Hier ein paar grundsätzliche Überlegungen zum Thema Raummoden und ihre Bekämpfung mittels eines Helmholtzresonators. Mir schwirrt ja immer noch diese Idee im Kopf rum, ob ich mich in der „motorradlosen“ Jahreszeit an das Projekt heranmache. Da ist aber noch nichts endgültiges entschieden. Trotzdem möchte ich Euch mal ein paar Grundsatzgedanken zu diesem Gebiet schon einmal jetzt übermitteln. Vielleicht gibt’s ja noch andere Interessierte, denen ähnliches im Kopf spukt.
Raummoden?
Raummoden entstehen durch Schallreflexionen an den Wänden, Decken und Fußboden. Während im allgemeinen Sprachgebrauch im Hoch-Mitteltonbereich von Hall gesprochen wird, spricht man im Bassbereich von Raummoden. Hall und Raummoden sind im Ursprung identisch, es sind in den Raum reflektierte Schallwellen, die sich mit dem Direktschall vermischen. Sie sind somit in JEDEM Raum vorhanden. Im Bassbereich – also bei den Raummoden – ist die Ausprägung einzig und allein durch den Grundriss des Zimmers vorgegeben. Da diese Überlagerungen in mathematische Formeln passen, kann man das sogar berechnen. Im i-net schwirren jede Menge Formeln rum, wie man diese Störfrequenzen berechnet. Allerdings gehen diese Berechnungen natürlich immer vom „Idealzustand“ aus.
Es gibt Stellen im Raum, wo sich durch Wellenüberlagerung der Bass stark erhöhen oder abschwächen kann. Dabei sind Abweichungen von +/- 20 dB und mehr nichts außergewöhnliches! Wer eine Test-CD hat, kann einfach mal einen Basston über die Anlage spielen und dann durchs Zimmer laufen. Zwischen extrem laut und extrem leise ist alles vorhanden.
Kurz zusammengefasst:
Raummoden entstehen durch zurückgeworfene Schallwellen – also Hall-Echo-Nachhall. Dabei gibt es eine grundsätzliche Regel im Kampf gegen diese Überlagerung:
- Im Hoch-Mitteltonbereich kämpfen wir mit Materialien dagegen an,
- im Bassbereich mit dem Grundriss, dem Aufstellort und der Sitzposition
Den Grundriss können wir kaum verändern, Standortveränderungen sind auch nur im begrenzten Maß möglich, da wir ja auch noch auf das Stereodreieck achten müssen. Wir müssen andere Lösungen finden und da hilft uns ein Arbeitsprinzip, das sich sonst eigentlich der Lautsprecherbauer zu Nutze macht. Ein Resonator. Ein Resonator für unsere Zwecke ist nichts weiter als eine Kiste, in der wir eine Luftsäule in eine Resonanzfrequenz bringen.
Was ist eigentlich die Resonanzfrequenz?
Eine Resonanzfrequenz tritt bei allen Systemen auf, die aus zwei Energiespeicher bestehen. Also zum Beispiel ein Feder-Masse-System und ein zweites System, was es antreibt.
Den Versuch kann man am Schreibtisch durchführen. Man benötigt ein paar lange „Schnippgummis“, 2 oder 3 Kugelschreiber und einen Finger (letzterer kann montiert bleiben). Dabei stellen die Gummis natürlich die Feder und die Kulis die Masse dar (Feder-Masse-System). Mit dem Finger wird eine Schwingung erzeugt (die Energiezufuhr).
Man hängt einen Kuli in einen Schnippgummi und diesen wiederum hängt man an den (montierten) Finger. Durch auf- und abbewegen des Fingers schwingt natürlich unser Feder-Masse System mit. Je nach „Wackelbewegung“ beobachten wir aber, dass das Feder-Masse-System aus dem „Schwingungstakt“ des Fingers kommt. Irgendwann kommt der Punkt, da bewegt sich der Kugelschreiber genau entgegengesetzt = gegenphasig. Da ist sie, die Resonanzfrequenz! Wir können Einfluss darauf nehmen, in dem wir die Feder durch weitere Gummiringe verändern oder die Masse durch einen zweiten Kuli erhöhen.
Jetzt müssen wir diesen HighTech-Versuch auf unseren Resonator projezieren. Die Federsteifigkeit (Schnippgummi) ergibt sich aus dem Luftpolster, dass sich im innern der Kiste befindet. Die Masse (Kugelschreiber) ergibt sich aus der „Luftmasse“, die im Resonanzrohr ist. Der „Antrieb“ (Finger) dieses Feder-Masse-System erfolgt aus der störenden Schallwelle.
Schwingt der Resonator mit seiner Resonanzfrequenz „erzeugt“ er praktisch eine gegenphasige „Schallquelle“. Da das „ausgehende Signal“ vom Resonator gegenphasig ist, wird die Ursprungsquelle gelöscht/abgeschwächt und kann nicht mehr mit der ursprünglichen Intensität in den Raum zurückgeworfen werden, um dort zu verfälschen. Ganz simpel ausgedrückt wird ein Schall mit einem anderen Schall bekämpft.
Soweit das Wirkprinzip.
Raummoden?
Raummoden entstehen durch Schallreflexionen an den Wänden, Decken und Fußboden. Während im allgemeinen Sprachgebrauch im Hoch-Mitteltonbereich von Hall gesprochen wird, spricht man im Bassbereich von Raummoden. Hall und Raummoden sind im Ursprung identisch, es sind in den Raum reflektierte Schallwellen, die sich mit dem Direktschall vermischen. Sie sind somit in JEDEM Raum vorhanden. Im Bassbereich – also bei den Raummoden – ist die Ausprägung einzig und allein durch den Grundriss des Zimmers vorgegeben. Da diese Überlagerungen in mathematische Formeln passen, kann man das sogar berechnen. Im i-net schwirren jede Menge Formeln rum, wie man diese Störfrequenzen berechnet. Allerdings gehen diese Berechnungen natürlich immer vom „Idealzustand“ aus.
Es gibt Stellen im Raum, wo sich durch Wellenüberlagerung der Bass stark erhöhen oder abschwächen kann. Dabei sind Abweichungen von +/- 20 dB und mehr nichts außergewöhnliches! Wer eine Test-CD hat, kann einfach mal einen Basston über die Anlage spielen und dann durchs Zimmer laufen. Zwischen extrem laut und extrem leise ist alles vorhanden.
Kurz zusammengefasst:
Raummoden entstehen durch zurückgeworfene Schallwellen – also Hall-Echo-Nachhall. Dabei gibt es eine grundsätzliche Regel im Kampf gegen diese Überlagerung:
- Im Hoch-Mitteltonbereich kämpfen wir mit Materialien dagegen an,
- im Bassbereich mit dem Grundriss, dem Aufstellort und der Sitzposition
Den Grundriss können wir kaum verändern, Standortveränderungen sind auch nur im begrenzten Maß möglich, da wir ja auch noch auf das Stereodreieck achten müssen. Wir müssen andere Lösungen finden und da hilft uns ein Arbeitsprinzip, das sich sonst eigentlich der Lautsprecherbauer zu Nutze macht. Ein Resonator. Ein Resonator für unsere Zwecke ist nichts weiter als eine Kiste, in der wir eine Luftsäule in eine Resonanzfrequenz bringen.
Was ist eigentlich die Resonanzfrequenz?
Eine Resonanzfrequenz tritt bei allen Systemen auf, die aus zwei Energiespeicher bestehen. Also zum Beispiel ein Feder-Masse-System und ein zweites System, was es antreibt.
Den Versuch kann man am Schreibtisch durchführen. Man benötigt ein paar lange „Schnippgummis“, 2 oder 3 Kugelschreiber und einen Finger (letzterer kann montiert bleiben). Dabei stellen die Gummis natürlich die Feder und die Kulis die Masse dar (Feder-Masse-System). Mit dem Finger wird eine Schwingung erzeugt (die Energiezufuhr).
Man hängt einen Kuli in einen Schnippgummi und diesen wiederum hängt man an den (montierten) Finger. Durch auf- und abbewegen des Fingers schwingt natürlich unser Feder-Masse System mit. Je nach „Wackelbewegung“ beobachten wir aber, dass das Feder-Masse-System aus dem „Schwingungstakt“ des Fingers kommt. Irgendwann kommt der Punkt, da bewegt sich der Kugelschreiber genau entgegengesetzt = gegenphasig. Da ist sie, die Resonanzfrequenz! Wir können Einfluss darauf nehmen, in dem wir die Feder durch weitere Gummiringe verändern oder die Masse durch einen zweiten Kuli erhöhen.
Jetzt müssen wir diesen HighTech-Versuch auf unseren Resonator projezieren. Die Federsteifigkeit (Schnippgummi) ergibt sich aus dem Luftpolster, dass sich im innern der Kiste befindet. Die Masse (Kugelschreiber) ergibt sich aus der „Luftmasse“, die im Resonanzrohr ist. Der „Antrieb“ (Finger) dieses Feder-Masse-System erfolgt aus der störenden Schallwelle.
Schwingt der Resonator mit seiner Resonanzfrequenz „erzeugt“ er praktisch eine gegenphasige „Schallquelle“. Da das „ausgehende Signal“ vom Resonator gegenphasig ist, wird die Ursprungsquelle gelöscht/abgeschwächt und kann nicht mehr mit der ursprünglichen Intensität in den Raum zurückgeworfen werden, um dort zu verfälschen. Ganz simpel ausgedrückt wird ein Schall mit einem anderen Schall bekämpft.
Soweit das Wirkprinzip.
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