Wellenform

Eine Schallwelle kann auf viele verschiedene Arten dargestellt werden: als mathematische Formel, als Folge von Zahlen oder als grafische Wellenform. Eine Wellenform zeigt die Stärke oder Amplitude einer Schwingung als Funktion der Zeit an. Die Wellenform einer gezupften Gitarrensaite kann zum Beispiel so aussehen:

Die Wellenform eines Trompetenstoßes kann so aussehen

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Und die Wellenform eines gesprochenen Wortes sieht zum Beispiel so aus:

Die drei gezeigten Wellenformen sind ziemlich unterschiedlich – sowohl im Aussehen als auch im Klang. Jede hat ihre charakteristische Form – die auch als Hüllkurve bezeichnet wird – und eine bestimmte, komplexe Zusammensetzung aus Frequenzkomponenten, die sich im zeitlichen Verlauf ändern.

Die Mittellinie der Wellenform ist die Nulllinie. Sie repräsentiert die Ruheposition (Auslenkung 0) des ursprünglichen vibrierenden Objekts. (Die Wellenform für absolute Stille wäre eine horizontale Linie auf Höhe der Nulllinie.) Die Hin- und Herbewegung eines schwingenden Objekts wird als aufwärts und abwärts gerichtete Auslenkung (positive und negative Auslenkung) der Amplitude dargestellt. Eine Vergrößerung eines Teils der Gitarrenwellenform kann zum Beispiel so aussehen:

Während eines Schwingungsvorgangs wird die Nulllinie zwei Mal durchlaufen. Diese Nulldurchgänge sind wichtig für die digitale Audioverarbeitung: Sie bieten gute Ansatzpunkte, um Wellenformen zu zerschneiden und andere wieder zusammenzufügen. Wenn die Wellenform an anderen Stellen zerschnitten wird, können Klicks und Poppgeräusche entstehen. Wichtig ist auch die maximale Amplitude der Wellenform bei jeder Schwingung: Sie bestimmt die Stärke der Schwingung und somit die Lautstärke des Klangs.

 

Siehe:

Digitale Audioaufnahmen – Grundlagen