Schallwellen neutralisieren

[Azubi]

Eine Frage an all diejenigen hier im Forum die sich mit Schalltechnik ein wenig auskennen:

a)
Stimmt es das Glas den Schall gleich dem Einfallswinkel weitergibt?
Also Einfallswinkel = Ausfallswinkel?

b)
Stimmt es das Glas nahezu zu 100% den Schall reflektiert?

c)
Stimmt es das gleiche Schallwellen, die aufeinandertreffen sich gegenseitig fast eliminieren?

Gruß

Azubi

und was geschieht wenn Schallwellen genau senkrecht auf eine plane Glasscheibe treffen?

[Spasstiger]

Google mal nach destruktive und konstruktive Interferenz, da wirst du alle Antworten auf deine Fragen finden.

[Gast]

Google mal nach destruktive und konstruktive Interferenz, da wirst du alle Antworten auf deine Fragen finden.
Wenn er googeln wollte, hätte er das getan. ... immer diese verdammten "google doch" antowrten. *grrr*

Im übrigen würden deine Google-Schlagwörter nicht alle Fragen beantworten.

[looking glass]

zu a und b bin ich überfragt, würde a mit ja beantworten, aber naja.

c ist nicht ganz richtig, gleiche Frequenzen verdoppeln sich bei deiner Fragestellung (berg+berg einfach gesagt), bei der Auslöschung "gleicher" Frequenzen ist wichtig, das sie phasenverschoben aufeinander treffen, einfach gesagt, Berg und Tal überdecken sich und ergeben so null.

Das Problem dabei ist es, genau das zu treffen, stimmt es nicht genau überein, verschlimmert sich das Problem (siehe berg+berg), als weitere Schwierigkeit sind die vielen Frequenzen zu nennen, je mehr um so schwieriger, dann kommt das Umfeld ran und wenn Du bei der Frage dran gedacht hast, z.B. das Lüftergeräusch so auszuschalten, nun ja, der kleine Scheisser moduliert ja auch noch, dann müsste dies also dynamisch passieren, sprich Frequenzaufnahme, Phasenanpassung zur Negierung und das dann an geeigneter Stelle aufeinander treffen lassen, was schwierig wird, wenn die Frequenzen sich leicht gewandelt haben durch das Umfeld.

Letzendlich, wenns klappt = Totenstille, doch nur ein paar Pünktchen daneben gelegen und man hat eine grössere Störquelle als zuvor.

MfG
Look

[Madman123456]

Glas reflektiert den Schall leider nur difus. Die Schallwellen werden zwar direkt reflektiert, aber leider ist die Oberfläche von Glas erstaunlich uneben. Durch diese unebenheiten wird auftreffender Schall meist "gefächert"

[Spasstiger]

Wenn er googeln wollte, hätte er das getan. ... immer diese verdammten "google doch" antowrten. *grrr*

Im übrigen würden deine Google-Schlagwörter nicht alle Fragen beantworten.

Sorry, aber ich war recht müde und wollte ins Bett und dachte, dass er mit den zwei Schlagwörtern weiter kommen würde als bisher.

Zu a. Ich würde sagen, dass das Glas einen Teil der Schallwellen -wie oben bereits gesagt - diffus reflektiert (d.h. gestreut in alle Richtungen) und einen Teil durchlässt (die Schallwelle breitet sich dann im Medium Glas weiter aus).

Zu b. Das weiß ich nicht, aber könnte schon sein, da man bei geschlossenem Fenster Lärm von draußen deutlich reduzieren kann.

Zu c. Schall breitet sich eigentlich kugelförmig aus, aber betrachten wir nur mal den ebenen Fall (Schall breitet sich in einer Ebene aus). Wenn an einem Punkt zwei Schallwellen mit um 180° verschobener Phase und gleicher Frequenz zusammenkommen, so wird an dieser Stelle eine destruktive Interferenz auftreten, sprich der Schall würde sich dort auslöschen. Allerdings breiten sich die Wellen trotzdem weiter aus und an den allermeisten Stellen wird man wieder etwas hören, weil eben keine destruktive Interferenz auftritt (Phaseverschiebung ungleich 180°). Es ist nur möglich, den Schall auf bestimmten Linien im Raum verschwinden zu lassen, aber nicht im ganzen Raum. Außerdem müsste ein Gerät ständig die Phasenverschiebung anpassen, weil sich ja die Frequenz ständig ändert.

Es gibt aber tatsächlich Maschinen zur Auslöschung des Schalls, die Umgebungsgeräusche aufnehmen und 180° phasenverschoben wieder aussenden.

Man kann daheim einen schönen Selbstversuch starten, wenn man Stereoboxen hat. Einfach mit einem Audiobearbeitungsprogramm auf beide Kanäle ein Ton konstanter Frequenz (z.b. 440 Hz) draufgeben und dann entweder beim linken oder beim rechten Kanal die Phase um 180° verschieben, bzw. einfach eine kurze Pause einfügen, die der halben Periodendauer entspricht. Bei 440 Hz sind das 0.0011364 Sekunden. Je nachdem wie die Boxen nun stehen, wird man auf verschiedenen Linien im Raum den Ton leiser oder lauter wahrnehmen.

[diedl]

Und je tiefer die Frequenz (größere Wellenlänge) umso leichter fällt
das "neutraliesieren".
Um beim Beispiel "Stereoboxen" zu bleiben, einfach einmal eine Box "verpolen"
Ergebniss, kaum noch Bässe. :wink:

mfg diedl

[Spasstiger]

Ich hab hier mal ein Stereo-Sample erstellt, wo der rechte Kanal und der linke Kanal um 180° phasenverschoben zueinander sind:
http://junk.paulm.com/Destruktive_Interferenz_Sample.mp3

Man hört den Ton an verschiedenen Stellen im Raum unterschiedlich laut. Man kann auch mal mit der Rechts-Links-Balance spielen. ;)

EDIT: Hier hab ich noch ein zweites Sample erstellt, um die Idee von diedl aufzugreifen:
http://junk.paulm.com/destruktive_interferenz_sample2.mp3

Dabei sind drei Töne überlagert, einmal 90 Hz, einmal 180 Hz und einmal 360 Hz. Jeder der drei Töne weist eine 180° Phasenverschiebung zwischen dem rechten und dem linken Kanal auf.
Wenn ihr das Sample abspielt und mit der Balance rumspielt, so werdet ihr feststellen, dass der Bass/die 90 Hz Frequenz umso stärker rausklingt, je weiter der Balanceregler von der Mitte entfernt ist.

[Piffan]

Ich bin nicht der Physiker und Akustiker, maße mir aber dennoch mal dreist ein Urteil dazu an: Quatsch mit Soße!

Unterstellen wir einmal, dass es einen perfekten Sensor, einen perfekten Lautsprecher und ne perfekte, d.h. verzögerungsfreie Elektronik gibt, die in Echtzeit arbeiten kann. Dann KÖNNTE man den Schall ein EINER Position komplett löschen.
Warum? Weil sich der Schall kugel- oder bei Hindernissen fächerförmig ausbreitet. Damit ist es schon mal komplett unmöglich, an allen Stellen für eine Auslöschung der Schallenergie zu sorgen.

Den Schall am Entstehungsort auszulöschen ist also nicht drin. Dafür kann ich den Schall direkt am Ohr löschen: Der Sensor (Mikrofon) nimmt den Schall vor dem Gehörgang auf (am besten im äußern Gehörgang), die Elektronik sorgt durch entsprechende Ansteuerung eines Kopfhörers für Auslöschung. Dass ganze könnte man als Regelkreis konstruieren, der nur das Ziel hat, periodische Luftdruckschwankungen (nichts anderes sind Schallwellen) zu neutralisieren. Sicher recht trivial und sowas sollte es schon geben. K.A.

Also wenn ich nicht schief liege, dann klappt es nur bei Trägern von Kopfhörern, aber nicht, um einen PC leise zu bekommen.

[looking glass]

@ Gast,

wer keine Ahnung, einfach mal Fresse halten, das was Piffan beschrieben hat, wurde schon längst technisch umgesetzt nämlich in Kopfhörern, die störende Aussengeräusche "wegfiltern" - ja die Dinger gibs/gabs schon zu kaufen.

Look

[Piffan]

Ich denke der Gast meint meinen netten Ausspruch. Wer weiß, vielleicht war er persönlich getroffen.

Gut, ich sehe ein, dass man mit Sprüchen wie "Quatsch mit Soße" immer jemanden beleidigt.

Dass man Schall mit Schall löschen kann, stimmt ja auch. Ich meinte, dass man eine Schallquelle nicht ausschalten kann mit Gegenschall. Das Spektrum von tiefen und hohen Tönen und die Unregelmäßigkeit ist noch das geringste Problem, richtig fies ist halt die ungerichtete Abstrahlung des "Wellensalates" vom Ort der Schallentstehung weg in die Umwelt.
Aber wer weiß, vielleicht klappt es ja bis zu einem gewissen Grade, wenn man mehrere Lautsprecher um die Störquelle herum anordnet, sie gewissermaßen einkreist.

Je länger ich drüber grübele, um so mehr interessiert es mich jetzt doch. Wenn es solche Lösungen gibt, dann gibts doch sicher Links?

Werde erstmal bei Google nachsehen, jetzt hats mich auch gepackt.....

[Piffan]

Habe einen Artikel gefunden, der allerdings recht schwere Kost ist. Habe da aufgehört, wo die für mich relevante Aussage kam: Eindimensionale Schallfelder lassen sich durch Gegenschall recht leicht löschen. Eindimensional wäre die Ausbreitung des Schalles in Röhren, Lüftungsschächten etc.
Bei der dreidimensionalen Ausbreitung des Schalles ist es exakt wie die Spasstiger und looking glas es schon erwähnten: Die Auslöschung kann nie im ganzen Raum stattfinden, sondern nur in gewissen Zonen, zwischen diesen leisen Stellen wird es dafür um so lauter. :D

Eindimensionales Schallfeld - in einer Röhre oder im Schacht - worauf bringt mich das? Auf den äußeren Gehörgang. Und da kann man ja demnach ohne Probleme löschen. Also schreibt der Piffan wohl doch nicht so viel Stuss, trotz schwerer Macke. ;)

http://216.239.59.104/search?q=cache:ybNPFJ92Y3cJ:www.stiftung-industrieforschung.de/
innovationen/importe/1_Material_handout_Woelfel.DOC++%22Schallausl%C3%B6schung%22&hl=de

Das Document ist übrigens bebildert zur Veranschaulichung. Anfangs habe ich och alles geschnallt, aber spätestens bei den Algorythmen ist Ende im Gelände für mich. :D

[DerRob]

Unterstellen wir einmal, dass es einen perfekten Sensor, einen perfekten Lautsprecher und ne perfekte, d.h. verzögerungsfreie Elektronik gibt, die in Echtzeit arbeiten kann. Dann KÖNNTE man den Schall ein EINER Position komplett löschen.
Warum? Weil sich der Schall kugel- oder bei Hindernissen fächerförmig ausbreitet. Damit ist es schon mal komplett unmöglich, an allen Stellen für eine Auslöschung der Schallenergie zu sorgen.

Den Schall am Entstehungsort auszulöschen ist also nicht drin.
wenn der gegen-schall genau an der gleichen stelle wie der schall erzeugt wird, dann sollte es doch garnicht erst zur ausbreitung des schalls kommen... :confused:

[N0rG]

wenn man eine kiste bauen kann in der jeglicher schall neutralisiert wird, dann bräuchte man das teil nurnoch big tower nennen und gut... :D

ne ma im ernst: wenn man nen lüfter in ne "schalldichte" röhre stekt ließe sich der schall in der theorie leicht neutralisierten aber in der praxis wird das lüftergeräusch sich mir jeder spannungsschwankung verändern was die angelegenheit nur noch lauter macht..... oder man nutzt aus das der schall so langsam ist. wenn man denn schall direkt an der quelle mit nem micro aufnimmt den verarbeitet und ihn dann in der röhre mittels funk an einen lautsprecher weiter hinten in der röhre sendet, an dem der primärschall noch nicht eingetroffen ist dann.... ich frage mich nur wie lang das rohr heutzutage wäre um die verzögerung durch die elektronik zu kompensieren

MfG

[Piffan]

wenn der gegen-schall genau an der gleichen stelle wie der schall erzeugt wird, dann sollte es doch garnicht erst zur ausbreitung des schalls kommen... :confused:

Wenn sich der Schall eindimensional ausbreitet, klappt das.

Leider breitet er sich im Raum dreidimensional aus, und damit geht es nun mal nicht.

Beispiel: Der Schall wird von einem Lüftermotor in einer Röhre erzeugt. Nun machen wir es uns einfach und sagen, der Schall breitet sich nur auf einer Linie, also eindimensional aus. Die Linie ist halt das Rohr. Wenn das Rohr einen relativ kleinen Durchmesser hat, stimmt es ja auch näherungsweise. Nun könnte man tatsächlich ein Mikrofon nehmen, welches den Schalldruck in einem gewissen Abstand vom Lüfter aufnimmt, und über eine Regelelektronik einen Lautsprecher so ansteuern, dass dieser korrekte Tonhöhen und Amplituden in der korrekten Phasenlage dem Störsignal entgegenschickt.

Bei allen anderen Fällen, wo der Störer frei in den Raum strahlt, geht es prinzipiell so nicht.....

[Piffan]

wenn man eine kiste bauen kann in der jeglicher schall neutralisiert wird, dann bräuchte man das teil nurnoch big tower nennen und gut... :D

ne ma im ernst: wenn man nen lüfter in ne "schalldichte" röhre stekt ließe sich der schall in der theorie leicht neutralisierten aber in der praxis wird das lüftergeräusch sich mir jeder spannungsschwankung verändern was die angelegenheit nur noch lauter macht..... oder man nutzt aus das der schall so langsam ist. wenn man denn schall direkt an der quelle mit nem micro aufnimmt den verarbeitet und ihn dann in der röhre mittels funk an einen lautsprecher weiter hinten in der röhre sendet, an dem der primärschall noch nicht eingetroffen ist dann.... ich frage mich nur wie lang das rohr heutzutage wäre um die verzögerung durch die elektronik zu kompensieren

MfG

Die Verzögerung durch die Elektronik ist völlig zu vernachlässigen. Man kann annehmen, dass die Schallaufnahme im Mikro und die Signalausgabe im Lautsprecher verzögerungsfrei sind im Vergleich zur Schallgeschwindigkeit.

[DerRob]

Wenn sich der Schall eindimensional ausbreitet, klappt das.

Leider breitet er sich im Raum dreidimensional aus, und damit geht es nun mal nicht.

[...]

Bei allen anderen Fällen, wo der Störer frei in den Raum strahlt, geht es prinzipiell so nicht.....
wieso nicht? ein (perfekter) lautsprecher strahlt doch auch frei in den raum. und wenn man den schall schon (fast) direkt am entstehungsort eliminiert, dann breitet er sich doch garnicht erstdreidimensional aus ;)

ich gehe dabei natürlich vom perfekten micro, lautsprecher usw. aus, daß das technisch (noch) nicht möglich ist, weiß ich auch :P

[Flak]

bisl Off Topic: gabs nichtmal n film oder so wo jemand ein gerät erfunden hat das alle geräusche eliminiert hat? irgendwie erinnere ich mich wage an sowas :)

[DerRob]

bisl Off Topic: gabs nichtmal n film oder so wo jemand ein gerät erfunden hat das alle geräusche eliminiert hat? irgendwie erinnere ich mich wage an sowas :)
beim marsupilami gabs mal sowas :biggrin:

[Piffan]

wieso nicht? ein (perfekter) lautsprecher strahlt doch auch frei in den raum. und wenn man den schall schon (fast) direkt am entstehungsort eliminiert, dann breitet er sich doch garnicht erstdreidimensional aus ;)

ich gehe dabei natürlich vom perfekten micro, lautsprecher usw. aus, daß das technisch (noch) nicht möglich ist, weiß ich auch :P

Nein, es geht nicht! Weil man zum Löschen die exakte Phasenlage haben muß. Nun breitet sich der Schall im Raume aus (ich sage ja auch DREIDIMENSIONAL) und damit kann ich von einem Punkte ausgehend nun mal nicht den Schall komplett löschen.
Lies mal den Artikel von Wölfel hinter dem Link. Ist allerdings nicht leicht, wie halt die Dinge nicht so einfach sind wie Hänschen sich das gedacht hat. .)

[Piffan]

Übrigens: Das ich am Anfang was sabbelte vom perfekten Mikro oder Lautsprecher: Vergesst es. Wenn ich mit Sensoren und Aktoren in einem Regelkreis arbeite, dann muss die Koppelung im Regelkreis nur eng genug sein und die Elektrik nur genug Power haben, dann klappt das schon, zumindest für die tieferen Frequenzen......

[Kinman]

warum nur für tiefe frequenzen?
schall breitet sich immer gleichschnell aus.

mfg Kinman

[Spasstiger]

warum nur für tiefe frequenzen?
schall breitet sich immer gleichschnell aus.

mfg Kinman

Er meint auf elektronischem Wege.

[Piffan]

Ich kann Schall nur löschen, wenn ich die Phasenlage exakt erwische. Das ist im Bassbereich halt leichter aufgrund der großen Wellenlänge.

[Kinman]

aber ich denke im bereich von ~0-10kHz wird es da nicht so viele Probleme geben. Je nach dem, wie man die Phase dreht (Filterschaltungen + Verstärker, Inv. Transistor/OPV- Schaltungen)

mfg Kinman

[Gast]

Man kann daheim einen schönen Selbstversuch starten, wenn man Stereoboxen hat. Einfach mit einem Audiobearbeitungsprogramm auf beide Kanäle ein Ton konstanter Frequenz (z.b. 440 Hz) draufgeben und dann entweder beim linken oder beim rechten Kanal die Phase um 180° verschieben, bzw. einfach eine kurze Pause einfügen, die der halben Periodendauer entspricht. Bei 440 Hz sind das 0.0011364 Sekunden. Je nachdem wie die Boxen nun stehen, wird man auf verschiedenen Linien im Raum den Ton leiser oder lauter wahrnehmen.
Das funktioniert auch ohne Phasenverschiebung *klugscheiss*
Bei diesem Versuch am besten ein Ohr zuhalten, dann merkt man den Unterschied zwischen (Fast-)Auslöschung und Verstärkung besser ;-)