Sinusschwingung + Obertöne

[electex]

Hi Leute.

Ich beschäftige mich momentan damit, wie ein Ton entsteht, woraus er entsteht und was er überhaupt ist.

Jetzt stehe ich ein wenig aufn Schlauch. Ich hoffe ihr könnte mir helfen.

Die Klangfarbe eines Instruments lässt sich ja unteranderem dadurch definieren, wie viele der Obertöne in welcher Stärke mitschwingen. Schaut euch mal bitte das erste Bild auf dem folgenden Link an.

http://www.uni-koeln.de/rrzk/multimedia/dokumentation/audio/akustik.html

Nun zu meinen Fragen:

1. Warum wird die Grundschwingung auf solchen Bilder immer mit konstanter Amplitude dargestellt? Müssten sich die "Berge" mit der Zeit nicht immer kleiner werden und langsam auf der Ruhelage verschwinden? Der Grundton verliert ja mit der Zeit auch an Lautstärke, in dem er ausklingt.

2. Gehen wir mal davon aus, dass auf dem Bild die Obertöne der Grundschwingung dargestellt sind. Ist es dann nicht falsch so wie es dargestellt ist? Obertöne haben doch immer eine geringere Amplitude als der Grundton oder?

3. Verschmelzt man den Grundton mit den Obertönen, erhalte ich ja eine spezifische Sinusschwingung. So kann man vergleichen wie z.b. der Ton C auf einem Klavier im Verhältnis zu z.b. einer Violine ausschaut. Ensteht so ein Ton wirklich wie auf dieser Seite beschrieben (und abgebildet) indem man die Sinunsschwingungen des Grundtons und der Obertöne addiert?

Ich weiss es ist recht viel, würde mich aber trotzdem riesig freuen, wenn ihr mir die Fragen beantwortet.

Gruß!

 

[MatthiasT]

1. Warum wird die Grundschwingung auf solchen Bilder immer mit konstanter Amplitude dargestellt? Müssten sich die "Berge" mit der Zeit nicht immer kleiner werden und langsam auf der Ruhelage verschwinden? Der Grundton verliert ja mit der Zeit auch an Lautstärke, in dem er ausklingt.

Man geht bei der Betrachtung erstmal von unendlich lang klingenden Tönen aus. Ein Sinus schwingt nie aus. Die Hüllkurven betrachtet man gesondert. Das ist auch sinnvoll weil eine Hüllkürve sich zeitlich in ganz anderen Größenordnungen abspielt.

2. Gehen wir mal davon aus, dass auf dem Bild die Obertöne der Grundschwingung dargestellt sind. Ist es dann nicht falsch so wie es dargestellt ist? Obertöne haben doch immer eine geringere Amplitude als der Grundton oder?

Da muss nicht sein. Cello und Geige zum Beispiel haben einen kaum hörbaren Grundton. Das macht aber wenig, denn man "denkt" sich den Grundton dazu wenn man die Obertöne hört.

3. Verschmelzt man den Grundton mit den Obertönen, erhalte ich ja eine spezifische Sinusschwingung. So kann man vergleichen wie z.b. der Ton C auf einem Klavier im Verhältnis zu z.b. einer Violine ausschaut. Ensteht so ein Ton wirklich wie auf dieser Seite beschrieben (und abgebildet) indem man die Sinunsschwingungen des Grundtons und der Obertöne addiert?

Verschmelzen braucht man gar nichts, die sollen einfach nur zusammen klingen. Das pure Obertongemisch macht nebenbei relativ wenig am Gesamtklang aus. Sehr wichtig am Ton selber ist die Ausprägung der Formanten (kannst du am besten in Wikipedia nachschauen) und am allerwichtigstens die Einschwingphase. Ganz einfaches Experiment: Gitarre nehmen (oder jeweile anderes Instrument), ab in den Verstärker und mit Volumeregler das Anschlagsgeräusch unhörbar machen indem man in den Ton reinfadet. Das hört sich nach allem an, nur nicht wirklich nach Gitarre. Könnte auch ein Synthie sein oder sonstwas.

Angeblich kann man eine Trompete und eine Geige nciht voneinander unterscheiden wenn man nur den reinen Ton hört, nicht die Einschwing oder Auschwingvorgänge. Hab ich selber aber noch nie ausprobiert.


Dir würde ich auf jeden Fall empfehlen erstmal Wikipedia zur Hand zu nehmen und dir die Grundlagen über Schwingungen und vor allem auch der Fouriertransformation reinzuziehen. Dann wirst du vieles besser verstehen. Allgemein helfen bei solchen Betrachtungen die Darstellungen im Zeitbereich weniger, da kommt man im Bildbereich weiter. Deswegen mein Verweis auf die FT.

 

[fugato]

Angeblich kann man eine Trompete und eine Geige nciht voneinander unterscheiden wenn man nur den reinen Ton hört, nicht die Einschwing oder Auschwingvorgänge. Hab ich selber aber noch nie ausprobiert.

bei der Gelegenheit fällt mir ein Saiteninstrument ein, dass ich vor einigen Jahren selbst einmal anspielen durfte.
Es handelt sich dabei um die "tromba marina"; auch Trumscheit im Deutschen genannt.

http://www.youtube.com/watch?v=oXai31rKtqo

Wie der Name schon sagt... eine Trompete im Klang, von der Bauart ein Streichinstrument.

weiteres Anschauungsmaterial:
http://www.youtube.com/watch?v=ys4leJ4Hwhw

siehe auch wikipedia