Techniklexikon

Phantomton

Physik im Alltag, Residuumton, durch den Hörprozess rekonstruierter schwacher oder fehlender Grundton in einer Reihe von Obertönen; tritt auch bei anharmonischen Obertonreihen, z.B. bei Glocken auf, ist aber besonders ausgeprägt bei harmonischen Obertonreihen, u.a. beim Fagott, wo man z.B. A₂ (110 Hz) hört, aber die Spektralenergie hauptsächlich bei A₄, Cis₅, E₅ (440, 550, 660 Hz) und darüber liegt. Der Effekt wird auch technisch genutzt: Er ermöglicht das Hören von Tönen, deren Wellenlängen viel grösser als die Lautsprecherdimensionen sind und daher aus physikalischen Gründen nicht abgestrahlt werden können (Basstöne beim Kofferradio).

Die Hauptursache der Phantomtöne ist physikalischer Art: Die Einhüllende einer Überlagerung von Schwingungen mit Frequenzen , die in rationalen Verhältnissen zueinander stehen, oszilliert mit einer bestimmten Frequenz, die für äquidistante (harmonische)  einfach die Frequenzdifferenz  ist (für nicht-äquidistante Frequenzen ist der Zusammenhang komplizierter). Entscheidend ist, dass  viel kleiner als die  sein kann; für harmonische Obertöne insbesondere ergibt sich dasselbe  für die Überlagerung beliebig hoher Obertöne. Auf diese Weise wird auch bei hochfrequenter Anregung im Ohr noch auf mechanischer Ebene eine niederfrequente Komponente aufgeprägt, die von der anschliessenden neuronalen Verarbeitung als Ton interpretiert wird - eben ein Phantomton. Dieser Mechanismus ist verstärkt wirksam im oberen Hörfrequenzbereich und damit wohlunterschieden von dem der Kombinationstöne (s.o.). V.a. im unteren Hörfrequenzbereich (etwa beim Fagott) tragen zur Bildung von Phantomtönen zusätzlich neuronale Faktoren bei, die nur z.T. verstanden sind.