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Measurement of Acoustic Violin Spectra and their Interpretation using a 3D Representation

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This paper describes a method to find a correlation between a violin's acoustic spectrum and its tonal qualities. Since the measurement of the acoustic spectrum of a violin is quite critical, a sophisticated measurements arrangement consisting of a dedicated exciter and an array of eight microphones in a semianechoic chamber was developed.

A great problem is still the recognition of the tonal qualitites from the acoustic spectrum. To ease the interpretation of acoustic violin spectra a new representation of the spectrum is presented using a 3-D picture. Every fundamental tone of the playing range of the instruments is grouped together with its harmonics, which thus enables a much more direct comparison with the acoustic impression when playing the instrument. This 3-D representation gives a global picture of the acoustic qualities of an instrument and many discussions with musicians and violinmakers have shown that clear indications of the acoustical qualities of an instrument can be deduced.

The arrangement described here is installed permanently at the Cremona Violin Making School, Corso Garibaldi 178, 26100 Cremona, Italy.

Zusammenfassung

Ziel dieser Arbeit war es, einen Zusammenhang zwischen den tonlichen Qulitäten einer Geige und ihrem akustischen Spektrum zu finden.

Um eine präzise Messung des akustischen Spektrums zu gewährleisten, wurde die Geige mit einem elektromagnetischen System (nach Dünnwald) angeregt und der Schalldruck im reflexionsarmen Raum an acht verschiedenen Punkten gemessen

Ein großes Problem ist nach wie vor das Ableiten der tonlichen Eigenschaften eines Instrumentes aus dem akustischen Spektrum: Um die Interpretation des akustischen Spektrums zu erleichtern, wurde eine neuartige Darstellungsform in Form eines dreidimensionalen Spektrums gewählt. Jeder Grundton wird zusammen mit seinen Harmonischen dargestellt und ermöglicht so einen klaren Vergleich mit dem Horeindruck beim Spiel des Instruments. Das 3D-Spektrum gibt einen globalen Eindruck der akustischen Eigenschaften eines Instrumentes wieder. Viele Diskussionen mit Musikern und Geigenbauern zeigen, daß man die klanglichen Eigenschaften einer Geige aus dem 3D-Spektrum ableiten kann.

Der Meßaufbau ist fest an der Geigenbauschule (26100) Cremona, Corso Garibaldi 178, Italien, installiert.

Sommaire

Cet article décrit une méthode qui établit une correlation entre le spectre acoustique d'un violon et ses qualityés tonales. La mesure du spectre acoustique d'un violon etant délicate, nous avons mis au point un dispositif elaboréacute; comprenant un excitateur adapté et un reseau de huit microphones placés en salle semi-anéchoique.

Etablir la correspondance entre qualité du son et spectre acoustique reste un problème ardu. Pour faciliter l'intérpretation des spectres de violons nous utilisons une représentation graphique à trois dimensions. Chaque fundamental de la gamme de jeu de l'instrument est regroupé avec ses harmoniques, et cela permet une comparaison plus directe avec l'impression auditive ressentie en jouant. La représentation tridimensionnelle fournit une image globale des qualitiés acoustiques de l'instrument, et de nombreuses discussions avec des musiciens et des luthiers ont montré que Ton peut déduire de cette image des indications claires sur les qualitiés acoustiques de l'instrument.

Le montage expérimental décrit ici est installv a demeure à l'école de lutherie de Crémone.
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Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 1994

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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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