Audio Kompendium - ZeM College

Audio Kompendium 2

Physikalische Grundlagen 1 - Schwingungen und Wellen

Schwingungen
... ein sich innerhalb einer gewissen Zeit wiederholender Vorgang:
periodisch - nichtperiodisch

Wellen
... die Ausbreitung der Molekül-Schwingungen eines Mediums (Luft, Wasser, Metall, etc.)

Amplitude
... Maß für die Auslenkung schwingender Moleküle aus ihrer Ruhelage. Die Größe ist abhängig vom schwingenden Medium.

Wellenlänge
... Entfernung zweier Punkte mit der gleichen Amplitude entlang der Ausbreitungsrichtung, Symbol: (Lambda)

Frequenz
... zur exakten physikalischen Beschreibung von Schwingungen und Wellen
= Anzahl der Schwingungsperioden innerhalb einer Sekunde:

	Anzahl der Schwingungen
Frequenz f =
	Sekunde

Die Einheit ist Hertz - Hz(1 kHz = 1.000 Hz)

Ausbreitungsbeschwindigkeit einer Welle
... Geschwindigkeit, mit der sich eine Welle in einem Medium fortpflanzt und materialspezifisch ist.

c = f xAusbreitungsgeschwindigkeit = Frequenz x Wellenlänge

Frequenz und Wellenlänge in Luft bei 340 m/s Schallgeschwindigkeit
Frequenz (Hz)	Wellenlänge (m)
16	21,200
20	17,000
100	3,400
1.000	0,340
10.000	0,034
16.000	0,021
20.000	0,017

Zusammenhang zwischen
Temperatur (^oC)	Schallgeschwindigkeit (m/s)
-10	325,6
0	331,8
10	337,8
20	343,8
30	349,8

Ausbreitungs- geschwindigkeit mechanischer Wellen in verschiedenen Medien - Ausbreitungs- geschwindigkeit bei 0^oC
Medium	(m/s)
Luft	331
Wasser	1485
Kupfer	3710
Eisen	5100
Holz	~3500
Glas	5000
Hartgummi	1500

Überlagerung von Schwingungen - Phasendifferenz
Kein Molekül kann zwei Schwingungen gleichzeitig durchführen. Es muss sich deshalb eine neue Schwingungsbewegung einstellen, die sich als Resultierende einer einfachen Addition der beiden schwingungen ergibt.

Modulation von Schwingungen
Rundfunk-, Fernsehübertragung und Klangsynthese
Amplitudenmodulation
Die Amplitude einer Trägerschwingung wird durch die Amplitude einer zweiten Schwingung beeinflusst.
Frequenzmodulation
Modulation der Frequenz einer Trägerwelle mit der Frequenz der Modulationswelle. Das heißt: die Frequenz der Trägerwelle wird im Rhythmus der Modulationsfrequenz größer oder kleiner.

Lineare Verzerrungen
Amplitudenänderung in Abhängigkeit der Frequenz vom Ausgangsort zum Empfangsort
Dämpfungsverzerrung
Amplitude wird kleiner
Verstärkungsverzerrung
Amplitude wird größer
Phasenverzerrung
Phasenlagenabstandsdifferenz gleicher Schwingungszustände

Nicht-lineare Verzerrungen
Auftreten von zusätzlichen Schwingungen am Empfangsort
Klirrfaktor