Archive for the ‘Fioltrimning’ Category

Exempel på justering av en Hardangerfiol

15/01/2015

Jag deltog i år folkmusikkryssningen Folklandia från Helsingfors – Tallinn – Helsingfors. Fiolbyggarna i Finland (Suomen viulunrakentajat Ry där jag är medlem) hade ett krypin tillsammans med andra instrumentbyggare. Det blev mycket diskussion kring fiolbygge, lackering och naturligtvis fioltrimning som är det sista skedet i byggprocessen.

Min ”sockerfiol” byggd på kinesiskt halvfabrikat fanns med och fiolen uppskattades tydligen ljudmässigt bl.a. av föreningens ordförande yrkesviolinisten Simo Wuoristo … trots ett onödigt mekaniskt fel som gått genom kvalitetskontrollen. Översadeln var alltför låg på E-sidan vilket gav klirr då man knäppte på tom e-sträng. Problemet var lätt att åtgärda genom lätt sickling av greppbrädan.

Jag spelar i allmänhet på en kinesisk hardangerfiol som nu råkade få kommentaren ”det är antagligen det sämsta instrumentet som kunde provspelas 😉 ”. Faktum är att detta instrument var något torrt i tonen främst på G- och D-strängarna. Kommentaren fick mig att (äntligen?) göra något åt det instrument jag själv spelar på. Den här artikeln handlar om vad jag gjorde och vilket resultatet blev.

P1040107

Det här är den kinesiska hardangerfiol övningen gäller …

 

Problem jag ville åtgärda

Tonen på G och D-strängarna var torr/sträv och allmänt något tråkig. Strängarna jag använder är Pirastro Tonica som ger en något ljusare ton än Thomastic Dominant. Jag har aldrig använt traditionella sensträngar för min hardangerfiol. A- och E-strängarna klingade men en bredare klang vore önskvärd. Då jag knackade runt på bottenplattans rimgmod kunde jag tydligt höra att plattan inte uppförde sig normalt. Tonen var högst mitt på plattan vid C-bågarna och sjönk i riktning mot stränghållartappen och i riktning mot halsen. Tonen vid ringmoden nod nere ungefär tvärs över kroppen där den är bredast (något nedåt) låg betydligt lägre än knacktonerna i bottnen vid c-bågarna. Samma problem fanns uppe vid halsen d.v.s. ringmodens knackton vid noden var låg i förhållande till motsvarande ton vid C-bågarna.

Jag har upptäckt att om knacktonen är ungefär lika då man knackar sig sunt hela ringmoden så ringer också bottnen korrekt.  Min uppfattning är att man kan jämföra situationen med ett ostämt eller stämt banjomembran. Om tonhöjden är olika då man knackar sig runt membranet så klingar det inte. Lösningen var alltså att höja knacktonen i nodpunkterna uppe och nere så att de bättre skulle passa ihop med knacktonerna vid C-bågarna. Knacktonen kan höjas genom att slipa området runt/på nodlinjen. Eftersom instrumentet är lackar och snyggt utsirat med tuschmönster är det självklart att man inte kan slipa från utsidan eftersom man då skadar det som gör instrumentet speciellt d.v.s. lackarbetet och figurerna. Lösningen är att slipa från insidan med hjälp av magnetverktyg (verktygen finns beskrivna i andra artiklar).

Jag slipade den nedre nodlinjen ca. 700 drag fram/tillbaka och den övre ca. 900 drag. Provslipning (gjord tidigare) indikerar att ett slipdrag avlägsnar ca. 0.1 um trämaterial. Slipningen bör alltså ha tunnat av nodområdena med ca. 70 um respektive 90 um eller uttryck i millimeter ca. 0.07 mm respektive 0.09 mm. Slipningen gjordes i flera steg så att instrumentet spelades mellan varje slipningssteg. En skala spelades från i första lägets låga G upp till A på E-strängen. Instrumentet tonkaraktär ändrade tydligt så att torrheten försvann och tonen fick mera ”karaktär/klang”. Jag tunnade också av stallet upptill en aning vilket förbättrar diskanten genom att stallets grundresonans då stiger.

Bilderna nedan är skapade så att jag klippte ut tonerna som spelades på en sträng och beräknade ett spektrum före/efter.

Notera att skalan i höjdled är 3 dB d.v.s. ett skalsteg motsvarar en fördubbling av tonstyrkan. Eftersom det mänskliga örats känslighet är logaritmiskt så motsvarar ett steg ungefär vad örat kan uppfatta som en förändring.

G-strängen

G_start

Fig. 1 G-strängen före justering.

G_justerad_fig13

Fig. 2 G-strängen justerad.

Skillnaden mellan spektren är inte stor. Då man tar strängens grundton som referens (200 Hz) så ser man dock att området 2-3 kHz ligger 3-5 dB högre vilket ger tonen hörbart mera brillians.

D-strängen

D-sträng_start_fig14

Fig. 3 D-strängen före slipning.

D-sträng_final_fig15

Fig. 4 D-strängen efter slipning.

Skillnaden mellan spektren är mycket liten. Min uppfattning är dock att strängen klingar bättre efter justering. Mera must i klangen. Eventuellt är området 2-3 kHz något jämnare efter justeringen.

A-sträng_start_fig16

Fig. 5 A-strängen före justering.

 

A-strän_justerad_fig17

Fig. 6 A-strängen efter justering.

Notera hur det börjar växa fram en ”buckla” vid 5-7 kHz.

E-sträng_start_fig18

Fig. 7 E-strängen före justering.

E-sträng_justerad_fig19

Fig. 8 E-strängen efter justering.

Området 2.5 – 4 kHz har stigit vilket ger mera brillians på E-strängen. Skillnaderna är inte stora men tydligt hörbara.

Det gäller nu att låta instrumentet ”sätta sig” en tid. Vid behov kör jag en ny justeringsomgång senare. Notera att ett instrument tydligt reagerar på luftens fuktighet. Det är inte en god ide att försöka justera instrumentet ofta eftersom det kan sluta med katastrof. All slipning som görs är av den arten att det inte går att backa om man inte gillar resultatet. Det gäller alltså att gå mycket försiktigt fram med mycket spelande och lyssnande mellan varje steg.

Socker som bas för fiollack del 2

10/10/2014

Jag har jobbat rätt intensivt på att få Stradivarius #2 i spelskick till Suomen viulunrakantajats (Fiolbyggarna i finland) möte i Tammerfors den 11.10.2014. Fiolen är nu strängad och kontrollerad att åtminstone de viktigaste parametrarna är på plats d.v.s. korrekt stränghöjd, strängavstånd vid översadeln, strängavstånd vid stallet etc. Jag har avsiktligt låtit bli att göra några som helst akustiska justeringar eftersom jag vill ha en helt rå fiol med mig för demonstrationsändamål. Tanken är att provspela fiolen och betygsätta ljudet och därefter justera de grövsta felen i Tammerfors.

Så här ser fiolen ut idag.

IMGP1528

Stradivarius #2 med sockergrund. Den rödbruna färgen kommer i huvudsak från det brända sockret.

 

IMGP1531

Baksidan av Stradivarius #2. Den rödbruna färgen kommer från sockergrund.

Mätning av fiolens grundresonanser

Jag använde programmet Audacity för mätning av resonanserna A0, A1, B1-, B1+ samt B0. Du hittar information om hur man mäter dessa resonanser på adressen http://www.platetuning.org/html/resonances_of_violin_body.html .

Fiolens frekvensrespons mätt genom knackning på stallet från G-strängens sida har följande utseende:

Strad3_initial

Frekvenskurvan sjunker jämnt till ungefär 7 kHz och inga våldsamt dominerande toppar finns inom det nasala området 1000 – 2000 Hz.

Resultat och diskussion:

A0 d.v.s. Helmholzresonansen ligger på 267 Hz (standardvärde ca. 270 Hz).

B1-  Huvudresonansen ligger på 411 Hz men då samplingsfrekvensen höjs ser man tydligt att det är fråga om en dubbeltopp med en betydligt lägre topp vid ca. 449 Hz. Vid den akustiska justeringen är avsikten att höja amplituden vid 449 Hz. Min gissning är att toppen vid 449 Hz samtidigt kommer att sjunka till mellan 235 och 240 Hz.

B1+  ligger på 520 Hz.

A1  ligger vid  455 Hz.

B0 ligger vid 241 Hz vilket är relativt lågt. Orsaken till att denna resonans ligger lågt är antagligen att jag använder Wittners utväxlade stämskruvar vilket gör att vikten ute vid stämskruvarna ökar med 20 g jämfört med konventionella stämskruvar.

Vi kan bara för att det är kul titta på hur fiolen idag uppför sig enligt Carleen Hutchins kriterier. Observera att alla inte nödvändigtvis är överens om att reglerna är allmängiltiga.

Hutchins rekommenderar att matcha B0 till A0. Vi ser att vi här har en dålig anpassning (241 Hz – 267 Hz). Jag antar att den lägre frekvensen kommer att stiga något då jag kapar stämskruvarna till rätt längd. Greppbrädan är för tillfället provisoriskt limmad för att den skall kunna tas av. Min gissning är att den slutliga B0 frekvensen med greppbrädan slutligt fastlimmad kommer att stiga till mellan 255 och 260 Hz vilket som jag uppfattar det är acceptabelt.

Skillnaden mellan B1+ och A1 borde för ett solistinstrument ligga på 60 – 90 Hz. Högre är bättre men mycket högre än 90 Hz kan göra instrumentet svårspelat. Stradivarius #2 ligger på 65 Hz d.v.s. i solistområdet. Min gissning är att sillnaden mellan B1+ och A1 kommer att stiga då lackytan hårdnar.

Skillnaden mellan B1+ och B1- borde ligga på 75 – 95 Hz. Ojusterat ligger Stradivarius #2 på 109 Hz vilket är alltför högt enligt Hutchins tumregler. Som jag noterade ovan så är B1+ en dubbeltopp. Då dubbeltoppen förstärks på den nuvarande dominerande toppens bekostnad så kommer B1- att stiga till mellan 420 Hz och 440 Hz. Erfarenheten säger att med instrumentet slutjusterat så ligger B1- på ca. 440 Hz vilket ger en differens på 80 Hz vilket då fyller kriterierna. Eftersom lacket blir styvare då det härdar kommer antagligen B1+ att stiga i viss mån vilket kan betyda att instrumentet efter några månader ligger på 80 – 85 Hz vilket är ok.

Skillnaden mellan A1 och B1- borde ligga på 0 – 16 Hz. I vårt fall får vi 44 Hz vilket ligger onödigt högt. Om toppen B1- justeras så att bitoppen dominerar (nu. 449 Hz) så kommer instrumentet att ligga korrekt enligt Hutchins tumregler.

 

Biljud i E-strängen på fiol/hardangerfiol

30/08/2014

För några dagar sedan upptäckte jag ett intressant biljud i E-strängen (metall) på min hardangerfiol.

Ovan kan du höra ett kort ljudprov. Det låter som om antingen stråken eller strängen ställvis skulle vara smutsig så att strängen ibland glider fritt för att därefter igen ge ljud.

Försök att fixa problemet. Den första lösningen var att med en bit tyg putsa E-strängen så att eventuella hartzlager försvann. Inga förändringar kunde observeras. Jag tvättade därefter strängen med rödsprit/hushållspapper. Fortfarande inga förändringar.

Lösning:

Då inget annat hjälpte bytte jag strängen trots att den inte var gammal och trots att man inte kunde se några skador på den. Problemet försvann på en gång.

Den nya strängen låter så här, inspelad på exakt samma plats i samma akustik.

Man kan tydligt se biljudet i strängen då man studerar strängens spektrum.

Biljud

Den svarta kurvan visar spektret för öppen e-sträng. Notera de extra topparna mellan de normala harmoniska övertonerna. Den röda kurvan visar situationen efter strängbyte. Lägg märke till att det finns en svag antydling till fenomenet också i den nya strängen men man kan åtminstone inte ännu höra något. Tiden får utvisa om fenemenet återkommer.

Om problemet återkommer blir der att prova någon annan tillverkares E-sträng.

Spektren är intressanta genom att man tydligt ser att en störning som ligger på nivån -30 dB fortfarande tydligt går att uppfatta och att en störning på denna nivå är extremt irriterande. Min uppfattning är att instrumentet i stort sett är ospelbart med ett problem av denna ty.

Lösningen är alltså enkel: Byt sträng!

Hur korrigera en alltför mörk fiolton

28/08/2014

En fiol är ett diskaninstrument och den förväntas ha en ljus ton med mycket övertoner inom området 2 – 5 kHz (somliga säger 2 – 3.5 kHz). Orsaken till att en ensam soloviolin kan höras igenom en symfoniorkester är att de höga harmoniska övertonerna en fiol producerar ligger i ett sådant frekvensområde att väldigt få andra instrument i orkestern producerar ljud i detta intervall. I praktiken kommer orkestern att täcka över fiolens grundtoner så att den inte kan höras men då de harmoniska övertonerna hörs igenom så kommer lyssnarens hjärna själv att skapa de sakande grundtonerna vilket gör att man uppfattar att instrumentet hör igenom orkestern.

Frågan om hur mycket djup/bas en fiol skall ha på G- och D-strängarna är väldigt långt en smaksak och kompromiss. De flesta fioler klarar inte av att producera grundtonen G med vettig volym. Det låga G man hör skapas igen av hjärnan utgående från de harmoniska övertonernas amplituder. Om de viktigaste harmoniska övertonerna är alltför svaga i förhållande till grundtonen eller om de högre grundtonerna klingar av alltför snabbt uppfattar man tonen som mörk eller som om man skulle spela i en tunna med mycket eko.

Jag tog nyligen loss locket på en av mina fioler som jag justerat tidigare. Jag hittade en rätt stor valk av trä i övre delen av locket och jämnade ut detta område genom att sickla det … trots att jag vet att det är en stor risk för en alltför mörk ton i fiolen om man tunnar av området nära den övre ändan av basbjälken. Då jag provspelade fiolen hade den fått en mörk något ”råmande” ton … inte riktigt bra. Den här mörka tonen måste naturligtvis tas bort så att fiolen skulle få en ljusare och trevligare ton.

Hur ta bort den mörka tonen

Den mörka tonen är en följd av en obalans i styvheten mellan lockets övre del nära halsen och nedre del nära stränghållaren. Basbjälken är vår strukturella referens.

Då man betraktar ett fiollock så ser man att locket delas upp osymmetriskt av basbjälken och ljudpinnen. Ljudpinnens placering gör att om man löser upp locket nära övre ändan av basbjälken så kommer basen att mörkna. Avståndet från ljudpinnen till kanalen mellan basbjälke och hals är betydligt längre än avståndet från ljudpinnen till den nedre kanalen mellan basbjälke och ändkloss.

En naturlig väg att göra fioltonen ljusare är att slipa kanalen mellan basbjälke och ändkloss under hakstödet. På en olackerad fiol kan man slipa/sickla locket på utsidan. På en lackerad fiol lönar det sig att slipa från insidan. Man slipar 40 – 60 slipdrag och provspelar mellan justeringarna.

Resultatet blir att fioltonen ”ljusnar” men den blir samtidigt väldigt ”silkeslen” utan karaktär. Den alltför ”lena” snälla tonen kan därefter justeras genom att slipa motsvarande område nere på diskantsidan. Tonen får då lite mera strävhet och karaktär.

Observera!

Ta det varligt och i små steg. Låt gärna instrumentet vila några dagar mellan justeringarna så att de slipade ytorna hinner hårdna och läka. Man måste ofta göra justeringen i flera steg eftersom resultatet ofta backar något då de slipade ytorna oxiderar och hårdnar.

På Maestronet dök det upp en tråd angående en fiol med alltför kraftig råmande bas och vad man kan göra åt saken. Beklagligtvis hade jag i det här skedet redan påbörjat justeringen av min egen fiol, utan att göra en inspelning av utgångssituationen. De data jag presenterar nedan är alltså resultat som startar halvvägs.

Removing_darkness

– Svart kurva är utgångspunkten. – Röd kurva är situationen efter justering av den nedre kanalen. – Grön kurva, justering av f-hålets inre vinge.

Notera hur 600 Hz – 1 kHz har jämnats ut mycket och förstärkts med upp till 10 dB. Vissa toner i detta område har då en volym som kan vara nästan 10 ggr högre än före justeringen. Instrumentets ton är fortfarande mörk men inte längre enligt min uppfattning obehagligt mörk. 

Notera också hur det högre registret från 2 kH framåt har förstärkts med upp till 6 dB vilket tydligt hörs i klangen.

Hur gjordes mätningen

Jag spelade den svenska Fäbodsalmen kanske 20 ggr under justeringsprocessen. Spektret ovan har beräknats utgående från hela melodin. Det är alltså inte fråga om ett knackspektrum.

Notera! Jag är ren amatör och jag ber om ursäkt för ljudproven nedan. De gör på intet sätt rättvisa åt den otroligt vackra gamla fäbodpsalmen. Mikrofonen är på ca. två meters avstånd från fiolen vilket gör att stråkljud/brus hörs tydligt. Inspelningen har gjorts med en Zoom R8 inspeningsapparat. Den interna mikrofonen har använts.

Ljudexemplet nedan är den startpunkt där jag insåg att jag borde spela in utgångssituationen. Instrumentet var betydligt sämre då jag började justera det. Det här är den svarta kurvan i bilden ovan.

Följande exempel visar det justerade fiolen. Man hör tydligt en förändrad diskant jämfört med det första exemplet. Det här är den röda kurvan.

Sound_color_adjustment

Bilden visar den justerade fiolen. Det viktigaste området är området märkt ”Lighter” i bilden. Man kan slipa motsvarande område symmetriskt på E-strängens sida för att ge fioltonen mera karaktär.

Man kan också ge G- och D-strängarna mera karaktär genom att slipa spetsen på f-hålets inre vinge. Det här förstärker de harmoniska övertonerna på G- och D-strängarna vilket ger mera must i tonen.

Slipning av f-hålets ”vinge”

04/07/2014

En diskussionstråd på Maestronet diskuterar bland annat fioltrimning. Den bortgångna fysikern Fry experimenterade bl.a. med att skrapa fiolen på insidan med specialverktyg för att på såsätt locka fram önskade egenskaper his fiolen. Min metod (Lars & Johan Silén) är betydligt bättre än Frys, eftersom det är extremt enkelt att slipa fiolen på insidan. På Maestronet ställer sig en del skribenter tvivlande till effekten av inre justeringar. Jag beslöt att göra ett enkelt experiment.

Jag knacktestade min Guarnerikopia #4 och märkte att knacktonen i F-hålets yttre vinge på G-sidan klingade lägre än motsvarande vinge på diskantsidan. Det är lätt att höja knacktonen genom att försiktigt slipa vingen från insidan. Jag slipade 100 drag fram/tillbaka med 10 mm magneter. Uppskattningsvis blev det slipade området ca. 10 um tunnare d.v.s. ca. 1/100 mm. Kan den här förändringen mätas?

Jag mätte fiolens fulla spektrum genom att knacka på fiolens stall från G-sidan med den trubbiga ryggsidan av en smörkniv i metall. Knackverktyget måste vara hårt om man inte kraftigt vill dämpa spektret i de höga frekvenserna. Mätningen gjordes alltså innan fiolen hade pinats på något sätt.

Efter den första mätningen slipade jag vingen 100 drag varvid tjockleken uppskattningsvis minskade med 1/100 mm. En provspelning indikerade subjektivt att tonen lät brilliantare.

Därefter mättes det fulla spektret igen på samma sätt som tidigare och båda frekvenskurvorna exporterades till programmet Grace (xmgrace) så att kurvorna kunde ritas ut i samma bild. Resultatet blev att den största intensitetsförändringen blev ca. 3 dB i trakten av 1 kHz. Mindre förändringar går att se hela vägen upp till ca. 8 kHz.

G-side_f-hole_thinned_10um

G-side f-hole outer ”wing” thinned by 10 um (red curve). The original unmodified spectrum is in black.

Min uppfattning är att bilden entydigt stöder den subjektiva observationen att den testade minimala förändringen tydligt är hörbar.

f-hole_outer_wing

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (9)

11/06/2014

Axelstödets inverkan på fiolens B1- resonans (nära A=440 Hz)

maestronet har det förts en diskussion angående an ”vargton” på den öppna A-strängen. Olika alternativ för att åtgärda problemet har diskuterats. Olika förslag bl.a. att flytta ljudpinnen, att byta hakstöd etc. har föreslagits men till vidare utan resultat.

Jag kom plötligt att tänka på att jag har upplevt rätt stora skillnader i klangfärg beroende av vilket exelstöd jag använder. Kunde axelstödet vara orsaken till problemet d.v.s. axelstödet flyttar B1- resonanstoppen och om resonanstoppen råkar ligga väldigt olämpligt så uppkommer en vargton.

En serie mätningar av en fiols respons via knackmätningar visar tydligt att B1- resonansen flyttas rätt mycket beroende av vilket axelstöd som används.

shoulder_rest_good

Det axelstöd jag normalt använder lägger B1- på 439 Hz.

Mitt alternativa axelstöd ger ojusterat följande resultat:

shoulder_rest_other_initial

Observera hur det andra axelstödet dämpar och breder ut B1-.

Jag ändrade därefter bredden på axelstödets fastsättningar så att bottenplattan greppas närmade det bredaste stället. Jag monterade dessutom axelstödet så att det klämmer åt bottenplattan med relativt stor kraft.

shoulder_rest_other_final

Då axelstödet monteras så att bottenplattan läggs i komression over det bredast stället så flyttas B1- till 429 Hz.

Jag hoppas ovanstående resultat kan inspirera violinister till att göra enkla justeringar i hur axelstödet monteras och vilken kompressionskraft bottenplattan påverkas av. Det är helt klart att ljudet påverkas märkbart.

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (8)

06/06/2014

Att mäta attack

Det är ett känt faktum att det för en violinist har en stor betydelse hur snabbt, och pålitligt, tonen tänder i instrumentet. Om tonen tänder långsamt tvingas violinisten hela tiden tänka på detta och accentuera varje ton. Om instrumentet tänder genast och distinkt kan mera, mental, energi användas till att göra musik i stället för att medvetet jobba med att få tonen att tända distinkt.

Efter diskussion med min son Sebastian kom vi fram till att pizzicato borde vara en enkel och relativt reproducerbar metod för att mäta instrumentets respons. Vid pizzicato (knäppning) matas en extremt kort puls ljudenergi in i instrumentet. Vi kan sedan t.ex. använda fördröjningen mellan det första detekterade ljudet och maximinivån som ett mått på instrumentets respons. Det verkar rätt självklart att fördröjningen bör vara en funktion av hur instrumentets resonanser ligger men också en funktion av plattornas massor. Ju tyngre plattor desto långsammare kommer plattornas svängningar igång.

Nedan visas tre inspelningar med Audacity. Den första bilden visar Strad #1 som jag jobbar med för tillfället. Bild två är en tysk altfiol Edmund Paulus och det tredje instrumentet är min Guarnerius #1. Experimentet visar klart att Edmund Paulus med tjocka plattor kommer igång mycket långsammare än de båda fiolerna. Notera också hur de tjocka plattorna i Paulus altfiol har mycket högre dämpning än de båda fiolerna. Tonen försvinner mycket snabbare  i altfiolen än i fiolerna.

Strad1_g-string_pizzicato

Stradivarius ”birds eyes” pizzicato på G-strängen. Tonen når maxvolym på ca. 5 ms.

Paulus_g-string_pizzicato

Altfiol Edmund Paulus Markneukirchen pizzicato på G-strängen. Tonen når maxvolym på ca. 18 ms d.v.s. två till tre gånger långsammare än fiolerna.

Guarnerius1_G-strin_pizzicato

Guarnerius #1 pizzicato på G-strängen. Tonen når maxvolym på 5 – 8 ms.

Jag är intresserad av synpunkter på hur det lönar sig att mäta instrumentets respons på något enkelt sätt. Om du känner till något annat enkelt sätt att mäta en fiols respons så kommentera gärna.

 

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (7)

05/06/2014

Justering av bottenplattan och resonansen B1+

Då bottenplattan har ”rågraduerats” kommer de grundläggande resonanserna att ligga lite slumpmässigt och det är lätt att lura sig själv och tro att fiolen inte blev bra. Hutchins ansåg att en fiol för en solist bör ha ungefär följande grundresonanser och att resonanserna bör ligga i vettiga förhållanden till varandra.

Följande förhållanden anses gälla för ett solistinstrument:

B1+ – B1-    =   75 … 95 Hz

B1+ – A1     =   60 … 90 Hz

A1 –  B1-     =  0 … 16 Hz

Problemet är att det kan finnas flera tänkbara kandidater till B1- och B1+.  Vid intrimningen gäller det då att lyfta fram (öka amplituden) på de resonanser man vill ha och undertrycka de icke önskade resonanserna. Om vi betraktar utgångsläget för ”birds eye” Stradivariusen så startar vi från:

A1      =    462 Hz  (denna resonans bestäms av fiolens geometri och den ändras inte)

B1-    =    410 Hz dominerande topp samt 10 dB lägre 445 Hz

B1+   =    518 Hz dominerande samt 5 dB lägre 550 Hz

Om vi accepterar den nyss hoplimmade fiolen får vi som resultat:

B1+ – B1-   =   108 Hz vilket ligger utanför Hutchins gränser.

B1+  –  A1   =    56 Hz vilket är relativt lågt för ett solistinstrument.

A1  –  B1-   =   52 Hz vilket ligger skyhögt ovanför det önskade intervallet.

Vad kan man göra? Den normala metoden skulle antagligen vara att skära loss locket och försöka med omgraduering. Problemet är dock att resultatet rätt långt är fråga om tur. Extremt små tjockleksförändringar ger stor inverkan på resonanserna. Jag brukar justera med ca. 2 um d.v.s. 2/1000 mm arbetssteg. Eftersom en mätklocka i bästa fall mäter med noggrannheten 5/1000 mm så ligger justeringarna som är tydligt hörbara utanför våra mekaniska mätmöjligheter. Det här betyder samtidigt att en stor förändring där man tar loss locket och sicklar vissa punkter är en extremt grov metod för justering.

Då vi justerar lock och botten är det inte så mycket fråga om att flytta en resonanstopp som att förstärka de toppar vi är intresserade av utan att förstärka de oönskade topparna. Det visar sig att om vi justerar in ringmoden i lock och botten, se tidigare inlägg, så kommer automatiskt de önskade svängningsmoderna att förstärkas och då locket ”ringer” korrekt så kommer de svaga alternativa B1- och B1+ att dominera. Genom att justera ringmoden kommer vi alltså att börstärka B1- = ca. 445 Hz och B1+ = ca. 550 Hz.

Om vi lyckas med justeringen så kommer vi att få:

B1+  –  B1-   =   105 Hz vilket ligger utanför Hutchins gränser men rätt nära ett toppinstrument.

B1+  –  A1     =    88 Hz vilket motsvarar ett topp solistinstrument.

A1  –  B1+   =   17 Hz vilket ligger mycket nära värdet för ett toppinstrument.

Vi ser att om vi lyckas förstärka de svaga topparna så går instrumentet in som ett topp solistinstrument (om Hutchins klassificering gäller)! Notera att det inte i allmänhet är möjligt att förstärka den önskade toppen utan att den i viss mån flyttar plats. Toppens plats verkar dock i allmännhet inte flyttas mer än ca. +/- 10 Hz.

B1+_start_commented

Några identifierbara toppar i B1+ knackspektrum.

Artikel nummer fem i serien visar var det lönar sig att slipa.

Efter justering av bottenplattan, det största arbetet var att justera ringmoden uppe vid halsen, är resultatet:

B1+_final_commented

Slutresultat efter justering.

Notera!

Hela justeringsprocessen har gjorts med fiolen stämd och den har justerats i mycket små intervaller genom inre slipning  och den har provspelats mellan de olika justeringarna.

Justeringsprocessen för resonansen B1+ avslutas nu tillfälligt. Det är möjligt att jag återkommer och gör någon mindre korrektion senare då plattorna har härdat efter justeringen och fiolen har ”satt” sig.

Fiolen känns mycket bra då den provspelas.

Hur låter bottnens ringmod efter justeringen?
Bilden nedan visar vilka områden jag knackar på i ljudproven.

Bottom_plate_ring_mode_initial

Ljudprov #1:

Knackning mitt på ringmoden vid L ger ”referenston.  Därefer knackar jag från L utåt mot LL och den nedre klossen till vänster och sedan tillbaka till L. Jag går sedan tillbaka till L och knackar startreferens och sedan ut mot mot LR och den nedre klossen till höger och tillbaka till L.

Ljudprov #2:

Knackning mitt på ringmoden vid U ger ”referenston.  Därefer knackar jag från U utåt mot UL och den övre klossen till vänster och sedan tillbaka till U. Jag går sedan tillbaka till U och knackar startreferens och sedan ut mot mot UR och den övre klossen till höger och tillbaka till U.

Ljudprov #3:

Knackning mitt på bottenplattan nere vid största bredd, vid C-bågarna samt uppe vid största bredd.

Notera att justeringen av bottenplattan inte ännu är färdig. Man kan tydligt höra att nodlinjerna inte är i balans d.v.s. att tonen på mittlinjen inte är densamma som då man går ut mot klossarna. Bottenplattan kommer att justeras under de kommande veckorna i mycket små steg. Grundproblemet vid justering är att det tar kanske ett dygn för instrumentet att ”sätta sig” efter en justering.  För att inte göra stora dumheter lönar det sig att gå mycket långsamt framåt.

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (6)

05/06/2014

Några kommentarer om hur man justerar tonfärgen på en fiol

Många byggare är rädda för att göra locket alltför tunt.  Orsaken är arädsla för att få ett instrument som låter som om det skulle spelas i en tunna … mörkt, runt, dovt … inte bra. Orsaken till det här ljudet är att man har gjort området uppe vid halsen för tunt. Speciellt området i ändan av basbjälken uppe vid halsen är kritiskt. Extremt små förändringar här har en stor effekt på instrumentets tonfärg. Det är inget problem att höra förändringar då tjockleken ändras med 1/100 mm (beräknat utifrån mätt bearbetningshastighet). Notera att en mekanisk  mikrometerklocka mäter med kanske 5/100 mm d.v.s. vi hör utan problem en förändring som ligger långt under det vi mekaniskt kan mäta.

Ur byggarens synvinkel är situationen dock den att fiolens klangfärg är en följd av en balans (kompromiss) mellan mjukheten uppe vid halsen och mjukheten hos motsvarande kanal i ändan av basbjälken nere vid stränghållaren. Då man betraktar en fiol så ser man att ljudpinnen står osymmetriskt i förhållande till locket. Avståndet från ljudpinnen till den övre kanalen (vid halsen) är betydligt längre än avståndet till den nedre kanalen (vid stränghållaren). Det kortare avståndet från ljudpinnen till stränghållaren påverkar i högre grad högre frekvenser (kortare våglängd) och det längre avståndet från ljudpinnen till området uppe vid halsen påverkar lägre frekvenser. Ljudfärgen är en blandning av låga och höga harmoniska övertoner. Genom att justera övertonernas amplitud kan vi påverka tonfärgen.

Erfarenheten visar att:

  • Tonen kan göras mörkare genom att slipa kanalen uppe vid ändan av basbjälken. Slipningen kan göras på utsidan eller på insidan. Personligen slipar jag alltid på insidan eftersom man då inte gör åverkan på den lackerade ytan.
  • Om tonen uppfattas som alltför mörk kan det åtgärdas genom att slipa kanalen vid ändan av basbjälken bredvid stränghållaren.

Notera att effekten är mycket kraftig speciellt uppe vid halskanalen. Slipa mycket försiktigt och gör justeringen i små steg med provspelning mellan varje steg.

Justering av bottenplattan följer delvis samma regler men effekten är inte lika tydlig.

Sound_color_adjustment

Jutering av tonfärgen mörk/ljus. Slipning vid området ”Lighter” gör tonen ljusare och slipning vid området ”Darker” gör tonen mörkare. Effekten är kraftig gör alla justeringar i små steg.

Notera!

Experimentera på en ”skräpfiol”. Ge dig aldrig på ett värdefullt instrument. Många problem med äldre goda instrument kan bero på stallet, ljudpinnen står fel, någon limning har gått upp etc.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (5)

03/06/2014

För att fiolen skall klinga korrekt måste lock och botten stämmas så att åtminstone ”ring”-moden och X-moden i både lock och botten svänger korrekt. Då man påbörjar justeringen är det rätt vanligt att lock/botten då man knackar på dem har ett dött ointressant ljud. Det här betyder helt enkelt att plattorna inte börjar svänga som de skall. Bilden nedan visar de områden i bottenplattan det lönar sig att justera på det strängade spelbara instrumentet genom inre slipning.

Bottom_plate_ring_mode_initial

Börja vid L och jämför med LL och LR. Om knacktonen för ett område är låg så slipar man ringmoden i den punkt som är låg. Då området vid L, LL samt LR börjar klinga gör man samma justering vid U, UL och UR. Knacktonen vid L kan sättas till t.ex. C# och vid U till F#. Kom ihåg att det inte går att backa! Gör förändringar i små steg och mät vid behov med t.ex. Audacity. Man ser enkelt vilken knacktonen är genom att spela in knacktonen vid L och U och sedan i spektret undersöka vilka de dominerande topparna är mellan t.ex. 400 och 800 Hz. Jämför med vad du uppfattar med örat.

Då man börjar få ringmodens nodlinjer inslipade nedtill och upptill blir bottenplattans knackton melodisk d.v.s. det är lätt att höra att plattan klingar. Om fiolen nu provspelas märker man att tonen är kraftig men relativt mjuk. Hur man lägger till must i tonen diskuteras i en senare artikel.

Om man kontrollerar tonen vid de fyra sidoklossarna märker man att tonen här i allmänhet är låg i förhållande till LL, LR, UL och UR. Det är lätt att flytta knacktonerna vid klossarna närmare de tidigare slipade områdena genom att slipa vid klossarna. Samma regel som tidigare gäller här. Då man slipar på en nodlinje så stiger knacktonen i den slipade punkten.

Vad händer med tonen då man justerar ringtonen i locket?

I en tidigare artikel visade jag hur Stradivariusens övertonsspektrum på de lösa strängarna hade högre amplitud inom området 1000 – 2000 Hz vilket gör att tonen lätt låter något nasal. En viss nasalitet är önskvärd, men inte alltför mycket. Då ringmoden i locket och i bottenplattan justerades så dämpades amplituden på övertonerna inom området 1000 – 2000 Hz betydligt (3 … 6 dB). Dämpningen är betydande, efter justeringen ligger effekten inom det kritiska området på 1/2 eller 1/4 av vad det var tidigare. Notera att skalan på Y-axeln är logaritmisk d.v.s. en förändring med 3 dB betyder en fördubbling. Å andra sidan är det mänskliga örat också logaritmiskt gällande känsligheten. Den minsta förändring örat pålitligt uppfattar är av storleksordningen 3 dB.

G-string_bottom_ring_mode

Notera hur den röda kurvan (efter justering) ligger betydligt lägre än den svarta (ojusterad) kurvan inom området 1000 – 2000 Hz. Lägg också märke till att övertonerna över 2000 Hz har förstärkts betydligt vilket ger en subjektivt ljusare klang.


Pointman's

A lagrange point in life

THE HOCKEY SCHTICK

Lars Silén: Reflex och Spegling

NoTricksZone

Lars Silén: Reflex och Spegling

Big Picture News, Informed Analysis

Canadian journalist Donna Laframboise. Former National Post & Toronto Star columnist, past vice president of the Canadian Civil Liberties Association.

JoNova

Lars Silén: Reflex och Spegling

Climate Audit

by Steve McIntyre

Musings from the Chiefio

Techno bits and mind pleasers

Bishop Hill

Lars Silén: Reflex och Spegling

Watts Up With That?

The world's most viewed site on global warming and climate change

TED Blog

The TED Blog shares news about TED Talks and TED Conferences.

Larsil2009's Blog

Lars Silén: Reflex och Spegling