zurück

Fachhochschule Köln - Fachbereich Nachrichtentechnik
Institut für Niederfrequenztechnik und Technische Akustik
Technische Akustik
Prof. Dr.-Ing. J. Leichsenring
Klausuren und Lösungen
Diese Klausursammlung enthält mindestens fünf der
neuesten Klausuren. Neben den Aufgaben sind zu Ihrer
Kontrolle die Lösungen beigefügt.
Diese Lösungen enthalten bewußt nicht die Lösungswege,
obwohl diese für die Bewertung Ihrer Klausur
besonders wichtig sind.
Achten Sie also darauf, daß Sie nie einfach Ergebnisse
übernehmen, sondern immer vom Ansatz bis zum
Ergebnis einen nachvollziehbaren Lösungsweg
dokumentieren.
Wenn Sie Fragen haben, kommen Sie bitte in meine Sprechstunden
oder senden Sie mir eine e-mail:
Prof. Dr. J. Leichsenring: juergen.leichsenring@fh-koeln.de

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ANFANG SS 2001/02 AM 12. MÄRZ 2002
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
d
Anregung Messpunkt
D
reflexionsfreier
Abschluss
c:/Eigene Dateien/Lotus/Klausuren/TA/MAR_02/TAK_MAR_02_net.lwp
d
Aufgabe 1: (25 Punkte)
Ein Tieftonlautsprecher im geschlossenen Gehäuse mit einem
Membrandurchmesser D = 10cm ist für einen maximalen
Membranhub xss= 8 mm (Spitze- Spitzewert)
ausgelegt. Er soll im diffusen Schallfeld eines Raums mit
V = 40 m und einem Hallradius bei
3 rh = 1m f = 100Hz
einen Schallpegel L = 100 dB erzeugen.
Sie sollen prüfen, ob der Lautsprecher die Forderung
erfüllen kann.
a) Es gibt zwei prinzipiell verschiedene Lösungswege.
Beschreiben Sie beide Wege. (5P)
b) Führen Sie einen der beiden Lösungswege aus.
(20P)
Aufgabe 2: (10 Punkte)
Ein Stahlstab ( E = 2 $ 10 , ) mit
11 N/m2 ✯ = 7800 kg/m3 der Breite b = 10 mm und der Dicke h = 1 mm wird mit
Biegewellen angeregt. Die Anregung enthält die Frequenzen
f = 74 Hz und f = 222 Hz.
Berechnen Sie den Laufzeitunterschied der beiden
Wellen im Abstand x = 100 mm von der Anregungsstelle.
Aufgabe 3: (15 Punkte)
Für ein Kondensatormikrofon ist gegeben:
Membrandurchmesser D = 2cm
Elektrodenabstand d = 30 ✙m
Vorspannung U = 120 V
elektr. Feldkonstante ✒0 = 8, 85 As/(Vm)
mech. Nachgiebigkeit n = 0, 7 ✙m/N
a) Bestimmen Sie den Wandlerfaktor N (5P)
b) Bestimmen Sie den Übertragungsfaktor TpU (5P)
c) Welche Spannung gibt das Mikrofon ab, wenn es sich
in einem Schallfeld mit den Schalldruckpegel
L = 80dB befindet? (5P)

TECHNISCHE AKUSTIK 12. MÄRZ 2002 Seite 4
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Diphone nennt man in der Sprachverarbeitung die Kombination
± zweier Worte ± zweier Formanten ± zweier Laute
Der Übertragungsfaktor eines dynamischen Tieftonlautsprechers hängt in seinem
Übertragungsbereich ab vom Verhältnis der
± Massen von Membran und Schallfeldbelastung
± Induktivität und Widerstand der Schwingspule
± Wirk- und Blindanteile der Schallfeldbelastung
Die Einheit ist die Einheit der
Ns/m 5
± akustischen Impedanz ± Dichte ± Energiedichte
Welches Spektrum haben Geräusche?
± ein Linienspektrum
± ein kontinuierliches Spektrum
± gar keins, weil sie nicht periodisch sind
Ein Kondensatormikrofon muss an seinen Klemmen
± sehr hochohmig ± sehr niederohmig ± induktiv
abgeschlossen werden
Unter einem schallweichen Abschluss versteht man einen Abschluss,
± dessen spez. Impedanz klein gegen die des 1. Mediums ist
± dessen spez. Impedanz groß gegen die des 1. Mediums ist
± an dem keine Reflexion auftritt
In einer mech. Ersatzschaltung hat
± die Feder ± die Masse ± der Widerstand nur einen Anschluß
Die Schallgeschwindigkeit von Transversalwellen in einem unendlich ausgedehnten festen
Körper hängt
± linear ± quadratisch ± nicht von der Frequenz ab
Bei zwei parallelgeschalteten Massen m1= m2= 10g findet man
± die Gesamtmasse 20g
± die Gesamtmasse 5g
± dass die Parallelschaltung nicht möglich ist
Die Stelle im Vokaltrakt, wo ein Laut entsteht, bezeichnet man als
± Formant ± Artikulationsort ± Stimmritze
Der Reflexionsfaktor an einer Grenzfläche ist definiert als das Verhältnis der Schalldrücke des
± absorbierten ± durchtretenden ± reflektierten
und des hinlaufenden Schalldrucks
In einer stehenden Welle verhalten sich die Schalldrücke in den Minima und Maxima wie 3:5,
der Reflexionsfaktor ist dann
± 0,25 ± 0,6 ± 0,15
Zwei in Reihe geschaltete akustische Massen kann man ersetzen durch eine akustische
Gesamtmasse mit
± Mak1 = Mak1 + Mak2
± 1/Mak = 1/Mak1 + 1/Mak2
± die Zusammenfassung ist nicht möglich

TECHNISCHE AKUSTIK 12. MÄRZ 2002 Seite 5
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Der Hallradius ist
± die Reichweite einer elektroakustischen Anlage
± der Abstand von einem Kugelstrahler nullter Ordnung, bei dem sein direktes Schallfeld
gleich dem stationären Schallfeld ist
± der Abstand aller Punkte gleicher Nachhallzeit vom Mittelpunkt eines Kugelstrahlers nullter
Ordnung
Baut man einen Tieftonlautsprecher in ein geschlossenes Gehäuse ein, so wird seine
Resonanzfrequenz
± sinken ± gleich bleiben ± steigen
Die Einheit der Nachgiebigkeit ist
± 1 N/m ± 1 m/N ± 1 N/m 2
Bei Dehnwellen auf schlanken Stäben
± tritt Querkontraktion auf
± bleibt die Querschnittsfläche konstant
± treten Drehmomente auf
Eine Nierencharakteristik erhält man durch Überlagerung der Schallfelder
± zweier Kugelstrahler nullter Ordnung
± zweier Kugelstrahler erster Ordnung
± je eines Kugelstrahlers erster und nullter Ordnung
Im empfindlichsten Frequenzbereich liegt die Hörschwelle bei etwa
± ± ±
5 $ 10 −8 Pa 2 $ 10 −5 Pa 10 −12 Pa
Kolbenstrahler nullter Ordnung kann man zur Berechnung
± in jedem Fall durch Kugelstrahler ersetzen
± für hohe Frequenzen durch Kugelstrahler nullter Ordnung nähern
± für tiefe Frequenzen durch Kugelstrahler nullter Ordnung nähern
unter "rosa Rauschen" versteht man ein breitbandiges Rauschen, dessen Intensitätsdichtepegel
je Verdopplung der Frequenz
± um 3 dB ansteigt ± um 3 dB abfällt ± konstant bleibt
In einem Kugelschallfeld nullter Ordnung sind Druck und Schnelle
± immer in Phase
± immer um 90 phasenverschoben
o
± in Phase für kr p 1
Unter Residuum-Effekt versteht man
± die Resthörfähigkeit bei stark Schwerhörigen
± die Verzerrungen des Gehörs
± die gehörte Tonhöhe bei fehlendem Grundton
Eine Schallwelle wird vollständig absorbiert, wenn die Schallkennimpedanz Z0 des Mediums,
auf das der Schall trifft
± angepasst ist ± schallweich ist ± schallhart ist
Ein Biegeschwinger ist
± ein Federpendel
± eine Form eines piezoelektrischen Wandlers
± die Membran eines Kondensatormikrofons

M 2
Aufgabe 3: (15 Punkte)
FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ANFANG WS 2001/02 AM 25. SEPTEMBER 2001
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält drei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei
Antworten ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der
hier erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches
Ankreuzen ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
d
d 1
u 1
u 2
γ
M 1
1
e j45o
ebene
Welle
unendliche
Wand
l
d 2
+
u a
Aufgabe 1: (20 Punkte)
Zwei gleiche Mikrofone mit Kugelcharakteristik sind in
einem Abstand d = λ/4 im ebenen Schallfeld
angeordnet. Die Mikrofonspannungen werden um den
gleichen Faktor verstärkt, zuätzlich wird die Phase von
u2 um 45° gegen u1 gedreht.
a) Entwickeln Sie eine Gleichung für den Richtfaktor
Γ dieser Anordnung.
b) Skizzieren Sie das Richtdiagramm, indem Sie Γ in
Abhängigkeit von γ in Schritten von 20° berechnen.
Nutzen Sie Symmetrieeigenschaften aus!
Aufgabe 2: (15 Punkte)
Für einen Hochton-Kalottenlautsprecher mit eimem
Membrandurchmesser d1 = 3cm soll ein Exponentialtrichter
entworfen werden.
a) Berechnen Sie das Wuchsmaß g des Tichters für
eine untere Grenzfrequenz fgu = 2 kHz.
b) Bestimmen sie den Öffnungsdurchmesser d2,
wenn bei f = 2 kHz k·räq = 1 gefordert ist.
c) Bestimmen Sie die Länge l des Trichters.
Zwei Geräusche erzeugen am Ohr einzeln dargeboten jeweils einen Lautstärkepegel Ls = 70phon.
a) Welche gesamte Lautheit und welcher gesamte Lautstärkepegel ergibt sich, wenn beide
Geräusche in der selben Frequenzgruppe liegen?
b) Welche gesamte Lautheit und welcher gesamte Lautstärkepegel ergibt sich, wenn beide
Geräusche in verschiedenen Frequenzgruppen liegen?

TECHNISCHE AKUSTIK 25. SEPTEMBER 2001 Seite 2
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Ein Druckgradientenmikrofon ist ein Mikrofon
± mit Achtercharakteristik
± mit Nierencharakteristik
± mit Druckausgleich
Bei einer Strahlerzeile aus idealen Kugelstrahlern nullter Ordnung ist die Richtcharakteristik in
einer Ebene senkrecht zur Zeile
± winkelunabhängig
± die Funktion Γ = |(sin nx)/(n sin x)|
± unbestimmt
Schall breite sich in einem Rohr mit Querschnittssprung aus. Unmittelbar vor und hinter dem
Querschnittssprung sind die
± Schnellen ± Drücke ± Reflexionsfaktoren gleich
Die Verständlichkeit und Natürlichkeit einer synthetischen Sprache ist dann hoch, wenn sie aus
± besonders kleinen Bausteinen wie Phonemen generiert wird,
± möglichst großen Bausteinen wie Silben generiert wird.
± Die Größe der Bausteine spielt keine Rolle.
Um am Ausgang eines Terzfiltersatzes in jedem Bereich den gleichen Effektivwert der Spannung
zu messen, muss man am Eingang
± weißes ± "rosa" ± oktavgefiltertes Rauschen angelegen
Die Phasengeschwindigkeit des Schalls ist frequenzabhängig bei
± Dichtewellen ± Biegewellen ± Transversalwellen
Die Einheit der Nachgiebigkeit ist
± 1 N/m ± 1 m/N ± 1 N/m2
Die Stelle im Vokaltrakt, wo ein Laut entsteht, bezeichnet man als
± Stimmritze ± Formant ± Artikulationsort
Der Absorptionsgrad an einer Grenzfläche ist definiert als Verhältnis der Schallenergiedichten
des
± hinlaufenden und reflektierten
± reflektierten und hinlaufenden
± absorbierten und hinlaufenden Schalls
Der Absorptionsexponent ist
± besonders hochwertiges Schallschluckmaterial
± ein anderer Name für den Schallabsorptionsgrad
± ein Teil der Nachhallgleichung von Waetzmann, Schuster und Eyring
Die Gesamtlautstärke zweier Geräusche, die in unterschiedlichen Frequenzgruppen liegen, kann
man berechnen aus der Summe der
± Lautheiten ± Lautstärken ± Intensitäten
Die von uns benutzte Wellengleichung für Schallwellen in Luft gilt für
± strömende Luft ohne Leistungsverluste
± ruhende Luft mit Leistungsverlusten
± ruhende Luft ohne Leistungsverluste
Mech. Ersatzschaltungen sind zweckmäßig zur Beschreibung von
± akustischen Filterschaltungen
± Impedanzen im Schallfeld
± mechanischen Strukturen

TECHNISCHE AKUSTIK 25. SEPTEMBER 2001 Seite 3
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Eine Schallquelle gibt eine konstante akustische Leistung ab. Der Pegel im stationären Schallfeld
des Raums
± steigt bei zunehmender Nachhallzeit
± fällt bei zunehmender Nachhallzeit
± ist von der Nachhallzeit unabhängig
Die Membranmasse eines dynamischen Tieftonlautsprechers liegt in der Größenordnung
± 100 mg ± 10 g ± 1 kg
Der Longitudinalwellenmodul L
± ist gleich dem Elastizitätsmodul E
± bestimmt die Phasengeschwindigkeit einer Dichtewelle
± bestimmt die Phasengeschwindigkeit einer Dehnwelle
In Rohren mit gleichbleibendem Querschnitt können bei tiefen Frequenzen auftreten
± Kugelwellen ± Zylinderwellen ± ebene Wellen
Einer mech. Parallelschaltung aus Masse und Widerstand wird eine elektrische Parallelschaltung
aus Widerstand und Induktivität gegenübergestellt. Die Analogie ist:
± dual ± schaltungstreu ± falsch
Der Übertragungsfaktor eines dynamischen Tieftonlautsprechers hängt in seinem
Übertragungsbereich ab vom Verhältnis der
± Massen von Membran und Schallfeldbelastung
± Induktivität und Widerstand der Schwingspule
± Wirk- und Blindanteile der Schallfeldbelastung
Bei Messungen an einem Kolbenstrahler muss man einen bestimmten Mindestabstand einhalten,
da im Nahfeld
± Interferenzen auftreten
± Druck und Schnelle nicht in Phase sind
± der hohe Schalldruck das Messmikrofon zerstören könnte
Unter Mithörschwelle versteht man
± einen gerade hörbaren Pegel
± einen gerade hörbaren Pegel bei Anwesenheit eines anderen
± die Verdeckung eines Pegels durch einen anderen
Will man ein Rohr so abschließen, dass eine Schallwelle dort vollständig absorbiert wird, so muss
der Abschluss
± gleich dem Wellenwiderstand des Mediums im Rohr
± schallweich
± schallhart sein
Bei einem Kondensatormikrofon ist die abgegebene Spannung proportional zur
± Schnelle ± Beschleunigung ± Auslenkung der Membran
Die Schallfeldbelastung beim Kugelstrahler erster Ordnung kann man bei sehr tiefen Frequenzen
nähern durch
± einen mechanischen Widerstand ± eine Masse ± eine Feder
Die Einführung eines Schnelle- bzw. Geschwindigkeitspotentials
± ermöglicht eine übersichtliche Form der Wellengleichung
± gestattet die Berechnung von Lautsprecherweichen
± ermöglicht eine Beschreibung des Hörvorgangs

Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält drei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei Antworten
ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der hier
erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches Ankreuzen
ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
Aufgabe 1: (20 Punkte)
Aufgabe 2: (10 Punkte)
Aufgabe 3: (20 Punkte)
FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ENDE SS 2001 AM 06. JULI 2001
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
Ein dynamisches Mikrofon soll im Übertragngsbereich einen Leerlauf-Druckübertragungsfaktor
T pU = 0,2 mV/Pa aufweisen. Von den Mikrofondaten sind bekannt:
die Membranfläche SM = 3cm 2
die Membranmasse m M = 0,1 g
die mech. Kreisgüte QM = 0,1
die Resonanzfrequenz f0 = 1400 Hz
die Luftspanltinduktion B = 1Vs/m 2
a) Bestimmen Sie die Länge der Wicklung der Schwingspule für den geforderten
Druckübertragungsfaktor.
b) Bestimmen sie die obere und die untere Grenzfrequenz des Übertragungsbereichs.
In einem Raum mit den Abmessungen 4m$7 m$2, 7 m und einer Nachhallzeit T = 0,6 s wird
Oktavrauschen bei 1 kHz von einem Lautsprecher mit einem elektroakustischen Wirkungsgrad
✔ = 0,7 % wiedergegeben.
Welchen Schallpegel mißt man im diffusen Feld, wenn man dem Lautsprecher 1 W elektrische
Leistung zuführt?
Eine ebene Welle trifft auf einen Abschluß mit Zspez =(1 + 3j) $ Z 0 senkrecht auf.
a) Wie groß ist die Welligkeit m der stehenden Welle vor der Wand?
b) Berechnen Sie den Abstand des ersten Minimums vor der Wand (c = 345 m/s, f = 800 Hz).

TECHNISCHE AKUSTIK 6. JULI 2001
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Das Gesetz der ersten Wellenfront besagt, daß
± der Schall von der nächstliegenden Quelle zuerst eintrifft
± zwei Wellenfronten ein Echo ergeben
± unser Gehör eine Quelle nach der zuerst eintreffenden Wellenfront ortet
Akustische Schaltelemente werden nur verwendet, wenn
± die Abmessungen klein gegen die Wellenlänge sind
± die Schalldruckamplituden klein bleiben
± keine Verluste auftreten
Der Quotient Kraft/Schnelle beschreibt eine
± spezifische Schallfeldimpedanz
± akustische Impedanz
± mechanische Impedanz
In einer mechanischen "Schaltung" gilt die Knotenregel für
± die Schnellen ± die Kräfte ± die Ausschläge
Bei der Unterscheidung von Vokalen kommt es wesentlich auf
± die Tonhöhe der Stimme an
± die Hüllkurve des Leistungsdichtespektrums an
± eine streng periodische Anregung der Stimmbänder an
Unter Schallschnelle versteht man die
± Geschwindigkeit eines Materieteilchens in der Schallwelle
± Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls
± Erdbeschleunigung
Betreibt man einen Kugelstrahler nullter Ordnung und einen Kugelstrahler erster Ordnung
im Abstand d

TECHNISCHE AKUSTIK 6. JULI 2001
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Der Absorptionsexponent ist
± besonders hochwertiges Schallschluckmaterial
± ein anderer Name für den Schallabsorptionsgrad
± ein Teil der Nachhallgleichung von Waetzmann, Schuster und Eyring
In einer stehenden Welle bewegt sich das erste Minimum vor dem Abschluß
± auf den Abschluß zu ± auf die Schallquelle zu ± gar nicht, es ist ortsfest
Die Zahl der Phoneme der Deutschen Sprache beträgt etwa
± 10 ± 50 ± 500
Von "Nahbesprechungseffekt" spricht man, wenn
± bei einem Richtmikrofon die tiefen Frequenzen überbetont werden
± der Zuhörer sich vor Feuchtigkeit schützen muß
± ein Popstar aus Versehen das Mikrofon verschluckt
Bei einem Exponentialtrichter mit unendlicher Länge wird unterhalb seiner
Grenzfrequenz
± nur sehr wenig ± sehr gut ± keine Wirkleistung übertragen
Unter Querkontraktion einer stabförmigen Probe versteht man
± Zusammenziehung bei Abkühlung
± Querschittsreduktion bei Dehnung
± Zerstörung unter Belastung
Ein Mikrofon, das als Schnelleempfänger arbeitet, hat die Richtcharakteristik einer
± Kugel ± Niere ± Acht
Kolbenstrahler kann man zur Berechnung
± in jedem Fall durch Kugelstrahler ersetzen
± nur durch Kugelstrahler nullter Ordnung ersetzen
± für tiefe Frequenzen durch einen entsprechenden Kugelstrahler nähern
unter "rosa Rauschen" versteht man ein breitbandiges Rauschen, dessen
Intensitätsdichtepegel je Verdopplung der Frequenz
± um 3 dB ansteigt ± um 3 dB abfällt ± konstant bleibt
Bei einem Kondensatormikrofon im Betrieb mit konstanter Ladung ist die
Ausgangsspannung proportional zu
± der Membranauslenkung x
± der Membranschnelle v
± dem Quadrat der Membranauslenkung x 2
Unter Residuum-Effekt versteht man
± die Resthörfähigkeit bei stark Schwerhörigen
± die Verzerrungen des Gehörs
± die gehörte Tonhöhe bei fehlendem Grundton
Die Übertragungsfunktion eines Tieftonlautsprechers im geschlossenen Gehäuse ist die
eines Hochpasses
± erster ± zweiter ± dritter Ordnung
Der Absorptionsgrad an einer Grenzfläche ist definiert als das Verhältnis der
± Schalldrücke des hinlaufenden und reflektierten Schalls
± Schalldrücke des absorbierten und hinlaufenden Schalls
± Schallenergiedichten des absorbierten und hinlaufenden Schalls

fmOktav/Hz
250
500
1000
2000
4000
8000
FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ENDE WS 2000/2001 AM 13. FEBRUAR 2001
Prof. Dr.-Ing. J.L. Leichsenring
Aufgabe 1: (25 Punkte) Gegeben ist ein Breitbandlautsprecher mit folgeden Daten:
Membrandurchmesser: D = 10 cm
Membranmasse: mM = 10 g
Resonanzfrequenz: f0 = 40 Hz
Dieser Lautsprecher wird in ein geschlossenes Gehäuse mit dem Volumen V = 10Liter eingebaut.
Die resultierende Kreisgüte erreicht nach dem Einbau beim Anschluß an den Verstärker den Wert
QT = 1,2.
a) (10 Punkte) Welchen Wert erreicht die Kennfrequenz des Lautsprechers f0T nach dem Einbau?
b) (5 Punkte) Wie groß ist das Äquivalenzvolumen VAS des Lautsprchers?
c) (10 Punkte) Wo liegt die untere Grenzfrequenz der Übertragungsfunktion?
T/s
1,4
1,3
1,0
0,7
0,5
0,6
LOktav/dB
66
83
72
76
60
55
A
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei Antworten
ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der hier
erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches Ankreuzen
ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
Aufgabe 2: (25 Punkte)
In einem Raum mit den Abmessungen 4,3m$8m$2,4m wurden
die in der Tabelle eingetragenen Nachhallzeiten gemessen.
Beim Betrieb einer Handbohrmaschine ergibt eine Oktavpegelmessung
im diffusen Feld die gegebenen Pegelwerte.
Bestimmen sie die gesamte von der Bohrmaschine abgegebene
akustische Leistung.

TECHNISCHE AKUSTIK 12. FEBRUAR 2001
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Stellt man den zeitlichen Verlauf eines Sprachspektrums als Graustufen in Abhängigkeit
von Zeit und Frequenz dar, so erhält man
± ein Spektrogramm ± eine Formantkurve ± ein Cepstrum
Ein Bändchenmikrofon ist ein Mikrofon
± in Miniaturausführung
± mit einer bändchenförmigen leitenden Membran
± zur Übertragung eines schmalen Frequenzbandes
Ein Abgasschalldämpfer bei Verbrennungsmotoren enthält einen akustischen
± Resonator ± Tiefpaß ± Hochpaß
Die zeitliche Dichte der Rückwürfe in einem Raum ist bei impulsförmiger Anregung
proportional
± zur Zeit ± zum Quadrat der Zeit ± zur Anregungsfrequenz
Der Ausdruck Diphone bezeichnet in der Sprachverarbeitung die Kombination
± zweier Allophone ± zweier Worte ± zweier Formanten
Die in einem einseitig geschlossenen Rohr auftretenden Eigenfrequenzen sind alle
± ganzzahligen ± ungeradzahligen ± geradzahligen
Vielfachen der tiefsten Eigenfrequenz
Zwei parallelgeschaltete Federn mit den Nachgiebigkeiten n1=3m/N und n2=2m/N haben
die Gesamtnachgiebigkeit
± 5,00 m/N ± 0,67 m/N ± 1,2 m/N
Die Querkontraktionszahl µ gibt den Zusammenhang zwischen
± Dehnung und Stauchung
± Querdehnung und Stauchung
± Querdehnung und Querkontraktion an
Mech. Ersatzschaltungen sind zweckmäßig zur Beschreibung von
± akustischen Filterschaltungen
± Impedanzen im Schallfeld
± mechanischen Strukturen
Die menschliche Stimme erzeugt Schalleistungen in der Größenordnung von
± 1 W ± 1 mW ± 1 µW
An einem Grenzübergang zwischen zwei Medien wird die gesamte Schallenergie
reflektiert, wenn das zweite Medium eine Schallkennimpedanz hat, die
± Z02 = 0 ± Z01 < Z02 ± Z01 > Z02 ist.
Die Schallenergiedichte ist definiert als
± Schalleistung/Fläche ± Schallenergie/Volumen ± Schallleistung/Volumen
Der Realteil der einen Kugelstrahler erster Ordnung belastenden Impedanz steigt bei
tiefen Frequenzen proportional zu
± f 2 ± f 3 ± f 4
Die Sabine'sche Nachhallformel gilt
± immer ± nur für kleine α ± nur für hohe Frequenzen

TECHNISCHE AKUSTIK 12. FEBRUAR 2001
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Beim Kondensatormikrofon im Betrieb mit konstanter Ladung gilt für den
Zusammenhang zwischen akustischen und elektrischen Größen
± ein quadratisches Gesetz, das linearisiert wird
± ein hyperbolisches Gesetz, das linearisiert wird
± ein prinzipiell linearer Zusammenhang
Einer mechanischen Serienschaltung aus w und m wird eine elektrische Serienschaltung
aus R und C gegenübergestellt.
± die analoge Schaltung ist richtig
± C muß durch L ersetzt werden
± es muß eine Parallelschaltung von R und C gewählt werden
Welche Wellen breiten sich auch bei hohen Frequenzen mit frequenzunabhängiger
Phasengeschwindigkeit aus?
± Dichtewellen im unendlich ausgedehnten Körper
± Biegewellen auf Stäben
± Dehnwellen auf Platten
Die Richtcharakteristik eines Kugelstrahlers erster Ordnung ist
± eine Niere ± eine Kugel ± eine Acht
Bei einer beginnenden Schwerhörigkeit werden meist
± die hohen Frequenzen
± die tiefen Frequenzen
± alle Frequenzen gleichmäßig schlechter wahrgenommen
Die Entfernungsabhängigkeit der Schallschnelle beim Kugelschallfeld nullter Ordnung ist
± 1/r im Nahfeld ± 1/r im Fernfeld ± 1/r 2 im Fernfeld
Eine Schwebung nennt man
± den Zustand nach einer durchzechten Nacht
± die Überlagerung zweier Sinusschwingungen mit geringer Frequenzdifferenz
± eine stehende Welle
Die Belastung eines Kugelstrahlers nullter Ordnung durch das Schallfeld ist bei tiefen
Frequenzen näherungsweise
± eine Masse ± eine Feder ± ein Widerstand.
Unter Mithörschwelle versteht man
± die Verdeckung eines Pegels durch einen anderen
± einen gerade hörbaren Pegel
± einen gerade hörbaren Pegel bei Anwesenheit eines anderen
Ein Materieteilchen der Luft, in der sich Schall ausbreitet, bewegt sich
± gar nicht ± mit ca. 340 m/s ± mit seiner Schnelle
Bei einer elektroakustischen Anlage zur Sprachunterstützung in einem Hörsaal soll
± man den Lautsprecher deutlich orten
± der Lautsprecher möglichst laut sein
± die Sprachverständlichkeit unauffällig erreicht werden

Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei Antworten
ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der hier
erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches Ankreuzen
ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
n
FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ENDE WS 2000/01 AM 27. SEPTEMBER 2000
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
m
v
w 1
w 2
Aufgabe 1: (25 Punkte)
Ein Lautsprecher in einem geschlossenen Gehäuse hat
einen Membrandurchmesser von D = 8,5 cm und einen maximalen
Membranhub x = ! 4mm (Scheitelwert).
Welche akustische Wirkleistung kann der Lautsprecher bei f =
90Hz höchstens abgeben?
Rechnen Sie mit c = 345 m/s und ✣ = 1, 2 kg/m . 3
Aufgabe 2: (25 Punkte)
Gegeben ist die skizzierte mechanische Anordnung
mit folgenden Bauelementen:
m = 1g, n = 10 , ,
−2 m
w1 = 5
N Ns
m w2 = 1, 25 Ns
m
Berechnen sie die Frequenz, bei der die mechanische
Impedanz reell wird.
Z mech

TECHNISCHE AKUSTIK 27. SEPTEMBER 2000 Seite 4
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Die Zeitfunktion des Schalldrucks von Vokalen ist im Prinzip
± periodisch ± impulsartig ± völlig unregelmäßig
Die Übertragungsfunktion eines Tieftonlautsprechers im geschlossenen Gehäuse ist die
eines Hochpasses
± erster ± zweiter ± dritter Ordnung
Bei einer Serienschaltung aus akustischen Bauelementen ist
± die Schnelle ± der Druck ± der Schallfluß
in allen Schaltelementen gleich
In einem Hallraum mit ideal gut reflektierenden Wänden erhält man eine endliche
Nachhallzeit wegen der
± endlichen Bandbreite der Anregung
± endlichen Leistung der Schallquelle
± Dämpfung des Schalls in Luft
Trifft ein Schallereignis auf zwei Wegen mit unterschiedlicher Laufzeit bei einem Hörer
ein, so ist dann ein Echo zu hören, wenn diese Laufzeit
± kleiner als 10ms ist
± größer als 40ms ist
± zwischen 0,2ms und 2ms liegt
Der Absorptionsgrad an einer Grenzfläche ist definiert als das Verhältnis der
± Schalldrücke des hinlaufenden und reflektierten Schalls
± Schalldrücke des absorbierten und hinlaufenden Schalls
± Schallenergiedichten des absorbierten und hinlaufenden Schalls
In einem mechanischen Kreis ist die Schnelle
± die abgestrahlte Schallschnelle
± die Geschwindigkeit, mit der sich ein mechanisches Element als Ganzes bewegt
± die Differenz der Geschwindigkeiten zweier Punkte im mechanischen Kreis
Wirkt auf einen zylindrischen Körper eine Kraft senkrecht auf die Stirnfläche, beschreibt
der Elastizitätsmodul E den Zusammenhang zwischen
± Dehnung und Querkontraktion
± Kraft und Normalspannung
± Normalspannung und Dehnung
Die Schallgeschwindigkeit von Biegewellen in Stäben mit quadratischem Querschnitt
± steigt ± fällt ± ändert sich nicht
bei steigender Frequenz
Wenn man Sprache in einem PCM-System überträgt und diese mit der A-Kompandierungskurve
nach CCITT komprimiert, so handelt es sich um eine Übertragung mit
± parametrischer Codierung
± Signalformcodierung
± Textanalyse und -Sythese
In einer stehenden Welle verhalten sich die Schalldrücke in den Minima und Maxima wie
3:5, der Reflexionsfaktor ist dann
± 0,25 ± 0,6 ± 1,5
Den Schalldruck kann man beschreiben durch einen
± räumlichen Vektor ± Skalar ± konstanten Wert

TECHNISCHE AKUSTIK 27. SEPTEMBER 2000 Seite 5
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Unter Schallfluß versteht man das Produkt aus
± Schnelle v und Querschnittsfläche S in akustischen Filtern
± Schnelle v und Druck p im Schallfeld
± Intensität I und Schallgeschwindigkeit c im Schallfeld
Bei stimmhaften Lauten der Sprache erwachsener Menschen liegt die Grundfrequenz in
der Gegend von
± 50 Hz ± 150 Hz ± 1000 HZ
Ein Tauchspulmikrofon ist ein
± elektromagnetischer Wandler
± Wasserschallwandler
± elektrodynamischer Wandler
Die mech. Impedanz ist
± Schnelle/Kraft ± Kraft/Schnelle ± Schalldruck/Schallfluß
Zwischen zwei schallharten Wänden findet man die niedrigste Eigenfrequenz, wenn der
Wandabstand
± ½ ± ¼ ± 1/1 der Schallwellenlänge ist
Bei der Richtcharakteristik eines Rohrschlitzmikrofons ergeben sich „Nebenzipfel”
± bei allen Frequenzen
± nur unterhalb einer bestimmten Frequenz
± nur oberhalb einer bestimmten Frequenz
Der Pegel, bei dem ein Ton bei Verdeckung durch ein Geräusch gerade hörbar wird, ist
die
± Mithörschwelle ± Hörschwelle ± Fühlschwelle
Eine Kugelwelle erster Ordnung ist
± eine besonders starke Kugelwelle
± eine von einem Dipolstrahler erzeugte Welle
± eine Kugelwelle bei kr = 1
Die Sabinesche Nachhallformel gilt als Näherung in Räumen
± mit geringer Schallabsorption
± mit hoher Schallabsorption
± mit großen Abmessungen
Im Nahfeld eines Kugeslstrahlers nullter Ordnung
± überwiegt die akustische Blindleistung
± überwiegt die akustische Wirkleistung
± verschwindet die akustische Leistung
Unter „Hörschwelle” versteht man den Schallpegel, bei dem Schall gerade
± wahrgenommen wird ± unangenehm laut wird ± verdeckt wird
Der Schalldruck bei Luftschall ist die Druckänderung aufgrund von
± wetterbedingten Druckschwankungen
± Schallschwingungen
± Schallpegeländerungen
Ein Mikrofon, das als Schnelleempfänger arbeitet, hat die Richtcharakteristik einer
± Kugel ± Niere ± Acht

Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält drei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei Antworten
ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der hier
erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches Ankreuzen
ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
1m
1,5m
gFACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ENDE SS 2000 AM 07. JULI 2000
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
1cm
50µm
2m
Aufgabe 1: (20 Punkte)
Vor einer Wand mit einem frequenzunabhängigen Reflexionsfaktor
R = 0,98 befindet sich eine Schallquelle. Sie gibt ein bandbegrenztes
Rauschen im Bereich 0, 5 kHz [ f [ 5kHzmit
einer akustischen
Leistung von Pak = 40 µW ab.
Bestimmen Sie die Schallintensität J, den Schallpegel L und den
Schalldruck p am Meßort.
Aufgabe 2: (15 Punkte)
Gegeben ist ein Stab aus Aluminium ( E = 7 $ 10 ,
10 N/m2 ✯ = 2700 kg/m ) mit quadratischem Querschnitt bei einer Kanten-
3
länge h = 1 cm. Ein Ende des Stabes ist reflexionsfrei abgeschlossen,
das andere wird mit einer Biegewelle erregt, die die
Frequenzen 1 kHz und 2 kHz enthält.
a) Welcher Frequenzanteil durchläuft den Stab schneller?
b) Wie groß ist die Laufzeitdifferenz zwischen beiden Frequenzanteilen,
nachdem eine Strecke von 1m durchlaufen wurde?
Aufgabe 3: (15 Punkte)
Gegeben sind die in der Skizze eingetragenen Abmessungen eines
Kondensatormikrofons. Weiter ist
ρ0 = 1,2 kg/m 3 , c = 345 m/s, ε0 = 8,86 pF/m
Welche Polarisierungsspannung U0 muß man anlegen, um einen
Leerlauf-Druckübertragungsfaktor Tp = 10 -3 V/Pa zu erhalten?

TECHNISCHE AKUSTIK 07. JULI 2000 Seite 5
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Die Stelle im Vokaltrakt, wo ein Laut entsteht, bezeichnet man als
± Artikulationsort ± Stimmritze ± Formant
Der Wandlerfaktor N eines idealen N-Wandlers verknüpft
± F mit I und v mit U
± F mit U und v mit I
± alle elektrischen und mechanischen Größen
Zwei Rohre mit unterschiedlichem Durchmesser sind miteinander verbunden. An dem
Querschittssprung findet man den Reflexionsfaktor Null, wenn hier die
± mechanischen ± spezifischen ± akustischen Impedanzen gleich sind.
Um bei einem rauschähnlichen Signal mehr als 99% des Zeitverlaufs unverfälscht zu
übertragen, muß der Kanal Spitzenwerte vom
± 10 fachen ± 3 fachen ± 1 fachen
Effektivwert unverzerrt übertragen können.
Bei Intensitässtereophonie sei bei sonst gleichem Signal der rechte Lautsprecher 5 dB
lauter. Die Phantomquelle liegt dann etwa
± 10 ° nach links ± in der Mitte ± 10 ° nach rechts
Eine Schallwelle wird vollständig reflektiert, wenn die Schallkennimpedanz Z0 des
Mediums, auf das der Schall trifft
± angepaßt ist ± schallweich ist ± reell ist
Bei einer Feder ist die Kraft proportional
± zur Beschleunigung ± zur Schnelle ± zur Auslenkung
Eine konstante Phasengeschwindigkeit findet man bei
± Torsionswellen
± Biegewellen auf Platten
± Biegewellen auf Stäben
Unter Schnelle versteht man die
± Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls
± Windgeschwindigkeit
± Momentangeschwindigkeit eines Materieteilchens
Will man Sprache ohne Dynamikkompression übertragen, muß man eine Dynamik von
etwa
± 20 dB ± 40 dB ± 65 dB vorsehen
In gasförmigen Medien können auftreten
± Schubspannungen ± Druckspannungen ± Torsionen
Unter "Schallkennimpedanz" versteht man
± die spez. Schallfeldimpedanz in einer ebenen Welle
± die spez. Schallfeldimpedanz auf der Oberfläche eines Schallstrahlers
± ein Merkmal, an dem man einen Sprecher identifizieren kann
Ein kurzer Exponentialtrichter überträgt unterhalb seiner Grenzfrequenz
± keine ± sehr wenig ± maximale
Wirkleistung.

TECHNISCHE AKUSTIK 07. JULI 2000 Seite 6
————————————————————————————————————————
FRAGENTEIL
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Schallabsorption bei der Schallausbreitung in Luft beeinflußt die Nachhallzeit eines
Raums
± bei hohen Frequenzen ± bei tiefen Frequenzen ± gar nicht
Die untere Grenzfrequenz eines dynamischen Tieftonlautsprechers liegt
± bei kR = 1
± bei der mech. Resonanzfrequenz
± bei der ersten Eigenfrequenz des Gehäuses
Die Parallelschaltung aus zwei gleichen mechanischen Federn hat die
± doppelte
± gleiche
± halbe Nachgiebigkeit einer einzelnen Feder
Der Schubmodul beschreibt das Verhalten von
± Tänzern in einer engen Diskothek
± PKWs in einem Autobahnstau
± Materialien unter Scherbeanspruchung
Die Richtcharakteristik eines Kugelstrahlers 1. Ordnung ist
± eine Kugel ± eine Niere ± eine Acht
Die Gesamtlautstärke zweier Geräusche, die in unterschiedlichen Frequenzgruppen
liegen, kann man berechnen aus der Summe der
± Lautheiten ± Lautstärken ± Intensitäten
In großer Entfernung von einem Kugelstrahler 1. Ordnung sinkt der Schalldruck
proportional zu
± 1/r ± 1/r 2 ± 1/r 3
Die Grenzfrequenzen verschiedener Oktavfilter
± verhalten sich wie fo/fu = 2
± verhalten sich wie fo/fu = 3 2
± haben einen konstanten Abstand fo − fu
Interferenzen im Nahfeld eines Kolbenstrahlers treten auf
± bei tiefen Frequenzen
± bei hohen Frequenzen
± bei hohen Amplituden
Die Einheit für den Lautstärkepegel ist
± dB ± phon ± sone
In einer stehenden Welle kann man die Welligkeit m messen. Sie ist das Verhältnis der
± Schallkennimpedanzen
± Reflexionsfaktoren
± eff. Schalldrücke
in den Minima und Maxima der stehenden Welle
Um eine Mikrofonkalibrierung nach dem Reziprozitätsverfahren durchführen zu können,
muß einer der verwendeten elektroakustischen Wandler
± als Sender und Empfänger zu betreiben sein
± geeicht sein
± ein N-Wandler sein

Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält drei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei Antworten
ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der hier
erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches Ankreuzen
ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
F
b
FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ENDE WS 1999/2000 AM 7. FEBRUAR 2000
Prof. Dr.-Ing. J.L. Leichsenring A
Aufgabe 1: (10 Punkte)
Für ein dynamisches Mikrofon ist gegeben:
Membranfläche: S = 5 cm 2 Membranmasse: mM = 0,2 g
Membranresonanz: f0 = 500 Hz Kreisgüte: Q = 0,2
magnet. Induktion: B = 1 T
Bestimmen Sie die Länge der Drahtwicklung , wenn das Mikrofon einen Leerlauf-Druckübertragungsfaktor
T = 1 mV/Pa haben soll.
w1
n
m
l
w 2
h
Aufgabe 2: (20 Punkte)
In der mechanischen Schaltung ist m = 1g , n = 10 -3 m/N und
w1 = w2 = 1 Ns/m.
a) Geben Sie die Gleichung für die mech. Impedanz Z an.
b) Bestimmen Sie die Kennfrequenz f0 (ohne Dämpfung!)
der Schaltung und die komplexe Impedanz bei dieser
Frequenz.
c) Geben sie die elektrische Ersatzschaltung mit den Werten
aller Bauelemente an, wenn der Zusammenhang F = M·I
und U = M·v mit M = 1N/A gilt.
Aufgabe 3: (20 Punkte)
In einem Raum mit den Abmessungen l = 7,3m, b = 5m, h
= 2,7m wird eine Nachhallzeit T = 2,1s gemessen. In dem
Raum befindet sich ein Lüfter, der einen Schallpegel L1
= 71 dB erzeugt.
Sie haben die Aufgabe, den Schallpegel auf L2 = 65 dB zu
senken, indem sie die Schallabsorption des Raums erhöhen.
Sie planen einen Teppichboden mit α = 0,07, drei Seitenwände
mit α = 0,11 und eine gut absorbierende Deckenverkleidung.
Die große Seitenwand bleibt im gegebenen
Zustand.
Welchen Absorptionsgrad muß die Deckenverkleidung
haben, um die Pegelminderung zu erreichen?

Fragenteil: 07. FEB 2000
0l)
02)
03)
04)
05)
06)
07)
08)
09)
10)
11)
12)
Stellt man den zeitlichen Verlauf eines Sprachspektrums als Graustufen in
Abhängigkeit von Zeit und Frequenz dar, so erhält man
± ein Spektrogramm ± eine Formantkurve ± ein Cepstrum
Beim Kondensatormikrofon im Betrieb mit konstanter Ladung gilt für den
Zusammenhang zwischen akustischen und elektrischen Größen
± ein prinzipiell linearer Zusammenhang
± ein quadratisches Gesetz, das linearisiert wird
± ein hyperbolisches Gesetz, das linearisiert wird
Die akustische Impedanz ist definiert als
± Schalldruck p / Schallschnelle v
± Kraft F / Schallfluß q
± Schalldruck p / Schallfluß q
Die Grenzfrequenzen verschiedener Oktavfilter
± haben einen konstanten Abstand f0 - fu
± verhalten sich wie fo / fu = 2
± verhalten sich wie fo / fu = 3 2
Für einem N-Wandler kennen Sie die Größen des elektrischen und
mechanischen Ersatzbildes. Den Wandlerfaktor N erhalten Sie als
± N = w $ R ± N = m/L ± N= m/L
Luf:schallschnelle ist die Geschwindigkeit, mit der sich
± Luftschall ausbreitet
± die Schallquelle bewegt
± ein Materieteilchen bewegt
Bei einem mech. Widerstand ist die Schnelle proportional
± zur Kraft
± zur Beschleunigung
± zum Ausschlag
Der Elastizitätsmodul eines Materials gibt den Zusammenhang zwischen
± Kraft und Schubspannung
± Dehnung und Querkontraktion
± Kraft und Dehnung an.
Bei zwei in Serie geschalteten Massen m1 = m2 = 10g findet man
± die Gesamtmasse 20g
± die Gesamtmasse 5g
± daß die Serienschaltung nicht möglich ist
Morphene sind
± Schmerzmittel
± Bausteine der Sprache
± spezielle Kuststoffe zur Membranherstellung
Ein beidseitig offenes Rohr wird durch eine obertonreiche Pulsfolge mit der Periode
der tiefsten Eigenfrequenz des Rohrs angeregt. Es werden
± alle ± nur ungeradzahlige ± nur geradzahlige
Obertöne als Eigenfrequenzen des Rohrs angeregt
Eine Schallwelle in einem akustischen Meßrohr trifft auf einen schallweichen
Abschluß. Hier wird
± die gesamte Schallenergie absorbiert
± die gesamte Schallenergie reflektiert
± genau die Hälfte der Schallenergie reflektiert

Fragenteil: 07. FEB 2000
13)
14)
15)
16)
17)
18)
19)
20)
21)
22)
23)
24)
25)
Die Kammern eines Schalldämpfers für Verbrennungsmotoren bilden einen akustischen
± Hochpaß ± Tiefpaß ± Bandpaß
Die äquivalente Absorptionsfläche eines Raums ist
± die Schalldämmung einer Wand
± das gesamte Absorptionsvermögen des Raums
± die Schallabsorption durch die Luft
Ein Druckgradienmikrofon ist ein Mikrofon mit
± Achtercharakteristik ± Nierencharakteristik ± Kugelcharaktenstik
Das Produkt Kraft @ Schnelle beschreibt eine
± mechanische Impedanz
± mechanische Leistung
± spezifische Schallfeldimpedanz
Die Schallgeschwindigkeit von Biegewellen in runden Stäben
± ist proportional zur Stablänge
± wächst mit steigendem Stabdurchmesser
± hängt nicht von den Abmessungen ab
Eine Nierencharakteristik erhält man durch Überlagerung der Schallfelder
± zweier Kugelstrahler nullter Ordnung
± zweier Kugelstrahler erster Ordnung
± je eines Kugelstrahlers erster und nullter Ordnung
Unter Hörschwelle versteht man den Schallpegel, bei dem Schall gerade
± wahrgenommen wird ± unangenehm laut wird ± verdeckt wird
Kolbenstrahler kann man zur Berechnung
± in jedem Fall durch Kugelstrahler ersetzen
± nur durch Kugelstrahler nullter Ordnung ersetzen
± für tiefe Frequenzen durch einen entsprechenden Kugelstrahler nähern
Auch für den theoretischen Fall ideal schallharter Wände ist die Höhe der Nachhallzeit
eines Raums bei hohen Frequenzen begrenzt durch
± das menschliche Hörvermögen
± die Richtwirkung des Meßmikrofons
± die Ausbreitungsverlus^in Luft
Die Flächen gleicher Phase sind. bei Kugelwellen nullter Ordnung
± Ebenen ± Kugelflächen ± Zylinderflächen
Ein der Empfindung der Lautstärke proportionales Maß ist
± die Lautheit in sone
± der Lautstärkepegel in phon
± der Schalldruckpegel in dB
Schall kann sich nicht ausbreiten
± im luftleeren Raum ± in Luft ± in festen Körpern
Der Dynamikbereich eines Mikrofons ist zu niederigen Schallpegeln hin begrenzt durch
± den Übertragungsfaktor des Mikrofons
± Störspannungen
± die Masse der Membran

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ANFANG WS 1999/2000 AM 28. SEPTEMBER 1999
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring A
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei Antworten
ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der hier erreichten
Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches Ankreuzen ergibt
damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
durchtretende
Welle
Leichtbauwand
einfallende
Welle
reflektierte
Welle
Aufgabe 1: (25 Punkte)
Gegeben ist ein Tieftonlautsprecher im geschlossenen Gehäuse, das
im Übertragungsbreich klein gegen die Wellenlänge ist.
Membrandurchmesser D = 8 cm ρ 0 = 1,2 kg/m 3
Wicklungswiderstand R 1 = 4 Ω c = 345 m/s
Membranmasse m M = 5 g
Wandlerfaktor M = 5 N/A
Bestimmen Sie den elektroakustischen Wirkungsgrad im Übertragungsbereich.
(Vernachlässigen sie dabei die Belastung der
Membranrückseite)
Aufgabe 2: (25 Punkte)
Gegeben ist eine Leichbauwand mit einem Flächengewicht
m* = 60 kg/m 3 .
Bestimmen sie den Reflexionsfaktor R und den Schallabsorptionsgrad
a für eine senkrecht auf die Wand treffende ebene Schallwelle
bei f = 150 Hz und daraus die Pegelabnahme des Schalls bei
durchtritt durch die Wand.
Hinweis: Die Abschlußimpedanz für die einfallende Welle ist die
Summe aus der Impedanz der Wand und der Kennimpedanz der
Luft dahinter. Berechnen Sie R auf midestens 6 Stellen genau.

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 2 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1999/2000 A A
01)
02)
03)
04)
05)
06)
07)
08)
09)
10)
11)
12)
13)
Zwei parallelgeschaltete Federn mit den Nachgiebigkeiten n1 = 6 m/N und n2 = 3 m/N haben die
Gesamtnachgiebigkeit
± 9,00 m/N ± 2,00 m /N ± 0,50 m/N
Die Schallenergiedichte ist definiert als
± Schalleistung je Flächeneinheit
± Schallschnelle mal Fläche
± Schallenergie je Volumeneinheit
Ein Biegeschwinger ist
± ein Federpendel
± eine Form piezoelektrischer Wandler
± die Membran eines Kondensatormikrofons
Ein dynamischer Tieftonlautsprecher hat eine Resonanzfrequenz f0 = 45Hz. Beim Einbau in ein geschlossenes
Gehäuse wird seine Resonanzfrequenz
± gleichbleiben ± sinken ± steigen
Die Phasengeschwindigkeit von Biegewellen in Platten ist
± unabhängig von f ± proportional zu f ± proportional zu pf
Der Bereich der Pegelunterschiede zwischen den beiden Lautsprechersignalen bei Intensitätsstereophonie
liegt bei etwa
± "5 dB ± "20 dB ± "60 dB
In einem Kugelschallfeld nullter Ordnung
± überwiegt im Nahfeld die Blindleistung
± treten im Nahfeld Interferenzen auf
± ist es im Nahfeld besonders ruhig
Die Schallgeschwindigkeit von Torsionswellen in Stäben mit quadratischem Querschnitt
± steigt ± fällt ± ändert sich nicht bei steigender
Frequenz
Einer Verdopplung des Lautstärkeeindrucks entspricht eine Erhöhung der Lautheit von 4 sone nach
± 5 sone ± 15 sone ± 8 sone
Akustische Schaltelemente werden nur verwendet, wenn
± die Abmessungen klein gegen die Wellenlänge sind
± die Schalldruckamplituden klein bleiben
± keine Verluste auftreten
Wir hören nichtlineare Verzerrungen, die im Ohr selbst entstehen,
± weder bei hohen noch bei niedrigen Lautstärken
± bei sehr niedrigen Lautstärken
± bei hohen Lautstärken
Eine mechanische Impedanz der Größe Zmech = 4 beschreibt eine
± starre ± fehlende ± elastische
Verbindung zwischen zwei "Klemmen" einer mechanischen Struktur
Der Absorptionsgrad an einer Grenzfläche ist definiert als Verhältnis der Schallenergiedichten des
± hinlaufenden und reflektierten
± reflektierten und hinlaufenden
± absorbierten und hinlaufenden Schalls.

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 3 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1999/2000 A A
14)
15)
16)
17)
18)
19)
20)
21)
22)
23)
24)
25)
Lautheit ist eine
± Bezeichnung für besonders hohe Lautstärken
± andere Bezeichnung für die Lautstärke
± dem Lautstärkeeindruck proportionale Größe
Die menschliche Stimme erzeugt Schalleistungen in der Größenordnung von
± 1 W ± 1 mW ± 1 µW
Die Entfernungsabhängigkeit der Wirkintensität im Nahfeld eines Kugelstrahlers nullter Ordnung ist
proportional zu
± r ± 1/r ± 1/r 2
Die Mündungskorrektur für ein offenes Rohrende berücksichtigt, daß sich das Rohr bez. seiner Eigentöne
verhält, als sei es
± viel länger ± etwas länger ± etwas kürzer
als seine tatsächliche Länge beträgt
Bei der Wiedergabe von Schall über mehrere Lautsprecher werden Echos hörbar, wenn die Laufzeit des
Schalls zwischen zwei Lautsprechern
± weniger als 50 ms ± mehr als 50 ms ± mehr als 1 ms beträgt.
Die Länge eines Exponetialtrichters hat Einfluß auf ± seine untere Grenzfrequenz
± die Schwankungen im Übertragungsbereich
± seine obere Grenzfrequenz
Die Richtcharakteristik eines Kugelstrahlers erster Ordnung ist
± eine Acht ± eine Kugel ± eine Niere
An einem schallweichen Abschluß
± tritt keine Reflexion auf ± ist | R | = 1 ± ist die Absorption optimal
Die Sabinesche Nachhallformel gilt als Näherung in Räumen
± mit geringer Schallabsorption ± mit hoher Schallabsorption ± mit großen Abmessungen
Die Zahl der bei einem Hörer in einem Raum eintreffenden Schallrückwürfe steigt an mit der Zeit
± linear ± mit der dritten Potenz ± quadratisch
Bei der Richtcharakteristik eines Rohrschlitzmikrofons ergeben sich "Nebenzipfel"
± bei allen Frequenzen
± nur unterhalb einer bestimmten Frequenz
± nur oberhalb einer bestimmten Frequenz
Normalbeanspruchung ist die Beanspruchung eines festen Körpers, die
± senkrecht zur Bezugsfläche
± normalerweise
± parallel zur Bezugsfläche auftritt

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ENDE SS 1999 AM 24. JUNI 1999
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring A
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält drei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei Antworten
ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der hier erreichten
Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches Ankreuzen ergibt
damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
w 1
m
w 2
Aufgabe 2: (15 Punke)
n
Aufgabe 1: (20 Punkte)
Für eine mechanische Schaltung sind gegeben:
m = 1 g, n = 10 -3 m/N, w 1 = 20 Ns/m und w 2 = 5 Ns/m
a) Fassen Sie, wo möglich, gleichartige Elemente zusammen,
zeichnen sie die vereinfachte Schaltung und geben
sie die Funktion der mechanischen Impedanz Z mech an.
b) Berechnen Sie die Frequenz, bei der Z mech reell wird.
c) Geben Sie den Wert von Z mech bei der unter b) berechneten
Frequenz an.
In der Frequenzgruppe um f = 500 Hz wird eine Lautheit s 500 = 11,3 sone und in der Frequenzgruppe
um f = 2000 Hz s 4000 = 4,7 sone gemessen.
Bestimmen Sie die gesamte Lautheit sges und den gesamten Lautstärkepegel Lsges .
Aufgabe 3: (15 Punke)
In einem Wohnraum mit den Abmessungen 6m · 4,5m · 2,7m mißt man eine Nachhallzeit
T = 0,7s.
Welche mittlere elektrische Leistung müssen Sie einem Lautsprecher mit einem elektroakustischen
Wirkungsgrad η = 0,7% zuführen, um im diffusen Schallfeld einen Schallpegel L = 90 dB zu erzeugen
?

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 4 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: SS 1999 E A
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
In einem mechanischen Kreis ist die Schnelle
± die abgestrahlte Schallschnelle
± die Geschwindigkeit, mit der sich ein mechanisches Element als Ganzes bewegt
± die Differenz der Geschwindigkeiten zweier Punkte im mechanischen Kreis
Der Reflexionsfaktor 0 tritt auf, wenn Schall auf eine Grenzfläche mit
± angepaßtem ± schallweichem ± komplexem Abschluß trifft
In einem akustischen Meßrohr, das mit einem Reflexionsfaktor R = 0,8 abgeschlossen ist, verhalten sich
die Maxima der stehenden Welle zu den Minima wie
± 0,8:1 ± 5:1 ± 9:1
Will man Sprache ohne Dynamikkompression übertragen, muß man eine Dynamik von etwa
± 20 dB ± 40 dB ± 65 dB vorsehen
In Kugelwellen nullter Ordnung hat die Schallschnelle
± die Richtung des Kugelradius
± die Richtung der Tangente an die Kugel
± eine Radial- und Tangentialkomponente
Zur Bestimmung der Phasengeschwindigkeit von Dichtewellen in einem unendlich ausgedehnten Körper
benötigt man den
± Elastizitätsmodul E ± Kompressionsmodul K ± Longitudinalwellenmodul L
Die Einheit N s m -5 ist die Einheit der
± akustischen Impedanz ± Dichte ± Energiedichte
Unser Gehör zeigt deutliche nichtlineare Verzerrungen
± bei sehr geringen Pegeln
± bei hohen Pegeln
± weder bei hohen noch bei geringen Pegeln
Eine Schallwelle wird vollständig reflektiert, wenn die Schallkennimpedanz Z0 des Mediums, auf das
der Schall trifft
± angepaßt ist ± schallweich ist ± reell ist
Man vergleiche die Richtcharakteristiken eines elektroakustischen Wandlers beim Betrieb als Sender
und als Empfänger
± die Richtcharakteristik ist ein beiden Fällen gleich
± der Sender zeigt eine schärfere Bündelung
± der Empfänger zeigt eine schärfere Bündelung
Einer Oktave entspricht eine
± Verdopplung der Lautheit ± Verdopplung der Frequenz ± Verdopplung der Tonheit
Für einen N-Wandler gilt die Beziehung
± Zel = N 2 ·Zmech ± Zel = Zmech/ N 2 ± Zel = N 2 /Zmech
Die Bezugrgröße für den Pegel der Schallschnelle ist
± 10 -12 m/s ± 2·10 -5 m/s ± 5·10 -8 m/s

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 5 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: SS 1999 E A
14)
15)
16)
17)
18)
19)
20)
21)
22)
23)
24)
25)
Ein reiner Ton ist ein Schallereignis
± das von einem Musikinstrument erzeugt wird
± mit sinusförmigem Schwingungsverlauf
± mit einem komplizierten Spektrum
In einer mechanischen "Schaltung" gilt die Knotenregel für
± die Schnellen ± die Kräfte ± die Ausschläge
Das akustische Ersatzbild eines Helmhotzresonators ist
± ein Parallelkreis
± ein Serienkreis
± eine Parallelschaltung aus Masse und Widerstand
Der Wirkungsgrad eines dynamischen Lautsprechers im geschlossenen Gehäuse liegt in der Größenordnung
± 75% ± 20% ± 1%
Eine stabförmige Materialprobe mit Kreisquerschnitt wird einer Normalbeanspruchung ausgesetzt.
Positive Querdehnung tritt auf, wenn dabei die Probe
± kürzer ± länger ± verbogen wird
An einer Feder sind Kraft und Schnelle
± in Phase ± 90 o in der Phase verschoben ± es kann keine Schnelle auftreten
Ein Elektretmikrofon ist ein
± elektrostatischer ± piezoelektrischer ± elektrodynamischer Wandler
Der Verlauf des normierten Übertragungsmaßes ∆ L über f / fT hängt bei einem Tieftonlautsprecher im
geschlossenen Gehäuse
± von der Gehäusegröße ± vom Membrandurchmesser ± von der Kreisgüte ab
Bei einer beginnenden Schwerhörigkeit werden meist
± die hohen Frequenzen
± die tiefen Frequenzen
± alle Frequenzen gleichmäßig schlechter wahrgenommen
Will man die Sprache eines Redners in einem Raum verstärken und verwendet dazu bei Lautsprecher und
Mikrofon Kugelcharakteristiken, so erhält man ohne zusätzliche Maßnahmen Pegelanhebungen bis zu
± 1,5 dB ± 10 dB ± 20 dB
Im Schallfeld eines Kugelstrahlers nullter Ordnung ist bei kr >>1 der Realteil der Schallschnelle
± groß gegen den Imaginärteil
± klein gegen den Imaginärteil
± gleich groß wie der Imaginärteil
Die Eigentondichte (Eigentöne je Hz) in einem Raum steigt bei hohen Frequenzen proportional
± zu f ± zu f 2 ± zu f 3

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ENDE WS 1998/99 AM 8. FEBRUAR 1999
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring A
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei Antworten
ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von der hier erreichten
Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches Ankreuzen ergibt
damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
w
n
v N
v
m
Aufgabe 1: (25 Punkte)
In einem Schallplattentonabnehmer findet sich die gezeichnete
Anordnung mit
m = 20 g, n = 0,02 m/N und w = 1 Ns/m
a) Geben Sie die Übertragungsfunktion H= v N / v an.
b) Bestimmen Sie die Frequenz der Tonarmresonanz aus
m und n.
c) Zeichnen Sie das Bode-Diagramm für |H| im Bereich
0,1 f 0 ≤ f ≤ 10 f 0 , indem Sie die Asymptoten für f « f 0
und f » f 0 bestimmen.
d) Welchen Wert hat |H| bei f = f 0 ?
Aufgabe 2: (25 Punke)
Eine Werkstatt hat die Abmessungen 10m·7m·3m. der mittlere Schallabsorptionsgrad beträgt
bei f = 500 Hz α= 5% und bei f = 1 kHz α= 7%.
Eine Maschine erzeugt überwiegend in der Oktav mit fm = 500 Hz eine akustische Leistung
Pak1 = 10mW , eine zweite Maschine in der Oktav mit fm = 1 kHz Pak2 = 15mW.
Bestimmen Sie den A-bewerteten Gesamtschallpegel im diffusen Schallfeld, wenn beide Maschinen
laufen.

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 2 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1998/99 E A
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
Die Nachhallzeit eines Raums ist umgekehrt proportional zu
± der Schallgeschwindigkeit ± der eingestrahlten Schalleistung ± dem Richtfaktor des
Schallsenders
Eine Schallwelle wird vollständig reflektiert, wenn die Schallkennimpedanz Z0 des Mediums, auf das der
Schall trifft,
± angepaßt ist ± schallweich ist ± reell ist.
Der Frequenzgang eines dynamischen Mikrofons
± ist im Prinzip sehr breitbandig
± muß durch besondere Maßnahmen breitbandig gemacht werden
± zeigt mehrere scharfe Resonanzspitzen
Nach dem Schottkyschen Tiefenempfangsgesetz
± ist es verboten, tiefe Frequenzen zu empfangen
± kann man tiefe Frequenzen leichter empfangen als senden
± kann man tiefe Frequenzen leichter senden als empfangen
Die Phasengeschwindigkeit von Biegewellen in Platten ist
± unabhängig von f ± proportional zu f ± proportional zu √f
Die Wirkung einer elektrischen Feldkraft auf elektrische Ladungen in einem Kristallgitter wird beim
± eletrostatischen ± elektromagnetischen ± piezoelektrischen Wandler genutzt
Bei Messungen an einem Kolbenstrahler muß man einen bestimmten Mindestabstand einhalten, da im
Nahfeld
± Interferenzen auftreten ± Druck und Schnelle nicht in Phase sind ± der Schalldruck zu hoch ist
Wirkt auf einen zylindrischen Körper eine Kraft senkrecht auf die Stirnfläche, beschreibt der
Elastizitätsmodul E den Zusammenhang zwischen
± Dehnung und Querkontraktion ± Kraft und Normalspannung ± Normalspannung und Dehnung
An einem elektromechanischen Wandler berechnen Sie die Einheit einer Masse als
± 1 Vm/Ws ± 1 As/m 2 ± 1 N 2 s/VA
Markieren Sie die richtige Einheit.
Der Artikulationsort ist
± die Stelle im Vokaltrakt, wo ein Laut entsteht
± eine Art Beichtstuhl
± die Frequenzlage des ersten Formanten
Ein der Empfindung der Lautstärke proportionales Maß ist
± die Lautheit in sone ± der Lautstärkepegel in phon ± der Schalldruckpegel in dB
Schallabsorption bei der Schallausbreitung in Luft beeinflußt die Nachhallzeit eines Raums
± bei hohen Frequenzen ± bei tiefen Frequenzen ± gar nicht
Die Masse nimmt im Kräftekreis eine Sonderstellung ein:
± sie darf nicht mit anderen Elementen parallelgeschaltet werden
± sie darf nicht mit anderen Elementen in Serie geschaltet werden
± an ihr fällt Schnelle nur gegen Bezugserde ab

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 3 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1998/99 E A
14)
15)
16)
17)
18)
19)
20)
21)
22)
23)
24)
25)
Unter Mithörschwelle versteht man den Schallpegel, bei dem Schall gerade
± wahrgenommen ± unangenehm laut ± bei Anwesenheit von Störschall wahrgenommen
wird
Künstliche Sprache kann man erzeugen durch aneinanderreihen von
± Phonemen ± Cepstren ± Vokalen
Die akustische Leistung eines Kugelstrahlers erster Ordnung wird mit der eines Strahlers erster Ordnung bei
gleicher Oberfläche und gleichem Ausschlag bei kR

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ANFANG WS 1998/99 AM 2. OKTOBER 1998
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei
Antworten ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils von
der hier erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen. Statistisches
Ankreuzen ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
reflexionfreier Abschluß
Zak1
Elektrodenabstand
d
S1
S2
l1 l2
Membranfläche
S
Aufgabe 1: (25 Punkte)
Gegeben ist ein Rohr mit Querschnittssprung in der
gezeichneten Anordnung. Der rechte Rohrteil ist
reflexionsfrei abgeschlossen.
l 1 = 0,3 m; S 1 = 0,008 m 2 ; l 2 = 0,2 m; S 2 = 0,002 m 2
c = 345 m/s; ρ 0 = 1,2 kg/m 3 ; f = 1,15 kHz
Bestimmen Sie die akustische Impedanz Z ak1 , die man
am linken Ende der Leitung findet.
Aufgabe 2: (25 Punke)
Für ein Kondensatormikrofon als Druckempfänger ist
gegeben:
wirksame Membranfläche S = 2 cm 2
wirksame Membranmasse m = 20 mg
Vorspannung U = 100 V
mech. Resonanzfrequenz f 0 = 10 kHz
Gesucht ist der Abstand der Membran zur
Gegenelektrode, wenn ein
Leerlauf-Druckübertragungsfaktor von T p = 5 mV/Pa

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 3 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1998/99 A
————————————————————————————————————————
01) Die empfundene Lautheit halbiert sich, wenn der Lautstärkepegel um
± 10 dB ± 3 dB ± 1 dB gesenkt wird
————————————————————————————————————————————————
02) Akustische Eigenschwingungen in einem Rohr, das an einer Seite schallhart, an der anderen Seite
reflexionsfrei abgeschlossen ist, treten auf, wenn die Länge des Rohrs ein Vielfaches
± der halben Wellenlänge ist,
± einer viertel Wellenlänge ist.
± Es treten keine Eigenschwingungen auf.
————————————————————————————————————————————————
03) Die Schallenergie je Volumeneinheit bezeichnet man als
± Schallenergiedichte ± Schallintensität ± Schallpegel
————————————————————————————————————————————————
04) Der Absorptionsgrad an einer Grenzfläche ist definiert als das Verhältnis der
± Schallenergiedichten des absorbierten und hinlaufenden Schalls
± Schalldrücke des hinlaufenden und reflektierten Schalls
± Schalldrücke des absorbierten und hinlaufenden Schalls
————————————————————————————————————————————————
05) Die Spektren Zweier Geräusche, liegen in einer Frequenzgruppe. Treten beide gleichzeitig auf,
so kann man ihre Lautheit berechnen aus der Summe der
± Lautstärken ± Intensitäten ± Einzellautheiten
der einzelnen Geräusche.
————————————————————————————————————————————————
06) Die Gesamtmasse zweier parallelgeschalteter Massen ergibt sich als
± 1/m = 1/m1+ 1/m2
± m = m1+ m2
± Die Parallelschaltung ist nicht möglich.
————————————————————————————————————————————————
07) Als Morphene bezeichnet man
± Schmerzmittel
± spezielle Kuststoffe zur Membranherstellung
± Bausteine der Sprache
————————————————————————————————————————————————
08) An einem Querschnittssprung in einem Rohr verhalten sich die
± spezifischen ± akustischen ± mechanischen
Inpedanzen wie die Querschnittsflächen
————————————————————————————————————————————————
09) Oberhalb seiner Grenzfrequenz (k > g) überträgt ein Exponentialtrichter unendlicher Länge
± keine ± wenig ± sehr gut akustische Wirkleistung
————————————————————————————————————————————————
10) Fällt bei einem Kondensatormikrofon die Polarisationsspannung aus, mißt man an den Klemmen der
Mikrofonkapsel eine Signalspannung, die
± dem Schalldruck proportional ist
± dem Quadrat des Schalldrucks proportional ist
± gleich Null ist
————————————————————————————————————————————————
11) Die mechanische und die elektrische Impedanz sind bei einem elektrostatischen Wandler über
± M ± N 2 ± M 2 miteinander verknüpft
————————————————————————————————————————————————
12) Den Pegel, bei dem ein Ton bei gleichzeitiger Darbietung eines Geräuschs gerade hörbar wird, ist die
± Hörschwelle ± Mithörschwelle ± Fühlschwelle
————————————————————————————————————————————————
13) In einem schlanken runden Stab werden Biegewellen angeregt, ihre Phasengeschwindigkeit
± ist proportional zur Stablänge
± hängt nicht von den Abmessungen ab
± wächst mit steigendem Stabdurchmesser
————————————————————————————————————————————————

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 4 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1998/99 A
————————————————————————————————————————
14) Als Schallfluß bezeichnet man das Produkt aus
± Schnelle v und Druck p im Schallfeld
± Schnelle v und Querschnittsfläche S in akustischen Filtern
± Intensität I und Schallgeschwindigkeit c im Schallfeld
————————————————————————————————————————
15) Für eine gute Verständlichkeit von Sprache in einem Raum
± muß die Nachhallzeit sehr groß sein
± gibt es ein Optimum der Nachhallzeit
± kann die Nachhallzeit beliebige Werte annehmen
————————————————————————————————————————
16) Die von einem Druckgradientenempfänger abgegebene Spannung ist proportional
± zur Schallschnelle ± zum Schalldruck ± zum Ausschlag im Schallfeld
————————————————————————————————————————
17) Die Kraft an einer Feder ist proportional zu
± zur Auslenkung ± zur Beschleunigung ± zur Schnelle
————————————————————————————————————————
18) Eine Mikrofon mit Hypernierencharakteristik hat eine Hauptkeule, die
± schmaler ± breiter ± gleich
ist im Vergleich zur einfachen Nierencharakteristik
————————————————————————————————————————
19) Die Reflexion eines Schallimpulses trifft bei einem Hörer mit mehr als 50 ms Verzögerung ein.
Dabei ± steigt die Tonhöhe an
± hört man ein Echo
± verschmelzen beide Höreindrücke
————————————————————————————————————————
20) An der Oberfläche eines Kristalls werden Rayleighwellen erzeugt. Bei diesen Wellen
± schwingt nur die Oberfläche
± nimmt die Amplitude von er Oberfläche nach innen exponentiell ab
± wird der ganze Körper von den Wellen gleichmäßig durchdrungen
————————————————————————————————————————
21) Am Ausgang eines Terzfiltersatzes soll in jedem Bereich der gleiche Effektivwert der Spannung gemessen
werden. Dazu muß man am Eingang
± "rosa" ± weißes ± oktavgefiltertes Rauschen angelegen.
————————————————————————————————————————
22) Wenn man synthetische Sprache durch Aneinanderfügen von Phonemen als
Sprachbausteine erzeugt, hat diese
± sehr gute ± mäßige ± ungenügende Qualität.
————————————————————————————————————————
23) Unter Schallschnelle versteht man die
± Phasengeschwindigkeit des Schalls
± Strömungsgeschwindigkeit der Materie
± Schwinggeschwindigkeit eines Materieteilchens
————————————————————————————————————————
24) In einem Richtdiagramm z.B. eines Lautsprechers trägt man
± die Linien gleichen Schalldrucks
± den Schalldruck oder Schallpegel in Polarkoordinaten
± die Linien gleicher Schallintensität auf.
————————————————————————————————————————
25) In einem schlanken runden Stab werden Torsionswellen angeregt, ihre Phasengeschwindigkeit
± hängt nicht von den Abmessungen ab
± wächst mit steigendem Stabdurchmesser
± ist proportional zur Stablänge

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR ENDE SS 1998 AM 26. JUNI 1998 A
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
————————————————————————————————————————
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei
Antworten ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils
von der hier erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen.
Statistisches Ankreuzen ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt
werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
————————————————————————————————————————
Bei allen Aufgaben ist die Lösung zu entwickeln. Bloße Ergebniswerte oder Ergebnisse unter
Verwendung von Formeln fremder Herkunft gelten nicht als Lösung.
————————————————————————————————————————
2cm
4cm
2cm 2cm
1cm
Aufgabe 2: (25 Punkte)
Aufgabe 1: (25 Punkte)
Die Membran eines elektroakustischen erzeugt
einen Schallfluß q , der ein akustisches Filter
1
durchläuft, an dessen Ende man q findet.
2
a) Zeichnen Sie das akustische Ersatzbild des
Filters und bestimmen Sie die Bauelemente.
b) Bestimmen Sie die Übertragungsfunktion
|H (f )| = q /q . 2 1
c) Bei welcher Frequenz f tritt Resonanz auf ?
0
d) Zeichnen Sie den prinzipiellen Verlauf der
Funktion |H (f /f )| im Bodediagramm für
0
0,01f ≤ f ≤ 100f .
0 0
Die Wände eines Raums mit den Abmessungen 4m⋅3m⋅2,7m haben einen mittleren
Schallabsorptionsgrad α = 0,15. Vor einem Sprecher (Kugelcharakteristik) stehen im Abstand
r = 0,5 m ein Kugel- und ein Nierenmikrofon (Bündelungsgrad γ = 3, auf den Sprecher
gerichtet).
Bestimmen Sie die Pegelunterschiede zwischen direktem und diffusem Schallanteil in den von
beiden Mikrofonen aufgenommenen Signalen.
Rechnen Sie mit c = 345 m/s und ρ 0 = 1,2 kg/m 3

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 2 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: SS 1998 A
————————————————————————————————————————
01) Schallflüsse in einer akustischen Schaltung berechnet man
± nach der Maschenregel ± nach der Knotenregel ± mal so, mal anders
————————————————————————————————————————————————
02) Die von uns benutzte Wellengleichung für Schallwellen in Luft gilt für
± ruhende Luft ohne Leitungsverluste
± strömende Luft ohne Leitungsverluste
± ruhende Luft mit Leitungsverlusten
————————————————————————————————————————————————
03) Die Ausbreitungsrichtung der Welle und die Schallschnelle stehen bei
± Transversalwellen ± Dichtewellen ± Dehnwellen
aufeinander senrecht
————————————————————————————————————————————————
04) Bei weißem Rauschen ist der lineare Mittelwert des Schalldrucks gleich
± Null ± seinem Effektivwert ± seinem Scheitelwert
————————————————————————————————————————————————
05) Die Ordnungszahl eines Strahlers ergibt sich aus
± der Zahl der Knotenlinien auf seiner Oberfläche
± der Form des Strahlers
± der Größe seiner Oberfläche
————————————————————————————————————————————————
06) Die Schallschnelle im Kugelschallfeld nullter Ordnung
± hat eine Tangential- und eine Normalkomponente
± ist immer tangential zu konzentrischen Kugelflächen
± ist immer senkrecht zu konzentrischen Kugelflächen
————————————————————————————————————————————————
07) In einem Richtdiagramm z.B. eines Lautsprechers trägt man
± die Linien gleichen Schalldrucks
± die Linien gleicher Schallintensität
± den Schalldruck oder Schallpegel in Polarkoordinaten auf.
————————————————————————————————————————————————
08) Die Stelle im Vokaltrakt, wo ein Laut geformt wird, bezeichnet man als
± Stimmritze ± Formant ± Artikulationsort
————————————————————————————————————————————————
09) Unter Biegewellen versteht man
± eine neue Form elastischer Antriebswellen beim PKW
± eine Schwingungsform in Stäbenn und Platten
± Lügen, bei denen sich die Balken biegen
————————————————————————————————————————————————
10) In einer stehenden Welle verhalten sich die Schalldrücke in den Minima und Maxima wie 1:3, der
Reflexionsfaktor ist dann
± 0,333 ± 0,5 ± 1,5
————————————————————————————————————————————————
11) In einem Hallraum mit ideal gut reflektierenden Wänden wird die Nachhallzeit
± beliebig groß ± endlich groß ± beliebig klein
————————————————————————————————————————————————
12) Liegen die Frequenzen zweier Geräusche in unterschiedlichen Frequenzgruppen, kann man ihre
Gesamtlautstärke berechnen aus der Summe der
± Lautstärken ± Intensitäten ± Lautheiten
der Geräuschanteile in den beiden Frequenzgruppen.
————————————————————————————————————————————————
13) Die Mündungskorrektur für ein offenes Rohrende berücksichtigt, daß sich das Rohr bez. seiner Eigentöne
verhält, als sei es
± etwas kürzer ± etwas länger ± viel länger
als seine tatsächliche Länge beträgt.
————————————————————————————————————————————————

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 3 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: SS 1998 A
————————————————————————————————————————
14) A-bewerteter Schallpegel ist der Schallpegel,
± der ohne Frequenzbewertung gemessen wird
± der der vom menschlichen Ohr empfunden wird
± dessen Frequenzgang mit der genormten A-Kurve bewertet wurde
————————————————————————————————————————————————
15) Unter Schallschnelle versteht man :
± die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls
± die Reaktionsgeschwindigkeit auf einen akustischen Reiz
± die Geschwindigkeit eines Materieteilchens
————————————————————————————————————————————————
16) Die akustische Masse in einem Rohrstück wird bei gleicher Länge und abnehmender Querschittsfläche
± größer ± kleiner ± bleibt gleich
————————————————————————————————————————————————
17) Um bei einem Kondensatormikrofon als Druckempfänger eine niedrige untere Grenzfrequenz zu erhalten,
muß ± die Membran sehr groß sein
± die Vorspannung hoch sein
± der Lastwiderstand hochohmig sein
————————————————————————————————————————————————
18) Zwei parallelgeschaltete akustische Massen kann man ersetzen durch eine akustische Gesamtmasse mit
± 1/M ak = 1/M ak1 + 1/M ak2
± M ak = M ak1 + M ak2
± die Zusammenfassung ist nicht möglich
————————————————————————————————————————————————
19) Der Quotient Kraft/Schnelle beschreibt eine
± spezifische Schallfeldimpedanz
± mechanische Impedanz
± akustische Impedanz
————————————————————————————————————————————————
20) Die Hauptkeule der Richtcharakteristik eines Mikrofons mit Supernierencharakteristik ist
± gleich breit ± breiter ± schmaler
verglichen mit einer einfachen Nierencharakteristik.
————————————————————————————————————————————————
21) Die Resonanzfrequenz eines Tieftonlautsprechers in einem Baßreflexgehäuse liegt
± in der Nähe des unteren Endes
± in der Mitte
± am oberen Ende seines Übertragungsbereichs
————————————————————————————————————————————————
22) Unter Artikulation versteht man ± die Formung von Sprachlauten
± das Verfassen eines Zeitungsartikels
± eine Sprachverständlichkeitsmessung
————————————————————————————————————————————————
23) Eine Halbierung des Lautstärkeeindrucks eines Geräuschs mit 73 dB Schallpegel, erhält man, wenn man
den Pegel auf
± 70 dB ± 67 dB ± 63 dB reduziert
————————————————————————————————————————————————
24) In einem Kugelschallfeld nullter Ordnung
± ist es im Nahfeld besonders ruhig
± überwiegt im Nahfeld die Blindleistung
± treten im Nahfeld Interferenzen auf
————————————————————————————————————————————————
25) Die Richtcharakteristik eines Kugelstrahlers 1. Ordnung ist
± eine Kugel ± eine Acht ± eine Niere
————————————————————————————————————————————————

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR WS 1997/98 E AM 9. FEBRUAR 1998 A
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
————————————————————————————————————————
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils 2 Punkten bewertet werden. Von jeweils 3
Antworten ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils
von der hier erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen.
Statistisches Ankreuzen ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt
werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
————————————————————————————————————————
Bei allen Aufgaben ist die Lösung zu entwickeln. Bloße Ergebniswerte oder Ergebnisse unter
Verwendung von Formeln fremder Herkunft gelten nicht als Lösung.
————————————————————————————————————————
Aufgabe 1: (25 Punkte) Ein Lautsprecher in einem geschlossenen Gehäuse hat einen
Membrandurchmesser D = 5 cm. Er gibt im freien Schallfeld in
einem Abstand R = 1m bei f = 150 Hz einen Wirk-Schallpegel L
= 90 dB ab.
Welche Blindleistung muß der Lautsprecher an das Schallfeld
abgeben?
Aufgabe 2: (25 Punkte) Für ein dynamisches Mikrofon als Druckempfänger ist gegeben:
Membrandurchmesser D = 2,5 cm
Luftspaltinduktion B = 1 T
Schwingspuldurchmesser D SP = 2 cm
Wicklungswiderstand R 1 = 200 W
Die Induktivität der Schwingspule wird vernachlässigt.
Wieviele Windungen muß die Schwingspule haben, wenn in der
Mitte des Übertragungsbereichs der Leerlauf-Druck-
Übertragunsfaktor T p = 1 mV/Pa betragen soll?
Hier mißt man am Mikrofon im Übrtagungsbereich bei
frei beweglicher Schwingspule einen Widerstand
R ges = 210 W.
Rechnen Sie mit c = 340 m /s und ρ o = 1,2 kg /m 3

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 2 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1997/98 E A
————————————————————————————————————————
01) Verwendet man als Druckgradientenempfänger ein dynamisches Mikrofon,
muß die Resonanzfrequenz
± in der Mitte ± am unteren Ende ± am oberen Ende
des Übertragungsbereichs liegen.
————————————————————————————————————————
02) Der Übertragungsbereich bei elektrodynamischen Tieftonlautsprechern liegt
± oberhalb ± unterhalb ± beiderseits
ihrer mechanischen Resonanzfrequenz.
————————————————————————————————————————
03) Ein Vorverstärker für ein Kondensatormikrofon muß einen
± hochohmigen ± niederohmigen ± kapazitiven
Eingangswiderstand besitzen.
————————————————————————————————————————
04) Eine Schallwelle wird vollständig absorbiert, wenn die Schallkennimpedanz Z 0 des Mediums,
auf das der Schall trifft
± schallweich ± angepaßt ± schallhart ist.
————————————————————————————————————————
05) Die Schallgeschwindigkeit von Dehnwellen in runden Stäben
± wächst mit steigendem Stabdurchmesser
± ist proportional zur Stablänge
± hängt nicht von den Abmessungen ab.
————————————————————————————————————————
06) Interferenzen findet man im Nahfeld von
± Kolbenstrahlern nullter Ordnung
± Kugelstrahlern nullter Ordnung
± Kugelstrahlern erster Ordnung
————————————————————————————————————————
07) Den Schalldruck kann man beschreiben durch einen
± räumlichen Vektor ± konstanten Wert ± Skalar
————————————————————————————————————————
08) Ein Allophon ist ± ein drahtloses Telephon
± eine Einheit für die Lautstärke
± ein Baustein der Sprache
————————————————————————————————————————
09) Bestimmen Kraftwirkungen im elektrischen Feld den Wandlereffekt eines elektromechanischen Wandlers,
so liegt ein
± Relaiswandler ± M-Wandler ± N-Wandler vor.
————————————————————————————————————————
10) Auf einem schlanken Stab mit quadratischem Querschnitt breitet sich eine Biegewelle aus.
Bei steigender Frequenz
± steigt die Ausbreitungsgeschwindigkeit.
± fällt die Ausbreitungsgeschwindigkeit
± ändert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht
————————————————————————————————————————
11) Schaltet man zwei gleiche mechanische Federn parallel, erhält man die
± doppelte ± gleiche ± halbe Nachgiebigkeit einer einzelnen Feder
————————————————————————————————————————
12) In einem Quaderraum wird ein impulsförmiger Schall erzeugt.
Die Zahl der bei einem Mikrofon je Zeiteinheit eintreffenden Schallrückwürfe steigt mit der
± ersten ± zweiten ± dritten Potenz der Zeit an.
————————————————————————————————————————
13) Eine ideal starre mechanische Verbindung hat die Impedanz
± undendlich ± Null ± einer weichen Feder
————————————————————————————————————————

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 3 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1997/98 E A
————————————————————————————————————————
14) Bei einem Druckgradientenempfänger wirkt das Schallfeld
± auf eine Seite der Membran voll, auf die andere teilweise
± auf beide Seiten der Membran
± nur auf eine Seite der Membran.
————————————————————————————————————————
15) Untersuchungen über die Eigenschaften des Gehörs haben ergeben, daß im Ohr
± nie ± bei hohen Pegeln ± bei niedrigen Pegeln
Verzerrungen auftreten
————————————————————————————————————————
16) Die von uns benutzte Wellengleichung für Schallwellen in Luft gilt für
± ruhende Luft mit Leitungsverlusten
± strömende Luft ohne Leitungsverluste
± ruhende Luft ohne Leitungsverluste
————————————————————————————————————————
17) Ein Nierenmikrofon hat bei Wellenlängen, die viel kleiner als seine Abmessungen sind
± eine frequenzunabhängige Nierencharakteristk
± eine Kugelcharakteristik
± eine frequenzabhängige Richtcharakteristik
————————————————————————————————————————
18) Unter Schallgeschwindigkeit versteht man die
± Höchstgeschwindigkeit von Verkehrsflugzeugen
± Phasengeschwindigkeit einer Schallwelle
± Momentangeschwindigkeit der Luftmoleküle
————————————————————————————————————————
19) Eine Schallquelle erzeugt am Meßort einen Ton mit dem Schalldruckpegel 60 dB bei der Frequenz 50Hz.
Wenn man das Meßgerät auf "A-bewerteter Schallpegel" umschaltet, zeigt es
± genau ± mehr als ± weniger als 60 dBA an.
————————————————————————————————————————
20) Schall breite sich in einem Rohr mit Querschnittssprung aus.
Unmittelbar vor und hinter dem Querschnittssprung sind die
± Schallschnellen ± Schallflüsse ± spezifischen Impedanzen gleich
————————————————————————————————————————
21) Als akustische Masse bezeichnet man
± die flächenbezogene Masse in einem Rohrstück
± einen besonders standfesten Lautsprecher
± eine schwergewichtige Sängerin
————————————————————————————————————————
22) Sollen Vokale erkannt werden, so kommt es wesentlich auf
± die Tonhöhe der Stimme an
± die Hüllkurve des Leistungsdichtespektrums an
± eine streng periodische Anregung der Stimmbänder an
————————————————————————————————————————
23) Will man auf einem Kanal mehr als 99% des Zeitverlaufs eines rauschähnlichen Signals unverfälscht
übertragen, muß der Kanal Spitzenwerte vom
± 1 fachen ± 3 fachen ± 10 fachen
Effektivwert unverzerrt übertragen können.
————————————————————————————————————————
24) Die genäherte Beschreibung eines Kolbenstrahlers durch einen äquivalenten Kugelstrahler ist schlecht bei
± hohen Frequenzen ± kR=1 ± tiefen Frequenzen
————————————————————————————————————————
25) Die Schallausbreitung in Luft ist
± auf jeden Fall ein linearer Vorgang
± für kleine Amplituden genähert linear
± für tiefe Frequenzen nichtlinear
————————————————————————————————————————

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR WS 1997/98 AM 2. OKTOBER 1997 A
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
————————————————————————————————————————
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils 2 Punkten bewertet werden. Von jeweils 3
Antworten ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils
von der hier erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen.
Statistisches Ankreuzen ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt
werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
————————————————————————————————————————
Bei allen Aufgaben ist die Lösung zu entwickeln. Bloße Ergebniswerte oder Ergebnisse unter
Verwendung von Formeln fremder Herkunft gelten nicht als Lösung.
————————————————————————————————————————
Aufgabe 1: (25 Punkte) In einem Raum mit den Abmessungen 10m 4,7m 2,7m und
der Nachhallzeit T = 1,7 s erzeugt eine Maschine einen
Schallpegel L = 97 dB.
a) Bestimmen Sie die von der Maschine abgegebene akustische
Leistung.
b) Sie haben die Aufgabe, den Schallpegel auf L = 60 dB zu
senken. In einem ersten Ansatz soll geprüft werden, ob dies
durch eine Erhöhung der Wandabsorption zu erreichen ist.
Bestimmen Sie hierzu den erforderlichen Absorptionsgrad der
als gleich absorbierend angenommenen Wände (inkl.
Decke und Boden) und diskutieren Sie die technische
Realisierbarkeit.
Aufgabe 2: (25 Punkte) Die Oktavpegelmessung eines Geräuschs ist in folgender
Tabelle zusammengestellt:
f /Hz m Oktav 250 500 1k 2k 4k
L / dB
oktav
40 83 65 55 40
a) Berechnen Sie den unbewerteten Gesamtschallpegel des
Geräuschs.
b) Berechnen Sie die Lautheit und den Lautstärkepegel nach
Stevens gemäß Übungsblatt 8. Interpolieren sie linear
innerhalb der dort gegebenen Tabelle.

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 2 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1997/98 A
————————————————————————————————————————
01) Die Kraft an einer Feder ist proportional
± zur Schnelle ± zum Ausschlag ± zur Beschleunigung
————————————————————————————————————————————————
02) Die Schallintensitätsdichte ist definiert als
± Schallenergie/Volumen
± Schalleistung/(Fläche·Hz)
± Schalleistung/Volumen
————————————————————————————————————————————————
03) Die normierende Größe bei der Berechnung des Schallintensitätspegels ist
± 10 -12 W/m2 ± 1W ± 2·10 -5 W/m2
————————————————————————————————————————————————
04) Wird ein Sinuston bei Anwesenheit eines Geräuschs dargeboten, so muß er einen bestimmten Pegel
überschreiten, um hörbar zu werden. Diesen Pegel nennt man
± Mithörschwelle ± Hörschwelle ± Fühlschwelle
————————————————————————————————————————————————
05) Ein Kugelstrahler 1. Ordnung hat die Richtcharakteristik einer
± Acht ± Kugel ± Niere
————————————————————————————————————————————————
06) Am Querschittssprung zweier Rohre mit unterschiedlichem Durchmesser findet man den Reflexionsfaktor
Null, wenn hier die
± mechanischen ± spezifischen ± akustischen Impedanzen gleich sind.
————————————————————————————————————————————————
07) Bei einem Hörer in einem Raum treffen Rückwürfe eines Schallereignisses ein. Ihre Zahl
± steigt linear mit der Zeit
± fällt mit steigender Zeit
± steigt mit der dritten Potenz der Zeit
————————————————————————————————————————————————
08) Ein Formant ist ein
± Mitteltonlautsprecher
± Mikrofoneichgerät
± hervortretender Frequenzbereich bei Sprache
————————————————————————————————————————————————
09) Als Lösungen der Schallwellengleichung sind möglich
± nur sinusförmige Zeitfunktionen
± nur Sprach- und Musiksignale
± beliebige Zeitfunktionen
————————————————————————————————————————————————
10) Bei Dehnwellen in Stäben
± wird der Stab geringfügig verbogen
± bewegt sich die Staboberfläche auch in Richtung senkrecht zur Stabachse
± bewegt sich die Staboberfläche nur in Richtung der Stabachse
————————————————————————————————————————————————
11) Der Absorptionsgrad α von verputztem Mauerwerk liegt zwischen
± 1% und 5% ± 10% und 50% ± 80% und 90%
————————————————————————————————————————————————
12) Werden beide Seiten einer kleinen Membran dem Schallfeld ausgesetzt, ist die resultierende Kraft auf
die Membran proportional
± dem Druckgradienten ± dem Druck ± gleich null
————————————————————————————————————————————————

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 3 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: WS 1997/98 A
————————————————————————————————————————
13) In einem Stab mit quadratischem Querschnitt breiten sich Dehnwellen aus. Ihre Geschwindigkeit
± steigt ± fällt ± ändert sich nicht bei steigender Frequenz
————————————————————————————————————————————————
14) Das menschliche Gehör kann im Bereich zwischen Hörschwelle und Fühlschwelle bei mittleren Frequenzen
etwa
± 12 ± 120 ± 1200 Stufen unterscheiden.
————————————————————————————————————————————————
15) Die mechchanische Impedanz wird bestimmt als
± F/v ± v/F ± p/q
————————————————————————————————————————————————
16) Akustische Schaltelemente und Kreise werden
± für akustische Filterschaltungen benötigt
± möglichst vermieden
± zur Schallfeldberechnung verwendet
————————————————————————————————————————————————
17) Ein Tieftonlautsprecher als Kugelstrahler nullter Ordnung arbeitet üblicherweise im Bereich
± kR < 1 ± kR > 1 ± kR > 1 und kR < 1 wird überstrichen
————————————————————————————————————————————————
18) Die untere Grenzfrequenz eines Exponentialtrichters hängt ab
± von seiner Länge
± vom Wuchsmaß g des Trichterdurchmessers
± von der Schnelletransformation beim Antriebssystem
————————————————————————————————————————————————
19) In einer mechanische Schaltung gilt für die Kräfte
± die Maschenregel ± die Knotenregel ± keine der beiden Regeln
————————————————————————————————————————————————
20) Ein Mikrofon mit "Achtercharakteristik" ist näherungsweise ein
± Druckempfänger ± Schnelleempfänger ± Intensitätsempfänger
————————————————————————————————————————————————
21) zur Beschreibung des Übertragungsverhaltens eines idealen elektromechnischen Wandlers benötigt man
± drei ± zwei ± eine Größe/ Größen.
————————————————————————————————————————————————
22) Man kann die Größen der mechanischen Ersatzschaltung eines elektroakustischen Wandlers auf die
elektrische Seite transformieren. Dabei ist die Zuordnung
± im Sinne einer Analogie frei wählbar
± durch die Art des inneren Wandlers vorgegeben
± immer schaltungstreu
————————————————————————————————————————————————
23) Der Lautstärkeeindruck eines Geräuschs wird durch eine eigene Größe beschrieben. Deren Einheit ist
± 1 dB ± 1 phon ± 1 sone
————————————————————————————————————————————————
24) Das Richtdiagramm Schallsenders zeigt
± die Linien gleichen Schalldrucks
± die Linien gleicher Schallintensität
± den Schalldruck oder Schallpegel in Polarkoordinaten
————————————————————————————————————————————————
25) Die Sabine'sche Nachhallformel liefert für kleine Werte von α
± richtige Nachhallzeiten
± zu kurze Nachhallzeiten
± zu lange Nachhallzeiten
————————————————————————————————————————————————

FACHHOCHSCHULE KÖLN FACHBEREICH NACHRICHTENTECHNIK
TECHNISCHE AKUSTIK
KLAUSUR SS 1995 AM 20. MÄRZ 1997 A
Prof. Dr.-Ing. J.L Leichsenring
————————————————————————————————————————
Diese Klausur gliedert sich in zwei Teile:
Der Aufgabenteil enthält zwei Aufgaben, die mit insgesamt 50 Punkten bewertet werden.
Der Fragenteil enthält 25 Fragen, die mit jeweils zwei Punkten bewertet werden. Von jeweils drei
Antworten ist nur eine richtig. Um Manipulationen auszuschließen, wird innerhalb des Fragenteils
von der hier erreichten Punktzahl für jede falsch angekreuzte Antwort ein Punkt abgezogen.
Statistisches Ankreuzen ergibt damit null Punkte. Es darf nur jeweils eine Antwort angekreuzt
werden.
Die Klausur ist mit 50 Punkten bestanden.
————————————————————————————————————————
Bei allen Aufgaben ist die Lösung zu entwickeln. Bloße Ergebniswerte oder Ergebnisse unter
Verwendung von Formeln fremder Herkunft gelten nicht als Lösung.
————————————————————————————————————————
Aufgabe 1 (25 Punkte): Für einen dynamischen Tieftonlautsprecher in nicht eingebautem
Zustand sind gegeben:
Resonanzfrequenz: ......................f = 60 Hz
0
mechanische Kreisgüte .................Q = 3 M
Wicklungswiderstand....................R = 5 Ω
1
Wandlerfaktor................................M = 10 N/A
Membranmasse.............................m = 30 g
M
Membranfläche.............................S = 314 cm 2
a) Bestimmen Sie das Äquivalenzvolumen V . as
b) Bestimmen Sie die Resonanzfrequenz bei Einbau in ein geschlossenes Gehäuse mit der Größe
V = V . B as
c) Bestimmem Sie die resultierende Kreisgüte Q bei Einbau nach b) ohne zusätzliche Bedämpfung
T
und bei Anschluß an einen Verstärker mit dem Innenwiderstankd R = 0 Ω.
G
Aufgabe 2 (25 Punkte): Gegeben ist ein weißes Rauschen mit dem frequenzunabhängigen Intensi
tätsdichtepegel L R = 20 dB sowie ein Sinuston bei f = 1 kHz mit L = 60 dB.
a) Bestimmen Sie den Intensitätspegel des Rauschens bei breitbandiger Messung in einem Band von
20 Hz bis 20 kHz und bei einer Scmalbandmessung im Band 707 Hz bis 1014 Hz.
b) Bestimmen Sie den Gesamtpegel, wenn beide Geräusche gleichzeitig auftreten bei den unter a)
genannten Bedingungen.
c) Wie groß wird der durch das Rauschen verursachte Anzeigefehler für den Schalldruck des Sinustons
(in %) in den beiden Fällen.
Rechnen Sie mit ρ 0 = 1,2 kg/m 3 und c = 340 m/s

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 2 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: SS 1997 A
————————————————————————————————————————
01) Der Schubmodul beschreibt das Verhalten eines Materials bei
± Normal- ± Druck- ± Transversal-
Beanspruchung
————————————————————————————————————————————————
02) Zwei Geräusche haben Spektren, die in einer Frequenzgruppe liegen. Treten beide gleichzeitig auf, so kann
man ihre Lautheit berechnen aus der Summe der
± Lautstärken
± Einzellautheiten
± Intensitäten der einzelnen Geräusche.
————————————————————————————————————————————————
03) Ein Rauschsignal, dessen Intensitätsdichtepegel mit 10 dB je Dekade fällt, nennt man
± weißes Rauschen ± rosa Rauschen ± Alkoholrausch
————————————————————————————————————————————————
04) Mitteltonlautsprecher arbeiten in einem Frequenzbereich
± kR ≈ 1 ± kR > 1 ± kR < 1
————————————————————————————————————————————————
05) Ein dynamischer Tieftonlautsprecher hat eine Resonanzfrequenz f 0 = 45Hz.
Beim Einbau in ein geschlossenes Gehäuse wird seine Resonanzfrequenz
± gleichbleiben ± sinken ± steigen
————————————————————————————————————————————————
06) Die niedrigste Eigenfrequenz in einem beidseitig offenen Rohr tritt auf, wenn die Rohrlänge gleich
± 1/4 ± 1/2 ± 1 Wellenlänge ist.
————————————————————————————————————————————————
07) Das Produkt Kraft mal Schnelle beschreibt eine
± mechanische Impedanz
± mechanische Leistung
± spezifische Schallfeldimpedanz
————————————————————————————————————————————————
08) Schaltet man zwei gleiche mechanische Federn n in Serie, wird die gesamte Nachgiebigkeit
± n/2 ± 2n ± n 2
————————————————————————————————————————————————
09) In Gasen können folgende Wellenformen auftreten:
± Longitudinalwellen ± Transversalwellen ± Torsionswellen
————————————————————————————————————————————————
10) In einem akustischen Meßrohr, das mit einem Reflexionsfaktor R = 0,8 abgeschlossen ist,
verhalten sich die Maxima der Schalldruckamplituden in der stehenden Welle zu den Minima wie
± 0,8:1 ± 5:1 ± 9:1
————————————————————————————————————————————————
11) Die Schallgeschwindigkeit von Biegewellen in einem schlanken runden Stab
± wächst mit steigendem Stabdurchmesser
± ist proportional zur Stablänge
± hängt nicht von den Abmessungen ab
————————————————————————————————————————————————
12) Schallabsorption bei der Schallausbreitung in Luft beeinflußt die Nachhallzeit eines Raums
± bei hohen Frequenzen
± bei tiefen Frequenzen
± gar nicht
————————————————————————————————————————————————
13) Den Nachhall in einem Raum mit hoher Absorption (α > 0,8) kann man genähert beschreiben durch
± die Nachhallformel von Waetzmann, Schuster und Eyring
± die Nachhallformel von Sabine
± keine der genannten Formeln
————————————————————————————————————————————————

Name: ______________________________________________ Matrikelnummer: ___________ - 3 -
————————————————————————————————————————
Fragenteil: SS 1997 A
————————————————————————————————————————
14) Die Frequenzanalyse eines Geräuschs zeigt
± ein Linienspektrum
± ein kontinuierliches Spektrum
± gar kein Spektrum, weil es nicht periodisch ist
————————————————————————————————————————————————
15) Der Absorptionsgrad an einer Grenzfläche ist definiert als das Verhältnis der Schallenergiedichten
± des hinlaufenden und reflektierten Schalls
± des absorbierten und hinlaufenden Schalls
± des absorbierten und reflektierten Schalls
————————————————————————————————————————————————
16) Luftschall trifft auf eine Grenze zu einem anderen Medium. Dabei wird die gesamte Schallenergie
reflektiert, wenn dieses Medium
± schallweich ± angepaßt ± von beliebiger Impedanz
ist.
————————————————————————————————————————————————
17) In einer Schallwelle mißt man die Schallschnelle v = 5 mm/s. Der Schallpegel beträgt dann
± 60 dB ± 100 dB ± 120 dB
————————————————————————————————————————————————
18) Man vergleiche die Richtcharakteristiken eines elektroakustischen Wandlers beim Betrieb als Sender und
als Empfänger
± die Richtcharakteristik ist ein beiden Fällen gleich
± der Sender zeigt eine schärfere Bündelung
± der Empfänger zeigt eine schärfere Bündelung
————————————————————————————————————————————————
19) Bei einem Schnellemikrofon findet man die "Achtercharakteristik"
± nur bei mittleren Frequenzen
± nur bei sehr hohen Frequenzen
± auch bei sehr tiefen Frequenzen
————————————————————————————————————————————————
20) Die Schwingungsrichtung einer Torsiondwelle in einem schlanken runden Stab ist
± parallel ± senkrecht ± ohne Zusammenhang zur
Ausbreitungsrichtung der Welle
————————————————————————————————————————————————
21) Die Geschwindigkeit der Bewegung eines Punktes in einer mechanischen Schaltung gegenüber
Bezugserde heißt
± Schallgeschwindigkeit ± Beschleunigung ± Schnelle
————————————————————————————————————————————————
22) Ein elektroakustischer Wandler
± setzt elektrische Energie in akustische um
± wandelt Spannungen in Ströme
± transformiert Schnellen an einem Querschnittssprung
————————————————————————————————————————————————
23) Die Knotenregel gilt für
± Schalldrücke in einer akustischen Schaltung
± Schnellen in einer mechanischen Schaltung
± Schallflüsse in einer akustischen Schaltung
————————————————————————————————————————————————
24) Ein Elektret-Kondensatormikrofon benötige zum Betrieb eine Gleichspannung von 5V. Wenn diese
ausfällt, mißt man unmittelbar an den Klemmen der Mikrofonkapsel eine Mikrofonspannung die
± dem Schalldruck proportional ist
± dem Quadrat des Schalldrucks proportional ist
± gleich Null ist
————————————————————————————————————————————————
25) Die an einem mechanischen Widerstand auftretende Kraft ist frequenzunabhängig proportional
± zum Weg ± zur Schnelle ± zur Bechleunigung
————————————————————————————————————————————————

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a) Weg 1: Man berechnet L für xss = 8 mm. Ist L größer oder gleich 100 dB,
ist der Lautsprecher geeignet.
Weg 2: Man bestimmt den nötigen Hub xss für L = 100 dB. Dieser muss
kleiner oder gleich 8 mm sein.
2 b) Weg 1: Pak = veff ! Re Zs,mech =
MÄRZ 02 A1
!xss
2 2
2
! "0c !
kR äq
1+ kR äq
2
2 ! #D2
4
ergibt mit Räq= D/4, c = 345 m/s und ρ0 = 1,2 kg/m 3 Pak = 0,0212 W
im Raum ist , mit wird W/m2 J = 4Pak
2
A A = 16#rh J = 1, 691 ! 10−3 Das ergibt einen Schallpegel L = 10 ! log
= 92,3 dB
10
J
−12W/m 2
Der Lautsprecher kann die Forderung nicht erfüllen.
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
Biegewellengeschwindigkeit im Stab: cB = Eh2
12✣
ergibt bei f = 74 Hz: cB74 = 26, 07 m/s
und bei f = 222 Hz: cB222 = 45, 155 m/s
MÄRZ 02 A2
1/4
$ 2✜f
Der Laufzeitunterschied ist = 1,621⋅10-3 ✁t = s
x
cB74 − x
cB222
(Hinweis für die Teilnehmer an der Klausur vom 12.3.02: dort wurde mit x = 10 mm gerechnet)
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 3 (ohne Lösungsweg):
a) Wandlerfaktor: N = mit und
C0U0
C0 = ✒0S
das ergibt: N = 3,707 As/m
d
d
S = ✜D2
4
b) Der Druckübertragungsfaktor wird = 0,88⋅10-3 TpU = V/Pa
U0NS
d
c) Schalldruck bei L = 80 dB: p = 2 $ 10 = 0,2 Pa
−5Pa$10 L/20
Mikrofonspannung: U = p $ TpU = 0,176 mV
(Hinweis für die Teilnehmer an der Klausur vom 12.3.02: dort wurde mit d = 30 µm gerechnet)
MÄRZ 02 A3
ZURÜCK

MÄRZ 02 FR
Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
caaba abcab caabc bacbc bcccb
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a) Der Laufzeitunterschied ergibt eine Phasenverschiebung zwischen u1 und u2,
was mit dem zusätzlichen Phasenwinkel die Richtwirkung ergibt.
b)
✁x = d cos ✏ ✁✩=−2✜✁x/✘ =− ✜
2 cos ✏ ✩ges = ✜
4 + ✁✩ = ✜
4 (1 − 2cos✏)
ua = u1(1 + e Bezug für :
j✩ ges ) |ua| = |u1| 2+ 2cos✩ges ✄ |u a max| = 2|u 1|
✄ = ua(✏)
ua max = 2+2cos✩ges
2
SEP 01 A1
✩ in Grad
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
mit
✩ges = ✜
4 (1 − 2cos✏)
✄
0,924
0,941
0,978
1,000
0,967
0,863
0,707
0,545
0,426
0,383
u( γ )
2
180
160
200
140
220
120
240
100
0.8
0.6
0.4
0.2
0
80
260 280
γ
60
300
Richtfaktor der Mirkrofonanordnung
40
320
20
340
0
1
0.383

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a) lt. Skript S.54 ist bei fgu der Wert k = g:
SEP 01 A2
fgu = gc
2✜
t g = 2✜fgu
c
= 2✜$2000Hz
345m/s =36, 42 1 m
b) Bei Einbau in eine unendliche Wand ist räq = . Für wird
r2
kräq = 1
räq = und
1
k = 1 g d2 = 2 2 g =
c) lt. Skript S.55 ist l =
ln(R2/R1 )
g
2 2
36,42 m =7, 765cm
= ln(d2/d1 )
g
2
= ln(7,765/3)
36,42
m =2, 61 cm
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 3 (ohne Lösungsweg):
a) Liegen die Geräusche in derselben Frequenzgruppe, werden die
Intensitäten addiert. Zwei gleiche Intensitäten ergeben einen Anstieg
von 3dB =ˆ 3phon. Also wird Lsges = 73phon
SEP 01 A2
Dazu gehört Sges = 2 0,1 Lsges−40 sone = 9, 85 sone
b) Liegen die Geräusche in unterschiedlichen Frequenzgruppen, werden
die Lautheiten einzeln bestimmt und addiert:
S1 = 2 0,1(70−40) sone = 2 3 sone = 8sone= S 2
t S ges = 16 sone
Dazu gehört Lsges = 40phon + 10 lb S ges =80 phon
(Doppelte Lautheit entspricht einem Lautstärkeanstieg um 10 phon!)
ZURÜCK

SEP 01 FR
Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
aabbb bbccc accab bccaa bacca
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg)
a) Im Skript findet man: T = BlS
w
hier fehlt noch w: w = ✬0m
Q
Damit wird l = T✬0m
QBS
= 5, 86m
b) Die Übertragungsfunktion findet man in Bild 6.4.4-3.
Dabei gelten die vom Schwingkreis bekannten
Zusammenhänge:
→
Q = f0/✁f f 0 2 = fgufgo fgo = f 0 2 /fgu ✁f = fgo − fgu
→ 2 2 fgu + ✁f $ fgu − f0 = 0 ergibt fgu = 138,6Hz ; fgo = 14138,6Hz
JULI 01 A1
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
lt. Vorlesung ist J = und
4P A
A = 0, 163 s m
$ V
T
Das ergibt A = 20,54 m 2 , J = 1,363⋅10 -3 W/m 2
und damit den Schallpegel L = 10 lg J J0
JULI 01 A2
= 91, 35dB
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 3 (ohne Lösungsweg):
a) Reflexionsfaktor R= Z − Z 0
Z + Z 0
R =
3
4 + 9
1 − R
= 0, 832 → m =
1 + R
= 1 + 3j − 1
1 + 3j + 1
= 0, 0197
b) Winkel des Reflexionsfaktors ✩R = 90 ) − arctan 3 2
JULI 01 A3
mit ✩R = 180 wird
) 4 l0
✘ − 1 l0 = ✘ 4
= 3j
2 + 3j
= 33, 69)
✩R
180 ) + 1 = 0, 128m
ZURÜCK

JULI 01 FR
Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
cacbb aaaab baccb acbcc bacbc
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a) Chassis: nM =
1
= 1, 58 $ 10 Gehäuse:
−3 m
N
✬ 0 2 mM
gesamt: nT = →
nMnB
nM + nB = 6, 61 $ 10−4 m
N
f0T =
nB =
1
2✜ mMnT
V
✯0c 2S 2 = 1, 135 $ 10−3 m N
= 61, 9 HZ
b) VAS ist das Volumen eines Gehäuses mit nB = nM →VAS
= nM ✯0c 2S 2 = 13, 9 Liter
c) Gl. 6.5.1.2-7 wird mit x = f / f 0T (p = j x) :
FEB 01 A1
Tp =
−x 2
1 − x 2 + jx/Q
Die Bedingung Tp(fg) = 1/ 2 führt zu einer quadratischen Gleichung für
y = x2 . Die positive Lösung ist y1 = 0,543 und x1 = y1 = 0,737
Damit wird die untere Grenzfrequenz fgu = 0, 737 f0T = 45, 5 Hz
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
Die Intensitäte in jeder Oktave ist nach Gl. 4.2.3-2: J = 4P A
Hier müssen die Oktavleistungen berechnet und addiert werden:
P = JA
4 = J0 $ 10L/10 $ 0, 163 s m $ V
4T = 3, 36 $ 10−12 Ws $ 10L/10
T
fm/Hz
250
500
1000
2000
4000
8000
P/✙W
9.57
516,40
53,30
191,30
6,70
1,80
Damit wird die Gesamtleistung:
Pges = 779 ✙W
FEB 01 A2 ZURÜCK

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
abbba bcbcc abcbc aacab baccc
FEB 01 FR ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
Die Wirkleistung an einer mech. Impedanz ist .
Pw = i v 2 Re Z mech
Hier ist für Zmech die Strahlungsimpedanz einzusetzen.
i
v = ✬ ^ x
;
2 = 1, 6 m/s Re Z mech = ✯0cS k2R äq
1+k2R 2 = 2,84 $ 10
äq
−3Ns/m mit Räq = D/4
SEP 00 A1
Damit erhält man Pw = 7,82⋅10 -3 W
2
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
w1 und w2 werden zusammengefasst zu w = 1 Ns/m
Die mech. Impedanz ist: Zmech = j✬m +
umgeformt zu Zmech =
1
j✬n + 1/w
w
✬nw2
2 + j j✬m −
1 + (✬nw) 1 + (✬nw) 2
Der Imaginärteil wird null für f = 0Hz und f = 300
2✜s
SEP 00 A2
= 47, 75Hz
ZURÜCK

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
abccb cccab ababc bacab aaabc
SEP 00 FR ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg)
Lösung nach der Spiegelquellenmethode:
JULI 00 A1
r 1
r d
Abstände aus der Geometrie:
rd = 2,06m r1 = 3,20m
inkohärente Signale,
die Intensitäten werden addiert:
J = Pak
4✜r 2
Jges = 1,05 µW/m 2
→ Jd = 0,75 µW/m 2
J1 = 0,298 µW/m 2
Lges = 10 lg J/J0 = 60,2 dB
pges = 10 L/20 = 2⋅10 -2 Pa
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a) Da c i ✬ ist, ist der hochfrequenzte Anteil bei 2 kHz
schneller.
b) Biegewellengeschwindigkeit:
JULI 00 A2
cB = 4 Eh2
12✯
$ ✬ = 3, 834m s $ ✬
c B1000 = 304 m/s c B2000 = 430 m/s
✁t =
x
cB1000 − x
cB2000
= 964 µs
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 3 (ohne Lösungsweg):
Lt. Skript ist: Top = →
U0 $ n $ S
d0
U0 = Top $ d0
n $ S
Membranfläche: S = ✜ r 2 = 7,85 $ 10 −5 m 2
Volumen hinter der Membran V = Sd0 = 3,93 $ 10 −9 m 3
Nachgiebigkeit des Volumens n =
V
✯0c 2S2 = d0
✯0c 2S = 4, 46 $ 10−6 m
N
wenn man alles einsetzt, wird U0 = Top✯0c 2 = 142, 8V
JULI 00 A3
ZURÜCK

Antworten zum Fragenteil:
JULI 00
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
abbbc bcacc babab cccaa abbca
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg)
FEB 00 A1
Im Skript findet man: T = BlS
w
hier fehlt noch w: w = ✬0m
Q
Damit wird l = T✬0m
QBS
= 6, 238m
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a) Die Impedanz ist: Z = 1
j✬n +
b) Die Kennfrequenz ist f0 =
1
2✜ n
1
w +
1
1
w + j✬m
= 159Hz
c) Bauelemente der Ersatzschaltung: L = M 2n = 1mH
C = m/M 2 = 1mF
R = M 2 R2 /w = 1✡
FEB 00 A2
R 1
L
C
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 3 (ohne Lösungsweg):
Die ak. Leistung ist konstant, die Schallintensitäten verhalten
sich umgekehrt proportional zu den Absorptionsflächen.
Aneu = Aalt $ Jalt
Jneu = 0, 163 s m V T $ 10 L 1 −L 2
10 = 30, 453m 2
alter mittl. Absorptionsgrad: ✍1 = Aalt/S = 0, 055
Bilanz: unverkleidete Wand Aa = lh✍1 = 1, 081m 2
Teppichboden AT = 0, 07lb = 2, 555m 2
verkleidete Wände Av = 0, 11(2b + l) = 5, 138m 2
Die Decke muß liefern: AD = Aneu − Aa − AT − Av = 21, 678m 2
also wird: ✍D = AD
lb
FEB 00 A2
= 0, 594
ZURÜCK

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
aacbc caccb abbba bbcac cbaab
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a) lt. Vorlesung gilt: ✔ = M2
R1ws
SEP 99 A1
ms
ms + mM
Membranfläche S = 5·10 -3 m 2
äquiv. Radius Räq = 2 cm
Strahlungswiderstand ws = 2,801 kg/s
Mediummasse ms =1,206·10 -4 kg
Damit wird der Wirkungsgrad ✔ = 0,167 %
2
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a) Die komplexe Abschlussimpedanz für die einfallende Welle
ist:
Z1 = Z0 + j✬m& = (414 + j5, 655 $ 104) Nsm−3 Damit wird der Reflexionsfaktor R = 0,999786 + j0,014639
und der Absorptiosgrad = 2,143·10-4 ✍
Da die Wand keine Verluste hat, tritt der „absorbierte” Teil
durch. Es wird also
✁L =−10 lg ✍ = 36,7 dB
SEPI 99 A2
ZURÜCK

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
bcbcc bacca caccb cbbba babca
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a) w1 und w2 werden
zusammengefasst zu
w = 4 Ns/m
Zmech = j✬m +
1
j✬n + 1/w
1
mn − 1
b) Z wird reell für ✬1 =
f1 n = 154 Hz
2w2 = 968 s−1 c) Z(✬1) =
w
2 = 0,25 Ns/m
1 + (✬1nw)
JUNI 99 A1 ZURÜCK
w
m
n

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a) Die Gesamtlautheit ist die Summe der Lautheiten in
den beiden Frequenzgruppen:
= 16 sone
Sges = S500 + S4000
Daraus berechnet man den Lautstärkepegel:
LSges = 40 phon+
10 lg 16
lg 2
= 80 phon
JUNI 99 A2 ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 3 (ohne Lösungsweg):
a) Die Absorptipnsfläche des Raum ist A = 17m 2
Die Schallintensität bei L=90 dB ist J = 10 -3 Wm -2
Im diffusen Feld braucht man dafür Pak = 4,24•10 -3 W
Dafür wird die elektrische Leistung Pel = 0,606 W
benötigt.
JUNI 99 A3
ZURÜCK

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
cacca cabba bbcbb bcaba caaab
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a) Die Schnellen verhalten sich wie die mech. Leitwerte:
H = Yn / Yges mit Yges = und
1
+
1
Yn =
0db
j✬m
Eine mögliche Form für H ist:
H=
-20dB
20lg|H|
j f
f 0
1+jQ f
f −
0 f0 f
1 10 f/f 0
mit b)
c)
w+ 1
j✬n
f0 =
1
2✜ mn
= w
2✜m
1
w+ 1
j✬n
= 8Hz
und Q = m/n /w = 1
f ^ f0 : H|e f
f0
2
f p f0 :|H| e 1
d) |H f/(f0)| = 1
FEB 99 A1 ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a) Die Oberfläche des Raums ist: S = 242 m2 A = ✍ $ S J= 4P/A k= 10−✁L/10 JA = kJ
Die ✁L-
Werte findet man inder Tabelle auf Seite 94 des
Skripts.
f
A
J
k
JA
1,582•10-3 W/m2 3,3•10
0,48
-3 W/m2 12,1 m2 500 Hz
JAges = JA500 + JA1000 = 5, 124W/m 2
LAges = 10 lg JAges
J0
=97, 1dB
3,542•10-3 W/m2 3,542•10
1
-3 W/m2 16,94 m2 1.000 Hz
FEB 99 A2
ZURÜCK

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
abbbc cacca aacca abacb bccaa
ZURÜCK

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a: Wir nennen:
die spez. Abschlußimpedanz Z spez4 = Z 0
die spez. Imped. rechts am Sprung: Z spez3
die spez. Imped. links am Sprung: Z spez2
die spez. Imped. links am Rohrende: Z spez1
Rechts am Querschnittssprung: Z spez3 bleibt unverändert Z 0 .
Links am Querschnittssprung: Die Z spez verhalten sich wie
die Flächen: Z spez2 = 4Z 0 .
Links am Rohrende: Die Transformation über l 1 = λ ändert
Z spez nicht. Wir finden:
Zak1 = Z spez1
S1
= 4ρ0c
0, 08 m 2 =2, 07 ⋅ 105 Ns
m 5
ZURÜCK
OKT 98 A1

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
In den Vorlesungsunterlagen findet man für den Leerlauf-
Druckübertragungsfaktor:
Tp = UnS
d
Man benötigt noch die Nachgiebigkeit n,
die man aus den gegebenen mechanischen
Größen zu n = 1,267· 10 -5 m/N berechnen kann.
Damit wird d = 50,7· 10 -6 m = 50,7 µm
ZURÜCK
OKT 1998 A2

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
abaabbcaccbbcbbaaabbabcba
ZURÜCK ZURÜCK
OKT 98 A3

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a: Ersatzbild: N a = 1,76 · 10 -10 m 5 / N
b: Übertragungsfunktion:
mit f 0 = 686 Hz
M a = 305,6 kg/m 4
c: Die Resonanz tritt bei f 0 auf, hier liegt eine Polstelle.
d: Bode-Diagramm
von |H|:
p
q q
1 2
N
∆L
a
0 dB
-20
-40
M
a
0,1 1
H = q2
q1 =
Polstelle
100
1
1 −ω 2 MaNa
f / f 0
10
=
1
1 −(f/f0) 2
ZURÜCK
JUNI 98 A1

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a: Die äquivalente Absorptionsfläche ist A = 9.27 m 2
Man bestimmt bei r = 0,5 m die Energiedichten im
direkten und im diffusen Schallfeld:
Edir = Pak
4 π r 2 c
Damit wird die gesuchte Pegeldifferenz beim Kugelmikrofon
mit γ = 1:
∆L = 10 lg γEdir
=−1, 32 dB
Ediff
Ediff = 4Pak
Ac
und beim Nierenmikrofon mit γ = 3: ∆L = + 3,45 dB
ZURÜCK
JUNI 98 A2

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
baaaacccbbbcbccacabcaacbb
ZURÜCK ZURÜCK
JUNI 98 A3

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a: Der Lautsprecher muß eine akustische Wirkleistung
P Wak = 12,57·10 -3 W abgeben.
Über das Ersatzbild der Belastung eines Kugelstrahlers
wird:
P Bak = P Wak /(kR äq ) = 0,363 W
ZURÜCK
FEB 98 A1

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a: Über die aus der Vorlesung bekannte Gleichung für
den Übertragungsfaktor eines dynamischen Mikrofons
findet man die erforderliche Drahtlänge im Luftspalt
.
l = 4,91 m und damit die Windungszahl
w = 78.
ZURÜCK
FEB 98 A2

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
bbabcacccacbabbcabcbabbab
ZURÜCK ZURÜCK
FEB 98 A3

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a: Die von der Maschine abgegebene akustische Leistung
beträgt:
P ak = 0,0152 W
b: Neue Schallintensität: J 1 = 10 -6 W/m 2
erforderliche Absorptionsfläche: A 1 = 60982 m 2
Absorptionsexponent hierzu: α' 1 = 352
der Absorptionsgrad wird: α 1 = 1-e -352
Die Wände müßten fast alles absorbieren. Entfernt man
sich im freien Schallfeld so weit von der Quelle, wie es die
Raumdiagonale mit 11,4 m zuläßt, erhält man einen Schallpegel
von ca 69 dB. Die geforderte Pegelabsenkung ist
also durch Erhöhung der Wandabsorption nicht möglich.
ZURÜCK
OKT 1997 A2

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a: Die Schallintensitäten werden addiert. Man erhält:
J ges = 2,03 · 10 -4 W/m 2 und L ges = 83,07 dB
b: Die resultierende Lautheit wird: S ges = 21,66 sone
und der resultierende Lautstärkepegel:
L SG = 84,4 phon
ZURÜCK
OKT 97 A1

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
bbaaabcccbaacbaaabbbcbcca
ZURÜCK ZURÜCK
OKT 97

Ergebnisse zu Aufgabe 1 (ohne Lösungsweg):
a: Das Äquivalenzvolumen beträgt
Vas = 3,3 ⋅ 10 −2 m 3 =33 l
b: Die Resonanzfrequenz nach Einbau in das Gehäuse wird
f 0t = 84,85 Hz
c: Die resultierende Kreisgüte wird Q T = 0,673
ZURÜCK
MÄZ 97 A1

Ergebnisse zu Aufgabe 2 (ohne Lösungsweg):
a: Der Intensitätspegel beträgt bei breitbandiger Messung
( Bandbreite ∆f = 19980 Hz) L J1 = 63,0 dB
und bei Schmalbandmessung
(Bandbreite ∆f = 307 Hz) L J2 = 44,9 dB
b: Gesamtpegel breitbandig: L ges1 = 64,76 dB
Gesamtpegel schmalbandig: L ges2 = 60,13 dB
c: Bestimmt werden die Effektivwerte der Schalldrücke.
Schalldrücke: Fehler:
Signal:
Messung breit:
Messung schmal:
p
F1 = 73 %
F2 = 1,5 %
∼ = 0, 02 Pa
p∼ p
ges2 = 0, 0203 Pa
∼ ges1 = 0, 0346 Pa
ZURÜCK
MÄRZ 1997

Antworten zum Fragenteil:
Die Lösung ist: "a" für Antwort 1
"b" für Antwort 2
"c" für Antwort 3
ccbccbbbacaaabbabacbcacab
ZURÜCK ZURÜCK
MÄRZ 97 A3

Schrifteinbettungen:
Verdana
WP Math A: ±±
Optima Optima
Symbol: αβχδε
Symbol prop: αβχδε
Rockwell
Courier new

Anleitung für dieses Dokument:
Schalten Sie die Ansicht "mit Lesezeichen" ein, falls das Dokument
sich nicht in dieser Ansicht öffnet.
Sie sehen dann links von dieser Seite ein Inhaltverzeichnis, mit
dem Sie schnell zu den einzelnen Seiten der Aufgabenstellung
gelangen. Klicken Sie einfach mit der Maus auf den gewünschten
Eintrag.
Um eine kurze Lösung - ohne Lösungsweg - zu sehen, klicken
Sie bitte mit der Maus irgendwo in den Text oder das Bild der
Aufgabenstellung. Ein Klick in die Lösungsseite bringt Sie zur
Aufgabenstellung zurück. Notfalls haben Sie ja noch die "Lesezeichen"
auf der linken Seite.
Ein Mausklick in dieses Feld
bringt sie zurück zur Startseite.