Trompete Eigenartiges Frequenzspektrum

Also habe ich diesen Frequenzspektrumanalysator gebaut und verschiedene Instrumente getestet, die eine bestimmte Note spielen. Es scheint kein Problem mit dem "Equalizer" zu geben. Allerdings fand ich das Spektrum für Trompete eher ungewöhnlich.

Trompeten-Spektrogramm

Die Grundfrequenz ist also nicht die mit der höchsten Intensität. Höhere Harmonische (Bereich von 1,5 kHz bis 2,5 kHz) haben einen viel höheren Anteil am Klang.
Wenn man bedenkt, dass alle Frequenzbereiche gleich groß sind, konnte ich mir keine andere mögliche Erklärung vorstellen, als dass dies eine charakteristische Sache für Trompete ist, was mich wundern lässt, ob die Leute die Note als die der ersten/zweiten wahrnehmen ( oder was auch immer im Bereich von 1,5-2,5 kHz) Harmonische oder die Grundfrequenz?
Auch Spektrum für Saxophon für dieselbe Note anhängen:

Saxophon-Spektrum

Erhalten Sie die gleichen Ergebnisse (dh eine Nicht-Grundfrequenz ist nicht am lautesten), unabhängig davon, welche Note Sie spielen? gilt das für den gesamten Tonumfang des Instruments?
Können Sie uns sagen, welche Note Sie gespielt haben, um die erste Grafik zu erstellen?
Es wäre definitiv aufschlussreicher, wenn Sie sich anstelle dieser breit gefilterten Balken ein richtiges Spektrum ansehen würden. Dies kann heutzutage mit jeder halbwegs anständigen Software (kostenlos oder anderweitig – Audacity , Reaper, Python-Skript ...) durchgeführt werden.

Antworten (2)

Ausgezeichneter Fund! Die Trompete, wie auch die akustisch ähnliche Posaune, sind physikalisch sehr eigenartige Instrumente. Sie sind zylindrische Röhren, die an einem Ende geschlossen sind, also sollten sie eine Grundwellenlänge haben, die das Vierfache der Länge der Röhre beträgt, und dann nur ungerade Obertöne erzeugen. Schauen Sie sich die Klarinette an, um ein Instrument zu finden, das dies tatsächlich befolgt 1 .

Aber Trompete spielt eindeutig eine vollständige Obertonreihe, bis auf einen scheinbar fehlenden Grundton. Und wenn Sie die tatsächliche Schlauchlänge messen, um zu sehen, was die Grundlage sein sollte, ist eindeutig etwas Verrücktes im Gange.

Die Antwort ist, dass das Metallrohr nur ungerade Obertöne erzeugen will , aber das Design von Mundstück und Schallbecher die Obertöne zu einer vollständigen Obertonreihe zwingt. Siehe hier für Details.

Das bedeutet, dass die Trompete ihren Grundton eigentlich gar nicht erzeugt! Sie hören nur die 2. und höhere Harmonische, und Ihr Gehirn füllt den fehlenden Grundton aus. Es ist nicht wirklich da.

Die Trompete nutzt diesen psychoakustischen Effekt von Haus aus, wurde aber auch in einigen anderen Bereichen bewusst eingesetzt. Organisten werden eine Reihe von Noten spielen, die eine Obertonreihe imitieren, wodurch der ungespielte Grundton scheinbar erklingt. Und einige moderne Saxophonisten haben gelernt, Multiphonics (das Singen durch das Instrument während des Spielens) zu verwenden, um dasselbe zu tun, die so genannten Tartini-Töne .

1 Die Klarinette hat ungefähr die gleiche Korpuslänge wie ein Flöten- oder Sopransaxophon, spielt aber deutlich niedriger. Wenn Sie dann die Registertaste hinzufügen, springt das Instrument eine Zwölftel statt einer Oktave nach oben (auf seinen dritten Oberton).

WTF: Wow, Trompete macht Spaß!
Schöne Einführung in die Physik, aber es stimmt nicht wirklich, dass die Trompete den Grundton überhaupt nicht erzeugt , oder? Das Mundstück ist ziemlich nichtlinear und erzeugt die „unmögliche“ Frequenz durch Intermodulation zwischen den Obertönen. Sicherlich ist der laut schmetternde Charakter von Trompete&Trumbone größtenteils auf den von Ihnen beschriebenen Effekt zurückzuführen. Aber ich finde die Referenz, die Sie verlinken, etwas dunkel. Es wäre schön, einige Forschungsergebnisse zu sehen, die tatsächlich Diagramme der akustischen Impedanz entlang der Länge einer Trompete und berechnete Eigenmoden zeigen.
Hinzu kommt, dass der gleiche Trick in der Popmusik oft für die Bassline verwendet wird. Viele Wiedergabequellen (z. B. Handylautsprecher oder billige Kopfhörer) können diese niedrigen Grundfrequenzen nicht verarbeiten, daher ist es üblich, beim Mischen/Mastern Techniken (z. B. Verzerrung oder Tonhöhenverschiebung) zu verwenden, die höhere Obertöne hinzufügen, um die Basslinie erscheinen zu lassen existieren. Umgekehrt erzeugen einige Instrumente wie die Bassgitarre mehr Obertöne als Grundtöne, und es ist üblich, diesen Grundton mit einem Sinuswellen-Synthesizer hinzuzufügen, um eine bessere Wiedergabe auf Systemen zu erzielen, die diese niedrigeren Frequenzen verarbeiten können.
Sie verwechseln den Grundton der gespielten Note mit dem Grundton des Instruments. Es ist wahr, dass eine B-Trompete den Grundton (Bb2) kaum erzeugen kann, aber wenn Sie Bb3 spielen, dann wird der Grundton dieser Note sicherlich vorhanden sein. Ich bezweifle auch Ihre Erklärung im Allgemeinen. Während der Grundton schwer zu erzeugen ist, ist es sicherlich möglich, und er wird flach, nicht scharf. Am Flügelhorn ist es eine absolut gute Note. Es kann sogar erforderlich sein, dass Posaunisten es spielen. Umgekehrt ist bei einer Naturtrompete sogar der zweite Oberton schwer zu erzeugen.
"Aber wenn Sie Bb3 spielen, wird der Grundton dieser Note sicherlich existieren." - Nein, wird es nicht. Sehen Sie sich einen Spektrumanalysator an, der ist nicht da. "Während der Grundton schwer zu erzeugen ist, ist er sicherlich möglich" - es ist ein Pedalton, Sie erzwingen eine Vibration durch das Instrument, die keine natürliche Resonanz ist. "Auf Flügelhorn ist es eine absolut gute Note." -- Flügel ist ein konisches Instrument und gehorcht einer anderen Physik. „Man könnte sogar von Posaunisten verlangen, es zu spielen.“ -- Posaune kann Pedaltöne besser klingen lassen.

hier könnte deine antwort stehen:

https://physics.stackexchange.com/questions/246020/is-it-possible-for-a-harmonic-to-be-louder-than-the-fundamental-frequency/246023

Es ist nicht ungewöhnlich, dass einige der höheren Harmonischen eine größere Amplitude haben. Schauen Sie sich zum Beispiel das Frequenzspektrum einer Trompete an. Frequenzspektrum der Trompete

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Trompete Eigenartiges Frequenzspektrum
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