Sonntag, 29 September 2013 02:00

Warum hat Zubehör gegen Resonanzen einen Einfluss auf den Klang?

Zu den Vibrationen vom Transformator kommen die von außerhalb des Gerätes – wie etwa die durch einen nicht stabilen Holzboden. Aber die meisten Vibrationen werden von Bass-Lautsprechern erzeugt, wenn wir laut Musik hören. In extremen Fällen, wenn der Laser des CD-Player schon ein wenig in die Jahre gekommen ist, erleben wir, dass der Laserstrahl bei lauter Beschallung aus der Spur gerät und zu einer anderen Stelle weiterspringt. Für den Laserkopf sind die Vibrationen dasselbe wie eine Erdbeben für ein Gebäude. Oder stellen Sie sich einmal vor, was mit der Abtastnadel eines Plattenspielers, die sensibel den winzigen Auslenkungen der Schallplatt folgt, passiert, wenn wir die Musik am ganzen Körper fühlen. Die CD dreht sich mit mehr als 500 Umdrehungen pro Minute, DVDs und Blue-Rays noch um einiges schneller. Die Massenproduktion von CD-Laufwerken und Hunderten von Millionen CDs macht es unmöglich, die Massen perfekt zu verteilen – fast keine CD läuft ohne die geringste Unwucht. Wenn wir eine CD in einen Player legen, wird diese von einer kleinen, oft aus Plastik bestehenden Scheibe auf die Achse gedrückt, und zwar von einer kleinen Feder. Wer schon einmal das Gehäuse eines CD-Players geöffnet hat, verfolgte bestimmt auch die Bewegungen des Laserkopfes, während er bei einer Umdrehung der Spur folgte. Wenn eine nicht exakt zentrierte Masse rotiert, entsteht eine Zentrifugalkraft, die nicht auf die Drehachse, sondern nach außen gerichtet ist. Und dadurch beginnt das gesamte System zu vibrieren. Die Fehlerkorrektur des Players kann mit diesen Vibrationen leicht fertig werden, aber um wie viel genauer würde das Auslesen der Daten, wenn man die Vibrationen nur um die Hälfte verringern könnte? Zu diesem Zweck lassen Sie uns das Gerät mit Zubehör ausstatten, das hilft, alle bisher erwähnten Schwingungen zumindest teilweise zu reduzieren. Wenn wir laute Musik hören, wird das Gerät dadurch weniger stark auf einen Kick im Bassbereich reagieren, das Gehäuse wird nicht so stark von den Vibrationen des Transformators angeregt und selbst der Trafo wird weniger stark zu Vibrationen neigen. Das gesamte System wird dadurch ein stabileres magnetisches Feld bekommen, so dass weniger Interferenzen mit den Gleichrichtern auftreten. Als Folge wird die Stromversorgung insgesamt stabiler, die Elektronenstrahlen in den Röhren werden weniger stark gestört, und die Vibrationen einer sich drehenden CD werden ebenfalls zum Teil unterdrückt. Dadurch wird insgesamt die Intensität von Verzerrungen vermindert. Es ist wie der Wechsel von einem Leiterwagen zu einem Auto mit moderner Luftfederung. Das ist der Grund dafür, dass alle Arten von Unterstellfüßen, Regalen und schließlich hochkomplexen Anti-Vibrations-Plattformen Sinn machen.

Woher kommt nun die Idee für Plattformen, die Vibrationen absorbieren?


Im normalen Leben haben wir täglich mit einer Vielzahl von schädlichen Schwingungen und Vibrationen zu tun, die wir zu bekämpfen versuchen. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts hat die Seismologie und Seismographie deutlich zugenommen. Länder, die in Gegenden liegen, die von Erdbeben heimgesucht werden, haben Standards erlassen, nach denen Gebäude so konstruiert werden, dass sie stabil genug sind, selbst großen Erdbeben zu widerstehen. Gebäude in diesen Gegenden werden anders gebaut als solche in „ruhigen Regionen“ wie Polen (und Deutschland). Unter anderem werden zusätzlichen Verbindungen im Fundament, stärkere und sorgfältig ausgesuchte Baumaterialien und spezielle Elemente eingesetzt, um zu erreichen, dass das Gebäude ein Erdbeben oder einen Hurricane übersteht. Ein gutes Beispiel für den Einsatz solcher Technologie ist „Taipei 101“, ein Wolkenkratzer in Taiwan, der beinahe an der Kante einer tektonischen Platte gebaut wurde und der bei einer Höhe von einem halben Kilometer Erdbeben der Stärke 7 auf der Richter-Skalen überleben und auch Hurrikans ohne Schaden widerstehen kann. Im Inneren des Gebäudes gibt es ein über mehrere Etagen reichendes Pedel: eine große zusätzliche Masse, die hilft, Vibrationen und Verwindungen der Struktur bei starken Winden zu unterdrücken. Es gibt sogar eine Aussichtsplattform, von der aus man beobachten kann, wie sich das Pendel manchmal um einige Meter aus seiner Ruhelage bewegt. In der Schwerindustrie werden bei der Bearbeitung schwerer Werkstücke kräftige Maschinen wie Drehbänke, Fräsen und so weiter verwendet. Die bewegten Massen dieser Maschinen verursachen zusammen mit den auf ihnen bearbeiteten Werkstücken kräftige Vibrationen, die manchmal zur Senkung oder gar zur Zerstörung der Maschinenfundamente führen können. Die Konstruktion von Fundamenten ist ein ebenso eigenständiges wie wichtiges Wissensgebiet. Die Resonanzen, die im Fundament entstehen, werden auf Basis der Maschine, ihrer möglichen Belastung und Drehzahlen definiert. Das Ergebnis der Berechnungen ist später erforderlich, um die Gewichtsverteilung im Fundament und den schematischen Entwurf so auszulegen, dass die Maschine nicht zu exzessiven Vibrationen neigt. Ein gut konstruiertes Fundament ist eine „ Anti-Vibrations-Plattform“ für die Maschine. Um die Maschinen-Schwingungen während des Betriebs teilweise zu unterdrücken, kann in einigen Fällen auch ein Subwoofer mit der Leistung von einigen Kilowatt eingesetzt werden. Die Subwoofer werden nah an der Maschine aufgestellt und erzeugen dieselbe Frequenz wie die Vibration der Maschine – allerdings in entgegengesetzter Phase. Wenn wir die beschriebenen Ideen und Techologien von der „Makro-Welt“ auf die Audio-Welt übertragen und geschickt umsetzen, werden wir Anti-Vibrations-Vorrichtungen kreieren, die den Klang unserer Musikanlagen positiv beeinflussen.

Warum ist jedes Teil einer Anti-Vibrations-Plattform wichtig?


Es gibt verschiedene Arten, Vibrationen und Resonanzen zu bekämpfen. Jedes Material halt seine bestimme Masse und davon abhängig seine eigene Resonanzfrequenz. In dem man das Gewicht eines Körpers ändert, verändert man auch die Frequenz, bei der er in Resonanz gerät. Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Härten und interne Strukturen sowie andere Eigenschaften bei der Weiterleitung oder Absorption von Vibrationen (Energiespeicherung). So ist zum Beispiel gehärteter Stahl ein sehr guter Leiter für Vibrationen, während Kautschuk die Vibrationen aufnimmt und unterdrückt. Diese Eigenschaft, die von der Dichte und inneren Struktur des Materials abhängt, wird als Dämpfungsfaktor definiert. Teile aus demselben Material mit unterschiedlichen Abmessungen haben ebenfalls unterschiedliche Resonanzfrequenzen. Nicht ohne Bedeutung ist, wie gesagt, auch die innere Struktur des Materials: Glas mit einer amorphen Struktur verhält sich deutlich anders als Materialien mit einer Kristallstruktur wie Metalle oder Mineralien. Durch die richtige Auswahl von Materialien können wir die Weiterleitung und die Dämpfung spezieller Frequenzen beeinflussen – wie zum Beispiel die Frequenz, mit der der Netztransformator schwingt. Dabei sollte man jedoch nicht vergessen, dass es unmöglich ist, die Dämpfung von Vibrationen auf exakt eine Frequenz einzustellen. Jedes Material oder die Kombination verschiedener Materialien arbeitet in einem breiten Frequenzspektrum und nicht nur bei einer spezifischen Frequenz, so etwa eine viertel, eine halbe und eine ganze Oktave höher als die gewählte Frequenz, wobei die Erhöhung um eine Oktave der Verdopplung der Frequenz entspricht. Vereinfacht gesagt: Wenn wir eine Anti-Vibrations-Plattform auf exakt 50 Hertz abstimmen, wird sie auch bei 100, 200, 400 und 75, 150 und 300 Hertz und allen Zwischenwerten wirksam sein, wenn auch etwas weniger stark. Es könnte also sein, dass sie auch auf Frequenzen einwirkt, die wir gar nicht beeinflussen möchten.


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