Handbuch der Audiotechnik (eBook)

Professor Dr. Stefan Weinzierl studierte Physik und Tonmeister an der Universität Erlangen, der Universität der Künste und der Technischen Universität Berlin. Mit einer Arbeit über die raumakustische Simulation der Konzerträume L.v. Beethovens promovierte er bei Prof. de la Motte-Haber an der TU Berlin. Er unterrichtete als Gast-Dozent am Tonmeisterstudiengang der UdK Berlin und arbeitet als Produzent und Tonmeister für zahlreiche große Schallplattenfirmen und Rundfunksender. Seit 2004 leitet er das Fachgebiet Audiokommunikation und den Masterstudiengang Medienkommunikation und -technologie an der TU Berlin.

Vorwort 5
Inhaltsverzeichnis 7
Kapitel 1 Grundlagen 9
1.1 Audioübertragung 9
1.2 Audiosignale und -systeme 13
1.3 Schall und Schallfeldgrößen 26
1.4 Pegel 36
1.5 Idealisierte Schallfelder 40
Normen und Standards 47
Literatur 47
Kapitel 2 Hören – Psychoakustik – Audiologie 49
2.1. Anatomie und Physiologie des Gehörs 50
2.2 Psychoakustik 60
2.3 Hörstörungen 84
Normen und Standards 90
Literatur 91
Kapitel 3 Räumliches Hören 95
3.1 Physikalische Grundlagen 97
3.2 Räumliches Hören bei einer Schallquelle 101
3.3 Räumliches Hören bei mehreren Schallquellen 107
3.4 Binaurale Signalerkennung, Nachhallunterdrückung und Klangentfärbung 121
3.5 Modellierung des binauralen Hörens 123
Normen und Standards 127
Literatur 127
Kapitel 4 Musikalische Akustik 131
4.1 Einführung 131
4.2 Klangeigenschaften 135
4.3 Schallabstrahlung 164
Literatur 188
Kapitel 5 Raumakustik 189
5.1 Schallausbreitung in Räumen 190
5.2 Raumakustische Kriterien 193
5.3 Grundlagen der raumakustischen Planung 213
5.4 Simulationsverfahren 250
5.5 Elektronische Architektur 259
Normen und Standards 271
Literatur 271
Kapitel 6 Studioakustik 275
6.1 Schallschutz und Bauakustik 276
6.2 Raumakustik 288
Normen und Standards 317
Literatur 318
Kapitel 7 Mikrofone 321
7.1 Geschichte der Mikrofonentwicklung 323
7.2 Wandlerprinzipien 324
7.3 Mikrofontyp und Richtcharakteristik 338
7.4 Bauformen 351
7.5 Speisung 368
7.6 Schaltungs- und Anschlusstechnik 373
7.7 Betrieb, Störungen & Zubehör
7.8 Parameter & Messtechnik
Danksagung 419
Normen und Standards 419
Literatur 421
Kapitel 8 Lautsprecher 429
8.1 Wandlerprinzipien 431
8.2 Bauformen 439
8.3 Elektronik 464
8.4 Kenndaten und Messwerte 477
Normen und Standards 497
Literatur 498
Kapitel 9 Beschallungstechnik, Beschallungsplanung und Simulationen 499
9.1 Anforderungen, Nutzungsprofile und Klassifizierung 500
9.2 Das akustische Umfeld: Analyse, Bewertung und Gestaltung 508
9.3 Die akustische Rückkopplung 512
9.4 Zielsetzungen und Planungswerkzeuge für Beschallungsanlagen 524
9.5 Messungen an Beschallungsanlagen 530
Normen und Standards 556
Literatur 556
Kapitel 10 Aufnahmeverfahren 559
10.1 Signaleigenschaften und Kontrollinstrumente 560
10.2 Monofone Aufnahme 577
10.3 Zweikanalstereofone Aufnahmen 579
10.4 Mehrkanalstereofone Aufnahmen 597
10.5 Mikrofonierung und Klanggestaltung 607
Normen und Standards 613
Literatur 613
Kapitel 11 Wiedergabeverfahren 617
11.1 Zweikanalstereofonie 618
11.2 Quadrofonie 620
11.3 Mehrkanalstereofonie 623
11.4 Matrizierte Mehrkanal-Kodierverfahren 628
11.5 Digitale und diskrete Mehrkanal-Kodierverfahren 634
11.6 Wiedergabeanordnungen im Studio- und Heimbereich 649
11.7 Mehrkanalton im Kino 656
11.8 3D Audio 665
Normen und Standards 690
Literatur 690
Kapitel 12 Dateiformate für Audio 695
12.1 Wertedarstellung 696
12.2 Architektur von Audio-Dateiformaten 698
12.3 IFF-basierte Formate 703
12.4 Stream-orientierte Formate 708
12.5 Container-Formate 713
12.6 Formate für Musikanwendungen 719
12.7 Historische Formate und Sonderformate 721
Normen und Standards 725
Literatur 726
Kapitel 13 Audiobearbeitung 727
13.1 Editierung und Montage 729
13.2 Klanggestaltung 733
13.3 Klangrestauration 771
13.4 Funktionen und ästhetische Ziele 783
Literatur 789
Kapitel 14 Digitale Audiotechnik: Grundlagen 793
14.1 Abtastung 795
14.2 Quantisierung 798
14.3 Dither 804
14.4 Überabtastung 810
14.5 Noise-Shaping 811
14.6 Delta-Sigma-Modulation 813
14.7 Zahlendarstellung und Zahlenformat 815
Normen und Standards 819
Literatur 819
Kapitel 15 Signalverarbeitung, Filter und Effekte 821
15.1 Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung 822
15.2 Digitale Filter 831
15.3 Audio-Effekte 838
Literatur 856
Kapitel 16 Bitratenreduktion 857
16.1 Einleitung 857
16.2 Verlustlose Kodierung 858
16.3 Verlustbehaftete Kodierung 865
16.4 Zusammenfassung 889
Normen und Standards 890
Literatur 891
Kapitel 17 Wandler, Prozessoren, Systemarchitektur 893
17.1 A/D- und D/A-Wandler 893
17.2 Abtastratenwandler 916
17.3 Prozessoren und Zahlenformate 921
17.4 Systemarchitektur 944
Normen und Standards 951
Literatur 951
Kapitel 18 Anschlusstechnik, Interfaces, Vernetzung 953
18.1 Einführung und Definitionen 955
18.2 Werkstoffe für Leitungen und Kabel 961
18.3 Eigenschaften von Leitungen und Kabeln 964
18.4 Anpassung und Reflexion 970
18.5 Verbindungstopologien 972
18.6 Analoge Schnittstellen 975
18.7 Analoge Signalverteilung 987
18.8 Digitale Signalübertragung 991
18.9 Zweikanalige Digital-Schnittstellen 996
18.10 Mehrkanalige Digital-Schnittstellen 1010
18.11 Synchronisation und Taktung 1016
18.12 Digitale Signalverteilung 1021
18.13 Signalübertragung in Bus und Netzwerk 1022
18.14 Audio über Bussysteme 1025
18.15 Audio im Netzwerk 1030
18.16 Betriebs-Messtechnik für analoge und digitale Schnittstellen 1034
Normen und Standards 1040
Literatur 1041
Kapitel 19 Drahtlose Audioübertragung 1043
19.1 Frequenzzuteilung und regulative Voraussetzungen 1044
19.2 Drahtlose Audioübertragung mit analog modulierter HF- Technik 1050
19.3 Mehrkanalanlagentechnik 1059
19.4 Kompatibilität von Analog-Drahtlos-Mikrofonen mit DVB- T/ DVB- H 1067
19.5 Drahtlose Audioübertragung mit digital modulierter HF- Technik 1070
19.6 Frequenzmanagement, UWB, Bluetooth, WLAN 1071
19.7 In-Ear-Monitor-Strecken 1072
19.8 Drahtlose Audioübertragung mit Infrarot-Licht 1073
Normen und Standards 1079
Literatur 1079
Kapitel 20 Schirmung und Erdung, EMV 1081
20.1 Schirmung 1081
20.2 Erdung 1082
20.3 EMV 1083
20.4 Brummstörungen 1085
20.5 Unsymmetrische Signalführung 1087
20.6 Symmetrische Signalführung 1087
Normen und Standards 1094
Literatur 1094
Kapitel 21 Messtechnik 1095
21.1 Traditionelle Frequenzgangsmessungen 1097
21.2 Impulsantworten und Übertragungsfunktionen 1102
21.3 Dynamikumfang und SNR 1144
21.4 Nichtlineare Verzerrungen 1151
Normen und Standards 1176
Literatur 1177
Autorenverzeichnis 1179
Anhang I: Institutionen – Verbände – Publikationen – Standards 1185
1. Berufs- und Fachverbände 1185
2. Institutionelle Körperschaften 1187
3. Normungsgremien 1188
4. Nomenklatur 1191
Index 1193