Archive for the ‘Fiolstall, trimning’ Category

Justering av en kinesisk altiol (Yita Music)

18/01/2015

Jag köpte en altfiol från Yita Musik i Kina för några år sedan. Priset låg då på kanske 250 dollar. Fiolen har spelats av olika musiker, också proffs, och kommentarerna har allmänt taget varit rätt positiva. Instrumentet är välbyggt och ljudet är rätt skapligt men absolut inte perfekt. Jag fick nyligen tillbaka instrumentet och beslöt att titta på det igen och naturligtvis göra vissa justeringar. Jag vet att följande detaljer aldrig har justerats:

  • Bottenplattan har aldrig stämts genom inre slipning
  • Locket har aldrig stämts via inre slipning
  • Stallet har aldrig värmebehandlats
  • Stallet verkar rätt tjockt upptill baserat på mina nuvarande erfarenheter

Jag beslöt att justera bottenplattan och stallet men locket skulle inte röras denna gång.

IMGP1470

Altfiolen framifrån

IMGP1473

Altfiolen bakifrån

Om mätningarna

Alla mätningar har gjorts så att jag spelar en skala upp från låga C till D på A-strängen och därifrån ner igen till C. Vid inspelningen har jag använt en Logitech USB mikrofon som på intet sätt är perfekt men den fungerar inom det frekvensområde, 200 Hz – 6 kHz, som intresserar mig.

Fördelen med att spela en långsam skala jämfört med att göra ett knacktest på stallet är att man tydligare ser en specifik tons övertoner och framför allt amplitudförhållandet mellan övertonerna. De harmoniska övertonerna ger instrumentet dess klang.

C-strängen tonen F

Utgångsläget innan några som helst justeringar har gjorts visas i fig. 1.

Utgläge_F_C-str

Fig. 1 Tonen F på C-strängen spelad innan någon korrigering gjorts.

Notera hur övertonen F7 (den mittersta och högsta toppen i gropen mellan 2-3 kHz) ligger 33 dB under oktaven F4 mellan 300-400 Hz. Grundtonen F3 ligger itrakten av 180 Hz och den är svag.

Jag knackade runt på ringmoden på bottenplattan med altfiolen stämd och spelbar. Resultatet var att tvärnoden nere under stränghållaren hade en låh knackton jämfört med mitten av locket och tvärnoden uppe nära halsen (som även den var något låg).

Jag gjorde en första grovjustering genom att slipa tvärnoden nere 300 drag, uppe vid noden vid halsen 100 drag och noden vid C-bågarna 100 drav var. Provspelning efter slipningen gav en ”menlös” rätt tråkig ton utan sting. Situationen ordnade sig dock av sig själv antagligen till följd av att de slipade platserna svalnade och eventuellt ytlagret hårdnade. Efter 15 minuter kunde man tydligt höra en förbättring jämfört med utgångsläget.

Mätningar visade att området 3-5 kHz hade stigit med ca. 3 dB jämfört med grundregistret 200 – 1000 Hz.

Slipade ytterligare +100 drag efter några timmars paus.

Slipade noden vid C-bågarna i bottenplattan. Det här gav en försämring så att tonen blev torrare och strävare. Man skall helt tydligt vara försiktig med att röra området i trakten av C-bågarna. Dessa områden lämnas ofta relativt tjocka av byggare.

Balanserade f-hålens vingar ett första varv. Jag slipar vingen från insidan så att man får en jämnt sjunkande ton då man knackar från vingspetsen ner mot fiolens nedre del eller upp mot halsen. Min uppfattning är att en mjuk knacktonsövergång låter vingen koppla till ett större frekvensintervall utan att endast vissa toner förstärks.

Frovspelning visade att tonen på C- och G-strängarna fortfarande var något torr/sträv men utan den varma hartzighet jag vill ha. Lösningen är att slipa tvärs över nere vilket tar bort torrheten och ger lite mera värme och skärpa i tonen. Slipade 100 drag nere. Ett problem vid slipningen under stränghållaren är att den här fiolen har två frimärken som förstärker mittlimfogen. Eftersom frimärket låg mitt på den nod jag ville slipa slipade jag en lång ellips runt förstärkningsfrimärket. Resultatet var det förväntade och tonen blev bättre.

Jag tog nu loss stallet och tunnade av det något upptill. Resultatet är att vi flyttar stallets huvudresonans högre upp i frekvens vilket förstärker området 2-4 kHz som ger brillians åt tonen. Jag värmebehandlade stallet i en aluminiumkastrull så att jag lade stallet i kastrullen (torr!) och värmde den på full effekt på elspisen. Då temperaturen nådde 130 grader C flyttade jag bort kastrullen från plattan och lät stallet långsamt svalna i kastrullen. Sidan upp mot halsen värmdes mycket försiktigt endast så att stallet inte skulle slå sig. Temperaturgränsen 130 grader var antasgligen onödigt hög. Nästa gång värmer jag till 120 grader C eftersom dagens uppvärmning gav synliga färgförändringar.

Efter_värmebehandling

Fig. 2 Situationen efter värmebehandling av stallet.

Notera hur området 2-3 kHz har vuxit kraftigt, detta område ger ”must”, ”klang” åt den spelade grundtonen.

G- och D-strängarna kändes något svaga jämfört med C- och A-strängarna. Detta åtgärdades genom att försiktigt med stallet på plats vidga hålen i stallets hjärta. Hålet under D-strängen påverkar mera klangen i G-strängen och hålet under G-strängen påverkar klangen i D-strängen. Justeringen gav det förväntade resultatet.

Jag slipade ytterligare +100 drag i noden nere för att ge bättre klang i C- och G-strängarna.

Jag jämnade ut A-sidans inre vinge som lät låg nära stallet. En lätt slipning om 40 drag med liten magnet fixade detta.

Slutresultat:

Slutres_a-vinge

Fig. 3 Slutresultat för denna omgång.

Notera hur området 2-3 kH har stigit kraftigt jämfört med utgångspunkten.

 

 

 

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (7)

05/06/2014

Justering av bottenplattan och resonansen B1+

Då bottenplattan har ”rågraduerats” kommer de grundläggande resonanserna att ligga lite slumpmässigt och det är lätt att lura sig själv och tro att fiolen inte blev bra. Hutchins ansåg att en fiol för en solist bör ha ungefär följande grundresonanser och att resonanserna bör ligga i vettiga förhållanden till varandra.

Följande förhållanden anses gälla för ett solistinstrument:

B1+ – B1-    =   75 … 95 Hz

B1+ – A1     =   60 … 90 Hz

A1 –  B1-     =  0 … 16 Hz

Problemet är att det kan finnas flera tänkbara kandidater till B1- och B1+.  Vid intrimningen gäller det då att lyfta fram (öka amplituden) på de resonanser man vill ha och undertrycka de icke önskade resonanserna. Om vi betraktar utgångsläget för ”birds eye” Stradivariusen så startar vi från:

A1      =    462 Hz  (denna resonans bestäms av fiolens geometri och den ändras inte)

B1-    =    410 Hz dominerande topp samt 10 dB lägre 445 Hz

B1+   =    518 Hz dominerande samt 5 dB lägre 550 Hz

Om vi accepterar den nyss hoplimmade fiolen får vi som resultat:

B1+ – B1-   =   108 Hz vilket ligger utanför Hutchins gränser.

B1+  –  A1   =    56 Hz vilket är relativt lågt för ett solistinstrument.

A1  –  B1-   =   52 Hz vilket ligger skyhögt ovanför det önskade intervallet.

Vad kan man göra? Den normala metoden skulle antagligen vara att skära loss locket och försöka med omgraduering. Problemet är dock att resultatet rätt långt är fråga om tur. Extremt små tjockleksförändringar ger stor inverkan på resonanserna. Jag brukar justera med ca. 2 um d.v.s. 2/1000 mm arbetssteg. Eftersom en mätklocka i bästa fall mäter med noggrannheten 5/1000 mm så ligger justeringarna som är tydligt hörbara utanför våra mekaniska mätmöjligheter. Det här betyder samtidigt att en stor förändring där man tar loss locket och sicklar vissa punkter är en extremt grov metod för justering.

Då vi justerar lock och botten är det inte så mycket fråga om att flytta en resonanstopp som att förstärka de toppar vi är intresserade av utan att förstärka de oönskade topparna. Det visar sig att om vi justerar in ringmoden i lock och botten, se tidigare inlägg, så kommer automatiskt de önskade svängningsmoderna att förstärkas och då locket ”ringer” korrekt så kommer de svaga alternativa B1- och B1+ att dominera. Genom att justera ringmoden kommer vi alltså att börstärka B1- = ca. 445 Hz och B1+ = ca. 550 Hz.

Om vi lyckas med justeringen så kommer vi att få:

B1+  –  B1-   =   105 Hz vilket ligger utanför Hutchins gränser men rätt nära ett toppinstrument.

B1+  –  A1     =    88 Hz vilket motsvarar ett topp solistinstrument.

A1  –  B1+   =   17 Hz vilket ligger mycket nära värdet för ett toppinstrument.

Vi ser att om vi lyckas förstärka de svaga topparna så går instrumentet in som ett topp solistinstrument (om Hutchins klassificering gäller)! Notera att det inte i allmänhet är möjligt att förstärka den önskade toppen utan att den i viss mån flyttar plats. Toppens plats verkar dock i allmännhet inte flyttas mer än ca. +/- 10 Hz.

B1+_start_commented

Några identifierbara toppar i B1+ knackspektrum.

Artikel nummer fem i serien visar var det lönar sig att slipa.

Efter justering av bottenplattan, det största arbetet var att justera ringmoden uppe vid halsen, är resultatet:

B1+_final_commented

Slutresultat efter justering.

Notera!

Hela justeringsprocessen har gjorts med fiolen stämd och den har justerats i mycket små intervaller genom inre slipning  och den har provspelats mellan de olika justeringarna.

Justeringsprocessen för resonansen B1+ avslutas nu tillfälligt. Det är möjligt att jag återkommer och gör någon mindre korrektion senare då plattorna har härdat efter justeringen och fiolen har ”satt” sig.

Fiolen känns mycket bra då den provspelas.

Hur låter bottnens ringmod efter justeringen?
Bilden nedan visar vilka områden jag knackar på i ljudproven.

Bottom_plate_ring_mode_initial

Ljudprov #1:

Knackning mitt på ringmoden vid L ger ”referenston.  Därefer knackar jag från L utåt mot LL och den nedre klossen till vänster och sedan tillbaka till L. Jag går sedan tillbaka till L och knackar startreferens och sedan ut mot mot LR och den nedre klossen till höger och tillbaka till L.

Ljudprov #2:

Knackning mitt på ringmoden vid U ger ”referenston.  Därefer knackar jag från U utåt mot UL och den övre klossen till vänster och sedan tillbaka till U. Jag går sedan tillbaka till U och knackar startreferens och sedan ut mot mot UR och den övre klossen till höger och tillbaka till U.

Ljudprov #3:

Knackning mitt på bottenplattan nere vid största bredd, vid C-bågarna samt uppe vid största bredd.

Notera att justeringen av bottenplattan inte ännu är färdig. Man kan tydligt höra att nodlinjerna inte är i balans d.v.s. att tonen på mittlinjen inte är densamma som då man går ut mot klossarna. Bottenplattan kommer att justeras under de kommande veckorna i mycket små steg. Grundproblemet vid justering är att det tar kanske ett dygn för instrumentet att ”sätta sig” efter en justering.  För att inte göra stora dumheter lönar det sig att gå mycket långsamt framåt.

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (6)

05/06/2014

Några kommentarer om hur man justerar tonfärgen på en fiol

Många byggare är rädda för att göra locket alltför tunt.  Orsaken är arädsla för att få ett instrument som låter som om det skulle spelas i en tunna … mörkt, runt, dovt … inte bra. Orsaken till det här ljudet är att man har gjort området uppe vid halsen för tunt. Speciellt området i ändan av basbjälken uppe vid halsen är kritiskt. Extremt små förändringar här har en stor effekt på instrumentets tonfärg. Det är inget problem att höra förändringar då tjockleken ändras med 1/100 mm (beräknat utifrån mätt bearbetningshastighet). Notera att en mekanisk  mikrometerklocka mäter med kanske 5/100 mm d.v.s. vi hör utan problem en förändring som ligger långt under det vi mekaniskt kan mäta.

Ur byggarens synvinkel är situationen dock den att fiolens klangfärg är en följd av en balans (kompromiss) mellan mjukheten uppe vid halsen och mjukheten hos motsvarande kanal i ändan av basbjälken nere vid stränghållaren. Då man betraktar en fiol så ser man att ljudpinnen står osymmetriskt i förhållande till locket. Avståndet från ljudpinnen till den övre kanalen (vid halsen) är betydligt längre än avståndet till den nedre kanalen (vid stränghållaren). Det kortare avståndet från ljudpinnen till stränghållaren påverkar i högre grad högre frekvenser (kortare våglängd) och det längre avståndet från ljudpinnen till området uppe vid halsen påverkar lägre frekvenser. Ljudfärgen är en blandning av låga och höga harmoniska övertoner. Genom att justera övertonernas amplitud kan vi påverka tonfärgen.

Erfarenheten visar att:

  • Tonen kan göras mörkare genom att slipa kanalen uppe vid ändan av basbjälken. Slipningen kan göras på utsidan eller på insidan. Personligen slipar jag alltid på insidan eftersom man då inte gör åverkan på den lackerade ytan.
  • Om tonen uppfattas som alltför mörk kan det åtgärdas genom att slipa kanalen vid ändan av basbjälken bredvid stränghållaren.

Notera att effekten är mycket kraftig speciellt uppe vid halskanalen. Slipa mycket försiktigt och gör justeringen i små steg med provspelning mellan varje steg.

Justering av bottenplattan följer delvis samma regler men effekten är inte lika tydlig.

Sound_color_adjustment

Jutering av tonfärgen mörk/ljus. Slipning vid området ”Lighter” gör tonen ljusare och slipning vid området ”Darker” gör tonen mörkare. Effekten är kraftig gör alla justeringar i små steg.

Notera!

Experimentera på en ”skräpfiol”. Ge dig aldrig på ett värdefullt instrument. Många problem med äldre goda instrument kan bero på stallet, ljudpinnen står fel, någon limning har gått upp etc.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (5)

03/06/2014

För att fiolen skall klinga korrekt måste lock och botten stämmas så att åtminstone ”ring”-moden och X-moden i både lock och botten svänger korrekt. Då man påbörjar justeringen är det rätt vanligt att lock/botten då man knackar på dem har ett dött ointressant ljud. Det här betyder helt enkelt att plattorna inte börjar svänga som de skall. Bilden nedan visar de områden i bottenplattan det lönar sig att justera på det strängade spelbara instrumentet genom inre slipning.

Bottom_plate_ring_mode_initial

Börja vid L och jämför med LL och LR. Om knacktonen för ett område är låg så slipar man ringmoden i den punkt som är låg. Då området vid L, LL samt LR börjar klinga gör man samma justering vid U, UL och UR. Knacktonen vid L kan sättas till t.ex. C# och vid U till F#. Kom ihåg att det inte går att backa! Gör förändringar i små steg och mät vid behov med t.ex. Audacity. Man ser enkelt vilken knacktonen är genom att spela in knacktonen vid L och U och sedan i spektret undersöka vilka de dominerande topparna är mellan t.ex. 400 och 800 Hz. Jämför med vad du uppfattar med örat.

Då man börjar få ringmodens nodlinjer inslipade nedtill och upptill blir bottenplattans knackton melodisk d.v.s. det är lätt att höra att plattan klingar. Om fiolen nu provspelas märker man att tonen är kraftig men relativt mjuk. Hur man lägger till must i tonen diskuteras i en senare artikel.

Om man kontrollerar tonen vid de fyra sidoklossarna märker man att tonen här i allmänhet är låg i förhållande till LL, LR, UL och UR. Det är lätt att flytta knacktonerna vid klossarna närmare de tidigare slipade områdena genom att slipa vid klossarna. Samma regel som tidigare gäller här. Då man slipar på en nodlinje så stiger knacktonen i den slipade punkten.

Vad händer med tonen då man justerar ringtonen i locket?

I en tidigare artikel visade jag hur Stradivariusens övertonsspektrum på de lösa strängarna hade högre amplitud inom området 1000 – 2000 Hz vilket gör att tonen lätt låter något nasal. En viss nasalitet är önskvärd, men inte alltför mycket. Då ringmoden i locket och i bottenplattan justerades så dämpades amplituden på övertonerna inom området 1000 – 2000 Hz betydligt (3 … 6 dB). Dämpningen är betydande, efter justeringen ligger effekten inom det kritiska området på 1/2 eller 1/4 av vad det var tidigare. Notera att skalan på Y-axeln är logaritmisk d.v.s. en förändring med 3 dB betyder en fördubbling. Å andra sidan är det mänskliga örat också logaritmiskt gällande känsligheten. Den minsta förändring örat pålitligt uppfattar är av storleksordningen 3 dB.

G-string_bottom_ring_mode

Notera hur den röda kurvan (efter justering) ligger betydligt lägre än den svarta (ojusterad) kurvan inom området 1000 – 2000 Hz. Lägg också märke till att övertonerna över 2000 Hz har förstärkts betydligt vilket ger en subjektivt ljusare klang.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (4)

02/06/2014

Kontroll av lockets stämning

Då locket graduerades d.v.s. tjockleken justerades strävade jag efter att få de två viktigaste svängningsmoderna X-moden och ringmoden att fungera korrekt. Justeringen blir sällan exakt speciellt eftersom svängningsfrekvenserna förändras då man limmar fast locket i kroppen och då instrumentet lackas. Dagens projekt är att kontrollera vad som behöver efterjusteras. Jag visar fyra punkter som det lönar sig att kontrollera först, i ett senare skede justeras hela ringmoden så att nodlinjen får (ungefär) samma ton.

Top_tuning

Knackning på nodlinjen i de angivna områdena i bilden (nodlinjen är den punkt där knacktonen har den högsta tonhöjden) ger spektren i bilden nedan.

Jag spelade in knacktonerna från områdena i bilden med mikrofonen vinkelrätt mot locket ungefär vid stallets position. Vid knackningen använde jag gummihandtaget på Biltemas små diamantfilar. Resultatet blev:

tap_LL-LR-UL-UR

Knackspektra för de fyra områdena indikerade på fotot.

Området LR har en knackton som ligger tydligt lägre än det motsvarande området LL på andra sidan locket. Jag vill höja den här tonen till samma knackfrekvens som området LL. Jag kan höja nodens knackfrekvens genom att göra locket tunnare på nodlinjen. Locket tunnas av genom slipning från insidan. Alla förändringar görs i små steg eftersom varje förändring i viss mån smittar på de andra områdena. Då man studerar spektret ser man att de dominerande resonanstopparna ligger olika vilket tydligt hörs som olika knacktoner. Observera att du kan höja knacktonen i ringmoden men du kan inte sänka den. Slipa alltså inte för mycket eftersom det inte går att backa. Om man höjer tonen alltför mycket i en punkt kan det korrigeras genom att höja de övriga tre punkterna till motsvarande nivå. Det finns dock gränser för hur långt man vågar tunna av locket. Observera också att slipningen söndrar träytan och också värmer det slipade området vilket gör att effekten i viss mån överdrivs. Då man väntar en stund kommer den slipade ytans knackton att i viss mån backa tillbaka mot utgångsläget.

Senare arbetsskeden

Då lockets fyra hörn har stämts till ungefär samma knackton på nodlinjen justerar jag knacktonen precis invid sargen vid C-bågarna. De här områdena är ofta alltför tjocka vilket gör att ringnodens knackton ligger för lågt vid C-bågarna. Jag brukar inte sträva efter exakt samma knackton som i LL, LR, UL och UR utan något rätt nära.

Jag kan acceptera en högre knackton i UR än i LR och på motsvarande sätt UL i förhållande till LL. Om knacktonen i områdena UL och UR nära halsen är lägre än områdena LL och LR så är locket sannolikt för tjockt uppe vid halsen vilket kräver åtgärder.

Då ringmoden ringer korrekt, efter balansering/justering, är instrumentets ton extremt ”len” och klar. Man kan lägga till mera karaktär genom att se till att X-moden svänger korrekt. Mera om detta i en senare artikel.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (3)

01/06/2014

Uppdaterat 1.6.2014.

Så här ser instrumentet ut i det här skedet. Färgen kommer att mörkna något eftersom jag kommer att lägga på ännu ett lager lack.

IMGP5756

Stradivarius #1 med sarger, hals och botten i ”birds eyes” lönn.

Instrumentet sett underifrån. Notera den extrema flammigheten som samtidigt gör gradueringen av bottenplattan ”intressant” och utmanande 😉 .

IMGP5757

De viktigaste resonanserna då ny ljudpinne av korrekt längd är insatt.

B1+    =    464 Hz   (417 Hz)

Den önskade resonansen är sannolikt 464 Hz men det finns en betydligt kraftigare resonans vid 417 Hz (+9 dB). Min uppfattning är att den svagare resonansen är den sökta B1+. Genom att slipa bottenplattans resonanser kommer resonansen vid 464 Haz att förstärkas.

B1-    =    509 Hz  (540 Hz)

Man ser att toppen vid 509 Hz är en kombination av två toppar. Det finns en betydligt svagare topp i trakten av 530 … 540 Hz. Uppgiften blir nu att vid trimningen locka fram den här högre toppen.

A1    =   475 Hz

Toppen är relativt svag.

B0    =  246 Hz

B0 måste höjas genom att modifiera greppbrädan.

Stränghållare  =  117 Hz

Denna resonans höjs till 135 Hz för att matcha den önskade A0 frekvensen. Stränghållarresonansen höjs genom att gröpa ur stränghållaren underifrån.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (2)

01/06/2014

Fiolen är nu lackar och preliminärt hoplimmad för en första justeringsomgång. Preliminärt eftersom jag märkte att locket inte ligger exakt som jag vill ha det 😦 . Limningsfelet betyder att jag har en god orsak att ta loss locket och mäta tjockleksförändringarna efter den inre justeringen. Skulle limningen ha lyckats skulle jag nog inte skära upp ett fungerande instrument.

Igår gjorde jag ett stall till fiolen, tills vidare helt ojusterat samt en preliminär ljudpinne … som visade sig vara kanske 1 mm för kort. Jag blir alltså tvungen att göra en ny ljudpinne innan den egentliga justeringen tar vid. Innan justeringen mäter jag egenskaperna hos instrumentet med hjälp av programmet Audacity. Den första mätningen visar instrumentets respons på tomma strängar GDAE jämfört med min Guarnerius #1. Guarnerius #1 har ett bra ljud och jag använder därför det instrumentet som referens då jag justerar in den nya Stradivariusen.

Strad#1_starting_point_gdae

Strad#1 är den svarta kurvan. Min Guarnerius #1 är den röda kurvan. Notera hur Guarneriusen ligger betydligt lägre i det nasala området mellan 1000 Hz och 2000 Hz. Den nya fiolen har en extremt ”mjuk” ton som sannolikt beror på att kanalen mellan basbjälken och halsen är alltför tunn i förhållande till motsvarande kanal vid stränghållaren. Då området vid stränghållaren görs tunnare kommer tonen att ljusna.

Ovanstående kurva som består av övertonsspektret från alla de fyra lösa strängarna ger en viss bild av hur spektren ser ut men det är svårt att tolka bilden till följd av för mycket detaljer. Följande bild visar spektret från Gsträngarna på Stardiavarius #1 (svart) och Guarnerius #1 (röd).

Övertonsspektret för Strad #1 på G-strängen jämfört med motsvarande spektrum från Guarnerius #1.

Övertonsspektret för Strad #1 på G-strängen jämfört med motsvarande spektrum från Guarnerius #1.

Motsvarande spektrum för den öppna D-trängen nedan.

Strad1_guar1_d-string

Strad#1 och Guarnerius#1 öppen G-sträng.

Strad1_guar1_A-string

Stradivarius #1 och Guarnerius #1 öppen A-sträng.

Strad1_guar1_E-string

Öppen E-sträng. Strad (röd) och Guarnerius (svart).

Det allmänna intrycket av instrumentet innan justering utgående från spektren är att de låga strängarna har en något bättre respons (3 – 6 dB). Övertonsspektret för Stradivarius är sannolikt onödigt kraftigt inom området 1000 – 2000 Hz, det nasala området.

strad1_full_no_adjustments

Stradivarius #1 fullt knackspektrum utan justeringar. Det är lätt att se att en hel del grundläggande resonanser ligger fel och måste justeras.

Provspelning visar att framför allt G-strängen är onödigt ”rund” och den låter lite som om man skulle spela i en tunna. Dett problem tode vara rätt enkelt att eliminera.

 

Att stämma en stråke

14/05/2014

Maestronet diskuteras hur en stråke kan ”stämmas” så att den passar ihop med en fiol på bästa möjliga sätt. Vid första påseendet verkar frågan ganska irrelevant. Vad skulle man kunna stämma på en stråke?

Det finns dock en liten detaljs som tyder på att alla stråkar inte är skapade likvärdiga. Vilken är orsaken till att helt vettiga violinister ibland är villiga att i värsta fall betala 10000 – 20000 Euro för en riktigt bra stråke? Om alla stråkar skulle producera ljud på samma sätt så vore t.ex. 10000 Euro för en toppstråke ett absurt pris för ett så enkelt verktyg. Vi vet dock att toppstråkar går att sälja … det finns alltså något prisvärt.

Materialet som används i en stråke har naturligtvis en stor betydelse för hur en stråke fungerar. Å andra sidan är det ett känt faktum att ett riktigt bra stråkmaterial inte är en garanti för att resultatet blir en bra stråke. Hantverket och hur man skär till en stråke har också betydelse. Erfarna stråktillverkare verkar i viss mån stämma sina stråkar enligt användarens önskemål. Nedanstående video visar hur en stråke tillverkas.

Videon visar hur stråkmakaren på slutet försiktigt tunnar av stråken och klangen verkar ändra.

På Maestronet presenterades följande schematiska metod för stämning av en stråke, precis som vid stämning av fiolstall samt lock och botten tas extremt små mängder material bort (observera att områdena är grovt angivna) :

Området från spetsen till ca. 100 mm påverkar E-strängen.

Området 100 – 220 mm påverkar A-strängen.

Området 200 – 450 mm påverkar D-strängen.

Resten av stråken påverkar G-strängen.

Om t.ex. D-strängen låter dämpad så tar man loss froschen och skrapar bort lite material från undersidan av stråkstången där det inte syns.
Om t.ex. en not har en metallisk biklang så notera var tonen ligger och skrapa försiktigt på motsvarande punkt på stråken.

Vad händer

Då stråken dras över strängen kommer den turvis att ”klibba” vid strängen och turvis att glida med låg friktion. Då samma process upprepas snabbt kommer en sågtandsliknande triangelvåg att uppkomma som sedan filtreras i fiolens stall och i fiolkroppen. Då strängen börjar röra sig så kommer dess rörelse att påverka hurudan friktionen mellan strängen och stråken är vi får alltså en återkoppling från strängen. Det här är den konventionella förklaringen. Det är dock fysikaliskt sett självklart att varje gång stråken hugger/släpper så kommer motsvarande kraft som överförs i sidled till strängen att leda till vibrationer i stråkens längdled och vibrationerna är antagligen stora eftersom krafterna är desamma som på strängen!

Eftersom stråken är elastisk och den har massa så kommer den att börja vibrera. Det verkar naturligt att vibrationer med låg amplitud och hög frekvens kommer att genereras nära stråkens spets. Lägre frekvenser med större amplitud genererar vibrationer över en allt större del av stråken.

Om den drivande frekvensen är densamma som tonen violinisten vill spela så är allt sannolikt som det skall vara. Om däremot stråkresonansen råkar vara svag på den spelade tonen så kan någon närliggande stråkresonans bli betydelsefull vilket kan leda t.ex till icke önskade svävningar i den genererade tonen. Eftersom fjädern/massan i sptsen av stråken antagligen är icke linjär så verkar det troligt att frekvenser i strängen och i stråken ev. också genererar skillnads- och summatoner som eventuellt kan bli hörbara (distorsion/brus).

Harding fiddle spectrum when the open D-string is played

Harding fiddle spectrum when the open D-string is played.

Spektrum av en Hardangerfiol då en öppen D-sträng spelas.

Harding fiddle bow spectrum when an open D-string is played

Harding fiddle bow spectrum when an open D-string is played

Stråkens spektrum mätt med kontaktmikrofon då samma öppna D-sträng spelas. Notera att vi eventuellt får extra högfrekvensförstärkning (boost) i trakten av 3000 Hz. Stråken kan mycket väl ha en stor betydelse för klarhet och hur fiolen bär i en stor sal!

Diskussion om att stämma stall på violinist.com

12/03/2014

Jag deltog nyligen i en diskussion på http://violinist.com om att stämma fiolstall. Diskussionen kom också delvis att gälla justering av fiolkroppen.

Jag gillade skarpt David Burgess kommentar: ”Bartender, may I please have ten shots of whiskey? ;-)”.
David Burgess är en extremt framgångsrik fiolbyggare med instrument som enligt dubbelblind lyssnartester helt kan mäta sig med de gamla mästarnas instrument. ”Klassiska” fiolbyggare justerar fiolkroppens plattor innan de limmas på sargerna. Resonanserna ändras med 10 – 15 Hz då fiolen lackeras och ytterligare då plattorna limmas på fiolen. Det klassiska byggsättet gör alltså justeringa delvis i blindo eftersom efterjusteringar betyder att instrumentet måste brytas upp och delvis lackeras på nytt. Att bryta upp ett instrument är alltid riskabelt eftersom locket kan skadas.

Det klassiska sättet att göra stall bygger på goda tumregler d.v.s. man har en ”god” mall som man försöker efterlikna så väl som möjligt genom en god arbetsprocess. Problemet är att stallets små dimensioner gör att det inte är möjligt att stämma stallets olika resonanser genom att helt enkelt göra en identisk kopia av ett bra stall. Man kan antagligen komma rätt nära genom att kopiera men det enda pålitliga sättet att nå målet är enligt min uppfattning att lära sig att lyssna och genom att fila stallet då det är på plats i fiolen. Genom att fila det monterade stallet kan resultatet höras mycket snabbt efter små justeringar.

Nedanstående inlägg är på engelska:

http://www.violinist.com/discussion/response.cfm?ID=25371
Bridge tuning
How does one tune the bridge to the violin.

From kypros christoudoulides
Posted on February 28, 2014 at 10:22 PM

Hello,

Somewhere on this board,the topic of tuning the bridge to the top plate was mentioned.
Could someone explain how this is done and what are the benefits.

From John Cadd
Posted on March 1, 2014 at 10:55 AM
I think the main articles come from Sweden under ”The Bridge Hill”.The resonant frequency that seems to give best results is 2.9Khz . That happens to be the frequency our ears are most sensitive to . If you have a few spare bridges around the house try listening to the sound they make when dropped on a hard surface. Most likely they will all ring to a different note . You can compare that test to coins dropping on the floor. Each coin makes a fairly consistent sound if its a penny. A five pence piece will have another sound. The Swedish people clamp the bridge feet and knock the side edge to test the frequency .Depending on where you remove wood the pitch can be raised or lowered . In practical terms if you get near the 2.9 Khz it definitely improves the sound. Ask your friendly luthier . It may not be exactly 2.9 for every single violin in the whole wide world . But we all knew that .
As far as I knew the frequency was 2.9 but seems to have shifted down to 2.5. There is a range between 2.5 and 3.4 so I am in the middle .A good tip is to stop before the bridge snaps. But we all know that .
This frequency (area / plus or minus ) will affect clarity and brilliance . That`s the bottom line effect .

From Don Noon
Posted on March 1, 2014 at 03:43 PM
Joseph Curtin wrote an excellent paper on the topic which can be viewed at: http://www.josephcurtinstudios.com/images/BridgeTuning.pdf
There are references to other papers on the topic, for those interested in researching. A key point in Curtin’s paper:
”…the interaction of the bridge with the
strings and the violin body is complex and not yet fully understood. The bridge resonance, described here in isolation, to some extent disappears into an intricately coupled series of resonances.”

A 3kHz lateral bending resonance of a free bridge with its feet clamped in a vise does not remain a 3kHz resonance with its feet placed on a thin spruce plate and with strings across the top. At best, it is a guide for getting a more consistent bridge stiffness, if that seems important.

In my limited casual testing, I could not measure any of the resonance/filtering predicted effects of the bridge lateral mode, until it got very floppy, which killed off the high frequencies. So I don’t bother with tuning the bridge. I DO pay attention to mass.

From Adrian Heath
Posted on March 1, 2014 at 07:02 PM
I tried lightening two identical bridges by the same amount:
– the first, I thinned all over;
– the second, I left thick, and enlarged the heart and kidneys (yuk!).

Both techniques allowed the violin to respond more easily, but with reduced brilliance. In both cases, there were new, different,slightly ”honky” resonances. I suppose the best is a bit of each.

Thinning the top half, on the other hand, is like removing a mute: a harsher, brighter sound.

From Lars Silen
Posted on March 2, 2014 at 08:21 AM
Violin bridge adjustment is very interesting and rewarding as long as you follow a few simple rules:

1) Make sure that you know how the bridge is removed/installed without damaging the instrument. If necessary ask somebody who knows to show you.
2) Always make a new bridge and do the adjustments to the new bridge. If you don’t like the result you can always go back to the old bridge.
3) Experiment on a cheap violin where a few scratches don’t matter.

How do I do it?

Play the violin using the old bridge and try to describe the good points/bad points. Write down your description for future use.

If the old bridge is properly done, use it as a template for the new one. If the material of the new bridge is very dense (compared to the original) make a slightly thinner bridge, if it is soft make it slightly thicker. Usually it is a good idea to increase the height of the arc between the bridge feet slightly (it is often completely straight). Don’t increase the openings in the hearth and ears yet. Make sure the bridge feet are properly fit to the top (google about how this is done there are many methods).

Install the new ”raw” bridge on the violin and use new strings of the same type you intend to use in the future. A good starting point could for example be Dominant strings. The adjustment described below will automatically be made relative to the strings you install now.

Play your violin and try to describe good points/bad points regarding the sound. Let’s assume that the bass side is slightly dry/harsh with a D-string that is unresponsive. Generally it feels like the violin needs to be opened compared to the old bridge.

We start by ”opening” the violin. Using a thin small file (I use small Biltema diamond files and use for example a thick paper to protect the varnish) file the arch between the feet. Making the arch higher opens the violin to a certain point. The filing is done with the bridge in place and the instrument is tuned and playable. Don’t over do it. The effect is strong. File a few turns and then play the instrument and listen. Try to judge the changes to the different strings. Try to file under the A and E strings and listen. Then file under G and D, what was the difference?

The G and D strings were dry. We can make the sound softer/”warmer” by filing the arc between the bridge feet under the A and E strings. Measurements seem to indicate that this changes the over tones which is heard as a nicer/warmer bass.

The D string was slightly unresponsive, if this is still the case increase the opening in the heart slightly under the A string. File 2-3 turns and then listen, you are taking of some small fraction of a mg of wood. The general rule as I see it is that the bass sound is adjusted on the discant side of the bridge and the discant sound on the bass side of the bridge. My experience is that generally the starting point with a roughly symmetric bridge causes the bass side to be too dry. This means that generally you have to file more on the A and E side of the bridge to compensate.

See: https://larsil2009.wordpress.com/2013/03/07/trimning-av-fiolstall/ (the text is in swedish, use google translate).

Try thinning the channel between the heart and the E side ear opening. This makes the bass side (G and D strings) warmer. Remember we talk about very small changes. File a few turns and listen. Increasing the opening in the ”ear” under the E-string influences the sound of the G-string. If you make the G-string too soft you can add some harshness by filing the opening in the ear under the G-string.

Increasing the heart opening under the D string increases the volume of the A string.

Increasing the heart opening under the A string increases volume of the D string.

Notice: Adjusting for example the A-string will always cause some ”spill over” to the D and E strings. Any change you do will influence the whole bridge and the corresponding sound but the main effect will be as described.

Experiment by filing and listening, the general ”rules” are given above. The key is really to learn to listen so you are able to identify problems.

You will for sure destroy the first bridge you try this out on because the effect of filing is very strong and you will get greedy. The result will be an unpleasant ”nasal” sound where the response is too strong between 1 and 2 kHz. No problem! Blanks are cheap, make a new raw bridge and start again and learn not to be too greedy 😉 . If you think you went only slightly too far wait a day or two. The filed surfaces harden when they are in contact with the air. This means that the effect of the filing will slightly back off so when you went slightly too far it may be perfect don’t throw the new bridge in the trash bin yet!

The real key to this adjustment method is that you are able to do very small changes and then play/listen immediately while you still remember the sound before the previous adjustment … the adjustment/play cycle should be perhaps 30 seconds. If the same changes were done on a work bench the cycle time would be 5 – 10 minutes with a need to re-tune between rounds … very inefficient!

Because all sound is entered into the violin through the bridge the bridge is obviously a very important ”filter”. My experience is that for example inexpensive ($200 – $300) Chinese violins can be improved very much through bridge filing. This is of course not a silver bullet. You will reach a state when the body of the violin becomes the limiting factor. You cannot make a top violin from a cheap Chinese whatever you do but you can improve it very much. Of course the next step is how you improve the body of the violin when you have identified that the problem is in the body. This could be the topic of a future sermon …
/Lars Silén (physicist Finland)

From Richard Saw
Posted on March 3, 2014 at 05:43 AM
Lars Silen: Thanks for your information and website link.

It helped to understand a little more about these odd-shaped violin bridge on http://www.violinbridges.co.uk

Can you suggest some way to making the violin tone deeper by tuning the bridge (beside Changing strings, soundpost position may be other option)?

Look forward to read your post and further research

From Lars Silen
Posted on March 3, 2014 at 06:30 AM
Hi Richard. You can make the tone deeper/warmer by filing the A/E side of the bridge. This works to a certain point but if you aren’t able to go as far as you want you have to modify the violin body. The modification to the violin body to get a darker tone is to make the channel between the neck and the bass bar _slightly_ thinner see the technique at https://larsil2009.wordpress.com/2013/10/11/hur-snabbt-slipar-man-med-magnet/ (again google translate is needed, Swedish).

Back to the bridge:
Try filing the following parts iteratively but roughly in this order:
1) File the arc between the bridge feet but file more under the A/E strings. (Listen)
2) Increase the size of the (big) hole in the ear under the E string. The channel between the heart A side and the E side is thinned but file the hole to keep the hole pleasant to look at. Most important again:listen to changes in tone color.
3) If needed file the heart under the A string to balance (increase) the D string volume compared to the other strings. File the heart under the D string to adjust the A string volume. Warning: If you make the heart to big the sound becomes ”nasal” and unpleasant.
4) If the bass side gets too nice and round and uninteresting then file the G side ear side and opening which adds ”some sting” to the bass. If you over do it the bass gets dry.
Go back to step 1 and start a new round.

It is usually a good idea to do one round and then play the instrument for one or two weeks before the next round to allow the bridge response to be stable. You can hear that the filed bridge to some extent goes back to the state before filing (which is fortunate!).

The key is to do only small steps and to learn to listen. As a general rule you get more volume by filing the openings in the arc, the ears and the heart. Overdoing it gives you an unpleasant nasal sound so you have to experiment and you have to learn to listen. Good luck!

From Richard Saw
Posted on March 3, 2014 at 07:29 AM
Thanks…

I will try to tune the bridge.

Also, I am building a violin from half-finished violin. I can thin the top plate accordingly although I just afraid that over-thinning the plate will make hollow sound eventually.

I saw from some Strad CT scan that there are two spots neat the end of bassbar (one on upper bound and one on lower at bass side of the violin). I think i will follow the scheme to see how it sounds like.

From Lars Silen
Posted on March 3, 2014 at 09:39 AM
Hi Richard. I have successfully, I think, used Tibor Varga’s graduation (Guarneri del Gesu) as a template for my own experiments. The channel I mentioned should be _reasonably_ thin, check graduations of a number of known _good_ violins on the internet. Tobor Varga’s seems to be ok. What I have been using is: http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CCgQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.roger-hargrave.de%2FPDF%2FArtikel%2FStrad%2FArtikel_0000_00_Gesu_1773_PDF.pdf&ei=jkkUU6TzHe3n4QTg3YDoDQ&usg=AFQjCNEEPCQAOmNJAonQPiI9Dj2y73p-TA&bvm=bv.61965928,d.bGE . The violin was played by the famous Hungarian violinist Tibor Varga. I think Hargrave’s measurements show reasonable thicknesses. Don’t make the channel thinner because the sound easily gets too dark. If the sound is too dark for your taste you can compensate by sanding the channel at the other end of the bass bar. This makes the sound ”lighter/less dark”. The distance from the sound post to the neck/bass bar channel is longer than the distance from the sound post to the string holder/bass bar channel. This is why the former brings darkness to the sound and the latter makes the tone color lighter.

You can do small adjustments after completing the instrument through internal sanding also outlined on the website (on the completed and playable instrument). I strongly believe in doing adjustments to the completed instrument because this is the only way of being objectively able to listen to changes in tone color. It is easy to hear 10 micro meter changes in thickness to for example the neck/bass bar channel. Thickness changes of this magnitude can not be measured using conventional methods (the measurement limit is at 50 – 100 um).

From David Burgess
Posted on March 3, 2014 at 08:37 PM
Bartender, may I please have ten shots of whiskey? 😉

From Lars Silen
Posted on March 3, 2014 at 08:57 PM
Yes David, please help yourself!
David, I think there are lots of readers that would like some real comment from you. I know this isn’t the normal way of making/adjusting a bridge. You are an extremely well known and successful builder so please explain why you need those ten shots of whiskey?
😉
/Lasse

From David Burgess
Posted on March 3, 2014 at 11:16 PM
Until I come up with a lot more time and patience, I’ll let my prior comment stand as an allegory or metaphor.

From Adrian Heath
Posted on March 8, 2014 at 11:41 AM
Lars, copying the thicknesses of another violin is meaningless, since a competent maker will be responding to wood density, elasticity, grain type, etc., as well as tapping and flexing the plates before assembly. Two planks from the same tree will not sound alike, even in the hands of the same maker.
Playing – carefully! – with the bridge is harmless and instructive (see my above post?); annoying the sound-post is very risky, and filing wood from inside the plates cannot be reversed…

However, there is a video by the physicist William Fry, acompanied by a competent violinist, where he gently scrapes three strategic places inside the belly: despite the conference-type microphones, we can hear him audibly transform a 500 dollar fiddle into a 2000 dollar one, step by step.

While we should be wary of being Sorcerer’s Apprentices, we can learn much from acousticians such as William Fry or Don Noon, who have the patience and curiosity to try and improve trade fiddles, and seek out the tricks-of-trade which have become embedded in Tradition.

Etienne Vatelot relates how Arthur Grumiaux left his Strad for a day or two for tone adjustment, and was very pleased with the result; but Vatelot had not had time to touch the violin! The ”improvement” was perhaps partly imaginary, and partly due to changes in the weather affecting wood, gut, and rosin….

From John Cadd
Posted on March 10, 2014 at 08:33 AM
Why is copying thicknesses meaningless? Vuillaume did very well using that method . Lars has probably worked out sound reasons for his technique .

From Adrian Heath
Posted on March 10, 2014 at 03:35 PM
Please excuse my arrogance! I imagine (while hoping for expert information!) that it is useful to know the relative thicknesses in different parts of the plates, but the actual thicknesses will depend on the characteristics of the chosen wood: e.g. longditudinal vs. lateral stiffness, grain fibre diameter, or internal damping of vibrations.

In spite of my previous post, I don’t doubt the finesse of Lars’s ear. I have even tried William Fry’s techniques on a gritty trade fiddle, and sweetened it somewhat. But don’t tell David, though, I should hate to push him towards an extra ten whiskies…

From John Cadd
Posted on March 10, 2014 at 07:09 PM
I thought this question was about bridges . Oh you thought the idea was to alter the belly as well as the bridge . No , leave the belly as it is and Match the bridge to the belly if you want to . The Bridge Hill sites don`t say a lot about the relation between bridge and belly but your ears will decide what you like . Try several ways till you like the sound .Make careful notes and hope it works .

From Adrian Heath
Posted on March 11, 2014 at 07:50 AM
Yes, back to bridges! (Though it is Lars who wrote of scratching the belly..)

When I compare the tone of my viola with its original English bridge, and with that made by my French luthier (where the cutouts have been much enlarged), the tone is smoother but more nasal with th French bridge. I use the English one, but if I have to leave the viola for repair or adjustment, I shall swap the bridge: I fear that the French luthier will adapt it.

From John Cadd
Posted on March 11, 2014 at 09:07 AM
Nice to have physical proof that a change occurs with a different shape. Nobody can tell you it`s all your imagination .

From Hermann Janzen
Posted on March 11, 2014 at 05:04 PM
Lot’s here on violin bridges any thought on Cello bridges, Lars?

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 09:37 PM
Comment to:
Adrian Heath
Posted on March 8, 2014 at 11:41 AM
Lars, copying the thicknesses of another violin is meaningless, since a competent maker will be responding to wood density, elasticity, grain type, etc., as well as tapping and flexing the plates before assembly. Two planks from the same tree will not sound alike, even in the hands of the same maker.

—-
You are correct in that simply copying the graduation is meaningless because you can hear changes when doing internal graduation that are smaller than what can be reliably measured. The instrument used to measure the thickness will make a dent that is deeper than the thickness of the material layer you removed.

Obviously this also means that simply mechanically copying a good violin won’t give a good result. Adjustments have to be made by ear not by mechanical copying. I approximate the thickness removed by counting the sanding turns. The exact thinning is only of academical interest though. 10 micro meters is easily audible when thinning is done at a critical place. I have separately measured the sanding speed on similar materials. There is a reason why you tune the strings on a violin by ear and not by tensioning the strings to a pre-set mark. Everybody knows that you can’t tune the strings mechanically by tesioning to a ”A-stop”, ”E-stop” … why should you then be able to tune the resonances of the instrument by mechanical copying of dimensions … it isn’t possible.

I think that taking some ”well known” instrument’s graduation as a starting point if the wood you are working with is reasonably ”normal” is actually OK. Leave the thickness generally slightly thicker than your graduation template says. If you make the plates too thin you cannot back off … at least not much. If you leave the plates too thick you will have a lot of sanding to do at 1/10 000 mm/turn.

My method is to check the m2 and m5 ringtones when graduating (top is initially free but with bass bar glued in place, the bottom is glued to the ribs and graduation is done in situ). You can easily hear when the plates start to work. The sound goes from a dull ”thonk” to a musical tap tone. I try to go close to my model (Tibor Vargas Guarneri) graduation within reason and I stop when the top/bottom go from dull to musical. This is the starting point for further adjustments when the instrument is assembled and varnished and a rough bridge has been made.

The actual adjustment is iterative meaning I do small changes to the bridge. When bridge changes don’t give the result I want I check the basic resonances B0, A0, A1, B1- and B1+ (using Audacity).

There are lot’s of ideas floating over the net on how the plates can be adjusted. Because I do internal sanding of the completed instrument there is no problem with some thick spots in the free plate graduation … errors can easily be corrected by thinning the proper spots and the result can be checked by playing the instrument within 30 seconds because the instrument is playable all the time. The main problem with internal sanding of the completed instrument is that there are no good examples available. I have had to explore this kind of adjustment myself … and I am still learning.

– Initially I adjust the m2 and M5 modes.
– After this I do a round on the bridge because doing changes to the body allows me to go further on the bridge.
– Most factory violins are improved very much by sanding the C-bout on the E-string side. This seems to be a builders ”secret” that at least Hungarian builders know. I saw clear marks that the C-bout had been modified on some Hungarian top violins (from the outside). Why destroy the varnish when you can sand as easily from the inside?
– When the m2 and m5 modes seem to work I start to sand B1- and B1+ in place. Some places giving a very strong effect are at the ends of the bass bar. There are a number of pictures of these modes floating around (Chladni patterns). Essentially you sand on the node line to help the plate to vibrate on both sides of the node line. You can very easily hear the effect of this kind of sanding.
– After this a go back to the bridge and adjust it some more.
– Checking the tail piece resonance. Usually the tail piece has to be lightened on a Guarneri where the A0 resonace (277 Hz) is higher than on a stradivarius (a have never yet made a Stradivarius).
– Remember that internal sanding will destroy the internal surface. You can actually hear the surfaces heal after sanding. If the sound got brighter (from dull) when sanding you will first hear what you wanted to hear and then during the next few minutes much of the dullness returns when the surface hardens again. The hardening will continue (the basic b1- and B1+ frequencies will generally rise) the next few days.

For me adjusting a new instrument will take perhaps 2 – 3 weeks working now or then because you want the instrument to stabilize between turns.

I think the general ideas regarding plate tuning frequencies are sound:

My present #4 Guarneri has
B1+ – A1 = 56
Which places it somewhere between an orchestra violin and a soloist instrument. I assume both b1+ and b1- will rise when the plates heal which means that within a few weeks it will probably be in the ”soloist” range of instruments. The instrument sounds very nice!

My #1 Guarneri has:
B1+ – A1 = 80 Hz
A1 – B1- = 8 Hz
B1+ – B1- = 90 Hz

I have had the violins tested in the Tampere talo music hall and the result is, I think good. My son is a professional violinist working in the Tampere philharmonic orchestra see http://www.sebastiansilen.com/ . The number #1 is very responsive and very bright. It is possible that I have to drop the b1+ resonance slightly in the future … time will show if it is necessary.

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 10:21 PM
Back to the bridge!

A violin consists of two critical parts. One part is a reasonably well working body. Obviously essentially all the sound that is generated goes via the violin body … nothing strange here.

Next question:

Which way does the sound energy enter into the violin body?

Answer:
Because essentially all sound energy that enters the violin goes via the bridge it is obvious that the bridge is critical as a transmitter/filter of mechanical energy.

The violin body and the bridge are thus two complementary parts for producing sound. A properly tuned bridge has its main resonance quite far above the body resonance where the response of the body starts to drop off by 6 dB/octave. The bridge provides a very sharp boost of the higher frequencies essentially extending the frequency range of the total instrument from perhaps 2 kHz to 5 kHz and above.

It is sometimes useful to do some back of the envelope calculation to get a feel for the energy flow through the bridge. Assume that we are generating 1 W of mechanical power using the bow. This energy enters the violin via the bridge feet. What is the energy flow/m² going through the bridge feet (1 cm²)? P = 1W/0.0001m² = 10 kW/m². This is some orders of magnitude higher than the power flow/m² going through a big loudspeaker. Any small fault in adjusting the feet but also different resonators in the bridge will have a huge effect on sound.

Has somebody by the way ever measured the heating of the bridge feet when playing forte. This should be fairly easy to do using a non-contact IR thermometer.

Again, exactly as with the violin body it is easy to see that the dimensions of the bridge are so small that it is impossible to mechanically copy a good bridge. Good workmanship allows a skilled luthier to get fairly close … I have heard of luthiers that have made 10 to 15 bridges for a violin until they accepted the result. This is something that could be called trial and horror … mostly horror. Mechanical copying can provide a good starting point but why not do the final adjustment by ear … typically one bridge blank is needed then.

From Adrian Heath
Posted on March 11, 2014 at 10:27 PM
Lars, I have not come across refences to ”m” modes, but I have copied your posts for comparison with others.

(Google makes a terrible, often amusing, hash of translating your web pages.)

I myself have only tried sticking pea-sized lumps of blue-tack (very briefly) on various parts of my trade fiddle: on and around the bridge, on the wings of the f-holes, on the belly near the lower end of the bass-bar etc. Some wolf-cub-tones disappear, to be replaced by others.

I have another wailing banshee fiddle that probably needs extra bracing: I had to put the sound post directly under the bridge!

Sorry David, if you are squirming! Of course I don’t touch my ”good” violin.

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 10:42 PM
About Cello bridges:

I have never adjusted a Cello bridge and I don’t play the Cello. I am sure though that essentially the same ideas work for a Cello too.

The main ideas are:

– There is a main resonance determined mostly by the upper part of the bridge combined with the dimensions of the ”waist” of the bridge. This resonance is set to 2800 – 3000 Hz for a violin and it determines where the most important high frequency boost is located.

What is this frequency for a Cello?
Answer: No idea. If somebody knows please inform me/us!

– The ”holes” in the bridge ears and the heart will colour the sound of the instrument. If the bridge works as on a violin you can add sting/roughness by increasing the bass side ear opening and thinning the ear. Overdoing it will cause the bass to get very dry (for a violin).

– On a violin it is easy to hear that filing the E-side ear you make the bass rounder/softer. Overdoing it makes the bass boomy.

– On a violin the volume/color of the A-string is changed by filing the hole in the heart under the D-string. Overdoing it makes the tone nasal.

– On a violin the volume/color of the D-string is changed by filing the hole in the heart under the A-string. Overdoing it makes the tone nasal.

Notice that the adjustment points are ”mirrored” in relation to the strings. On a violin you can, to some limit correct a nasal tone on the D and A strings by making the bridge feet arc higher. You can thus go forward iteratively.

I guess that the Cello bridge works essentially in the same way but I have never tried it.

On a violin bridge the height of the arch between the feet seems to be important. I don’t know if this is the case for a Cello bridge.

When adjusting it is probably very important that you are able to produce a reasonably good tone when playing the instrument. It is also important to be able to listen to some good instruments that are properly adjusted. If you don’t know what sound you are trying to produce you are essentially blind.

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 10:52 PM
The ring modes: http://www.phys.unsw.edu.au/jw/chladni.html

You can also find some very interesting information here when slightly reading between the lines http://www.schleske.de/en/our-research/introduction-violin-acoustics/modal-analysis/animation.html

Another good starting point is: http://www.platetuning.org/html/how_to_tune_plates.html

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 11:22 PM
Richard: (Wrong thread actually but…)

My #4 Guarneri was initially very dark/boomy. This means there is an imbalance in the basic ring tone of the top or the bottom. The solution was to make the node line under the tail piece stronger (sanding) and also sanding the bottom ring node line also under the tailpiece both these places make the sound lighter and eliminates the boomyness.

– If the instrument is too boomy correct the fault by adding ”lightness”.
– If the instrument is too dry then add darkness.

From Lars Silen
Posted on March 12, 2014 at 06:47 AM
Comment to: John Cadd and Don Noon

The bridge hill seen as a high frequency boost mechanism to extend the frequency range of the instrument is technically fairly well understood. The response of the body of the violin starts to drop off at around 1.5 to 2 kHz. Adding a strong resonance slightly further up will extend the roughly flat response a further 2 … 3 kHz with a cut off at between 5 and 6 kHz.

If you measure the tap response of a bridge clamped in a wise you will see a spectrum with the typical ”bridge hill” and you are able to change the main resonance by filing the waist or the topmost vibrating mass.

The problem with the bridge hill is that the spectrum of the bridge is at least as complicated as the spectrum of the violin body. There is roughly an equal number of major resonance peaks in the bridge spectrum as there are the spectrum of the violin body. I have done some series of measurements trying to map how the major peaks ”move” when filing specific parts of the bridge … so far with only partial success. The situation is further complicated by the fact that when the instrument is stringed and playable the mass att the top of the bridge is increased by the mass of the strings and the bridge movements are restricted by the ”support” of the strings.

What are the resonators found in a violin bridge?
– Main resonance caused by the upper vibrating mass mainly modulated by the waist.
– G-side (Bass side) ”Ear”. It is fairly probable that it causes several resonances.
– E-side Ear. It is fairly probable that it causes several resonances.
– The heart and the centre piece of the heart. Filing the centre piece causes audible tonal changes.
– G-side bridge foot stiffness including the traditional accentuated cuts that change high frequency response.
– E-side bridge foot. As above.
– The bridge arc between the feet.

The problem as I see it is that the bridge still is too complicated to handle by measurements only. On the other hand anybody can easily check that even small changes to the bridge ”in situ” may cause strong changes to volume and/or tonal character. I use the rules of thumb I gave above to acoustically adjust the bridge … it simply works.

Why does the tone colour change when the bridge is filed?
Filing the bridge changes the amplitude and position of individual ”minor” resonances in the bridge spectrum. These resonances will modulate the total response of the instrument (remember that all energy flows through the bridge). If you move two resonances close to each other they will tend to ”attract”. When filing the bridge you are able to ”fill” major dips in the tap response of the whole instrument, this improves the sound.

Final note!
I found a very interesting type of wolf note when doing bridge adjustments combined with spectral measurements. I had a wolf note on the tone B (493 Hz). The character of the sound was some kind of metallic ringing (sounded like a resonance stringed violin where two resonance strings touch or a resonance string touches the body). The source of the sound seemed to be a very strong double resonance peak with two peaks separated roughly by 10 Hz at 986 Hz. The problem disappeared when the bridge was further filed and the resonances were further separated. I assume that what technically happened was that the instrument couldn’t decide which resonance to lock to so it started flipping back/forth between the two resonances causing the metallic sound.

From Lars Silen
Posted on March 12, 2014 at 06:55 AM
General comment!

If you try some of the methods indicated above please give feed back! You can reach me through violinist.com or through my web site https://larsil2009.wordpress.com/ .

From John Cadd
Posted on March 12, 2014 at 10:39 AM

I tend to prefer the idea of 10 to 15 bridges being tested which all start off being the same (or very close )design and same(or very close ) wood hardness. Obviously not exactly the same (but very close ). Then each (numbered )bridge would have a slightly different adjustment. Lars methods might be better used to form a reference chart to indicate in detail the effect of each alteration. A bridge lifter could be used to swop the bridges for cross reference.
The maddenening part of changing one ,single bridge is you can`t go back to where you were previously . Telling anyone it sounds ”better” meets a brick wall of skepticism . That`s a problem in itself .
 


From Lars Silen
Posted on March 12, 2014 at 03:34 PM

Reply to John Cadd:

Obviously any method that works for a builder is OK. The problem with making 10 to 15 bridges to try out, as I see it, is that this still represents an extremely small sample of the space of potentially good bridges. You have at least 5 basic tuning points on the bridge where even small changes will influence the sound. If you want to explore say 5 different sizes for all of those tuning points the number of bridges will be astronomical to this you have to add differences in the bridge material. I think that in reality hundreds or thousands of bridges would be needed to really explore the possibilities.

The situation with tuning a bridge isn’t clear cut. You can actually do the tuning iteratively as long as you don’t do anything really stupid. The process is essentially:

– Tune the bridge to be even on all strings. You want to make the openings as big as possible but without making the tone too nasal/boomy/harsh.
– If you reached the end of the tuning range you can try again with the same bridge by increasing the arc between the feet. This will allow you to increase the openings further till you reach a new dead end … increase the arc again etc. until you start to reach the mechanical limits of the bridge … now you have to make a new bridge.

The key is to learn to listen and this will surely take some time. If you learn to listen then you are also able to make the final changes to the best bridge of the 15 you tested because you know exactly what you want to change. These ultimate changes are not a question of trial and error, you simply know where to do the adjustment to add the touch you want to add.

I simply recommend any person interested in optimizing a violin to try and explore the bridge filing method. The cost is a few hours (days 😉 ) of experimenting and you will destroy one or two bridges. The result is that you will get an extra tool for your toolbox when you know how changes done to the bridge will influence tonal colour and volume. Acoustical tuning automatically takes the instrument body into account because you listen to the bridge/violin combination all the time!

 

Värmebehandling av stall

22/01/2014

Det är ibland svårt att hitta råämnen för stall som är tätvuxna med jämna kåror (årsringar) och samtidigt hårda och väl lagrade. Då man tittar på såkallade kvalitetsstall (stallsämnen) ser man att stallet är mörkare än ett nytt laserskuret stall och märgstrålarna framträder tydligare. Ett ”kvalitetsstall” är också något mörkare till färgen.

Jag hörde av en bekant att man ofta värmebehandlar stall efter att de har bearbetats. Tanken är att ”smälta ihop” trästrukturer. Idén låter vettig så jag beslöt att göra ett enkelt experiment. Jag beställde nyligen en sats på hundra laserskurna stall från Kina med tanken att jag kan välja ut kanske tjugo användbara stall ur mängden … resten kan jag erbjuda intresserade som övningsmaterial vid trimning.

BridgeHeatTreatment

Bilden visar ett obehandlat råstall (vänster) och ett värmebehandlat råstall till höger.

Enkel värmebehandling

Jag gjorde värmebehandlingen på kokplattan till en elspis. En IR termometer (Biltema Art. 15.278) användes för att följa kokplattans temperatur. Jag valde godtyckligt att värmebehandla stallet vid temperaturen 220 grader C. Stallet lades på plattan då den var kall. Jag följde temperaturen med mätaren då värmen kopplades på och tog bort stallet då temperaturen nådde 220 grader.

Då temperaturen hade sjunkit till ca. 100 grader C lade jag stallets andra sida mot plattan ocj kopplade på värmen igen och lät temperaturen stiga till 220 grader C igen då jag tog bort stallet.

Observationer:

Då stallet hade värmebehandlats på ena sidan hade det ”slagit sig” d.v.s. fått en svag böj på mitten. Värmebehandling av den andra sidan gjorde stallet helt rakt igen.

Stallet hade efter värmebehandlingen en något mörkare färg där märgstrålarna tydligare framträder … precis det man ser i ”väl lagrade” dyra stall.

Akustisk inverkan från värmebehandling av ett råstall

BridgeBeforeHeatTreatment

Spektret ovan visar hur det obehandlade råstallet uppför sig. Vissa områden ser relativt ”risiga” ut.

BridgeAfterHeatTreatment

Följande spektrum visar samma stall efter värmebehandling vid 220 grader C. Värmebehandlingen hade en tydlig effekt och min uppfattning är att resultatet blev bättre. Jag kan inte ännu ta ställning till vilken den optimala behandlingstemperaturen är. Min gissning är att någonting i trakten av 200 – 250 grader C är vad man eftersträvar (tänk bakning av bröd).

Då man fäller ett icke värmebehandlat stall mot en bordsyta klingar det med en lägre ton än då man fäller det värmebehandlade stallet. Det här tyder på att stallet blivit hårdare. Samma slutsats kan man antagligen dra av att huvudtoppen i närheten av 5 kHz i mina spektra visar att toppen flyttats över 100 Hz mot högre frekvens efter värmebehandlingen (antagligen är effekten större eftersom den obehandlade toppen är osymmetrisk).

Värmebehandling är inte okänd men man får söka aktivt för att hitta referenser:

http://www.maestronet.com/forum/index.php?/topic/211911-difference-between-treateduntrted-aubert-bridge/

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CFIQFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.darntonviolins.com%2Fviolinmagazine%2Fbook%2Fsetup.pdf&ei=9YHfUqq4Dan8ygOYnIGoAg&usg=AFQjCNF5xpFeEzYCFqbxmm8yIpkg1T052Q&sig2=PwiDwRhGOgnAFstNukdOvA&bvm=bv.59568121,d.bGQ&cad=rja

 


Pointman's

A lagrange point in life

THE HOCKEY SCHTICK

Lars Silén: Reflex och Spegling

NoTricksZone

Lars Silén: Reflex och Spegling

Big Picture News, Informed Analysis

Canadian journalist Donna Laframboise has been watching the climate world since 2009. What she sees isn't pretty.

JoNova

Lars Silén: Reflex och Spegling

Climate Audit

by Steve McIntyre

Musings from the Chiefio

Techno bits and mind pleasers

Bishop Hill

Lars Silén: Reflex och Spegling

Watts Up With That?

The world's most viewed site on global warming and climate change

TED Blog

The TED Blog shares interesting news about TED, TED Talks video, the TED Prize and more.

Larsil2009's Blog

Lars Silén: Reflex och Spegling

%d bloggare gillar detta: