Tonthemen.de

[SebastianR]

Hallo zusammen,

so weit ich weiß, kann man schwingende Systeme, also z.B. bei einem Saiteninstrument die Saite und den Resonanzkörper, mit Hilfe der Elektrotechnik beschreiben, wobei mich hierbei hauptsächlich interessiert, was hierbei mit "Impedanzanpassung" gemeint ist. Bei einem Mikrophon sollte die Ausgangsimepanz ja möglichst gering und die Eingansimpedanz im Mikrofonverstärkereingang möglichst hoch sein, um keine Verezerrungen zu erhalten. Verstehe ich das richt, sorry, ich bin kein Physiker oder Elektrotechniker, sondern Musiker und Nebenfachmathematiker...?
Was heißt das dann aber für die Anpassung von Saite und Resonanzkörper? Wenn also z.B. eine Gitarrendecke möglichst leicht gebaut ist, muss die Saite dann auch eine möglichst leichte Spannung haben, um keine Verzerrungen bei hohen Lautstärken zu erhalten? Könntet Ihr mich über die Vergleichbarkeit und die Folgen für ein Instrument daraus aufklären, dass würde mir sehr helfen...
Danke

Herzliche Grüße
Sebastian

[Musikmeister]

[Clouseau]

Interessant, was hier so rumgeschwafelt wird:

http://www.roxele.de/03/musik/Lang/Lang-int-1.html

"Dies äußert sich auch nicht als anstrengende Spannung für die linke Hand, im Gegenteil. Wie ich vorhin erläutert habe, lässt auf einer weich aufgehängten Decke die Saiten/Stegkoppelung nicht ein extremes Spannungsgefühl aufkommen. Dies bringt eine bessere Bespielbarkeit. Je weicher die Kopplung der Saite an die Decke, bzw. je weicher das System Decke aufgehängt ist, desto weniger tritt ein extremes Spannungsgefühl für die linke Hand auf. Das Spielgefühl für den Gitarristen ist nicht ausschließlich durch die absolute Saitenhöhe vom Griffbrett bestimmt. Viel grundlegender wird dies durch die Art der Funktion der Decke determiniert. Auch wenn das Instrument eine sehr bequeme Saitenlage hat, aber das Instrument sehr steif reagiert, hat man ein hohes Spannungsgefühl und ein anstrengendes Spiel. Neben den klanglichen Eigenschaften bleibt für mich eine gute Bespielbarkeit meiner Instrumente ein vorrangiges Ziel."

Hier scheint keine Impedanz-Anpassung gemeint zu sein: Weiche "Kopplung" gibt hier geringes Spannungsgefühl in der linken Hand. Es geht allein um das "Spielgefühl" des Gitarristen.

Das techische Wissen über Elektro-Akustik ist üblicherweise auf diesem Gebiet dermaßen gering, dass niemand die mechanische Anpassung von Gitarren-Saiten an die Korpusdecke verständlich in eine elektrische Analogie umwandeln kann.

Möglicherweise findet jemand noch brauchbare wissenschafliche handfeste Aussagen zur "Impedanzanpassung" nach der SebastianR uns fragt.

[bwaack]

Du müsstest mal näher beschreiben, von welcher Impedanz am Instrument Du sprichst. Vermutlich meinst Du die mechanische Impedanz, die überall dort auftritt, wo sich Schallwellen von einem Werkstoff in den nächsten ausbreiten.

http://de.wikipedia.org/wiki/Akustische_Impedanz

Körperschallausbreitung ist natürlich für Saiteninstrumente extrem wichtig. An jedem Übergang von einem Werkstück auf das anliegende muss der Schall einen Übergang in ein anderes Medium überwinden. So zum Beispiel von der Saite auf den Steg, vom Steg auf die Decke usw.

Diese Übergänge, die der Körperschall passieren muss, lassen sich mit der Impedanzanpassung in der HF-Technik vergleichen. Hat das angeschlossene Medium eine extrem andere Impedanz als das Ursprüngliche, kann der Schall den ursprünglichen Werkstoff nur schlecht verlassen, sondern wird an der Grenzfläche in das Medium zurückreflektiert.
Das gleiche geschieht auch mit HF-Signalen, die bei unpassender Impedanz zur Quelle zurückreflektiert werden.

Siehe auch
http://de.wikipedia.org/wiki/Wellenimpedanz
unten: Reflexionen durch Änderungen der Wellenimpedanz

Also kurz gesagt: Wenn Du Schaumstoff unter den Steg klemmst (oder den Steg aus ungünstigem Material wählst, oder den falschen Kleber verwendest), fügst du einen Übergang mit einer extrem anderen Impedanz in den bisherigen Ausbreitungsweg des Schalls ein. Das Instrument wird leiser, weil der Steg nicht mehr so gut schallleitend an die Decke gekoppelt ist. Die Schwingungen werden bereits im Steg reflektiert ohne - wie vorher- die Decke anzuregen. Das Instrument führt durch die geänderten Resonanzbedingungen ganz andere (Eigen-)Schwingungen aus , als zuvor. Die Grundtönigkeit geht zurück, das Sustain verändert sich frequenzabhängig.

Ebenso bilden sich bei Fehlanpassung in einer Antennenleitung Reflexionen aus, die dann auch Stehwellen ausbilden und am falsch abgeschlossenen Eingang liegt ein schwaches, mit Störsignalen überlagertes Signal an.

Grüße
B.

[ebs]

Körperschall in unterschiedlichen Materialien und die Impedanzanpassung gehört zur Forschung der Ursache des Schalls, die besonders durch die größer werdende Anzahl der Lärmbekämpfer (Akustiker) immer mehr an Bedeutung erlangt.
Wir Ohrenmenschen (Tontechniker) kümmern uns überwiegend um die Wirkung des Schalls, die wir mit den eigenen Ohren hören und die wir bestens mit unseren Mikrofonen übertragen müssen.
Es gibt einen besonderen Artikel, der diesen wenig bekannten Unterschied zwischen Wirkung und Ursache bei Schalldruck und Schallleistung auch bildlich ordentlich und deutlich darstellt und den Unterschied zwischen Schallfeldgröße und Schallenergiegröße klarmacht; siehe:
http://www.sengpielaudio.com/SchalldruckUndSchallleistung.pdf

Ich wünschte, ich hätte diesen ursprünglich englischen Artikel von Bruel & Kjær schon früher gekannt.

Viele Grüße ebs •·≡≈¹₁²₂³₃⁴₄⁵₅¼½¾√∠∞±∂∫αβγδεηκλπρσφωθ ΓΔ∇ΛΣΦΩ ¢©⁄≤≥←→↔ æ

PS: Die Sonderzeichen sind ein Kundendienst, falls ein Poster so etwas benötigt. Einfach "copy and paste".
λ = c · f      a = Δ t · c / sin θ      A = r² · π      d = 2 · √A/π      sin α = cos (π/2 - α)
_________________
ebs - Mikrofonaufnahmetechnik und Tonstudiotechnik
http://www.sengpielaudio.com

[pkautzsch]

Die von ebs dankenswerterweise eingebrachten Sonderzeichen findet ihr ab sofort in einem eigenen Thread: http://www.tonthemen.de/viewtopic.php?t=1138

[SebastianR]

Danke Bwaack, Du hast meinen Gedanken richtig gedeutet.
Meine sich daraus ergebende Frage ist, wie man diese Impedanzen verändern kann, also gibt es Gesetzmäßigkeiten wie "Saite hat mehr Masse führt zu einer höheren Impedanz der Saite" oder "Steg leichter -> geringere Impedanz". Und in wie fern hängt die Kontaktfläche zwischen den schwingenden Massen damit zusammen?

Danke für weitere Informationen...
Herzliche Grüße
Sebastian

[SebastianR]

...vielleicht noch ein Beispiel, um es zu verdeutlichen:
Eine Gitarre mit einer großen Deckenfläche (=Masse) funktioniert gut mit einer bestimmten Saite. Nun spanne ich die gleiche Saite auf ein anderes Instrument und der Klang (abgesehen von den Eigenresonanzen der Instrumente etc.) klingt "spitzer" (mehr Obertöne=Verzerrungen) und leiser. Da sich die eine Masse (=Resonanzdecke) verringert, muss ich dann die Saitenmasse auch verringern, um die Impedanz anzupassen?
Ist natürlich alles stark vereinfacht....

Sorry, für mein physikalisches Halbwissen...
Grüßle
Sebastian

[max]

[low-fi]

[bwaack]

[SebastianR]

...erst mal danke für die Antworten.

Natürlich kann man solche Fragen Gitarrenbauern stellen, meine Erfahrung ist allerdings, dass hier oft ein ziemliches Halbwissen in diesem Bereich vorherrscht. Deshalb wollte ich dieses Thema gerne in diesem Forum zur Diskussion stellen, wo die physikalische Bildungsdichte deutlich höher ist als bei Gitarrenbauern und Gitarristen.

Natürlich hängt der Klang eines Instruments von verschiedendsten Faktoren ab, bis hin zum "Edelschimmel"...
Da kann man dann auch von drei Gitarrenbauern drei verschiedene Meinungen oder Analysen zu einem Instrument hören, darum ging es mir auch nicht. Ich fragte mich halt, ob es ein physikalisch nachvollziehbares Modell für die Interaktion Saite-Decke gibt, bei dem die klanglichen Folgen von Veränderungen in der Impedanz, z.B. durch die Saitenmasse, beschrieben werden können. Dieses gibt es, danke für den Hinweis auf "akustische Impedanz", allerdings hilft es in der Praxis bei einem solch komplexen System wohl nicht weiter...

Danke und herzliche Grüße
Sebastian

[bwaack]

Also noch ein letztes Mal: