Растянутая настройка - это деталь музыкальной настройки , применяемая к проволочно-струнным музыкальным инструментам , более старым нецифровым электрическим пианино (таким как пианино Fender Rhodes и электрическому пианино Wurlitzer ) и некоторым синтезаторам на основе сэмплов, основанным на этих инструментах, для приспособления естественная негармоничность их колеблющихся элементов. При растянутой настройке две ноты на октаву друг от друга, основные частоты которых теоретически имеют точное соотношение 2: 1, настраиваются немного дальше друг от друга ( растянутая октава). «Для растянутой настройки октава больше, чем в 2 раза; для сжатой настройки октава меньше, чем в 2 раза». [4]
Мелодическое растяжение относится к строю с растянутыми основами относительно друг друга, в то время как гармоническое растяжение относится к строю с гармониками, растянутыми по отношению к основам, которые не растянуты. [5] Например, фортепиано имеет как растянутые гармоники, так и, чтобы приспособить их, растянутые основы.
Основы и гармоники
В большинстве музыкальных инструментов компонент, генерирующий тон ( струна или резонансный столб воздуха), колеблется одновременно на многих частотах : основной частоте, которая обычно воспринимается как высота ноты, и гармониках или обертонах , кратных основной частоте. и чьи длины волн поэтому делят область генерации тона на простые дробные сегменты (1/2, 1/3, 1/4 и т. д.). (См. Гармонический ряд .) Основная нота и ее гармоники звучат вместе, и соотношение амплитуд между ними сильно влияет на воспринимаемый тон или тембр инструмента.
В акустическом пианино , клавесине и клавикорде вибрирующим элементом является металлическая проволока или струна ; во многих нецифровых электропианино это металлический конус ( Rhodes piano ) или язычок ( электрическое пианино Wurlitzer ), один конец которого зажат, а другой может свободно вибрировать. Каждая нота на клавиатуре имеет свой отдельный вибрирующий элемент, натяжение и / или длина и вес которого определяют его основную частоту или высоту звука . В электрических пианино движение вибрирующего элемента воспринимается электромагнитным датчиком и усиливается электроникой.
Интервалы и негармоничность
При настройке отношение между двумя нотами (известное в музыкальном плане как интервал ) определяется путем оценки их общих гармоник . Например, мы говорим, что две ноты разнесены на октаву, когда основная частота верхней ноты точно совпадает со второй гармоникой нижней ноты. Теоретически это означает, что основная частота верхней ноты точно вдвое больше, чем нижняя нота, и мы предполагаем, что вторая гармоника верхней ноты будет точно соответствовать четвертой гармонике нижней ноты.
Однако для инструментов, натянутых на металлическую проволоку, ни одно из этих предположений неверно, и причина заключается в негармоничности.
Inharmonicity относится к разнице между теоретическими и фактическими частотами этих гармоник или обертонами вибрационного выступа или строкой . Теоретическая частота второй гармоники в два раза больше основной частоты, а третьей гармоники в три раза больше основной частоты и так далее. Но на металлических струнах , зубцах и язычках измеренные частоты этих гармоник немного выше, и пропорционально больше в высоких, чем в более низких гармониках. Цифровая эмуляция этих инструментов должна воссоздать этот inharmonicityесли это звучать убедительно.
Теория темпераментов в музыкальной настройке обычно не принимает во внимание негармоничность, которая варьируется от инструмента к инструменту (и от струны к струне), но на практике количество негармоничности, присутствующей в конкретном инструменте, будет влиять на изменение теоретической темперации, которая применяется к нему.
Вибрация проволочных струн
Когда натянутая проволочная струна приводится в движение путем щипания или удара, сложная волна распространяется наружу к концам струны. По мере того, как он движется наружу, этот начальный импульс выталкивает провод из положения покоя по всей его длине. После прохождения импульса каждая часть провода немедленно начинает возвращаться (и выходить за пределы) своего положения покоя, что означает возникновение вибрации . Между тем, первоначальный импульс отражается от обоих концов струны и возвращается к центру. По пути он взаимодействует с различными вибрациями, которые он вызвал на начальном проходе, и эти взаимодействия уменьшают или отменяют одни компоненты импульсной волны и усиливают другие. Когда отраженные импульсы встречаются друг с другом, их взаимодействие снова отменяет одни компоненты и усиливает другие. [1]
В пределах нескольких проходов струны все эти отмены и подкрепления сортируют вибрацию в упорядоченный набор волн, которые колеблются в пределах 1/1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/6 и т. Д. . длины строки. Это гармоники . Как правило, амплитуда его вибрации меньше для более высоких гармоник, чем для более низких, что означает, что более высокие гармоники более мягкие, хотя детали этого различаются от инструмента к инструменту. Точное сочетание различных гармоник и их амплитуд является основным фактором, влияющим на качество тембра или тона конкретного музыкального тона.
Теоретически, вибрация на половине длины струны будет в два раза быстрее, а вибрация на одной трети струны будет в три раза быстрее, чем основная вибрация на всей длине струны. Однако в теоретической струне единственной силой, возвращающей часть струны в исходное положение, является натяжение между ее концами.
Если вы попытаетесь слегка согнуть пальцами короткий кусок фортепианной струны или гитарной струны, вы почувствуете сопротивление проволоки изгибу. В вибрирующей струне это сопротивление добавляет эффект натяжения струны, возвращая заданную часть струны в исходное положение. В результате частота вибрации выше теоретической. И поскольку сопротивление проволоки изгибу увеличивается с уменьшением ее длины, ее влияние больше в высших гармониках, чем в низших.
Зубья и тростники
Зубья и язычки отличаются от струн тем, что они удерживаются на одном конце и могут свободно вибрировать на другом. Частоты их основных и гармонических колебаний подвержены такой же негармоничности, как и струны. Однако из-за сравнительной толщины стержней, которые ограничивают стойки в электрическом пианино, более крупные (и более сильные) вибрации имеют тенденцию «видеть» конечные точки немного глубже в стержне, чем меньшие и более слабые вибрации. Это усиливает негармоничность зубцов.
Влияние на настройку
Несогласованность «вытягивает» гармоники за пределы их теоретических частот, и более высокие гармоники растягиваются пропорционально больше, чем более низкие. Таким образом, в нашем примере октавы точное совпадение с самой низкой общей гармоникой вызывает небольшое растяжение, совпадение со следующей более высокой общей гармоникой вызывает большее растяжение и так далее. Если интервал составляет двойную октаву, точное совпадение верхней ноты с четвертой гармоникой нижней части усложняет настройку этой верхней ноты с той, которая находится на октаву ниже нее.
Решение таких дилемм лежит в основе точной настройки на слух, и все решения включают некоторое растяжение верхних нот вверх и нижних нот вниз от их теоретических частот. В более коротких фортепиано жесткость струны в басовом регистре пропорциональна высока и, следовательно, вызывает большее растяжение; на больших концертных роялях этот эффект снижен. Интернет-источники [2] предполагают, что общая сумма «растяжения» по всему диапазону маленького пианино может составлять порядка ± 35 центов : это также отражается на эмпирической кривой Railsback .
Смотрите также
- Электронный тюнер
- Фортепианная акустика
- Настройка фортепиано
Рекомендации
- ^ Донахью, Томас (2005). Путеводитель по музыкальному темпераменту , стр.17. ISBN 9780810854383 . «Когда пианино настроено, октавы в высоких частотах обычно шире, чем чистые, а октавы в басах имеют тенденцию быть уже [sic.? -> шире], чем чистые [также]. Другими словами, высокие ноты примерно с 3 выше - «диез», а басовые ноты ниже примерно до «плоские» ».
- ^ Кэмпбелл, Мюррей и Greated, Клайв (1994). Путеводитель музыканта по акустике , с.257-58. ISBN 9780191591679 . «В правильно настроенном инструменте ноты будут становиться все более резкими в высоких частотах по сравнению с частотами, рассчитанными для определенной темперированной гаммы (Schuck and Young, 1943). Точно так же в басе ноты будут становиться все более плоскими. Этот эффект известен как октавное растяжение . "
- ^ Картеретт, Эдвард (1978). Слух , с.525. ISBN 9780323142755 . «Настройка фортепьяно обычно растянута, то есть высокие тона выше, а нижние ноты ниже, чем соответствовали бы темперированной гамме. Частично это можно приписать негармоничности струн фортепьяно (Schuck and Young, 1943). .. "
- ^ Хартманн, Уильям М. (1997). Сигналы, звук и ощущения , стр.275. ISBN 9781563962837 .
- Перейти ↑ Hartmann (1997), p.276.
Дальнейшая информация
- Пять лекций по акустике фортепиано
- Негармоничность настройки фортепиано
Внешние ссылки
- «Октавные типы» , BillBremmer.com .