Akustik

Akustikmassnahmen / Berechnung Wellenlänge / Einmessen / Helmholtz-Resonatoren / Hörbarer Bereich des Menschen / Körperschall / Loudness Taste / Membranabsorber / Nachhall von Aufnahmeräumen / Saitenlänge und Tonhöhe / Schalldämmung / Schallgeschwindigkeit / Tips Tonstudiobau

Verhalten und Einfluss verschiedener Materialien auf Frequenzen

Glas 
wirft sehr hohe Mitten zurück (ätzende Sägefrequenzen) In einem Raum mit vielen Fenstern wirkt
der Sound grell.

lackiertes Holz (Holztäfelungen)
produziert scharfe Höhen, betont die Mitten
unbehandeltes Holz 
reflektiert den unteren Mittenbereich
Die Betondecke schreiende Mitten
Steinwände fördern tiefe Frequenzen
Noppenschäume wirken im oberen Frequenzbereich; unterhalb von 1kHz lässt die Wirkung nach. Für Mikrophonaufnahmen deshalb nicht geeignet. Man verliert die schönen Höhen, und hat immer noch Probleme mit den mittleren Frequenzen.
Gute Tiefenabsorber sind Holzplatten auf einem Rahmen luftdicht vor der Wand befestigt. der Hohlraum wird mit Dämmstoff gefüllt. je nach Konstruktion sind Tiefenabsorber relativ schmalbandig.
Zu frühe erste Reflektionen bewirken eine Klangfärbung, zu späte stören als Echo. Reflektionen die weniger als 6-8m zurücklegen, sollte man durch Absorber bedämpfen. (Für reine Aufnahmeräume auch noch spätere Reflektionen). Prinzip: Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel.

Akustikmassnahmen

Unerwünschte Effekte in Räumen
Flatterechos, stehende Wellen, Auslöschungen an manchen Stellen eines Raumes, zu viel Hall, geringe Sprachverständlichkeit, schlechte Ortung der Schallquelle, stumpfer Klang und Resonanzen, die den Raum auf bestimmte Frequenzen "tunen".

Absorbierung von hohen Frequenzen
Offenporige Materialien wie Teppich, Vorhänge und ähnliche Stoffe helfen bei geringerem Vorkommen von hallenden Räumen oder Flatterechos. Noppenschäume (oder billig Lösung Eierschachteln) absorbieren hohe Frequenzen und nehmen Räumen mit viel Glas, Beton oder Stein die schrill klingenden Reflektionen.
Es sollte nicht die ganze Fläche verkleidet werden, sondern immer nur eine Fläche von zwei gegenüberliegenden. So reicht z.B. auch bei stark reflektierenden Materialien die Verkleidung von Decke oder Boden, bzw. linker oder rechter Wand.
Wenn die ganze Fläche bedeckt würde, wäre das Ergebnis ein stumpfer, fasst "toter" Raum. Um auch tiefe Frequenzen absorbieren zu können, sollte man die Noppenschäume nicht direkt an der Wand anbringen, sondern mit wenigen cm Abstand zur tragenden Wand, Holzplatten befestigen und darauf die Noppenschäume kleben.

Absorbierung von tiefen Frequenzen (Klangverbesserung)
Mit Membranabsorber, wie Basstraps, die als Schrankgrosse, geschlossene Holzkästen die tiefen Frequenzen einfangen.

Der Membran-Absorber (MA) besteht aus ebenen Kulissen, die einseitig absorbierend
normalerweise ca. 10 cm dick sind und aus einer Kombination von Plattenschwingern mit
Helmholtz-Resonatoren bestehen. Dies wird durch eine Anordnung von hohlen Kammern
erreicht, die ein Volumen von ca. 0,5 bis 5 Litern haben. Sie werden mit einer gelochten oder geschlitzten (Helmholtz-Resonator) dünnen Metallmembran (Plattenschwinger) abgedeckt. Über alle Kammern einer Kulisse wird eine zweite schwingfähige Metall- membrane aufgebracht
.

membranabsorber.jpg

Bild 1: Prinzipieller Aufbau des Membran-Absorbers. 1 - fünfseitig dicht
geschlossene Kammern, 2 - dünnwandige Schlitzmembranen, 3 - Deckmembran

Vorteile des Membran-Absorbers :

Mit Helmholtz Resonatoren, die schmalbandig, spezifische Frequenzen wegfiltern, und
Basssäulen, die an Ecken und Decken des Raumes installiert einen Grossteil der breitbandigen Reflektionen schlucken und dämpfen somit "stehende Wellen", reduzieren Resonanzen und verbessern den undifferenziert klingenden Bassbereich und korrigieren  tieffrequente Phasenverzerrungen. Der tieffrequente Bassbereich klingt durch die Verwendung von Bass Tubes sauberer und differenzierter.

helmholtzresonator.jpg

Realisierte Helmholtz-Resonatoren in den Wandstrukturelementen

Nachhall von Aufnahmeräumen

Nach 0.3-0.4sec sollte der Nachhall ausgeklungen sein, auch bei tiefen Frequenzen. Wand hinter den Lautsprechern zuerst abdämpfen.

Schalldämmung

Die beste Trennung zwischen Abmisch- und Aufnahmeraum beträgt 100.7dB. Die beste Trennung von herkömmlichen Tonstudios beträgt 68dB.
Eine unisolierte Öffnung von nur 0,1m2 (d=35cm) bringt den Isolationswert herunter um 20dB (A).

Loudness Taste

Bei leisen Geräuschen ist das Gehör für tiefe Frequenzen unempfindlich. Aus diesem Grund besitzen viele Hifi-Verstärker die sogenannte "Loudness" Taste, die es ermöglicht. die Bässe stark anzuheben. Das Klangbild bei leiser Hintergrundmusik wird dadurch gehörig korrigiert. Laute Musik (80-100dB SPL) nimmt das Ohr dagegen ausgeglichener wahr, so dass eine zusätzliche Bassanhebung (meistens) nicht mehr erforderlich ist.

Berechnung Wellenlänge

 

20Grad Wellenlänge (m) = Schallgeschwindigkeit m/s
                                         ____________________  

                                        Frequenz (Hz)

 

  16Hz 21.2m
tiefer Basston 20Hz 17m
80Hz 4.25m
norm. Basston 100Hz 3.4m
Snare-Drum 1000Hz 34cm
Becken 10000Hz 3.4cm
Höhenglanz 16000Hz 2.1cm
  20000Hz 1.7cm

 

Schallgeschwindigkeit

Bei 20Grad Celsius = 343.8m/s
Bei 0 Grad Celsius  = 331.8m/s
Richtwert ist 340m/s

Einmessen

Beim Einmessen eines Raumes ein Mikrofon mit Kugelcharakteristik verwenden.

Hörbarer Bereich des Menschen

Das menschliche Ohr hört im Bereich von 16Hz bis ca. 20.000Hz, je jünger, desto höher. Aus dem obigen Diagramm ist zu erkennen, dass die größte Empfindlichkeit bei ca. 3000Hz bis 4000Hz liegt. Für Töne, die um diesen Bereich herum liegen, ist die kleinste Lautstärke nötig um gehört zu werden. Um den Faktor 107 größere Lautstärken sind bei sehr tiefen Tönen erforderlich; aber auch bei hohen Frequenzen nimmt die Empfindlichkeit des Ohres ab.

 

Saitenlänge und Tonhöhe

Kammerton a'=435,00 Hz (Festlegung des Referenztons durch eine internationale Konferenz in Wien im Jahre 1885).
 

Saitenlänge/ Verhältnis

1

8/9

4/5

3/4

2/3

3/5

8/15

1/2

Musik. Bezeichnung

C'

D'

E'

F'

G'

A'

H'

C''

Frequenz (Hz)

261.63

293.66

329.63

349.23

392.00

440.00

493.88

523.25

 

Körperschall

Körperschall wird übertragen von 50-4000Hz.

Tips Tonstudiobau

 

 

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Stand: 22. September 2002 18:16:48 +0200