Anstiegszeit ?

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-scope-
Hat sich gelöscht

#1 erstellt: 02. Apr 2007, 20:05

Hallo,

Es gibt sicher viele "natürliche" Musikinstrumente, die -elektrisch aufgezeichnet- eine recht kurze Anstiegszeit beim Anschlagen oder Anzupfen erreichen.

Mir fällt da auf Anhieb das Anschlagen einer Stimmgabel oder einer Triangel ein....Oder auch ein Becken....eine Saite.....was weiss ich.

Nun stellt sich die Frage, von welchen Zeiten man da überhaupt spricht. Wer könnte sowas wissen? Musiker sicher nicht zwingend...Ich bin auch kein Musiker.

Da ich in einem anderen Forum las, dass ein normaler Verstärker derartige Impulse nicht wiedergeben könne (was ich nicht glaube), habe ich auf die Schnelle einen kleinen Versuch gestartet, um Anhaltswerte zu bekommen.

Nelson Pass sprach mal im DIY-Audio Forum davon, dass ein "normaler" Verstärker mit rund 3-4 µS risetime immer noch um ein Vielfaches schneller als derartige Instrumente, bzw. deren Aufnahmen! wären.

Da ich keine Triangel da habe (Muss ich unbedingt mal besorgen

) ,habe ich einen kleinen, gehärteten Gabelschlüssel so gelagert, dass man ihn anschlagen kann....Das klingt in der Tat einer Triangel ähnlich, und hat eine "harte Attake"

Als Micro kam ein Behringer Elektret zum Einsatz.

So sieht´s komplett aus

und so mit 20 µS/div in der Startphase. Den Versuch habe ich etwa 10 mal wiederholt, da es je nach Anschlag Differenzen gibt....Wie man eben trifft.

Zwichen 30 und 40 µS pendelten sich die Ergebnisse ein, das ist somit immer noch 10 mal langsamer (oder besser -weniger steil-) als es der Verstärker schafft.

Ich habe das Internet vergeblich nach "Studien" oder weiterführenden Informationen zu dem Thema durchsucht...

Wer hat dazu noch ein paar Infos?? Wie weit liege ich (wenn) daneben?

[Beitrag von -scope- am 02. Apr 2007, 20:16 bearbeitet]

neo6n
Ist häufiger hier

#2 erstellt: 02. Apr 2007, 21:30

habe keine weiteren infos für dich, möchte aber trotzdem was los werden:
der (für deine Untersuchungen) entscheidende Parameter auf elektrischer Seite ist die slewrate, nicht die rise time! Diese ist (da abhängig von der Amplitude) nicht aussagekräftig!

Gruß

-scope-
Hat sich gelöscht

#3 erstellt: 02. Apr 2007, 22:35

Hallo,

mich interessiert in diesem Fall in erster Linie das Instrument, nicht die Signalverarbeitung (Verstärkung) Somit kann man für den Anschlag einer Saite -wenn überhaupt- eher eine Anstiegsteit, als eine spannungs/zeitorientierte Slew-Rate festlegen.

Die Frage ist: gibt es dazu in irgendeiner Form Informationen?

der (für deine Untersuchungen) entscheidende Parameter auf elektrischer Seite ist die slewrate, nicht die rise time! Diese ist (da abhängig von der Amplitude) nicht aussagekräftig!

sehe ich zumindest in bezug auf die Aussagekraft anders. Prinzipiell zwar richtig, aber Slewrate und risetime stehen eng miteinander in Verbindung. Macht man sich z.B die Mühe, und misst an einem Verstärker die Anstiegsteit an festgelegten Punkten (z.B. 10/90 %) , dann wird man bei den unterschiedlichsten Ausgangsspannungen im Rahmen der Ablesegenauigkeit stets gleiche Anstiegszeiten messen.
Die Anstiegszeit ist auch auf elektrischer Seite durchaus eine aussagekräftige Größe für die Reaktion auf Pegeländerungen.

Aber wie verhält es sich VOR der Aufzeichnung??
Eine slew rate gibt es da nicht....Eine rise time? vielleicht?

[Beitrag von -scope- am 02. Apr 2007, 23:23 bearbeitet]

HinzKunz
Inventar

#4 erstellt: 03. Apr 2007, 00:06

Hi,

hmmm... mir ist da gerade eine Überlegung eingefallen...

Reduzieren wir das Instrument mal auf eine einzelne gespannte Saite.
Wenn man diese nun anschlägt/zupft/etc., gerät sie in Schwingung und erzeugt Schall dadurch, dass sie Luft verdrängt (überdruck, Wellenberg) und sich dann wieder zurück zieht (unterdruck, Wellental).

Wenn man es so betrachtet, ist die Rise-Time des Instrumentes die Zeit, in der die Saite zum ersten mal das Amplitudenmaximum erreicht.

Die gleiche Überlegung kann man auch zu Schlaginstrumenten Anstellen, die Rise-Time einer Trommel ist die Zeit, die benötigt wird, um das Fell auf zum ersten mal seine Maximale Auslenkung zu drücken.
Also auch hier bis sich das erste Druckmaximum aufgebaut hat.

Im Endeffekt also ziemlich genau das, was du auch gemessen hast.
Gruß

Martin

[Beitrag von HinzKunz am 03. Apr 2007, 00:10 bearbeitet]

spartafux
Stammgast

#5 erstellt: 03. Apr 2007, 00:13

...bei einer trommel bewegt der stick das fell auf mx. amplitude...eine vorstellbare geschwindigkeit...bei einen klavier/flügel wo der hammer mittels hebelumlenkung auf die seite schnellt könnte die max. amplitude in kürzerer zeit erreicht sein, oder?....

HinzKunz
Inventar

#6 erstellt: 03. Apr 2007, 00:24

Je steiler die Kurve ist, desto mehr Frequenzen sind im Signal enthalten... also schätze ich mal, dass die Trommel deutlich 'schneller' ist, als das Klavier.

-scope-
Hat sich gelöscht

#7 erstellt: 03. Apr 2007, 16:07

Wenn man es so betrachtet, ist die Rise-Time des Instrumentes die Zeit, in der die Saite zum ersten mal das Amplitudenmaximum erreicht.

Ja, genau. Ich setze einfach mal voraus, dass der Verstärker des Elektretmikros nicht das limitierende Element in der Kette ist. Bliebe noch bei dynamischen Mikros die Massenträgheit. des Mikrofons übrig.

Wie auch immer....Wenn ich mir Aufnahmen derartiger Instrumente (nicht Synthesizerfiles) in eine Software lade, oder auf dem Oszilloskop abspeicher, dann müsste man zumindest eine "Hausnummer" darüber bekommen, wovon man bei Aufnahmen solcher Instrumente ausgehen kann.

Hat sich hier noch niemand damit beschäftigt? Mich würde schon interessierten, in welcher Grössenordnung sowas liegt. Deutlich unter 30 µs vermute ich sowas "aus dem Bauch heraus" aber nicht.

[Beitrag von -scope- am 03. Apr 2007, 16:11 bearbeitet]

HinzKunz
Inventar

#8 erstellt: 03. Apr 2007, 16:16

Hi Scope,

hast du das "Handbuch der Tonstudiotechnik" von Michael Dickreiter?
In der 6. Auflage steht im Band 1 ab S.69 was darüber, da ist aber von Millisekunden und nicht µ-Sekunden die Rede...

[Beitrag von HinzKunz am 03. Apr 2007, 16:17 bearbeitet]

-scope-
Hat sich gelöscht

#9 erstellt: 03. Apr 2007, 16:27

Hallo,

nein, habe ich nicht. Das worüber ich etwas wissen möchte, kann aber nicht im Millisekundenbereich liegen.
Was schreiben die dend da genau?

Da das Anschlagen eines "klingenden" Metallteils (Gabelschlüssel 12-13 mm)

bereits 36 µS erreichen konnte, muss es in diesem Bereich, oder vielleicht -je nach Instrument- sogar etwas schneller? sein.

Es geht mir übrigens nicht um die Frage, ob man eventuelle Veränderungen durch zu langsame "Weiterverarbeitung" hören könne, sondern einfach um eine "Hausnummer". Auch die Frage, ob die Lautsprechersysteme das überhaupt so umsetzenm können, ist erstmal nicht die Frage.
Ich bin aber mittlerweile der Ansicht, dass man 25 bis 50 µS wohl als solche nehmen kann.

Oder?

[Beitrag von -scope- am 03. Apr 2007, 16:30 bearbeitet]

HinzKunz
Inventar

#10 erstellt: 03. Apr 2007, 16:44

Ich zitiere einfach mal den Text:

Micheal Dickreiter schrieb:

Der Klangeinsatz ist ein jeweils einmaliger ablaufender Vorgang kurzer Dauer.
Kurze Klangeinsätze dauern bis etwa 10ms, lange Klangeinsätze, wie z.B. beim Kontrabass, zwischen 100 und 500ms; im allgemeinen liegt die Dauer zwischen 15-50ms. Kurzen Klangeinsätzen kann kein Spektrum aus einzelnen Spektrallinien zugeordnet werden [...] Ein solches kontinuirliches Spektrum empfindet man als Geräusch, als Knack. [...] Da der Einschwingvorgang theoretisch nie endet betrachtet man ihn als beendet, wenn die Amplitude den Bereich von +-10% ihres Wertes im Eingeschwungenen Zustand nicht mehr verlässt. [...] Harte Klangeinsätze von wenigen Millisekunden Dauer (z.B. Schlaginstrumente, Zundenpfeifen der Orgel)[...]

Das legt -nach meinem Verständnis- den Schluss nahe, dass es sich idR (bei "schnellen" Schlaginstrumenten) um Werte im unteren dreistelligen µ-Seunden-Bereich handelt, oder habe ich gerade einen kapitalen Verständnisfehler in meinem Gedankengang?
Finde ich angesichts deines Versuchs auch nicht zu abwegig, denn der Gabelschlüssel ist ja schon ein relativ "hartes" Instrument.

Gruß

Martin

sthpanzer
Inventar

#11 erstellt: 03. Apr 2007, 16:44

Ist die Risetime Amplituden unabhängig beim Anschlagen des Schlüssels?

-scope-
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 03. Apr 2007, 17:27

Ist die Risetime Amplituden unabhängig beim Anschlagen des Schlüssels?

Unter Berücksichtigung der Ablesegenauigkeit kommt man immer auf ähnliche Werte. Egal ob man ganz leicht anschlägt, oder eben härter.
Hatte auch nochmal den Boden eines Weinglases angeschlagen...ähnliche Zeiten.....Händeklatschen baut sich hingenen in seiner "Gesamtheit" deutlich langsamer auf, hat aber zu keiner Zeit unter 55 µS erreicht.

Sowas muss doch bereits mal "mit allem Zipp und Zapp" wissenschaftlich untersucht worden sein....Ich kann im Netz aber sogut wie nichts finden.

Vielleicht bin ich ja auch auf dem Holzweg und "untersuche"

Dinge, die so garnicht sinnvoll zu untersuchen sind.

[Beitrag von -scope- am 03. Apr 2007, 17:31 bearbeitet]

sthpanzer
Inventar

#13 erstellt: 03. Apr 2007, 17:40

Hast Du ne Pistole? Oder noch nen Böller von Silverster?

sheckley666
Stammgast

#14 erstellt: 03. Apr 2007, 20:24

Damit das Instrument seine maximale Lautstärke erreicht, muss das tonerzeugende Teil voll mitschwingen. Wenn die Anregung also von einem Punkt ausgeht, ist die max. Lautstärke frühestens dann erreicht, wenn sich eine Schallwelle in dem Material voll ausgebreitet hat. Untergrenze für die Anstiegszeit ist daher "Halbe Ausdehnung des Tonerzeugers geteilt durch die Schallausbreitungsgeschwindigkeit".

Für massive Teile wie die Triangel ist die Schallausbreitungsgeschwindigkeit etwa die Schallgeschwindigkeit im jeweiligen Material, für Saiten und Membranen gilt das nicht. Hier müsste man die Ausbreitungsgeschwindigkeit aus Ausdehnung und Grundfrequenz abschätzen, und kommt dann zu dem Ergebnis, dass die Einschwingzeit in der Größenordnung der inversen Grundfrequenz liegt.

Grüße, Frank

-scope-
Hat sich gelöscht

#15 erstellt: 03. Apr 2007, 20:53

Damit das Instrument seine maximale Lautstärke erreicht, muss das tonerzeugende Teil voll mitschwingen

Hallo,

darum geht es mir eigentlich nicht. Wenn ich es richtig verstehe, dann bauen sich aufeinanderfolgende Schwingungen "verzögert" auf, um irgendwann ihr maximum zu erreichen.

Mir geht es um die maximal durch Instrumente erreichbare "Steilheit" einzelner "Amplitudenflanken" innerhalb der charakteristischen Wellenformen die wir dann als Triangelanschlag deuten.

Im Mikrofon entsteht die Umwandlung in elektrische Signale. An diesem Punkt gibt es dann eine "elektrische Anstiegszeit". Das Instrument wird (wie auch immer definiert) eine "akustische Anstiegszeit" mitbringen.

Irgendwo habe ich noch eine Test-CD , auf der Triangelanschläge, zersplitterndes Glas usw. aufgenommen wurden. Wenn ich die finde, und untersuche, dann müsste meine "Frage" beantwortet sein.

[Beitrag von -scope- am 03. Apr 2007, 21:01 bearbeitet]

sheckley666
Stammgast

#16 erstellt: 03. Apr 2007, 21:26

-scope- schrieb:

Mir geht es um die maximal durch Instrumente erreichbare "Steilheit" einzelner "Amplitudenflanken" innerhalb der charakteristischen Wellenformen die wir dann als Triangelanschlag deuten.

Ach so. Aber ist das nicht diesselbe Frage wie die nach den höchsten Frequenzen, die solche Instrumente (inkl. Oberwellen) erzeugen können?

Grüße, Frank

sthpanzer
Inventar

#17 erstellt: 03. Apr 2007, 21:27

Dumm ist nur, dass ich jetzt schon mit Bestimmtheit sagen kann, dass Du als Antwort bekommst (falls Du die Messergebnisse in dem anderen Forum postest), dass das Micro sicher zu schlecht ist und du das doch mal durchmessen sollst....

Interessehalber: Wie hoch ist denn die Risetime von einem guten CD Player? Oder wie hoch ist die Risetime eines Lautsprechers?

[Beitrag von sthpanzer am 03. Apr 2007, 21:29 bearbeitet]

HinzKunz
Inventar

#18 erstellt: 03. Apr 2007, 21:32

sheckley666 schrieb:

-scope- schrieb:

Mir geht es um die maximal durch Instrumente erreichbare "Steilheit" einzelner "Amplitudenflanken" innerhalb der charakteristischen Wellenformen die wir dann als Triangelanschlag deuten.

Ach so. Aber ist das nicht diesselbe Frage wie die nach den höchsten Frequenzen, die solche Instrumente (inkl. Oberwellen) erzeugen können?

Eher nach der Breitbandigkeit... sehr schnelle Instrumente haben keine Oberwellen.
Laut o.g. Buch strahlt eine Trommel (TomTom) Frequenzen von 100Hz bis 8000Hz ab.
Eine Triangel von 1kHz bis 18kHz.

sheckley666
Stammgast

#19 erstellt: 03. Apr 2007, 21:52

HinzKunz schrieb:

Eher nach der Breitbandigkeit

Also ein Sinus mit 1 Volt Amplitude und 1 Hz Frequenz hat einen max. Anstieg von 2 Pi Volt pro Sekunde. Bei x Hz und y Volt sind es 2 Pi mal x mal y Volt pro Sekunde.
Vielleicht denke ich gerade zu primitiv, aber IMO ergibt jede Zumischung von kleineren Frequenzen einen langsameren Anstieg, wenn man die Maximalamplitude gleich hält.

HinzKunz schrieb:

Eine Triangel von 1kHz bis 18kHz.

Daraus ergäbe sich eine Oberschranke für die Anstiegsgeschwindigkeit von ca. 100000 Volt/Sekunde bei einem Volt Amplitude.

Grüße, Frank

sthpanzer
Inventar

#20 erstellt: 03. Apr 2007, 21:53

Im Grunde ist es völlig egal für die Fragestellung, ob sie Oberwellen haben oder nicht.

Im Moment des Erstanschlages ergibt sich wahrscheinlich immer ein diffuser Mix, der sich relativ schnell auflöst und nurnoch der Grundton+evtl. Oberwellen übrig bleibt.

Das Thema bezieht sich aber auf die max. Risetime des diffusen Tonmixes unmittelbar nach dem Anschlag.

sheckley666
Stammgast

#21 erstellt: 03. Apr 2007, 22:03

sthpanzer schrieb:

Das Thema bezieht sich aber auf die max. Risetime des diffusen Tonmixes unmittelbar nach dem Anschlag.

Dachte ich zuerst auch, aber wenn ich den Threadersteller jetzt richtig verstanden habe, geht es gerade nicht um den Anstieg des ganzen diffusen Tonmixes, sondern um die max. Anstiegsgeschwindigkeiten des Signals innerhalb des Tonmixes.

Grüße, Frank

sthpanzer
Inventar

#22 erstellt: 03. Apr 2007, 22:52

Es geht um die absolute maximale Steigzeit, egal ob nun Tonmix, oder reines Signal. Kommt halt drauf an, was grad schneller ist.

-scope-
Hat sich gelöscht

#23 erstellt: 04. Apr 2007, 15:43

Hallo,

wenn jemand ein "gutes" Triangel.wav (oder etwas in dieser Richtung

) da hat, wäre ich daran interessiert. Auf der ersten Stakkato (Audio) war sowas drauf....Ich kann meine aber nicht finden.

[Beitrag von -scope- am 04. Apr 2007, 15:47 bearbeitet]

detegg
Inventar

#24 erstellt: 04. Apr 2007, 16:41

Hi scope,

ich lege Dir die Audio-Triangel ab 17.00h für ein paar Stunden

hier ab.
ftp ist momentan sehr langsam

Gruß
Detlef

-scope-
Hat sich gelöscht

#25 erstellt: 04. Apr 2007, 16:53

Merci...
Vielleicht habe ich nachher noch eine halbe Stunde Zeit, um das mal "einzulesen"

HinzKunz
Inventar

#26 erstellt: 04. Apr 2007, 19:16

Wer brauch schon ne Audio-Triangel.
Gong ;)

Aufgenommen mit einer Edirol UA-5 und einem Sennheiser MD441.
Als "Klöppel" wurde ein kleiner Schraubenzieher benutzt

Anstiegszeit im Anschlagmoment: 0,04ms

Weiteres folgt...

Edit: Falscher Wert bei der Anstigszeit...

[Beitrag von HinzKunz am 04. Apr 2007, 21:51 bearbeitet]

HinzKunz
Inventar

#27 erstellt: 04. Apr 2007, 19:50

Ich hab jetzt noch ein wenig mehr experimentiert, es spielt sich eigentlich alles in dem Bereich von ~50µS ab.
Es ist auch schön zu beobachten, wie die Frequenzanteile über 15kHz nach 50ms wieder auf 0 zurück gehen, diese sind (zumindest bei dem Gong) also nur in den ersten Momenten relevant (wobei deren Pegel ohnehin relativ gering ist).
Bei "schnelleren" Instrumenten (Rhythmusinstrumenten wie Schlaghölzern z.B.), die nicht lange nachschwingen, sollten diese Anteile noch deutlich schneller abklingen.

Wie dem auch sei, keine noch so lahme Endstufe sollte Probleme haben... wenn, dann eher der Lautsprecher.

sthpanzer
Inventar

#28 erstellt: 04. Apr 2007, 20:10

Mal eine Frage, kann auf einer Audio CD überhaupt ein Signal mit weniger als rund 20usek Risetime sein?

Die Steigzeit kann doch nicht kürzer als die Abtastrate ausfallen, oder?

sheckley666
Stammgast

#29 erstellt: 04. Apr 2007, 20:30

sthpanzer schrieb:

Mal eine Frage, kann auf einer Audio CD überhaupt ein Signal mit weniger als rund 20usek Risetime sein?

Die Steigzeit kann doch nicht kürzer als die Abtastrate ausfallen, oder?

Das deckt sich jetzt erfreulicherweise mit meiner Einschätzung: Wenn 20 kHz die höchste auf einer CD speicherbare Frequenz ist, ergibt sich eine maximale Anstiegsgeschwindigkeit des Signals von 2 mal Pi * 20.000 Hz, also ca. 120.000 pro Sekunde (bezogen auf die maximale Amplitude des Signals)

Und, auch nicht unwichtig: Wenn 20 kHz die höchste Frequenz ist, die man hören kann, dann ist auch die Anstiegsgeschwindigkeit des Gehörs auf diesen Wert begrenzt.

Grüße, Frank

-scope-
Hat sich gelöscht

#30 erstellt: 04. Apr 2007, 20:56

Mal eine Frage, kann auf einer Audio CD überhaupt ein Signal mit weniger als rund 20usek Risetime sein?

So in der Gegend liegt das Minimum bei der CD.
Die Triangel kommt hier auf rund 30 bis 32 µS (ca. 10-90%)

Durch die begrenzte Bandbreite sehen Rechtecke über einen CDP ja auch entsprechend mit welligem Wellendach

und "trapezförmig" aus.

Abschliessend kann man somit -wie vermutet- wohl schreiben, dass eine Endstufe derartigen , "natürlichen" Signalen, wie sie von Instrumenten erzeugt werden problemlos folgen kann. Die Anstiegszeit von (mehr oder weniger) normalen Hifi-Endstufen schwankt (grob) zwischen 0,8 und 10 µS (10/90%) bei für das erreichen von rund 80% ihrer max. Ausgangsspannung. (nur als Hausnummer zu sehen).

[Beitrag von -scope- am 05. Apr 2007, 16:57 bearbeitet]

tiki
Inventar

#31 erstellt: 05. Apr 2007, 15:44

Hallo,
kurzes: Nö!
Z.B. Schlüsselbundklirren oder alternativ die "Metallröhrchengardine" (Fachbegriff der Perkussionisten ist mir nicht geläufig) erzeugen ein Teil ihres Spektrums im Ultraschallbereich (zum Vergleich: ein Fagott z.B. signifikant bis etwa 8kHz). Dagegen richtig erkannt: die Mikrokapsel ist die erste Frequenzbremse, bei großem Aufnahmeabstand sogar die Luft. Dann folgen diverse Tiefpässe, analog wie digital, es wäre ein Wunder und gar nicht gut, wenn am (Audio-)Leistungsverstärkereingang wesentlich höhere Ferquenzen als 20kHz aufträten (Stichwort TIMD, Andreas weiß da deutlich besser Bescheid als ich).

-scope-
Hat sich gelöscht

#32 erstellt: 05. Apr 2007, 16:52

Hallo,

Z.B. Schlüsselbundklirren oder alternativ die "Metallröhrchengardine" (Fachbegriff der Perkussionisten ist mir nicht geläufig) erzeugen ein Teil ihres Spektrums im Ultraschallbereich

Da fällt mir doch glatt ein alter Elektorartikel aus den 80igern ein: Der Fledermauskonverter, der Ultraschall hörbar macht (also nach "unten" umsetzt). Dort wurde afair sogar geschrieben, dass das umblättern einer Zeitung Oberwellen um US-Bereich erzeugt.

Allerdings prägen diese Frequenzen sicherlich nicht den von uns als charakteristisch empfundenen Ton des Zeitungumblätterns. Ebenso beim Schlüsselbund.
andernfalls "würde" die Tonaufzeichnung analog und digital in vielen Fällen nicht funktionieren.

Somit behaupte ich: Das bei diversen Instrumenten messbare Spektrum im US-Bereich ist zum einen sehr gering im Pegel, und prägt den von uns (Menschen) empfundenen Klangcharakter des jeweiligen Instruments nicht mit.

Aber genau DAS wird oft behauptet!

Im Bereich des für unser biologisch begrenzten Empfindens, reichen die erwähnten Anstiegszeiten (und somit verkoppelt auch die Frequenzen) durchaus aus.
Oder?

Entstanden ist das Ganze eigentlich nur, da Jemand in einem anderen Forum (wiedermal)behauptet hat, ein "normaler" Verstärker mit 100....0der gar 300 KHz Bandbreite, könne dem was eine Triangel hergibt nicht mehr "folgen"....naja....

[Beitrag von -scope- am 05. Apr 2007, 19:01 bearbeitet]

ukw
Inventar

#33 erstellt: 06. Apr 2007, 00:12

-scope- schrieb:

Hallo,

wenn jemand ein "gutes" Triangel.wav (oder etwas in dieser Richtung

) da hat, wäre ich daran interessiert. Auf der ersten Stakkato (Audio) war sowas drauf....Ich kann meine aber nicht finden.

Hossa! Ich hab noch eine Triangel zu Hause.

Wenn es nicht um die Verstärkung eines solchen Signals geht - und vielleicht auch nicht um die notwendige Aufnahmetechnik ein solches Signal einzufangen... dann doch vielleicht um die praktische Frage: Welche Anstiegsszeit hat ein Signal an der oberen Grenze der menschlichen Hörberkeit?

20.000 Hz gönne ich mir mal als obere Grenze - für meine Lauschlappen sicher nur noch ein Traum.

1 Hz sind 2 aufsteigende und 2 abfallende Flanken pro Sekunde
20.000 Hz sind 40.000 aufsteigende und 40.000 abfallende Flanken pro Sekunde.
In Summe 80.000 Wechsel pro Sekunde.
1/80.000= 12,5 µSek Anstiegszeit die ausreichen, um das Signal darzustellen.

Preisfrage: Wie schnell muss eine Gegenkopplung sein, um Abweichungen von 0,003% von einen Verstärkungsvorgang
mit 20.000 Hz wirkungsvoll zu unterdrücken und auszuregeln

anymouse
Inventar

#34 erstellt: 06. Apr 2007, 18:08

Um den Thread nicht vollständig zu sprengen, hier nur stichwortartig ein paar Anmerkungen:

(Wiedergebbare) Anstiegszeit und Frequenzbandbreite sind äquivalent. Sieh Dir eine Sinuskruve an, da kannst Du die Anstiegszeit für diese Frequenz erkennen. Bei noch schnelleren Anstiegszeiten braucht man höhere Frequenzen. Für komplexere Signale:

Fouriertransformation bzw.

Fourieranalyse.

Um eine Druckschwankung als Klang, Ton, .. zu erkennen und idnetifizieren zu können, braucht der Mensch schon eine gewisse Zeit: Das sind die paar ms Zeitdauer aus dem Beitrag von HinzKunz bzw. Micheal Dickreiter. Zu kruze Schalleindrücke kann das menschliche Ohr nicht identifizieren.

-scope- schrieb:

Das bei diversen Instrumenten messbare Spektrum im US-Bereich ist zum einen sehr gering im Pegel, und prägt den von uns (Menschen) empfundenen Klangcharakter des jeweiligen Instruments nicht mit.

Den Ultraschall-Signalanteil, der vermutlich nicht ganz zu vernachlässigende Pegel hat, kann der Mensch alleine nicht hören. Was er jedoch hören kann, sind die Wechselwirkungen und Schwebungen, die durchaus in den hörbaren Bereich herunterreichen. Auch diese beeinflussen den gehörten Klang, und sind damit für den Charakter relevant. Dabei geht es aber eher um den Unterscheid Piano und Flügel, vielleicht sogar Steinway-Flügel gegen Bechstein, als Harfe gegen Klavier.

-scope-
Hat sich gelöscht

#35 erstellt: 06. Apr 2007, 18:26

Dabei geht es aber eher um den Unterscheid Piano und Flügel, vielleicht sogar Steinway-Flügel gegen Bechstein, als Harfe gegen Klavier

Auf garkeinen Fall. Ich behaupte, dass die Oberwellen jenseits 20 KHz derart klein ausfallen, dass sie den Klangcharakter eines Instrumentes eben nicht mitprägen. Da analoge und digitale Signalaufzeichnung in der Regel bei 20 KHz endet, sind diese Informationen vom Mikrofon auch während der Aufnahme niemals mit aufgezeichnet worden. Die Spektrale Zusammensetzung von dem, was man auf der Konserve hätte, wäre dann in angeblich hörbarer Größenordnung eine andere.

Wenn das so wäre, könnte man Hifi und die damit in Verbindung stehende Aufzeichnung und Wiedergabe von Musikinstrumenten vergessen.

"Da oben" wird es möglicherweise minimalste Pegel geben, die aber den "Klang" eines Instruments nicht mitbestimmen.

Den Ultraschall-Signalanteil, der vermutlich nicht ganz zu vernachlässigende Pegel hat

Wie hoch (- XXdB)unter der Grundwelle wird denn der Pegel dieser US-Anteile deinerseits vermutet?

Was er jedoch hören kann, sind die Wechselwirkungen und Schwebungen, die durchaus in den hörbaren Bereich herunterreichen

Also "akustische Intermodulation" die noch vor dem Mikrofon entsteht, und somit auch problemlos aufgezeichnet werden kann.....Das wäre denkbar. Das wahrnehmbare Nutzsignal fällt dann aber wieder komplett in in den normalen NF-Bereich.
Die Signalkette muss dann aber weiterhin keinerlei Frequenzen über 20 KHz aufzeichnen oder wiedergeben.

[Beitrag von -scope- am 06. Apr 2007, 18:30 bearbeitet]

HinzKunz
Inventar

#36 erstellt: 06. Apr 2007, 19:25

Über 20kHz ist -gerade bei "klanghaften" Instrumenten- nicht allzu viel los.
Ich hatte die Testaufnahmen für die Anstiegszeit im ASIO-Modus, also mit 96kHz Abtastfrequenz gemacht.
Hier ein FFT-Plot vom Anschlagmoment (weiß) und 50ms später:

Wie man sieht ist selbst im (eher "geräuschhaften") Anschlagmoment der Pegel der Ultraschallkomponenten relativ gering.
Rückwirkungen auf der Hörbereich will ich per se nicht ausschließen, aber -wie scope schon schreib- ändert das an den Resultaten wenig.

Cpt._Baseballbatboy
Inventar

#37 erstellt: 14. Apr 2007, 20:20

Zu dem Thema gibt es ein nettes Theorem von Bernstein aus der Signaltheorie:

die maximale Steigung eines ideal bandbregrenzten Signals x(t) mit der Bandbreite fs ist gleich 2*pi*fs*|x_peak|.

Nur mal so am Rande.

Gruß
Cpt.

-scope-
Hat sich gelöscht

#38 erstellt: 14. Apr 2007, 21:42

Zu dem Thema gibt es ein nettes Theorem von Bernstein aus der Signaltheorie:

Das Thema war ursprünglich ein anderes. Dabei ging es weniger um Bandbreitenbegrenzung der Aufzeichnungstechnik, sondern um die von -irgendwelchen- Instrumenten maximal erreichbaren Frequenzen (incl. Oberwellen), und damit deren minimaler Anstigeszeit in Verbindung mit dem in diesen Bereichen noch herrschenden Signalgrößen.
Und da kann man -entgegen der Ansichten mancher Leute- wohl Entwarnung geben.

Cpt._Baseballbatboy
Inventar

#39 erstellt: 14. Apr 2007, 22:22

Nun, ich dachte, dass dieses Theorem direkt damit verbunden ist. Damit kann man wunderbar abschätzen, welche Antiegszeiten ein Signal haben kann.

Daraus folgt nämlich direkt, dass die Anstiegszeit amplitudenunabhängig ist. Lediglich die Steigung (slew rate) ist veränderlich. Und deswegen ist es Woschd, bei welchem Signalpegel man die Angelegenheit betrachtet.

Und weil ich es jetzt grad erst erkannt habe:

(Wiedergebbare) Anstiegszeit und Frequenzbandbreite sind äquivalent. Sieh Dir eine Sinuskruve an, da kannst Du die Anstiegszeit für diese Frequenz erkennen. Bei noch schnelleren Anstiegszeiten braucht man höhere Frequenzen. Für komplexere Signale: Fouriertransformation bzw. Fourieranalyse.

Dieses von @anymouse verfasste Stück Text ist natürlich vollkommen richtig.

Gruß
Cpt.

ukw
Inventar

#40 erstellt: 14. Apr 2007, 22:38

-scope- schrieb:

Das Thema war ursprünglich ein anderes. Dabei ging es weniger um Bandbreitenbegrenzung der Aufzeichnungstechnik, sondern um die von -irgendwelchen- Instrumenten maximal erreichbaren Frequenzen (incl. Oberwellen), und damit deren minimaler Anstigeszeit in Verbindung mit dem in diesen Bereichen noch herrschenden Signalgrößen.
Und da kann man -entgegen der Ansichten mancher Leute- wohl Entwarnung geben.

in keinster Weise

Ich erwarte auch bei 50 Watt/Kanal noch sauberen = unverzerrten Hochton

(Hochtonverstärker im aktiv Setup läuft etwa von 2 kHz - 20 kHz)

Alles unter 1µ Sek ist unakzeptabel

Was mir gerade auffällt - Ihr betrachtet die Anstiegszeit als Möglichkeit des Verstärkers dem Signal zu folgen.
Doch er soll dem Signal nicht nur folgen können,
sondern auch noch Abweichungen davon erkennen und ausregeln. => Wozu haben wir eine Gegenkopplung ?
Da Musik nicht aus Sinussignalen besteht sondern eine "holprige" Angelegenheit sein kann ...

reicht die Anstiegszeit von 12,5 µ Sek zwar aus, das Signal an sich wiederzugeben - doch der Verstärker muss schneller als das Signal sein,
um Abweichungen vom Eingangssignal beim Ausgangssignal auszuregeln. Oder wie seht Ihr das?

-scope-
Hat sich gelöscht

#41 erstellt: 15. Apr 2007, 08:27

Nun, ich dachte, dass dieses Theorem direkt damit verbunden ist. Damit kann man wunderbar abschätzen, welche Antiegszeiten ein Signal haben kann.

Naturlich stehen all diese Größen im Zusammenhang, und lassen sich ggf. berechnen oder messen.

das gilt insbes. für synthetisch erzeugte, klar definierte Signale.

Mir war lediglich unbekannt, welches Spektrum von Musikinstrumenten eigentlich abgedeckt wird, bzw welche "Anstiegszeiten" nötig sind, da ich mich damit nie befasst habe.

Aus der Logik heraus konnte es -ohne gross zu überlegen- nur um "sinnvolle" Frequenzen, incl. Klangprägender Obertöne bis bis max! 20 KHz gehen. Und so ist es ja letztendlich auch.

UKW schrieb:

Ich erwarte auch bei 50 Watt/Kanal noch sauberen = unverzerrten Hochton

Wie steht das bei dir in Zusammenhang mit dem Thema?

Alles unter 1µ Sek ist unakzeptabel

Ich vermute mal einfach, dass du -trotz smily- "über" meinst

reicht die Anstiegszeit von 12,5 µ Sek zwar aus, das Signal an sich wiederzugeben - doch der Verstärker muss schneller als das Signal sein,
um Abweichungen vom Eingangssignal beim Ausgangssignal auszuregeln. Oder wie seht Ihr das?

Also....Erstmal gibt es seit 20 jahren keine Verstäker mehr, die über 10µs benötigen, und darüberhinaus wird das Gerät erst zu höheren Frequebzen hin verzerren.
Das wäre in Bezug auf gute Messwerte durchaus schlecht. Ich behaupte aber, dass es viel...viel wichtiger ist, wie sich das Gerät im Bereich bis 8 KHz verhält...Da spielt nämlich "die Musik".

DEr "langsamste" Verstärker, den ich je vermessen habe, war von 1981. Eine Mark Levinson ML3 mit etwa 9 µs und bereits gut messbaren TIM-Verzerrungen, die ja genau dieses "Gechwindigkeitsproblem" der Gegenkopplung offenlegen.

Aber was soll ich sagen: Das Ding klang weder auffallend schlecht, noch "verzerrt".

Damit man beim hören das Gesicht verzieht, muss man noch einiges drauflegen. Da reicht "sowas" noch lange..lange nocht.

[Beitrag von -scope- am 15. Apr 2007, 08:31 bearbeitet]

ukw
Inventar

#42 erstellt: 15. Apr 2007, 15:20

-scope- schrieb:

ukw schrieb:

Alles unter 1µ Sek ist unakzeptabel

Ich vermute mal einfach, dass du -trotz smily- "über" meinst

Richtig, das war ein Drückfehler - ich meine natürlich über

-scope- schrieb:

ukw schrieb:

Der Klirr wird ja auch gerne bei 1 kHz angegeben

(dort wo sich in der Regel bei einem langsamen Verstärker auch die höchste Ausgangsleistung spezifizieren lässt)

PS. Mit welchem Scope hast Du die Anstiegszeit des ML 3 gemessen ?
Rechtecksignal welcher Frequenz ?
Welche Ausgangsleistung des Verstärkers?
Welche Last?

-scope-
Hat sich gelöscht

#43 erstellt: 15. Apr 2007, 18:43

PS. Mit welchem Scope hast Du die Anstiegszeit des ML 3 gemessen ?
Rechtecksignal welcher Frequenz ?
Welche Ausgangsleistung des Verstärkers?
Welche Last?

Die Wahl des Oszilloskops ist unkritisch. Jedes dahergelaufene 100 MHz Oszilloskop nimmt mit rund 3 bis 4 nS keinen Einfluss auf die Messung.

Ob man mit 1 oder eben 10 KHz misst, ist dabei egal. Die Anstiegszeit ist davon (in diesen Bereichen) noch in Bezug auf die Ablesegenauigkeit unabhängig.
Ich messe sie mit 10 KHz. Es macht keinen Sinn, höhere Frequenzen zu benutzen, da es sonst durch den Tiefpass den die Endstufde bildet, zu Verfälschungen kommt. Schliesslich hat man bei den meisten Verstärkern spätestens oberhalb 30...40 KHz kein Rechteck mehr, was ja auch in Bezug auf den Anwendungsfall nicht weiter tragisch ist.

Einzig die Last spielt -in kleinem Umfang- eine Rolle. Bei Messungen mit 8 und 4 ohm sind i.d.R. aber weniger als 5% Differenz zu erwarten.

Ich habe die ML damals afair an 4 ohm und 1 KHz gemessen. Wie hoch die Leistung bei dieser Messung war weiss ich nicht mehr...Meist messe ich bei rund 50-80% der maximalerreichbaren Rechteackamplitude.(Je nachdem wie hoch ich das Risiko einstufe). Die Anstiegszeit bleibt übrigens über weite Amplitudenbereiche stets konstant.
In der ML3 ist übrigens ein 40 KHz Tiefpass eingebaut, der dafür sorgt, dass es bereits ab 17...18 KHz etwas bergab geht....Klarer Fall von "gewünschtem sounding".

Trotz des "Geschwindigkeits- & Bandbreitendefizits" ein toller NF-Verstärker, der mich auch nach 25 Jahren noch immer zu begeistern weiss.

Der Klirr wird ja auch gerne bei 1 kHz angegeben (dort wo sich in der Regel bei einem langsamen Verstärker auch die höchste Ausgangsleistung spezifizieren lässt)

Egal welche Leistungen man im Wohnzimmer benötigt...Egal welcher Lautsprecher....Diese Endstufe hat zwischen 20 und 20.000 Hz stets mehr power als ein normaler Mensch je brauchen wird.....
Die "Unnormalen" nehmen dann eben irgendetwas anderes

Passt ohnehin in kein Rack.

[Beitrag von -scope- am 16. Apr 2007, 20:01 bearbeitet]

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