Wieder eine Facharbeit ^^

von asa, 02.02.06.

  1. asa

    asa Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 02.02.06   #1
    Hi!
    Ich bin gerade dabei eine Versuchsreihe zum Thema "Vergleich zwischen Transistor- und Röhrenverstärkern für E-Gitarren - Computerunterstützte Aufnahme von Frequenzspektren" im Fach Physik zu entwickeln.

    Als ich dann also die Gitarre an den Verstärker angeschlossen hab und mal nachschauen wollte wie das mit der Obertonreihe bei nem E aussieht erhielt ich folgendes Frequenzspektrum http://img412.imageshack.us/img412/5095/freq8an.png

    Die 50Hz verstehe ich als Netzspannung. Aber die darauf folgenden Peaks entsprechen den Tönen E - Gis - E - H - E - Gis - H ...

    Meine Frage ist jetzt: Wie kommen die H und Gis dahin? Müsste es nicht eine klare Obertonreihe mit exakten Vielfachen des Grundtons geben (82Hz 164Hz 329Hz 659Hz...) ?

    Wäre nett wenn mir das jemand erklären könnte.

    MfG
    asa
     
  2. FMKE

    FMKE Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 02.02.06   #2
    Also, wenn Du mal überlegst, was denn das H und das Gis eigentlich sind..

    Ja, es ist die Quinte und die Terz (wundert mich, dass Du nicht auch ziemlich schnell nen A gefunden hast).

    Die Obertöne, die bei einer Saitenschwinung entstehen sind weitaus komplexer als reine Vielfache der Grundschwingung. Es können zB auch teilungen der Saite durch 3 sein (4 Knotenpunkte) oder durch vier oder allgemein kann man die Saite (und damit auch die Schwinung durch n teilen.

    Wenn du dir das dann weiter überlegst ergibt sich dann für die bei einer Saitenschwingung theoretisch entstehenden Obertöne Frequenzen von
    f= f (Grund) * n


    soviel zu dieser Theorie.

    Und dann setz da mal in ruhe ein und Du wirst sehen, dass Du irgendwann Deine Werte für H, A und Gis bekommst (dürfte in etwa in der Reihenfolge sein).


    Daraus erklärt sich auch die Frage nach reinen Intervallen, da diese einfach die ersten Frequenzen für kleine Teiler der Saitenschwingung darstellen.


    Und schon ist Deine Messung wunderbar ;)


    Du hattest übrigens von Anfang an recht, es sind ja auch Vielfache von der Grundschwingung, Du wolltest die Grundschwinung immer nur mit zweierpotenzen multiplizieren.



    Viel Erfolg noch bei Deiner Facharbeit. Du könntest als nächste Fragestellung evtl. behandeln, warum gerade der Peak um 250 Hz (nebenbei solche Werte immer mit Fehlerrechnung angeben, macht sich besser) der höchste ist.


    Du kannst ja die Fragestellung, die Du gerade gestellt hast dadurch weiterverfolgen, dass du Knotenpunkte erzwingst (Flagolet) , mit den Peaks bei verschiedenen Anschlagstellen und bei verschiedenen PU einstellungen herumexperimentierst. Dann wirst Du irgendwann auf die Formel oben quasi experimentell kommen.


    Hast noch viel vor Dir!
     
  3. Ray

    Ray Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 03.02.06   #3
    Da gibts nette Bildchen...

    Die Oktaven sind immer nur die Verdopplungen, also bei 2,4,8,16. Dazwischen hängen die anderen Obertöne, immer bei den Vielfachen des Grundtons. Gäbe es nur Oktaven, würde das in unseren Ohren wahrscheinlich ziemlich steril klingen.

    [​IMG]


    geklaut von: http://de.wikipedia.org/wiki/Partialtonreihe
     
  4. DerOnkel

    DerOnkel HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 03.02.06   #4
    Die Erklärung mit der Naturtonreihe ist ja schon erfolgt. Mit Deinem Thema hat die von Dir gemachte Messung allerdings recht wenig zu tun!

    Wenn Du wirklich auf den Unterschied Röhre/Transistor hinaus willst, dann ist die Gitarre die mit Abstand schlechteste Signalquelle.

    Egal was immer zum Thema Röhre kontra Transistor geschrieben wird, kann man das mit einem einzigen Wort beschreiben: Klirrfaktor!

    Die durch die Klangeinstellung vorgenommenen Veränderungen (lineare Verzerrungen) lassen sich in beiden Technologien realisieren. Der Unterschied findet sich in den Stufen, die eine nichtlineare Verzerrung vornehmen. Um die sicher nachzuweisen benötigst Du einen klirrarmen Sinusgenerator und eine Klirrfaktormessbrücke (ein Spektrumanalyser tut es natürlich auch schon).

    In jedem Fall muß der Verstärker mit eine Eintonaussteuerung gefahren werden, also Sinus mit einer Frequenz. Jegliche Mehrtonaussteuerung wird den Blick auf das, was eigentlich geschieht trüben.

    Bevor Du jedoch mit irgendwelchen Messungen beginnst, solltest Du einen Überblick haben über:
    • Wo werden nichtlineare Verzerrungen im Verstärker (Röhre und Transistor) erzeugt?
    • Wie sehen die entsprechenden Kennlinien aus (Röhre/FET: quadratisch, bipolarer Transistor: exponentiel/Knickkennline)?
    • Mathematische Modellierung
    • Welche Klirrfaktoren werden erzeugt (Berechnung über Fouriersynthese)?
    Erst dann macht es überhaupt Sinn, Messungen vorzunehmen. Um die Sache dann leichter und übersichtlicher zu machen, solltest Du Dich auf eine Verstärkerstufe konzentrieren, denn über alles läßt sich das Ergebnis nur sehr schlecht den einzelnen Stufen zuordnen! (Man kann das Pferd eben nicht von hinten aufzäumen.)

    Insgesamt hast Du Dir da ein sehr umfangreiches Feld als Thema ausgesucht, welches Deinen zeitlichen Rahmen mit Sicherheit sprengt!

    Wenn Du wirklich seriöse Ergebnisse erreichen möchtest, muß Du Dich wohl etwas einschränken.

    Ulf
     
  5. Tuppes

    Tuppes Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 03.02.06   #5
    Tag zusammen.

    Die Obertonreihe ist exakt ausgemessen: 81, 2 * 81, 3 * 81, 4 * 81 und so weiter, mit ner kleinen Streuung dabei, aufs Hertz genau kriegt man das nie gemessen, oder man muss sehr lange mitteln.

    Der Peak bei 100 Hz ist genau der erste Oberton des Netzbrummens, und wenn du mal hinsiehst, bei 200 und 300 sind auch welche.

    Gruß,
    der Tuppes.
     
  6. asa

    asa Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 04.02.06   #6
    Danke erstmal für die Hilfe! Echt super erklärt :)

    @DerOnkel

    Meine Facharbeit beschränkt sich ja auf die Aufnahme von Frequenzspektren. Dachte mir das ungefähr so zu machen:
    1. Transistor clean: Einzelne Töne, Verschiedene Akkorde
    2. Das gleiche Verzerrt
    3. Den Kram clean mit Röhre
    4. Verzerrt mit Röhre

    Ob da jetzt wirklich was brauchbares bei rumkommt anhand der Frequenzanalysen wird sich dann ja zeigen. Und wenn nichts sichtbares bei rum kommt, dann hab ich halt heraus gefunden, dass es keine einfach messbaren Unterschiede auf der Ebene gibt ;)
     
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