Fachhochschule Augsburg. Diplomprüfung SS 06

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1 Fachhochschule Augsburg Fachbereich Elektrotechnik Name:... Studiengruppe:... Diplomprüfung SS 06 Prüfungsfach : Prüfungszeit: 90 Min. Hilfsmittel: nichtprogr. TR Datum: Prüfer: Prof. Dr. C. Clemen Die Angabe besteht aus 4 Aufgaben. Davon ist sind nur die 3 Aufgaben zu bearbeiten, wobei die erste Aufgabe Pflicht ist. Auf Seite 5 sind einige Formeln und Zahlenwerte angegeben! 1. Aufgabe a) Erläutern Sie das folgende Diagramm. Was ist an den Achsen aufgetragen? b) Audioanlagen in Autos der Luxusklasse haben in ihrem digitalen Soundprocessor für die Musikwidergabe im Fahrzeug eine sogenannte geschwindigkeitsabhängige Loudness Funktion implementiert. Der Grund dafür ist, dass mit zunehmender Geschwindigkeit durch das Fahrtgeräusch der Lautstärkepegel bei der Musikwiedergabe angehoben werden muss. Dadurch wird die Verdeckung des Musiksignals durch das Fahrtgeräusch zwar ausgeglichen, aber es kommt vor allem im Tieftonbereich zu einer Veränderung des Höreindrucks. Erläutern Sie, wie sich der Gehöreindruck verändert. Seite 1/12

2 c) Erläutern Sie das Stereo-Musikübertragungsverfahren: Aufnahme und Wiedergabe. Was passiert, wenn der Zuhörer die optimale Hörerposition (1) verlässt und sich z.b. um 45 aus der Mitte nach (2), links begibt? Skizzieren Sie die Übertragungsfunktion jedes Einzellautsprechers und die, wenn beide Lautsprecher aktiv sind. (Annahme : 3-Wege-Kombination) Linker LS rechter LS beide LS Lp 2 1 log(f) log(f) log(f) Seite 2/12

3 d) Was versteht man unter einer Oktave, wieviel Tonfrequenz-Oktaven umfaßt der Hörschall? In welchem Bereich bewegen sich die zugehörigen Wellenlängen. Wie groß muß der Durchmesser eines Mikrophons sein, mit dem der gesamte Hörschall übertragen werden kann? (Begründung) Seite 3/12

4 e) In der Abbildung ist der anatomische Aufbau des Ohrs gezeigt. Bezeichnen Sie die einzelnen Organteile und kennzeichnen Sie deren Funktion. Machen Sie eine Skizze zu den Vorgängen auf der Basilarmembran. Nennen Sie Zusammenhänge zwischen phsikalischen Paramteren des Schalls und den Sinneseindrücken Lautheit, Tonhöhe, Klangfarbe, Geräusch, Pulshaltigkeit. Wie funktioniert die Richtungswahrnehmung? Seite 4/12

5 f) Durch welche Parameter wird die untere und die obere Grenzfrequenz eines Einzellautsprechertreibers bestimmt. Erläutern Sie das Zustandekommen und die Auswirkungen von Membranschwingungen. g) In einem Raum ist eine Beschallungsanlage aufgebaut. Bei Verdopplung der Verstärkerleistung erhöht sich der Schallpegel um 0 db; 1 db, 2 db, 3 db, 4 db, 5 db, 6 db, 7 db, 8 db, 9 db? h) Im Freien nimmt die Lautstärke bei Verdopplung des Abstandes von der Schallquelle um 2 phon, 3 phon, 4 phon, 5 phon, 6 phon, 7 phon, 8 phon, 9 phon, 10 phon ab? i) Erläutern Sie die Sprachunterstützung durch verzögerten Lautsprecherschall in einem Vortragsraum (skizze). Was versteht man unter dem Gesetz von der ersten Wellenfront? Was versteht man unter dem Hallradius. Er hängt von V und T N ab. In welcher Weise? Bitte in Formel unten eintragen und begründen!... r H = 16 π... j) Wie groß ist die Datenrate (WAVE-Datei) bei der digitalen Aufnahme eines Stereokanals (L und R) die Soundkarte in normaler Qualität? k) Wie funktioniert ein elektronischer Klangerzeuger? einige Formeln und Zahlenwerte: c = 340 m/s bei 20 C L p = 20 log (p/p 0 ) db; p 0 = 20 µpa L I = 10 log (I/I 0 ) db; I 0 = W/m 2 Kugelwelle im Freifeld : I = P ak / (4πr 2 ) Seite 5/12

6 Raumakustik: I Raum 4 Pak = α A T N V = 0,163( s / m) α A Seite 6/12

7 2. Aufgabe a) Was versteht man unter MIDI? b) Zeichnen Sie für den gezeigten Gerätepark die notwendigen MIDI- ( ausgezogene Striche; sowie in, out und thru Ein/Ausgänge ) und Audioleitungen (fette Linien) in die Abbildung ein. PC Sequenzer - Programm Soundkarte USB MIDI ein MIDI ein Klangerzeuger Roland JV 1010 USB- MIDI- Patch-bay MIDI aus MIDI aus MIDI aus MIDI aus Analog-Mischpult Effektgerät Masterkeyboard Mikrofon Audio-Ltg c) MIDI-Kabel Seite 7/12

8 Erläutern Sie für MIDI die Datenübertragungsart ( Hilfe: f Bit = Bit/Sek) und das Protokoll am Bsp. für einen Note on - Befehl: Seite 8/12

9 3. Aufgabe Die Abbildung zeigt den Tutorial Song in dem Arrange-Fenster von Logic Fun von Emagic. Zusätzlich sind drei weitere Fenster eingeblendet. Erläutern Sie, was in den Fenstern dargestellt ist. Geben Sie Erläuterungen zu Spur, CHA.., Kanal, Prg, Vol, Pan, Qua, Transpose, Werkzeugkasten, CHA 10, Welche Instrumente werden gespielt? Welche Effekte werden eingesetzt? Seite 9/12

10 4. Aufgabe Bei einem Live-Auftritt einer Musikgruppe wird ein Soundsystem eingesetzt. An den Instrumenten werden Mikrophone platziert und die Audiosignale über ein Mischpult zu einem Gesamtaudiosignal für die Wiedergabe über das Lautsprechersystem zusammen gemischt. Die Abbildung zeigt eine 3 dimensionale Visualisierung des bei der Wiedergabe über das Soundsystem beim Zuhörer entstehenden Klangbildes. Dabei werden die Schallquellen oder Klänge als Kugeln visualisiert: räumliche Position rechts, links, oben, unten, der Tonhöhenbereich entspricht oben, unten und Ausdehnung die Lautstärke entspricht der Anordnung im Vorder- oder Hintergrund Lautere Klänge haben die Eigenschaft leisere zu maskieren das führt zu einer Überlappung in der 3-dimensionalen Darstellung Das Klangbild wird am Mischpult aus den Mikrofon- und Klangerzeugersignalen zusammengestellt. Dabei dienen die Funktionen Volume (Fader), PAN, EQ, und Effektgerät (mit Delay, Nachhall, Chorus, Flanger) zur Bearbeitung. Durch Delay lässt sich z.b. ein zusätzliches Klangbild erzeugen: Original PAN links, delayed PAN rechts und abgeschwächt (Echo!) Seite 10/12

11 Der Stereo-Flanger und auch Chorus ermöglicht eine Verbreiterung des Klangbildes Durch Nachhall ergibt sich eine Verschmierung über den ganzen Raum: a) In der folgenden Abbildung ist das Prinzipschaltbild eines Mischpults (Ausschnitt mit zwei Kanälen) gezeigt. Erläutern den Aufbau und ordnen Sie die Funktionselemente Volume (Fader), PAN, EQ, TRIM und Aux zu. Wo wird das Effektgerät angeschlossen? Was macht das Effektgerät bei den Funktionen Delay und Nachhall? Σ Σ R Σ L Seite 11/12

12 b) Was hat der Mann am Mischpult gemacht, um den folgenden drei Musikarten die entsrpechenden Klangbilder zu verleihen? Vergleichen und kommentieren Sie die Bilder aus dem Buch The Art of Mixing von George Petersen. Reggae Mix Rock Mix Jazz Mix Seite 12/12