Resonanz und Rückkopplung

Durch die Resonanz kann sich in der Praxis ein schwingungsfähiges System um ein Vielfaches der eigentlichen "Originalschwingung" aufschaukeln.

Resonanz

Resonanz ist ein erzwungenes Mitschwingen eines schwingungsfähigen Systems nach periodischer Anregung.

Eine Resonanz entsteht dann, wenn ein "Erregersystem" ein zweites System periodisch anstösst und dieses in der gleichen Frequenz mitschwingt. Ein gutes Beispiel zur mechanischen Resonanz ist die "Schaukel".

In der Akustik wird die Resonanz beispielsweise für die Tonerzeugung bei Musikinstrumenten genutzt. Bei der Schallübertragung mit hoher Sprachverständlichkeit ist die Entstehung einer Resonanz nachteilig. In der Praxis können durch z.B. tiefe Frequenzen mit höherem Schalldruck dünne Wände zum Mitschwingen anregen. Auch wenn der Schalldruck nicht so heftig ist, dass durch die Resonanz eine Zerstörung der Flächen herbeigeführt wird, ist aber durch das Mitschwingen eine zusätzliche akustische Störung der Schallwellen vorhanden, wodurch die mechanische Bewegung ein Störgeräusch erzeugt.

Rückkopplung

Unter einer Rückkopplung versteht man generell eine signalverstärkende Wirkung, bei der eine Ausgangsgrösse (z.B. akustisches Signal) direkt oder indirekt auf den Eingang des ursprünglichen Systems zurückgeführt wird. In der Beschallungstechnik sind Rückkopplungen störend und müssen ausgeschlossen werden. Eine Rückkopplung entsteht beispielsweise, wenn ein Mikrofon zu dicht am Lautsprecher steht, mit dem das Signal des Mikrofons wiedergegeben wird. Das Mikrofon nimmt das Signal des Lautsprechers wieder mit einer gewissen Zeitverschiebung auf. Hierdurch entsteht eine elektroakustische Schleife, die sich selbst aufschaukelt. In der Praxis wird dieses durch ein hohes Pfeifgeräusch wahrgenommen. Die Frequenz des resultierenden Geräusches hängt von den Eigenschaften und der Phasenverschiebung der Übertragungsstrecke (Luftstrecke, Lautsprecher-, Mikrofoneigenschaften, Raumwände etc.) ab.

Zusätzlich zur Belästigung der Zuhörer ist im Extremfall auch die Zerstörung der Lautsprecher möglich.

Massnahmen zur Vermeidung einer Rückkopplung

• Positionierung von Mikrofonen und Lautsprechern mit möglichst geringem direkten Schallweg
  zueinander
• Spezielle Anordnung und Verschaltung mehrerer Mikrofone
• Veränderung des Abstandes zwischen Lautsprecher und Mikrofon
• Abschirmung des Mikrofons oder anderer Mikrofontyp

Bei der Beschallungstechnik kann sich die Anwesenheit von Personen im Raum vorteilhaft für die Unterdrückung einer Rückkopplung auswirken. Während bei einem leeren Raum noch eine hohe Rückkopplung vorhanden ist, könnte der Schall durch die Zuhörer oder Personen im Raum gedämpft werden, so das die Rückkopplung reduziert würde. Grundsätzlich sollte aber immer von den schlechtesten Rahmenbedingungen (z.B. leerer Raum) ausgegangen werden.