Zur Prüfung der Haftung von historisch wertvollen Wandmalereien erweist sich ein laser-optisches Schwingungsmessverfahren auf Basis der Elektronischen Specklemuster-Interferometrie (ESPI) als sehr leistungsfähig. Für deren Weiterentwicklung wird ein akustisches Anregungssystem im Audiobereich mit hoher Richtwirkung benötigt. Hierfür wurde ein parametrisches System aufgebaut, bei dem gerichteter Audioschall durch nichtlineare Effekte aus gerichtet abgestrahltem Ultraschall erzeugt wird. Zunächst zeigten dessen Schallfelder unerwartete Eigenschaften, deren Ursachen identifiziert und Lösungen zu ihrer Überwindung entwickelt wurden. Dafür war es notwendig, das 3D Ultraschallfeld vor dem Wandler zu kennen, wofür das ESPI-Messverfahren für die Untersuchung von Schallfeldern entsprechend erweitert wurde. Die Daten wurden zur gezielten Modifikation des Schallfeldes verwendet, um die gewünschte Richtwirkung zu erreichen. Die Eigenschaften des aufgebauten Parametrischen Systems werden diskutiert. <dt.>
To inspect the bonding of historically valuable wall paintings a laser-optical vibration measurement method based on Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) has proved quite powerful. Its further development requires an acoustic excitation system in the audio range of high directivity. A parametric acoustic system was built for this purpose, where highly directional audio sound is produced by nonlinear effects from directionally radiated ultrasound. Initially, these sound fields showed unexpected properties. Their causes were identified and solutions to overcome them were developed. For this purpose it was necessary to know the 3D ultrasonic field in front of the transducer array. The ESPI-measuring method was enhanced accordingly for the investigation of sound fields. The results were used to specifically modify the ultrasonic field to obtain the desired high directivity in the audio range. The characteristics of the final parametric system are discussed. <engl.>
Deutsche Physikalische Gesellschaft 76th Jahrestagung der DPG (76th annual conference of the DPG) and DPG-Frühjahrstagung (spring meeting) of the Condensed Matter Section (SKM) with further DPG Divisions: Environmental Physics, Microprobes, Radiation and Medical Physics, as well as the DPG working groups: Energy, Equal Opportunities, Industry and Business, Information, Philosophy of Physics, Physics and Disarmament, young DPG ; March 25 - 30, 2012, Technische Universität Berlin Bad Honnef : DPG, 2012 2012, DY 16.7 1044 S.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Wahrnehmung der Tonhaltigkeit (DIN 45681 "Akustik-Bestimmung der Tonhaltigkeit von Geräuschen und Ermittlung eines Tonzuschlages für die Beurteilung von Geräuschimmissionen") und der zugrunde liegenden psychoakustischen Mechanismen und Phänomene. Die interne Repräsentation ("Wahrnehmungsraum") der Tonhaltigkeit wird ermittelt und diskutiert. Daraus werden adäquate Orientierungsschalle für die Demonstration der Tonhaltigkeit abgeleitet und ein universelles Messverfahren zur subjektiven Erfassung der Tonhaltigkeit beliebiger Schalle entwickelt. Das Messverfahren wird ausführlich motiviert und exemplarisch für die Untersuchung der relevanten Parameter der Tonhaltigkeit angewendet. Die Integration mehrerer, gleichzeitig auftretender tonaler Komponenten wird systematisch untersucht und modelliert. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Zusammenhänge und können so die DIN 45681 sinnvoll ergänzen. <dt.>
This scientific work deals with the perception of the German concept "Tonhaltigkeit" (= magnitude of tonal content in noise emissions) which is defined in the German standard DIN 45681 "Akustik-Bestimmung der Tonhaltigkeit von Geräuschen und Ermittlung eines Tonzuschlages für die Beurteilung von Geräuschimmissionen" concerning psychoacoustical aspects. The internal representation of Tonhaltigkeit is evaluated and used to derive acoustical demonstrations for the Tonhaltigkeit. A universal procedure to measure subjective Tonhaltigkeit is introduced, discussed, tested and applied to the relevant parameters influencing Tonhaltigkeit.The integration of several simultaneously existing tonal components is evaluated and modelled using knowledge about loudness perception. The findings reveal a deeper insight into the underlying principles of Tonhaltigkeit and allow for completion and further enhancement of the German standard DIN 45681. <engl.>
Die Arbeit untersucht die Ton-Rausch-Dichotomie hinsichtlich zweier Aspekte, der Tonhaltigkeit und der Ausgeprägtheit der Tonhöhe (AdT). In einer interkulturellen Untersuchung wird der Perzeptionsraum von Rauschen und Tönen mit einem semantischen Differential in Japan, Frankreich und Deutschland untersucht. Die Zusammensetzung der Dimensionen -Evaluation, Klangfarbe, Stärke- ist stabil über die Kulturen. Die zunächst offensichtlichen Bewertungsunterschiede können mit Hilfe einer „Item Bias“-Analyse auf differentielle Skalenbenutzung zurückgeführt werden. Um die Hypothese des Zusammenhangs zwischen der AdT und dem ebenmerklichen Unterschied in der Frequenz zu testen, wird ein Segregationsexperiment durchgeführt, in dem die AdT der Hauptcue ist. Die AdT ist mit den ebenmerklichen Frequenzunterschieden hoch korreliert. Abschließend wird die Identifikation der Tonhaltigkeit als partielle Lautheit des tonalen Geräuschanteils nachgewiesen, wobei die partielle Lautheit für Teilnehmer viel leichter und intuitiver einzustellen als die Tonhaltigkeit. <dt.>
The thesis explores various aspects of the tone-noise dichotomy along a two-fold structure: magnitude of tonal content and pitch strength. In a cross-cultural study the perceptual dimensions of noise with added tonal components are investigated with a semantic differential in France, Japan, and Germany. The extracted three-factor solution (evaluation, timbre, power) is stable across cultures. Based on an item bias analysis, the majority of face-value differences found in the items are associated with participants’ differential item usage according to cultural background. To investigate the hypothesis whether pitch strength is related to frequency discrimination performance, a segregation experiment is conducted in which the main cue was the pitch strength of the stimuli. The results correlated highly with the frequency discrimination performance. In a magnitude adjustment experiment, it was confirmed that judgments of the magnitude of tonal content are related to the tonal parts' partial loudness. The results indicate that the partial loudness was much easier and more intuitive for participants to adjust than the magnitude of tonal content. <engl.>
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