DE102012003126A1

DE102012003126A1 - Method for evaluating sound quality of musical instrument e.g. violin, involves selecting frequency range for musician sound sequences according to tone length and volume, so as to determine required tone length and volume

Info

Publication number: DE102012003126A1
Application number: DE201210003126
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-22

Abstract

The method involves attaching positions of musical instrument for measurement of dynamic contact points. The frequency range is selected for musician sound sequences according to tone length and volume, so as to determine required tone length and volume.

Description

Es ist bekannt, dass die Ohrkurven gleicher Lautstärke im Frequenzbereich von etwa 1 bis 5 kHz ein Minimum haben. Es sind nicht nur die Grundtöne im Frequenzbereich 1 bis 5 kHz, sondern auch die Obertöne der Töne < 5 kHz, die zu dem mehr oder minder starkem Minimum beitragen. Durch dieses Minimum wird die Weittragfähigkeit, dass heißt das akustische Wahrnehmen eines Musikinstruments in einem großen Abstand vom Musiker, gemindert. Die Qualität eines Musikinstruments hängt von der Weittragfähigkeit und der frequenzmäßigen Verteilung der Obertöne ab.It is known that the ear curves of equal volume in the frequency range of about 1 to 5 kHz have a minimum. It is not only the fundamental tones in the frequency range 1 to 5 kHz, but also the overtones of the tones <5 kHz, which contribute to the more or less strong minimum. By this minimum, the Weittragfähigkeit, that is, the acoustic perception of a musical instrument at a large distance from the musician, mitigated. The quality of a musical instrument depends on the long-range capacity and the frequency distribution of the harmonics.

Um die Qualität von Musikinstrumenten und den Einfluss verschiedener Bereiche von Musikinstrumenten zu beurteilen, ist es Stand der Technik, das Musikinstrument maschinell durch einen Schlag auf eine bestimmte Stelle mit einer definierten Kraft zum Schwingen zu bringen und mit Schallmikrofonen oder TV-Holographie in verschiedenen Richtungen und Abständen Abstrahlprofile zu erstellen (1). Neben dem erwähnten Hammerschlag ist auch bekannt, dass durch Lautsprecher das Musikinstrument zum Schwingen gebracht wird. Die gute Absicht bei diesen Methoden ist, dass der undefinierte Einfluss des Musikers auf das Musikinstrument ausgeschlossen werden soll, so dass zur Beurteilung des Musikinstruments eine objektive Prüfung erfolgen kann.In order to assess the quality of musical instruments and the influence of different areas of musical instruments, it is state of the art to mechanically vibrate the musical instrument by a hit to a certain place with a defined force and with sound microphones or TV holography in different directions and Distances to create radiating profiles (1). In addition to the aforementioned hammer blow is also known that the musical instrument is made to vibrate by speakers. The good intention with these methods is that the undefined influence of the musician on the musical instrument should be excluded so that an objective examination can be made to assess the musical instrument.

Es ist jedoch so, dass die Dynamik eines Musikinstruments nicht nur von der Lautstärke und Tonhöhe, sondern auch von der Klangfarbe, dem Timbre, abhängt (2). Um dieses Timbre aus dem Musikinstrument herauszuholen, ist jedoch der Musiker unentbehrlich und er muss bei der Prüfung mit einbezogen werden.However, the dynamics of a musical instrument depend not only on the volume and pitch, but also on timbre (2). To get this timbre out of the musical instrument, however, the musician is indispensable and he must be included in the exam.

Die in den Patentansprüchen 1 bis 10 beschriebene Erfindung versucht, den Einfluss des Musikers zu systematisieren. Sie zeigt, dass durch den Einsatz geeigneter Kontaktmikrofone und definierter Vorgaben für den Musiker eine objektive Beurteilung von Musikinstrumenten und deren akustische Reichweite möglich ist, ohne z. B. den Einfluss des Timbre zu vernachlässigen.The invention described in claims 1 to 10 attempts to systematize the influence of the musician. It shows that through the use of suitable contact microphones and defined specifications for the musician an objective assessment of musical instruments and their acoustic range is possible without z. B. neglect the influence of timbre.

Entsprechend Patentanspruch 1 werden zur Beurteilung der Klangqualität von Musikinstrumenten statt Schallmikrofone oder optische Verfahren zur Messung der Schwingungen Kontaktmikrofone an einer oder mehreren Stellen des Musikinstrumentes angebracht. Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, einen bestimmten Abstand oder eine bestimmte Richtung zum Messgerät einzuhalten. Die Erzeugung der Schwingungen des Musikinstruments wird nicht durch den Anschlag einer mechanischen Vorrichtung, sondern durch den Musiker selbst erzeugt. Während eines Versuchs spielt er Tonfolgen mit gleicher Tonlänge und Lautstärke. Die Tonfolgen können so sein, dass immer der gleiche Ton oder eine Tonleiter oder beliebige Tonfolgen gespielt werden. Bei Saiteninstrumenten ist es von Interesse, den Klang der leeren Saiten zu ermitteln. Zur Beurteilung des Gesamtklangs ist es angebracht, eine Tonleiter, die den gesamten Frequenzbereich des Musikinstruments abdeckt, zu spielen. Da unterschiedliche Musiker ein Musikinstrument unterschiedlich spielen, ist es erforderlich, dem Musiker zum Spielen bestimmte Vorschriften zu machen. Ein Musiker sollte nur ein Urteil abgeben, wenn er die zu vergleichenden Musikinstrumente unter Beachtung der Vorgaben selbst getestet hat. Die Vorgaben beziehen sich auf die während des Versuchs konstant zu haltende Art der Lautstärke und des Timbre.According to claim 1 contact microphones are attached to one or more points of the musical instrument to assess the sound quality of musical instruments instead of sound microphones or optical methods for measuring the vibrations. This eliminates the need to maintain a specific distance or direction to the meter. The generation of the vibrations of the musical instrument is not generated by the attack of a mechanical device, but by the musician himself. During an experiment he plays tone sequences with the same tone length and volume. The tone sequences can be such that always the same tone or a scale or any tone sequences are played. For stringed instruments it is of interest to determine the sound of the empty strings. To assess the overall sound, it is appropriate to play a scale covering the entire frequency range of the musical instrument. Since different musicians play a musical instrument differently, it is necessary to make certain rules for the musician to play. A musician should only give a verdict if he himself has tested the musical instruments to be compared in accordance with the specifications. The specifications refer to the type of volume and timbre to be kept constant during the experiment.

Entsprechend Patentanspruch 2 ist die Lautstärke der Töne am Ohr des Musikers bei jedem Versuch unverändert, sie kann jedoch von pp über p über mp über mf über f bis ff variiert werden. Abhängig von der Lautstärke kann das eine Musikinstrument bei leisen Tönen und das andere Musikinstrument bei lauten Tönen eine bessere Klangqualität haben.According to claim 2, the volume of the notes on the ear of the musician is unchanged in each experiment, but it can be varied from pp to p over mp over mf over f to ff. Depending on the volume, one musical instrument can have a better sound quality with quiet sounds and the other musical instrument with loud sounds.

Es wird entsprechend Patentanspruch 3 ein starkes (Romantik) bis schwaches (Barock) Timbre gewählt oder das Timbre möglichst ganz vermieden (Moderne). Die Berücksichtigung des Timbre ist von besonderer Wichtigkeit. Der Musikinstrumenten-Vergleich kann bei starker Timbre ganz anders ausfallen als bei geringem Timbre. Durch einen Hammerschlag wird beim Musikinstrument kein Timbre erzeugt. Das Timbre ist aber eine durch den Musiker hervorgerufene Eigenschaft des Musikinstruments.It is chosen according to claim 3, a strong (romantic) to weak (baroque) timbre or the timbre as completely avoided (modern). The consideration of the timbre is of particular importance. The musical instrument comparison can be very different with strong timbre than with low timbre. A hammer blow does not produce timbre on the musical instrument. The timbre, however, is a property of the musical instrument caused by the musician.

Die Patentansprüche 4 bis 6 beschreiben Arten des Timbre bei Saiten- bzw. Streichinstrumenten. Das Timbre kann normalerweise mit der linken Hand durch ein sehr starkes Vibrato bis zum Spielen ohne Vibrato verringert und/oder mit der Bogenhand durch Spielen mehr oder weniger am Griffbrett oder Steg bzw. durch Variieren von Druck und Geschwindigkeit des Bogens verändert werden.The claims 4 to 6 describe types of timbre in string or stringed instruments. The timbre can usually be reduced with the left hand by a very strong vibrato until playing without vibrato and / or with the bow hand by playing more or less on the fingerboard or bridge or by varying the pressure and speed of the bow.

Der Patentanspruch 7 sagt aus, welche Eigenschaften das Kontaktmikrofon haben muss. Es darf durch die Platzierung auf dem Musikinstrument die Klangqualität nicht beeinflussen und muss im gesamten Frequenzbereich des Musikinstrumentes empfindlich genug sein. Dazu gehört auch, dass die elektrischen Signale verstärkt und digitalisiert werden können.The patent claim 7 states which properties must have the contact microphone. It must not affect the sound quality by placing it on the musical instrument and must be sensitive enough over the entire frequency range of the musical instrument. This also means that the electrical signals can be amplified and digitized.

Nach Patentanspruch 8 ist es bei Streichinstrumenten vorteilhaft, das Kontaktmikrofon auf dem Steg zu platzieren. Es sollte z. B. bei einer Geige flexibel und klein sein. In dem für die Weittragfähigkeit wichtigen Frequenzbereich von etwa 1 bis 8 kHz kann man unter diesen Voraussetzungen optimale Messungen durchführen.According to claim 8, it is advantageous in stringed instruments to place the contact microphone on the bridge. It should be z. B. be flexible and small in a violin. In the important for the Weittragfähigkeit frequency range of about 1 to 8 kHz can be under these conditions perform optimal measurements.

Die Messanalyse zur Beurteilung der Weittragfähigkeit des Musikinstruments erfolgt nach Patentanspruch 9 durch Erstellung eines Frequenzspektrums. Dabei werden die Maxima oder die Flächen im zu beurteilenden Frequenzbereich addiert und die Werte mit anderen gleichartigen Musikinstrumenten verglichen.The measurement analysis for assessing the long-range capacity of the musical instrument is carried out according to claim 9 by creating a frequency spectrum. The maxima or the areas in the frequency range to be assessed are added together and the values compared with other similar musical instruments.

Nach Patentanspruch 10 wird die Prüfung von gleichartigen Musikinstrumenten oder eines in einem Teilbereich veränderten Musikinstruments in zeitlicher Nähe durchgeführt. Die räumlichen, meteorologischen und messtechnischen Bedingungen sollten bei der Erprobung der Musikinstrumente gleich sein. Neben der objektiven Messung sollte auch die persönliche Empfindung des Musikers berücksichtigt werden.According to claim 10, the testing of similar musical instruments or a musical instrument changed in a partial area is carried out in temporal proximity. The spatial, meteorological and metrological conditions should be the same when testing musical instruments. In addition to the objective measurement, the personal feeling of the musician should also be taken into account.

Im Folgenden sind 2 Beispiele beschrieben.In the following 2 examples are described.

1a zeigt das Frequenzspektrum einer Geige mittlerer Qualität, wenn man je 27 mal in etwa 40 s mit Forte ohne Vibrato mittig zwischen Griffbrett und Steg den Ton c2 bzw. h3 spielt. Als Sensor diente ein Piezofilmelement, das unterhalb der G-Saite auf den Steg geklebt war. In 1b ist die Ausführung und Auswertung die gleiche, es wurde jedoch mit starkem Vibrato gespielt. Im Vergleich ergibt sich, dass durch das Vibrato eine Verbreiterung der Peaks erfolgt. Beim Ton h3 ist die Verbreiterung stärker als beim Ton c2. 1a shows the frequency spectrum of a violin of medium quality, if you play 27 times in about 40 s with forte without vibrato middle between fretboard and bridge the sound c2 or h3. The sensor used was a piezo film element, which was glued to the web below the G string. In 1b the execution and evaluation is the same, but it was played with strong vibrato. By comparison, vibrato broadening the peaks. At the h3 sound, the broadening is stronger than at the c2 sound.

In der 2 ist das Klangspektrum zweier Geigen 1 und 2 zu sehen, die im Bereich der verminderten Lautstärke im Ohr, dass heißt bei Frequenzen > 1 kHz, hervorragende Werte haben und in diesem Frequenzbereich weittragend sind. Das Frequenzspektrum wurde aufgenommen, indem die Tonleiter g–g4 mit Barockvibrato und Forte in 40 s am Steg gespielt wurde. Wie 2 zeigt, hat die Geige 1 im Frequenzbereich < 1 kHz viel höhere Werte als die Geige 2 und ist daher bei der Beurteilung des Gesamtklangs der Geige 2 vorzuziehen.In the 2 is the sound spectrum of two violins 1 and 2 to see in the range of reduced volume in the ear, that is at frequencies> 1 kHz, have excellent values and in this frequency range are far-reaching. The frequency spectrum was recorded by playing the g-g4 scale with Baroque vibrato and Forte in 40 seconds on the bridge. As 2 shows, has the violin 1 in the frequency range <1 kHz much higher values than the violin 2 and is therefore in the evaluation of the overall sound of the violin 2 preferable.

Claims

A method of assessing the sound quality of musical instruments, wherein at one or more points of the musical instrument for measuring the dynamics of contact microphones are mounted and the musician melodies, which are selected according to the frequency spectrum to be assessed, plays with the same tone length and volume and the type of volume and the timbre meets certain specifications.

Method for assessing the sound quality of musical instruments according to claim 1, wherein the volume at the ear of the musician is uniform in each experiment, but varied from pp to ff.

A method for assessing the sound quality of musical instruments according to claims 1 and 2, wherein the timbre, also called timbre, is uniform in each experiment, but is varied from weak timbre or no timbre to strong timbre.

A method for assessing the sound quality of musical instruments according to claim 3, wherein in side instruments, the change of the timbre is done by playing with no to very strong vibrato.

A method for assessing the sound quality of musical instruments according to claims 3 and 4, wherein in string instruments, the timbre takes place exclusively or additionally by playing on the bridge or on the fingerboard.

A method for assessing the sound quality of musical instruments according to claims 3 to 5, wherein in stringed instruments, the timbre is done by varying the value pair speed / Saitenandruck the bow.

A method for assessing the sound quality of musical instruments according to claims 1 to 3, wherein the contact microphone is sensitive in the frequency range examined and causes no sound changes.

A method for assessing the sound quality of musical instruments according to claim 7, wherein in stringed instruments the contact microphone is a flexible film or wire sensor and contacted on the land.

A method for assessing the sound quality of musical instruments according to claims 1 to 3 and 7, wherein as a measure of the Weittragfähigkeit the musical instrument, the maxima or the surfaces of the frequency analysis added and compared with those of another similar musical instrument or the same, but changed musical instrument.

Method for assessing the sound quality of musical instruments according to claim 9, wherein in each test of a musical instrument is not compared with the previously measured values of another similar musical instrument or the same but modified musical instrument, but that the musical instruments or the changed musical instrument under the same conditions in be checked at short intervals and to added to the measured values the own sensation of the musician.