Archive for the ‘Musik’ Category

Fioljustering, kinesisk Guarnierikopia

29/03/2019

Då man justerar en fiol så att den skall bli spelbar är det viktigt att kontrollera ljudpinnens plats. Ljudpinnen har inte utan skäl kallats fiolens själ eftersom extremt små förflyttningar av ljudpinnen kan ge stora förändringar i instrumentets klang.

Jag deltog i Folklandiakryssningen 2018 till Tallin/Reval som representant för finlands fiolbyggare (Suomen viulunrakentajat r.y.). Själv demonstrerade jag inre justering av en kinesisk kopia på en Guarneri ”Cannon”.

Jag ropade in ”offret” på eBay för $111 + $56 för transport och jag fick ett i princip välbyggt instrument men med extremt nasal klang. Den enda modifikation jag gjorde före resan var att jag bytte de kinesiska metallsträngarna till billiga syntetsträngar av typen Pirastro  Tonica. Pirastrosträngarna är inga stora  höjdare men de fungerar och de är billiga vilket är viktig om man justerar många instrument och kör med principen att strängarna på okända instrument byts innan man börjar justera. Tanken är att jag vill höra instrumentets fel och inte strängarnas.

IMGP0483 Fig. 1  Kinesisk violin inköpt för demonstration av inre slipning av en spelbar fiol. Notera hur man har fått fiolen att se gammal ut genom att ge sig på den med t.ex. cykelkätting varefter man gnider in dem med smuts. Det ser rätt övertygande ut men man borde antagligen ha gett sig på f-hålen också 😉 . Personligen tycker jag att ett nytt instrument direkt från ugnen nog kan få se nytt ut … tids nog kommer skadorna.

Steg #1

Mätning av instrumentets respons helt generellt. Jag brukar spela en havtonsskala från G-strängen uppåt till ungefär H på E-strängen och därefter köra bl.a. ett spektrum samt eventuellt en mätning av Dünnvaldparametrarna. Mätning visade att basresponsen var mycket dålig vilket man kunde höra direkt så att G och D-strängarna lät ”sträva och torra”. Strävheten och torrheten är en följd av att G-strängens grundtoner nästan inte existerar. Örat hör alltså övertonerna men inte den grundton jag tror mig höra eftersom den inte existerar och min hjärna genererar själv, inne i huvudet, den grundton som borde finnas för att övertonsserien skall bli rätt. Korrektionen är aldrig fullständig resultatet är att vi uppfattar tonen som torr.

Jag brukar alltid starta med att justera basen, så även i detta fall. Basen är svag för att locket  är alltför tjockt på kritiska punkter. Den mest kritiska punkten är kanalen mellan halsklossen och ändan av basbjälken. Kanalen lämnas oftast alltför tjock i billiga fioler och resultatet blir en tunn sträv och torr bas. Situationen brukar gå att åtgärda med några tiotal slipdrag, man bör vara försiktig med slipande här för att inte göra basen alltför mörk. På den här fiolen blev jag tvungen att slipa baskanalen många hundra drag vilket betyder att tjockleken minskade med några hundradels millimeter och det betyder samtidigt att det slipade området var extremt tjockt vilket förklarar varför tonen var torr och sträv.

Följande skede är att kontrollera att bottenplattan klingar. Vi kan akustiskt lyssna oss till  var justeringar behöver göras. Då bottenplattan klingar som den skall är knacktonen relativt jämn över hela bottenplattan. Bottenplattan skall klinga som ett välstämt trumskinn.  I föreliggande fall var knacktonen betydligt högre mitt på bottenplattan än vid ändarna BH och LB. Notera att det ofta är lättare att höra om ett område är högt eller lågt genom att stegvis knacka sig från ett område till ett annat. Det är lättare att höra en förändring i en knackton än tonens absoluta tonhöjd. Orsaken till detta är att en knackton i huvudsak är brus …

baksida.JPG

Slipning uppe tvärs över bottenplattan BH strax nedanom halsklossen höjde knacktonen (i princip samma fel som i locket), i detta fall kan inte plattan svänga korrekt i längdled.  Det gäller att justera i små steg och provspela mellan justeringarna. Om man slipar för mycket på detta område kommer man så småningom att skapa en vargton vid Bb … B något man vill undvika. Samma justering, det krävdes mycket slipande, gjordes tvärs över plattan vid bottenklossen. Små finjusteringar gjordes vid kanterna men det gäller att vara försiktig eftersom justeringarna som behövs normalt är små. Det går inte att backa om man slipar för mycket.

Då bottenplattan klingar går vi tillbaka till locket. Fiolen provspelas och jag lyssnar noggrannt på klangen i strängarna (G,D,A och E) och också på den relativa ljudstyrkan i de olika strängarna. Om t.ex. D-strängen är svagare och ”tråkigare” än de övriga strängarna kan detta korrigeras genom att slipa området för maximal svängning i locket då D-strängen spelas. Detta område ligger strax nedanför bassidans f-hål.

IMGP0483_GDAE_omr

Strängarnas områden för maximal vibration. D-området klingade klart lägre än de övriga områdena. Slipning av D-området förstärkte D-strängen och höjde D-områdets knackton. Motsvarande justeringar gjordes därefter stegvis på de övriga områdena. Målet var att få tonen jämn på alla strängar och dessutom hitta en trevlig klang med lämplig karaktär.

Om klangen blir för ”snäll/rund/menlös” främst på G- och D-strängarna så kan detta åtgärdas genom försiktig slipning av en triangel med basen upp mot A-området. Triangelns spets ligger vid kanalen mellan basbjälkens nedre ända och den nedre ändklossen d.v.s. området motsvarar området uppe mellan halskloss och basbjälke. Alltför mycket slipande här gör klangen frän och rå, spela och lyssna!

Att lägga till brillians och övertoner

Då locket och bottenplattan fungerar som de skall och tonen i övrigt är jämn över alla strängar så gäller det att få instrumentets diskant att fungera korrekt. Diskanten genereras i huvudsak via små svängande områden kring båda f-hålen.

Om jag vill justera klangen i G-strängen så att den får mera luft, brillians och karaktär men behåller sin mustighet så gör jag detta genom att koppla G-strängens maximat svängande område till f-hålets kant. Då man betraktar situationen ser man att det går obrutna träfibrer från G-området mot f-hålets ytterkant.  Kontakten till f-hålets inre kant är blockerad av f-hålets övre böj. Jag knackar från det maximalt svängande området i små steg ner mot f-hålets yttre ”vinge”. För maximal energiöverföring vill jag mekaniskt impedansanpassa hela passagen från g-området ut till vingen. Om något område på vägen mot vingen ger en låg knackton i förhållande till andra delar av vägen G-område … vinge så slipar jag extremt försiktigt det låga området.

Eftersom den svängande vingen är väldigt liten så reagerar den mycket kraftigt då vi ”stämmer den” jämför med stämning av tungan i ett dragspel där en försiktig skrapning är direkt hörbar. Utgångspunkten är max tio slipdrag varefter man lyssnar innan man eventuellt går vidare.

Justering av D-strängen görs på motsvarande sätt så att man kopplar D-området till den inre kanten av f-hålet. Systemet är detsamma här knacka stegvis från D-området upp mot den inre vingen. Slipa mycket lätt de områden på vägen som har alltför låg knackton.

A- och E-strängarnas f-hålsvingar justeras på motsvarande sätt. Effekten är tydligt hörbar då vingarna börjar fungera korrekt.

Vad gör jag om f-hålsvingen (någon av vingarna) klingar alltför högt (för hög knackton)? Lösningen är då att höja knacktonen stegvis i motsvarande maximat svängande område t.ex. A-området så att detta område stiger till samma ton som vingens knackton. Höjer jag t.ex. A-området så kommer detta att återverka på G-, D-, E-områdena som också måste justeras på nytt. Resultatet är mycket svett och arbete … detta är orsaken till att jag inte rör f-hålens vingar innan jag i övrigt är nöjd med fiolens klang.

IMGP0483_f_trim.JPG

Bilden visar hur man kan knacka längs vägen från G-området mot den yttre vingen och på motsvarande sätt från D-området till den inre vingen för att höra ojämnheter i knacktonen. Det är lättare att uppfatta förändringar i knackton än absolut pitch.

Simo Vuoristo som testar fiolen nedan konstaterar att fiolen har fått betydligt mera klarhet/brillians jämfört med föregående testspelning. Skillnaden ligger i stämningen av f-hålen och sannolikt en vattenglasbehandling av G- och D-områdena i locket på insidan. Vattenglasbehandlingen gjordes med hjälp av en tygbit limmad på en supermagnet. På tygbiten appliceras en droppe utspädd vattenglas (50% utspädning). Den yttre arbetsmagneten vänds så att tyget inte ligger mot lockets insida. Jag kan då föra vattenglas till önskad plats med hjälp av den yttre magneten varefter jag svänger den yttre magneten upp och ned vilket svänger den inre magneten mot träytan varefter jag kan stryka vattenglas på det önskade området.

Nedan ges ett eget exempel på samma fiol. Fiolen är i mitt exempel inte speciellt långt trimmad jämfört med Simo Vuoristos exempel. Man hör nog också att Simo Vuoristo är proffs och jag ren amatör 😉 .

Sången/visan är skriven av min morfar Ole Eklund och tonsatt av Lasse Mårtensson. Jag spelade in melodin som separata track d.v.s. alla stämmor är mina egna.

Fantasier i realtid

11/05/2015

Jag har igen gjort en serie modifikationer på min Hardangerfiol. Jag har uppfattat att fiolens låga register har blivit rätt torrt eventuellt till följd av att lacket med åren hårdnar eller att träet långsamt oxiderar. Jag har försiktigt slipat lock och botten på insidan för att ge instrumentet lite mera must/djup. En justering är dock alltid en balansgång. Jag gillar mitt instrument och jag vill inte modifiera det så att det blir ett helt annat instrument eller så att den ljusa klangen i instrumentet försvinner.

P1040108

Min Kinesiskbyggda hardangerfiol.

 

fiol_botten

Slipning av området A gör tonen rundare/mörkare. Det är skäl att slipa extremt försiktigt här. Jag slipade denna gång området A ungefär 20 drag på insidan. Området B gör tonen ljusare. I allmänhet är man tvungen att slipa både A och B flera gånger för att hitta den balans i tonen man vill ha. Slipning av området C i bottenplattan ger en effekt som påminner om slipning i området B. Området E i bottenplattan påminner om området A i locket men effekten är mycket svagare.

Jag deltog i en sång/musikkväll i ”Fredsstationen” i Böle i Helsingfors torsdagen den 7.5.2015. Publiken bestod av främst ungdomar i åldern 15 – 30 år. Då jag blev uppmanad att spela/sjunga efter ett antal stycken tydligt inspirerade av Sufimusik beslöt jag att spela en improviserad ”meditation” på den modifierade Hardangerfiolen. Nedanstående ljudexempel är återskapad ur minnet vilket betyder att tonarten är densamma och den allmänna känslan bör bara rätt lika … men liksom all improviserad musik är det fråga om någonting som skapas i stundens ingivelse och sedan försvinner i intet. Stycket har ingen egentlig rytm och längden är rätt exakt 5 minuter. Stycket får spelas/reproduceras fritt utan ersättning. Källan får gärna anges men det är inget krav.

Alternativ färg för fiol

22/02/2015

Maestronet har man diskuterat olika tekniker för att lacka fioler. Det finns antagligen tusentals eller tiotusentals olika recept på lack både färgat och ofärgat. Personligen har jag köpt färdigt lack och jag har inte sett något behov av att börja koka lack själv. Genom de olika lackrecepten strävar man efter:

  • En vacker färg
  • Djup/lyster som framhäver träets struktur
  • En lackyta som håller i flera hundra år
  • Lack som inte förhindrar plattornas svängningar
  • Lack som inte är för tungt

Det finns många metoder för att ge instrumentets dess grundfärg. Den äldsta metoden var att hänga upp den trävita fiolen så att den utsattes för ljus varvid ytskiktet kommer att oxideras vilket gör att fiolen gulnar. Modernare metuder är att man hänger upp fiolen i ett UV-skåp, resultatet blir detsamma som för solbehandling men processen är snabbare … och processen lämpar sig bättre för vårt nordiska klimat.

Andra alternativ är att man tätar träytan med något lämpligt material. Många olika material används såsom gelatin, benlim, kasein etc. Tanken är att man ”tätar” porerna i träytan innan man lägger på färg eller lack. Färgämnet, bränt socker, i den här episteln både färgar och tätar ytan.

IMGP1289

Sockergrund på fiol. Ena halvan (den nedre halvan som är matt) av instrumentet har endast ett sockerlager. Den övre halvan har ett lager lack ovanpå sockerlagret.

Så här ser instrumentet ut som nästan färdigt:

IMGP1528

Sockerfiolen börjar vara färdig att provspela.

Hur tillverkar man sockertätningsmedlet/färgämnet

Häll upp mellan en halv och en deciliter mörk sirap i en liten kastrull. Sirapen kan inte användas obehandlad även om färgen kunde vara lämplig eftersom den obehandlade sirapen inte torkar! Genom att hetta upp sirapen kommer den att delvis förkolna vilket ger en djupare rödbrun färg och samtidigt polymeriseras sockret så att längre sockerkedjor bildas vilket gör att materialet torkar utan att vara klibbigt.

Det har visat sig att det är praktiskt att följa med processen med hjälp av en infrarödtermometer som mäter det smälta sockrets temperatur utan kontakt. Biltema säljer en lämplig IR-termometer för några tior (Euro).

IMGP1897_PEF_embedded

Kokprocessens första skede. Vatten avgår men färgen ändrar inte.

IMGP1898_PEF_embedded

Temperaturen ligger nu på ca. 130 grader C. Färgen börjar tydligt mörkna.

IMGP1899_PEF_embedded

Temperaturen ligger nu på ungefär 150 grader.

IMGP1900_PEF_embedded

Temperaturen är nu mellan 170 och 180 grader C. Längre än detta gick jag inte vid detta kok.

 

Uppvärmningen sker på elspis där plattan kan regleras i sex steg. Jag har kört på halv effekt. Då uppvärmningen startar börjar sirapen bubbla då vattnet avgår som ånga. Då vattnet har kokat bort börjar sirapens temperatur stiga från något över 100 grader upp till ca. 130 grader. Temperaturen kommer att ligga rätt länge på denna nivå medan färgen långsamt mörknar. Efter en stund börjar temperaturen stiga ytterligare. Jag slutade koket då temperaturen gick upp till 175 – 180 grader. Min gissning är att färgen skulle ha blivit bättre om jag hade fortsatt kokningen till ca. 200 grader. Färgen skulle ha blivit brunare och mörkare än den nu relativt gulbruna färgen.

Då sockret har fått den färg jag vill ha lägger jag försiktigt till vatten. Observera att det gäller att vara extremt försiktig eftersom det finns risk för stänk av tvåhundragradigt socker om man lägger till alltför mycket vatten på en gång. Vatten måste läggas till medan sockerfärgen är het eftersom materialet annars då det svalnar blir stenhårt och det krävs mycket tid att lösa upp materialet efter att det stelnat. Resultatet blir sockerfärg som i vattenlösning ser nästan svart ut. Då färgen dras på fiolen blir den guldbrun.

Sockerfiolen nummer två fick nu ett lager sockerfärg. På sockergrunden läggs därefter ett lager klarlack. Efter detta arbetsskede måste resultatet utvärderas. Om det behövs kan jag lägga på lite bärnstensfärgat lack och därefter mera klarlack beroende av vilken slutlig kulör jag vill ha.

Artikeln kommer att uppdateras med bilder på det nya instrumentet.

 

 

 

Experiment med konvertering av musik till noter

18/02/2015

Bakgrund

Min äldre bror stötte nyligen på ett nytt intressant programspråk ”Julia” som har influerats av Python, Matlab och många andra programmeringsspråk. Julia har en relativt intuitiv syntax vilket betyder att det är rätt enkelt att lära sig språket då man har använt andra programmeringsspråk. Julia påminner om språket Python men Julia kan vara tiotals gånger snabbare … nästan lika snabbt som kompilerad c-kod trots att Julia är ett tolkat språk med alla de fördelar detta medför (bl.a. enkelt att skriva program stegvis och tista medan man skriver).

Problemet att ur spelad musik har intresserat mig länge men jag har inte kommit mig för att skriva verktyg. Julia råkade nu bli den faktor som gjorde att jag började experimentera med notgenerering för att samtidigt lära mig språket Julia.

Det här kommer antagligen att bli en serie artiklar där olika aspekter av problemet behandlas … och det finns inga garantier för att slutresultatet på riktigt blir användbart.

Existerande hjälpmedel

Tanken är inte att skriva allt som behövs själv utan existerande programkod kommer att användas. Följande program används för närvarande.

  • Programmet Audacity används för inspelning. I samband med inspelningen normaliseras ljudfilen till standardamplitud eftersom detta förenklar analysen.
  • Julia används för programmeringen och Julia innehåller de FFT (fast fourier transform) rutiner som behövs för att plocka ut toner ur ljudmassan.
  • Programmet LilyPond används för att generera noter

Konvertering av ljudfilen till musikaliska toner

Det första programmet extract_notes.jl läser block om 8152 ljudsampel från ljudfilen som är samplad i CD-kvalité d.v.s. 44100 Hz. Ett datablock motsvarar då ungefär 200 ms ljud och den teoretiska upplösningen i spektret som skapas med FFT är ungefär 5 Hz.

Tanken är att analysera hela filen i 200 ms block. blocken/tonerna kan senare kombineras till något som motsvarar verkliga noter men detta är något för framtiden. Det är självklart att inte endast en ton utan en hel serie toner kommer att hittas i varje tonblock eftersom en fiolton innehåller en lång serie övertoner. Hur jag väljer att utnyttja övertonsserierna är också ett problem som lämnas för framtida optimering.

Programmet extract_notes.jl skapar en textfil som innehåller de noter programmet hittade samt amplituden för de olika tonerna (tonstyrkan). Textfilen ser för närvarande inte vacker ut:

Length:605696
Längd i sekunder:13.734603174603174
N ASCIIString[”d'”,”a””,”a”'”,”c”””,”d”””,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”, … ,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”]
A [-31.890321498989003,-30.634769023040928,-32.27245706229339,-30.018825559930626,-29.475444684452142,-9999.0,-9999.0, … , -9999.0,-9999.0,-9999.0,-9999.0,-9999.0,-9999.0,-9999.0,-9999.0,-9999.0,-9999.0]
N ASCIIString[”d'”,”d””,”a””,”c”””,”d”””,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”, … , ”?”,”?”,”?”,”?”,”?”,”?”]

o.s.v.

En rad som börjar med ”N” innehåller detekterade noter t.ex. ” d’ ”  , ” a” ” . ”?” betyder att ingen not har hittas för denna position i tabellen.

En rad som börjar med ”A” innehåller amplituder. En amplitud med värdet -9999.0 betyder att ingen amplitud finns för denna not.

Notnotationen är den som används i LilyPond.

Generering av noter

För att generera noter behöver vi nu endast plocka ut notvärdena ur tabellen och skriva ut noterna (de harmoniska övertonerna) som ett ackord i LilyPond.

Ett ackord i LilyPond betecknas med:

< not0 not1 not2 … >

Då vi plockar ut noterna får vi:

<   d’    a”   a”’  c””  d”” >

Vi kan titta på noterna genom att helt enkelt lägga till LilyPond startkod och slutkod så att man får en LilyPondfil som kan kompileras. Jag har skrivit ett separat litet program som läser textfilen ovan och konverterar den till kompilerbar LilyPond-kod. Programmet heter process_notes.jl .

Startkoden är:

\version  ”2.16.2”
{

Slutkoden är:

}

Resultatet för melodin ”Gubben noak” blev:

\version  ”2.16.2”
{< d’  a”  a”’  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  fis”’  a”’ >
< d’  dis’  d”  a”  fis”’ >
< d’  d”  a”  a”’  c”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  fis”’  a”’ >
< cis’  d’  d”  a”  c”” >
< d’  d”  a”  fis”’  c”” >
< d’  d”  a”  a”’  c”” >
< d’  d”  a”  fis”’  a”’ >
< d’  dis’  d”  a”  a”’ >
< d’  dis’  d”  a”  a”’ >
< fis’  cis”’  fis”’  cis”” >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  cis”” >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  cis”” >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  cis”” >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  cis”” >
< e’  g”’ >
< e’  e”  b”  g”’  gis”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< dis’  e’  e”  b”  g”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  e”’  gis”’ >
< dis’  e’  e”  b”  gis”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< g’  d”’  g”’  b”’  d”” >
< g’  d”’  g”’  b”’  d”” >
< g’  d”’  g”’  b”’  d”” >
< g’  d”’  g”’  b”’  d”” >
< fis’  g’  cis”’ >
< fis’  cis”’  fis”’  cis”” >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  ais”’ >
< fis’  cis”’  fis”’  ais”’  cis”” >
< fis’  cis”’  fis”’  cis”” >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  ais”’ >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  ais”’ >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  ais”’ >
< fis’  fis”  cis”’  fis”’  ais”’ >
< fis’  cis”’  cis”” >
< e’  e”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  b”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  gis”’  b”’ >
< e’  e”  gis”’  b”’  cis”” >
< e’  e”  gis”’  b”’  cis”” >
< e’  e”  gis”’  b”’  cis”” >
< e’  e”  gis”’  b”’  cis”” >
< cis’  d’ >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  d”  a”  c””  d”” >
< d’  a” >

Den här filen kan nu LilyPond processa:

lilypond mellanresultat.ly

Resultatet blir en pdf-fil som heter mellanresultat.pdf .

ofiltrerad

Rå notutskrift då programmen har analyserat början av ”Gubben Noak”.

Mängden av toner är en följd av att en fiolton är mycket övertonsrik och spektret således inte innehåller endast en ton utan en mycket lång rad harmoniska och icke harmoniska övertoner.

Då man betraktar bilden så ser man en hel del dubletter som ligger på ett halvt tonstegs avstånd från varandra. Detta betyder inte att tonen är skärande dissonant utan på att ifrågavarande ton är relativt kraftig och spektraltoppen relativt bred. Resultatet är att analysprogrammet kommer att få flera träffar vid en ton. Frågan blir då hur man bäst filtrerar bort de oönskade tonerna?

Svaret på frågan får vila till nästa artikel 🙂 .

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.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (4)

02/06/2014

Kontroll av lockets stämning

Då locket graduerades d.v.s. tjockleken justerades strävade jag efter att få de två viktigaste svängningsmoderna X-moden och ringmoden att fungera korrekt. Justeringen blir sällan exakt speciellt eftersom svängningsfrekvenserna förändras då man limmar fast locket i kroppen och då instrumentet lackas. Dagens projekt är att kontrollera vad som behöver efterjusteras. Jag visar fyra punkter som det lönar sig att kontrollera först, i ett senare skede justeras hela ringmoden så att nodlinjen får (ungefär) samma ton.

Top_tuning

Knackning på nodlinjen i de angivna områdena i bilden (nodlinjen är den punkt där knacktonen har den högsta tonhöjden) ger spektren i bilden nedan.

Jag spelade in knacktonerna från områdena i bilden med mikrofonen vinkelrätt mot locket ungefär vid stallets position. Vid knackningen använde jag gummihandtaget på Biltemas små diamantfilar. Resultatet blev:

tap_LL-LR-UL-UR

Knackspektra för de fyra områdena indikerade på fotot.

Området LR har en knackton som ligger tydligt lägre än det motsvarande området LL på andra sidan locket. Jag vill höja den här tonen till samma knackfrekvens som området LL. Jag kan höja nodens knackfrekvens genom att göra locket tunnare på nodlinjen. Locket tunnas av genom slipning från insidan. Alla förändringar görs i små steg eftersom varje förändring i viss mån smittar på de andra områdena. Då man studerar spektret ser man att de dominerande resonanstopparna ligger olika vilket tydligt hörs som olika knacktoner. Observera att du kan höja knacktonen i ringmoden men du kan inte sänka den. Slipa alltså inte för mycket eftersom det inte går att backa. Om man höjer tonen alltför mycket i en punkt kan det korrigeras genom att höja de övriga tre punkterna till motsvarande nivå. Det finns dock gränser för hur långt man vågar tunna av locket. Observera också att slipningen söndrar träytan och också värmer det slipade området vilket gör att effekten i viss mån överdrivs. Då man väntar en stund kommer den slipade ytans knackton att i viss mån backa tillbaka mot utgångsläget.

Senare arbetsskeden

Då lockets fyra hörn har stämts till ungefär samma knackton på nodlinjen justerar jag knacktonen precis invid sargen vid C-bågarna. De här områdena är ofta alltför tjocka vilket gör att ringnodens knackton ligger för lågt vid C-bågarna. Jag brukar inte sträva efter exakt samma knackton som i LL, LR, UL och UR utan något rätt nära.

Jag kan acceptera en högre knackton i UR än i LR och på motsvarande sätt UL i förhållande till LL. Om knacktonen i områdena UL och UR nära halsen är lägre än områdena LL och LR så är locket sannolikt för tjockt uppe vid halsen vilket kräver åtgärder.

Då ringmoden ringer korrekt, efter balansering/justering, är instrumentets ton extremt ”len” och klar. Man kan lägga till mera karaktär genom att se till att X-moden svänger korrekt. Mera om detta i en senare artikel.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (3)

01/06/2014

Uppdaterat 1.6.2014.

Så här ser instrumentet ut i det här skedet. Färgen kommer att mörkna något eftersom jag kommer att lägga på ännu ett lager lack.

IMGP5756

Stradivarius #1 med sarger, hals och botten i ”birds eyes” lönn.

Instrumentet sett underifrån. Notera den extrema flammigheten som samtidigt gör gradueringen av bottenplattan ”intressant” och utmanande 😉 .

IMGP5757

De viktigaste resonanserna då ny ljudpinne av korrekt längd är insatt.

B1+    =    464 Hz   (417 Hz)

Den önskade resonansen är sannolikt 464 Hz men det finns en betydligt kraftigare resonans vid 417 Hz (+9 dB). Min uppfattning är att den svagare resonansen är den sökta B1+. Genom att slipa bottenplattans resonanser kommer resonansen vid 464 Haz att förstärkas.

B1-    =    509 Hz  (540 Hz)

Man ser att toppen vid 509 Hz är en kombination av två toppar. Det finns en betydligt svagare topp i trakten av 530 … 540 Hz. Uppgiften blir nu att vid trimningen locka fram den här högre toppen.

A1    =   475 Hz

Toppen är relativt svag.

B0    =  246 Hz

B0 måste höjas genom att modifiera greppbrädan.

Stränghållare  =  117 Hz

Denna resonans höjs till 135 Hz för att matcha den önskade A0 frekvensen. Stränghållarresonansen höjs genom att gröpa ur stränghållaren underifrån.


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

This blog is written by Canadian journalist Donna Laframboise. Posts appear Monday & Wednesday.

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 interesting news about TED, TED Talks video, the TED Prize and more.

Larsil2009's Blog

Lars Silén: Reflex och Spegling

%d bloggare gillar detta: