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Grundlegende Frage zur Frequenz
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nesaxaya Offline
Blauschnabel

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Beitrag #1
Grundlegende Frage zur Frequenz
Hallo miteinander!

Mich verwirrt die Einheit Hertz im Zusammenhang mit Tönen. Bitte korrigiert mich, wenn ich was falsch verstehe.

Der Hörbare Bereich ist ca. zwischen 20 Hz und 20'000 Hz. Hierbei geht es um das Schwingen der Luft, deren Rhythmik sich bei 20 Hz 20 mal pro Sekunde wiederholt und offenbar einen sehr tiefen, kaumhörbare Tonspur wiedergibt.

Nun können Töne ja auch einzeln pro Sekunde wiedergegeben werden, wenn ich bspw. 2 mal pro Sekunde den gleichen Ton spiele, dann ist das doch auch eine Wiederholung der Rhythmik und würde eine Frequenz von 2 Hz bedeuten.

Im ersten Fall geht es um die Repetition von Schwingungen in der Luft, im zweiten Fall um die Repetition eines einzelnen Ereignisses, das könnte bspw. auch ein Lichtblitz sein anstelle des Tons.

Meine Frage nun, ich habe eine Tonspur von 2 Sekunden, in der ich einen einzelnen Ton 30 mal abspiele. Nun kann ich aber nicht sagen, dass ich den Ton in einer Frequenz von 15 Hz abgespielt habe, das dürfte ja nicht hörbar sein. Wie kann ich das unmissverständlich beschreiben?

Danke für eure Antworten!
30.01.2018 12:56
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Loop Breaker Offline
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Beitrag #2
RE: Grundlegende Frage zur Frequenz
"Die Ergebnisse: Der Mensch hört tiefere Töne als bislang angenommen, nämlich schon ab 8 Hertz; das ist immerhin eine ganze Oktave tiefer als der tiefste Ton des bisher angenommenen unteren Hörfrequenzbereiches. Denn es konnte bis zu dieser Frequenz eine Erregung des primären auditiven Cortex nachgewiesen werden. Alle Betreffenden gaben dabei ausdrücklich an, etwas gehört zu haben, wobei nicht immer eine tonale Wahrnehmung vorlag. Außerdem wurde beobachtet, dass Gehirnregionen ansprechen, die bei Emotionen eine Rolle spielen. „Das heißt, der Mensch nimmt dann eher diffus wahr, dass da irgendwas ist und dass das auch eine Gefahr bedeuten könnte“, sagt Christian Koch."
Zitat von: http://www.ptb.de/cms/presseaktuelles/jo...ws%5D=5963
Aber der Link ist leider tot.


"Nun können Töne ja auch einzeln pro Sekunde wiedergegeben werden, wenn ich bspw. 2 mal pro Sekunde den gleichen Ton spiele, dann ist das doch auch eine Wiederholung der Rhythmik und würde eine Frequenz von 2 Hz bedeuten."
Richtig. Das wär dann Infra-Schall (unhörbar weil der Ton zu tief/niederfrequent ist), welchen man eventuell (wenn stark genug) fühlen kann (subwoofer).
Wenn die Frequenz oberhalb des Hörspektrum liegt, ist die rede von Ultraschall.


"Nun können Töne ja auch einzeln pro Sekunde wiedergegeben werden, wenn ich bspw. 2 mal pro Sekunde den gleichen Ton spiele, dann ist das doch auch eine Wiederholung der Rhythmik und würde eine Frequenz von 2 Hz bedeuten."
Richtig. (wenn keine Pausen zwischen den Tönen sind)
Würde aber sagen, dass der Ton erst nach mehrere Periodendurchläufen ("wiederholung der Rhythmik") entsteht. Eine einzige Periodendauer wird man wohl nicht wirklich als Ton wahrnehmen. Außerdem sei angemerkt das jeder Ton (ausser der Ideale Sinus) Obertöne hat...

"Meine Frage nun, ich habe eine Tonspur von 2 Sekunden, in der ich einen einzelnen Ton 30 mal abspiele. Nun kann ich aber nicht sagen, dass ich den Ton in einer Frequenz von 15 Hz abgespielt habe, das dürfte ja nicht hörbar sein. Wie kann ich das unmissverständlich beschreiben?"
Im Sinne von Infraschall, finde ich schon, dass man von einen Ton sprechen kann, wobei das wie von dir angemerkt vl. etwas verwirrend ist, weil man diesen Ton nicht hören kann. Ist vl. schöner von einer Schwingung zu sprechen... (bei Licht gibt es ja auch unterhalb des Freuqenzspektrums welches unser Auge wahrnehmen kann InfraRot, und überhalb UltraViolett, welche man auch nicht sehen kann, aber man trotzdem von Licht spricht)

Hoffe ich habe die Fragen richtig verstanden.

"Im ersten Fall geht es um die Repetition von Schwingungen in der Luft, im zweiten Fall um die Repetition eines einzelnen Ereignisses, das könnte bspw. auch ein Lichtblitz sein anstelle des Tons."
Leider verstehe ich nicht wirklich was Du Hiermit meinst, aber die Frequenz von Licht ist NICHT analog mit der Frequenz vom Schall.
Die "Energie" von Schall ist sehr von der/den Amplitude abhängig.
Wobei die Energie eines Photons (Lichtteilchien), nur von der Frequenz abhängt (Berühmte Formel e=h.f), und was die Amplitude bei Licht ist: keine Ahnung...

Periodendauer = (bei einen Sinus) ist eine positive und einen negative Halbwelle.

Lg

Denn es ist ewig und immer nur j e t z t, dieses eine und selbe Jetzt, die Gegenwart ist das einzige, das nie ein Ende nimmt.
Erwin Schrödinger

Wahrheiten sind Illusionen, von denen man vergessen hat, daß sie welche sind.
Friedrich Nietzsche
(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 30.01.2018 16:36 von Loop Breaker.)
30.01.2018 16:22
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nesaxaya Offline
Blauschnabel

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Beitrag #3
RE: Grundlegende Frage zur Frequenz
(30.01.2018 16:22)Loop Breaker schrieb:  "Nun können Töne ja auch einzeln pro Sekunde wiedergegeben werden, wenn ich bspw. 2 mal pro Sekunde den gleichen Ton spiele, dann ist das doch auch eine Wiederholung der Rhythmik und würde eine Frequenz von 2 Hz bedeuten."
Richtig. Das wär dann Infra-Schall (unhörbar weil der Ton zu tief/niederfrequent ist), welchen man eventuell (wenn stark genug) fühlen kann.

Ich meine aber mehr ein zwei Töne nacheinander, die durchaus hörbar sind.
Sagen wir ich spiele zwei Töne von 40db innerhalb einer Sekunde ab, und das mehrere Sekunden lang. Dann wiederholt sich ja diese Rhythmik des Takts und ich könnte es ebenfalls als 2 Hz bezeichnen?

(30.01.2018 16:22)Loop Breaker schrieb:  "Im ersten Fall geht es um die Repetition von Schwingungen in der Luft, im zweiten Fall um die Repetition eines einzelnen Ereignisses, das könnte bspw. auch ein Lichtblitz sein anstelle des Tons."
Leider verstehe ich nicht wirklich was Du Hiermit meinst, aber die Frequenz von Licht ist NICHT analog mit der Frequenz vom Schall.
Die "Energie" von Schall ist sehr von der/den Amplitude abhängig.
Wobei die Energie eines Photons (Lichtteilchien), nur von der Frequenz abhängt (Berühmte Formel e=h.f), und was die Amplitude bei Licht ist: keine Ahnung...

Ich meine, dass es nicht auf die Art des Stimulus draufankommt (auditiv, visuell), sondern eher der Rhythmus, in dem er kommt.

Meine Frage ansich wäre dann wohl eher, ob ich Takt/Rhythmus nicht auch in Hz angeben kann. Ich habe das schon in Studien/Papers gesehen, und es hat mich etwas verwirrt.
31.01.2018 12:39
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Loop Breaker Offline
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Beitrag #4
RE: Grundlegende Frage zur Frequenz
(31.01.2018 12:39)nesaxaya schrieb:  
(30.01.2018 16:22)Loop Breaker schrieb:  "Nun können Töne ja auch einzeln pro Sekunde wiedergegeben werden, wenn ich bspw. 2 mal pro Sekunde den gleichen Ton spiele, dann ist das doch auch eine Wiederholung der Rhythmik und würde eine Frequenz von 2 Hz bedeuten."
Richtig. Das wär dann Infra-Schall (unhörbar weil der Ton zu tief/niederfrequent ist), welchen man eventuell (wenn stark genug) fühlen kann.

Ich meine aber mehr ein zwei Töne nacheinander, die durchaus hörbar sind.
Sagen wir ich spiele zwei Töne von 40db innerhalb einer Sekunde ab, und das mehrere Sekunden lang. Dann wiederholt sich ja diese Rhythmik des Takts und ich könnte es ebenfalls als 2 Hz bezeichnen?
Im Prinzip schon, man bezieht sich hierauf auf die niederfrequenteste Schwingung, welche durch das wiederholte starten des "Tons" entsteht. Sehr wahrscheinlich (ausser bei einen Sinus) hat der Ton, Obertöne, welche man hören kann. Das 2Herz signal (welches durch das wiederholte neustarten entsteht) wird man nicht als Ton wahrnehmen, aber man wird deutlich merken das sich immer wieder der selbe "Ton" wiederholt.



(31.01.2018 12:39)nesaxaya schrieb:  
(30.01.2018 16:22)Loop Breaker schrieb:  "Im ersten Fall geht es um die Repetition von Schwingungen in der Luft, im zweiten Fall um die Repetition eines einzelnen Ereignisses, das könnte bspw. auch ein Lichtblitz sein anstelle des Tons."
Leider verstehe ich nicht wirklich was Du Hiermit meinst, aber die Frequenz von Licht ist NICHT analog mit der Frequenz vom Schall.
Die "Energie" von Schall ist sehr von der/den Amplitude abhängig.
Wobei die Energie eines Photons (Lichtteilchien), nur von der Frequenz abhängt (Berühmte Formel e=h.f), und was die Amplitude bei Licht ist: keine Ahnung...

Ich meine, dass es nicht auf die Art des Stimulus draufankommt (auditiv, visuell), sondern eher der Rhythmus, in dem er kommt.
Wenn der Rhythmus mit über 20Hz erneut wiedergegeben wird, nimmt man diesen "Rhythmus" als Ton wahr. Darunter wird man nur die Obertöne des Rhytmus als "Ton" wahrnehmen, und den "Rhythmus" wirklich als Rhytmus wo man merkt, dass der Ton (bzw seine Obertöne) immer wieder neu gestartet wird.


(31.01.2018 12:39)nesaxaya schrieb:  Meine Frage ansich wäre dann wohl eher, ob ich Takt/Rhythmus nicht auch in Hz angeben kann. Ich habe das schon in Studien/Papers gesehen, und es hat mich etwas verwirrt.
Ja kann man schon in Herz angeben, dir rate in der der Ton erneut gestartet wird.

Bei Synthesizeren gibt es die bekanntne "Sync Sounds", da gibt ein Oszilator den Ton wieder, mit der Frequenz die man schlussendlich als Tonhöhe haben will (grundton). Und den 2ten Oszilator spielt eigentlich einen fallenden Ton ab (was dazu führen würde das es 2 Grundtöne gibt: 1x den Osczilator mit den Grundton und einmal den Oscilator mit fallenden Grundton).
Jetzt geht man aber her, und synct den 2ten Oszilator zum 1ersten, was bedeutet, dass die Wellenform des 2.ten Oscilators jedes mal neu gestartet wird, wenn beim 1er Oszilator die Wellenform neu startet.
Was dazuführt das Oscilator 2 auch den Grundton wiedergibt, nur das Obertonspektrum ändert sich ständig.

Wenn ich Zeit habe werde ich versuchen, ein hoffentlich anschauliches, Audio-Beispiel zu posten...

Hier vorab mal ein Video was ich auf die Schnelle gefunden habe, setzt aber wahrscheinlich ein wenig Synthesizer Kenntnisse voraus, aber zumindest kann man hier hören was ich meine: https://www.youtube.com/watch?v=l1lqAcZg2sY

LG

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31.01.2018 14:33
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Loop Breaker Offline
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Beitrag #5
RE: Grundlegende Frage zur Frequenz
In diesen Video,
1) wird ein DrumLoop angespielt,
2) verkürzt auf eine halbe Sekunde und wiederholt abgespielt (2Hz)
3) noch weiter verkürzt
4) noch weiter verkürzt (jetzt scho als Ton wahrnehmbar)
5) noch mal verkürzt, ca. um die Hälfte und der Ton der daraus resultiert ist ungefähr eine Oktave (verdopplung der Frequenz) höher.





_________________________________________

Sync Sound: "sync.zip" welche eine mp3 enthält:
.zip  sync.mp3.zip (Größe: 193,06 KB / Downloads: 3)

1) Zuerst Oscilator 1. Ein Sinus macht den Grundton.
2) Oscilator 2: Sinus mit fallender Tonhöhe
3) Oscilator 2 wird auf Oscilator 1 gesynct, man hört nur Oscilator 2 (der Grundton "fällt" nicht mehr, sonder macht den beliebten "Hard Sync Sound")

__________________________________________

Lg

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31.01.2018 20:59
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quodiddle Offline
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Beitrag #6
RE: Grundlegende Frage zur Frequenz
Hi nesaxaya & Loop Breaker,

@nesaxaya:

(30.01.2018 12:56)nesaxaya schrieb:  Meine Frage nun, ich habe eine Tonspur von 2 Sekunden, in der ich einen einzelnen Ton 30 mal abspiele. Nun kann ich aber nicht sagen, dass ich den Ton in einer Frequenz von 15 Hz abgespielt habe, das dürfte ja nicht hörbar sein. Wie kann ich das unmissverständlich beschreiben?
Ein professioneller Komponist würde wahrscheinlich sagen, ein Ton, z.B. C, wird 15 mal pro Sekunde wiederholt.
Eigentlich ist es richtig, wie Du es gemacht hast, und zwar zu überlegen, was man hört und wie man es hört. Aber wenn zum Beispiel ein Profi-Physiker
als Hobby komponiert, könnte er es durchaus mathematischer formulieren, z.B. C auch als Frequenz, die wird in der Regel nur beim Stimmen der Instrumente
beim Kammerton (A=440Hz) genannt. (Aber es gibt viiieleee Tabellen mit noch viiieeel mehr Frequenzen! Ganz zu schweigen von allen Temperierten Stimmungen...)


(31.01.2018 12:39)nesaxaya schrieb:  Sagen wir ich spiele zwei Töne von 40db innerhalb einer Sekunde ab, und das mehrere Sekunden lang. Dann wiederholt sich ja diese Rhythmik des Takts und ich könnte es ebenfalls als 2 Hz bezeichnen?
Stimmt, aber das ist dann nur die Frequenz des Intervalls, das muss noch kein Ton sein. Man kann im Prinzip alles mögliche das in regelmäßigen Abständen passiert,
mit einer Frequenz ausdrücken, 120 Beats per minute (bpm) sind genauso 2Hz, klingt aber nicht mehr praktisch Smile

Ich interpretiere Deine Hauptfrage so, dass es im Endeffekt auf den Unterschied zwischen Impuls und Frequenz hinausläuft.
Ich würde sagen, es gibt einen Zusammenhang zwischen Impuls und Frequenz (im Sinne eines Wellenzyklus) in Bezug zur Hörbarkeit als Ton.
Wenn Du einen Impuls hast, der kurz genug ist, um als Knacks wahrgenommen zu werden, dann kann man ihn 50 mal pro Sekunde durchaus als Ton hören,
die Differenzierung in einzelne Knackse funktioniert bei höheren Frequenzen immer weniger, sie erscheinen dann immer mehr als zusammengehörende Schwingung.
Bei einer Sinuswelle (cleanes Beispiel) mit ebenfalls 50Hz ist das mit dem Erkennen als Ton genauso, hier schwingt die Energie aber kontinuierlich in einem
Zyklus von 1/100 Sek. von Null in den positiven Bereich und wieder zurück auf Null, und in 1/100 Sek. in den negativen Bereich und wieder zurück auf Null.
Wenn man jetzt mit der Frequenz weiter heruntergeht, bis man einen Sinuston nicht mehr erkennen kann, würden im Falle der Impulse die einzelnen Knachse erkennbar sein.


Ich hoffe, das Folgende entspricht Deiner Hauptfragestellung:
Angenommen, Du hast einen 500Hz-Ton, den Du 50 mal pro Sekunde abspielst (z.B. 1/100 Sek. 500Hz[= 5 Schwingungen in einer 1/100 Sek., das sind auch 500Hz], und 1/100 Sek. Pause),
dann hört man eher einen 500Hz-Ton statt eines 50Hz-Tons. Die 500Hz sind zwar ständig unterbrochen, aber durch eine Pause. Ich glaube, Du denkst, wo denn dann die 50Hz bleiben Shy

Ich habe ein spezielles Experiment gemacht (ein allgemeines wäre zu komplex Tongue ):
Von einem 500Hz-Sinuston habe ich eine einzelne Welle herausgeschnitten (= 1/500 Sek) und eine Pause von ebenfalls 1/500Sek dazu, zusammen = 1/250 Sek.
Das habe ich geloopt, und es hört sich an wie ein 250Hz-Ton mit zusätzlichen Obertönen, aber nicht wie ein 250Hz-Ton mit einem 500Hertz Oberton.
Bin noch nicht sicher, wie ich das genau im Sinne von Obertönen beschreiben kann Cool
Wir müssen nicht Formeln einfach ungefragt hinnehmen, aber das Resultat von Experimenten zumindest als Ergebnis schon. Es zu interpretieren
ist die Kunst Smile


@Loop Breaker:

Ich habe den Text zu Deinem toten Sad Link gefunden: (Aktuell funktioniert er)
https://www.ptb.de/cms/de/direkteinstieg...74cd5734f2

Man weiß ja, dass tiefe Frequenzen unterhalb des hörbaren Bereichs noch vom Körper (vom 'Bauch') gespürt werden. Das gibt auch einen Eindruck,
der Wumms im Bauch in der Disco Cool.
Dein Audio-ZIP Beispiel 3) klingt spacig! Du hast die Entstehung ja beschrieben, das ist glaube ich das beste Beispiel.
Ich möchte noch extra betonen, dass das nicht eine Mischung des Grundton-Sinus mit dem fallenden Sinus ist.


Viele Grüße, quodiddle
_____________________________________
Man kann die Realität nicht der Theorie anpassen, es geht nur umgekehrt (Arthur Conan Doyle)
01.02.2018 01:14
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Loop Breaker Offline
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Beitrag #7
RE: Grundlegende Frage zur Frequenz
quodiddle Danke für den Link!

Bei der sync.mp3 hab ich zu vergessen zu erwähnen, dass der Ton von Oszilator 2 (welcher dann zu Oszilator 1 gesynct wird), nicht durchgehend, sondern immer in Halbtonschritten fällt...

Lg

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