Sinuston
EinSinuston, in derAkustik auch einfach alsTon bezeichnet, ist einSchallereignis, dessen erzeugendeSchwingung mathematisch (außer an ihrem Beginn und Ende) durch einen unendlichenSinus beschrieben werden kann.[1]
Streng genommen handelt es sich dabei um ein theoretisches Konstrukt, das in seiner perfekten Form weder in der Natur vorkommt noch technisch realisiert werden kann. „Natürlich“ erzeugte Töne, etwa von Musikinstrumenten, sind nämlich im akustischen Sinne keine (Sinus-)Töne, sondernKlänge, weil an ihnen immer mehrereEigenfrequenzen (Obertöne) des schwingenden Körpers (Saite,Luftsäule usw.) beteiligt sind. Jedoch erzeugen dieStimmgabel sowie diegedackteOrgelpfeife in sehr weiterMensur obertonarme Klänge, die den reinen Sinuston annähern.
Menschliches Empfinden
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Der Klang des Sinustons wird im Allgemeinen als steril oder leer empfunden:
Er erscheint „pfeifend“, weil Pfeifen (Flöten) relativ arm anObertönen sind.
Grundbaustein von Klängen
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Der charakteristischeKlang eines Musikinstruments entsteht als Summe unterschiedlicher Sinustöne (Grundton + Obertöne), derenAmplituden undPhasen sich manchmal auch während des Erklingens des Tons verändern.
Das Konzept des Sinustons ist wichtig für dieSpektralanalyse, da Sinustöne die Grundbausteine jedes Schallereignisses darstellen. So lässt sich mit Hilfe derFourier-Analysis ein beliebiges zeitabhängiges Signal als Summe von Sinussignalen unterschiedlicherFrequenz und Phase darstellen.
Mathematischer Hintergrund
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Eine Schwingung kann beschrieben werden, indem man zu jedem Zeitpunkt t die momentaneAuslenkung y(t) als Funktion beschreibt. Bei einem Sinuston hat diese Schwingungsfunktion die Form
- .
Dabei ist
Die Auslenkung und die Amplitude sind Strecken (Längen). Stattdessen lassen sich auch verschiedene andere Größen verwenden, die den momentanen Zustand des schwingenden Körpers beschreiben, etwa derSchalldruck oder dieSchallschnelle; die Amplitude ist dann jeweils der Maximalwert, den diese Größe annimmt.
Technische Erzeugung und Anwendung
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]Je nachdem, welche Ansprüche an den erlaubtenKlirrfaktor gestellt werden, steigt der Aufwand zurErzeugung eines Sinustons: geringer Klirrfaktor bedeutet hohen Aufwand.
Der Sinuston wird verwendet z. B. bei der Eichung und Messung derFrequenzgängetontechnischer Geräte, aber auch beiHörtests oder als Gemisch mehrerer Sinustöne imMehrfrequenzwahlverfahren.
Literatur
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- Herbert Eimert:Der Sinus-Ton, in: Melos 6 (1954), S. 168–172 (Volltext)
- Dieter Zastrow:Elektronik. 2. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig Wiesbaden, 1984,ISBN 3-528-14210-3
- Gregor Häberle, Heinz Häberle, Thomas Kleiber:Fachkunde Radio-, Fernseh- und Funkelektronik. 3. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 1996,ISBN 3-8085-3263-7
Einzelnachweise
[Bearbeiten |Quelltext bearbeiten]- ↑Dieter Meschede:Gerthsen Physik. Springer-Verlag, 2015,ISBN 978-3-662-45977-5,S. 207 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).