Frage:
Warum sind Klaviere im Extremfall traditionell "verstimmt"?
Michael Slade
2013-12-19 19:53:21 UTC
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Mein Verständnis ist, dass die überwiegende Mehrheit der westlichen Musik das gleiche Temperament verwendet, dh alle Halbtöne haben ein Frequenzverhältnis der 12. Wurzel von 2. Allerdings kann ich in meinem Klavier hören, dass die Noten an den tiefen und hohen Extremen der Tastatur liegen sind immer etwas außerhalb der Tonhöhe. Es scheint, dass die niedrigsten Noten leicht flach und die höchsten Noten leicht scharf sind. Dies ist ein Digitalpiano von Roland, also müssen sie dies absichtlich tun. Warum ist das? Ich nehme an, normale Klaviere sind auch so - wird es absichtlich gemacht oder ist es eine historische Sache?

Normalerweise werden Klaviere in die andere Richtung gestimmt, dh hohe Töne werden scharf und niedrige Töne flach gestimmt. Siehe [Railsback-Kurve] (http://en.wikipedia.org/wiki/Railsback_curve#The_Railsback_curve). Vielleicht folgt Ihr Digital nicht dem und klingt daher so, wie Sie es Ihnen beschreiben?
Ja, die Railsback-Kurve. Ich wusste, dass es einen Namen dafür gab. Ich habe nur vergessen / konnte nicht hören, in welche Richtung die Abweichung war.
Der richtige Begriff für diese Praxis bei Klavieren heißt "Stretched Tuning". http://en.wikipedia.org/wiki/Stretched_tuning
Fünf antworten:
#1
+56
Édouard
2013-12-20 22:07:19 UTC
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Es gibt physikalische und psychoakustische Gründe dafür.

Eine vibrierende Saite, die von ihren beiden Extremitäten gehalten wird, kann nur bei bestimmten Frequenzen (Zyklen pro Sekunde, ausgedrückt in Hertz, dh 440 Hz = 440 Zyklen / Sekunde) vibrieren ), die sich auf die Eigenschaften der Saite bezieht (z. B. ihr Gewicht pro Längeneinheit, ihre Flexibilität ) und wie sie verwendet wird (z. B. die vibrierende Länge - die vom Instrument und vom Spieler festgelegt wird; Wie viel Kraft wird verwendet, um es zu spannen? So stimmen Sie ein Saiteninstrument. Diese werden als Partials bezeichnet.

Für eine ideale Saite, dh eine Saite, die keinen Widerstand gegen Biegen oder Rollen bietet, gibt es eine niedrigste Frequenz, bei der die Saite vibrieren kann. das fundamentale ; Jede andere Frequenz, bei der die Saite vibrieren kann, ist ein Vielfaches dieser Frequenz. Diese besonderen Fälle von Partials werden als Harmonics bezeichnet.

Beispielsweise kann die Saite eines mittleren A im Klavier mit 440 Hz, 880 Hz = 2 * 440 Hz, 1320 Hz = 3 * vibrieren. 440 Hz, 1760 Hz,… Wenn Sie die Saite mit dem Hammer schlagen, vibriert die Saite normalerweise mit einer Kombination mehrerer dieser Frequenzen.

Gehen Sie jetzt eine Oktave höher. Die Grundwelle dieses A ist 880 Hz, mit Harmonischen bei 1760 Hz, 2640 Hz, 3520 Hz, ... Wie Sie sehen können, sind die Harmonischen des höheren A alle Harmonische des niedrigeren A. Somit klingen sie genau zusammen.

Im mittleren Bereich des Klaviers können seine Saiten ziemlich genau als perfekt angesehen werden, und Partials sind in der Regel echte Harmonische.

Wenn Sie jedoch in die extreme Reichweite des Klaviers gehen, ist dies nicht mehr der Fall. Die schwere Saite der tiefen Noten kann nicht so leicht gerollt werden (sie sind zu groß ). Dies bedeutet, dass die Teiltöne keine Harmonischen mehr sind. Zum Beispiel (völlig fiktiv und wahrscheinlich sehr ungenau) könnten die Frequenzen eines auf 55 Hz eingestellten niedrigen A 115 Hz anstelle von 110 Hz, 172 Hz anstelle von 165 Hz betragen. Dies bedeutet jedoch, dass Sie ein niedriges 55 Hz A mit dem A eine Oktave höher spielen , 110Hz, nun, es gibt gleichzeitig eine 110Hz-Vibration (das höhere A) und eine 115-Vibration (vom niedrigen A). Diese Konflikte und Sie können hören, dass etwas verstimmt ist (Sie könnten z. B. ein 5-Hz- schlagen hören ).

Um dies zu vermeiden, ist das Tief A ist flach gestimmt, sagen wir bei 52 Hz, mit Partials (immer noch fiktiv) bei 110 Hz, 167 Hz, ... Wenn Sie jetzt das niedrige A alleine spielen? Die Grundfrequenz liegt bei 52 Hz, was Ihr trainiertes Ohr möglicherweise als etwas flach wahrnimmt. Aber wenn du beide als zusammen spielst? Jetzt gibt es viel weniger Konflikte zwischen ihren Teilbereichen. Sie klingen zusammen gut .

Gleiches gilt für den hohen Bereich des Klaviers: Die sehr dünnen, stark eingeschränkten Saiten sind weit von einer idealen Saite entfernt. Ihre Teiltöne sind auch keine echten Harmonischen. Sie stimmen sie also scharf ab (noch einmal auf Ihr trainiertes Ohr ), um sicherzustellen, dass sie zusammen mit den unteren Saiten gut klingen.

Ich würde denken, dass der beste Weg, ein Klavier stimmen zu lassen, darin besteht, jede Taste auf ihrer tatsächlichen (nicht fiktiven) Frequenz zu halten. Dies liegt an der Konsonanz. Dies geschieht meistens in Intervallen, in denen es sich um eine perfekte Oktave handelt. Wenn Sie G # und A eine verringerte Oktave auseinander spielen, dann haben Sie viel Dissonanz und sehr wenig Konsonanz. Dies gilt unabhängig von der Oktave. Auf meinem Klavier klingen nur die tiefen und nicht die hohen Noten mit A im Subkontra verstimmt und klingen wie G. C in der 5. Oktave auf meinem Klavier klingt genauso wie C wie das mittlere C oder C in der 3. Oktave und klingt nicht scharf
Und der mechanische Grund, warum die extremen Saiten nicht ganz harmonische Teiltöne haben, ist, dass sie für ihre Länge dick sind, eher wie eine Xylophonstange als eine Gitarrensaite. Die Basssaiten sind mit einer Wicklung aus schwerem Kupfer verdickt (sonst wären sie fünfzig Fuß lang). Die extremen Höhen sind (relativ) dick, weil eine dünnere Saite aus etwas Starkem wie Spectra oder Graphen durch den Hammer schneiden würde, anstatt die Energie des Hammers zu absorbieren.
Warum sind die Harmonischen wichtiger als die Grundwelle?
@user6591 Ich bin mir nicht sicher, ob ich verstehe, was du meinst. Die Harmonischen sind nicht wichtiger als die Grundwelle. Was wichtig ist, ist, dass die Harmonischen niedrigerer Noten mit den Grundtönen höherer Noten übereinstimmen, wenn Sie einen Akkord spielen. Wenn dies nicht der Fall ist, klingt das Klavier verstimmt.
@ Édouard oh. Ich glaube ich habe dich. Das Bass-Fundament ist viel niedriger, es spielt also keine Rolle, ob es von der höheren Note abweicht. Während die Harmonische dieser Bassnote der Grundtonhöhe der höheren Note entspricht, müssen sie gleich sein. Ist das korrekt?
Stretch-Tuning (trotz der Meinung von Caters :-) wird durchgeführt, weil es besser klingt, nicht weil es schlechter klingt. Wenn Dinge, die an echten Instrumenten funktionieren, auf elektronische Simulationen übertragen werden, klingen sie manchmal seltsam.
Dies ist eine ziemlich gute Antwort, aber ich bin mir nicht sicher, ob die mittleren Saiten harmonischer sind als die oberen.
@user5691 Die Harmonischen sind wichtiger als die Grundwelle, da das Ohr sehr empfindlich auf Diskrepanzen zwischen hohen Frequenzen reagiert. Ein 1800-kHz-Ton kommt einem 1805-kHz-Ton sehr nahe. Der Bruchfehler beträgt nur 0,2%. Die ** Beats ** werden jedoch durch den arithmetischen Unterschied definiert: 5. Sie hören nervige fünf Beats pro Sekunde, wenn diese Töne zusammen gespielt werden. Ein 180-Hz-Ton und ein 180,5-Hz-Ton haben den gleichen Fehler, aber wenn sie zusammen gespielt werden, hören Sie alle zwei Sekunden nur einen Schlag.
Ich wusste über Stretch-Tuning Bescheid, aber nicht über die Physik dahinter. Apropos Physik, wo der Hammer auf die Saite schlägt, beeinflusst auch die Harmonischen. Bei einem "mechanischen" Klavier befinden sich die Hämmer nur in der für die mittleren Oktaven relativ optimalen Position. Die Hämmer sind zu weit in der Saite für die hohen Noten und nicht weit genug in der Saite für die tiefen Noten. Dies stört wiederum die relativen Lautstärken der verschiedenen Harmonischen.
#2
+7
Mark Cerisano RPT
2014-04-01 21:20:55 UTC
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Oktaven auf einem Klavier sind nicht rein gestimmt.

Aufgrund der Inharmonizität sind die höheren Teiltöne einer einzelnen Klaviersaite etwas schärfer als die Theorie vorhersagen würde.

Ideale harmonische Reihe über 100 Hz (Hertz): 100 200 300 400 usw.

Tatsächliche harmonische Reihe über 100 Hz (Annäherung): 100 200,05 300,2 400,6

Je höher das teilweise; Je schärfer die Tonhöhe.

Kürzere Klaviersaiten haben eine höhere Inharmonizität.

Damit eine Oktave im Einklang klingt, müssen alle Teiltöne jeder Note so gut wie möglich aufeinander abgestimmt sein.

Wenn der 2. Teil der Kopfnote dem 4. Teil der unteren Note entspricht, spricht man von einer 4: 2-Oktave.

In der Melodie sind die Oktaven 2: 1 breit, was bedeutet, dass die Frequenzen der Noten etwa 100 Hz und 200,2 Hz betragen würden. Der Höhepunkt dieser etwas schärferen Kopfnote ergibt scharfe Höhen und flache Bässe, dies ist jedoch relativ zu einem Tuner ohne Dehnung. Die Oktaven klingen gut.

Ich denke, dass das Problem technisch gesehen nicht so sehr darin besteht, dass Teiltöne scharf sind, sondern dass alle Frequenzen, einschließlich der Grundwelle und der Teiltöne, flach sind, was die Theorie vorhersagen würde, aber die Auswirkung auf die Grundwelle ist relativ gesehen größer als auf die Teiltöne, so dass sie am Ende "weniger flach" sind.
Da die Tonhöhe einer Saite in diesem Fall durch eine empirische Messung bestimmt wird, nicht durch Messen der Saitendimensionen und der Spannung, ist der Unterschied in diesem Fall wirklich nur semantisch.
#3
+5
Lolo
2015-07-14 20:26:47 UTC
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Edouard lieferte eine perfekte Erklärung. Ich muss dem nichts hinzufügen. Nur ein paar Kommentare:

  • Ich wäre sehr überrascht, wenn Ihr Digitalpiano mit scharfen und flachen hohen Noten gestimmt wäre. Vielleicht haben die Samples, die Roland für die hohen Töne verwendet, besonders starke (flache) Harmonische und Sie sind dafür empfindlich? Es wäre interessant, wenn Sie einen Adigital-Tuner nehmen oder einfach eine Tonhöhenanalyse aufzeichnen und durchführen könnten, um festzustellen, wo die Grundlagen mit den anderen Oktaven verglichen werden.

  • Sie fragen, ob es historisch ist. Ich denke nicht, dass wir gut gerüstet sind, um die Antwort auf diese Frage zu kennen, da die Leute vor einiger Zeit nicht die Werkzeuge hatten, um dies zu beurteilen: Sie würden ihren Ohren bei der Abstimmung vertrauen und ob sie am Ende eine Stretch-Abstimmung hatten oder nicht Wir werden es nie erfahren: Einige Tuner dehnen Instrumente natürlich nicht einmal, bis jemand ihnen zeigt, was der Frequenzanalysator sagt - Frequenzanalysator, der möglicherweise eigene Fehler aufweist, da die Grundlagen keine sehr deutliche Spitze sind, insbesondere für tiefe Töne.

  • Aber ich denke, wir können sagen, dass Dehnen subjektiv und kulturell ist. Die Streckentechnik, die die nicht harmonischen Teiltöne kompensieren soll, ist letztendlich Geschmackssache, da sie davon abhängt, wie empfindlich Sie gegenüber diesen Harmonischen im Vergleich zum Grundton sind. Ich habe zum Beispiel festgestellt, dass Klavierstimmer in den USA die Stimmung viel stärker beeinträchtigen als europäische. Ich bin Franzose und lebe in den USA. Zu gedehnte Stimmungen lassen mich zusammenzucken.

  • Zuletzt gibt dieser Beitrag einige interessante Einblicke aus der Perspektive eines Tuners zum Dehnen. Ich war froh zu lesen, dass die Überdehnung einer alten Klavieraufnahme ihm Schmerzen bereitete. Offensichtlich viel Subjektivität zu diesem Thema am Ende des Tages.
#4
+4
user61682
2015-06-26 00:46:44 UTC
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Jede einzelne Saite erzeugt beim Klingeln Harmonische. Bis zu acht Stimmen a C würden C C G CEG Bb und C erzeugen, im Wesentlichen einen dominanten 7. Akkord. Die unteren Partials sind aufgrund der das Volumen beeinflussenden Saitenlänge lauter als die oberen Partials. Ein längerer Teil der vibrierenden Saite ist lauter. Für eine temperierte Stimmung müssen Oktaven und Quinten gut klingen, während die anderen schwächeren Beziehungen leicht ausfallen können. Unser Gehirn interpretiert wackelnde große Drittel eher als Schimmer als als ernsthaftes Aus, da dies beispielsweise in der Oktave deutlicher erkennbar wäre. Die oberen Teiltöne klingen scharf im Vergleich zu dem, was wir als richtiges Stimmen bei temperiertem Stimmen definieren. Die Schärfe ist natürlich, würde uns aber daran hindern, in verschiedenen Tonarten zu spielen. Wenn eine obere Note leicht flach ist, interpretiert Ihr Gehirn dies als unnatürlich und objektiert mehr als eine obere Note, die leicht scharf ist. Noten haben einen bestimmten Schärfebereich, bevor sie unangenehm werden. Wenn Sie einen Root und einen fünften auf einer Gitarre spielen, können Sie den fünften ganz leicht scharf biegen und es klingt immer noch in Ordnung. Das Problem mit dem Klavier ist, dass, wenn Sie die tiefen Noten auf die Standardtonhöhe stimmen, die oberen Noten bei der Standardtonhöhe leicht sauer klingen. Daher sollten die am häufigsten verwendeten Noten im Mitteltonbereich die Standardtonhöhe haben, damit die oberen Noten durch leichte Schärfe gesüßt und die unteren Noten aus demselben Grund leicht flach gestimmt werden können. Dies würde den natürlichen Zustand der Dinge nachahmen. Die Länge der Schnur und die Dicke spielen ebenso eine Rolle wie oben erwähnt. Dies ist im Allgemeinen der Grund, warum kurze Klaviere im tiefen und hohen Bereich im Vergleich zu einem Flügel nicht so gut klingen.

Verwechseln Sie nicht gleiches Temperament mit Inharmonizität. Das ist einfach. Drittel schlagen sogar in Pfeifenorgeln, die keine Inharmonizität haben.
#5
+3
Brian bulkowski
2019-01-25 13:45:21 UTC
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Nur eine Sache zum Hinzufügen.

Es gibt eine große Anzahl historischer Klavierstimmungen. Ein Kommentator sagte, dass sie dachten, dass die Verwendung der "tatsächlichen" Stimmung besser klingen würde. Das ist als mittleres Temperament bekannt und war die häufigste Stimmung vor Bach. Der Wikipedia-Eintrag enthält eine vernünftige, aber abgekürzte Aussage mit Links zu den verschiedenen Stimmungen.

Weniger klar ist die Tatsache, dass verschiedene Tasten launisch oder hell klingen, aber nur mit der Frequenz zu tun haben, aber wo es liegt im Quintenkreis für eine bestimmte Stimmung. Sobald Sie dies erkennen, stellen Sie fest, dass ein bestimmtes Musikstück für eine bestimmte Stimmung geschrieben wurde, und Sie müssen mehr als einen 440 oder einen 397 kennen.

Wenn Sie als Streicher ausgebildet sind, wie z Ich ignoriere diese Effekte oft, bis Sie einige Jahre vorankommen. Irgendwann wird Ihnen beigebracht, bestimmte Noten, insbesondere 3s und 7s, anzuheben und abzusenken, damit sie „richtig klingen“. Dies bedeutet, dass Sie anhand der Noten verstehen müssen, welcher Akkord um Sie herum impliziert oder gespielt wird. Diese App können Sie anheben und nur ein paar Hertz senken. Dies ist auch der Grund, warum indische Musik diese Effekte in das Shruti-System einbezieht, das 22 Werte pro Oktave enthält, sodass der Autor notieren kann, was hoch und niedrig geht, ohne dass der Interpret mentale Gymnastik benötigt.

Die Orgel der Stanford University ist ungewöhnlich, dass es zwei Sätze von Rohren hat und in zwei verschiedenen Stimmungen ist. Sie können immer nur eine Stimmung gleichzeitig spielen, aber es ist schnell zu wechseln ... Ein riesiger Hebel.

Mit digitalen Klavieren (Samplern) können Sie häufig Patches in verschiedenen Stimmungen laden, was sich hervorragend eignet spielen, was wir jetzt Periodenmusik nennen.



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