Statistische Frequenzspektren

© 2006 Marcel Müller

Abstract:
Für die Auslegung von Mehrwege-Lautsprecheranlagen ist es im Allgemeinen von Relevanz, welche Frequenzen mit welcher Häufigkeit bzw. Intensität vertreten sind. Danach richtet sich die Leistungsauslegung der beteiligten Bauteile und Komponenten.

Inhalt

Einleitung
Informationen
Daten
Klassik Techno
Kontakt

Einleitung

Wer schonmal etwas lautere Parties mit heimischen Hifi-Equipment gefeiert hat, hat möglicherweise die Erfahrung gemacht, dass selbiges unter Last auch mal die Flügel strecken kann. Oft sind es die selben Teile, die dabei aufgeben. Das liegt neben Fehlbedienung auch an der Leistungsauslegung der Komponenten. So muss bei einer Mehrwege-Box berücksichtigt werden, in welchen Teilen sich die Energie nach der Frequenzweiche auf die verschiedenen Lautsprecher verteilt.

So entfallen auf den Hochtöner (der mit mindestens 12db/Oktave bei 5kHz abgetrennt ist) typischerweise weniger als 4% der Gesamtenergie. Anders formuliert: wenn der Verstärker 50W RMS abgibt – und das ist sehr viel; im Gegensatz zu den astronomischen Watt-Zahlen aus den Marketingabteilungen –, dann fallen maximal 2W davon auf den Hochtöner. Die meisten Höchtöner sind in der Lage diese Leistung zu verkraften. Also, wenn die Hochtöner sterben, war nahezu immer eine Übersteuerung im Spiel. Diese verändert nämlich das Frequenzspektrum dramatisch.

Das Frequenzspektrum der Musik hängt allerdings signifikant von der Art der Musik ab. So hat sich mit der Verbreitung der elektronischen Musik das Frequenzspektrum deutlich zu den Grenzbereichen hin verschoben. Es kommen also häufiger sehr tiefe (<100Hz) oder sehr hohe Töne (>7kHz). Dazu kommt, dass die physiologische Lautstärkewahrnehmung bei diesen Frequenzen deutlich geringer ist. Es wird also zusätzlich für die gleiche wahrgenommene Lautheit mehr Leistung benötigt.

Informationen zu den Daten

Im folgenden sind für einige Musikrichtungen Energieverteilungen experimentell bestimmt worden, indem einige tausend Musiktitel analysiert wurden. Das ist natürlich nicht repräsentativ, man wird also bei Wiederholung des Experiments etwas unterschiedliche Ergebnisse erwarten dürfen. Aber die Merschrichtung gibt definitiv vor.

Anmerkungen

Allen Datenblöcken gemein ist, dass man die harmonische Stimmung der verwendeten Instrumente erkennen kann. Im Diskantbereich kommen vor allem bei klassischer Musik vorwiegend Frequenzen vor, die einem Halbton nach ISO 16 entsprechen. Des weiteren kann man erkennen, dass die schwarzen Tasten gut zweimal seltener verwendet werden als die Weissen.

In den logarithmischen Darstellungen kann man teilweise einen plötzlichen Abfall bei 16kHz um ca. 4dB erkennen. Dies liegt daran, dass für die Analyse auch MP3-Material mit Band-21-Cut-Off verwendet wurde. Bezogen auf die hier erwähnte Verwendung der Daten hat das keinerlei relevante Auswirkung.

Messverfahren

Legende

Die folgenden Frequenzspektrum zeigen Energiedichteverteilungen mit logarithmischer Frequenzskala. Dabei wurde auf Flächenerhalt skaliert. Die 10%-Marken teilen das Frequenzspektrum in 10 Bereiche mit jeweils identischer Gesamtenergie.

Zusätzlich sind die Daten nochmal in logarithmischer Darstellung (dB) angegeben.

Die zu Bildern gehörenden Originaldaten kann ich leider nicht zum Download anbieten, da die Datenmenge mit ca. 2MB pro Bild (komprimiert) doch erheblich ist.

Daten

Klassik

Techno

Bei Techno ist eine erheblich Basslastigkeit vorhanden. Über 85% der Energie fließen bei handelsüblichen HiFi-Boxen-Konstruktionen in den Bass. Man ahnt schon, dass die dabei am liebsten sterben würden...

Kontakt

Anmerkungen, Ergänzungen, Einwände (aber nicht zu viele :-):

Originale Seite: http://www.maazl.de/electronic/LS/Statistik.html