Diskussion:Residualton

Residualklang und Kombinationstöne sind keine akustischen Täuschungen. Damit kann sich dieser Artikel nicht thematisch thematisch mit Akustische Täuschung überschneiden.

Was soll's!

Eddy 08:48, 9. Jun 2006 (CEST)

Habe den Baustein rausgenommen, weil nicht näher erläutert wurde was genau sich da überschneiden soll. --dbenzhuser 11:42, 18. Jun 2006 (CEST)

Entstehung des R.

Meine Erfahrung ist, daß das Mischen von 2:3 Frequenzverhältnissenen zur Erzeugung von R. nur bis ca. 160Hz:240Hz geht, darüberhinaus höre ich dann 2 getrennt Sinustöne. Unter [1] kann man ein Programm (Spektrum) runterladen, mit dem das auszuprobieren ist. In dem Lemma hier wird das Ganze zu pauschal erklärt, so, als ob es in jedem Frequenzbereich gehen würde. --Berndt Meyer 12:07, 27. Nov. 2006 (CET)

Frequenzwiedergabe im Kofferradio

In der Einleitung steht:

„So erkennt man im Kofferradio die gespielte Tonhöhe eines Kontrabasses, obwohl die Frequenz von den kleinen Lautsprechern nicht wiedergegeben werden kann.“

Meine Frage: Wieso soll die Möglichkeit der Wiedergabe bestimmter tiefer Frequenzen von der Größe/Konstruktion des Lautsprechers abhängen? Bedeutet das, daß Ohrhörer/Kopfhörer noch weniger tiefe Töne wiedergeben als Kleinlautsprecher? Ich denke, nur die Linearität des Frequenzgangs des NF-Verstärkers - Kofferradio-Lautsprecher-Kombination entspricht nicht der (HIFI-Norm) - oder sehe ich das falsch? Rein praktisch kann ich doch auch eine 20 Hz-Sinusspannung an einen Kleinlautsprecher legen und die Membran schwingt dann mit 20 Hz - aber eben zu leise, da sie nur relativ wenig Luftmoleküle zum Schwingen anregt, aber ein paar sind es trotzdem. Sollte der Gedankengang stimmen, müßte jemand kundiges dieses Phänomen der fehlenden Frequenzbereiche noch mal überarbeiten, denn so wie es jetzt steht, dürfte es wohl fehlerhaft sein. Gesegnete Ostern Euch allen!--Berndt Meyer 17:04, 5. Apr. 2007 (CEST)

Jeder Lautsprecher ist ein Hochpass mindestens 2. Ordnung. D.h.: gewöhnliche Regalboxen fallen oft schon unterhalb 120 Hz mit -12 dB/oct im Schalldruck ab, typische Bassreflex sogar mit -24 db/oct. Der Übergang ist natürtlich nicht schlagartig. Ich baue Lautsprecher, die bis 20 Hz linear gehen können, dies ist nicht einfach, und führt zu recht großen und schweren Kisten, die sind nichts für den Normalverbraucher. Das Kofferradiobeispiel ist mehr eine pädagogische Krücke. Es ist ganz richtig so, daß auch Töne von 20 Hz noch herauskommen, aber eben mit -30 oder gar -60 dB. Das ist schon ziemlich schwach. Das Tonempfinden ist dabei manchmal viel stärker. Der Residualton ist also oft nicht das Hören eines nichtvorhandenen Tones (s. auch Nichtlinearitäten), sondern eine stärkere Empfindung, als die naiv-linear-meßtechnisch zu erwarten wäre. --Herbert Eppler 16:55, 25. Apr. 2007 (CEST)

Einleitung

So erkennt man im Kofferradio die gespielte Tonhöhe eines Kontrabasses, obwohl die Frequenz von den kleinen Lautsprechern kaum wiedergegeben werden kann. Auch beim Telefonieren entsteht dieser Effekt: Der Grundton der menschlichen Stimme wird über das Telefon nicht übertragen, der Frequenzbereich des Telefons ist zu schmal, denn die Stimmübertragung beginnt hier erst oberhalb von 300 Hz. Aber das Gehör-Gehirn-System nimmt die Sprache mit ihren Grundtönen wahr (männlicher Grundton um 110 Hz, weiblicher Grundton um 220 Hz).

Das habe ich aus dem Einleitungssatz erst mal hierher verschoben, da es auch weiter unten nochmals genauer erklärt wird.--Berndt Meyer 13:08, 26. Jun. 2007 (CEST)

"Nichtlinearitäten" im Mittelohr

Das Mittelohr ist zeichnet sich durch eine hochgradig lineare Übertragung des Schalls aus. Die Massen, Steifen und Dämpfungen von Trommelfell, Gehörknöchelchen und ovalem Fenster sind konstant und nicht abhängig von Auslenkungen oder dort wirkenden Kräften. Das gesamte System ist passiv, so dass auch durch aktive Elemente keinerlei Nichtlinearitäten entstehen können. Ich habe den Absatz Erklärung entsprechend überarbeitet und stattdessen unterschiedliche Erklärungsansätze gegenüber gestellt.
Viele Grüße Skyhead 01:31, 27. Jun. 2007 (CEST)

Danke, lieber Skyhead, endlich mal eine Entwicklung weg von zusammengewürfelten, umständlich erklärten Halbwahrheiten. Was mich jetzt noch an dem Lemma srört, ist die Überschrift Residualton#Fehlinterpretationen. So fehlerhaft ist es ja nicht, was da steht. Fällt Dir eine bessere Überschrift zu dieser Erklärung ein? --Berndt Meyer 11:12, 27. Jun. 2007 (CEST)

Mein Vorschlag: Einfluss tiefer Töne auf den Höreindruck

Ich habe es auch schon entsprechend geändert.

Viele Grüße Skyhead 01:22, 8. Jul. 2007 (CEST)

Da steht immer noch, das Mittelohr sei ein Hebelsystem und damit zwingend nichtlinear. Den Zusammenhang verstehe ich nicht, ein reines Hebelsystem ohne Reibungsverluste wäre doch vollkommen linear. --Ikar.us 15:22, 22. Apr. 2008 (CEST)

Linearität bezieht sich auf Schwingungseigenschaften. Diese ergeben sich nicht nur aus evtl. Reibung sondern auch aus Trägheit bzw Eigenfrequenzen. Allerdings sagt ja Skyhead was anderes. Ich bin kein echter Spezialist im Thema. Linearität wäre für mich aber eher verwunderlich.--Heinz-A.Woerding 19:53, 22. Apr. 2008 (CEST)

Das träfe aber auf jede Übertragung in nicht ideal steifen Körpern zu, einen besonderen Zusamenhang mit den Hebeln sehe ich da auch nicht. --Ikar.us 10:26, 25. Apr. 2008 (CEST)

Eine Hebelübertragung ist in der Tat nichtlinear, genau dann, wenn die Auslenkungen von Eingang und Ausgang in unterschiedlichen Richtungen betrachtet werden. Ein Beispiel: Die Wippe auf einem Kinderspielplatz. Betrachte ich die Bewegung auf und ab an beiden Enden, besteht offenbar ein linearer Zusammenhang. Auf wenn die Hebelarme unterschiedlich lang sind, bleibt das Ganze linear. Jetzt schaue ich mir aber die Bewegung in der Horizontalen Ebene an, schaue also von oben auf das Ende der Wippe. Da tut sich nicht viel, aber ein wenig schon, und wenn ich mir einen Hebel vorstelle, der um größere Winkel ausgelenkt werden kann, ist der Effekt sehr deutlich. In waagerechten Stellung der Wippe ist die Projektion auf den Boden am längsten. Wippen wir in die eine oder die andere Richtung, so wird der „Schatten“ kürzer. Schon diese qualitative Überlegung zeigt, dass der Zusammenhang zwischen Höhe des einen Endes und Schatten des anderen Endes nicht linear sein kann. (Es sind hier Sinus bzw. Cosinus des Drehwinkels am Werk.) Entsprechendes kann man sich für alle anderen Projektionsrichtungen überlegen, sofern nicht beide identisch sind. Bei Systemen aus mehreren Hebeln wird durch die Anordnung der Hebel zueinander die Richtung der Kraftübertragung bestimmt. Wenn ich das gerade richtig sehe, ist die sogar abhängig von der momentanen Auslenkung … Wie groß der Effekt dieser Nichtlinearitäten im Mittelohr ist, kann ich leider auch nicht einschätzen.

--Docbritzel 14:03, 25. Apr. 2008 (CEST)

Residualton / Differenzton

Wäre schön, wenn mir jemand den Unterschied Residualton/Differenzton erklären könnte und am besten, das danach auch in die Artikel schreibt. In beiden steht im Moment, dass Differenton bei Orgeln fälschlich als Bezeichnung verwendet wird. Allerding ist der Unterschied für mich nach lesen der Artikel nicht verständlich, da es jeweils um die Relation Grundton /Oktave / Quinte der Oktav (d. h. die natürliche Obertonreihe) und der daraus resultierenden Wahrnehmung eines zusätzlichen Tones, der bei gleichzeitigem Klingen von Grundton und Quinte eine Oktav unter dem Grundton liegt. Wo liegt der Unterschied?
Ein schönes Beispiel wären übrigens auch die Powerchords, die Gitaristen verwenden??--22:14, 22. Apr. 2008 (CEST)

Darüber ist schon sehr viel diskutiert worden. Leider ohne, dass davon etwas in die Artikel eingeflossen ist. (Siehe Diskussion:Differenzton). --Thornard, ^Diskussion, 01:34, 23. Apr. 2008 (CEST)

Bei dem Abschnitt "Anwendung"/"Orgelbau" sollte der letzte Satz "Dieses Phänomen wird unrichtig Differenzton genannt." gelöscht werden, da die erzeugten 32'-Töne exakt der Differenz der Frequenzen aus 16'-Töne und 10 2/3'-Tönen entsprechen. Nun ist ja schon jahrelang über die richtigen Begriffe diskutiert worden ohne abschließendes Ergebnis. Wie wäre es damit: Alle beschriebenen Effekte sind Kombinationstöne! Sonderfälle der Kombinationstöne sind 1. der Differenzton f2-f1 (Differenzbildung) und 2. der Residualton = Kombinationston, der wesentlich lauter ist als die Ursprungstöne, was zur Folge hat, dass die Ursprungstöne nicht mehr selbständig wahrgenommen werden, bzw. als Obertöne des Residualtones erscheinen (was sie physikalisch gesehen aber nicht sind). Damit kann man die beiden Artikel Kombinationstöne und Residualtöne zusammenlegen. 79.208.46.39 22:57, 7. Mai 2010 (CEST)

Kombinationstöne sind Differenztöne aber keine Residualtöne

Wenn der "Residualton" physikalisch nicht nachweisbar ist und demnach von unserem Gehör gebildet oder rekonstruiert wird, stellt sich die Frage, warum er von jedem wahrgenommen werden kann, und woraus sich die jeweilige Tonhöhe ergibt. Zunächst muß man ihn vom "Differenzton" oder "Kombinationston" unterscheiden, da sich in der Vergangenheit hier oft Verwechslungen ergeben haben: Nach Meyer-Eppler (1959), Residualton und Formantton, in: Gravesaner Blätter 4, Heft 14, S. 70-83.) kann man den "Residualton", im Gegensatz zum "Differenzton", der sich aus der Differenz zweier Teilfrequenzen ergibt, als Quotiententon bezeichnen. Die Frequenz seiner Tonhöhe ergibt sich in den meisten Fällen aus dem größten gemeinsamen Teiler der an der Entstehung beteiligten Teilfrequenzen.
-- Ebs 00:05, 8. Mai 2010 (CEST)

Warum steht dann der "Orgelbau"-Absatz bei "Residualton" und nicht im Artikel "Kombinationston"? Ist ein Kombinationston nachweisbar? Fragt sich, mit welcher Messmethode. Unser Gehör kann eben auch Hüllkurvenschwingungen hören, begreifen, verstehen! Das ist das Phänomenale am Hörsinn - eine Fähigkeit, die ein technisches Frequenzmessgerät nicht selbstverständlich auch kann. Residualtöne dürften für das Ohr auch Hüllkurvenphänomene sein. Es ist wirklich schwer, Kombinationston und Residualton sauber voeinander zu trennen, weil aufgrund des Obertonspektrums von Klängen der Kombinationstoneffekt Resitonanteile, und der Residualtoneffekt Kombitonanteile haben. Ich sehe zwischen den Begriffen Differenzton und Quotiententon nicht wirklich einen Widerspruch, da die Ton- bzw. Intervallempfindung einer logarithmischen Skala folgt. Man könnte höchsten beim Differenzton zwei Hauptschwingungen (mit Ausgangsfrequenzen) und beim Quotiententon viele Hauptschwingungen als relevant sehen. Aber auch beim Differenztoneffekt haben wir es in der Musikpraxis oft mit einem Obertonspektrum zu tun, also mit mehreren Schwingungen, die dann letztendlich als Quotiententon den Differenzton verstärken, wenn die beteiligten Schwingungen in einem einfachen ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen. Werde mal Meyer-Eppler (og. Schrift) lesen und schauen, ob er mich (Musiker) überzeugt. Bis jetzt bin ich immer noch der Meinung, die beiden Artikel Kombinationstöne und Residualtöne gehören zusammen und in diesem Artikel müsste das Gemeinsame und das Trennende genau beschrieben weden. 79.208.48.49 19:47, 22. Mai 2010 (CEST)

Problem mit der Grafik und Erläuterung: "Die Überlagerung zweier Schwingungen (z. B. 200 Hz und 300 Hz) ergibt eine Schwingung mit der Frequenz des Residualtons von 100 Hz" Genau dieser Effekt wird als Differenzton oder Kombinationston beschrieben. Was hat dann diese Grafik auf der Residualtonseite verloren? Flötist 19:52, 23. Okt. 2010 (CEST)

In der Einführung des Artikels heißt es: "Bei der Präsentation eines akustischen Signals in Form einer periodischen Schwingung..." Ich finde, es ist wichtig, dass es sich um eine breitbandige Schwingung handelt mit vielen Teiltönen, damit der Residualtoneffekt deutlich vom Kombinationstoneffekt unterschieden wird. Die Grafik müsste dann mehrere Teiltöne enthalten und den Hinweis, dass der (in der primären Tonerzeugung) fehlende Grundton dennoch hörbar ist. Flötist 20:32, 23. Okt. 2010 (CEST)

August Seebeck

Müsste nicht in dem Artikel neben Schouten auch August Seebeck genannt werden, der 100 Jahre vor Schouten 1841 den Residualklang beschreibt? Könnte diese Schrift sein: Beobachtungen über einige Bedingungen der Entstehung von Tönen, in: Annalen der Physik und Chemie 53, 417-436. Flötist 20:32, 23. Okt. 2010 (CEST)

Residualtöne haben nichts mit Periodengängen von Signalen und Differenztönen zu tun.

Eine Periodenmessung eines Gesamtsignals scheidet zur Erfassung der Residualtonhöhe aus. Ergebnisse in der neueren Psychoakustik sprechen gegen den Ansatz, periodische Muster im Signal zur Tonhöhenerfassung heranzuziehen. Periodisch amplitudenmoduliertes Rauschen löst beim Hörer so gut wie kein Tonhöhenempfinden in der Höhe der Modulationsfrequenz aus, obwohl ein eindeutig periodisches Muster im Gesamtsignal erkennbar ist. Es gibt noch andere Erkenntnisse, die gegen den Ansatz der Periodenerfassung sprechen.

Residualtöne entstehen als virtuelle Tonhöhen im Hörzentrum, also auf der höheren neuronalen Verarbeitungsebene. Es sind auch weniger Differenztöne verantwortlich, sondern vielmehr die Fähigkeit des Gehörs, anhand einer "Schablone" Obertonspektren zu erkennen und zuzuordnen. Es kann auch durchaus sein, dass Differenztonhöhe und Residualton nicht übereinstimmen. Die Erzeugung einer virtuellen Tonhöhe funktioniert am Besten aus Kombinationen der ersten 6-8 Obertöne eines Grundtons. Je mehr Töne aus der Obertonstruktur kombiniert werden, desto ausgeprägter die Fähigkeit der Bildung eines virtuellen Grundtons. Selbst bei Tonpaaren, die nur aus 2 Sinustönen in der Größe von Terzen, Sexten oder gar einem (reinen) Tritonus (7. Teilton mit dem 5. kombiniert) bestehen, besitzt das Gehirn die Fähigkeit, einen virtuellen, nicht vorhandenen Grundton zu hören, wobei vom Grundton weiter entfernte Harmonische einen weniger starken Effekt auf die Bildung der virtuellen Tonhöhe haben. Bei Tonpaaren muss der Hörer allerdings häufig über eine Hilfestellung an die virtuelle Tonhöhe herangeführt werden.

Zurückzuführen ist diese Fähigkeit des Hörzentrums vermutlich auf die evolutionäre Entwicklung der menschlichen Sprache (Anm.: Besonders Vokale sind aus harmonischen Teiltönen zusammengesetzt). Es entsteht im Hörzentrum ein gesamtheitlicher Eindruck eines Klanges, während einzelne Harmonische nicht mehr bewusst wahrgenommen werden.

Es sei noch angemerkt, dass das Ohr auch keine Frequenzverhältnisse zwischen einzelnen Sinusfrequenzen misst, sondern die Distanzen der Erregungsstellen auf der Basilarmembran im Innenohr.

Meiner Ansicht nach sollter der komplette Artikel überarbeitet werden.

Hierzu empfehlen kann ich die wissenschaftlichen Arbeiten von Prof.Dr.-Ing Ernst Terhardt, einem angesehenen Forscher auf dem Gebiet der Psychoakustik. Dort wird alles wesentlich ausführlicher behandelt. Terhardt hat intensiv auf dem Gebiet der virtuellen Tonhöhe von Klängen geforscht.

Literaturempfehlung: Akustische Kommunikation von Ernst Terhardt, 1998, Springer Verlag. -> Hier gibt dazu auch einige beeindruckende Hörbeispiele.

--Jonas Vogt (nicht signierter Beitrag von 94.125.73.81 (Diskussion) 15:09, 13. Jan. 2013 (CET))

Das widerspricht sich meiner Ansicht nach: laut Überschrift hätten die Residualtöne nichts mit Differenztönen zu tun - und weiter unten ist von Intervallen die Rede, die einen virtuellen Grundton empfinden lassen würden. Genau diesen virtuellen Grundton kann man aber aus der Differenz der beteiligten Frequenzen errechnen, deshalb der Begriff Differenzton. Dass die vom Grundton weiter entfernte Harmonischen einen weniger starken Effekt auf die Bildung der virtuellen Tonhöhe haben würden, kann ich als aktiver Musiker überhaupt nicht bestätigen. Gerade Terzen (z.B. entsprechend einem 5./6. Partialton) lassen in hoher Flöten- oder Trompetenlage einen sehr starken Grundton hervortreten. Lasse ich in einem Ensemble die Musiker z.B. c², g², c³ und e³ spielen, klingt das c' ziemlich laut, das c' ist der Differenzton sowohl von c²-g², von g²-c³ als auch von c³-e³. Andererseits ist c' auch ein Residualton, weil die gespielten Töne den Obertönen von c' entsprechen. -- Flötist (Diskussion) 20:57, 13. Jan. 2013 (CET)

Geiger kennen den Effekt, dass bei manchen Doppelgriffen die Geige zu vibrieren scheint - in der Frequenz des Differenztones. Man kann den Ton spüren, hören und es ist schwer zu glauben, dass das was man spürt ein neuronaler Effekt im Hörkortex sein soll. --84.149.158.150 21:10, 13. Jan. 2013 (CET)

Hinweis: Bitte verwechseln sie nicht Kombinationstöne, die einen real-physikalischen Hintergrund haben (Nicht-Linearitäten in Übertragungssystemen), mit virtuell wahrgenommenen Tonhöhen. --Jonas Vogt

Bitte Kombinationstöne nicht mit virtuellen Tonhöhen verwechseln...

Kombinationstöne gibt es durchaus und sie sind auf reelle physikalische Vorgänge (Nicht-Linearitäten in der Schallübertragung) zurückzuführen. In den oben geschilderten Beispielen treten sie meist in den harmonischen Viefachen des Grundtons zweier Teiltöne auf. Allerdings sind Kombinationstöne immer stark von der Lautstärke des Signals abhängig und nicht virtuell. Bei schwächeren Pegeln kann man sie häufig nicht wahrnehmen. Residualtöne sind hingegen auch wahrnehmbar, wenn Kombinationstöne unter die Hörbarkeitsschwelle fallen. Sie dürfen daher nicht verwechselt werden.

Ich hab hier ein Beispiel angefertigt, am Besten leise und mit Kopfhörern abhören, um nichtlineare Verzerrungen zu vermeiden:

(Es wird eine bekannte Melodie abgespielt, jeweils ein Durchlauf mit einem reinen Sinusklang, einer Dreieckschwingung, 2. und 3. Harmonischen, 3. und 4. Harmonischen, 4. und 5. Harmonischen, 5. und 6. Harmonischen und der 5. und 7. Harmonischen. Ich habe am Schluss noch einen Vergleich angefertigt, bei dem zwei beliebige Frequenzen Differenztöne der jeweiligen Grundtöne der Melodie anregen sollten. Die Melodie und grundsätzlichen "virtuellen" Tonhöhen sollten bis auf das letzte Beispiel erkennbar sein.)

https://dl.dropbox.com/u/161830/Virtuelle%20Tonh%C3%B6hen.mp3

Viele Grüße

--Jonas Vogt (nicht signierter Beitrag von 94.125.73.81 (Diskussion) 22:16, 13. Jan. 2013 (CET))

Hallo Jonas Vogt, sind das Ihrer Meinung nach Beispiele für Kombinationstöne, Differenztöne oder Residualtöne? Viele Grüße -- Flötist (Diskussion) 08:44, 14. Jan. 2013 (CET)

Das von mir gepostete Hörbeispiel soll Residualtöne, bzw. virtuelle Tonhöhen verdeutlichen. Man kann sie sich als eine übergeordnete Tonhöneneinordnung eines Reizspektrums vorstellen, unabhängig von der Tonhöhe der Einzelfrequenzen. (Die Art und Weise, wie das auditive Verarbeitungssystem Tonhöhen komplex gearteter Töne bestimmt, ist hierfür ausschlaggebend.) Kombinationstöne sollten in diesem Beispiel eigentlich nicht auftreten, wenn die Ausgangsbedingungen stimmen.

Der Differenzton fd = f2 - f1 fällt unter die Kategorie Kombinationston und ist bei hohen Schallpegel meist am Besten wahrnehmbar. Wird mein Hörbeispiel in einem angemessenem Lautstärkepegel abgespielt, sollte die errechnete Differenzfrequenz unterhalb der Wahrnehmungsschwelle fallen. Das ließe sich auch praktisch überprüfen.

Übrigens sind die englischen Seiten zu diesem Thema auf einem aktuellen Stand.--Jonas Vogt (nicht signierter Beitrag von 94.125.73.81 (Diskussion) 11:36, 14. Jan. 2013 (CET))

Der Beitrag ist derzeit noch sehr ausbaufähig

Der englischsprachige Beitrag Missing Fundamental ist bei weiten besser, es gäbe daher eine menge Arbeit auch diesen Betrag zu aktualisieren. -- Jpascher (Diskussion) 19:02, 30. Mai 2013 (CEST)

Konzepte im Abschnitt "Erklärung" sind allesamt widerlegt

Die Konzepte im Abschnitt "Erklärung" sind allesamt widerlegt durch Maskierungsexperimente. Siehe Parallelartikel in EN:WP. Sie werden deshalb entfernt und durch das vorherrschende neurophysiologische Konzept ersetzt.--Saidmann (Diskussion) 16:49, 18. Mai 2015 (CEST)

Ist dieses neurophysiologische Konzept auch bei der Wahrnehmung von Kombinationstönen wirksam? Da geht es ja auch um Periodenbildungen.--Flötist (Diskussion) 20:00, 19. Mai 2015 (CEST)

Das kann zumindest nicht ausgeschlossen werden. Hier ist allerdings die Frequenz des Kombinationstons (im Gegensatz zur Frequenz des Residualtons) im Innenohr vorhanden und wird dort wie sonstige Frequenzen normal registriert und verarbeitet.--Saidmann (Diskussion) 20:55, 19. Mai 2015 (CEST)

Könnte der Effekt vielleicht mit der Fourier-Analyse (besser) erklärbar sein? --2.247.252.28 19:48, 11. Mär. 2018 (CET)