RU2467405C1 - Method for automatic control of sounding of sounding element of percussion musical instrument, primarily bell, and system for realising said method - Google Patents
Method for automatic control of sounding of sounding element of percussion musical instrument, primarily bell, and system for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467405C1 RU2467405C1 RU2011110979/28A RU2011110979A RU2467405C1 RU 2467405 C1 RU2467405 C1 RU 2467405C1 RU 2011110979/28 A RU2011110979/28 A RU 2011110979/28A RU 2011110979 A RU2011110979 A RU 2011110979A RU 2467405 C1 RU2467405 C1 RU 2467405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sounding
- sounding element
- damping
- vibrations
- striker
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к музыкальным инструментам ударного типа, преимущественно колоколам (металлическим, керамическим, стеклянным), используемым в карильонах, звонницах и оркестрах, а также биллам, оркестровым трубчатым колоколам, стержням и т.п. инструментам, имеющим в своем составе звучащий элемент, например корпус.The invention relates to percussion musical instruments, mainly bells (metal, ceramic, glass) used in carillons, belfries and orchestras, as well as bills, orchestral tubular bells, rods, etc. instruments incorporating a sounding element, such as a case.
В указанных инструментах управление звучанием осуществляется путем удара бойка о звучащий элемент. Управление может быть ручным и автоматическим.In these instruments, sound control is carried out by hitting the striker against a sounding element. Management can be manual and automatic.
Известен способ, реализованный в устройстве (см. описание изобретения к авторскому свидетельству на изобретение SU 1578741 А1, опубликованному 15.07.90, бюллетень №26, заявка: 4363898/24-10 от 15.01.1988). Способ заключается в повышении качества звучания за счет управления силой удара бойка по звучащему элементу с помощью управляемого электромеханического устройства. Блок-схема представлена на фиг.1 (прототип).The known method implemented in the device (see the description of the invention to the copyright certificate for the invention SU 1578741 A1, published 15.07.90, bulletin No. 26, application: 4363898 / 24-10 from 01/15/1988). The method consists in improving the sound quality by controlling the impact force of the striker on the sounding element using a controlled electromechanical device. The block diagram is presented in figure 1 (prototype).
При оригинальности технического решения основным недостатком такого способа является возникновение явления искажения звучания отдельного элемента или группы звучащих элементов (например, в карильонах, звонницах, оркестрах), обусловленное тем, что момент удара бойка о звучащий элемент зависит не только от момента подачи управляющего сигнала, но и от фазы колебания звучащего элемента. После удара при продольном (в направлении удара бойка) или поперечном качании звучащего элемента не обеспечивается контакт бойка с корпусом звучащего элемента в требуемой точке, которая находится на прямой, соединяющей место удара бойка с центром окружности внутренней поверхности звучащего элемента, что приводит к биениям (комбинационным частотам), то есть к нежелательной совокупности гармонических колебаний вследствие разбросов моментов удара бойка о звучащий элемент, динамическому удару в подвеске бойка и звучащего элемента. Кроме того, при исполнении музыкальных произведений затухающий акустический сигнал звучащего элемента накладывается на акустический сигнал вновь возбужденного звучащего элемента (элементов), что нарушает построение музыкального произведения, предусмотренное автором.With the originality of the technical solution, the main disadvantage of this method is the occurrence of a distortion of the sound of an individual element or group of sounding elements (for example, in carillons, belfries, orchestras), due to the fact that the moment of striking of the striker against the sounding element depends not only on the moment of supply of the control signal, but and from the oscillation phase of the sounding element. After a strike during longitudinal (in the direction of striking the striker) or lateral swinging of the sounding element, the striker is not in contact with the body of the sounding element at the required point, which is on a straight line connecting the place of impact of the striker with the center of the circle of the inner surface of the sounding element, which leads to beats (combination frequencies), that is, to an undesirable combination of harmonic vibrations due to the scatter of the moments of the striker’s impact on the sounding element, the dynamic shock in the suspension of the striker and the sounding element. In addition, when performing musical works, the damped acoustic signal of the sounding element is superimposed on the acoustic signal of the newly excited sounding element (s), which violates the construction of the musical work provided for by the author.
Известен способ управления звучащими элементами, реализованный в устройстве (см. описание изобретения к патенту 2380764 от 27.01.2010, заявка: 2008128862/28 от 14.07.2008), общий вид которого представлен на фиг.2 (аналог), который заключается в повышении качественного звучания каждого отдельного колокола или аккорда колоколов за счет программного (через строго определенный промежуток времени) глушения звука путем введения в контакт глушителя и звучащего элемента.A known method of controlling sounding elements implemented in the device (see the description of the invention to patent 2380764 from 01/27/2010, application: 2008128862/28 from 07/14/2008), a general view of which is presented in figure 2 (analogue), which consists in improving the quality sounding of each individual bell or chord of bells due to program (after a strictly defined period of time) sound suppression by introducing a muffler and a sounding element into contact.
Известный способ управления звучащим элементом по своему функциональному назначению, технической сущности и достигаемому техническому результату наиболее близок к заявленному способу.The known method of controlling a sounding element in terms of its functionality, technical nature and the achieved technical result is closest to the claimed method.
Недостатком известного способа управления звучащим элементом является нарушение предусмотренной автором музыкального произведения длительности звучания (нарушение исполнения длительности нот), связанное с тем, что программное (через строго определенный промежуток времени) демпфирование колебаний в звучащем элементе (глушение звуков), необходимое для исключения наложения звуков различных звучащих элементов, не позволяет достоверно воспроизвести музыкальное произведение (см. фиг.2), т.к. последнее предусматривает различные длительности нот.A disadvantage of the known method of controlling a sounding element is the violation of the duration of the sound provided by the author of the musical work (violation of the performance of the duration of the notes), due to the fact that the software (after a strictly defined period of time) damping vibrations in the sounding element (jamming sounds), necessary to exclude the imposition of sounds of different sounding elements, does not allow to reliably reproduce a musical work (see figure 2), because the latter provides for various note durations.
Такой подход к управлению звучащими элементами позволяет исполнять более сложные музыкальные произведения, чем без глушения звуков, однако осуществляет это в искаженном виде, без соблюдения длительности (продолжительности звучания) нот, учета собственных колебаний корпуса, заменяя требуемое по замыслу автора звучание локальными паузами, что нарушает построение музыкальных произведений и обедняет их.This approach to managing sounding elements allows you to perform more complex musical works than without jamming sounds, but it does so in a distorted way, without observing the duration (duration) of the notes, taking into account the body’s own vibrations, replacing the sound required by the author’s design with local pauses, which violates building musical pieces and impoverishing them.
В основу изобретения поставлена техническая задача по разработке способа автоматического управления звучанием звучащего элемента музыкального инструмента ударного типа, преимущественно колокола, и система для его осуществления, обеспечивающих уменьшение явления искажения звучания отдельного элемента или группы элементов за счет регулирования длительностью звучания (с ожидаемой (расчетной) длительностью звучания) и расширение возможностей пользователя управлять построением музыкальных произведений.The basis of the invention is the technical task of developing a method for automatically controlling the sound of a sounding element of a percussion type musical instrument, mainly a bell, and a system for its implementation, providing a reduction in the phenomenon of distortion in the sound of an individual element or group of elements by adjusting the duration of the sound (with the expected (estimated) duration sound) and expanding the user's ability to manage the construction of musical works.
Регулирование длительности звучания необходимо, поскольку звучащие элементы имеют различные массы и, соответственно, разное время затухания собственных колебаний после удара. Так, при воспроизведении нот звучащими элементами с большой массой (например, в подзвонных и благовестных колоколах), как правило, требуется глушение звуков до момента затухания собственных колебаний в звучащем элементе, а при использовании зазвонных колоколов с малой массой (2-10 кг), наоборот, необходимо «удлинить» звучание, поскольку собственные колебания в звучащем элементе затухают быстрее, чем требуется для исполнения длительных звуков, особенно с плавным переходом их друг в друга (легато) или при фоновом аккомпанементе аккордами групп колоколов с длительным временем звучания.Regulation of the duration of sound is necessary, since the sounding elements have different masses and, accordingly, different attenuation times of their own vibrations after impact. So, when playing notes with sounding elements with a large mass (for example, in sub-bells and gospel bells), as a rule, it is necessary to muffle sounds until the damping of their own vibrations in the sounding element, and when using bells with a low mass (2-10 kg), on the contrary, it is necessary to “lengthen” the sound, since the natural vibrations in the sounding element decay faster than is required for playing long sounds, especially with their smooth transition into each other (legato) or with background accompaniment with chords pp bells with a long playing time.
Следует отметить, что при жестком ударе бойком генерируется совокупность частот колебаний в звучащем элементе и возникает, так называемое, «мерцание» самого сильного тона в начале звучания: вначале звучит второй тон (фундаментальный), затем низкий и долгозвучащий первый тон (унтертон), и для расширения возможностей пользователя необходимо предусмотреть управление тоном звучащего элемента.It should be noted that when a hard strike is brisk, a set of vibration frequencies in the sounding element is generated and the so-called “flicker” of the strongest tone at the beginning of the sound occurs: first the second tone (fundamental), then the low and long-sounding first tone (non-interton) To expand the capabilities of the user, it is necessary to provide control over the tone of the sounding element.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе автоматического управления звучанием звучащего элемента музыкального инструмента ударного типа, преимущественно колокола, заключающемся в формировании команд управления и отработке их исполнительным устройством, осуществляющим перемещение бойка до соударения со звучащим элементом, а также демпфировании колебаний звучащего элемента за счет обеспечения контакта демпфера со звучащим элементом, производится возбуждение колебаний звучащего элемента посредством удара основного бойка либо бойка с демпфирующей накладкой, а также посредством электромагнитного воздействия на звучащий элемент на характерной для него резонансной частоте (частотах), причем при необходимости получения звучания звучащего элемента в течение времени τзв, меньшего времени затухания собственных колебаний звучащего элемента, по команде управляющего устройства осуществляют удар бойком по звучащему элементу, при необходимости получения звучания звучащего элемента в течение времени τзв, большего времени затухания собственных колебаний звучащего элемента, по команде управляющего устройства осуществляют возбуждение колебаний звучащего элемента посредством электромагнитного воздействия на резонансной частоте (частотах), при необходимости получения фундаментального тона звучания звучащего элемента по команде управляющего устройства осуществляют удар основным бойком, при необходимости получения долгозвучащего тона (унтертона) по команде управляющего устройства осуществляют удар бойком с демпфирующей накладкой, а демпфирование колебаний звучащего элемента производят по команде управления демпфированием по истечении времени τзв с момента возбуждения колебаний в звучащем элементе.The technical result of the invention is achieved by the fact that in a method for automatically controlling the sound of a sounding element of a percussion type musical instrument, mainly a bell, which consists in generating control commands and practicing them with an actuator that moves the striker before it strikes the sounding element, as well as damping vibrations of the sounding element due to ensuring contact of the damper with the sounding element, the vibrations of the sounding element are excited by impact on main striker or striker with a damping pad, as well as by electromagnetic action on the sounding element at its characteristic resonant frequency (s), and if necessary, obtain the sounding of the sounding element for a time τ sv less than the damping time of the natural vibrations of the sounding element, at the command of the control devices strike strikingly at the sounding element, if necessary, obtain the sounding of the sounding element for a time τ sv , longer attenuation times of their own oscillations of the sounding element, upon command of the control device, excite the vibrations of the sounding element by means of electromagnetic action at the resonant frequency (s), if necessary, to obtain a fundamental tone of sounding of the sounding element on the command of the control device, strike the main striker, if necessary, obtain a long-sounding tone (Unterton) on command the control device strikes briskly with a damping pad, and damping vibrations of the sounding element that produced by the control command after the damping time τ ulcers since fluctuations in the excitation sounding member.
Указанный технический результат также достигается тем, что в системе автоматического управления звучанием звучащего элемента музыкального инструмента ударного типа, преимущественно колокола, содержащей звучащий элемент с основным бойком и бойком с демпфирующей накладкой и управляющее устройство, причем к его выходам подключены входы электромеханических исполнительных устройств перемещения основного бойка и бойка с демпфирующей накладкой, электромеханического исполнительного устройства с глушителем, а глушитель выполнен из соединенных между собой упругой и звукопоглощающей вставок и усилителя, с последовательно соединенным с ним электромагнитным исполнительным устройством возбуждения звучащего элемента.The specified technical result is also achieved by the fact that in the system of automatic control of the sounding element of a musical instrument of percussion type, mainly a bell containing a sounding element with a main striker and a striker with a damping pad and a control device, the inputs of electromechanical actuating devices for moving the main striker are connected to its outputs and a striker with a damping pad, an electromechanical actuator with a silencer, and the silencer is made of interconnected elastic and sound-absorbing inserts and an amplifier, with an electromagnetic actuating device for exciting the sounding element connected in series with it.
Функционирование системы основывается на согласовании фактического времени окончания (начала) удара бойка по корпусу звучащего элемента, времени звучания τзв звучащего элемента, априорной длительности затухания свободных собственных колебаний корпуса τс.к. звучащего элемента после удара и начала (окончания) демпфирования колебаний корпуса звучащего элемента после удара, описываемого программой исполнения музыкального произведения.The functioning of the system is based on the coordination of the actual time of the end (beginning) of the striker’s strike on the body of the sounding element, the time of sounding τ sound of the sounding element, the a priori damping time of free natural vibrations of the body τ s.k. sound element after the impact and the beginning (end) of the damping of vibrations of the body of the sounding element after the impact described by the program for performing a musical work.
Система автоматического управления звучанием звучащего элемента музыкального инструмента ударного типа, преимущественно колокола, содержит (см. фиг.3) корпус звучащего элемента 1, основной боек 2, упругую А и звукопоглощающую Б вставки глушителя 3, управляющее устройство 4, электромеханическое исполнительное устройство перемещения основного бойка 5, электромеханическое исполнительное устройство перемещения глушителя 6, электромагнитное исполнительное устройство возбуждения колебаний корпуса звучащего элемента 7, усилитель 8, электромеханическое исполнительное устройство перемещения бойка 9 и боек 10 с демпфирующей накладкой В.The automatic control system for the sound of the sounding element of a percussion type musical instrument, mainly a bell, contains (see FIG. 3) the body of the sounding element 1, the
Для воспроизведения музыкальных произведений с выходов управляющего устройства 4 (например, микроконтроллер х51 или AVR, PIC и др.), обеспечивающего хранение программ исполнения музыкальных произведений и исполнение их в установленной последовательности, в промежутки времени, определяемые в соответствии с программой исполнения музыкального произведения требуемыми длительностью звучания и тоном звучащего элемента 1, на входы электромеханического исполнительного устройства перемещения основного бойка 5, электромеханического исполнительного устройства перемещения глушителя 6, усилителя 8 и электромеханического исполнительного устройства перемещения бойка 9 подаются управляющие сигналы.To play music from the outputs of the control device 4 (for example, x51 microcontroller or AVR, PIC, etc.), which provides storage of musical programs and their execution in the prescribed sequence, at intervals determined in accordance with the musical program for the required duration sound and tone of the sounding element 1, to the inputs of the electromechanical actuating device for moving the
При необходимости получения звучания звучащего элемента 1 в течение времени τзв, меньшего времени затухания собственных колебаний звучащего элемента 1, по команде управляющего устройства 4 электромеханическим исполнительным устройством перемещения основного бойка 5 или электромеханическим исполнительным устройством перемещения бойка 9 осуществляют удар основным бойком 2 или бойком 10 с демпфирующей накладкой В, соответственно, по звучащему элементу 1.If it is necessary to obtain the sound of the sounding element 1 during a time τ sv , less than the damping time of the natural vibrations of the sounding element 1, on the command of the
При необходимости получения звучания звучащего элемента 1 в течение времени τзв, большего времени затухания собственных колебаний звучащего элемента 1, по команде управляющего устройства 4 электромагнитным исполнительным устройством возбуждения колебаний корпуса звучащего элемента 7 осуществляют возбуждение колебаний звучащего элемента 1 посредством электромагнитного воздействия на него на его резонансной частоте (частотах).If it is necessary to obtain the sound of the sounding element 1 during a time τ sv , longer than the damping time of the natural vibrations of the sounding element 1, by the command of the
При необходимости получения фундаментального тона звучания звучащего элемента 1 по команде управляющего устройства осуществляют удар основным бойком 2, а при необходимости получения долгозвучащего тона (унтертона) по команде управляющего устройства осуществляют удар бойком 10 с демпфирующей накладкой В.If it is necessary to obtain a fundamental tone of sounding of the sounding element 1 at the command of the control device, they strike with the
По истечении времени звучании τзв с момента удара основного бойка 2 (или бойка 10 с демпфирующей накладкой В) по звучащему элементу 1 по команде управляющего устройства 4 под действием электромеханического исполнительного устройства перемещения глушителя 6 производят перемещение глушителя 3 до контакта со звучащим элементом 1. Глушитель 3, прижимаясь упругой вставкой А, с основной частотой колебаний, близкой к одной из неосновных частот колебаний звучащего элемента 1, обеспечивает демпфирование продольных и поперечных колебания звучащего элемента 1 после удара и в первый момент заглушает неосновные частоты акустического сигнала звучащего элемента 1, посредством преобразования их в высокочастотные, поглощаемые звукопоглощающей вставкой Б глушителя 3, а затем и полностью.After the time of sounding τ sound from the moment the main striker 2 (or striker 10 with the damping pad B) strikes the sounding element 1, the
Таким образом, появляются возможности отрабатывать сложные музыкальные произведения с соблюдением длительности (продолжительности звучания) нот, тона звучащего элемента, ритма произведения и построения музыкальных произведений в соответствии с замыслом автора.Thus, it becomes possible to work out complex musical works in compliance with the duration (duration) of notes, the tone of the sounding element, the rhythm of the work and the construction of musical works in accordance with the author’s intention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011110979/28A RU2467405C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Method for automatic control of sounding of sounding element of percussion musical instrument, primarily bell, and system for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011110979/28A RU2467405C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Method for automatic control of sounding of sounding element of percussion musical instrument, primarily bell, and system for realising said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011110979A RU2011110979A (en) | 2012-09-27 |
RU2467405C1 true RU2467405C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47078122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011110979/28A RU2467405C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Method for automatic control of sounding of sounding element of percussion musical instrument, primarily bell, and system for realising said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467405C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6389272B2 (en) * | 2014-04-14 | 2018-09-12 | エルビー イノベーション リミテッド | Music generator |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5471006A (en) * | 1992-12-18 | 1995-11-28 | Schulmerich Carillons, Inc. | Electronic carillon system and sequencer module therefor |
RU2087949C1 (en) * | 1996-05-12 | 1997-08-20 | Йелстаун Корпорейшн НВ | Sound instrument of impact action |
US5837914A (en) * | 1996-08-22 | 1998-11-17 | Schulmerich Carillons, Inc. | Electronic carillon system utilizing interpolated fractional address DSP algorithm |
US6900379B2 (en) * | 2000-09-25 | 2005-05-31 | Université Catholique de Louvain | Control device for musical instrument |
RU2267819C2 (en) * | 2003-03-04 | 2006-01-10 | Валентин Леонидович Кириллов | Method for exciting sound of percussion musical instrument and device for realization of method |
RU2380764C1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-27 | Владислав Васильевич Набоков | Bell for musical bell-tower |
-
2011
- 2011-03-24 RU RU2011110979/28A patent/RU2467405C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5471006A (en) * | 1992-12-18 | 1995-11-28 | Schulmerich Carillons, Inc. | Electronic carillon system and sequencer module therefor |
RU2087949C1 (en) * | 1996-05-12 | 1997-08-20 | Йелстаун Корпорейшн НВ | Sound instrument of impact action |
US5837914A (en) * | 1996-08-22 | 1998-11-17 | Schulmerich Carillons, Inc. | Electronic carillon system utilizing interpolated fractional address DSP algorithm |
US6900379B2 (en) * | 2000-09-25 | 2005-05-31 | Université Catholique de Louvain | Control device for musical instrument |
RU2267819C2 (en) * | 2003-03-04 | 2006-01-10 | Валентин Леонидович Кириллов | Method for exciting sound of percussion musical instrument and device for realization of method |
RU2380764C1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-27 | Владислав Васильевич Набоков | Bell for musical bell-tower |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011110979A (en) | 2012-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rossing et al. | On the acoustics of tuning forks | |
Gough | Violin acoustics | |
Bank et al. | Model-based digital pianos: from physics to sound synthesis | |
Britt et al. | The EMvibe: An Electromagnetically Actuated Vibraphone. | |
RU2467405C1 (en) | Method for automatic control of sounding of sounding element of percussion musical instrument, primarily bell, and system for realising said method | |
Meurisse et al. | Experimental demonstration of the modification of the resonances of a simplified self-sustained wind instrument through modal active control | |
Gough | Measurement, modelling and synthesis of violin vibrato sounds | |
Karjalainen et al. | Acoustic sound from the electric guitar using DSP techniques | |
RU2380764C1 (en) | Bell for musical bell-tower | |
Bilbao | The changing picture of nonlinearity in musical instruments: Modeling and simulation | |
UA149771U (en) | METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF BELL SOUNDS | |
Lupone et al. | Gran cassa and the adaptive instrument feed-drum | |
UA149667U (en) | AUTOMATIC BELL SOUND CONTROL SYSTEM | |
JP5544135B2 (en) | Keyboard apparatus and keyboard control method | |
Shear et al. | Further Developments in the Electromagnetically Sustained Rhodes Piano. | |
Cottingham | Modes of reed vibration and transient phenomena in free reed instruments | |
UA127750C2 (en) | METHOD OF AUTOMATIC CALL CONTROL AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION | |
Burred | The acoustics of the Piano | |
JPH0460594A (en) | Stringed instrument | |
Harrison et al. | A scientific approach to microphone placement for cymbals in live sound | |
Bader | Theoretical framework for initial transient and steady-state frequency amplitudes of musical instruments as coupled subsystems | |
Puszynski | String-wood feedback in electrics string instruments | |
Budhiantho et al. | Javanese gong wave signals | |
Wickstrom et al. | The Physics of Xylophones | |
JP6422690B2 (en) | Sound generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140325 |