Posts Tagged ‘inre slipning av en fiol’

Fioltrimning … Oooops!!!

01/05/2019

Jag har i ungefär två års tid jobbat med att optimera en kinesisk fiol som jag idag kallar min Klezmerfiol d.v.s. fiolen används för spelning av klezmermusik.

Jag ropade in fiolen på e-bay för $111 + frakt d.v.s. totalpriset inklusive moms och frakt kom att ligga på ca. 200 Euro eller grovt översatt till svenska kronor 2000 sek. Fiolen köptes ursprungligen för att den skulle fungera som demonstrationsobjekt för inre justering för fiolbyggarna i finland (Suomen viulunrakentajat ry.) då vi hade en utställning gällande fiolbygge och justering i samband med Folklandia kryssningen 2018.

Jag har specialiserat mig på efterjustering av fioler genom justering av lockets och bottenplattans tjocklek något som kallas re-graduering. Efterjusteringen sker så att fiolen hela tiden är spelbar och justeringen sker genom slipning av kritiska punkter från insidan i små steg. Fiolen slipas varefter den provspelas och därefter slipas på nytt utgående från det akustiska resultat man uppnådde.

Fiolen fixades så att vi som teknisk demonstration hela tiden inför publik bytte ljudpinnen mot en ljudpinne med korrekta dimensioner och korrekt skärning. De kinesiska metallsträngarna byttes mot Pirastro Tonica som inte är speciellt bra men de är billiga jämfört med t.ex. dominant eller Eva Pirazzi. Därefter justerade vi ljudpinnens plats för bästa möjliga ljud. Resultatet var en i princip spelbar fiol d.v.s. fiolen hade inga externt synliga direkta byggfel men ljudet var nasalt och tråkigt. I likhet med de flesta billiga fioler så var basen hes och torr.

Om man tittar på fiolens spektrum så ser man att torrheten beror på att basens grundtoner på g-strängen saknas i princip helt och hållet. Den mänskliga hjärnan hör raden av harmoniska övertoner som produceras av instrumentet och hjärnan lägger själv till den saknade bastonen … men detta görs aldrig fullt ut vilket gör att att de låga tonerna inte är fylliga utan ”torra”.

Torrheten kan enkelt justeras bort genom att göra området mellan basbjälkens övre ända och halsklossen tunnare. Slipning på detta område ger en extemt kraftig effekt och man bör gå fram i små steg säg 10-15 slipdrag fram/tillbaka mellan provspelningar eftersom resultatet om man slipar för mycket kan bli en mörk ”råmande” (tänk ko) ton som inte är önskvärd. Kinesen krävde (extremt) mycket slipande här för att få tonen på plats.

Efter justeringen av basen justeras bottenplattan så att den klingar d.v.s. den får inte vara stum. De viktigaste områdena brukar vara tvärs över locket strax ovanför nederändans kloss och strax nedanför halsklossen.  Det gäller här att vara försiktig så att man inte slipar för mycket uppe vid halsen eftersom detta kan ge upphov till en vargton i trakten av A…H.

Om hur man gör Oooops!

Jah har en längre tid uppfattat att fiolen fungerar ungefär som jag vill ha den. En fiolspelande vän, yrkesviolinist,  som använder axelstöd (vilket jag normalt inte gör) kom på besök och jag lånade honom mitt axelstöd. Jag fick egentligen bara lovord över fiolen men då jag själv spelade fiolen med axelstöd så tyckte jag att fiolen lät lite torr i mina öron (axelstödet påverkar ofta fiolens ljud helt hörbart genom att axelstödet klämmer ihot fiolen från sidorna). Jag tänkte inte vidare på orsaken till problemet … det är ju lätt att åtgärda genom lite slipning.

Torrheten är ju inget problem att åtgärda så jag slipade lite till vid kanalen mellan basbjälke och halskloss vilket löste problemet. På morgonen nästa dag lät fiolen fortfarande bra men jag upptäckte att jag hade slipat ett litet hål vi halskanalen (se bild, mycket pinsamt natuligtvis 😉 ).

Den intressanta frågan uppstod då hur man fixar detta problem på ett snyggt sätt utan att skära loss locket? Min lösning blev att jag skar en liten träflisa från ett lockämne för fiol som jag råkade ha på lager. Jag formade spånan så att den är något större än hålet varefter jag limmade träflisan (svagt) på en supermagnet. Bilden är tagen innan flisan/spånan har rundats/jämnats med sandpapper. Notera att träspånan är limmad på en liten supermagnet som är något mindre än själva spånan. Den stora supermagneten som syns i bilden är en hjälpyta vid bearbetningen av träbiten.

Med hjälp av en yttre magnet kunde jag nu föra lappen till hålet .

Lappens kant kan nu ses vid hålets högra kant under de yttre hjälpmagneterna. Jag tvingade in lim från yttre sidan (flödigt) och flyttade lappen av och an så att den skulle få lim jämnt över hela ytan. Därefter flyttade jag lappen till önskat läge och lämnade kvar en magnet som limpress (den yttre limpressen kan vara precis den slipmagnet som gjorde hålet).

”Limpressen” är på plats.

Då limmet hade torkat tillräckligt tvättade jag bort överloppslimmet från utsidan. Hjälpmagneten på vilken lappen hade limmats togs bort genom att använda en lite större magnet som hammare för att slå loss hjälpmagneten från lappen, detta fungerade helt problemfritt.

Lappen är nu på plats utan ytterligare skador. Lappen är vänd så att ådringen i stort sett går vinkelrätt mot lockets ådring.

Följande steg blev nu att fixa skadan så att den är möjligast osynlig. Eftersom fiolen är åldrad på konstgjord väg beslöt jag att inte försöka återställa lackytan till ursprungligt skick … i stället ”smutsade” jag lappen med mjuk blyertspenna varefter jag drog ett lager brunt betslack över stället. Resultatet är att lappen ser ut ungefär som övriga skador på locket vilket var avsikten med övningen.

Reparationen påverkar inte ljudet på fiolen hörbart men det är självklart att det här instrumentet inte skall slipas mera. Orsaken till att jag slipade hål på locket var att ändan på basbjälken styrde slipmagneten exakt över ett väldigt begränsat område. I framtiden måste jag tänka på att inte vid slipningen ligga och stödja mot ändan av basbjälken. Slipningen skall alltså medvetet spridas ut över en större yta.

Om någon i Sverige är intresserad av att provspela instrumentet så kommer det att finnas på Ekebyholm den 23-27.6 2019 där jag kommer att vara deltagare.

Hur kan denna reparationsteknik användas

Det kan av olika skäl uppstå sprickor i ett fiollock. I vissa fall är sprickan så liten att det inte lönar sig att skära loss locket för reparation utan sprickan limmas och sprickan dras ihop med något lämpligt verktyg. Problemet är dock att en lagning av denna typ sällan blir beständig om man inte limmar ett eller flera såkallade frimärken över den limmade sprickan. Ovanstående lagning visar hur man enkelt kan limma ett frimärke över en spricka i en fiol utan att ta loss locket.

Inledande justering av Sockerfiol #2

31/03/2015

Sockefiol nummer 2 är lackad och börjar så småningom vara i spelbart skick. Jag har avtalat med min vän Zoltan Takacs som är toppviolinist vid den finska radioorkestern att vi gör den akustiska stämningen av fiolkroppen tillsammans så att han har möjlighet att se processen. Samtidigt har jag fördelen att ha ett extra par goda öron och en person som det går att diskutera skiftningar i fiolklangen med.

Innan injustering av kroppen är möjlig måste naturligtvis fiolen som sådan fungera. Den här artikeln beskriver hur fiolen ställs upp så att den är spelbar dock utan att göra bestående förändringar i fiolen. Slutresultatet av den här inledande justeringen är ungefär det slutresultat vanliga byggare får d.v.s. det här är vad resultatet råkade bli för just den här fiolen. För min process är det här startpunkten i en justeringsprocess som görs i små steg under några veckors tid.

IMGP2564

IMGP2554

Det första steget var att grovt yxa till ett stall med korrekt höjd och stränga fiolen så att det gick att se att stränghöjden var korrekt. Fötterna var ännu grovt tillskurna men det hindrar ju inte att man tar de första tonerna ur instrumentet. Mätningar av Dünnwaldparameterarna gav följande resultat:

File to process: 01_s2_initial.txt

Dunnwald parameters for :01_s2_initial.txt

A = 57.6187575814

B = 58.0013245333

C = 53.5653649062

D = 50.5725805287

E = 46.7906861788

F = 37.4920647702

L[Db] = -9.660404

ACD – B = -4.96729515679

DE – F = 10.681078587

Speciellt L-parametern är ganska usel. Fiolen har en mjuk något ”murrig” klang. Inte alls illa egentligen. Då fiolen provspelades av en folkmusikerbekant så gillades den skarpt … men stallet måste åtminstone justeras in så att det ser ut som ett stall. Stallet slipades in mot fiolen så att springorna under stallsfötterna försvann. Samtidigt sänkte jag stränghöjden en aning på E-sidan och tunnade av stallet på mitten. Resultatet av dessa förändringer blev:

File to process: 02_s2_stallet_inslipat.txt

Dunnwald parameters for :02_s2_stallet_inslipat.txt

A = 57.669968814

B = 57.57735385

C = 53.06503775

D = 50.2522291839

E = 47.6638228344

F = 39.8865612984

L[Db] = -3.291752

ACD – B = -4.80060196111

DE – F = 8.72344368901

Brilliansen minskade en aning (DE-F) medan framför allt L-parametern steg till ett område som börjar vara ok.

Spektret visar att området speciellt 3 … 4 kHz ligger rätt lågt vilket leder till att parametern DE-F också blir låg. Vad kan justeras?

Parametrarna L och ACD-B kan höjas genom att justera bottenplattan som nu inte ”ringer” korrekt. Knacktestning av bottenplattan ger ett dämpat ljud som snabbt klingar av. Jag lämnar dock dessa justeringar till torsdagen den 2.4 så att justeringarna kan göras tillsammans med Zoltan.

Värmebehandlar nu stallet utan andra modifikationer. Värmebehandling i (torr) kastrull så att temperaturen på kanske 5…10 minuter höjs till 130 grader C varefter stallet får svalna till remstemperatur. Den andra sidan av stallet behandlas på samma sätt.

File to process: 03_s2_stall_värmebehandlat.txt

Dunnwald parameters for :03_s2_stall_värmebehandlat.txt

A = 56.0291038605

B = 55.18143365

C = 52.0056394375

D = 48.6804344598

E = 45.523117702

F = 36.7762417016

L[Db] = -7.811827

ACD – B = -3.89359583519

DE – F = 9.90102120175

Vi ser att brilliansen ökade något (DE-F) och nasaliteten förbättrades marginellt. L-parametern försämrades men vi gör oss inget problem i detta skede eftersom vi sannolikt kan påverka L-parametern genom att flytta ljudpinnen. Jag satte in ljudpinnen rätt långt bakom stallet. Följande skede blir nu att stegvis flytta ljudpinnen framåt.

IMGP2539

Värmebehandlingen gick till så att jag lade stallet i en tom torr kastrull och värmde upp kastrullen på en elplatta till 130 grader C. Temperaturen kontrollerades med gjälp av en IR-termometer (Biltema). Då temperaturen nådde 130 grader stängdes plattan av och kastrullen/stallet fick svalna till rumstemperatur. Stallet svängdes sedan och den andra sidan behandlades på samma sätt.

Resultetet blev att stallet mörknade en aning. Om man inte följer med temperaturen är det lätt att bränna stallet vilket inte ser bra ut. Tänk på bakande av pepparkakor …

Vilken effekt har värmebehandlingen av stallet. Jag fällde stallet mot ett keramikfat och mätte ljudet från stallet före och efter värmebehandlingen. Resultatet blev:

s2_stall_obehandlat

Motsvarande spektrum efter värmebehandlingen har följande utseende:

s2_bridge_heat_treated_130degC

Notera hur de stora topparna blir jämnare och hur området 5 – 10 kHz stiger betydligt.

Observera!

Spektret är en kombination av ljudet från et keramikfat och stallet. Det är mycket svårt att dra några som helst slutsatser av spektren förutom att de höga frekvenserna verkar förstärkas vilket också är önskvärt.

Efter värmebehandlingen flyttades ljudpinnen i två steg. I det första steget flyttades ljudpinnen ungefär 0,5 mm i riktning mot stallet. Situationen före flyttningen framgör ur följande bild. Notera att f-hålets kanter med avsikt inte har färgats ännu eftersom den inre slipningen på grund av tung trafik in genom f-hålen sannolikt skulle ge vissa skador på lackskiktet vid kanten.

IMGP2550

Ljudpinnens startläge.

Spektret mättes innan ljudpinnen flyttades och Dünnwaldparametrarna beräknades ur spektret:

File to process: 04_s2_before_sound_post_movement.txt

Dunnwald parameters for :04_s2_before_sound_post_movement.txt

A = 54.5373453256

B = 53.34066135

C = 48.2681126562

D = 47.462948046

E = 42.6428494967

F = 34.945097375

L[Db] = -5.981938

ACD – B = -3.84089632531

DE – F = 9.45972091912

Stallet flyttades nu framåt mot stallet ungefär 0,5 mm och spektret mättes igen.

File to process: 05_s2_snd_post_0.5mm_towards_bridge.txt

Dunnwald parameters for :05_s2_snd_post_0.5mm_towards_bridge.txt

A = 57.7177763721

B = 58.3479794667

C = 52.1596876562

D = 49.8472987126

E = 47.4275626689

F = 38.7599602016

L[Db] = -4.008617

ACD – B = -5.9548351642

DE – F = 9.5521278278

Instrumentet fick nu vila i en timme varefter spektret mättes på nytt och motsvarande Dünnwaldparametrar beräknades:

File to process: 06_s2_before_second_snd_post_move.txt

Dunnwald parameters for :06_s2_before_second_snd_post_move.txt

A = 57.0221154884

B = 55.7270328

C = 50.574507375

D = 49.1470482529

E = 45.2956242649

F = 37.7892715202

L[Db] = -5.935711

ACD – B = -4.20772168889

DE – F = 8.91422621933

Ljudpinnen flyttades nu ca. 1 mm mot stallet med följande resultat:

File to process: 07_s2_snd_post_1mm_towards_bridge.txt

Dunnwald parameters for :07_s2_snd_post_1mm_towards_bridge.txt

A = 57.042697814

B = 55.2120464667

C = 50.7065035937

D = 48.6203173218

E = 45.0775141523

F = 37.4736369274

L[Db] = -2.546658

ACD – B = -3.94407283704

DE – F = 8.89893552636

Fiolen får nu vila ett par dagar innan den inre slipningen tar vid. Det kan vara kul att jämföra ovanstående inte ännu speciellt goda parametervärden med några kända Guarnerius/Stradivariusvioliner. Värdena är tagna ur Anders Buens artikel ”On Timbre Parameters and Sound Levels of Recorded Old Violins”. Artikeln finns på nätet. Googla på artikelns namn och Anders Buen.

Vi hittar följande:

Sockerfiolens L-parameter (bas) är -2.5 i detta skede vilket motsvarar Guarneri del Gesu 1742 ”Wieniawski” motsvarande parameter.

Sockerfiolens nasalitet ACD-B-parameter är -3.9 vilket är något sämre än Guarneri del Gesu 1735 ”Plowden” (-2.1).

Sockerfiolens brillians DE – F-parameter är 8,9 vilket motsvarar Guarneri del Gesu 1726 ”Stretton”. Värdet är tydligt bättre än motsvarande för ovannämnda ”Plowden” (7.0).

Notera att ovanstående endast är en intressant lek med siffror och ett sätt att kategorisera toppinstrument. Ljudmässigt ligger vi dock inte i det här skedet alls dåligt till.

Följande artikel kommer att behandla inre justering av sockerfiolen ovan. Målet är att i viss mån höja alla parametrarna (högre värde är bättre). Ett mål kunde vara att försöka få fiolen att mäta in på följande sätt:

L[Db] = -2

ACD – B = 1.7

DE – F = 12

Får vi fiolen justerad på detta sätt har vi ett instrument vars Dünnwaldparametrar motsvarar Antonius Stradivarius 1692 ”Oliveira”. Det blir intressant att se hur långt vi vågar gå. Notera att justeringen kommer att kräva ett antal veckor. Sannolikheten är mycket liten att man på ren tur hittar ett bra läge efter några timmars filande.

 

Dünnwaldparametrar som hjälp vid fioltrimning

19/03/2015

Uppdaterin 20150320: Det ser ut som om det har rätt stor betydelse hur skalan spelas. Min gissning är att det är skäl att spela skalan i halvtonssteg för att inte av misstag överbetona vissa resonanser och därigenom skapa en falsk fild av de ”verkliga” parametrarna. Det här kräver en del extra experimenterande. Jag återkommer senare med ytterligare kommentarer.

 

Anders Buen har skrivit en intressant artikel om tonfärgsparametrar och ljudnivå i inspelningar av gamla violiner. Det visar sig att tre parametrar är tillräckligt för att skilja klassiska fioler av Stradivarius- eller Guarneriustyp från majoriteten av nya violiner. Buens artikel bygger på forskning av H. Dünnwald.

Dünnwald jämförde inspelningar av 15 st erkänt goda Stradivariusvioliner och 15 erkänt goda Guarneriusfioler med moderna fioler och kom fram till att man med hjälp av tre parametrar, genom mätningar, i allmännhet kan lägga de gamla Cremonensiska fiolerna i en grupp och moderna instrument i en annan grupp.  Dünnwalds parametrar är extremt enkla att beräkna … något som gör dem mycket intressanta om man vill utnyttja dem som hjälpmedel då man stegvis optimerar en fiol.

Definition av Dünnwaldparametrarna

Sonoritetsparametern ”L” är ett mått på hur djup bas instrumentet har. Parametern definieras som:

L(dB) = Lmax(244-325Hz) – Lmax(649-1090Hz)

Man jämför i praktiken de högsta topparna inom de angivna frekvensintervallen. Notera att t.ex. G på den lösa G-strängen inte finns med eftersom denna resonans i allmänhet ligger långt nedanför t.ex. resonansen D (vid ca. 294 Hz). I moderna instrument ligger värdet på L-parametern ofta lågt kanske inom området -10 eller lägre. Resultatet kan vara en bas som känns ”torr” eller ”sträv”.

Nasalitetsparametern ACD-B i dB definieras som skillnaden mellan medelamplituderna inom intervallen:

ACD-B = Leq(190-650Hz och 1300-2580Hz) – Leq(650-1300Hz)

Brillians DE-F i dB definieras som (medelvärdet i de olika områdena):

DE-F = Leq(1640-4200Hz) – Leq(4200-6879Hz)

Paramerarna beskriver fioler på följande sätt:

L(dB)        Höga värden erhålls för goda och basrika fioler.

ACD-B     Höga värden för fioler som inte är ”nasala”

DE-F         Höga värden för fioler som är klara/brillianta. Låga värden ger instrument som låter sträva.

Dünnwald definierade följande frekvensområden som beskriver ”Cremonensiska” instrument och som kan användas till att gruppera Cremonensiska instrument i en gemensam grupp jämfört med de flesta ”moderna” instrument.

Områdena betecnas A, B, C, D, E och F och jag har av praktiska orsaker valt att numrera samma områden 1 … 6 på följande sätt:

1 = A betecknar området 244 – 325 Hz

2 = B betecknar området 649 – 1090 Hz

3 = C betecknar området 1300 – 1640 Hz

4 = D betecknar området  1640 – 2580 Hz

5 = E betecknar området 2590 – 4200 Hz

6 = F betecknar området 4300 – 7000 Hz

Hur används Dunnwaldparametrarna vid injustering

Arbetsgången är följande:

Spela in en skala t.ex i G-dur från låga G på G-strängen upp till H (B) på E-strängen. Spela alla toner kraftigt med ett bestämt tryck på stråken och använd kraftigt vibrato på de toner där det är möjligt. Jag använder en Zoom R8 inspelningsapparat och en högklassig kondensatormikrofon med stort membran (Rode NT1, den nyaste versionen).

  • Läs in inspelningen i Audacity. Klipp bort onödigt material från inspelningen d.v.s. störningar före/efter skalan.
  • Välj hela den inspelade skalan och normalisera amplituden (Effect/Normalize)
  • Kör ett spectrum på den inspelade skalan (Analyze/Plot Spectrum). Ställ in spectret Hanning Window, Log frekvens och fönsterstorlek 4096.
  • Exportera spektret som en textfil.
  • Kör ditt program som beräknar Dunnwalparametrarna och som skapar en fil för uppritning av parametrarna. I mitt fall Dunn_A.py .

Resultatet blir en serie grafer som i sig så småningom börjar ge användbar information samt Dunnwaldparametrarna för ifrågavarande modifikationssteg.

Inläsning i Audacity ger en amplitudkurva som visar skalan vi spelade i grafisk form:

Demo_Audacity_harding_fiddle

Hardangerfela, inspelat ljud efter 17 justeringssteg.

Notera att Dunnwalparametrarna har bestämts utgående från inspelad musik (från skiva). Detta betyder att toppviolinerna spelas med naturligt vibrato. Filen ovan är också spelad med vibrator för att göra den egna inspelningen mera kompatibel med Dunnwalds material.

Följande steg är att beräkna ett spektrum utgående från den kompletta inspelade skalan.

Screenshot - 19.03.2015 - 10.48.04

Spektrum genererat med Audacity från inspelningen ovan (Hardangerfiol).

Vi exporterar därefter filen som en textfil som består av de datapunkter ovanstående spektrum består av.

Frequency (Hz) Level (dB)
10,766602 -61,425014
21,533203 -57,003529
32,299805 -57,556839
43,066406 -59,613266
53,833008 -63,019962
64,599609 -67,556679
75,366211 -70,066673
86,132812 -70,658653
96,899414 -72,279839
107,666016 -75,024010
118,432617 -77,286835
129,199219 -78,456154

… e.t.c.

Textfilen behandlas därefter i programmet Dunn_A.py som är ett såkallat Python-script. Programmet använder definitionerna på Dünnwaldparametrarna ovan och beräknar ifrågavarande Dünnwaldparametrar för spektret ovan. All analys görs under Linux men det är självklart att samma sak kan göras också under Windows … men jag gillar inte Windows som utvecklingsomgivning!  Resultatet blir:

./Dunn_A.py 17_har_btn_uppe_esidan_balans.txt

File to process: 17_har_btn_uppe_esidan_balans.txt
Dunnwald parameters for :17_har_btn_uppe_esidan_balans.txt
A = 57.2790034651
B = 55.5393324333
C = 52.5985449688
D = 51.3234882299
E = 49.7805976623
F = 39.7953643065
L[Db] = -3.600813
ACD – B = -2.3831962358
DE – F = 10.5492311683

Vi ser att fiolen i slutskedet av slipprocessen har Dünnwaldparametrarna:

Sonolitet (L(dB)) = -3,6

Nasalitet               = – 2,3

Klarhet                 = 10,55

Jämförelse med toppfioler. Jämförelsen är tagen ur Anders Buens artikel ”On Timbre Parameters and Sound Levels of Recorded Old Violins”.

Allmänt kan det sägas att högre värden på Dünnwaldparametrarna är bättre. Likaså är antagligen ett högt värde på summan av parametrarna ett mått på instrumentets godhet.

Exempel #1

Jag har via min son Sebastian, som är yrkesviolinist, haft tillgång till en fransk Chanot toppfiol. Bara möjligheten att provspela det här instrumentet lärde mig att lyssna efter en klarhet/tonfärg som saknades i mina egna fioler innan de justerades.

./Dunn_A.py chanot_vibrato_dominant_20150318.txt

File to process: chanot_vibrato_dominant_20150318.txt
Dunnwald parameters for :chanot_vibrato_dominant_20150318.txt
A = 56.2209502326
B = 53.89373555
C = 46.5512793437
D = 49.6366710345
E = 50.0042672649
F = 39.7148046734
L[Db] = -8.702337
ACD – B = -3.11884555617
DE – F = 10.1550891796

Notera att Hardangerfiolen efter en serie justeringssteg ligger över Chanot toppfiolen för alla Dünnwaldparametrar. Fiolen har nu faktiskt ett mycket gott ljud! Notera också att värdena är angivna i decibel (dB). Man anser i allmänhet att skillnader större än 2 … 3 dB börjar vara hörbara.

Hur mäter Hardangerfiolen in jämfört med kända Stradivariusfioler och Guarneriusfioler?

Exempel #2

Guarneriusfiolen ”Wieniawski” mäter in på följande sätt:

L(dB)    = -2,3

ACD-B = 0,6

DE-F     = 13,6

Hardangerfiolen ligger mycket nära. Skillnaden är liten men den bör vara hörbar:

Sonolitet (L(dB)) = -3,6

Nasalitet               = – 2,3

Klarhet                 = 10,55

 

Exempel #3

Guarneri del Gesu från 1742 ”Sloan” mäter in så här:

L(dB)        =  -2,7

ACD – B   =   0,1

DE – F       =  13,2

Hardangerfiolen mäter in:

Sonolitet (L(dB)) = -3,6

Nasalitet               = – 2,3

Klarhet                 = 10,55

 

Exempel #3

Stradivarius ”Hellier” från 1679 mäter in så här:

L(dB)     =  -6,0

ACD-B  =  -1,2

DE-F      =  10,3

Hardangerfiolen mäter in:

Sonolitet (L(dB)) = -3,6

Nasalitet               = – 2,3

Klarhet                 = 10,55

 

 

Förändring i Dünnwaldparametrarna under injusteringen

En violin kan korrigeras om den mäter in dåligt. Det faktum att den mäter in dåligt kan alltid höras då man spelar på instrumentet. I början av justeringsprocessen var mätresultatet för Hardangerfiolen:

L[Db] = -14.525938
ACD – B = -2.91313386481
DE – F = 9.31585192488

Speciellt L-värdet är lågt och man hör tydligt en viss ”strävhet” då man spelar på instrumentet. Orsaken till den sträva tonen är att basens grundton saknas nästan helt och den första övertonen är svag.

Justeringen gjordes på följande sätt:

  • Knacktestade bottenplattan som saknade ”ring”. Slipade bottenplattan på insidan tvärs över vid övre och nedre ringnoderna. Det här förbättrar generellt basresponsen. Slipning av noden uppe vid halsen (bottenplattan) verkar också påverka brilliansen positivt. Noderna uppe/nere slipas så att knacktonen blir jämn tvärs över bottenplattan.
  • Kanalen mellan hals och basbjälke på locket slipades för att ge tonen aningen mera djup.
  • Kanalen i locket mellan basbjälke och bottenkloss slipades. Basen blir bättre men tonen ljusnar i viss mån.
  • Kontrollerade knacktonen mitt på bassidans f-hål som var lägre än det stora området i fibrernas riktning ungefär vid största bredden på locket. Höjde knacktonen området vid f-hålet genom slipning. Slipning av detta område tenderar att ge mera ”märg” år G- och D-strängarna. L-parametern tenderar att stiga eftersom toppen D vid ungefär 294 Hz tenderar att stiga.
  • Brilliansen ökas genom att slipa E-sidans f-håls inre kant ungefär vid mitten av f-hålet. Det kan löna sig att experimentera i små steg och slipa mitt på f-hålet både på insidan och utsidan.

Alla justeringar bör göras i små steg d.v.s. 50 – 100 slipdrag varefter ljudet mäts på nytt och Dünnwaldparametrarna beräknas. Parametrarna ger en mycket bekväm och lättläst återkoppling d.v.s. man ser genast om en modifikation för instrumentet i fel riktning. Om slipning på en specifik plats ger en försämring så försöker man naturligtvis på en annan plats och fortsätter inte slipa fram en ytterligare försämring.

Det är vart att notera att 100 slipdrag motsvarar ungefär en uttunning på 1/100 mm vilket med konventionella mätmetoder är omätbart men resultatet hörs tydligt. Den extrema känsligheten för tjockleksförändringar är enligt min uppfattning orsaken till att det inte finns en pålitlig metod att försöka kopiera fioler genom att mäta lock och botten och därefter kopiera orginalets dimensioner. Kopian kan inte bli exakt! Däremot är det självklart att en välgjord platta kan efterjusteras av en skicklig instrumentbyggare så att instrumentet efter justering blir bra.

Dunnwald_raw_data

Bilden visar hur de olika områdena A … F förändras vid justering. Ur de olika kurvorna kan Dünnwaldparametrarna enkelt beräknas om så önskas. Notera att ett specifikt spektralban kan förändras med över 10 dB till följd av justeringen.

 

 

Några länkar:

http://www.maestronet.com/forum/index.php?/user/25136-anders-buen/

Anders Buens artikel:

http://www.google.fi/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CCQQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.akutek.info%2FPapers%2FAB_Timbre_Parameters.pdf&ei=6K0KVaO1O5DxaOW-gNAE&usg=AFQjCNF4h1UWWcqbdVWNCUE0PxQR-twRsw&bvm=bv.88528373,d.d2s

What is old Italian Timbre:

http://www.google.fi/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0CC8QFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.maestronet.com%2Fforum%2Findex.php%3Fapp%3Dcore%26module%3Dattach%26section%3Dattach%26attach_id%3D8999&ei=6K0KVaO1O5DxaOW-gNAE&usg=AFQjCNFRQRdfC_aWzlxSDx9SeLv9-JhFCA&bvm=bv.88528373,d.d2s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Justering av en kinesisk altiol (Yita Music)

18/01/2015

Jag köpte en altfiol från Yita Musik i Kina för några år sedan. Priset låg då på kanske 250 dollar. Fiolen har spelats av olika musiker, också proffs, och kommentarerna har allmänt taget varit rätt positiva. Instrumentet är välbyggt och ljudet är rätt skapligt men absolut inte perfekt. Jag fick nyligen tillbaka instrumentet och beslöt att titta på det igen och naturligtvis göra vissa justeringar. Jag vet att följande detaljer aldrig har justerats:

  • Bottenplattan har aldrig stämts genom inre slipning
  • Locket har aldrig stämts via inre slipning
  • Stallet har aldrig värmebehandlats
  • Stallet verkar rätt tjockt upptill baserat på mina nuvarande erfarenheter

Jag beslöt att justera bottenplattan och stallet men locket skulle inte röras denna gång.

IMGP1470

Altfiolen framifrån

IMGP1473

Altfiolen bakifrån

Om mätningarna

Alla mätningar har gjorts så att jag spelar en skala upp från låga C till D på A-strängen och därifrån ner igen till C. Vid inspelningen har jag använt en Logitech USB mikrofon som på intet sätt är perfekt men den fungerar inom det frekvensområde, 200 Hz – 6 kHz, som intresserar mig.

Fördelen med att spela en långsam skala jämfört med att göra ett knacktest på stallet är att man tydligare ser en specifik tons övertoner och framför allt amplitudförhållandet mellan övertonerna. De harmoniska övertonerna ger instrumentet dess klang.

C-strängen tonen F

Utgångsläget innan några som helst justeringar har gjorts visas i fig. 1.

Utgläge_F_C-str

Fig. 1 Tonen F på C-strängen spelad innan någon korrigering gjorts.

Notera hur övertonen F7 (den mittersta och högsta toppen i gropen mellan 2-3 kHz) ligger 33 dB under oktaven F4 mellan 300-400 Hz. Grundtonen F3 ligger itrakten av 180 Hz och den är svag.

Jag knackade runt på ringmoden på bottenplattan med altfiolen stämd och spelbar. Resultatet var att tvärnoden nere under stränghållaren hade en låh knackton jämfört med mitten av locket och tvärnoden uppe nära halsen (som även den var något låg).

Jag gjorde en första grovjustering genom att slipa tvärnoden nere 300 drag, uppe vid noden vid halsen 100 drag och noden vid C-bågarna 100 drav var. Provspelning efter slipningen gav en ”menlös” rätt tråkig ton utan sting. Situationen ordnade sig dock av sig själv antagligen till följd av att de slipade platserna svalnade och eventuellt ytlagret hårdnade. Efter 15 minuter kunde man tydligt höra en förbättring jämfört med utgångsläget.

Mätningar visade att området 3-5 kHz hade stigit med ca. 3 dB jämfört med grundregistret 200 – 1000 Hz.

Slipade ytterligare +100 drag efter några timmars paus.

Slipade noden vid C-bågarna i bottenplattan. Det här gav en försämring så att tonen blev torrare och strävare. Man skall helt tydligt vara försiktig med att röra området i trakten av C-bågarna. Dessa områden lämnas ofta relativt tjocka av byggare.

Balanserade f-hålens vingar ett första varv. Jag slipar vingen från insidan så att man får en jämnt sjunkande ton då man knackar från vingspetsen ner mot fiolens nedre del eller upp mot halsen. Min uppfattning är att en mjuk knacktonsövergång låter vingen koppla till ett större frekvensintervall utan att endast vissa toner förstärks.

Frovspelning visade att tonen på C- och G-strängarna fortfarande var något torr/sträv men utan den varma hartzighet jag vill ha. Lösningen är att slipa tvärs över nere vilket tar bort torrheten och ger lite mera värme och skärpa i tonen. Slipade 100 drag nere. Ett problem vid slipningen under stränghållaren är att den här fiolen har två frimärken som förstärker mittlimfogen. Eftersom frimärket låg mitt på den nod jag ville slipa slipade jag en lång ellips runt förstärkningsfrimärket. Resultatet var det förväntade och tonen blev bättre.

Jag tog nu loss stallet och tunnade av det något upptill. Resultatet är att vi flyttar stallets huvudresonans högre upp i frekvens vilket förstärker området 2-4 kHz som ger brillians åt tonen. Jag värmebehandlade stallet i en aluminiumkastrull så att jag lade stallet i kastrullen (torr!) och värmde den på full effekt på elspisen. Då temperaturen nådde 130 grader C flyttade jag bort kastrullen från plattan och lät stallet långsamt svalna i kastrullen. Sidan upp mot halsen värmdes mycket försiktigt endast så att stallet inte skulle slå sig. Temperaturgränsen 130 grader var antasgligen onödigt hög. Nästa gång värmer jag till 120 grader C eftersom dagens uppvärmning gav synliga färgförändringar.

Efter_värmebehandling

Fig. 2 Situationen efter värmebehandling av stallet.

Notera hur området 2-3 kHz har vuxit kraftigt, detta område ger ”must”, ”klang” åt den spelade grundtonen.

G- och D-strängarna kändes något svaga jämfört med C- och A-strängarna. Detta åtgärdades genom att försiktigt med stallet på plats vidga hålen i stallets hjärta. Hålet under D-strängen påverkar mera klangen i G-strängen och hålet under G-strängen påverkar klangen i D-strängen. Justeringen gav det förväntade resultatet.

Jag slipade ytterligare +100 drag i noden nere för att ge bättre klang i C- och G-strängarna.

Jag jämnade ut A-sidans inre vinge som lät låg nära stallet. En lätt slipning om 40 drag med liten magnet fixade detta.

Slutresultat:

Slutres_a-vinge

Fig. 3 Slutresultat för denna omgång.

Notera hur området 2-3 kH har stigit kraftigt jämfört med utgångspunkten.

 

 

 

 

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.

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 (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.


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

%d bloggare gillar detta: