifferenzen und Pegelunterschieden zwischen Direktschall und Nachhall sowie durch deren Eintreffen aus verschiedenen Richtungen.

Im Freien fehlen diese Kriterien häufig. Hier spielen offenbar außerordentlich geringe Veränderungen des Schallbildes eine Rolle, etwa Verfälschungen der natürlichen Klangfarbe oder Unterschiede zu unbewußt vorhandenen Erfahrungswerten, die sich bisher einer meßtechnischen Erfassung weitgehend entzogen haben.

In einem Punkt ist allerdings das Gehör unvollkommen: Gleich laut und gleichphasig eintreffender Schall zweier seitlich angeordneter Schallquellen erzeugt einen Mitteneindruck, d. h. der Schallaustritt scheint auf der Verbindungslinie zwischen den beiden wirklichen Schallquellen zu liegen. Dieser Effekt wird bei der heute allgemein praktizierten Intensitäts-Stereofonie ausgenutzt, auf die noch einzugehen ist.

Die Raumakustik
Von nicht zu unterschätzender Bedeutung für eine akustische Darbietung ist die Raumakustik, denn die Klangerzeugung ist kein abstrakter Vorgang, sondern rein physikalisch an das Vorhandensein der Atmosphäre, eines Luftraumes gebunden.

Raumgröße und die akustischen Eigenschaften der Begrenzungsflächen sind für Art und Frequenzzusammensetzung von Reflexionen verantwortlich, die neben dem Direktschall das Ohr erreichen (Bild 5).

Von diesen Umständen hängt es ab, ob man einem Raum eine gute, eine ungeeignete oder gar eine schlechte Akustik bescheinigt. Viel Mühe und Kosten müssen oft aufgewendet werden, um insbesondere in großen Räumen eine angemessene Akustik zu erzielen.

Das Gehör urteilt dabei wiederum nach Kriterien, die meßtechnisch nicht ohne weiteres zu erfassen sind, so daß der Erfolg nicht von vornherein garantiert ist. Näher auf das umfangreiche Gebiet der Raumakustik einzugehen, verbietet sich hier leider aus Platzgründen.

Bei der Reproduktion wird nun dem Schallereignis zusätzlich die Raumakustik des Wiedergaberaumes aufgeprägt, wodurch sich zwangsläufig eine Verfälschung des ursprünglichen Klangbildes ergibt. Dabei ist der stark gedämpfte Wohnraum im Gegensatz etwa zu einem halligen Schulzimmer das kleinere Übel.

Darüber hinaus bleibt eine solche (monofone) Wiedergabe selbst bei höchster Übertragungsgüte hinter dem Original zurück, weil wesentliche vom Ohr ausgewertete Kriterien nicht übertragen werden. Der Ursprung des Schalls bleibt auf die Lautsprecheröffnung beschränkt, durch die man sozusagen wie durch ein Fenster in den Aufnahmeraum hineinhört. Das Ergebnis der Bemühungen, wenigstens eine der fehlenden Rauminformationen in das Klangbild einzufügen, ist die Stereofonie.

Die Stereofonie
Die heute allgemein gebräuchliche Intensitäts-Stereofonie führt in das Klangbild eine Richtungskomponente ein und vermag auch bis zu einem gewissen Grad die Raumakustik des Aufnahmeraumes wiederzugeben.

Stereofonie benötigt zwei Schallquellen (Lautsprecher), die in einem gewissen Abstand angeordnet werden. Der beste Hörort befindet sich etwa in gleicher Distanz vor den beiden Lautsprechern, wie diese voneinander entfernt sind (Bild 6).

Den Lautsprechern werden die Signale gleichphasig, aber mit unterschiedlichen Pegeln zugeführt, wodurch sich das Schallgeschehen scheinbar auf die Verbindungslinie der beiden Lautsprecher verteilen läßt. Gute Stereofonie erzielt so ein durchsichtiges, quer verteiltes und gegliedertes Schallpanorama. Natürlich kann zeitweise auch nur ein Lautsprecher als Schallquelle dienen, oder es werden den Lautsprechern völlig unterschiedliche Signale zugeführt.

Anspruch und Realität
Für anspruchsvolle Hörer bleibt jedoch der Hörplatz wegen fehlender diffuser Schall- und Nachhallanteile immer noch außerhalb des akustischen Geschehens.

Man war daher bestrebt, auch diese Informationen, zum Beispiel in Form der Quadrofonie, noch einzufügen. Hörtests haben gute Ergebnisse gezeigt und gewisse Verbesserungen ergeben. Ob jedoch der erheblich höhere Aufwand - vier Verstärker, vier Lautsprecher — angesichts der relativ geringen Anhebung der Wiedergabequalität gerechtfertigt ist, muß die Zukunft erweisen.

Eines steht heute schon fest: Auch mit Quadrofonie wird sich die Wiedergabe für den geschulten Hörer noch um einiges vom Original unterscheiden. Dafür sind die - zugegeben minimalen - aktuellen technischen Unzulänglichkeiten, aber auch die augenblickliche Disposition des Hörers zum Musikgenuß verantwortlich.

So lauscht hier ein HiFi-Fan oft mehr auf den Klang seiner 100 W Boxen als auf das Dargebotene, dort ein verzückter Kenner auf die historische, aber technisch unzureichende Aufnahme eines berühmten Interpreten. Beide haben sich auf der Suche nach dem akustischen Ebenbild dem Ziel genähert. Ein Dritter aber wird einen - notfalls sogar schlechten - Hörplatz im Konzertsaal jeder perfekten Lautsprecherwiedergabe vorziehen.
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Beitragvon wgh52 » 25.12.2018, 11:20

Hallo Harald,

vielen Dank für das Teilen dieser über 41 Jahre alten, natürlich auch heute gültigen, Erkenntnisse!
MEn gibt's daran kaum etwas zu "deuteln".

Weihnachstgrüße,
Winfried

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Beitragvon Jupiter » 25.12.2018, 14:48

Hallo Winfried,

einiges wissen die Laien, so wie ich ja auch schon, doch immer wieder bringt die Beleuchtung aus einer etwas anderen Sichtweise, erklärt mit anderen Worten, wieder etwas an neuer Erkenntnis und einem vertiefenden Verständnis für unser Hobby.

Weihnachtliche Grüße
Harald
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Beitragvon Hans-Martin » 26.12.2018, 02:11

Hallo,
so ganz ohne zeitgemäße Anpassungen würde ich den Artikel von 1977 heute nicht mehr drucken, und Günter Mühlstädt (aus den Angaben zurückgerechnet: Jahrgang 1939) wird nach der Veröffentlichung sicherlich auch seinen Horizont noch erweitert und einiges hinzuzufügen gehabt haben. Von einem "Übersichtsartikel" würde ich erwarten, dass er den Wissensstand vor/zur Zeit der Verfassens wiedergibt. Wohl hat sich der Zugang zu Wissen seit Internetsuchmaschinen extrem vereinfacht, 20 Jahre nach dem Artikel.
Wir haben hier im Forum gewissen widerspruchsfreien Konsens, eine Folge von Erkenntnissen aus dem praktischen Umgang - und dem nicht zu unterschätzenden Einfluss, um nicht zu sagen: Katalysator, in der Form eines Raumkorrektursystems. Seit 20 Jahren existiert damit eine gute Ergänzung zur Kompensation raumakustischer Einflüsse, die den Benutzer in eine steile Lernkurve schubst, ihn zwingt, Schlussfolgerungen aus gemessenen und gehörten Ergebnissen in Einklang zu bringen. Solche Diskussionsforen gab es damals nicht.
Funkschau vergab einen 1.Preis für „Kompliziertes einfach erläutern", ich sehe allerdings deutlich die Gefahr, die von einem kurzsichtigen Kürzen auf einen von 2,3 oder 4 Aspekten ausgeht, wo sich mir die Frage stellt, ob der Autor die anderen Punkte bewusst weggelassen hat oder er sie nicht in seinem Blickfeld hatte.

Mühlstädt hat geschrieben:Raumgröße und die akustischen Eigenschaften der Begrenzungsflächen sind für Art und Frequenzzusammensetzung von Reflexionen verantwortlich, die neben dem Direktschall das Ohr erreichen.

Da würde man sicherlich sinnvollerweise das Bündelungsverhalten des Lautsprechers noch als ursächlich mit einbeziehen.
Die Stereofonie
Die heute allgemein gebräuchliche Intensitäts-Stereofonie führt in das Klangbild eine Richtungskomponente ein und vermag auch bis zu einem gewissen Grad die Raumakustik des Aufnahmeraumes wiederzugeben.

Zur Zeit des Artikels war die Laufzeit-Stereofonie (AB) mit 2 Kugelmikrofonen zumindest bei den Plattenfirmen genauso verbreitet, wo man die Kugelmikrofone wegen ihres tiefreichenden Bass-Frequenzgangs schätzte. Denken wir z.B. an den berühmten Decca-Tree oder die vielen Telarc-Aufnahmen, die mittlerweile auch über 40 Jahre alt sind.
Die Intensitäts-Stereofonie hat den entscheidenden Vorteil, dass sie Mono-kompatibel ist(traditionell wichtig für Radioübertragung), es gibt keinen Klangfarbenfehler durch Auslöschung bei gegenläufigen Phasen. Dafür braucht man Richtmikrofone, die koinzident und mit ihren Achsen so angeordnet werden, dass ihre Hauptachse möglichst mit der Auslöschung der anderen Seite zusammentrifft. Aber die DruckgradientenEmpfänger (Mikrofone mit Nieren- oder 8-Richtcharakteristik) ändern ihren FG mit dem Abstand, weil die Druckdifferenz bei größerem Abstand immer geringer wird (umgekehrt als Nahbesprech-Effekt bekannt).
1960 wurde das Prinzip der ORTF-Mikrofonierung entwickelt (Äquivalenzstereo), NOS als Alternative, beide enthalten sowohl Intensitäts- wie auch Laufzeitunterschiede, die unsere Ortung benötigt, um das "akustische Ebenbild" zu ermöglichen.
Mit Kopfhörer und Kunstkopfaufnahmen ist es besonders einfach, das "akustische Ebenbild" recht realistisch anzunähern (1948).
Stereofonie benötigt zwei Schallquellen (Lautsprecher), die in einem gewissen Abstand angeordnet werden. Der beste Hörort befindet sich etwa in gleicher Distanz vor den beiden Lautsprechern, wie diese voneinander entfernt sind.

Wie man auch damals leicht hätte feststellen können, ist der beste Hörplatz abhängig von den Raummoden. Das merkt man beim Gang durch eine Kirche, in der Orgel gespielt wird, genauso wie im heimischen Wohnzimmer. Ein Ohrenmensch kann sich solchen Eindrücken kaum entziehen, denke ich, er lernt das vielleicht sogar unbewusst.
Den Lautsprechern werden die Signale gleichphasig, aber mit unterschiedlichen Pegeln zugeführt, wodurch sich das Schallgeschehen scheinbar auf die Verbindungslinie der beiden Lautsprecher verteilen läßt. Gute Stereofonie erzielt so ein durchsichtiges, quer verteiltes und gegliedertes Schallpanorama. Natürlich kann zeitweise auch nur ein Lautsprecher als Schallquelle dienen, oder es werden den Lautsprechern völlig unterschiedliche Signale zugeführt.

Peter Burkowitz hat zur Zeit der BEATLES für EMI die Mischpulte gebaut, wo das Blumlein-Wissen um die Ortungsproblematik bei Intensitätsstereo sich im Shuffler niederschlug (bei uns als FLOW angewandt). Alan Blumlein wusste, dass die für den Grundtonbereich erforderlichen Laufzeitunterschiede fehlen und eine Kompensation denkbar war, um den Anschluss an die gute Ortung des Bereichs oberhalb 1600Hz zu erreichen.
Wer von seinen 2 Lautsprechern ein 3-dimensionales Klangbild bekommt, fragt sich hier, wieso der Autor sich auf ein "quer verteiltes und gegliedertes Schallpanorama" beschränkt.
Anspruch und Realität
Für anspruchsvolle Hörer bleibt jedoch der Hörplatz wegen fehlender diffuser Schall- und Nachhallanteile immer noch außerhalb des akustischen Geschehens.

Das interpretiere ich mal so: Die Sehnsucht nach einem den Hörer einhüllenden Erlebnis hat damals den Wega Acoustic Dimension Compiler hervorgebracht: eine verstellbare Verzögerungsleitung, Equalizer (spezifische band später Yamaha mit ein) und Endstufe für hinten im Raum angebrachte Zusatzlautsprecher. Man konnte damit Nachhall verschiedener Konzertsäle imitieren.
Der Dolby-Surround-Bereich hat sich mit den folgenden Jahren derart expansiv all dem gewidmet, was nicht auf der Bühne vor uns geschieht.
Trinaural oder vielleicht Trifield (für Foobar2000) könnte sich auf die Bühne bezogen als wichtiger erweisen, es sei denn, man braucht den Beifall von hinten, der in den Pausen kommt. Aber niemals würde ich 13 LS installieren, wenn dabei das vorn projizierte akustische Abbild der Musiker immer noch schwächelt und man eine Videoinformation als Ablenkung davon braucht. Ob Mühlstädt diese Entwicklung noch erlebt hat?

Ich kann mir gut vorstellen, dass dem Autor bei heutiger Stereolautsprecherwiedergabe mit DSP-Vorausentzerrung (=digitale Korrektur von LS und Raum) und richtiger Hörplatzwahl der Kiefer herunterklappen würde (inklusive FLOW auf die Intensitätsstereoaufnahme angewandt und Korrektur der absoluten Polarität, welche 1977 noch deutlich überwiegend in Richtung invers manipuliert war).
Das will mir bei strikter Einhaltung und Beschränkung auf alle im zitierten Artikel erwähnten Aspekte nicht gelingen - wenn ich die negative Auslegung des Jaw-dropping mal vernachlässige - schließlich sind 40 Jahre vergangen, in denen sich alles weiter entwickelt hat.
Deshalb ist der Jubel über das Ergebnis entsprechend Wissen von damals nicht angemessen. Altersweisheit mag raten, über die Sünden der Jugend hinwegzusehen. Ein guter Rat, finde ich.
Grüße
Hans-Martin
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Beitragvon Schorsch » 26.12.2018, 10:54

Hallo Harald,

das gilt noch heutzutage: :cheers:

Mühlstädt hat geschrieben:
So lauscht hier ein HiFi-Fan oft mehr auf den Klang seiner 100 W Boxen als auf das Dargebotene, dort ein verzückter Kenner auf die historische, aber technisch unzureichende Aufnahme eines berühmten Interpreten. Beide haben sich auf der Suche nach dem akustischen Ebenbild dem Ziel genähert. Ein Dritter aber wird einen - notfalls sogar schlechten - Hörplatz im Konzertsaal jeder perfekten Lautsprecherwiedergabe vorziehen.


Viele Grüße
Georg
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Beitragvon Jupiter » 26.12.2018, 11:14

Hallo Georg, Hans Martin,

Ich lese gerade, mehr als nur spannend

1991 - DIE WELT DES KLANGS
Musik auf dem Weg vom Künstler zum Hörer
von Peter K. Burkowitz 1991 bis 1993

und erfasse annähernd mit welchen mannigfaltigen Schwierigkeiten die Tonleute es zu tun hatten die Magie des Konzertsaals in die Wohnstuben zu bringen.

Mal ganz davon abgesehen was H. Karajan sich so vorstellte wie es zu klingen hatte.

@Georg
Von Zeit zu Zeit ist es bei mir auch so, dass ich auf meine Anlage mehr höre als auf das Dargebotene, allerdings mehr als Mittel zum Zweck.
Im Januar sollte es dann wieder anders sein.

@ Hans Martin,
Ich schätze es sehr die Erfahrungen der Tonleute der frühen Jahre zu lesen und freue mich über die Ergänzungen von Dir.
So wird das Bild rund.

Gruß Harald
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Jupiter
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