Sinus tone

En sinustone , også simpelthen omtalt som tone i akustik , er en lydhændelse, hvis genererende svingning kan beskrives matematisk (undtagen i begyndelsen og slutningen) af en uendelig sinus .

Strengt taget er det en teoretisk konstruktion, der i sin perfekte form hverken forekommer i naturen eller teknisk kan realiseres. "Naturligt" genererede toner, for eksempel ved musikinstrumenter, er ikke (sinus) toner i akustisk forstand, men lyde, fordi de altid involverer flere naturlige frekvenser ( overtoner ) i det vibrerende legeme ( streng , luftsøjle osv.). Imidlertid stemmegaffel og stoppet orgelpibe i en meget bred skala frembringe lyd med ringe overtone, som tilnærmelsesvis den ren sinus tone.

Menneskelig følelse

Lyden af ​​sinustonen opfattes generelt som steril eller tom:

440Hz sinustone ^{? / i}

Det ser ud til at "fløjte", fordi rør ( fløjter ) er relativt dårlige i overtoner .

Grundlæggende byggesten af ​​lyde

Den karakteristiske lyd af et musikinstrument er skabt som summen af ​​forskellige sinustoner ( grundtone + overtoner), hvis amplituder og faser undertiden ændres, mens tonen spilles.

Begrebet sinustonen er vigtigt for spektralanalyse, fordi sinustoner repræsenterer de grundlæggende byggesten i hver lydhændelse. Ved hjælp af Fourier-analyse kan ethvert tidsafhængigt signal repræsenteres som summen af ​​sinusformede signaler af forskellig frekvens og fase.

Matematik baggrund

Syndfunktion over tid (ovenfor) og i spektralvisning (nedenfor)

En svingning kan beskrives ved at beskrive den øjeblikkelige afbøjning y (t) som en funktion på hvert tidspunkt i  t . I tilfælde af en sinustone har denne svingningsfunktion formen  

${\ displaystyle y (t) = y_ {0} \ cdot \ sin (2 \ pi f \ cdot t)}$.

det er

• ${\ displaystyle y_ {0}}$den amplitude
• f er den frekvens svingningerne.

Afbøjningen  og amplituden er afstande (længder). I stedet kan forskellige andre størrelser bruges, der beskriver den vibrerende krops aktuelle tilstand, såsom lydtrykket eller lydens hastighed ; amplituden er derefter den maksimale værdi, som denne variabel antager. ${\ displaystyle y (t)}$${\ displaystyle y_ {0}}$

Teknisk produktion og anvendelse

Afhængig af de krav, der stilles til den tilladte forvrængningsfaktor , øges indsatsen for at generere en sinustone: lav forvrængningsfaktor betyder høj indsats.

Sinustonen bruges f.eks. B. i kalibrering og måling af lydudstyrs frekvensrespons , men også i høretest eller som en blanding af flere sinustoner i flerfrekvensudvælgelsesprocessen .

litteratur

• Herbert Eimert : Der Sinus-Ton , i: Melos 6 (1954), s. 168–172 ( fuld tekst )
• Dieter Zastrow: Elektronik. 2. udgave, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig Wiesbaden, 1984, ISBN 3-528-14210-3
• Gregor Häberle, Heinz Häberle, Thomas Kleiber: Ekspertise i radio, tv og radioelektronik. 3. udgave, Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 1996, ISBN 3-8085-3263-7

Individuelle beviser

1. ↑ Dieter Meschede: Gerthsen Physics . Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-662-45977-5 , s. 207 ( begrænset forhåndsvisning i Google Bogsøgning).