Akustische Kommunikation: Grundlagen Mit Hörbeispielen

ISBN-13: 9783642637025 / Niemiecki / Miękka / 2013 / 505 str.

Ernst Terhardt

Opis

Akustische Kommunikation wendet sich an alle wissenschaftlichen Fachrichtungen, die bestrebt sind, ein anwendbares Verstandnis der zahlreichen interdisziplinaren Sachverhalte, Zusammenhange und Voraussetzungen der Kommunikation mit Sprache und Musik zu erlangen. Daher werden signal- und systemtheoretische, physikalische, elektroakustische, phonetische, musikakustische, psychoakustische und hortheoretische Grundlagen gleichgewichtet dargestellt.
Ein Anhang mit Symbolen, Grossen und Konstanten, ein umfangreiches Literaturverzeichnis mit 1123 Zitaten sowie eine CD mit 31 Horbeispielen machen dieses Fachbuch zu einem unentbehrlichen Standardwerk."

Spis treści

1. Einführung.- 1.1 Die drei Welten.- 1.2 Aspekte der Physik.- 1.2.1 Schallquellen.- 1.2.2 Schallübertragung.- 1.2.3 Schallempfang.- 1.3 Aspekte der Wahrnehmung.- 1.3.1 Wahrnehmungen als sensorische Systemgrößen.- 1.3.2 Hörversuche.- 1.3.3 Die beiden Klassen von Sinnesempfindungen.- 1.3.4 Eigenschaften prothetischer Empfindungsgrößen.- 1.4 Aspekte der Information.- 1.4.1 Hauptmerkmale sensorischer Information.- 1.4.2 Information an der Peripherie sensorischer Systeme.- 1.4.3 Primärkonturen als binäre Informationseinheiten.- 1.4.4 Virtuelle Konturen.- 1.4.5 Autonomie sensorischer Informationsverarbeitung.- 1.4. 6 Das hierarchische Prinzip.- 1.4.7 Schema der sensorischen Informationsverarbeitung.- 2. Komponenten der Audiokommunikation.- 2.1 Schallquellen.- 2.1.1 Das Sprechorgan.- 2.1.2 Musikalische Blechblasinstrumente.- 2.1.3 Musikalische Rohrblattinstrumente.- 2.1.4 Pfeifen und Flöten.- 2.1.5 Musikalische Saiteninstrumente.- 2.2 Elektroakustische Komponenten.- 2.2.1 Mikrofone.- 2.2.2 Lautsprecher und Kopfhörer.- 2.2.3 Elektroakustische Schallspeicher.- 2.3 Das Gehör.- 2.3.1 Übersicht.- 2.3.2 Die äußeren Teile des Hörorgans.- 2.3.3 Das Mittelohr.- 2.3.4 Das Innenohr und die Cochlea.- 3 Signal- und systemtheoretische Grundlagen.- 3.1 Signale und Systeme.- 3.1.1 Energietorsysteme.- 3.1.2 Potentialgrößen und Flußgrößen.- 3.1.3 Effektivwert und Pegeldarstellung.- 3.1.4 Nichtlinearität, Klirrfaktor und Klirrdämpfung.- 3.2 Operatorenrechnung und kausale Fourier-Transformation.- 3.2.1 Operatorenrechnung.- 3.2.2 Fourier-Transformation.- 3.2.3 Zur Existenz der Fourier-Transformierten.- 3.2.4 Kausale Fourier-Transformation CFT.- 3.3 Lineare zeitinvariante Zweitorsysteme.- 3.3.1 Systemgleichungen und Kettenmatrix.- 3.3.2 Kettenverbindung von Zweitorsystemen.- 3.3.3 Umkehrung der Übertragungsrichtung.- 3.3.4 Typen von Zweitorsystemen.- 3.3.5 Eingangs- und Ausgangsimpedanz.- 3.3.6 Übertragungsfunktionen.- 3.4 Zeitvariante Fourier-Transformation.- 3.4.1 Übergang zur zeitvarianten Fourier-Transformation.- 3.4.2 Einige Eigenschaften der FTT als Signal-Analysator.- 3.4.3 Berechnung der FTT für Kosinusschwingungen.- 3.4.4 Digitale FTT.- 3.5 Merkmale einiger Schallsignaltypen.- 3.5.1 Komplexe Töne.- 3.5.2 Sinusförmig amplitudenmodulierte Signale.- 3.5.3 Sinusförmig frequenzmodulierte Signale.- 3.6 Periodendauer, Fourier-Spektrum, Teiltonanalyse.- 3.6.1 Teiltonkonzept und zeitvariante Teiltonsynthese.- 3.6.2 Periodenanalyse, Autokorrelation, Fourierspektrum.- 3.6.3 Gehörgerechte Teiltonanalyse.- 4. Elektromechanische Systeme.- 4.1 Grundlagen der Berechnung.- 4.1.1 Das elektromechanische Schema EMS.- 4.1.2 Elektromechanische Entsprechungen.- 4.1.3 Umwandlung des EMS in das entsprechende PES.- 4.2 Elektromechanische Elementarwandler.- 4.2.1 Der elektrodynamische Elementarwandler.- 4.2.2 Der piezoelektrische Elementarwandler.- 4.2.3 Der dielektrische Elementarwandler.- 4.2.4 Der elektromagnetische Elementarwandler.- 4.3 Der reale elektromechanische Wandler.- 4.3.1 Kettenmatrix.- 4.3.2 Übertragungsfunktionen des Schwingungsgebers.- 4.3.3 Übertragungsfunktionen des Kraftwandlers.- 5 Schallemission und Schallfelder in Luft.- 5.1 Die linearen Gesetze des Schallfeldes.- 5.2 Grundtypen von Schallfeldern.- 5.2.1 Das quasi-statische Schallfeld.- 5.2.2 Das ebene Schallfeld.- 5.2.3 Das Kugelschallfeld.- 5.3 Grundtypen von Schallstrahlern.- 5.3.1 Kugelstrahler.- 5.3.2 Punktschallquelle.- 5.3.3 Doppel-Punktschallquelle.- 5.3.4 Dipolschallquelle.- 5.3.5 Linienschallquelle.- 5.3.6 Kreiskolbenstrahler in sehr großer Wand.- 5.4 Schall in halligen Räumen.- 5.4.1 Punktquelle vor einer sehr großen Wand.- 5.4.2 Punktschallquelle in einem quaderförmigen Raum.- 5.4.3 Kenngrößen der Raumakustik.- 6. Lautsprecher, Kopfhörer und Mikrofone.- 6.1 Lautsprecher.- 6.1.1 Der Schallwandlautsprecher.- 6.1.2 Die Lautsprecherbox.- 6.2 Kopfhörer.- 6.2.1 Die akustische Übertragungsfunktion.- 6.2.2 Die elektromechanische Übertragungsfunktion.- 6.2.3 Die Gesamtübertragungsfunktion.- 6.3 Mikrofone.- 6.3.1 Die akustische Übertragungsfunktion.- 6.3.2 Die Gesamt-Übertragungsfunktion.- 7. Sprechvorgang und Sprachsignal.- 7.1 Die Schallquellen des Sprechorgans.- 7.1.1 Die Glottis-Schallquelle.- 7.1.2 Turbulenz-Schallquellen.- 7.1.3 Impuls-Schallquellen.- 7.2 Die Vokale.- 7.2.1 Allgemeiner Ansatz.- 7.2.2 Der Schwa-Laut.- 7.2.3 Vokaltrakt-Kettenmatrix.- 7.2.4 Funktionstyp der Übertragungsfunktion.- 7.2.5 Eigenfrequenzen und Formanten.- 7.2.6 Informationsgewicht der Formanten.- 7.3 Nasallaute.- 7.4 Frikativlaute.- 7.5 Plosivlaute.- 7.6 Weitere Merkmale des Sprachsignals.- 8. Schallsignale der Musik.- 8.1 Das Tonsystem.- 8.2 Wirkungsweise konventioneller Tonerzeuger.- 8.2.1 Tonerzeugung auf Rohrblattinstrumenten.- 8.2.2 Tonerzeugung auf Blechblasinstrumenten.- 8.2.3 Tonerzeugung auf Flöten und Pfeifen.- 8.2.4 Tonerzeugung auf Streichinstrumenten.- 8.2.5 Anzupfen und Anschlagen von Saiten.- 8.3 Tonsignaltypen und ihre Charakteristika.- 8.3.1 Harmonische komplexe Töne.- 8.3.2 Angenähert harmonische komplexe Töne.- 8.3.3 Geringharmonische komplexe Töne.- 8.4 Die gespreizte Intonation der Tonskala.- 9. Grundparameter des Gehörs.- 9.1 Autonome Einflüsse auf die Schallsignale.- 9.1.1 Die Freifeldübertragungsfunktion.- 9.1.2 Die interaurale Übertragungsfunktion.- 9.1.3 Schallquelle in der Medianebene.- 9.2 Die Schallübertragung zum Innenohr.- 9.2.1 Die Übertragungsfunktion des äußeren Gehörganges.- 9.2.2 Die Übertragungsfunktion des Mittelohres.- 9.2.3 Die Übertragungsfunktion des Innenohres.- 9.3 Die Absoluthörschwelle für Sinustöne.- 9.3.1 Dauertöne.- 9.3.2 Tonimpulse.- 9.4 Funktionsschema der peripheren Schallsignalübertragung.- 9.4.1 Gehörgangresonanzen.- 9.4.2 Cochleäre Übertragungsfunktionen.- 9.4.3 Digitale Berechnung des PET-Systems.- 9.5 Gehörbezogene Frequenzskalierung.- 9.5.1 Logarithmische Skalierung.- 9.5.2 SPINC-Skalierung.- 9.5.3 Bark-Skalierung (Tonheit).- 9.5.4 ERB-Skalierung.- 9.5.5 PET-Skalierung.- 10. Prothetische Aspekte des Hörens.- 10.1 Wahrnehmung der Schallstärke.- 10.1.1 Intensitätsunterschiedsschwellen.- 10.1.2 Die Lautheit.- 10.2 Wahrnehmung von Schallfluktuationen.- 10.2.1 Absolutschwellen für Schallfluktuationen.- 10.2.2 Unterschiedsschwellen für Schallfluktuationen.- 10.2.3 Binaurale Schwebung.- 10.2.4 Rauhigkeit und Schwankungsstärke.- 10.3 Prothetische Attribute der Klangfarbe.- 10.3.1 Volumen.- 10.3.2 Schärfe.- 10.3.3 Klanghaftigkeit.- 11. Die Tonhöhe.- 11.1 Konzeptionelle Grundlagen.- 11.1.1 Die Tonhöhenhierarchie.- 11.1.2 Der Sinuston als Bezugsschall.- 11.1.3 Die Tonhöhe harmonischer komplexer Töne.- 11.2 Die Spektraltonhöhe.- 11.2.1 Existenzbedingungen.- 11.2.2 Kontureffekte.- 11.2.3 Tonhöhenabweichungen.- 11.2.4 Die interaurale Tonhöhendifferenz.- 11.2.5 Oktav- und Quintabweichung.- 11.2.6 Zusammenfassung.- 11.3 Die virtuelle Tonhöhe.- 11.3.1 Klänge aus wenigen Teiltönen.- 11.3.2 Dominanz des mittleren Frequenzbereichs.- 11.3.3 Unterschiedsschwellen.- 11.3.4 Tonhöhenabweichungen und Teiltonspektrum.- 11.3.5 Tonhöhenabweichungen bei Schallpegeländerungen.- 11.3.6 Tonhöhenabweichungen durch Zusatzschall.- 11.3.7 Interaurale Tonhöhendifferenz.- 11.3.8 Oktavabweichung.- 11.3.9 Virtuelle Tonhöhen von Geräuschen.- 11.4 Theorie.- 11.4.1 Die Theorie der virtuellen Tonhöhe.- 11.4.2 Andere Theorien.- 12. Klangzeitgestalt, Sprache und Musik.- 12.1 Klanggestalt.- 12.1.1 Klangfarbe, Klanggestalt und Tonhöhe.- 12.1.2 Erkennung.- 12.1.3 Ähnlichkeit.- 12.1.4 Musikalische Konsonanz.- 12.2 Klangzeitgestalt.- 12.2.1 Ereignisintervalle und Ereigniszeitpunkte.- 12.2.2 Auditive Dauer von Ereignissen.- 12.2.3 Der Kontinuitätseffekt.- 12.2.4 Der Akzentuierungseffekt.- 12.2.5 Bildung und Zerfall von Ereignisketten.- A.1 Symbole, Größen und Konstanten.- A.2 Korrespondenzen und Rechenregeln der CFT.- A.3 Inhalt der Compact-Disk.