Woher weiß der CD player den GENAUEN Ton?

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3 Antworten

Die Antworten hier sind ja alle qualtativ hervorragend, möchte aber ergänzend einen ganz anderen Aspekt anführen. Wenn man zwei verschiedene Töne und damit zwei verschiedene Wellen hat, dann vereinigen sich diese zu einer gemeinsamen Welle, die beide Töne beinhaltet. Auf einer Schallplatte z.B. kann die Nadel nur in einer Rille laufen. Das geht, weil die Wellen durch Addition gemischt werden können. Im Prinzip ist das ganz einfach: Zu jedem Zeitpunkt werden die Amplituden der einzelnen Welle (das ist der Ausschlag nach oben oder unten) addiert und ergeben so die Welle der Mischung. Das Besondere an dieser Mischung (auch Überlagerung genannt) ist, dass die Charakteristik der einzelnen Wellen erhalten bleibt. Ein Instrument erzeugt keineswegs einen bestimmten Ton in Reinform, sondern als fertige Mischung diverser charakterischer Begleitgeräusche. Das was wir hören, was elektonisch übertragen und dann abgespielt wird, ist immer eine einzige Welle, in die alles hineingepackt ist.

Ein guter Vergleich: Wenn man einen Stein ins Wasser wirft, sieht man , wie die Wellen sich ausbreiten. Wirft man aber zwei Steine an zwei verschiedene Stellen gleichzeitig rein, so treffen sich die beiden Wellen und überlagern sich. Die Kreise der einzelnen Steine bleiben aber sichtbar erhalten. An jeder Stelle des Wassers gibt es immer nur einen Punkt der Oberfläche, die auf und ab geht. Das könnte man genau sehen, wenn an dieser Stelle ein Korken schwimmen würde. Der Korken kann trotzdem im Kreuzungsbereich die Wellenbewegung beider Steine gleichermaßen wiedergeben.

Ich muss das jetzt als eigenständige Antwort posten, weil das mit dem Bild nur in einer Eigenständigen Antwort geht und nicht in einem Kommentar zu einer Antwort.

Hier der Vergleich eines exakt gleichen Tones, der von verschiedenen Instrumenten gespielt wird. Wie du siehst ist das nicht die gleiche Wellenform, aber trotzdem der gleiche Ton.

Gleicher Ton - anderes Instrument - (Computer, Musik, Informatik)

Für die Tonhöhe ist nur die Zeit t entscheidend. Hohe Töne erzeugen eine schnellere Schwingung, also ist t kleiner, während tiefe Töne eine langsamere Schwingung erzeugen, also t ist dann größer.

Ist bei zwei Wellenformen t identisch, dann handelt es sich um die gleiche Tonhöhe.

Wenn t=2 ms ist, dann haben wir eine Frequenz von 500 Hz (500 Schwingungen pro Sekunde).

Also handelt es sich im Grunde um diese Tonhöhe

http://www.blick-punkt.de/index.php?Frequenztest500Hz

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@Panazee

Und der ganze Rest sind Sekundärschwingungen, Obertöne etc.. DIE sorgen dafür, dass jedes Instrument seinen spezifischen Klang hat.

Dein Ohr erkennt ja auch mit verbundenen Augen, ob Du eine Blockflöte, eine Mandoline oder ein Piano hörst. Auch, wenn derselbe Ton erklingt.

Genau diese Informationen stecken alle in den Obertönen drin. Wenn das nicht so wäre, könntest auch Du den Unterschied nicht erkennen. Und das geht so weit, dass selbst z.B. zwei Gitarren aus derselben Serie minimale, aber oft hörbare Unterschiede aufweisen.

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Das weiß er garnicht, das ist ihm auch egal. Man hat ein Digitales Signal der Welle. Wenn man diese Welle abspielt, also gleiche Amplitude und Frequenz kriegt man das gleiche lied raus. Der CD spieler spielt einfach nur die welle ab die auf der CD gespeichert ist.

danke, aber woher weiß er, dass das signal ( zum beispiel die note E) von einer geige oder einer flöte gespielt wird? die welle sieht ja gleich aus:(?

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@AlJa123

geige oder einer flöte gespielt wird? die welle sieht ja gleich aus:(?

Nein, tut sie nicht. Nimm einmal ein Mikrophon und zeichen eine Geige auf und dann eine Flöte und zoome mit einem Audioeditor rein. Du wirst sehen, dass die Wellenform nicht identisch ist.

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@Panazee

aber irgendwann kreuzen sich doch die wellen? wenn ich jetzt zb parallel zu einander eine tonleiter mit einer geige hoch spiele, und mit eienr flöte runter, dann kreuzen sich doch irgendwann die beiden wellen, und warum erscheinen dann da 2 verschiedene töne?

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@AlJa123

An dem Punkt wo sie sich kreuzen (in der Regel sind das weniger als 0,01 ms) könntest du theoretisch nicht zwischen der Geige und der Flöte unterscheiden, aber du hast ja das was vorher kommt und das was nachher kommt.

Stell dir vor, dass eine Strasse eine andere Strasse kreuzt. Zu welcher Strasse gehört der Punkt genau in der Mitte der Kreuzung? Man kann es nicht sagen, aber das hindert dich nicht daran zu erkennen, dass da zwei Strassen existieren, denn du kannst sehen wie die eine Strasse weiter verläuft und du kannst sehen wie die andere Strasse weiter verläuft. Bei Musik siehst du halt nicht, sondern hörst wie es weiter geht.

Wenn du sagen wir 100 Instrumente übereinander legst, die gleichzeitig in der gleichen Lautstärke den gleichen Ton spielen dann überschneiden sich die Wellen so oft, dass du kein Instrument mehr raushören kannst. Das Ganze wird dann nur noch als "Soundbrei" wahrgenommen.

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@AlJa123

Dann entsteht eine neue Welle, die so klingt als würdest du mit der welle geige hochspielen und mit der föte runter. Du darfst dir das nicht so vorstellen wie eine Sinusschwingung, Musik ist nicht gleichmäßig, jede Welle wird nur den Bruchteil einer Sekunde gehalten bevor sie in eine andere übergeht.

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@Panazee

P.S.:

Das Strassenbeispiel hinkt natürlich extrem, denn wenn du eine Aufnahme von eine Geige und einer Flöte in einem Stück hast, dann werden bei der Aufnahme die Wellenform der Geige und die Wellenform der Trompete zusammengerechnet. Es existieren also im eigentlichen Sinne keine zwei Strassen mehr.

Aber die Wellenform die durch die Mischung einer Geige und einer Trompete klingt halt wie eine Mischung aus Geige+Trompete.

Wenn du zwei Fruchtsäfte mischt (z.B. Apfel und Birne), dann schmeckt der resultierende Fruchtsaft weder alleine nach Apfel noch alleine nach Birne, aber man kann beides herausschmecken. Wieso geht das? Weil wir ein geniales Teil in unserem Kopf haben, dass wir Gehirn nennen. Ein Wunderwerk.

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@Panazee

Stimmt m.E. nicht ganz. Denn wo sich die Wellen kreuzen, gibt es immer noch den langen Schwanz an Obertönen, die sich an dieser Stelle dann eben NICHT kreuzen. Daher bleibt der Charakter des Klangs erhalten.

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@Mediachaos

Wir reden ja jetzt nicht davon ein Instrument Live zu hören, sondern von einer digitalisierten Aufnahme. Am Ende hat man dadurch eine einzige Welle. Die ganzen Obertöne werden ja mit eingerechnet in die reslutierende Welle. Die Wellenform von Geige und Flöte unterscheiden sich ja, weil jeweils verschiedene Obertöne mitschwingen, die dann durch das Verrechnen miteinander zu einer einzigen Wellenform verschmolzen werden, die bei Geige und Flöten eben wegen dieser Obertöne anders aussieht.

Bei einer Aufnahme wird in der Regel ja jedes Instrument einzeln auf einer Spur aufgenommen und erst am Ende werden alle Spuren zu einer einzige Welle zusammengemischt.

Wenn man das Live hört ist es wieder etwas anders.

Allerdings hinken Metaphern immer etwas.

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@Panazee

P.S.:

Beim digitalisieren verliert die Welle nochmal an "Qualität", weil ja nicht die komplette Welle aufgezeichnet wird sondern nur 441000 (bzw. 48000) mal pro Sekunde die Position der Welle ermittelt wird und dann die Lücken zwischen den einzelnen Punkte miteinander verbunden werden.

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Genau so ist es. Kein Abspielgerät weiß was für ein Instrument das ist. Das wussten Kassettenrecorder und Schallplattenspieler auch nicht. Nur bei denen musste kein Digital-Analog-Wandler ran.

Am Ende steht immer eine Welle und jedes Instrument produziert andere Obertöne, die dann mit der "Grundwelle" verrechnet werden. das was an deinem Ohr ankommt sind ja im Prinzip nur Vorwärts- und Rückwärtbewegungen einer Membran in einem Lautsprecher. Du könntest eine Nadel mit der Membran verbinden und dann würdest du genau die Welle sehen, die du auch in einem Audioeditor Programm sehen kannst.

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