Frequenzspektrum von Musik

[Thias]

Ahhh ja, jetzt verstehe ich, woran du dich so hochziehst (ja, das ist ein sehr schöner Lernvers). Physikalisch exakt gesehen hast du wohl Recht: Der Unterschied zwischen Energie und Arbeit.

Falsch, ...

... darin sind wir uns wenigstens einig - dass wir uns nicht verstehen

Die von dir angeführten Argumente würden nämlich nur dann zutreffen, wenn sich Musik oder der Ton von Filmen aus einer Summe von Sinus-Signalen zusammen setzen würden... dann wären auch die angeführten Frequenzspektren von einer Bedeutung!

Dem ist aber nicht so!

Danke für die Vorlage

Ehe wir uns in Spitzfindigkeiten verlieren, will ich nochmal kurz darlegen, was ich meinte:

In diesem Thread ging es um das Frequenzgangspektrum von Musik, speziell im Tieftonbereich.
Ich denke, wir waren uns einig, dass unterhalb der Frequenz des Grundtones des tieften Tones noch ein weiteres Frequenzgemisch besteht und nicht schlagartig schluß ist.
Nun, ich war der Meinung, dass diese Signale vom Grundton nach unten hin abfallende Leistung haben , also immer niedrigere Pegel (Indernett sprach allerdings von großem Leistungsbedarf).

Meine spinnige Idee griff den Gedanken des ATM-Moduls auf.
Das macht ja u.a. nichts anderes als den nach unten immer schlechter werdenen Wirkungsgrad einer Box durch größere Signalverstärkung (größere Pegel) auszugleichen. Dadurch wird die untere "virtuelle Grenzfrequenz" einer Box nach unten gesetzt. Dem sind natürlich Grenzen gesetzt durch Leitungsgrenzen von Box und Verstärker.
Deshalb wird mit ATM nur noch ein niedrigerer Gesamtschalldruck möglich, man kann also nicht mehr so laut hören.
Wenn man nun aber nur mit Zimmerlautstärke hören möchte, könnte man diese Grenzfrequenz noch weiter nach unten setzen (vorzugsweise bei geschlossenen Boxen). Bei höheren Pegeln käme es natürlich sofort zu einer Übersteuerung.
Genau da setzt meine spinnige Idee an: Die Verstärung im Bassbereich müsste variabel sein, also nur so groß, dass nicht verzerrt, aber so groß, dass die Grenzfrequenz möglichst weit nach unten geschoben werden kann. Das lässt sich natürlich nur mit vorausschauender Digitaltechnik sinnvoll lösen.

Habe ich mich einigermaßen verständlich ausgedrückt?

[Inder-Nett]

Aber die Fourierzerlegung sagt doch eben, dass alle Signale aus Sinuswellen zusammengesetzt werden können, oder nicht?

Da solltest du mal das "Kleingedruckte" lesen... also die Randbedingungen, unter welchen eine Fourierzerlegung überhaupt sinnvoll und möglich ist.

Unabhängig davon sagt die Fourierzerlegung nichts über den konkreten Leistungsbedarf zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Um es mal auf den Punkt zu bringen:
Die Leistung ist eine Momentan-Größe! P = U * I
Die Zeit geht in die Leistung nicht mit ein!
Die Frequenz ist eine statistische Größe!
Frequenzen (und Frequenz-Zerlegungen) sind nur bei Betrachtung eines bestimmten Zeitraums möglich.
Frequenz-Spektren können deshalb nur die durchschnittliche Leistungsverteilung der Leistungsanteile für den analysierten Zeitraum darstellen.

Für die Auslegung von Endstufen und Boxen ist die durchschnittliche Leistungsverteilung sicherlich auch von Bedeutung, wenn es um die Auslegung der Netzteile und der thermischen Belastbarkeit geht, aber für eine verzerrungsfreie (oder verzerrungsarme) Wiedergabe muss sowohl die Endstufe als auch die Box für die maximale Impulsleistung des zu erwartenden Signals ausgelegt werden.

Und diese Impulsleistung ist aus Frequenz-Spektren nicht ablesbar!

Nun, ich war der Meinung, dass diese Signale vom Grundton nach unten hin abfallende Leistung haben , also immer niedrigere Pegel (Indernett sprach allerdings von großem Leistungsbedarf).

Leistung und Pegel sind zwei verschiedene Größen, welche nur bei harmonischen Signalen zueinander proportional sind.
Der Pegel beschreibt nämlich wieder nur die durchschnittliche Leistung eines Signals in einem bestimmten Zeitraum.

Die Verstärung im Bassbereich müsste variabel sein, also nur so groß, dass nicht verzerrt, aber so groß, dass die Grenzfrequenz möglichst weit nach unten geschoben werden kann.

... und vorausschauend (viel Glück beim Basteln), damit die Verstärkung rechtzeitig vor einem Peak reduziert wird.
Alles Andere läuft auf ein Peak-Limiting hinaus, welches bestenfalls im PA-Bereich zu tolerieren ist, weil man da pro Instrument einen separaten Kanal mit Peak-Limiter einsetzen kann, sodass durch das Limiting keine Intermodulations-Verzerrungen mit anderen Instrumenten auftreten können.

[Krypton]

Braucht's diesen Typen???

Etwas Konstruktives beigetragen hat er noch nicht, dafür immer wieder aus dem Kontext gerissene Einzelheiten lehrmeisterlich zerlegt und dann auch noch falsch erläutert. Schade um das Thema, oder:


SCHLECHT, sechs, setzen. In-der-Ecke!

[Primius]

Etwas Konstruktives beigetragen hat er noch nicht, dafür immer wieder aus dem Kontext gerissene Einzelheiten lehrmeisterlich zerlegt und dann auch noch falsch erläutert.

was z.B. war falsch erläutert?

[Krypton]

Um es mal auf den Punkt zu bringen:
Die Leistung ist eine Momentan-Größe! P = U * I
Die Zeit geht in die Leistung nicht mit ein!
Die Frequenz ist eine statistische Größe!
Frequenzen (und Frequenz-Zerlegungen) sind nur bei Betrachtung eines bestimmten Zeitraums möglich.
Frequenz-Spektren können deshalb nur die durchschnittliche Leistungsverteilung der Leistungsanteile für den analysierten Zeitraum darstellen.

Nun, die Leistung ist die verrichtete Arbeit (oder die benötigte Energie) PRO ZEIT, per Definition der Leistung. Sein "Geschrei" (wegen all der Ausrufezeichen), die Zeit gehe nicht in die Leistung mit ein, ist natürlich Quatsch. Selbst die Momentanleistung, die bei elektrischen Leistungen an Wechselstrom "P(t) = U(t) * I(t)" berechnet werden kann, ist nichts anderes als Energie pro Zeit. Auch wenn der Grenzübergang gemacht wird - für beliebig kleine Zeitabschnitte - bleibt die Leistung Arbeit oder Energie pro Zeit.

Denn in der unendlich kurzen Zeit Null wird KEINE Leistung vollbracht. Wenn er sich auf den Standpunkt stellt, die Frequenz könne nur für analysierte Zeitabschnitte definiert werden, dann muss er auch akzeptieren, dass dies für die Leistung ebenso gilt.

[Thias]

Leistung und Pegel sind zwei verschiedene Größen, welche nur bei harmonischen Signalen zueinander proportional sind.
Der Pegel beschreibt nämlich wieder nur die durchschnittliche Leistung eines Signals in einem bestimmten Zeitraum.

Wahrscheinlich müssen wir uns erst mal einigen, welchen Pegel wir meinen, Spannung ... Leistung ?
Trotzdem ist der 2. Satz unverständlich oder falsch. Pegel (das logarithmierte Verhältnis z.B. einer Spannung zu einer Bezugsspannung) ist ein Momentanwert (zu einem konkreten Zeitpunkt) und beschreibt nicht die Leistung in einem Zeitraum (... das wäre doch Energie/Arbeit ) Vielleicht sollten wir den Begriff Pegel vermeiden und von Spannung Strom und Leistung reden. Aber das ist schon wieder völlig OT und am Thema vorbei.

... und vorausschauend (viel Glück beim Basteln), damit die Verstärkung rechtzeitig vor einem Peak reduziert wird.

Vorausschauende Kompressoren sind in Studiosoftware üblich, das ist nun mal ein Vorteil der Digitaltechnik, wenn Latenzzeiten keine Rolle spielen. Bei Multibandkompressoren kann man schon den Frequenzbereich einstellen.
Softwaretechnisch gesehen also kein Problem.

[g.vogt]

Hallo Thias, hallo Inder-Nett,

ihr seid doch eigentlich gar nicht so weit voneinander weg, aber irgendwie redet ihr dennoch aneinander vorbei

Ich verstehe z.B. nicht das Herumgereite auf Spannungspegel kontra Leistungspegel (das müsste, soweit man den komplexen Charakter der "Nutzlast" mal milchmädchenhaft außen vor lässt, doch das selbe sein) kontra Arbeit. Ich habe verstanden, dass es bei der Wiedergabe von Musik darum geht, jeden noch so kurzen Signalimpuls verzerrungsfrei (bzw. -arm) wiederzugeben. Da spielt die "Arbeit" doch gar keine Rolle, sondern lediglich die Amplitude des Impulses, die von der Membran adäquat in Hub und letztlich Luftschwingung übersetzt werden muss.

Das andere wird mir dann eigentlich zu schwierig. Ich habe Inder-Nett so verstanden, dass man ein Frequenzspektrum immer nur als Funktion über die Zeit darstellen kann und damit keine Aussage über die enthaltenen Peaks bekommt.

Interessant fand ich nicht zuletzt Inder-Netts Hinweis, dass eine entsprechende "vorausschauende Regelung" aufnahmeseitig möglich ist, weil man dabei einzelne Instrumente erfassen kann, in der "Abhörkette" aber lästig wird, weil man dann das "Pumpen" der "Tieftönerrettung" eben auch im Klang anderer Instrumente/Stimmen der Aufnahme deutlich hören kann.

Frank Klemm hat ähnliches mal für die Subwoofer vorgeschlagen, eine pegelabhängig gleitende untere Grenzfrequenz. Find den Thread gerade nicht, Herr Nubert hatte damals zu Bedenken gegeben, dass man solche Regelungen nur schwer hinbekäme ohne hörbare Auswirkungen, so würde mit der "gleitenden Grenzfrequenz" auch die Gruppenlaufzeit ständig rumturnen. Hoffentlich ist das einigermaßen richtig wiedergegeben, höhere Mathematik war noch nie und wird wohl auch nie mein Steckenpferd.

Mit internetten Grüßen
Gerald Vogt

[HeldDerNation]

[Philipp]

Um es mal auf den Punkt zu bringen:
Die Leistung ist eine Momentan-Größe! P = U * I
Die Zeit geht in die Leistung nicht mit ein!
Die Frequenz ist eine statistische Größe!
Frequenzen (und Frequenz-Zerlegungen) sind nur bei Betrachtung eines bestimmten Zeitraums möglich.
Frequenz-Spektren können deshalb nur die durchschnittliche Leistungsverteilung der Leistungsanteile für den analysierten Zeitraum darstellen.

Nun, die Leistung ist die verrichtete Arbeit (oder die benötigte Energie) PRO ZEIT, per Definition der Leistung. Sein "Geschrei" (wegen all der Ausrufezeichen), die Zeit gehe nicht in die Leistung mit ein, ist natürlich Quatsch. Selbst die Momentanleistung, die bei elektrischen Leistungen an Wechselstrom "P(t) = U(t) * I(t)" berechnet werden kann, ist nichts anderes als Energie pro Zeit. Auch wenn der Grenzübergang gemacht wird - für beliebig kleine Zeitabschnitte - bleibt die Leistung Arbeit oder Energie pro Zeit.

Denn in der unendlich kurzen Zeit Null wird KEINE Leistung vollbracht. Wenn er sich auf den Standpunkt stellt, die Frequenz könne nur für analysierte Zeitabschnitte definiert werden, dann muss er auch akzeptieren, dass dies für die Leistung ebenso gilt.

Gerade aus deiner Leistungsdefinition wird doch ersichtlich, dass die Leistung (im Gegensatz zur verrichteten Arbeit) NICHT zeitabhängig ist. "Pro Zeit" heißt ja salopp gesagt "geteilt durch Zeit", die Zeitabhängigkeit der Größe "Energie" fliegt also bei der Umrechnung zur Größe "Leistung" raus.
Und natürlich ist die Leistung deswegen auch nicht von der Zeitdauer betroffen, während derer sie wirkt - da kann der Zeitabschnitt noch so unendlich klein sein. Ganz im Gegensatz zur vollbrachten Arbeit, denn die wird mit der Zeit bei konstanter Leistung immer größer.

Sorry fürs OT!

[Kikl]

Arbeit=Int{F*ds}

also, Arbeit A ist gleich das Integral über Kraft F mal Wegelement ds. F ist die Kraft, die an einem Körper verrichtet wird, um Ihn von einem Punkt A zu einem Punkt B zu befördern.

Leistung = dA/dt

das entspricht in etwa unserem Alltagsverständnis, Leistung ist Arbeit pro Zeit, aber genau genommen ist damit die Momentane Leistung gemeint. Deshalb die Ableitung der Arbeit A nach der Zeit dt

Natürlich kann die Leistung auch zeitabhängig sein. Sie wird es auch in der Regel sein.

Beispiel: Die Leistung, die ein Motor pro Zeit an einem PKW verrichten kann wird in der Regel in Pferdestärken angegeben. Die Leistung des Motors ist abhängig von meinem Gasfuß. Gehe ich vom Gas, dann leistet der Motor nichts. Trete ich das Gaspedal durch, dann ist die Leistung maximal. Während einer ganz normalen Autofahrt variiert also die Leistung des Motors. Die Leistung ist zeitabhängig.

LG

Kikl