63. Memo for wolf tones

[ 06/17/2018 ]     Labels: 63.Wolf tone

 
Data(1) to (4) show some exact extincting moment of wolf tones. Especially the intensity of wave looks almost die down briefly at data(1) to (3). Whereas spiral-like continuation was seen in data(4).

At this observation, wolf-tones occurred around at 6.0ms period(i.e. E tone). Many usual E cases, the waveforms show a pure form like a sine curve. If a new E note is bowed by a cello player, (and if the pitch is slightly shifted, and the sound is bulldozed), probably the top plate of cello has to be given up the current vibration(/frequency) and then succeeded to another newborn vibrations. It is like an unanimous society without opposing opinions. There should be no triggers to change the pace in their current inertial vibrations.

In data(1) and (2), at just the receding moment, we can find some new seeds for a new pitch.
The old tone(A) and the new tone(C) look slightly different in frequency.
The receding period(B) seems to be prolonged because it has to contain a transition time. As a result, player might also hear a grace note from D#, D, C# or thereabouts with sudden crescendo, it will be so annoying.

On the other hand, data(4) might suggest some hints to mitigate the wolf tone. Some bowing skills or wolf eliminators will help to avoid to make up a flawless E sine curve. Data(4) rather has a minor shift from original E frequency at the wolf point.

ウルフトーン(音が消滅する瞬間)をオシロスコープで見ると、ほぼ消滅した後に復活しているdata①～③と、消滅途中ですでに新たな再生が起きている場合(data④)がある。
観察したチェロの場合、ちょうどE音(周期=6.0ms)付近で表板が全体共振し、サイン曲線のようなシンプルな振動をしていることがわかる。もし奏者がこの周波数とわずかに異なったピッチで演奏すると、楽器は許容することができず、自らのピッチの振動を消滅させた後に後継の新ピッチの振動をスタートさせることになる。つまり、路線を修正可能なトリガーを持たない全会一致社会では、自らを消滅させることでしか新たな社会を生み出せない。これがフルフトーンの実像のようだ。
DATA①②では消滅する直前にあらたなピッチの種が生成されているのが観察される。この時旧音(A)と新音(C)でわずかに周波数が変化しているように見える。
この切り替わりの数周期(B)のみを見ると切り替わりの影響のため一時的に平均周期が長くなっていると見ることができる。奏者にとっては、ちょうど C#,D,D#などからの(しかもppまたは無音からの)気味悪い装飾音がかかったように感じるかもしれない。
観察データの中には、data④のように完全に音量が消滅する前に新たなE音が生み出される場合もある。演奏テクニックやウルフキラーなどにより何がしかのトリガーを利用しながら、(少しずらした位相を生成しつつ)ウルフを軽減できる可能性があることを示している。この④の場合、ピッチ変化は比較的に少ない。

20. Vibration of endpin (Carbon, Titanium)

[ 06/12/2018 ]     Labels: 20.Vibration-Video

 
When the both ends of an endpin are fixed, the rod resonates with destined tones and the overtones.
A carbon 10mmD 32cmL endpin and titanium 10mmD 30cmL are also resonate with C(66Hz) mezzo forte pizzicato.

SONY cybershot RX100-4 slow-motion camera

20. Vibration of endpin (mf pizz, 32 times slower)

[ 06/08/2018 ]     Labels: 20.Vibration-Video

 
Endpin (particularly such as: steel pipe 10mmD, 35cmL below tail-pin, anchored on floor) resonates with C(66Hz) mezzo forte pizzicato. See 32 times slower video.
In this video, 125-tempo vibration --> 125 x 32 / 60 --> 66Hz(i.e. C fundamental vibration)

63. Wolf tone and D to G tones

[ 06/06/2018 ]     Labels: 63.Wolf tone

 
Let's try to glance at the waveforms of D to G sound on G string(of cello) that played by down-bowing.
In accordance with shifting from D to G note, the period time shortens as 7 millisecond to 5, and waveforms also changes, and the number of vibration in the period also changes. However at around 166Hz(period=6ms, E note), waveform takes a simple sine-curve-like form, sometimes accompanied with wolves.

In many usual cases, top-plate's vibration(/fundamental vibration) shifts by giving way the role to another secondary vibration. But E vibration (..in this case/instrument..) cannot allow any other sub-fundamental nor any diversity chances. The old(/anachronistic) pitch seems to be died and hand over to the other newborn pitches(/vibration timing). 
Some people may say it should be understood as 'interference and beat issue'. As long as we observe the oscilloscope data, the truth seems a little bit different from 'interference'. This phenomenon must be depending on the cello(/top-plate)'s structure and materials. We will focus on a 'sound disappearing moment' of the wolf tone later.

A steel pipe endpin(10mmD, 30 cmL under tail-pin) was adopted during this measurement, the endpin well resonated at D or D# and F or F# note.

CelloのG線上の D→G音の波形を並べた。この順で周期(基音-基音の時間)が約7ミリ秒→5ミリ秒と短くなる。
この1周期の間に多くの場合複数の振動(2次的な各音)を含んでいるが、その振動波形パターンも変化していく。
周期-6ms、166Hz(E音)付近で、複雑な波形はサイン曲線のようなシンプルな振動に代わり、同時にウルフトーンを発生させる。
E音(付近)以外では波形がシフト・変身しながら連続して音を生成できるのに対して、E音(付近)ではシフトすることができず、一旦自らを消滅させた後新たなトーンとして再出発している姿がみえてくる。この不連続がフルフトーンの正体のようだ。
干渉とうなりの話とは少し違っていそうだ。次回の投稿では、このウルフ部分をさらに拡大してみてみよう。

一方、この測定では、10mm径の30cm長さのスチールパイプエンドピンを使用して、ダウンボーイングで行ったが、特定の音(D-D#、f-F#)に対してエンドピンが共振する現象が見られた。

63. Wolf tone samples

[ 05/29/2018 ]     Labels: 63.Wolf tone

 
We have already watched many A, D, G and C tone waveforms on an oscilloscope. Almost of these waveforms consist of a main fundamental and some other secondary(same tone) vibrations. Can any single/pure sine-curve-like vibration does exist on our cello?
In conclusion, such a pure curve seems only seen around E notes(166Hz, period =6ms), however this distinctive behavior relates to a wolf tone. Wolf tones seem to be related simply with the vibrations of top plate, not with the endpin nor the floor.
Let's take a glimpse of D, D#, E, F, F#, G waveform on G-string later.

CelloのA,D,G,C音の波形を見てきたが、ほとんどの場合、基音のほかに2次的な振動を含んでいた。
単一な振動波形のみで形成される音はあるのだろうか。チェロのウルフトーンを見てみよう。
結論的にいえば、主にE音(166Hz、周期6ミリ秒)付近でのみ単一・純粋なサインカーブに似た振動波形が見られるようであり、これは同時にウルフトーンと関連があるようだ。またこの現象はエンドピンや床などの影響によるものでなく、純粋に表板の振動と関係がありそうだ。
G線上の D, D#, E, F, F#, G音(arco)を詳しく見てみよう。

523. Let us remind ..(3)

[ 05/16/2018 ]     Labels:  95.Video & Study1

 
Anchored endpin distinctively resonates with specific notes. They are destined by their pin material, the length and the integer ratio.

2点を固定されたエンドピンは特定の音に共振します。その音はエンドピンの材質・長さ・振動の整数比によって決まります。

70g. Endpin's favorite frequency

[ 03/26/2018 ]     Labels:  50.Endpin

 
When a cello is anchored on the floor and the endpin is struck by a stick, cello emits a pure sound, like a tuning fork with resonance box.
Four endpins(Carbon-10mmD, Steel pipe-10mmD, Titanium-10mmD) were compared at four lengths(24cm, 27cm, 30cm, 33cm). 
The results are:
(1)Endpin takes a specific favorite vibration frequency that seems mainly depend on materials and length. There must be a linear relationship with endpin length.
(2)On the above conditions, the resonant frequencies are almost corresponding to  A-note(442Hz) to A-note(221Hz) on A-string of cello.
The influence might not be estimated so serious, however some effects are expected such as prolonged echo, muting, or interference beats.

床置きしたチェロで、エンドピンを軽く叩いて、共鳴する振動・音(エンドピン、テールピース、f孔からの音)を比較した。その結果、
(1)共鳴する周波数(または周期、音程)は、材質と長さによって決っているようである。(固定値、エンドピン長さにより直線的に変化する)
(2)共鳴する周波数は、ほぼチェロのA線音域(A:442～A:221付近)であった。
チェロ胴体の振動に対して影響は大きくないかも知れないが、共振・逆にミュート効果・うなりなどの何がしかの影響を及ぼしている可能性があることを示唆しています。

 

 

 

70f. Resonance box and tuning fork

[ 03/20/2018 ]     Labels:  50.Endpin

 
The floor reflects the vibrations from endpin, moreover amplifies them by being fixed the tip of endpin.
An anchored cello looks something like an  upside-down tuning fork with resonance box.
When the endpin is struck by a stick, a pure sound, like a sound from tuning fork, can sometimes be heard through f-hole of cello. The tone pitch seems to depend on the length and materials etc. of endpins.
When two points are fixed and gotten a shock, every rod takes a particular vibration frequency, that is called as the fundamental frequency. 
Endpins behave same too.
Four endpins(Carbon-10mmD, Steel pipe-10mmD, Titanium-10mmD) were compared at four lengths(24cm, 27cm, 30cm, 33cm). 

Photo(1) example shows the vibration on tailpiece and endpin when a 110-year-old German cello is mounted 30cm(11.8inch)-titanium-endpin.
Photo(2) shows the sound waveform from f-hole and the vibration on endpin when the cello is mounted 33cm(13.0inch)-steel-pipe-endpin.
They are all resonating and synchronized very well. Coincidentally their period time are the same: 14 times per 50 milliseconds, i.e. 3.57 ms/cycle, 1000/3.57=280, C#(280Hz) tone.

Many digital amplifiers and also karaoke machines ordinary equip "sound effects" such as Delay, Fade, Vibrato, Echo, etc. In the same way, modern cellos might have acquired "self-effects" by getting assistance of endpin and the floor.
 
Before discussing the "effects", we must clarify the favorite frequencies(the fundamental frequency?) of endpins first.

床置きしたチェロ(とエンドピン)は、共鳴箱付きの音叉を逆さにした状態にどこか似ている。
エンドピンを棒でかるく叩いてみると、音叉のように澄んだ響きが胴体から飛び出してくる。
発生音の周波数はエンドピンの材質や長さ(・その他)で異なるようだ。
写真の①は、30cm長チタンエンドピンでの、テールピースとエンドピンの振動
写真の②は、33cm長スチールエンドピンでの、f孔音とエンドピンの振動 です。
純粋でシンプルな波形であり、偶然にどちらも14回/50ミリ秒で振動している。つまり周期=3.57ミリ秒、つまり C#(280Hz)である。エンドピンとよく同期している。
チェロは床置きして2点が固定されると、エンドピン振動が反射・増幅されてみずからにフィードバックされる構造になっている。
デジタルアンプ、カラオケ装置などのデジタル機器では、一般的に「エコー・ビブラート・ディレイ」などの「エフェクト」を付けることができるが、モダンチェロは自動的に自分自身でエフェクトをかけている可能性が強い。
まずは、エンドピンが振動している周波数について調査してみよう。