Produkte
Partner und Siegel
Sie sind hier: / Wissenswertes Akustik-Allgemein

Wissenswertes Akustik-Allgemein

AKUSTIK
-Wissen-

 << zurück zur Übersicht

Dieses Kapitel gibt eine Einführung in die Elektro-Akustik. Diese Informationen helfen bei dem Verständnis und bei der Planung einfacher Beschallungsanlagen. Mit diesem Wissen sind Sie in der Lage, eine einfache Beschallungsanlage selbständig zu planen.

Das Dezibel-Bezugssystem

„Dezibel” wird häufig im Zusammenhang mit Kommunikations- Systemen benutzt. Das Dezibel-Bezugssystem wurde eingeführt, um den Dynamikbereich des Audiosignals an das logarithmische Empfinden des menschlichen Gehörs anzupassen und um den weiten Bereich physikalischer Werte zu reduzieren (Das menschliche Gehör besitzt einen Dynamikbereich von 1 : 3 Mio!). Der Dezibel-Wert ist der Logarithmus des Quotienten zweier physikalischer Werte. Die Einheit ist „dB“. (Ein Dezibel ist 1/10 Bel, benannt nach Alexander Graham Bel.) Bei Berechnungen mit Schalldruckpegeln, Spannungen und Strömen lautet die Formel:

dB := 20 x log10 (Wert 1 / Wert 2) (1)

Im weiteren Text, „log10” = „log” Bsp: Ein Spannungsverhältnis wird berechnet nach: dB := 20 x log (U1/U2). Bei Leistungsberechnungen lautet die Formel:

dB: = 10 x log (P1/P2) (2)

Im weiteren Text enthalten einige Formeln nicht den „Wert 2“. In diesem Fall ist der Wert 2 gleich 1 und die Einheit ist die von Wert 1. Der Wert 2 kann eine bestimmte Referenzgröße sein. In diesem Fall erweitert eine Kennung den Wert „dB“, die auf den Referenzwert verweist.

Referenz 1 µV 1 mV 0.775 volt 1 volt 20 µPa *
Dezibel dBµV dBmV dBu (dBm) dBV dB SPL
* :20 µPa (mikro-Pascal = 0,00002 Pa) ist der niedrigste Schalldruckpegel, den das menschliche Ohr bei einer Frequenz von 1 kHz wahrnehmen kann. Dieser Wert wird Hörschwelle genannt.
Tabelle 1: Dezibel Referenz-Werte


Berechnungen mit Dezibel
Die folgende Tabelle zeigt einige Beziehungen für die Berechnung zwischen physikalischen Werten und Dezibel:

Physikalisch Multiplikation Division < 1 1 > 1 negativ
  ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
Dezibel Addition Subtraktion negativ 0 positiv unmöglich
Tabelle 2: Regeln für die Berechnung mit Dezibel

Bsp. 1: Ein Verstärker verstärkt ein Eingangssignal von 1 mV (Millivolt) zu einem Ausgangssignal von 1000 mV. Die Verstärkung ist demnach 1000-fach (1000 : 1), oder 20 x log (1000 / 1) = +60 dB.

Bsp. 2: Ein Abschwächer dämpft eine Spannung zu 1/10. Das Verhältnis zwischen Ausgang und Eingang ist: Ausgang/Eingang = 0,1 / 1 = 0,1. In Dezibel ausgedrückt sind das: 20 x log (0,1 / 1) = -20 dB.

Bsp. 3: Der Abschwächer (Bsp. 2) ist hinter dem Verstärker (Bsp. 1) geschaltet. Die Gesamtverstärkung ist dann: 1000 x 0,1 = 100. In Dezibel sind das: 60 dB + (-20 dB) = 60 dB – 20 dB = 40 dB.

Kleine Einführung in die Akustik

Schall und Frequenz
Schall stellt die Ausbreitung von kleinsten Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium (Gase, Flüssigkeiten, Festkörper) dar. Diese Dichteschwankungen des Schalls in der Luft stimulieren unseren akustischen Sinn und werden als Geräusch wahrgenommen.

abb01

Abbildung 1: Schwingung einer Schallwelle

Die Frequenz ist die Anzahl an Schwingungen pro Sekunde. Die Einheit ist Hertz [Hz]. 1000 Hz werden auch als 1 kHz (kilo Hertz) bezeichnet. Die Elektro-Akustik behandelt den hörbaren Frequenzbereich von 16 Hz bis 20 000 Hz.

Schalldruckpegel SPL
Der Schalldruckpegel ist die Stärke oder die Lautstärke der Schallwellen. Die technische Einheit ist Pascal [Pa]. In der Elektro-Akustik wird der Schalldruckpegel als dB LP (deutsche Schreibweise) oder dB SPL (internationale Schreibweise: SPL = sound pressure level) ausgedrückt und bezieht sich dabei auf die Hörschwelle (Referenzwert). Im weiteren Verlauf verwenden wir die internationale Schreibweise.
Mehr Informationen über den Schalldruckpegel fi nden Sie im Kapitel Lautsprecher.

Schallwandler
Schallwandler konvertieren Schallwellen in elektrische Signale und umgekehrt.

Mikrofone
Mikrofone wandeln Schall in elektrische Signale um. Es gibt es verschiedene Arten und Wandler-Prinzipien. Am bekanntesten sind dynamische und Kondensator- Mikrofone. Dynamische Mikrofone sind robust und können hohe Schalldrücke verarbeiten. Kondensator-Mikrofone sind empfi ndlicher, d.h. sie erzeugen eine höhere elektrische Spannung als dynamische Mikrofone bei gleichem Schalldruck und benötigen eine Stromversorgung (Batterie oder Phantom-Speisung). Elektret-(Kondensator-) Mikrofone sind kostengünstig und weit verbreitet.
Mikrofone haben spezielle Aufnahmecharakterisiken. Diese beschreiben, aus welchen Richtungen das Mikrofon wie viel Schalldruck aufnimmt. Die meisten besitzen eine Kugelcharakteristik (Schall von allen Seiten) oder eine Nierencharakteristik (Schall hauptsächlich von vorne).

Mikrofone für ELA-Anlagen

Durchsagemikrofon
Das Durchsagemikrofon ist mit einer Sprechtaste ausgestattet. Diese arbeitet normalerweise im so genannten PTT (Press-To-Talk) Modus. Solange die Taste gedrückt wird, kann eine Durchsage gemacht werden. Häufi g ist das Mikrofon auf einem Schwanenhals und einem Standsockel befestigt.

Sprechstelle
Eine Sprechstelle ist gegenüber dem Durchsagemikrofon um einige Tasten erweitert. Diese dienen dazu, Funktionen der ELA-Anlage fernzusteuern. Häufi g werden diese Tasten zur Wahl des Durchsagebereiches (Zonenwahl) eingesetzt.
  << zurück zur Übersicht