Akustik: Freifeld/Diffusfeld + Fourieranalyse

Wissenschaft Physik
#1

Hallo zusammen,
Ich bereite mich grad auf eine Prüfung vor und da hätte ich 2 Fragen, die mir nocht nicht klar geworden sind.

Zum einen soll ich den Unterschied zwischen Freifeld und Diffusfeld erklären.
Gut dann mal geschaut was es alles dazu gibt.
Freifeld:

  • Schallsituation, in der keinerlei Reflexionen auftreten
  • In diesem Feld wird der gesamte Schall, den ein Höhrer (oder Mikrofon) aufnimmt durch den Direktschall der Schallquelle bestimmt.

>Also muss ich mir einen Raum vorstellen, der quasi keine Wände und Boden hat, wo der Schall reflektieren kann.

Diffusfeld:

  • Schall von allen Einfallsrichtungen gleich
  • Im Diffusfeld hat der Direktschall am Hörort mehrere Schallreflexionen erfahren

Stimmen diese Aussagen? Oder kann man den Unterschied passender gestalten?

Eine andere Aufgabe befasst sich mit der Fourieranalyse von Schallsignalen. Die Frage lautet wie folgt. Wie erreichen sie eine verbesserte Frequenzauflösung des Spektrums, und welche Auswirkungen hat dies auf die zeitliche Auflösung eines sich zeitliche verändernden Spektrums?

Meine Lösung wäre:

  • Für eine Verbesserung der Frequenzauflösung setzt man Schmalbandfilter ein.
  • Abstand zwischen den einzelnen Messpunkten muss möglich gering sein, dass heißt bei vielen Analysepunkten wird die Frequenzanalyse besser.
  • Dadurch wird aber die zeitliche Auflösung verschlechtert

Bei dieser Lösung bin ich mir aber nicht sicher. Könnte einer da bitte einmal drüber schauen?

Mfg,
greene

#2

Hi,

bin kein Akustiker. Aber die Felddefinitionen hören sich sinnvoll an.

Ansonsten, mehr Samples in der gleichen Zeit ergibt eine größeren Frequenzumfang.

Für eine bessere Frequenzauflösung muss die zeitliche Länge des Signalstücks bei gleicher Sampledichte erhöht werden, was die Zeitlokalität einschränkt.

Allgemein vermindert ein sinnvolles Fenstern Störfrequenzen durch das Abschneiden des Signals.

Schmalbandfilter: Durch die Breite des Filters ergibt sich eine maximal sinnvolle Samplingfrequenz, Erhöhen dieser führt einfach zu mehr Nullen im Spektrum. Praktisch ist etwas mehr als die Nyquistfrequenz sinnvoll, um Artefakte durch nicht ganz optimales Filtern und das Abschneiden des Signals zu reduzieren. Die Auflösung innerhalb des Frequenzbandes wird wieder von der zeitlichen Länge des gesampelten Abschnittes beeinflusst.

Gruß Lutz

#3

Hallo Lutz,
danke für ihre Antwort. Ich habe mich noch weiter erkundigt und sie haben vollkommen Recht.

Das Fenster muss verlängert werden um eine bessere Frequenzauflösung zu erhalten.
Dazu aufgeschrieben hatte ich mir:
Zeit-Frequenz-Unschärfe: Je länger das Fenster, desto schlechter ist die
zeitliche Auflösung, und desto mehr Details hat das Spektrum, und umgekehrt.

Was mir jetzt auch Sinn macht!

Mfg,
Greene