7kHz: Unterschied zwischen Sinus und Rechteck

[harry_m]

Vorgeschichte:

Beim Experimentieren mit einem Signalgenerator (S. Audacity Thread) erzeugte ich einen Sinus mit 7kHz und dann ein Rechteck. Unterschied, den ich dabei gehört habe war für mein Ohr so gewaltig, dass mir gleich Admis Aussage in den Sinn kam, dass sie es bei Visaton mal versucht haben, und niemand konnte den Unterschied hören.

Dies gab mir keine Ruhe und ich schrieb Friedemann an. Die Antwort ist im obigen Link zu lesen.

Dem ging ich auch nach, und erzeugte einen Sinus mit 2 Sekunden Dauer und direckt danach noch ein Recheck mit Amplitude, die Wurzel zwei kleiner ist. Somit wären die Effektivwerte gleich.

Diese Signale wurden mit 44100Hz in eine WAV Datei geschrieben. Aber auch danach höre ich den Unterschied.

Meine Gerätschaften:

Das Signal wird von einer
- Sound Blaster Live! erzeugt (ohne "Pro", "5.1" oder sonstiges - vor über fünf jahren hat sie etwas über 100DM gekostet. Also nix Besonderes.) Es ist ein SuSE Linux 10.0 OSS installiert, mit generischen Treibern.

Verstärker
- Technics SA-AX7

Lautsprecher:
- Atlas DSM MKIII

Das File habe ich auf Rapidshare abgelegt: SI_RE_7KHZ.WAV

(Mal sehen ob es geht...

Edit: ja, es geht, wenn auch etwas umständlich. Im Fenster, das sich nach dem Klick auf den Link öffnet auf "Free" klicken, dann wird mit etwas Verzögerung auch das Download Fenster freigegeben, in dem noch ein Kode in ein Eingabefeld eingetragen werden soll. "Dem geschenkten Gaul..." )

Versucht doch mal es bei Euch anzuhören. Das Ergebnis würde mich sehr interessieren.

Und so sieht der Übergang vom Sinus auf Rechteck aus:



Gut zu sehen ist die Überlagerung des 44100Hz Taktes mit dem Signal. Auch die Amplitude des Rechtecks im Vergleich zum Sinus.

[Frank S]

Deutlichst hörbar! Amplitude stimmt nicht (nicht Effektivwert, sondern Grundwellenamplitude muß stimmen) - daran liegt es aber nicht. Mit Cooledit habe ich diverse Töne erzeugt - auch bei 15kHz klingt der Rechteck verzerrt. AM Funktionsgenerator aber nicht. Muß also irgendwie an der Soundkarte liegen. Muß mal mit dem Scope messen, ob sie einen sauberen 20kHz Rechteck am Ausgang liefern kann.

Die alte SB16 ISA konnte das. Sie arbeitete ohne Analogfilter und brachte am Ausgang eine Treppenfunktion. ich vermute, daß dies bei den aktuellen karten nicht mehr der Fall ist.

[harry_m]

Effektivwert ist nicht meine Idee: ich habe es Admin's Beitrag entnommen. Das mit der Amplitude der Grundwelle wird wohl schwieriger: dafür muss man wohl eben mal eine schnelle Fourier Transformation durchführen... .

Aber ich glaubte auch nicht an den Trick mit der Amplitude. Dafür war für mein Ohr der Unterschied einfach zu gross...

P.S.:
das Signal mit dem Osczi anzusehen ist gut - mache ich jedoch morgen. Auch morgen werde ich versuchen dieses WAV-Signal auf eine CD zu brennen, und dann in den Player zu schieben...

P.P.S.: eigentlich wäre es wurscht, welche Treppchen die Soundkarte an einem 7kHz Signal erzeugt, und ein anderes Gerät nicht. Die Frage ist

"Warum hören wir es denn überhaupt?!"

Denn K3 für 7kHz liegt ausserhalb dessen was 99,99% der gesunden Bundesbürger hören. Ein Treppchen, verursacht durch K5 oder K7 liegt schon im Ultraschallbereich, und durfte für uns nicht wahrnehmbar bleiben.

Es sei, Hersteller der Superhochtöner, die bis 70kHz laufen haben doch noch Recht...

[VISATON]

Stimmt, die Amplitude der Grundwelle muss übereinstimmen. Wir haben den Versuch so gemacht: Zwei RC-Generatoren, der eine auf 7 kHz Sinus, der andere auf 7 kHz Rechteck eingestellt. Die Signale wurden über einen Verstärker (mit einem Oszi kontrolliert) auf ein TL 16 H gegeben und in ca. 0,5 m wechselseitig abgehört. Bei gleicher Scheitelspannung ist der Rechteck viel lauter. Als wir den Rechteck am Generator kontinuierlich leiser gemacht haben, so dass derselbe Lautstärkeeindruck wie beim Sinus entstand, konnten wir keinen Unterschied mehr hören.

[harry_m]

Ich hörte es mir heute nochmals auf dem Laptop an. Hier ist der Unterschied noch gravierender. Aaaaber: der Rechteck hört sich so an, als wäre eine Komponente mit TIEFERER Frequenz dazu gekommen. Das war zuhause auf der Atlas DSM so nicht wahrnehmbar.

Es wäre doch denkbar, dass durch die Digitalisierung des Rechtecks mit 44100Hz eine Intermodulation entsteht, die eben diese tiefere Frequenzen erzeugt.

Mann musste die Signale durch einen Spektrum Analysator jagen, und schauen, wie es aussieht.

[Mr.E]

Ich hab’ das jetzt auch mal probiert. Das dauert mit Audacity ja keine Minute.

Ich hab’ den Poti am Amp ganz runtergedreht, damit mir da nichts um die Ohren fliegt.

Dann hab’ ich in Audacity ein 7kHz-Rechteck erstellt, abgespielt und den Poti langsam aufgedreht. Klingt halt irgendwie.

Das Gleiche hab’ ich dann mit einem 7kHz-Sinus gemacht. Klingt ganz anders, egal bei welcher Lautstärke (weit hab’ ich nicht aufgedreht).

Das Rechteck-Signal klingt tatsächlich irgendwie verzerrt, nicht so glatt wie der Sinus. Aber bei Onboard-Sound wundert mich das nicht.

Was genau sieht man von den 44,1kHz? Die Asymmetrie des Sinus?

[harry_m]

Nein das ist nicht die Assymmetrie, sondern die Messpunkte, aus denen das Signal wieder zusammengesetzt wird. Denn die Soundkarte muss die Signale anhand der vorhandenen Punkte interpolieren. Audasity hat dafür auch eine Menge Algoritme parat.

[Mr.E]

Ach so. Fast sieben Punkte pro Periode macht fast 49kHz?

Kann man an den Algorithmen was einstellen, oder wählt Audacity die selbst?

[harry_m]

Kann eingestellt werden: unter "Edit/Preferences"

[Quaschdl]

Hallo.

Ich hab mal ne Spektrum Analyse auch mit Audacity gemacht.
Sinus:
http://rapidshare.de/files/11644372/sinus.bmp.html
Rechteck:
http://rapidshare.de/files/11644505/rechteck.bmp.html

Wenn ich das richtig verstanden habe, wie genau ein Rechteck funktioniert sollte doch eigentlich nichts unterhalb von 7k sein, odder?

[harry_m]

Richtig! Nur das, was hier angezeigt wird ist mir doch zu viel des Guten: -20dB bei 80Hz kann wirklich nicht sein - das hätte ich in meinem Wohnzimmer aus der Atlas bestimmt gehört.

[SvenT]

ich glaub ja, dass es an der soundkarte liegt
ich hab mal mit dem programm "wavegen" einfach sinus-töne erzeugt, und wenn man die frequenz über 16kHz anhebt, kingt es schon nicht mehr nach sinus, sondern nach keine ahnung was, nur nicht nach sinus

wenn man bei z.b. 7kHz von sinus auf rechteck umschaltet, dann hört man noch irgendwie den gleichen sinus-ton, aber mit irgend einer verzerrung zustätzlich dazu und die ist eher tiefer

(soundkarte ist eine soundblaster audigy 2, also nix wirklich grottenschlechtes)

[harry_m]

Ich ahne schon, dass es die Erklärung werden kann. Jetzt will ich noch zwei Sachen erledigen.

1. Einen fachkundigen befragen, der sich damit wesentlich besser auskennt, als ich. (Der Mann wird demnächst beim "Gallileo" mitwirken)...

2. Diese Signale auf CD brennen und nochmals anhören.

Das zweite wird auch aus einem anderen Grund interessant - dies würde einiges über die Klangqualität der CD aussagen... Obwohl es schwierig zu sagen ist, ob diese Vorgehensweise korrekt ist.

[BigAl]

Naja, bei Galileo mitzuwirken ist ja ein echtes Kriterium SCNR.

[SvenT]

ich vermute, wenn er sagt er wird "beim galileo" mitwirken, dass damit das satelliten-navigations-teil gemeint ist
oder lieg ich da falsch???