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Le transitoire d'attaque des cordes de clavecin

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Subsequent to our experimental study of the time variation of harpsichord string vibrations, we address here the essentially nonlinear transient phenomena related to the attack.

The time it takes the compression wave to be felt, as measured by the longitudinal force the string exerts on the measurement arrangement, is explained quantitatively by a nonlinear coupling with the transverse modes. We study the creation of a precursor in the transverse force in front of each sharp edge, measure its amplitude and instantaneous frequency, and show the effect of the force and type of attack.

Two phenomena are pointed out that affect the bending behaviour: the first, which is most important for listening qualities (enrichment of the spectrum in the treble), is explained by nonlinearities in the bending modes. The other, due to the stiffness-induced dispersion, is less important for listening but extends to very flexible strings some of the recent data for bass piano strings. The study stresses the practical significance of nonlinear effects for the harpsichord and, more generally, for stringed instruments.

Zusammenfassung

Anschließend an unsere experimentellen Untersuchungen zur zeitlichen Entwicklung der Schwingung von Cembalosaiten behandeln wir hier die mit dem Anreißen der Saiten verbundenen, im wesentlichen nichtlinearen Einschwingvorgänge. Die auf die Meßbank ausgeübte Längskraft der Saiten erklärt die Ankunftszeit der Kompressionswelle quantitativ durch eine nichtlineare Kopplung mit den Transversalwellen. In der Querkraft wird die Entstehung eines ,,Vorläufers“vor jedem Saitenknick untersucht, und es wird seine Amplitude und Augenblicksfrequenz gemessen. Des weiteren wird der Einfluß der Kraft und der Art des Anreißens untersucht. Zum Biegeverhalten tragen zwei Effekte bei: Der erste und für den Hörer wichtigste (Bereicherung des Diskantspektrums) beruht auf der Nichtlinearität der Biegemoden. Der zweite ist der Dispersion zuzuschreiben, welche ihrerseits durch die Steifigkeit verursacht wird; dieser Effekt ist nur wenig hörbar. Es zeigt sich jedoch, daß bestimmte, kürzlich erzielte Resultate an Klavierbaßsaiten nun auch für biegeweiche Saiten gelten. Die Untersuchung zeigt die praktische Bedeutung nichtlinearer Effekte für das Cembalo und noch allgemeiner für Saiteninstrumente überhaupt.

Sommaire

A la suite de notre étude expérimentale sur l'évolution temporelle de la vibration des cordes de clavecin [1], nous abordons ici des phénomènes transitoires essentiellement non linéaires liés à l'attaque. Dans la force longitudinale exercée par la corde sur le bane de mesure, le temps d'entrée de l'onde de compression s'explique quantitativement par un couplage non linéaire avec les modes transversaux. Dans la force transversale, nous étudions la naissance d'un précurseur en avant de chaque point anguleux, nous en mesurons l'amplitude et la fréquence instantanée, nous montrons l'influence de la force et du type d'attaque. Deux contributions aux résultats en flexion sont mises en évidence. La première, la plus importante à l'écoute (enrichissement du spectre dans l'aigu), s'explique par des non-linéarités sur les modes de flexion. La seconde, due à la dispersion introduite par la raideur, s'entend peu mais étend aux cordes très souples certains résultats récemment obtenus sur des cordes graves de piano [2]. L'étude montre l'importance pratique d'effets non linéaires pour le clavecin, et plus généralement pour les instruments à cordes.
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Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 1989

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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