RU2624346C2 - Piano - Google Patents
Piano Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624346C2 RU2624346C2 RU2015139407A RU2015139407A RU2624346C2 RU 2624346 C2 RU2624346 C2 RU 2624346C2 RU 2015139407 A RU2015139407 A RU 2015139407A RU 2015139407 A RU2015139407 A RU 2015139407A RU 2624346 C2 RU2624346 C2 RU 2624346C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piano
- keys
- scale
- sound
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10C—PIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE OR MORE KEYBOARDS
- G10C3/00—Details or accessories
- G10C3/12—Keyboards; Keys
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10C—PIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE OR MORE KEYBOARDS
- G10C1/00—General design of pianos, harpsichords, spinets or similar stringed musical instruments with one or more keyboards
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Stringed Musical Instruments (AREA)
- Auxiliary Devices For Music (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к клавишно-струнным музыкальным инструментам, а именно к фортепиано с новым звукорядом.The invention relates to keyboard-stringed musical instruments, namely to a piano with a new scale.
Клавиатура классического фортепиано имеет 88 клавиш, из них 36 черных и 52 белых; его звукоряд делится на октавы, в каждой из которых 12 клавиш и полутонов. Диапазон звуковых частот классического фортепиано от 27,5 Гц до 4186,0 Гц /например, Должанский А.Н. Краткий музыкальный словарь. 6-е изд., испр. - СПб.: Издательство «Лань», 2003. - 448 с. и вкладка - с. с. 332-333 и вкладка - прототип/.The keyboard of a classical piano has 88 keys, of which 36 are black and 52 are white; its scale is divided into octaves, each of which has 12 keys and midtones. The range of sound frequencies of a classical piano from 27.5 Hz to 4186.0 Hz / for example, Dolzhansky A.N. Brief Music Dictionary. 6th ed., Rev. - St. Petersburg: Publishing House "Lan", 2003. - 448 p. and tab - s. from. 332-333 and tab - prototype.
В традиционном фортепиано основой музыкального строя является 12-ступенчатый равномерно-темперированный звукоряд. Полутона этого звукоряда (интервалы между соседними ступенями) по абсолютному звучанию несколько грубы, и строй на их основе уже не позволяет композиторам и музыкантам выразить потребности, складывающиеся в процессе музыкального творчества с живым интонационным звуком, что в том числе обуславливает недостаточную выразительность традиционного фортепиано / например, В.А. Клопов Равномерно-темперированный строй - миф или реальность. http://afmforum.ru/static.php?p=klopov8 /.In a traditional piano, the basis of the musical system is a 12-step uniformly-tempered scale. The semitones of this scale (the intervals between adjacent steps) in terms of absolute sound are somewhat rough, and the system based on them no longer allows composers and musicians to express the needs that develop in the process of musical creation with a lively intonation sound, which also causes insufficient expressiveness of a traditional piano / for example , V.A. Klopov The uniformly-tempered system is a myth or reality. http://afmforum.ru/static.php?p=klopov8 /.
Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в создании фортепиано на основе 16-ступенчатого равномерно-темперированного музыкального строя, названного автором звукорядом Фа-Ом, полутона которого по абсолютному звучанию несколько меньше или тоньше, чем полутона традиционного 12-ступенчатого.The task to be solved and the expected technical result are to create a piano based on a 16-step uniformly-temperated musical system, called by the author the Fa-Ohm scale, whose half tones in absolute sound are slightly less or thinner than the half-tones of a traditional 12-step.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемое фортепиано, имеющее 88 клавиш и соответствующую струнную одежду, отличается тем, что имеет 38 черных и 50 белых клавиш, причем повторяющийся элемент в клавиатуре является последовательностью 16 клавиш - девяти основных белых и семи дополнительных черных, клавиатура имеет вид, показанный на фиг. 1, диапазон звучания фортепиано от частоты 68,303 Гц до частоты 2959,988 Гц, основой звукоряда фортепиано принята частота 369,997 Гц, соответствующая ноте Фа-диез классического звукоряда.The problem is solved in that the proposed piano, which has 88 keys and corresponding string clothes, is characterized in that it has 38 black and 50 white keys, and the repeating element in the keyboard is a sequence of 16 keys - nine main white and seven additional black keys, the keyboard has the form shown in FIG. 1, the range of piano sound from a frequency of 68.303 Hz to a frequency of 2959.988 Hz, the frequency of 369.997 Hz, corresponding to the note F-sharp of a classical scale, is adopted as the basis of the piano scale.
Струнная одежда фортепиано подобрана таким образом, что струны имеют диаметр, рассчитанный по формуле D=K/L*F, где D - диаметр струны, K - постоянная характеристика натяжения струнной одежды инструмента, которая колеблется от 1445 до 1800, L - длина струны, F - частота звука.The piano string clothes are selected in such a way that the strings have a diameter calculated by the formula D = K / L * F, where D is the diameter of the string, K is a constant characteristic of the tension of the string clothing of the instrument, which ranges from 1445 to 1800, L is the length of the string, F is the frequency of sound.
Фиг. 1 иллюстрирует клавиатуру заявляемого фортепиано, которая состоит из 88 клавиш: 38 черных и 50 белых. Клавиатура имеет пять повторяющихся элементов, каждый из которых является последовательностью 16-ти клавиш - девяти основных белых клавиш и семи дополнительных черных клавиш. Кроме указанных пяти повторяющихся элементов, клавиатура имеет еще два неполных элемента, один из которых состоит из клавиш №№1-7; другой - клавиша №88.FIG. 1 illustrates the keyboard of the claimed piano, which consists of 88 keys: 38 black and 50 white. The keyboard has five repeating elements, each of which is a sequence of 16 keys - nine primary white keys and seven additional black keys. In addition to these five repeating elements, the keyboard has two more incomplete elements, one of which consists of keys No. 1-7; the other is
Таким образом, предлагаемое фортепиано основано на реализации звучания 16-ступенчатого равномерно-темперированного звукоряда (названного автором звукорядом Фа-Ом) в отличие от традиционного 12-ступенчатого по прототипу.Thus, the proposed piano is based on the implementation of the sound of a 16-step uniformly-tempered scale (called the Fa-Ohm scale by the author), in contrast to the traditional 12-stage prototype.
Фиг. 2, кроме иллюстрации устройства клавиатуры с нумерацией клавиш, содержит дополнительно иллюстрацию нового нотоносца с семью линейками вместо пяти, который является частью новой нотной системы, отличной от общепринятой и необходимой для заявляемого инструмента.FIG. 2, in addition to illustrating the keyboard device with the numbering of keys, it additionally contains an illustration of a new musical instrument with seven rulers instead of five, which is part of a new musical system that is different from the generally accepted and necessary for the claimed instrument.
Классическая фортепианная клавиатура делится на 9 частей - октав; из них 7 полных и 2 неполных (на классической клавиатуре - первая слева и последняя справа). Каждая полная октава является последовательностью 12-ти клавиш - семи основных белых клавиш и пяти дополнительных черных.The classical piano keyboard is divided into 9 parts - octaves; 7 of them are complete and 2 incomplete (on the classic keyboard - the first on the left and the last on the right). Each full octave is a sequence of 12 keys - seven primary white keys and five additional black keys.
Повторяющийся элемент в клавиатуре предлагаемого фортепиано условно назван автором декадой (в отличие от октавы в традиционном 12-ступенчатом звукоряде по прототипу) и является последовательностью 16-ти клавиш - девяти основных белых клавиш и семи дополнительных черных клавиш (фиг. 1, 2).The repeating element in the keyboard of the proposed piano is conditionally called the author a decade (in contrast to the octave in the traditional 12-stage scale according to the prototype) and is a sequence of 16 keys - nine main white keys and seven additional black keys (Fig. 1, 2).
Диапазон звучания инструмента охватывает 5 с половиной декад (фиг. 1, 2) от звука с частотой 68,303 Гц до звука с частотой 2959,988 Гц. Основой звукоряда Фа-Ом принята частота звука 369,997 Гц, соответствующая ноте Фа-диез классического звукоряда, которая соответствует ноте с названием Фа с буквенным обозначением ф1 первой декады (клавиша №40 на фиг. 2) звукоряда Фа-Ом.The sound range of the instrument covers 5 and a half decades (Fig. 1, 2) from sound with a frequency of 68.303 Hz to sound with a frequency of 2959.988 Hz. The basis of the Fa-Ohm scale is the sound frequency of 369.997 Hz, corresponding to the F-sharp note of the classical scale, which corresponds to the note with the name Fa with the letter f 1 of the first decade (key 40 in Fig. 2) of the Fa-Ohm scale.
Предложенные автором термины Фа-Ом и декада являются условными и используются здесь лишь для краткости и ясности описания заявляемого фортепиано и его функционирования (для краткости и ясности описания устройства «в статике и в динамике»). Заявляемая совокупность признаков фортепиано указанных терминов не содержит.The terms Fa-Ohm and decade proposed by the author are conditional and are used here only for brevity and clarity of the description of the claimed piano and its functioning (for brevity and clarity of the description of the device “in statics and dynamics”). The claimed combination of features of the piano of these terms does not contain.
Названия и буквенные обозначения основных ступеней, присутствующие на фиг. 2, приведены в таблице 1.The names and letters of the main steps present in FIG. 2 are shown in table 1.
Заявляемое фортепиано реализовано на базе пианино «Лирика», в котором изначально было 88 клавиш, из них 36 черных и 52 белых.The inventive piano is implemented on the basis of the piano "Lyric", which initially had 88 keys, of which 36 black and 52 white.
Диапазон звучания предлагаемого инструмента от 68,303 Гц в басу и заканчивается на дискантовой ноте с частотой 2959,988 Гц, тогда как в обычном фортепиано диапазон звуковых частот от 27,5 Гц до 4186,0 Гц (например, mcstore.ru/pamiatka_muzikantu_chastoti_chastoti_kotorie_polezno_pomnit.htm). Это привело к необходимости изменения струнной одежды фортепиано, а именно к необходимости подобрать новые струны по толщине при заданной длине струн, уже реализованной в пианино «Лирика», и к необходимости заменить струны на указанные новые. Для уравнения силы звука в нижнем регистре клавишам с номерами с 1 по 13 соответствуют струны, обтянутые медной проволокой. В среднем регистре каждой клавише с номерами с 14 по 31 соответствует хор из двух струн, в верхнем регистре каждой клавише с номерами с 32 по 88 соответствует хор из трех струн, настроенных в унисон.The sound range of the proposed instrument is from 68.303 Hz in bass and ends on a treble note with a frequency of 2959.988 Hz, whereas in an ordinary piano the range of sound frequencies is from 27.5 Hz to 4186.0 Hz (for example, mcstore.ru/pamiatka_muzikantu_chastoti_chastoti_kotorie_polezno_pomnit.ht . This led to the need to change the string clothes of the piano, namely to the need to pick up new strings in thickness for a given string length already implemented in the Lyric piano, and to the need to replace the strings with the specified new ones. For the equation of sound power in lower case, the keys numbered 1 to 13 correspond to strings covered with copper wire. In the middle register, each key with numbers from 14 to 31 corresponds to a chorus of two strings, and in the upper register each key with numbers from 32 to 88 corresponds to a chorus of three strings tuned in unison.
Звукоряд Фа-Ом имеет не октавы, а декады (одновременное звучание одноименных ступеней соседних декад), в каждой из которых уже не 12 клавиш и полутонов, как в октаве классического звукоряда, а 16 клавиш и полутонов.The Fa-Ohm scale has not octaves, but decades (simultaneous sounding of the same steps of neighboring decades), in each of which there are no longer 12 keys and half tones, as in the octave of a classical scale, but 16 keys and half tones.
В заявляемом инструменте осталось также 88 клавиш, но из них 38 черных и 50 белых. В результате изменений, касающихся количества и порядка расположения черных и белых клавиш, произведенных в механике клавиатуры, она приняла вид, показанный на фиг. 1.The claimed instrument also has 88 keys, but of which 38 are black and 50 are white. As a result of changes regarding the number and arrangement of black and white keys made in the keyboard mechanics, it took the form shown in FIG. one.
Для данного инструмента появилась необходимость создания новой нотной системы, отличной от общепринятой (фиг. 2). Новый нотоносец с семью линейками вместо пяти, при этом средняя из семи линеек изображена более тонкой, чем остальные, для удобства восприятия. Ключи приняты, как показано на фиг. 2. Введены две дополнительные линии, вместо одной, принятой в обычной системе нотной записи, для перехода между верхним и нижним регистрами. Для обозначения дополнительных ступеней (черных клавиш) могут использоваться привычные диезы, бемоли и другие знаки альтерации.For this instrument, there was a need to create a new musical system, different from the generally accepted (Fig. 2). A new musician with seven rulers instead of five, while the middle of the seven rulers is depicted finer than the rest for ease of perception. Keys are received as shown in FIG. 2. Two additional lines have been introduced, instead of the one adopted in the conventional musical notation system, for the transition between upper and lower case. To indicate additional steps (black keys), the usual sharps, flats and other signs of alteration can be used.
Расчет диаметра струн осуществлялся по формуле D=1740/L*F, где D - диаметр струны, 1740 - постоянная характеристика натяжения струнной одежды пианино «Лирика» (обычно этот коэффициент в разных пианино и роялях колеблется от 1445 до 1800 / например, Авт. свид. СССР №41318, опубл. 31.01.1935/, L - длина струны, F - частота звука).The calculation of the diameter of the strings was carried out according to the formula D = 1740 / L * F, where D is the diameter of the string, 1740 is a constant characteristic of the tension of the string clothing of the piano “Lyric” (usually this coefficient in different pianos and pianos ranges from 1445 to 1800 / for example, Auth. USSR certificate No. 411318, published on January 31, 1935 /, L is the string length, F is the sound frequency).
Частоты звуков 16-ступенчатого звукоряда строятся по аналогии с 12-ступенчатым в геометрической прогрессии от исходной частоты со знаменателем 21/16.The frequencies of sounds of a 16-stage scale are constructed by analogy with the 12-stage one exponentially from the initial frequency with a denominator of 2 1/16 .
Исходной частотой звука f(0) принята частота первой ноты звукоряда Фа-Ом 68,303 Гц. Значение частоты звука каждой последующей i-й ноты рассчитывается по формуле:The initial sound frequency f (0) is the frequency of the first note of the Fa-Ohm scale of 68.303 Hz. The value of the sound frequency of each subsequent i-th note is calculated by the formula:
f(i)=21/16 f(i-1).f (i) = 2 1/16 f (i-1).
В целом значение частоты f(i) ноты 16-ступенчатого ряда в зависимости от номера ступени i можно выразить по формуле:In general, the value of the frequency f (i) of a note of a 16-step series, depending on the number of step i, can be expressed by the formula:
f(i)=2i/16.f (i) = 2 i / 16 .
/ например, Комаров В.М., Татур В.Ю. «Принципы самоподобия и синхронности в музыкальной гармонии» http://www.trinitas.ru/rus/doc/0202/010a/02020020.htm // for example, Komarov V.M., Tatur V.Yu. "The principles of self-similarity and synchronism in musical harmony" http://www.trinitas.ru/rus/doc/0202/010a/02020020.htm /
Таблица звуковых частот звукоряда Фа-Ом, реализованная в заявляемом музыкальном инструменте, представлена в таблице 2.The table of sound frequencies of the Fa-Ohm scale implemented in the inventive musical instrument is presented in table 2.
В качестве наглядной иллюстрации отличия и сходства классического звукоряда и звукоряда Фа-Ом приведена таблица 3.Table 3 is given to illustrate the differences and similarities between the classical scale and the Fa-Ohm scale.
Видно, что интервалы частот между соседними ступенями (полутона) в звукоряде Фа-Ом по абсолютному звучанию несколько меньше или «тоньше», чем полутона классического звукоряда.It can be seen that the frequency intervals between adjacent steps (semitones) in the Fa-Ohm scale in terms of absolute sound are somewhat smaller or “thinner” than semitones of a classical scale.
Экспериментальные исследования звучания заявляемого фортепиано выполнялись в ООО «Музыка» (Москва, ОГРН 1037717008526), специализирующемся на производстве музыкальных инструментов. Звуковые частоты в процессе указанных исследований измерялись и фиксировались с помощью прибора с программным обеспечением тюнер INS_Tuner для IOS. Исследованиями подтверждено, что диапазон звучания инструмента охватывает пять с половиной условных «декад» от звука с частотой 68,303 Гц до звука с частотой 2959,988 Гц. Основой нового звукоряда является частота звука 369,997 Гц, соответствующая ноте Фа-диез классического звукоряда. Интервалы частот между соседними ступенями (полутона) в новом звукоряде по абсолютному звучанию меньше или «тоньше», чем полутона классического звукоряда. Инструмент с новым звукорядом реализует 16-ступенчатый равномерно-темперированный музыкальный строй. Фортепиано может быть рекомендовано к принятию в эксплуатацию.Experimental studies of the sound of the claimed piano were carried out in LLC “Music” (Moscow, OGRN 1037717008526), specializing in the production of musical instruments. Sound frequencies during these studies were measured and recorded using an instrument with tuner software INS_Tuner for IOS. Studies have confirmed that the instrument’s sound range covers five and a half conditional “decades” from sound with a frequency of 68.303 Hz to sound with a frequency of 2959.988 Hz. The basis of the new scale is the sound frequency of 369.997 Hz, corresponding to the F-sharp note of the classical scale. The frequency intervals between adjacent steps (semitone) in the new scale in absolute sound are less or "thinner" than the semitone of a classical scale. The instrument with a new scale implements a 16-step uniformly-tempered musical system. Pianos can be recommended for commissioning.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015139407A RU2624346C2 (en) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Piano |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015139407A RU2624346C2 (en) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Piano |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015139407A RU2015139407A (en) | 2017-03-17 |
RU2624346C2 true RU2624346C2 (en) | 2017-07-03 |
Family
ID=58454436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015139407A RU2624346C2 (en) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Piano |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624346C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6875909B1 (en) * | 2001-11-09 | 2005-04-05 | Reynaldo A. Cruz | 92 key piano |
RU2357299C2 (en) * | 2006-12-14 | 2009-05-27 | Василий Васильевич Подгайный | Unconventional piano keyboard |
JP3179276U (en) * | 2012-03-28 | 2012-10-25 | 深▲せん▼市中▲かい▼▲しん▼科技有限公司 | Separate and foldable integrated piano |
WO2014089666A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Jean Letendre | Descriptive memory |
-
2015
- 2015-09-16 RU RU2015139407A patent/RU2624346C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6875909B1 (en) * | 2001-11-09 | 2005-04-05 | Reynaldo A. Cruz | 92 key piano |
RU2357299C2 (en) * | 2006-12-14 | 2009-05-27 | Василий Васильевич Подгайный | Unconventional piano keyboard |
JP3179276U (en) * | 2012-03-28 | 2012-10-25 | 深▲せん▼市中▲かい▼▲しん▼科技有限公司 | Separate and foldable integrated piano |
WO2014089666A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Jean Letendre | Descriptive memory |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015139407A (en) | 2017-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Stange et al. | Playing music in just intonation: a dynamically adaptive tuning scheme | |
Nicholson et al. | Fundamental Principles of Just Intonation and Microtonal Composition | |
RU2624346C2 (en) | Piano | |
Turner | On representing consonance structures | |
Hardegree | Scales in music | |
US1839244A (en) | Neckless guitar-mandolin | |
Carr et al. | The Mathematics of the Harp: Modeling the Classical Instrument and Designing Futuristic Ones | |
Clader | Why twelve tones? The mathematics of musical tuning | |
US7807908B1 (en) | Method for automatic real-time variable performance intonation of chromatic instruments | |
Song et al. | Uncovering the differences between the violin and erhu musical instruments by statistical analysis of multiple musical pieces | |
Fallowfield | Cello multiphonics: technical and musical parameters | |
Watkins | Some interesting mathematics in music (for senior school students) | |
Sabat | On Ben Johnston’s Notation and the Performance Practice of Extended Just Intonation | |
Ryan | Mathematical harmony analysis | |
WO2012177178A1 (en) | Musical instrument | |
Li | The effect of inharmonic and harmonic spectra in Javanese Gamelan tuning (1): a theory of the Sléndro | |
Brook | Synergy of Form, Rhythm, and Orchestration in Three Microtonal Compositions | |
Mueller | MUSC 1100: Textbook | |
Walker | Constructus Profanem | |
Sabat | Pantonality Generalised: Ben Johnston's Artistic Researches In Extended Just Intonation | |
Kelevedjiev | Optimization of music digitization | |
Konar | The Sounds of Music: Science of Musical Scales: II: Western Classical Music | |
Schneider | A Non-Pythagorean Musical Scale Based on Logarithms | |
Fan | Seminar Notes: The Mathematics of Music | |
AU2016100762A4 (en) | Polytonic Instrument Chord Number Algorithm |