Posts Tagged ‘stradivarius’

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Socker som bas för fiollack del 2

10/10/2014

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

Så här ser fiolen ut idag.

IMGP1528

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

 

IMGP1531

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

Mätning av fiolens grundresonanser

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

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

Strad3_initial

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

Resultat och diskussion:

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

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

B1+  ligger på 520 Hz.

A1  ligger vid  455 Hz.

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

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

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

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

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

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

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (9)

11/06/2014

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

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

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

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

shoulder_rest_good

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

Mitt alternativa axelstöd ger ojusterat följande resultat:

shoulder_rest_other_initial

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

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

shoulder_rest_other_final

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

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

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (8)

06/06/2014

Att mäta attack

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

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

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

Strad1_g-string_pizzicato

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

Paulus_g-string_pizzicato

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

Guarnerius1_G-strin_pizzicato

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

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

 

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (7)

05/06/2014

Justering av bottenplattan och resonansen B1+

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

Följande förhållanden anses gälla för ett solistinstrument:

B1+ – B1-    =   75 … 95 Hz

B1+ – A1     =   60 … 90 Hz

A1 –  B1-     =  0 … 16 Hz

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Om vi lyckas med justeringen så kommer vi att få:

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

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

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

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

B1+_start_commented

Några identifierbara toppar i B1+ knackspektrum.

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

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

B1+_final_commented

Slutresultat efter justering.

Notera!

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

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

Fiolen känns mycket bra då den provspelas.

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

Bottom_plate_ring_mode_initial

Ljudprov #1:

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

Ljudprov #2:

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

Ljudprov #3:

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

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

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (6)

05/06/2014

Några kommentarer om hur man justerar tonfärgen på en fiol

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

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

Erfarenheten visar att:

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

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

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

Sound_color_adjustment

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

Notera!

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

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (5)

03/06/2014

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

Bottom_plate_ring_mode_initial

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

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

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

Vad händer med tonen då man justerar ringtonen i locket?

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

G-string_bottom_ring_mode

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

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.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (2)

01/06/2014

Fiolen är nu lackar och preliminärt hoplimmad för en första justeringsomgång. Preliminärt eftersom jag märkte att locket inte ligger exakt som jag vill ha det 😦 . Limningsfelet betyder att jag har en god orsak att ta loss locket och mäta tjockleksförändringarna efter den inre justeringen. Skulle limningen ha lyckats skulle jag nog inte skära upp ett fungerande instrument.

Igår gjorde jag ett stall till fiolen, tills vidare helt ojusterat samt en preliminär ljudpinne … som visade sig vara kanske 1 mm för kort. Jag blir alltså tvungen att göra en ny ljudpinne innan den egentliga justeringen tar vid. Innan justeringen mäter jag egenskaperna hos instrumentet med hjälp av programmet Audacity. Den första mätningen visar instrumentets respons på tomma strängar GDAE jämfört med min Guarnerius #1. Guarnerius #1 har ett bra ljud och jag använder därför det instrumentet som referens då jag justerar in den nya Stradivariusen.

Strad#1_starting_point_gdae

Strad#1 är den svarta kurvan. Min Guarnerius #1 är den röda kurvan. Notera hur Guarneriusen ligger betydligt lägre i det nasala området mellan 1000 Hz och 2000 Hz. Den nya fiolen har en extremt ”mjuk” ton som sannolikt beror på att kanalen mellan basbjälken och halsen är alltför tunn i förhållande till motsvarande kanal vid stränghållaren. Då området vid stränghållaren görs tunnare kommer tonen att ljusna.

Ovanstående kurva som består av övertonsspektret från alla de fyra lösa strängarna ger en viss bild av hur spektren ser ut men det är svårt att tolka bilden till följd av för mycket detaljer. Följande bild visar spektret från Gsträngarna på Stardiavarius #1 (svart) och Guarnerius #1 (röd).

Övertonsspektret för Strad #1 på G-strängen jämfört med motsvarande spektrum från Guarnerius #1.

Övertonsspektret för Strad #1 på G-strängen jämfört med motsvarande spektrum från Guarnerius #1.

Motsvarande spektrum för den öppna D-trängen nedan.

Strad1_guar1_d-string

Strad#1 och Guarnerius#1 öppen G-sträng.

Strad1_guar1_A-string

Stradivarius #1 och Guarnerius #1 öppen A-sträng.

Strad1_guar1_E-string

Öppen E-sträng. Strad (röd) och Guarnerius (svart).

Det allmänna intrycket av instrumentet innan justering utgående från spektren är att de låga strängarna har en något bättre respons (3 – 6 dB). Övertonsspektret för Stradivarius är sannolikt onödigt kraftigt inom området 1000 – 2000 Hz, det nasala området.

strad1_full_no_adjustments

Stradivarius #1 fullt knackspektrum utan justeringar. Det är lätt att se att en hel del grundläggande resonanser ligger fel och måste justeras.

Provspelning visar att framför allt G-strängen är onödigt ”rund” och den låter lite som om man skulle spela i en tunna. Dett problem tode vara rätt enkelt att eliminera.

 


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 news about TED Talks and TED Conferences.

Larsil2009's Blog

Lars Silén: Reflex och Spegling

%d bloggare gillar detta: