Facharbeit zum Thema Lautsprecher

Kopfhörer, Lautsprecher und Co.: Wie funktioniert das?
Inhaltsangabe:
1.: Einleitung
2.: Von Edison bis zur Compact Disc : Die Geschichte der Tontechnik
▪ 2.1: Edisons Phonograph vs. Berliners Grammophon
▪ 2.2: Digitalisierung durch die „Compact Disc“ (CD)
3.: Wiedergabe über moderne Lautsprecher
▪ 3.1 Wie funktioniert ein Standlautsprecher?
▪ 3.2: Tragbare Medien
3.2.1: Knopf-Kopfhörer
3.2.2: Kompaktes MP3-Format
▪ 3.3: „Active Noise Reduction“ (ANR)
4.: Schlussbemerkung
5.: Literaturverzeichnis

1.: Einleitung
Heutzutage gibt es ein riesiges Angebot an Lautsprechern: Kopfhörer, Knopf-Kopfhörer
(sog. „Plug-Ins“), große Standlautsprecher. Bei einigen Musikliebhabern könnte auch ein
Plattenspieler auftauchen.
Wer hat sich da noch nicht gefragt, wie das Ganze funktioniert?
Ich persönlich höre zu Hause und unterwegs viel Musik – durch kompakte Datenformate
und Digitalisierung ist das möglich. Somit liegt es auch in meinem Interesse, mehr darüber
zu wissen.
Bei vielen angesprochenen Themen könnte vielleicht der Gedanke aufkommen, dass die
Digitalisierung oder etwa „kompakte Datenformate“ eher etwas mit Informatik zu tun
haben, jedoch ist dem entgegenzusetzen, dass all dies auf physikalischen Forschungen
beruht.
Doch würde es keinen Sinn machen, genau beim heutigen Stand der Technik einzusteigen
und die heutige Tontechnik zu erklären, wenn noch kein Hintergrundwissen über die
Anfänge vorhanden sind. Daher beschäftigt sich diese Facharbeit zunächst mit dem
Beginn der modernen Tontechnik.
Dabei ist diese Arbeit rein theoretisch gehalten und soll nur einen Überblick über die
einzelnen Teilbereiche schaffen, da über jeden Unterpunkt eine Doktorar.

2.1: Edisons Phonograph vs. Berliners Grammophon
Der Pionier der Tontechnik schlechthin ist Thomas Alva Edison, geboren 1847 in Ohio,
gestorben 1931 in New Jersey. Dieser hatte schon vor der Veröffentlichung seines
Phonographs (griech. „Tonschreiber“) 60 Patente angemeldet. Diese Erfindung nannte er
leichthin „[d]ie einfachste Sache der Welt“. [1 S.88]
Die Aufnahme funktioniert wie in Abb. 2.1.1 beschrieben.
Dabei werden die Schallwellen durch den Trichter auf eine Membran geleitet. Diese
wandelt ankommenden Schallwellen in Bewegungen um, welche die Metallspitze leiten,
die an der Membran angebracht ist. Dadurch entstehen in der Wachsplatte Vertiefungen.
Die Walze wurde von Hand über eine Kurbel bedient. [2]
Je nachdem, welche Frequenz die Schwingung besitzt, desto breiter oder dünner sind die
Markierungen auf der Wachsplatte. Je lauter diese sind, desto tiefer oder flacher sind die
Einkerbungen. Dazu sollte man das Prinzip der Akustiklehre heranziehen.
Was einen Ton ausmacht, sind seine Frequenz und seine Amplitude.
In Abb. 2.1.2 wird nun eine perfekte Sinus-Kurve aufgezeichnet.
Die Eigenschaften dieser Kurve kommen in der Natur in dieser Form nicht vor, sondern
können nur künstlich hergestellt werden, da sich beispielsweise in der menschlichen
Stimme sehr viele Frequenzen überlagern. Somit hat diese immer einen charakteristischen
Klang, auch wenn nur hörbar ein einziger Ton gesungen wird.
Die Amplitude gibt die maximale Auslenkung an. Je größer die Amplitude ist, desto lauter
erscheint uns der Ton.
Hier wird die Amplitude objektiv mit dem Formelzeichen L bezeichnet, wobei [L] = 1dB. 10
dB mehr bewirken allerdings das subjektive Empfinden der doppelten Lautstärke.
„Die Frequenz f gibt die Anzahl1von sich wiederholenden Vorgängen pro Zeiteinheit, z.B. in
einer Sekunde, an und kann auch als Kehrwert der Periodendauer (T) berechnet werden.“
Das System der Tonaufnahme funktioniert äquivalent zu der Tonwiedergabe. Die Walze
wird auf den Ausgangspunkt zurückgedreht und dann wieder aufgedreht. Der Zeiger
wandert nun die Einritzungen der Walze entlang und die so entstehenden Bewegungen
werden durch die Membran in hörbare Schwingungen verwandelt. Das Ergebnis wird
durch den Trichter verstärkt.
Auf diese Weise wurde der Phonograph geboren. Dieser wurde von der Welt mit
Begeisterung aufgenommen, selbst Otto von Bismarck war von der Technik fasziniert und
machte eine Aufnahme mit dem Gerät. [3]
Allerdings war dieser Phonograph noch stark verbesserungswürdig.