Brass Instrument Acoustics의 기계 재단

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이 문서는 콘서트 홀에 사운드파의 투사에 입술의 초기 초인종에서 황동 악기를 지배하는 핵심 기계 및 음향 원리를 탐구합니다. 플레이어, 교사 및 열광자는 이러한 악기 작업의 체계적인 이해를 얻을 것이며, 그 지식이 연습하는 방법을 적용하는 방법을 얻을 것입니다.

어떻게 소리 시작: 플레이어의 입술과 입각

기본 수준에서 황동 악기는 ]립 구동 바람 악기]입니다. 플레이어는 입각에 대한 입술과 번쩍이는 소리를 생성하고, 악기 내부의 공기 열을 진동으로 설정합니다. 이 과정은 기계 및 공기역학 요소 모두 포함합니다.

입술 진동과 침수

플레이어의 입술은 밸브 쌍 역할을합니다. 공기가 다이어프램과 복부 근육에 의해 강제되면 입술 긴장과 공기 압력에 의해 결정된 주파수에서 열고 닫습니다. 이 급속한 오프닝 및 폐쇄는 기류를 중단하고, 압력 맥박의 시리즈를 생성하는 것은 - 일반적으로 초인식 소리. 이 초인종의 주파수는 주의의 피치를 결정하지만, 가되어야합니다. ]의 1LT of natural reson[Fneance]를 생성하기 위해 안정된 악기를 생성하는 것입니다.]

립은 립이 위치하고 긴장된 방식입니다. 플레이어들은 다양한 립 조리개, 근육 확고함을 배우고, 피치의 전체 범위를 달성하는 입방 압력을 배우게 됩니다. 뉴사우스웨일즈 어쿠스틱 연구는 립이 공기 흐름과 비선형 뻣뻣함으로 구동되는 휴식 진동자처럼 행동하는 방법을 설명합니다.

입방체: 버즈를 깎아

입방체는 플레이어와 악기 사이의 인터페이스를 제공합니다. 컵 모양, 목 직경 및 backbore (주요 튜브로 이어지는 테이퍼)는 lips vibrate 및 결과 사운드 파가 공기 열에 결합되는 방법 극적으로 영향을 미칩니다.

  • Cup Depth: 더 깊은 컵은 더 어두운, 더 많은 멜로톤을 수 있습니다 (아몬으로 trombones와 프랑스 경적에 사용). 얕은 컵은 더 밝고, 더 피어싱 사운드를 생산합니다 (미립을 위한 탄화수소).
  • Throat size: 더 큰 목은 더 많은 기류와 더 넓은 소리를 허용하지만 저항을 감소, 이는 articulation 및 제어에 영향을 미칠 수.
  • Rim Shape: rim의 폭과 윤곽은 편안함과 내구성에 영향을 미치며, 긴 성능에 입술 진동의 안정성을 끄는 데 영향을 줍니다.

입방 디자인은 무수한 변이를 제안하는 제조자와 더불어 그것의 자신의 분야입니다. 입방체와 수신기 사이 기계적인 적합은 공기 누출을 피하거나 파 반사 본을 방해하기 위하여 정확해야 합니다.

공기 란: 공명과 서 있는 파

사운드파가 악기를 입력하면 튜브를 통해 여행하고 ]air column], 특정 주파수를 증폭하고 다른 사람들을 유혹하는 공명 시스템.

서 있는 파 및 Harmonic 시리즈

황동 악기에서, 소리파는 입방 (오른쪽 음향 조건에서 닫히는 끝)과 종 (오른쪽 열리는 끝) 사이에서 뒤를 반영합니다. 배관의 길이는 절반 파장 ( 원통 모양 관을 위해) 또는 분기 파장 (뿔 관을 위해)의 다수일 때, ] 파] 모양입니다. 이 발생 빈도는 공명 빈도 또는 ] [FLT:]]]]를 호출하는 빈도.

원통형 튜브는 한쪽 끝에 닫혀, 공명 주파수는 기본 (1 & thinsp; f, 3 & thinsp; f, 5 & thinsp; f ...)의 확률이 여러입니다. 그러나 황동 악기는 완벽하지 않습니다. 그들은 불을 가지고 종과 종종 테이퍼가 있습니다. 이 조화 시리즈를 변경, 진실한 조화 시리즈 (1 & thinsp; f, 2 & thinsp; f, 3 & thinsp; f, 3 & thinsp; sip; 4의 주파수. 이 선수의 일부.

Brass Instruments의 물리] 리소스 세부 정보 플레이어의 입술 주파수가 안정 톤을 생산하는 악기의 공명 피크와 일치해야 하는 방법. 입술 주파수 일치 때, 임피던스는 낮아지고, 소리는 효율적이고 확고합니다. 잘못 될 때, 음색은 불안하거나 말하지 못합니다.

길이와 피치 통제

계기의 기본적인 피치는 그것의 배관의 총계 길이에 의해 놓입니다. 예를 들면:

  • Trumpet (B↔) - 약 1.4m의 튜브
  • 프랑스의 경적 (F) – 약 3.7m(또는 Bѕ 경적을 가진 4.6m)
  • Tuba (CC) - 약 5.5 미터

길이를 변경하려면 황동 악기 사용 valves (rotary 또는 피스톤) 또는 ]slide ( trombones). 각 밸브는 특정 간격으로 피치를 낮추는 튜브의 미리 결정 된 길이를 추가합니다 (예 : 2 개의 밸브는 반 단계로 낮아졌으며, 첫 번째 밸브는 전체적으로 세 번째 밸브, 세 번째 밸브는 세 번째의 길이를 제공합니다. , 세 번째는 세 번째의 특징을 제공합니다.

기계 부품 그것은 톤을 형성

입방체와 공기 열을 넘어, 악기의 물리적 구조가 크게 음향에 영향을 미칩니다. 모든 굽힘, 브레이스 및 표면 마무리는 최종 사운드에 기여합니다.

Bore 모양: 원통 모양 대. 원뿔

튜브의 내경은 거의 일정합니다. 악기는 주로 원통형에서 주로 원뿔에 이르는 스펙트럼에 떨어졌습니다.

  • Cylindrical bore (예: trumpets, trombones): 튜브는 길이의 대부분을 위해 거의 일정한 직경을 유지하고, 그 후에 종으로 급속하게 flares. 이 구멍 단면도는 밝은, 집중하고, 투영합니다] 더 높은 조화에서 부유한 소리를 일으킵니다. 공격은 선명하고, timbres입니다.
  • 컬 보어 (예:, 플 겔 호른, 프랑스 경적, tubas): 튜브는 점차적으로 입각에서 종에 넓습니다. 이것은 warmer, darker 및 더 많은 블렌딩]]를 사용하여 몇 가지 높은 부분으로 만듭니다. 원뿔 보어는 일반적으로 낮은 등록에서 재생하고 잘 조화되는 소리에서 생산하는 것이 쉽습니다.

많은 악기는 하이브리드 접근 방식을 사용합니다. 예를 들어 현대 트럼펫은 원통형 메인 튜브이지만 원뿔 납파이프와 플레어 벨이 있습니다. 테이퍼의 정확한 비율은 화분화 및 응답에 영향을 미칩니다.

밸브 및 슬라이드 메커니즘

밸브는 최소의 turbulence와 여분의 튜빙을 통해 기류를 리디렉션해야합니다. 피스톤 밸브 (trumpets 및 tubas에 대한 일반적인)는 케이싱 내부에서 이동하고 아래로 원통형 피스톤을 사용합니다. 로타리 밸브 (프랑스 경적에 대한 일반적인) 회전 드럼을 사용합니다. 두 디자인은 정확한 공차를 요구합니다 : 인치의 수천의 간격은 누출이나 슬러지 행동을 일으킬 수 있습니다.

표면] (동작과 케이싱 사이의 접촉)은 부드럽고, 종종 얇은 오일 필름으로해야합니다. porting] (밸브 내부의 채널)는 공기 흐름을 파괴하기 위해 완벽하게 정렬해야합니다. Poorly 유지 밸브는 톤과 피치를 degrade 임피던스 mismatches를 소개합니다.

trombone에, 슬라이드는 직선, 평행, 거울 마무리에 광택. Dents 또는 스크래치는 드래그를 생성하고 슬라이드를 스틱에 일으킬 수 있습니다. stocking] (내 슬라이드의 끝에서 약간의 두께) 슬라이드 이동으로 일관된 밀봉을 유지할 수 있습니다.

Bell Flare와 Projection의 역할

이 종은 단지 화장품 플레어가 아닙니다. 중요한 음향 구성 요소입니다. 사운드 웨이브가 종에 도달하면, 플레어는 파도가 공기로 휘발성하는 것을 허용하는 장갑판 변화가 발생합니다. 플레어의 비율과 모양은 효율적으로 다른 주파수가 반경화되는 방법을 결정합니다. larger bell] (예 : tuba)는 낮은 주파수를 선호하지만, [FLT:] [FLT:]] (예 :])는 더 높은 피펫을 향상시킵니다. [FLT:]] [FLT:]]]

종은 또한 directionality의 정도를 추가합니다. 높은 주파수에서, 종은 방향 프로젝터로 작동하며, 사운드를 전달합니다. 저 주파수에서 방사선은 더 많은 전방향성입니다. 이것은 그들이 관객이나 마이크와 관계있는 종을 움직이는 것과 같이 황동 선수의 소리가 변화하는 이유입니다.

재료 및 끝 : 과학은 무엇을 말합니까?

황동 선수 중 오랫동안 이해하는 것은 재료 - 브래지어, 은, 니켈은, 금 - 소리를 갖는다. 음향 연구는 ] 악기 벽의 진동]는 일반적인 연주 수준에서 사운드 출력에 최소 영향을 미치기 때문에, 공기 열 임피던스가 벽 임피던스보다 훨씬 낮다. 그러나, inLT:]inLT:[FLT:]]]의 표면은 특히 높은 마찰률에 영향을 미칠 수 있습니다.

미국의 어쿠스틱 사회 저널에 출판 된 Studies]은 도금 또는 합금의 차이를 종종 응답과 화로의 인식에 하위 변경을 생산하는 것을 보여줍니다, 그러나 이러한 직접 물리적 차이보다 플레이어의 embouchure 피드백의 변경으로 인해 가능성이 더있다. 그럼에도, 플레이어는 지속적으로 특정 재료 “feel” 다른보고, 성능의 신뢰와 일관성에 영향을 미칠 수 있습니다.

Mechanics 뒤에 음향 원리

몇 가지 더 깊은 음향 개념은 황동 악기 기능 및 왜 특정 기계 선택 문제 설명.

임피던스 및 입력 임피던스 곡선

Acoustic 임피던스는 주어진 시점에서 볼륨 속도에 대한 음압의 비율입니다. 황동 선수를 위해, 접목 끝에 임피던스는 중요합니다. 각 공명 주파수는 ] 입력 임피던스 곡선 에 해당합니다. 이 피크의 높이, 너비 및 간격은 재생의 용이성을 결정합니다. 각 공명 주파수는 각 공명 곡선에 대한 음성을 나타냅니다.

악기 제작자는 디자인을 낙관하기 위하여 임피던스 측정을 이용합니다. 예를 들면, 더 큰 구멍으로 trumpet은 더 낮은 임피던스 최고봉이, 더 많은 공기를 흥분시키기 위하여 요구하고 그러나 더 안락한 느낌을 제안하는. 더 작은 구멍은 첨단을 올리고, 계기를 더 능률적으로 만들기 위하여 그러나 또한 더 과민한 변화에 더 민감합니다.

비선형 비하비어와 “Brassy” 사운드

높은 동적 수준에서, 입술을 통해 기류는 nonlinear], 파 모양 왜곡을 의미. 이것은 공기 열의 조화 시리즈에없는 추가 고주파 구성 요소를 생산한다. 이 여분의 주파수는 황동 악기 생성 issifortmo. 이 비열한 악기의 특성 황동, blazing timbre를 창조한다. 이 비열한 악기의 영향은 매우 비열한 악기의 영향을 미칩니다.

일부 플레이어는 공기 속도와 입술 긴장을 조절하여이를 의식적으로 제어합니다. 예를 들어 Trumpet 플레이어는 "overblowing"을 사용하여 더 밝은 곡선에서 더 많은 절단 소리를 생성합니다. 악기의 디자인은 특히 종과 목구멍이 비선형 요법으로 어떻게 읽을 수 있는지 결정합니다.

온도 및 습도의 효력

공기에 있는 소리의 속도가 온도와 습도에 달려 있기 때문에, 금관 악기 계기의 연주 피치는 계기가 위로를 데우기로 상승합니다. 실내 온도 (20 °C)에서 시작되는 trumpet는 몸 온도에 그리고 선수의 숨 (32 °C의 주위에)의 온도에 온난한 그 때 날카로운 것을 할 것입니다. 이것은 기계적인 문제점입니다: 배관의 길이는 보상하기 위하여 충분히 변화하지 않습니다; 대신, 선수는 아래로 입술 주를 이어야 하고 또는 온도를 조정하는 사용은 온도의 온도에 영향을 미치지 않습니다. 또한, 습도의 더 작은 조밀도는, 공기의 조밀도 보다는 더 작은 조밀도에 영향을 줍니다.

옥외 성과 또는 가변 개최지 온도를 위해, 선수는 이 요인의 인식이 되어야 하고 그들의 embouchure 또는 사용 대안 튜닝 활주를 조정합니다.

Musicians 및 Makers에 대한 실제 응용

금관 악기 계기의 기계적인 그리고 청각적인 언더 핀닝은 주문 계기 디자인에 매일 온화하에서 진짜 이득을 산출합니다.

Embouchure 및 숨 지원 개량

립이 에어 플로우에 의해 구동되는 밸브로 작동한다는 것을 알고있는 플레이어는 ]콘지스트런 에어 지원]에 단지 입방 압력보다. 운동은 다이어프램 제어 및 대기 (긴 톤 및 흐름 연구와 같은)의 꾸준한 방출을 직접 플레이어와 악기의 공명 사이의 연결을 향상. 플레이어는 입방 배치 또는 림 압력에서 작은 변화로 실험 할 수 있습니다. 그 다음베이스를 사용하여 가장 효율적인 윙윙윙윙스를 찾을 수 있습니다.

당신의 작풍을 위한 계기를 선정

플레이어가 밝은 경우, 큰 밴드에서 리드 트럼펫에 대한 사운드를 절단, 얕은 입피스와 원통형 보어와 중간 벨 플레어가 적합합니다. 오케스트라는 따뜻하고 혼합, 깊은 입방 및 더 많은 원뿔 보어 (플래시 또는 큰 보어 trombone과 같은)을 요구하고 있습니다. 이해 지루한 프로파일과 벨 디자인은 음악가가가가 브랜드에서만 충실한 선택을 할 수 있도록합니다.

유지 및 조정

많은 튜닝 및 응답 문제는 기계입니다. 누출 밸브는 임피던스를 줄이고 높은 노트를 죽일 수 있습니다. 튜브의 dent는 기류를 파괴하고 "추출"톤을 일으킬 수 있습니다. 내부의 정기 청소는 파편과 예금을 제거 할 수 있습니다 악기의 원래 음향 속성을 복원 할 수 있습니다. 오일 및 그리스는 스패링으로 적용되어야하지만 지속적으로 밸브 및 슬라이드에 부드럽게, 침묵 작업.

야마하의 황동 악기 메커니즘 가이드 유지 보수 절차의 실제 개요를 제공하며 성능에 영향을 미치는 방법.

설계 및 수정

악기 제작자는 시제품 새로운 디자인에 임피던스 측정을 사용하거나 기존의 것을 수정할 수 있습니다. 납파이프 테이퍼를 변경하거나 종 플레어 프로파일을 조정하거나, 벨에 브레이슬을 추가하면 악기의 응답을 이동할 수 있습니다. 일부 사용자 정의 상점은 내부 차원을 조정하여 재생성 특성의 대상을 달성 할 수 있습니다.

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Brass Instrument Mechanics의 역사 진화

황동 악기의 기계적 디자인은 수세기 이상 진화하고 예술적 요구와 엔지니어링 능력을 반영합니다.

  • 자연 황동 악기 (예:2), 벌크 트럼펫, 사냥 경적): 밸브 또는 슬라이드 없음. 플레이어는 고조파 시리즈에서만 선택된 노트를 선택하여 색채 능력을 제한했습니다. 길이는 고정되어 있으므로 악기는 한 키에 있었다.
  • 크래프트와 초기 슬라이드 (18세기): 교환 가능한 크리크는 튜빙을 추가하거나 제거함으로써 기본 피치를 변경할 수 있는 플레이어를 허용했습니다. 슬라이드 트럼펫과 트롬본은 실시간으로 길이를 변경하기 위해 슬라이드를 사용합니다.
  • Valve inventions (지하 19 세기): 피스톤 밸브 (Stölzel 및 Blühmel에 의해 개발) 및 회전 밸브 (리들) 혁신적인 황동 재생. 밸브는 현대 트럼펫, 경적 및 tuba에 이르는 전체 범위에서 완전히 크롬 스케일을 활성화.
  • Twentieth-century refinements: 정밀 가공, 더 나은 합금 및 과학 측정 허용 업체는 지루, 종 및 밸브 포트를 최적화 할 수 있습니다 일관된 화과 응답. 원통형 지루와 큰 종 (예 : Bach Stradivarius)와 "스트레이트" trombone의 개발 새로운 표준을 설정.

오늘 실험적인 디자인 (예를들면 ]double French Horn] 와 함께 F와 B↔ 측) 을 계속 밀어 경계. Grove Music Online] 은 황동 악기 메커니즘의 진화에 대한 광범위한 역사적인 기사를 제공합니다.

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학생들은 첫 번째 또는 시즌 전문가를 위한 대사관을 배우는 학생이든 새로운 경적을 선택하면 기계적 인 언더핑의 깊은 파악은 당신의 음악 여행을 향상시킬 것입니다. 악기를 선택하면 립의 황금 소리로 간단한 초인화를 변환하는 물리 및 공학의 많은 층을 고려하십시오.