Manfred Zollner Eberhard Zwicker. Elektroakustik

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1 Manfred Zollner Eberhard Zwicker Elektroakustik Dritte, verbesserte und erweiterte Auflage Mit 241 Abbildungen und 13 Tabellen sowie 62 durchgerechneten Beispielen шщ) Springer

2 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen Größen und Einheiten Häufig verwendete Größen in SI-Einheiten Pegelrechnung Komplexe Rechnung Näherungsrechnung und asymptotische Darstellung Meßfehler Näherungen Asymptotische Darstellung Zeitfunktion und Spektrum Töne und Klänge Rauschen Impulse Amplitudenmodulation Frequenzmodulation Akustische Kommunikation Sprechorgan Hörorgan Hörfläche Meßtechnik DIN-Normen (Auswahl) VDI-Richtlinien (Auswahl) 48 2 Schallwellen und Schallfelder Grundgleichungen des Schallfeldes Thermodynamische und kinetische Grundgesetze Schallabstrahlung Brechung Beugung, Streuung, Reflexion, Absorption Dämpfung, Absorption, Dissipation, Dämmung, Transmission Die ebene Welle Die Kugelwelle Das Schallfeld um eine Kugelschallquelle Zylinderwellen Bestimmung der Schalleistung P Ebene Welle 72

3 XII Inhaltsverzeichnis Kugelwelle Die Ergiebigkeit einer sehr kleinen Kugelquelle (Punktquelle) Das Schallfeld einer Linienschallquelle Näherung über mehrere Punktquellen Grenzübergang zu unendlich vielen Punktquellen Kenngrößen der Richtwirkung Richtdiagramm, Richtungsfaktor und Richtungsmaß Bündelungsgrad und Bündelungsmaß Abstrahlwinkel Ф Dipolstrahler Zwei gegenphasige Kugelquellen Praktische Realisierung eines Dipolstrahlers Konphas schwingende Platte Kolbenmembran Schallfeld der kreisförmigen Kolbenmembran Bündelungsmaß der Kolbenmembran Schalldruck im Nahfeld der Kolbenmembran Unterschied Nahfeld - Fernfeld Die Strahlungsimpedanz der kreisförmigen Kolbenmembran Konusmembran Anpassung der Kolbenmembran durch Trichter (Hornlautsprecher) Konustrichter Exponentialtrichter Mündungsreflexionen beim Exponentialtrichter Dimensionierungsbeispiel für einen Exponentialtrichter Andere Trichterformen Druckkammer Nichtlineare Verzerrungen im Trichter Akustische Linsen Schallausbreitung in Flüssigkeiten Schallausbreitung in Feststoffen, Körperschall Elektromechanische Entsprechungen Grundgleichungen Mechanische Ersatzschaltbilder Mechanische Quellen Verbindungsstangen Feder s Reibwiderstand W Masse m Die Zusammenschaltung mechanischer Elemente und deren elektrische Analogie 130

4 Inhaltsverzeichnis XIII 3.4 Einheitswandler und quantitative Transformation Akustische Impedanzen Akustische Feder s a Akustischer Widerstand W a Akustische Masse m a Analogien zwischen elektrischen, mechanischen und akustischen Netzwerken Akustische Filter Helmholtzresonator Schalldämpfer (Tiefpaß) Ideale Wandler Piezoelektrischer Wandler (Kristallwandler) Dielektrischer Wandler (Kondensatorwandler) Dynamischer Wandler Magnetischer Wandler Matrizendarstellung der Wandlergleichungen Magnetostriktiver Wandler Reale Wandler Piezowandler Dielektrischer Wandler Elektretwandler Dynamischer Wandler Magnetischer Wandler Aktive nichtumkehrbare (irreversible) Wandler Kohlemikrofon Dehnungsmeßstreifen Kondensatormikrofon in HF-Schaltung Betriebsverhalten von realen Wandlern Mikrofone Frequenzgänge (Druckempfänger) Richtwirkung Störsignale Verzerrungen Lautsprecher Frequenzgänge Richtwirkung Nichtlineare Verzerrungen Mehrwegboxen, Frequenzweichen, Lautsprechergruppen Baßreflexbox, passive Lautsprecher Trichterlautsprecher Einschwingverhalten Belastbarkeit Gegengekoppelte Lautsprecher 231

5 XIV Inhaltsverzeichnis 7 Raumakustik Wandabsorption Hallradius Zeitliche Vorgänge Optimierung der Raumakustik Beschallungs- und Aufnahmetechnik Schallausbreitung im Freien Beschallungsanlagen für Freiflächen Beschallungsanlagen für Räume Kopfhörer Echo- und Hallgeräte Aufnahmetechnik Sprachverständlichkeit Der Artikulationsindex AI Störende Echos: Der Haas-Effekt (Precedence-Effekt) Deutlichkeitsmaß C 50 und Klarheitsmaß C g Konsonantenverlust AL cons Modulationsübertragungsfunktion MTF (modulation transfer function), RASTI Hörbarkeit von Übertragungsfehlern Eigenschaften des Gehörs Verdeckung und Frequenzselektivität Pegelunterschiedsschwelle Frequenzunterschiedsschwelle Die drei Grenzdauern des Gehörs Lineare Verzerrungen Verzerrungen des Amplitudenfrequenzganges Verzerrungen des Phasenfrequenzganges Nichtlineare Verzerrungen Gleichlaufschwankungen Eigenrauschen Stereophonie Laufzeitstereophonie Intensitätsstereophonie Kopfhörerdarbietung Stereophone Übertragung Schallspeicher Schallplatte (analoge Speicherung) Tonband (analoge Speicherung) Digitale Signalverarbeitung Zeitdiskrete Abtastung 326

6 Inhaltsverzeichnis XV Digitale Speicher Compact Disk (CD) DAT-Recorder Perceptual Coding Rauschverminderungssysteme Lärmbekämpfung Entstehung von Lärm Messung von Lärm Schallpegelmesser Lautstärkeberechnungsverfahren Lautheits-Meßgerät Schalldämmung und Schalldämpfung Verminderung von Lärm 352 Anhang: Zylinderfunktionen 355 A.l Darstellung der Besselfunktionen durch Integrale über Winkelfunktionen (Auswahl) 355 A.2 Die Struvesche Funktion # (x) 358 A.3 Die Gammafunktion Г(п) 358 A.4 Reihendarstellung (Auswahl) 358 A.5 Funktionsgleichungen (Auswahl) 359 Konstanten 361 Größen und Einheiten 363 Abkürzungen 367 Weiterführende Literatur 369 Sachverzeichnis 375