053. Inside / Outside of Cello

 [ 2/09/2021 ]     Labels: 04.Basic Study

 
How does a cello resonance wave behave inside/outside of the cello body?
P1-point was assigned 'inside', P2- stayed in 'endpin hole sleeve', and observed by 3G7-D/3G9-E pizzicato pluck.
A remarkable fact is the large amplitude of resonance is being born on the inside of the body. It seems 20 times(25dB) louder or more, and the waves spread to all directions at once. The first stroke of pizzicato gives the air high-pressure inside, whereas tiny low-pressure outside instead.

チェロの胴体の内外で響き(振動波)がどのように違っているか見てみよう。
観察点は、P1:胴体内、P2:エンドピン穴のスリーブの内側、P3:胴体外、比較として 周囲の -O、-4、-8ポイント。
G線上のDとEのピチカートで比較。
最も驚くのは P1 P2 の胴体内部で振動強度が極めて強いことである。(測定スケール=10.0Vとなっていることに注意)
40cm程度離れた周囲と比べて 20倍(25dB)以上音量が大きい。内部ではマイクの測定限度を超えている。もし人が頭を入れたらおそらく耳を損傷するだろう。
もう一つ小さな違いがある。最初の一撃による変化の段階で、P1・P2(内側)ではプラス圧で始まっている。一方外側の測定点では小さくマイナス圧を検知している。
測定点(胴体からの距離)も考慮すると、胴体内の圧力変化はそのまま(1mS未満のロスで)四方へ伝播しているように思われる。

052. Test Measurement Data at Horizontal Points

 [ 2/06/2021 ]     Labels: 04.Basic Study

 
Before the main investigation, we need to clarify two simple questions: Does resonance/vibration changes at (1)forward/backward of top-plate or (2)inside/outside of cello body?
Answer(1): D(147Hz, Pizzicato, open) was adopted for this review  monitored at horizontal points(B, 4, 8, and +45 to -90 degree points to top-plate flank). There are no special remarks on the consecutive horizontal 1-beat data around cello body except 'two-beats' at backward of the back-plate.

チェロの響き(振動波)を観察するにあたって二つの基本的な疑問が浮かんでくる。
(1)表板を境として表板の前側と後ろ側で何か違いがあるのだろうか。
(2)胴体内と胴体外とでどう違っているのだろうか。その場合、表板と裏板で遅れ等があるのだろうか。
まず(1)の疑問を解決するために、水平方向3点(測定点:B-4-8)と表板面を基準に+45度～-90度で、開放弦(D:147Hz)のPizzicatoを比較した。その結果、
D音で見る限り、全体として特に違いは見られず連続している。小刻みに震えながら大きく１ビートで振動している。ただし裏板の裏方向では 2ピート振動であった。

051. Test Measurement and Sound Speed

 [ 1/30/2021 ]     Labels: 04.Basic Study

The measurement system gets started with some preliminary tests.
Four microphones are deployed at the location -0, -3, -6, -9 on a virtual circle that has an about 750mm diameter.
[A] Synthesized A(221Hz) sine wave is emitted from inside of the circle and then the signal is caught almost the same timing to four mics.
A lattice in the chart is relevant 5mS, so the wave is just A(221Hz, period=4.5mS).
[B] When a coffee mug is set at the center of the circle and struck, the noises are transmitted to four microphones with no time lug each other.
[C] However, if the coffee mug is struck at -9, other microphones get the signal 1mS or 2mS later respectively, because the sound speed in the air is 340m/sec, i.e. 340mm/millisecond.
We will probably see a dance of resonance inside or outside of cello body later with using this 'mS-graduated' scale.

測定装置のテストを兼ねて空気中の音速をあらためて確認しておく。
[A]は4点のマイク(-0,-3,-6,-9、直径約750mmの円状位置に配置)の円の内側から 人工的なA音正弦波(221Hz, 周期4.5ms)を発生させたものである。同期をとって四方のマイクへ伝わっている。ここでは 1格子は 5mS(5/1000秒)である。
[B]は音源(-S)の代わりに中心でコーヒーカップを軽くたたいてノイズを発生させたもの。4マイクで同時にノイズを検知している。
[C]はマイク(-9)位置でカップをたたいた場合である。他のマイクで、1mS-2mSの遅延が観測される。大気中の音速は 340m/秒(=340mm/m秒)であることを示している。
このラフな手作り装置でも、チェロ胴体の一端で生まれた波が、その舞っている姿を捉えられる可能性を予測させる。装置感度・時間軸を調整しながら(音階の)各音を調べてみよう。・・「1mSの刻みの付いた物差し」で何が見えてくるか。。

05. Resonance Measurememt and Analysis -2021-

 [ 1/24/2021 ]     Labels: 04.Basic Study

Cello resonance will be studied closer and posted hereafter..

  

D(74Hz) on C-string x120 slower

[ 6/30/2020 ]     Labels: 4C2D.Resonance C

  
A typical resonance simulation for 4C2D( D 74Hz on C string ), the behavior is very similar to former studies of 4C4E(83Hz) and 4C0C(66Hz).

Left : Without endpin
Right: On floor, with Titanium rod endpin
Cello: Cello-1 (8-year-old)
120 times slower simulation, silent video  

 

C(66Hz) on C-string [ AEH ] x70 slower

[ 6/15/2020 ]     Labels: 80.AEH, 70.Solution

 
Left : Without endpin
Right: On AEH-011, with carbon endpin
Cello: Cello-1 (8-year-old)
70 times slower simulation, silent video

C(66Hz) on C-string Simulation x70 slower

[ 6/11/2020 ]     Labels: 4C0C.Resonance C

 
A typical resonance simulation for 4C0C(C 66Hz on C string, the lowest note on cello) was carefully studied by 70 times slower. The behavior was very similar to a former study of 4C4E(83 Hz).
For a C(66 Hz) down-beat given from strings, cello body(/top plate) resonates adopting 3 to 5 up-beats those are taking low angle vibration(:along a round slice direction ).
Just like an E(83 Hz) resonance, when a cello placed on the floor with endpin, the long endpin or prolonged height cannot keep rigorous up-beats no more, slightly delayed and shifted pitch brings endpin an 'interference beat'.
Consequently, cello body creates a new macroscopic single-beat along the height direction, reducing the round slice resonance and the amplitude instead.

チェロの最低音:C音(66Hz)の 70倍スローモーション-シミュレーションである。E音(83Hz)の場合とよく似ている。
C(66Hz)の場合、弦振動の頭打ち(1周期=15mS)に対してチェロの表板は、3～5ビートの裏拍を打ちながら共振している。エンドピン無しの場合もエンドピン装着時のいずれでも胴体の輪切り方向の振動を基調としている。
エンドピンを装着し床置きした場合、チェロの身長が伸びた形となるために、正確な裏拍を形成できなくなりエンドピンに1周期あたりに大きな 1ビートの「うなり」を生じ、縦伸び振動を生じていると考えられる。その一方で輪切り方向の(低角度の、楽器の音量に貢献する)響きが抑えられていると考えられる。
Left : Without endpin
Right: On floor, with 8mmD Metal rod endpin
Cello: Cello-1 (8-year-old)
70 times slower simulation, silent video