Frequenzen Testen und Auswerten
Der hörbare Frequenzbereich
Als Laute und Töne nimmt das menschliche Ohr Luftschwingungen wahr, die zwischen 16 und ca. 22.000 Schwingungen pro Sekunde liegen. In der Technik wird dieser Frequenzbereich als 16 bis 22.000 Hertz (Hz) bezeichnet. Ein Hertz (1 Hz) entspricht einer Schwingung pro Sekunde.
von Bo Hanus
Tiefe Töne (Basstöne) haben eine niedrige, hohe Töne eine hohe Frequenz. Die Obergrenze des Hörbereichs ist individuell unterschiedlich
und sinkt mit zunehmendem Alter. Kleinkinder hören meist problemlos auch Töne, deren Frequenz zwischen ca. 20.000 und 22.000
Hz liegt. Die meisten der Achtzehnjährigen hören noch Frequenzen von bis zu etwa 20.000 Hz.
Wer in diesem Alter sein Gehör z. B. mit lauter Musik schon zu sehr strapaziert hat, kann einen Hörbereich von nur noch bis zu etwa 10.000
bis 15.000 Hz haben und hört höhere Töne gar nicht mehr.
Tabelle 2.1 zeigt den Tonumfang einiger Musikinstrumente.
Dieser Frequenzbereich bezieht sich jedoch nur auf die eigentlichen Grundtöne der Instrumente, nicht auf ihre höheren harmonischen Frequenzen, die für die Klagfarbe und Klangqualität bestimmend sind.
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Dass wir die Stimme eines bekannten Menschen erkennen, liegt nicht an der eigentlichen Tonhöhe sondern an der Klangfarbe (am Klangspektrum) seiner Stimme.
Das Klangspektrum einer Stimme hängt wiederum vom Inhalt der höheren harmonischen Frequenzen, Beigeräuschen und Beiklängen ab, die beim Sprechen, Singen oder Musizieren entstehen.
Gut zu wissen:
Unsere Ohren nehmen die Lautstärke der Töne nicht linear wahr. Tiefe Frequenzen hören unsere Ohren leise, Frequenzen im Bereich zwischen ca. 3.000 und 4.500 Hz dagegen sehr laut. Bedauerlicherweise verhalten sich Lautsprecher - und teilweise auch Verstärker - gerade umgekehrt: Sie können tiefe Töne nur relativ leise oder gar nicht wiedergeben. Tabelle 2.2 zeigt, wie unterschiedlich die Verstärkung in
Abhängigkeit von der Tonhöhe (Frequenz) sein müsste, damit unsere Ohren alle Töne subjektiv als gleich laut wahrnehmen.
Ein Ton, der keine höheren harmonischen Frequenzen beinhaltet, hat eine Sinusform nach Abb. 2.4 (oben).
Einen annähernd sinusförmigen Ton (eine rein sinusförmige Schwingung) erzeugt nur eine Stimmgabel.
Die meisten Töne beinhalten noch viele bis sehr viele höhere harmonische Frequenzen. Der Flötenton nach Abb. 2.4 (unten) ist eine Ausnahme, denn er beinhaltet nur eine einzige höhere harmonische Frequenz.
Ein Geigen- oder Trompetenton setzt sich dagegen aus einer großen Menge höherer harmonischer Frequenzen zusammen, die den ganzen Hörbereich füllen bzw. sich sogar noch oberhalb des hörbaren Bereichs (über ca. 22.000 Hz) fortsetzen. Wenn wir z. B. das relativ tiefe A
einer Geige hören, das als „Grundton" nur eine Frequenz von 220 Hz hat, beinhaltet es dennoch auch Frequenzen, die das hörbare Klangspektrum bis in den Bereich von 22.000 Hz (bzw. noch höher) füllen. Würden wir diesen Ton z. B. mit Lautsprechern wiedergeben, deren Frequenzbereich z. B. ab 7.000 Hz aufwärts aufhört, würden wir den ursprünglichen Ton nicht mehr wiedererkennen.
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Tabelle 2.1 zeigt den Tonumfang einiger Musikinstrumente.
