55b Response and Resonance(1) C(66Hz) Test Unit

[ Mar/30/2019 ]     Labels: 55.Response

 
Some characteristics for (cello-)response were studied by using a handmade(test) unit and playing mainly C(66Hz) mezzo-piano spiccato.
The first reports are as follows:
(1)This unit has no tailpiece. C-string is tied directly to the tail-pin and linked to endpin. Although over a hundred measurements, any obvious propagation delays could not be detected at all. The endpin starts to vibrate with measurement unit synchronously.
On the other hand on a real cello, cello players acctually know slow responses/some resistance on C string. Strings actually resonate with the endpin, but it is 'indirectly', via bridge, top plate, bouts or via tailpiece. This indirectness probably brings a slow response/resistance to cello.
(2)From the beginning, a component part of cello, such as string, shares the vibration with neighboring component parts and resonates.
E.g. Pizzicato: (see data A) We can see 1 vibration during 15.2ms(period), and around 4 vibrations on endpin.
Spiccato: (see data C,D,F) Unit body takes 5 vibrations /period. String--unit--endpin changes their vibration pattern according to mainly endpin's length, materials(density) etc. like as 1:5:9, 1:9:9, 1:9:14..
Titanium(300mmL) endpin took a remarkable resonance(see data F). If 5-homogeneous-beat occupies whole space and C(15.2ms) fundamental vibration misses, player may hear an E(331Hz) tone in the noise.
(3)According to adopting a heavy endpin, it will be getting hard work to create a clear C(66Hz) vibration on the floor.
We need to keep our eyes on this point(i.e. to preserve the fundamental vibration waves) hereafter when we develop a better solution.

試作した振動テスト装置にC線を張って、mpでスピッカート(弓で軽く短く弾く)し、発生する振動を調べた。
観察結果(その1)として、
(1)測定装置では、C線弦の一端がユニットの底板経由でテールピンに直接結ばれている。多くの回数測定したが、すべてでほぼ瞬時にエンドピンとの共振が発生していて開始タイミングの遅れは確認できなかった。
実際のチェロ(特にエンドピンを付けて床置きした時)では、レスポンスの遅れや右手への負荷が体験される。その理由は、実際のチェロでは弦とエンドピンが振動を共有するにも関わらず、振動の相互の伝達が間接的(胴体やテールピース経由)で行われることが理由であると考えられる。
(2)弾き始めの段階においても一つの部材(例えば弦)は、隣り合う部材(装置ではエンドピンや底板)とリアルタイムで共振している。
例えば、ピチカートの場合は弦や装置がC(66Hz)の周期に対して1回共振し、床置きされたエンドピンは概ね4回振動していた。スピッカート(弓弾き)では、装置は(1周期当たり)5振動がベースになってくる。共振するエンドピンの長さ・材質・質量などによりその比率は、(1:)5:9、(1:)9:9、(1:)9:14、というように変化しているようである。エンドピン長さ=300mmのチタンエンドピンでとくに大きな共振が見られた。低密度の木の棒とカーボンエンドピンは似た波形(挙動)であった。
ちなみに、周期15.2198msに5拍を均等に入れた場合は、E(331Hz)にほぼ相当する振動となる
(3)もう一つ特筆すべきなのは、低密度・軽量の棒やエンドピンではC(66Hz)の基音振動がはっきり見られた(C音が効率よく発生できることを意味する)のに対して、高密度・重量の金属エンドピンでは、C(66Hz)の基音振動が顕著でなくなり雑音(例えば5振動の共振動・または摩擦振動)の中に埋没していく(=うまくC音を発音できない)傾向が観察された。C(66Hz)の基音振動が確認できた比率を表にした。
特に低音域でのチェロの響きの改善効果を考えるとき、この基音振動波に着目することが有効そうだ。