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2019-11-26T17:02:40Z

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Der '''Ohrabstand''' gibt in der [[Psychoakustik]] den Abstand der [[Mikrofon]]e an, der für eine [[binaurale Tonaufnahme]] optimal ist. Dabei sollte die [[Mikrofonanordnung]] der Position der Ohren eines menschlichen [[Kopf]]es entsprechen, um einen guten [[Stereofonie|Stereoeindruck]] zu erzeugen.

== Theorie ==
Der wahre Ohrabstand als [[Luftlinie]] von [[Trommelfell]] zu Trommelfell beträgt etwa 14 cm. In der Literatur wird eine Reihe von Ansätzen gemacht, um die [[interaural]]en (d. h. „von Ohr zu Ohr“-) Signaldifferenzen zwischen den beiden Trommelfellen zu berechnen. Dabei wird zur Bestimmung des „Kopfdurchmesser“ üblicherweise von einer Kugelform des Kopfes ausgegangen. Einige Autoren legen einen Ohrabstand von 17,5 cm zugrunde<ref>z. B. Dickreiter „Handbuch der Mikrofontechnik“</ref>, was auch beim [[ORTF-Stereosystem]] verwendet wird. Das [[Kugelflächenmikrofon]] KFM 6 von [[Schoeps (Unternehmen)|Schoeps]] hat einen Durchmesser von 20 cm, das KFM 360 von 18 cm.

Zur [[Modellierung]] des Ohrabstands ist zu entscheiden, ob der Eingang in den äußeren [[Gehörgang]] oder das Trommelfell der richtige [[Messpunkt]] ist, ob der menschliche Kopf als Kugel angenommen wird und ob die Ohren als genau [[rechtwinklig]] zu dieser Kugel ausgerichtet sind. Die Ohrkanaleingänge sitzen etwa bei ±104° nach hinten versetzt. Der Gehörgang ist durchschnittlich 2,5 cm lang, bei einem mittleren Durchmesser von 7 bis 8 mm. Das Trommelfell liegt mit einer Neigung von etwa 45° am Ende des Gehörgangs. Die [[Schalldruck]]<nowiki/>schwankungen im Gehörgang werden vom Trommelfell aufgenommen und über die [[Gehörknöchelchen]] auf das [[Innenohr]] übertragen.

== Messungen ==
Impulsmessungen am Gehörgangs-Eingang haben eine maximale [[Laufzeitdifferenz|Phasenlaufzeitverzögerung]] um den Kopf von ''Δt'' = 0,63 ms = 630 μs ergeben.

Dies entspricht gemäß

:<math>\Delta t = \frac{a \cdot sin \, \theta}{c}</math>
<math>\Leftrightarrow a = \frac{\Delta t \cdot c}{sin \, \theta}</math>

mit
* einem [[Schalleinfallswinkel]] ''θ'' von 90°, d. h. genau von der Seite
* der [[Schallgeschwindigkeit]] ''c'' = 343 m/s bei 20 °C.
einer Wegstrecke von ''a'' = 0,216 m = 21,6 cm. Diesen Weg, der effektiv für den Schall wirksam ist, nennt man ''wirksamer'' Ohrabstand. Für die interaurale Phasenlaufzeitdifferenz ''IPD'' stellt man sich vor, dass dort zwei [[Druckmikrofon]]e in gerader Linie eine „Ohr-“ bzw. [[Mikrofonbasis]] bilden.

Zur [[Wellenlänge]] ''λ'' = 21,6 cm gehört die Frequenz ''f'' = ''c'' / ''λ'' = 343 / 0,216 = 1588 Hz, also rund ''f'' = 1600 Hz. Die tiefste Frequenz, bei der eine [[Phasenverschiebung]] von ''φ'' = 180° auftritt, ist somit ''f'' = 800 Hz.

== Lokalisationsschärfe ==
Nicht zufällig liegt der Frequenzbereich mit der geringsten [[Lokalisationsschärfe]] zwischen 800 und 1600 Hz. Das entspricht genau dem [[Blauertsche Bänder|Blauertschen richtungsbestimmenden Hinten-Band]] ([[Medianebene]]) sowie dem weniger empfindlichen Bereich der Kurven gleicher [[Lautstärkepegel]] um 1000 Hz.

Hier geht es um die [[Laufzeitdifferenz#Die interaurale Laufzeitdifferenz (ITD)|interaurale Laufzeitdifferenz ''ITD'']], den Ohrabstand und Frequenzen, die zu ''λ'' und ''λ''/2 gehören, also zu kopfbezogenen interauralen Signaldifferenzen beim natürlichen Hören. Diese Differenzen haben nichts mit den [[Interchannel]]-[[Pegeldifferenz]]en zu tun, die für die beiden Lautsprecher bei der [[Stereofonie]]aufnahme erzeugt werden. Die interaurale Pegel-Differenz ''ILD'' ist mit dem Schalleinfallswinkel ''θ'' sehr komplex frequenzabhängig, im Gegensatz zur interauralen Laufzeitdifferenz bzw. der entsprechenden interauralen [[Phasendifferenz]]. Die in [[Lateralisation (Akustik)|Lateralisation]]s<nowiki/>versuchen über Kopfhörer gefundenen Werte dürfen nicht für [[Lautsprechersignal]]e bei Stereofonie ausgegeben werden.

Die [[Schallschatten|Abschattung]] der [[Ohrmuschel]]n durch den Kopf mit dem Ohrabstand ''d'' = 21 cm als Hindernis ergibt einen wirksamen Schallschatten erst ab einer sehr hohen Frequenz ''f'' = 5 · 343 / 0,21 = 8200 Hz (empirische Formel mit der Schallgeschwindigkeit c = 343 m/s bei 20 °C). Ist der Durchmesser des Hindernisses nur doppelt so groß wie die Wellenlänge, dann wird der Schall immer noch fast vollständig gebeugt.

== Literatur ==
* Jens Blauert: ''Räumliches Hören.'' S. Hirzel-Verlag, Stuttgart 1972, ISBN 3-7776-0250-7

== Weblinks ==
*[http://www.sengpielaudio.com/DerOhrabstand-Welcher.pdf Der Ohrabstand – welcher?] (PDF-Datei; 168 kB)
*[http://www.sengpielaudio.com/Mikrofonabstand-Ohrabstand.pdf Mikrofonabstand = Ohrabstand = beste Resultate?] (PDF-Datei; 24 kB)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Psychoakustik]]
[[Kategorie:Raumklang]]
[[Kategorie:Hören]]

Ohrabstand - Versionsgeschichte

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