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Elektroakustik
Elektroakustik (Tontechnik) ist eine Ingenieurwissenschaft, die Akustik und Elektrotechnik miteinander verbindet. Gegenstand der Elektroakustik ist die Erforschung, Konzipierung und Herstellung von technischen Geräten zur Erzeugung, Übertragung, Aufzeichnung, Wiedergabe, Messung und zum industriellen Einsatz von akustischen Ereignissen (Schall), bei denen im Allgemeinen eine oder mehrere Umwandlungen von akustischer in elektrische Energie und umgekehrt erfolgen.
In einem elektromechanischen Wandler findet ein Prozess der Energieumwandlung statt, der auch elektromechanische Kopplung genannt wird. Eine reversible Kopplung ermöglicht eine Umwandlung in beide Richtungen. Ein solcher Wandler wird als Antrieb verwendet, wenn er elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und als Generator, wenn er in umgekehrter Richtung wirkt.
Ein Wandler ist passiv, wenn die gesamte von ihm gelieferte Energie ausschließlich aus der Energie gewonnen wird, die er empfängt. Wenn die Energie zum Teil oder insgesamt aus einer zusätzlichen Energiequelle stammt, ist ein Wandler aktiv.
Die wichtigsten Tongeber sind:
- Lautsprecher, die akustische Energie im Bereich der Audiofrequenz in die Luft ausstrahlen
- Ohr- oder Kopfhörer, die so ausgelegt sind, dass sie akustisch nah am/im Ohr sind
Die wichtigsten Tonempfänger sind:
- Mikrofone, die für Schall im Medium Luft im Audiofrequenz- und Ultraschallbereich bis zu ungefähr 80kHz ausgelegt sind.
Praktische Anwendung
Die Compact Disc (CD), ein Produkt, das von der elektroakustischen Industrie zur allgemeinen Verwendung hergestellt wird, ist ein bekanntes Aufzeichnungsmedium für Schall. Eine Vielzahl von Prozessen und Arbeitsschritten sind daran beteiligt: Die Aufzeichnung des Mastermediums, die Herstellung des Glassmasters, der Guss der CDs, die Verbreitung durch ein Vertriebs- und Verkaufsnetz und schlussendlich die Reproduktion.
Bei der Aufzeichnung sieht die Kette normalerweise folgendermaßen aus:
- ein Studio, in dem sich die Musiker, Solisten, der Chor etc. zusammenfinden;
- ein oder mehrere Mikrofone
- ein oder mehrere analoge oder digitale Wandler
- ein Steuer- oder Mischpult
- ein Aufnahmegerät, dabei handelt es sich oft um ein Mehrspuraufzeichnungsgerät
- ein digitaler Master-Recorder
Beim Glass-Mastering sind beteiligt:
- ein digitaler Master Player;
- ein Laser Beam Recording (LBR) Gerät
Die Reproduktionskette besteht aus:
- einem CD Player mit einem internen oder externen digitalen oder analogen Wandler
- einem Verstärker mit verschiedenen Equalizern und Justierungen;
- zwei oder mehr Lautsprecher,
- einem Raum, in dem sich die Zuhörer aufhalten.
Die Tonqualität beim Abspielen einer CD hängt von allen Geräten und Bestandteilen in den verschiedenen Ketten, aber auch von den Aufzeichnungs- und Abhörbedingungen ab. Dementsprechend ergeben sich die Spezifikationen für jedes Gerät, jeden Apparat oder jeden Wandler vor allem aus dem jeweiligen Anforderungsprofil. Dieses Anforderungsprofil wird definiert, wobei berücksichtigt wird, welchen Einfluss das Gerät auf die Gesamtqualität hat.
Technische, technologische und letztendlich auch kommerzielle Erfordernisse spielen eine Rolle; diese sind verbunden mit dem allgemein akzeptierten Preis und der Art des Zielmarktes. Das erste Problem, das beim Entwurf eines elektroakustischen Geräts zu lösen ist, ist die Festlegung der Spezifikationen. Die ist oft eine schwierige Frage. Eine Definition von Qualitäts- und Leistungskriterien ist erforderlich und diese sind wiederum von der vorgesehenen Verwendung des Geräts abhängig.
Die Spezifikationen für einen Lautsprecher ergeben sich beispielsweise aus der Untersuchung der vorgesehenen Abhörbedingungen, den technischen Beschränkungen und auch wirtschaftlichen Überlegungen. Bei der Festlegung solcher Spezifikationen sollten Fragen beantwortet werden wie: Welches ist unter Berücksichtigung der technischen Machbarkeit, des Einsatzes, der Auswirkung auf andere Merkmale und natürlich der Kosten die niedrigste Frequenz, die der Lautsprecher wiedergeben können muss?