Werking platenspeler

Miels

Naar aanleiding van deze post http://www.wetenschapsforum.nl/invision/in...showtopic=33392

ik zoek een verklaring (...) voor de werking van platenspelers. De output van zo'n apparaat is een heel orkest - = meerdere tonen per tijdseenheid - terwijl er maar 1 naaldpunt per tijdseenheid over 1 hobbeltje in een platengroef gaat. Kan dus maar 1 toon / golf per tijdseenheid produceren.

Je vraag valt in 2 gedeeltes op te splitsen:

hoe kunnen meerdere geluidsbronnen samen worden geregistreerd
Hoe kan deze registratie weer worden omgezet in geluid (mbv een platenspeler)

Ik krijg de indruk dat je met name met vraag 1 rondloopt, en dat wanneer je eenmaal snapt hoe geluid werkt, dat je je dan ook wel kan voorstellen hoe een platenspeler het geluid reproduceert.

Om te beginnen 1:

Het klopt inderdaad dat er meerdere tonen per tijdseenheid binnenkomen. Laten we zeggen een viool en een fluit. Wanneer we er eerst alleen de viool beschouwen, kan je constateren dat dit instrument drukgolven veroorzaakt, die zich onder andere richting je oor verplaatsen. Als de drukgolven daar aankomen laten ze je trommelvlies bewegen, waardoor je (na nog wat tussenstappen) het instrument hoort.

Wanneer nu ook de fluit begint, produceert ook deze drukgolven, die zich ook nu weer (onder andere) naar jouw oor toe bewegen. Beide instrumenten zenden nu golven uit in de hele omgeving. Op ieder willekeurig punt (ook in je oor) kan je het resultaat hiervan meten (of horen): beide golven kan je simpelweg bij elkaar optellen.

Net als wanneer je in het zwembad staat en aan beide zeiden van je iemand een bommetje maakt bereiken beide golven jou tegelijk. Je zou in de tijd dat de golven bij jou in de buurt komen met je vinger op je lichaam aan kunnen wijzen hoe hoog het water komt. Met andere woorden: met 1 vinger (dus 1 registratiemogelijkheid per tijdseenheid) registreer je de resultante van de beide bommetjes (golven). Hetzelfde kan je natuurlijk ook doen wanneer je midden in het zwembad staat en er 100 mensen bommetjes maken.

Zo kan je de golven van een veelheid van instrumenten dus ook zonder probleem op 1 punt vastleggen (mono), maar ook op meerdere punten tegelijk (stereo). Vergelijk dit met het tegelijk aanwijzen van de golfhoogte aan de rechter en linker kant van je lichaam.

Hopelijk is het zo duidelijk(er).

Voor deel 2, hoe het afspelen in zijn werk gaat, wil ik je verwijzen naar http://nl.wikipedia.org/wiki/Grammofoon

Sybke

Dat is het probleem toch niet? Als een fluit en een viool gelijktijdig spelen, kan ik zeggen dat ik een fluit en een viool gelijktijdig hoor. Als ik in een zwembad sta en ik weet tot hoe hoog de watergolven komen, dan weet ik niet hoeveel mensen een bommetje maken, of een normale duik, of zomaar aan het zwemmen zijn. Hoe kan ik een viool en een fluit onderscheiden uit de gesommeerde geluidsgolf?

EvilBro

Hoe kan ik een viool en een fluit onderscheiden uit de gesommeerde geluidsgolf?

Dat doen je hersenen.

Jan van de Velde

Als ik in een zwembad sta en ik weet tot hoe hoog de watergolven komen, dan weet ik niet hoeveel mensen een bommetje maken,

Als je in een concertzaal staat hoor je ook niet hoeveel violen tegelijkertijd een bepaalde noot aanstrijken.

Miels

Als ik in een zwembad sta en ik weet tot hoe hoog de watergolven komen, dan weet ik niet hoeveel mensen een bommetje maken, of een normale duik, of zomaar aan het zwemmen zijn.

Als je lang genoeg in het zwembad blijft staan wel (en je je gevoelszenuwen wat verder ontwikkelt). Op een gegeven moment weet je dan hoe het voelt als een dikke man een bommetje maakt of als een slanke vrouw van een duikplank duikt. Ieder heeft zijn eigen soort golf. En als je dan NOG langer oefent weet je ook hoe het voelt als beiden dat tegelijk doen. Kwestie van oefening (theoretisch dan...). Gelukkig is het oor een gevoeliger zintuig

schaal

De reacties - waarvoor dank en de links gaan over interferentie. Ik had en heb dat argument inderdaad verworpen, maar in mijn beleving niet zonder tegenredenering. (Mijn verwerping was overigens ook niet de reden van de 'stop'.)

1. Over het gegeven voorbeeld: als ik in een zwembad sta, en 2 mensen springen gelijktijdig links en rechts voor me als een bommetje in het water, bereikt mij (althans, volgens mij) slechts 1 golf, zijnde de resultante van beide waterverschuivingen.

2. Ik kan uit die golf - en ook uit de 'nakomertjes' - niet afleiden hoe zwaar de persoon links was ten opzichte van de persoon rechts.

3. Maak eens een platenspeler c.a. heel groot, zodat de oneffenheden in de platengroef net zo groot zijn als die golf in het zwembad. 1 oneffenheid wordt via de draaitafel onder een (grote) naaldpunt doorgetrokken. Die naald 'springt' omhoog, en weer omlaag. Die mechanische beweging wordt elektronisch omgezet. Maar aan die omzetting ligt niet meer informatie ten grondslag, dan in die enkelvoudige beweging van de naald is opgenomen. (Daarna komt een volgende oneffenheid, bijvoorbeeld iets kleiner dan de 1e. Etc.)

4. Stel dat die oneffenheid 15 cm groot is. Op het moment dat de oneffenheid is 'gefabriceerd' hebben als input 5 instrumenten van een orkest ieder een verschillende toon laten horen (over dingen als klankkleur heb ik het dan nog maar niet). Op het moment dat die oneffenheid de naaldpunt passeert, worden de 5 instrumenten weergegeven. De bijdrage (= de toon op moment x) van ieder afzonderlijk instrument kan echter niet afgeleid worden uit die oneffenheid van 15 cm. Een viool kan op dat moment bijvoorbeeld een bijdrage van 1,754393 cm geleverd hebben, maar het kan ook 0,4598374 cm zijn geweest. Etc. De enige informatie die er is, is dat de optelsom van alle gelijktijdige tonen 15 cm is.

Frank

Miels

Ik heb je reactie naar dit draadje verplaatst: feedback gaat immers over waarom iets op slot is gegaan. Je inhoudelijke reactie hoort hier te staan.

1. Over het gegeven voorbeeld: als ik in een zwembad sta, en 2 mensen springen gelijktijdig links en rechts voor me als een bommetje in het water, bereikt mij (althans, volgens mij) slechts 1 golf, zijnde de resultante van beide waterverschuivingen.

Klopt... redelijk. De resultante aan je rechter zijde is immers anders dan die aan je linker zijde.

2. Ik kan uit die golf - en ook uit de 'nakomertjes' - niet afleiden hoe zwaar de persoon links was ten opzichte van de persoon rechts.

Ja dat kan je wel. Als je het komende jaar in een zwembad gaat staan zal je op een gegeven moment zoveel ervaring hebben in het evalueren van golven dat je wel degelijk weet wat voor soort golf door wat voor soort persoon/actie is veroorzaakt. Bovendien voelt het links anders dan rechts, daaruit zou je ook de onderlinge posities af kunnen leiden.

Om weer terug te gaan naar geluid: Ieder geluid wat je hoort (welk instrument, de toonhoogte die wordt gespeeld, de klankkleur, werkelijk alles) zit in 1 golf. Vervolgens kan je golven optellen, met (bij monogeluid) 1 resultante als resultaat.

Dankzij de gevoeligheid van onze oren en de indrukwekkende mogelijkheden van het menselijke brein kunnen we deze enkele golf weer ervaren als een geheel orkest.

Bovenstaande is nu eenmaal zo. Niet beledigend bedoeld, maar het kan misschien zo zijn dat je je niet kan voorstellen dat al die informatie in 1 golf zit, en dat het brein daar iets van kan maken, maar.... kennelijk kan het brein dat wel! In plaats van te ontkennen dat het zo kan werken (en in plaats daarvan op zoek te gaan naar een andere oplossing) raad ik je aan je verder in geluidsfyscia te verdiepen, dan zal je zien dat het wel degelijk wel zo kan.

Op de computer kan je het, met de juiste software, zelf testen: als je een tekst inspreekt kan je de golfbeweging hiervan zien. Vervolgens kan je nog een keer iets anders inspreken (of dat door iemand anders laten doen), en de 2 fragementen die je nu hebt over elkaar heen leggen. Zoals je dan kan zien heb je 1 golfbeweging als resultaat. Als je dat vervolgens afspeelt hoor je wel degelijk 2 stemmen door elkaar.

In plaats van 2x iets inspreken kan je natuurlijk ook eerst een deuntje op je viool spelen, dan iets op je piano, dan je triangel erbij pakken en vervolgens je drumstel uit de kast halen, maar ik vermoed dat je al die instrumenten niet hebt; het idee is verder het zelfde.

schaal

Nou, ik heb het verplaatste item eindelijk gevonden .....

1e reactie mijnerzijds:

- Zwembad: de analogie met de platenspeler was/is, dat je het meetpunt (lichaam) als 1 punt beschouwt (net als bij een naaldpunt). Dan is er geen mogelijkheid om gelijktijdig ietsje links of ietsje rechts te meten.

- Geluid: ik ga nog maar even niet in op de ontvangstkant, hersenen. De verzendkant is 1 plastic hobbeltje in 'n platengroef (per tijdseenheid). 1 hobbeltje = 1 hobbeltje, en heeft geen (extra) info in zich dan alleen z'n grootte.

- Het is zo, omdat het zo is, zeg je ....... no comment!

Maar, wel bedankt voor je reactie, ik ga er wel iets mee doen. Ik kom er nog op terug.

Frank

schaal

Vervolg op m'n vorige reactie.

Ik heb de werking van interferentie toch nog maar eens bekeken op internet. Uit alle websites haal ik slechts 1 conclusie: uit 2 interfererende golven ontstaat slechts 1 nieuwe golf. Daarbinnen is geen sprake van extra informatie. Je kunt die golf weer splitsen in de 2 oude golven (maar dat zou toeval zijn, die info is nl. verloren gegaan!), maar (ook) in oneindige combinaties van golven. Zie prisma - regenboog. Als je die combinaties dan weer met elkaar laat interfereren, komt altijd de oorspronkelijke (ene) golf weer terug. Maar de info uit de 2 oude golven is onherroepelijk weg.

(En, bij het fabriceren van een plaat voor een platenspelers is geen sprake van het maken van een soort hologram, stel ik maar alvast bij voorbaat.)

Brinx

Als je bij het horen van een muziekstuk afgespeeld door een platenspeler niet weet met welke instrumenten de muziek gemaakt is (als je dus bijvoorbeeld de klankkleur van een piano en een viool niet kunt herkennen) zul je die individuele instrumenten ook niet kunnen herkennen in het muziekstuk. Je oor heeft wel de mogelijkheid om trillingen van verschillende frequentie apart waar te nemen, maar de klank van een specifieke toon gespeeld op een instrument is al een samenvoegsel van allerlei frequenties, typerend voor dat instrument. Je kunt verschillende instrumenten alleen maar uit elkaar houden als je naar een afgespeeld muziekstuk luistert als je die kennis over klankkleur loslaat op hetgeen je hoort. Dit lijkt op het proces wat zich in je oor al afspeelt, waarbij de geluidsgolven die je oor binnenkomen netjes worden gescheiden in componenten met verschillende frequenties (een soort hardwarematige Fourier-analyse!): je hebt ook de mogelijkheid om die verschillende frequentiecomponenten weer te sorteren in verschillende instrumenten omdat je weet welke soorten combinaties van frequenties gegenereerd worden door welk instrument.

Enkele wellicht handige links:

http://www.bbc.co.uk/dna/h2g2/A543782

http://kr.cs.ait.ac.th/~radok/physics/i3.htm

http://www.beyonddiscovery.org/content/vie....page.asp?I=254

EvilBro

Ik heb de werking van interferentie toch nog maar eens bekeken op internet. Uit alle websites haal ik slechts 1 conclusie: uit 2 interfererende golven ontstaat slechts 1 nieuwe golf.

Dat klopt. Hoeveel signalen denk je dat er bij je oor komen? Je hoort namelijk enkel die ene nieuwe golf. Je hersenen ontleedt deze in wat jij als twee tonen ervaart.

Zie ook het volgende plaatje. De bovenste twee signalen worden samen het derde signaal. Dit signaal komt bij je oor binnen en je ervaart dit als een combinatie van de twee bovenste signalen. Herken ook dat bij elke situatie (alleen toon 1, alleen toon 2, allebei of geen van beide) een ander resultantsignaal hoort.

Nog iets: Een viool (bijvoorbeeld) produceert al vele frequenties, zelfs als je er maar een toon op speelt. Dit heet de klankkleur van een instrument. Dit is de reden dat dezelfde toon op een piano en een viool anders klinkt.

Zie prisma - regenboog.

Als ik een mengsel van twee kleuren een prisma in laat gaan, komen er ook slechts twee kleuren uit.

Maar de info uit de 2 oude golven is onherroepelijk weg.

Het is waar dat de oorspronkelijke informatie niet in zijn geheel op een plaat wordt vastgelegd. De ruimtelijke informatie is bijvoorbeeld volledig verloren gegaan (bij mono). Dit is echter niet relevant voor het reproduceren van het signaal op een punt.

Anders (en ietwat simplistisch) gezegd: Als je je door een ruimte beweegt met daarin twee geluidsbronnen dan is datgene dat je hoort afhankelijk van je positie in de ruimte. Als dit signaal wordt opgenomen en daarna afgespeeld dan is datgene dat je hoort niet afhankelijk van je positie. Je hoort dan altijd datgene dat je zou horen als je op de plek van de microfoon bij de opname zou gehoord hebben.

schaal

1. Uit de replys, in combinatie met de weergegeven (mooie) links blijkt (als stelling), dat als 2 golven interfereren, er weliswaar 1 golf onstaat, maar dat de informatie uit die golf alleen maar ("every time only in a unique manner"!) de optelsom kan zijn van de beide oorspronkelijke, daadwerkelijk bestaan hebbende golven (dus niet van een theoretisch oneindig aantal mogelijke combinaties van een oneindig aantal golven) - zodat de informatie uit beide oorspronkelijke golven (die niet meer op zichzelf bestaan) ook weer te 'achterhalen' is. Hopelijk heb ik de links en de replys goed gelezen / begrepen.

Dat is niet zoals ik het altijd heb begrepen. Maar dat laatste doet natuurlijk op zich niet terzake.

2. Ik citeer nogmaals even uit 1 van de links: "When these waves overlap, they interfere with one another, and the more waves of differing frequencies are added together, the harder it is to work out what the frequencies and amplitudes of the original waves were. The Fourier domain is the key to getting the original notes back from the general mishmash."

Ik proef hier het tegendeel van de onder 1 weergegeven stelling. (Maar misschien ten onrechte?) Er is, als een orkest speelt, sprake van de bedoelde 'mishmash'. Die bestaat uit alle oorspronkelijke tonen / golven (die zijn er dan dus nog, in 'oude staat', maar 'verdund'!), alsmede uit allerlei tonen / golven die daaruit via velerlei interferenties in velerlei combinaties van golven zijn voortgekomen. Althans, zo lees ik 't. Vervolgens is er een methode (waar je een computer c.q. onze hersenen voor nodig hebt) om te 'beredeneren' welke van de aanwezige (!) tonen de oorspronkelijke waren, en welke niet.

3. Los van het onder 2 gestelde nog: 'mishmash' per tijdseenheid (!) = 1 hobbeltje op de plaat? (Even afgezien van het feit dat bepaalde info niet wordt vastgelegd.) Het antwoord hierop moet m.i. bij aanname van de stelling onder punt 1, 'ja' luiden. Dat is de consequentie.

Wouter_Masselink

Ik proef hier het tegendeel van de onder 1 weergegeven stelling. (Maar misschien ten onrechte?) Er is, als een orkest speelt, sprake van de bedoelde 'mishmash'. Die bestaat uit alle oorspronkelijke tonen / golven (die zijn er dan dus nog, in 'oude staat', maar 'verdund'!), alsmede uit allerlei tonen / golven die daaruit via velerlei interferenties in velerlei combinaties van golven zijn voortgekomen.

Dit is niet echt een tegenstrijdigheid. Het is nu eenmaal makkelijker om 2 golven weer uit elkaar te halen dan dat dit is voor 100 golven. Kan jij horen welk intrument precies welke toon speelt in een orkest? Dat wordt een nogal onmogelijke taak. In een duet moet dit meestal nog wel lukken.

schaal

Ik ga nu het volgende onderzoeken (betrekking hebbende op de stelling onder 1), in de kleinste details, zijnde op golfniveau:

Kan uit 1 golf, waarbij de voorkennis is, dat deze is ontstaan uit interferentie van 2 andere golven - die niet meer aanwezig zijn: want dat is verbonden aan de stelling onder 1, niet aan de onder 2 genoemde situatie achterhaald worden wat de amplitude e.d. van (ieder van) de beide oorspronkelijke golven was?

Alle hulp daarbij is natuurlijk welkom.

(De aangeboden links, hoe fraai ook, gaven m.i. niet op dit niveau informatie.)

Jan van de Velde

Als beide golven exact dezelfde frequentie hebben en in fase zijn is dat niet mogelijk. Je weet dan niet of de amplitude (bijv. 8) van de golf die je ziet een optelsom is van 1+7, 2+6 of 2¾ + 5¼ bijvoorbeeld.

Als ze perfect in tegenfase zijn kom je er ook niet meer achter.

Bij andere faseverschuivingen en bij twee golven met verschillende frequentie is dat volgens mij nog prima te achterhalen

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Werking platenspeler

Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler

Re: Werking platenspeler