Oder wie der Klang von Ihren Autolautsprechern erzeugt wird?

Die meisten der erstaunlichen Klänge, die wir jeden Tag hören, werden durch die Klangverstärkung ermöglicht.

 

Den Klang verstärken 

Unter Klangverstärkung versteht man den Prozess der Erhöhung der Amplitude (oder Lautstärke) eines Audiosignals. Dies kann durch den Einsatz von Elektronik wie Verstärkern, Lautsprechern oder Soundsystemen erfolgen.

Es kann auch ohne Elektrizität durch akustische Mittel wie die Verwendung eines Hohlkörpers oder einer gestimmten Pfeife zur Verstärkung von Klängen erfolgen. Das Ziel der Tonverstärkung ist es, den Klang lauter und für das Zielpublikum besser hörbar zu machen.

Wie wird Schall erzeugt?

Beim Klang dreht sich alles um Vibrationen! Positive Schwingungen!

Schall wird durch Schwingungen erzeugt, die sich durch ein Medium wie Luft oder Wasser ausbreiten und dann vom Ohr wahrgenommen werden. Diese Vibrationen erzeugen Druckwellen, die sich durch die Luft oder das Wasser bewegen.

Die Quelle der Schwingungen kann alles sein, was in der Lage ist zu schwingen, wie z.B. ein Musikinstrument, eine menschliche Stimme oder eine Maschine. Die Vibrationen bewirken, dass sich die umgebenden Luftmoleküle zusammendrücken und zusammenziehen, wodurch eine Druckwelle entsteht, die sich durch die Luft bewegt.

Wenn die Welle Ihr Ohr erreicht, versetzt sie das Trommelfell in Schwingung, was dann Nervenimpulse auslöst, die zum Gehirn wandern, wo sie als Schall interpretiert werden.

Unten sehen Sie ein Bild, das zeigt, wie eine Schallwelle in einem Diagramm aussieht. Zur Verstärkung betrachten wir die Amplitude der Welle. Die Verschiebung ist vor der Amplifikation geringer und nach der Amplifikation größer.

Klangverstärkung ohne Strom

Nicht-elektronische oder "akustische" Instrumente verstärken Klänge nach dem Prinzip der Resonanz. Akustische Instrumente haben in der Regel mehr als ein Element, das vibriert, um Klang zu erzeugen. Ein Streichinstrument wie ein Klavier hat zum Beispiel einen Resonanzboden, der mit Streichern verbunden ist. Wir werden uns im Folgenden einige weitere Beispiele ansehen!

Die Schwingungen der Saiten erzeugen für sich genommen wenig Klang. Der kleine Klang, den die Saiten erzeugen, wird jedoch durch den Resonanzboden und den Korpus des Instruments verstärkt, so dass wir den von den Saiten erzeugten Klang hören können.
 

Beispiel für eine Akustikgitarre

Der Korpus einer Westerngitarre ist so konzipiert, dass er den Klang der Saiten verstärkt, indem er mit ihnen in Resonanz geht. Die Schallwellen, die von den schwingenden Saiten erzeugt werden, lassen auch die Decke oder den Resonanzboden der Gitarre in Schwingung geraten. Der Resonanzboden besteht in der Regel aus Holz, das ein großartiges Material zur Schallverstärkung ist, da es leicht und steif ist. Wenn der Resonanzboden vibriert, bringt er die Umgebungsluft in Schwingung, wodurch ein lauterer Klang entsteht.

Der Korpus der Gitarre verstärkt den Klang zusätzlich, indem er ihn zurück zum Hörer reflektiert. Die Schallwellen, die von den Saiten und dem Resonanzboden abgegeben werden, werden von den Seiten und dem Boden der Gitarre reflektiert, was den Gesamtschallpegel erhöht. Darüber hinaus ermöglicht das Schallloch der Gitarre, dass der Schall nach außen abstrahlt und die Schallenergie besser gehört wird.

Insgesamt ermöglicht die Kombination aus der Schwingung der Saiten, der Resonanz des Resonanzbodens und der Reflexion des Klangs durch den Korpus der Gitarre und dem Schallloch, dass der Klang der Saiten verstärkt und lauter gehört wird.

Marimba-Beispiel

Ein weiteres Beispiel für die Verstärkung von Klang ist ein Schlaginstrument mit Tonhöhe. Eine Marimba gehört zu dieser Klasse von Instrumenten.

Beim Spielen einer Marimba hallt jeder Holzstab mit seinem eigenen einzigartigen Klang wider, der durch die Schwingungen einer Pfeife, ähnlich einer Orgelpfeife, verstärkt wird. Jeder Anschlag erzeugt einen Ton der "Resonanzfrequenz" des Stabes. Die Resonanzfrequenz hängt von der Größe jedes Balkens ab. Die Resonanzfrequenz wird dann durch die Rohre im gesamten Raum verstärkt. Oft sind die Pfeifen, die in diesen Resonatorinstrumenten verwendet werden, auf die gleiche Frequenz gestimmt wie der Stab.

Beispiel für eine Trommel

Der Trommelkessel verstärkt den Klang, indem er mit dem Trommelfell in Resonanz geht. Die vom schwingenden Trommelfell erzeugten Schallwellen lassen den Trommelkessel in Schwingung versetzt werden. Wenn der Trommelkessel vibriert, bringt er die Umgebungsluft in Schwingung, wodurch ein lauterer Klang entsteht.

Auch die Größe und Form des Trommelkessels beeinflussen den erzeugten Klang. Eine größere Trommel erzeugt einen Ton mit niedrigerer Frequenz, während eine kleinere Trommel einen Ton mit höherer Frequenz erzeugt. Die Kick-Drum hat die niedrigste Frequenz und ist die größte und am schwierigsten zu transportierende

Die Form der Trommel wirkt sich auch auf den Klang aus, da eine zylindrische Trommel einen anderen Klang erzeugt als eine konische Trommel. Ein Beispiel für eine konische Trommel ist das Timbal.

Außerdem lässt eine Trommel mit offenem Rücken den Schall durch den Boden entweichen, was der Trommel einen anderen Ton verleihen kann als einer geschlossenen Trommel.

Insgesamt ermöglicht die Kombination aus der Vibration des Trommelfells, der Resonanz des Trommelkessels, der Größe, Form und dem offenen oder geschlossenen Design der Trommel, dass der Klang der Trommel verstärkt und lauter gehört wird.

Gesangsverstärkung durch Resonanz Echo-Mikrofon

Spielzeugmikron. Funktioniert ohne Batterie!   

Wir wissen also, dass nicht-elektrische Instrumente den Klang durch Resonanz verstärken! Lassen Sie uns nun über die elektronische Verstärkung von Klang sprechen!
 

Schallverstärkung mit Strom

Unter elektronischer Klangverstärkung versteht man die Erhöhung der Amplitude eines Audiosignals mit Hilfe elektronischer Geräte. Dies kann durch den Einsatz von Verstärkern, Lautsprechern oder Soundsystemen erreicht werden.

Verstärker sind die wichtigste elektronische Komponente, die für die Klangverstärkung verwendet wird. Verstärker nehmen ein Eingangsaudiosignal entgegen und erhöhen dessen Amplitude (Lautstärke), bevor sie es an die Lautsprecher senden. Zu den verschiedenen Arten von Verstärkern gehören analoge und digitale.

Analoge Verstärker sind die traditionelle Art von Verstärkern, die analoge elektronische Komponenten verwenden. Dazu gehören Transistoren oder Vakuumröhren, um das Signal zu verstärken. Sie werden seit Jahrzehnten in verschiedenen Audioanwendungen eingesetzt, von Gitarrenverstärkern bis hin zu Home-Audio-Systemen.

Digitale Verstärker sind eine neuere Art von Verstärkern, die digitale elektronische Komponenten wie Mikroprozessoren oder digitale Signalprozessoren verwenden, um das Signal zu verstärken. Digitale Verstärker wurden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit, geringen Verzerrung und Flexibilität sehr beliebt. Viele Puristen und Hifi-Audio-Leute schwören jedoch darauf, dass analoge Geräte der richtige Weg sind!

Lautsprecher sind ein weiterer wichtiger Bestandteil der elektronischen Klangverstärkung. Lautsprecher wandeln das verstärkte elektrische Signal wieder in Schallwellen um. Die Größe, das Design und die Materialien, die im Lautsprecher verwendet werden, beeinflussen den Klang, den Sie hören. Ein größerer Lautsprecher erzeugt einen lauteren Klang, während ein kleinerer Lautsprecher einen weicheren Klang erzeugt. Unterschiedliche Materialien und Designs werden verwendet, um unterschiedliche Töne zu erzeugen.

Insgesamt werden bei der elektronischen Klangverstärkung elektronische Geräte wie Verstärker und Lautsprecher verwendet, um die Amplitude eines Audiosignals zu erhöhen und den Klang lauter und für das Zielpublikum hörbarer zu machen.
 

Beispiel für einen Sprecher

Ein Lautsprecher erzeugt Schall, indem er das verstärkte elektrische Audiosignal in mechanische Energie umwandelt, die dann zu Schallwellen wird, die sich durch die Luft ausbreiten.

Der Lautsprecher besteht aus einem Magneten, einer Schwingspule und einer Membran bzw. Membran. Das elektrische Audiosignal wird zuerst an die Schwingspule gesendet. Die Schwingspule ist eine Drahtspule, die um einen Zylinder gewickelt ist, der sich vor einem Magneten befindet. Wenn ein elektrischer Strom durch die Schwingspule fließt, erzeugt er ein Magnetfeld, das mit dem Magneten interagiert. Diese Wechselwirkung bewirkt, dass sich die Schwingspule ein- und ausbewegt, wodurch eine Hin- und Herbewegung (eine Vibration!) entsteht.

Durch die Hin- und Herbewegung der Schwingspule bewegt sich auch die Membran oder der Konus, der mit der Schwingspule verbunden ist. Die Membran besteht in der Regel aus Papier, Kunststoff oder Metall und ihre Bewegung zwingt die Luft um sie herum, sich zu bewegen, wodurch Schallwellen entstehen.

Die Größe, Form, Materialien und das Design des Lautsprechers sowie die Eigenschaften des Audiosignals beeinflussen den erzeugten Klang. Unterschiedliche Lautsprechertypen sind für unterschiedliche Frequenzbereiche ausgelegt und können je nach Ausführung unterschiedliche Klänge erzeugen.
 

Eigenschaften von Schall

Als „Schall“ bezeichnen wir alle Klänge, Geräusche usw. die Menschen und/oder Tiere mit ihrem Gehör wahrnehmen können. Damit Schall entstehen kann, muss ein mechanischer Körper in einen entsprechenden Schwingungszustand gebracht werden.

Schallquellen und Ausbreitung von Schall

Als Schallquelle wird ein Körper bezeichnet, der durch mechanische Schwingung Schall erzeugt. Dabei handelt es sich meist um einen elastischen Festkörper, doch auch Flüssigkeiten und Gase können als Schallquellen auftreten.

Beispiele:

• Saiteninstrumente (beispielsweise Gitarren oder Violinen), gespannte Gummis (beispielsweise von Trommeln) und ähnliche elastische Festkörper erzeugen beim Anzupfen oder Anschlagen verschiedenartige Töne und Geräusche.
• Bewegte Flüssigkeiten verursachen Strömungsgeräusche („Plätschern“, „Rauschen“, usw).
• In Blasinstrumenten (beispielsweise Flöten) kann die darin enthaltene Luftmenge durch Anblasen in Schwingung versetzt werden. Hierdurch entstehen Klänge, die charakteristisch sind für die Größe, die Form und das Material des Instruments.

Bei einem Schallempfänger handelt es sich ebenfalls um einen elastischen Körper, der zu mechanischen Schwingungen angeregt werden kann und dabei die empfangenen Schallwellen in biologische oder elektrische Signale umsetzt.

Schallquelle und Schallausbreitung am Beispiel eines Weckers.

Schall braucht stets eine stoffliche Substanz (akustisches „Medium“), um sich ausbreiten zu können. In einem Raum ohne Materie („Vakuum“) ist keine Schallausbreitung möglich.

Die Schallgeschwindigkeit

Bei der Schallausbreitung gehen mechanische Wellen kreisförmig von einer Schallquelle aus. Aus mikroskopischer Sichtweise werden dabei die Schwingungen der einzelnen Teilchen der Schallquelle durch Stoßvorgänge auf benachbarte Teilchen des akustischen Mediums übertragen. Auch innerhalb eines akustischen Mediums werden die Schwingungen der Teilchen durch Stoßvorgänge an benachbarte Teilchen weitergegeben.

Gefunden im Internet

Gefunden im Internet

https://michafink.de/galerie-der-selbstgebauten-musikinstrumente/