Was unterscheidet Ton, Klang und Geräusch?Das Wichtigste in Kürze... Show
In der Akustik bezeichnet man ein Audiosignal mit genau einer Frequenz als (reinen) Ton Klänge bestehen aus mehr als einer Frequenz. Es sind Grundschwingung und Obertöne enthalten, wobei die Obertöne ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz
sind. Audiosignale können auf unterschiedliche Arten dargestellt werden. Mit der Fourier-Transformation kann ein Oszillogramm in ein Frequenzspektrum übersetzt werden. Wir hören in Frequenzverhältnissen
(Tonintervallen) und nicht in Frequenzdifferenzen! Geräusche enthalten viele verschiedene Frequenzen ohne bestimmtes Frequenzverhältnis. Dominierende Frequenzen machen den Charakter eines Geräusches aus. Rauschen erschwert die Kommunikation. In der technischen
Signalverarbeitung und der Akustik unterscheidet man verschiedene Arten von Rauschen. Vom Ton zum KlangBisher haben wir uns mit Schallwellen befasst, deren Schalldruckverlauf sich mit einer Sinuskurve beschreiben lässt. Diese Art von Schall besteht aus genau einer Frequenz und wird als reiner Ton, einfacher Ton oder Sinuston bezeichnet. Der Kammerton a', der weltweit zum Stimmen der Musikinstrumente verwendet wird, ist ein solcher reiner Ton mit einer Frequenz von 440 Hz. Gestimmt wird im Orchester übrigens nach der Oboe (evt. Orgel, Klavier oder Cembalo). Reine Töne können praktisch nur elektronisch erzeugt werden. Ein Klang ist definiert als Grundton, dem noch weitere Töne mit ganzzahligem Vielfachen der Grundfrequenz überlagert sind. Diese Töne werden als Obertöne oder Harmonische bezeichnet. Bei periodischen Schallvorgängen bestimmt die Frequenz des Grundtones die Tonhöhe des Klangs. Die unterschiedlichen Lautstärken der Obertöne machen die sogenannte Klangfarbe aus. Klänge werden unter anderem von Musikinstrumenten erzeugt. nach oben KlangkomponentenBezeichnungen der Klangkomponenten in der Akustik.
nach oben Darstellungsformen von Audiosignalen in der AkustikIn der Akustik gibt es verschiedene Möglichkeiten, ein Schallereignis darzustellen. Gebräuchlich sind das Oszillogramm und das Frequenzspektrum. Beim Oszillogramm wird der Schalldruckverlauf mit der Zeit dargestellt. Ein reiner Ton hat dadurch eine Sinusform, was einleuchtend zeigt, dass es sich bei Schall um Wellen handelt. Wird ein Klang im Oszillogramm dargestellt, so ist es keine schöne Sinuskurve mehr, sondern eine Überlagerung aus mehreren Sinuskurven des Grundtones und der Obertöne, die zusammen eine neue, vielgestaltigere Kurve ergeben. Gemeinsam bleibt bei Ton und Klang die Periodizität des Musters, das sich jeweils nach der Dauer einer Grundschwingung wiederholt.
Aus dem Oszillogramm lässt sich etwas über die Reinheit eines Klanges und über die Wiederholung von gewissen Klangteilen erfahren. Je mehr die Kurve einem Sinus gleicht, desto reiner ist der Klang. Ausserdem sieht man Lautstärkenänderungen durch Amplitudenschwankungen. Ein Oszillogramm kann heutzutage mit jedem Computer einfach erstellt werden. Dazu wird mit einem Mikrophon ein Audiosignal aufgenommen - oder man verwendet eine bereits vorhandene Musikdatei. Mit geeigneter Software (Audio Editor) kann darauf die Audio- oder Musikdatei als Oszillogramm dargestellt werden. Um aus einem Oszillogramm das Frequenzspektrum zu erhalten, führt man eine sog. Fourier-Analyse durch. Mit diesem von Fourier (franz. Mathematiker 1768 - 1830) entwickelten Verfahren kann jedes periodische Signal aus einer Überlagerung von reinen Sinusschwingungen zusammengesetzt werden. In einigen CD-Brennprogrammen sind diese Funktionen schon vorhanden, ansonsten gibt es beispielsweise bei www.freeware.de gratis Programme zur Bearbeitung, zum Schnitt und zur Darstellung von Audiosignalen. Will man einem Klang eine andere "Klangfarbe" geben, filtert man mit elektronischen Mitteln einzelne Obertöne heraus oder ändert deren Pegel. nach oben TonintervallePythagoras hat erkannt, dass angenehme Klänge entstehen, wenn man Saiten anschlägt, deren Längen in ganzzahligen Verhältnissen zueinander stehen. Je komplizierter das Verhältnis der Saitenlängen, desto dissonanter (misstönender) klingt das Intervall. Es sind also die Frequenzverhältnisse entscheidend, ob ein Tonintervall harmonisch klingt, nicht die absoluten Frequenzen.
nach oben Eine Oktave entspricht einer Frequenzverdoppelung, egal ob die Grundfrequenz 200 Hz oder 3390 Hz beträgt. Wir hören in Frequenzverhältnissen, nicht in absoluten Frequenzen! Aus diesem Grund werden benachbarte Frequenzen in der Akustik oft in Klassen mit der Breite einer Oktave oder einer grossen Terz zusammengefasst. Diese Klassen heissen Oktavbänder resp. Terzbänder. Dies hat zur Folge, dass das Terzband mit den Frequenzen von 89.1 Hz bis 112 Hz und der Mittelfrequenz 100 Hz gleiches Gewicht hat, wie das Terzband von 4467 Hz bis 5623 Hz und der Mittelfrequenz von 5000 Hz. In absoluten Zahlen enthält das zweite Terzband aber 50 mal mehr Frequenzen als das 100 Hz Band! Mehr zu unseren Höreigenschaften erfahren Sie im Modul Hören. GeräuscheGeräusche enthalten sehr viele verschiedene Frequenzen und damit nicht nur ganzzahlige Vielfache einer Grundfrequenz. Die Frequenzverhältnisse sind chaotisch. Da der Schallvorgang bei einem Geräusch meistens keine sich immer wiederholenden Teile aufweist, fehlt dem Geräusch auch eine eindeutige Tonhöhe. Alles, was wir hören, ist immer leicht "verrauscht". Es treten also immer auch Frequenzen auf, die nicht zu einem Klang gehören. Grund dafür sind Hintergrundgeräusche aus anderen Schallquellen, aus Reflexionen und durch Brechungen von Schallwellen in der Umgebung und schliesslich durch die Verarbeitung im Gehör resp. im Messgerät. Da in einem Audiosignal oft einige Frequenzen stärker vertreten sind als andere, geben sie einem Geräusch seinen speziellen Charakter und lassen uns daran so viele verschiedene Geräusche unterscheiden. Wenn ein Signal sehr viele Frequenzen enthält, welche die Verständlichkeit erschweren - etwa bei schlechtem Empfang am Telefon - spricht man von einem verrauschten Signal.
nach oben Weisses Rauschen - Rosa RauschenSind in einem akustischen Signal alle hörbaren Frequenzen mit zufälligen, sich ständig ändernden, im Mittel aber gleich hohen Schalldruckpegeln vertreten, so enthält das Signal keinerlei Information. Ein solches Signal nennt man aus Analogie zum sichtbaren Licht "Weisses Rauschen" (engl. white noise). Dabei ist der Energiegehalt der verschiedenen Frequenzbänder gleich gross (z.B. liegt im Bereich von 100 Hz bis 200 Hz genauso viel Leistung wie im Bereich 2000 Hz bis 2100 Hz). "Rosa Rauschen" (engl. pink noise) meint ein Signal, bei dem die Leistung in jeder Oktave gleich gross ist: der Bereich von 100 Hz bis 200 Hz enthält also genauso viel Leistung wie der von 2000 Hz bis 4000 Hz. Deshalb hört sich weisses Rauschen heller und schneidender an als rosa Rauschen. Beim Rosa Rauschen nimmt der Schalldruckpegel einer Oktave um 3 dB gegenüber der vorhergehenden Oktave ab. Weisses Rauschen und Rosa Rauschen werden speziell in der Tontechnik zum Abgleichen und Einstellen von Geräten, der sog. Kalibrierung, verwendet. nach oben Ist ein Ton ein Geräusch?Geräusch (verwandt mit „Rauschen“) ist ein Sammelbegriff für alle Hörempfindungen, die nicht als Klang, Ton, Tongemisch, Zusammenklang oder Klanggemisch bezeichnet werden können.
Was versteht man unter einem Klang?Ton ist ein Schallereignis, dass aus einer einzigen Frequenz besteht. Ein Klang hingegen ist die Summe aus mehreren Tönen bzw. Frequenzen, die sich überlagern. Ein Klang besteht in der Regel aus einem Grundton und mehreren Obertönen.
Was ist ein Ton Beispiele?Als Ton bezeichnet man ein Schallereignis. Ein von einem Schallkörper abgesonderter Ton wird durch Schallwellen über die Luft bis an das Ohr gebracht. Wie entsteht ein Ton? Ein Ton entsteht durch eine Schallquelle, beispielsweise ein Musikinstrument wie die Gitarre oder das Klavier.
Was versteht man unter Ton Klang Geräusch Knall?Ein Ton ist ein gleichmäßiges, einheitliches Geräusch. Musiker erzeugen auf einer Geige oder einer Flöte einen Ton. Erklingen mehrere Töne gleichzeitig, nennt man das Klang. Von Knall spricht man bei einer kurzen, starken Schwingung.
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