鋼琴調音

一個男人調音直立的鋼琴

鋼琴調整是調整聲學鋼琴弦的張力的行為,以便弦​​樂之間的音樂間隔調節的。在鋼琴調整的背景下,“曲調”一詞的含義不僅僅是特定的固定音高集。精細的鋼琴調整需要評估音符之間的振動相互作用,這對於每架鋼琴都是不同的,因此實際上需要與任何理論標準的音高略有不同。鋼琴通常被調整為稱為“相等氣質”的系統的修改版本。 (請參閱理論鋼琴調整的鋼琴密鑰頻率。)

在所有調整系統中,每個音高都可以從其與所選固定音調的關係中得出,通常是A440 (440 Hz),音符上方A上方C上方。對於經典的鋼琴和音樂理論,中間C通常標記為中間C如C 4 (如科學音調符號一樣);但是,在MIDI標准定義中,該中間C(261.626 Hz)標記為C 3 。實際上,MIDI軟件可以將中間C標記為C 3 -C 5 ,這可能會引起混亂,尤其是對於初學者而言。

鋼琴調音是由各種獨立的鋼琴技術人員,鋼琴改造者,鋼琴店技術人員和業餘愛好者完成的。可從組織或公會(例如鋼琴技術人員協會)獲得專業培訓和認證。許多鋼琴製造商建議每年對鋼琴進行兩次調整。

背景

鋼琴調諧器的最基本工具包括調音桿(或“錘子”)和靜音
跳動的例證。兩波(紅色,綠色)的總和(藍色)顯示為頻率之一增加。這兩個波最初是相同的,然後綠波的頻率逐漸增加25%。建設性和破壞性干擾會導致產生的波動模式。

許多因素導致鋼琴擺脫曲調,尤其是大氣變化。例如,濕度的變化會影響鋼琴的音調。高濕度會導致音板膨脹,拉伸琴弦並導致音高變鋒,而低濕度則具有相反的效果。溫度的變化也會影響鋼琴的整體音高。在較新的鋼琴中,琴弦逐漸伸展並壓縮木製零件,使鋼琴張開,而在較舊的鋼琴中,調諧引腳(將弦樂保持曲調)可能會變得鬆動,也不會使鋼琴保持調音。頻繁而艱苦的演奏也可能導致鋼琴擺脫曲調。由於這些原因,許多鋼琴製造商建議將新鋼琴在第一年和此後每年兩次進行調整。

通常可以通過特徵性的“ honky tonk ”或敲打聲音來識別出異常的鋼琴。聲音強度的這種波動是兩個(或更多)的音調的結果,這些音調同樣播放了類似的頻率。例如,如果調諧到440 Hz (每秒振動)的鋼琴弦與調諧到442 Hz的鋼琴弦一起播放,則由於兩種聲音之間的構建性和破壞性干擾,因此產生的音調頻率為2 Hz波浪。同樣,如果調諧到220 Hz(440 Hz的諧波)的弦線和以442 Hz調諧的字符串一起播放,則聽到相同的2 Hz節拍。由於鋼琴通常為每個鋼琴鑰匙都有多個字符串,因此必須將這些字符串調諧到相同的頻率以消除節拍。

音符的音調取決於振動的頻率。對於振動字符串,頻率由字符串的長度,質量張力確定。鋼琴弦被纏繞在調節銷周圍,這些銷釘轉動以調節字符串的張力。

歷史

隨著“鋼琴”成為主流,鋼琴音調成為1800年代初的職業。以前音樂家擁有大鍵琴,這很容易調整,音樂家通常會自我調整。早期的鋼琴調諧器接受了鋼琴工廠的培訓和僱用,並且經常經歷了大約5 - 7年的學徒制。早期調諧器面臨著與各種新的和不斷變化的鋼琴和非標準化音高有關的挑戰。

從歷史上看,鍵盤儀器是使用純正的畢達哥拉斯調節的,意味著某個儀器的氣質意味著這些樂器可以在一個鍵或一些鑰匙中“調音”,但隨後在其他鑰匙中會更加不和諧。氣質的發展使固定式儀器在所有鑰匙中都可以很好地發揮作用。約翰·塞巴斯蒂安·巴赫(Johann Sebastian Bach)著名的“脾氣暴躁的克拉維爾(Clavier )”利用了這一突破,並為所有24個主要鑰匙和小鑰匙編寫了前奏和散文。但是,儘管避免了不愉快的間隔(例如狼間隔),但鑰匙之間的間隔大小仍然不一致,因此每個鍵仍然具有自己獨特的特徵。在1800年代,這種變化導致了準氣質的使用增加,其中鍵盤上每對相鄰音符之間的頻率比幾乎相等,從而使音樂在鍵之間不改變音符之間的關係。

鋼琴通常被調整為20世紀初期採用的A440音高標準,以響應廣泛的標準。以前,音高標準已從18世紀後期和19世紀初的A415逐漸增加到19世紀後期的A435。儘管A440通常是標準的,但某些樂團,尤其是在歐洲,使用更高的音高標準,例如A442。

理論

泛音和諧波

振動字符串的示意圖,固定在兩端,顯示前六個普通模式諧波

拉伸的繩子可以以不同的模式或諧波振動,當鋼琴鎚敲打弦時,它會同時激發多個諧波。第一個諧波(或基本頻率)通常是最大的,並確定所感知的音高。從理論上講,較高的諧波(也稱為泛音或部分)在基本頻率的整數倍數處振動。 (例如,一個基本頻率為100 Hz的字符串將在200 Hz,300 Hz,400 Hz等處具有泛音

兩個音高之間的關係稱為間隔,是它們絕對頻率的比率。最簡單的識別和調整間隔是那些音符頻率具有簡單的全數比(例如2:1比率的八度,以3:2的完美第五等),因為這些間隔的諧波重合併在他們不合時宜。 (對於完美的第五,下部音符的第三個諧波與最高音符的第二個諧波一致。)

氣質

大衛·克拉文斯(David Klavins)調整了他的Una Corda鋼琴

“氣質”一詞是指允許間隔進行跳動而不是純正或“僅僅間隔”的調整系統。例如,在同等的氣質中,通過稍微縮小縮小的縮小,通過稍微縮小其上的音高或稍微提高其下部音高,可以通過稍微縮小它來恢復五分之一。

恢復間隔會導致其擊敗。因為振動鋼琴弦的實際音調不僅是一個音高,而是諧波系列中排列的音調,兩個琴弦接近一個簡單的諧波比率,例如在更高的音高下完美的第五節(在其一致的諧波上) ),因為它們的巧合諧波之間的音高有所不同。在可以計算這些頻率的地方,可以通過對脾氣間隔的毆打進行計時來調節​​氣質。

A440調音叉

調整鋼琴的一種實用方法首先是在鋼琴下部範圍內的“氣質”八度音符中調整所有音符。調諧器首先使用外部參考,通常是A440調諧叉(或通常是C523.23調諧叉)來調整起點音高,然後使用脾氣間隔關係在“氣質”中調整其他音符。在調整過程中,通常會評估五分之一,四分之三,三分之二(主要和次要)以及第六分(也是大型和次要),通常以上升或下降的方式進行間隔,以聽到是否達到了均勻的節拍率。

氣質八度完成後,調諧器會調諧鋼琴的其餘部分,從氣質向外鍛煉,並使用八度和其他間隔將每個音符與已經調諧的音符對齊。

下表列出了相同氣質八度音符之間的理論節拍頻率。頂行表示音高的絕對頻率;通常,僅由外部參考確定A440。每個其他數字都表示在氣質八度中,任何兩個音調(與該數字共享的行和列之間)之間的節拍率。可以用節拍器或其他此類設備仔細計時速度速率定時。對於氣質八度的三分之一,很難每秒調整這麼多節拍,但是在設置氣質並將其重複下一個八度之下,所有這些節拍頻率都以該較低八度的指示速率的一半出現,非常適合驗證氣質是正確的。同等氣質的最簡單測試之一是演奏主要三分之一,每個測試都比最後一個高。如果達到同等的氣質,則這些三分之二的節拍率應在氣質區域均勻增加。

相等的氣質毆打(Hz的所有數字)
261.626 277.183 293.665 311.127 329.628 349.228 369.994 391.995 415.305 440.000 466.164 493.883 523.251
0.00000 14.1185 20.7648 1.18243 1.77165 16.4810 23.7444 C
13.3261 19.5994 1.11607 1.67221 15.5560 22.4117 B
12.5781 18.4993 1.05343 1.57836 14.6829 21.1538 A♯
11.8722 17.4610 .994304 1.48977 13.8588 19.9665 A
16.4810 .938498 1.40616 13.0810 18.8459 g♯
.885824 1.32724 12.3468 17.7882 G 基本的
1.25274 11.6539 16.7898 f♯ 八度
1.18243 10.9998 15.8475 F 少校第六
10.3824 14.9580 E 小第六
14.1185 d♯ 完美的第五
D 完美的第四
c♯ 主要第三
C 小三

下表表示有用的間隔應發生最強擊敗的音高。如上所述,例如,在調諧完美的第五個時,可以在播放的鑰匙的任何基本音高中都能聽到毆打,而是在兩個鍵的下方的八度和第五(完美的第十二個)中聽到其諧波系列重疊的最低音高。一旦聽到毆打,調諧器就必須從沒有跳動的調音中調節寬或狹窄的間隔。

毆打的音調
間隔 近似頻率比 擊敗較低的音高 回火
八度 2:1 八度 精確的
少校第六 5:3 兩個八度和主要第三 寬的
小第六 8:5 三個八度 狹窄的
完美的第五 3:2 八度和第五 略微狹窄
完美的第四 4:3 兩個八度 略寬
主要第三 5:4 兩個八度和主要第三 寬的
小三 6:5 兩個八度和第五 狹窄的
一致 1:1 一致 精確的

拉緊

Railsback曲線,表明正常的鋼琴調諧與同樣脾氣的尺度之間的偏差。

上述打擊計劃所描述的調整提供了在氣質八度範圍內相等氣質的良好近似。但是,如果進一步擴展,由於不諧調性,儀器的實際調整變得越來越不准確,這會導致諧波略有敏銳,因為達到諧波系列中越來越高的音調。通過“拉伸”八度的聲音區域(以及以下)氣質區域的一個曲子來減輕這個問題。當八度伸展時,它們會被調整,而不是以下註釋的最低偶然泛音(第二部分),而是將其調整為較高的(通常是第四部分)。這均勻地擴大了所有間隔,從而保持間隔和音調一致性。

所有西方音樂,尤其是西方古典文學,都需要與理論平等的氣質偏離這種偏差,因為音樂很少在單個八度範圍內播放。鋼琴家不斷彈奏的音符分佈在三個和四個八度上,因此至關重要的是要伸展高音的中部和上層以符合下部登記冊的非諧音泛音。由於感知且未測量八度音階的伸展,因此調諧器意識到八度需要“更多”或“更少”的拉伸。一個良好的調整需要通過儀器的指南針進行音調的光彩,語調和對音調漸變的意識之間的妥協。實現此目的所需的拉伸量是弦縮放的函數,這是基於字符串的張力,長度和直徑的複雜確定。 Railsback曲線是測量拉伸調諧的基本頻率並繪製其與無伸直相等氣質的偏差的結果。

在小型鋼琴中,無處不在的極端性是如此極端,以至於基於三重八度的伸展運動使單個八度音節彈跳顯著,並且上層高音(尤其是主要的17分之一)的寬大,快速跳動的間隔非常瘋狂。必要時,調諧器將嘗試限制伸展運動。在大型鋼琴之類的音樂會大鋼琴中,較少的inharmonicity可以更完整的弦樂伸展,而不會產生近距離的近距離和其他間隔。因此,雖然較小的鋼琴相對於基本的音高而獲得更大的伸展,但只有音樂會的大八度才能充分擴大,因此三重八度無擊。這有助於音樂會大樂隊提供的反應,才華和“唱歌”質量。

伸展八度的好處是糾正不和諧的氣質賦予完美的第五。沒有八度的伸展,在氣質區域的慢速,幾乎無法察覺的五分之一(從每兩秒鐘的跳動不止一個到每秒大約一秒鐘)都會翻一番。然後,在鍵盤的頂部,理論上(理想情況下)純粹的第五將超過八次。現代西部耳朵很容易以非正式間隔(秒和第七,三分之一和第六分)輕鬆忍受快速跳動,但在完美的八度或五分之五。對於鋼琴家而言,很高興能在音樂會上容納不安的弦樂伸展,這幾乎完全減輕了完美的第五個不和諧的累積。

其他因素(身體和心理聲音)會影響調諧器達到氣質的能力。物理因素之一是由於低音字符串中的音板共振,製造不良的字符串或可能引起“錯誤節拍”的特殊性引起的非諧作用(錯誤,因為它們與調音過程中的節拍無關)。主要的心理聲學因素是,與中端的人相比,人的耳朵傾向於將較高的音符視為平坦。擴展調諧以說明字符串的無諧度,通常不足以克服這一現象,因此鋼琴調諧器可能會更多地擴展鋼琴的頂部八度左右。

工具和方法

一些常見的鋼琴調諧工具:從上到下:調音桿,毛茸茸的靜音,橡膠靜音,毛氈氣質條(左)和Papps靜音。

調整鋼琴的常見工具包括調整桿或“錘子”,各種靜入液調諧叉電子調整設備。調整桿用於轉動並“設置”調諧引腳,從而增加或減少字符串的張力。靜音被用來沉默未調諧的弦。在調整氣質八度時,通常將毛氈帶放置在鋼琴的氣質(中間)內。它在每個音符的壁柱之間插入,使其外部兩個字符串靜音,以便只有中間字符串可以自由振動。 Papps Mute在直立的鋼琴中執行相同的功能,並通過鋼琴動作放置,以靜音2左字符串(trichord的),或兩個右字符串類似。在中間串全部調整後(或者使用Papps靜音)後,可以通過注意將毛氈帶刪除,然後將外串調整到中心弦上。楔形靜音在兩個串之間插入以將它們靜音,而Papps Mute通常用於在直立鋼琴中調整高音調,因為它在錘子小腿之間更容易滑動。

在聽覺調整中,調諧叉用於調整鋼琴的第一音符(通常是A4),然後使用各種間隔和檢查在F3和F4之間調節氣質,直到調諧器滿足所有音符在八度中,正確調整了。然後將其餘的鋼琴調整為氣質八度,使用八度和其他間隔作為檢查。

如果使用了電子調諧設備,則可能會跳過氣體步驟,因為調諧器有可能以任何合理的順序直接使用調音設備調整音符。

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