| Manchmal meckern
Leute zurecht rum die Berichte auf dieser Webseite sind gelegentlich zu
schwergewichtig und ab und zu soll mal wieder leichtere Kost
präsentiert werden, damit das Lesen nicht stets so fordert -
gesagt getan: Wenn nun schon der Bericht nicht schwergewichtig ist, dann diesmal wenigstens schwergewichtiges Equipment für die Aufgabe. Wir stimmen eine Konzertgitarre diesmal mit einem HP 3582A FFT Spektrum Analyzer. Das hier gezeigte ist aus elektrotechnischer Sicht nichts Besonderes, aber ich denke für einen Musiker ist es durchaus interessant einmal zu sehen, wie ein ausgestatteter Elektronikingenieur seine Gitarre stimmt, da läuft nichts mit einem Gitarrenstimmgerät mit irgendwelchen blinkenden Leuchtdioden oder einer Stimmgabel, nein wir wollten ja bewußt schwere Messtechnik hierfür verwenden. Die Abstimmung der Gitarre kann mit diesem Gerät sehr präzise eingestellt werden. |
| Hier ist ein
Mikrophon am FFT Spektrum Analyzer angeschlossen. Der HP 3582A
FFT Spektrum Analyzer war Ende der 70er und in den 80er Jahren
modernste Technik, mit entsprechendem Gegenwert von einem neuen Auto.
Es ist eine solide gefertigte Technik, die auch heutzutage noch prima
benutzt werden kann, die heutigen Gebrauchtpreise sind
entsprechend gesunken, so leicht gebraucht
erhältlich ist er allerdings gar nicht. Die hier verwendete 14 Bit Technologie bis zum 25 kHz Messbereich ist nicht mehr mit modernen FFT Geräten vergleichbar, aber exzellent in Punkto "einfachste und schnellste Bedienbarkeit" und "Verlässlichkeit der anzeigten Messwerte", die von hervoragender Qualität sind. Solche Geräte werden auch noch in 30 Jahren ihre Berechtigung haben. Eine moderne Soundkarte z.B. kann mehr Dynamikumfang erfassen als diese Geräte, was oft aber gar nicht notwenig ist, die hochwertig gefertigten Abschwächer, Eingangsabschwächer und die "Softwarefrei-Bedienung" gefertigt nach typischerweise 80er Jahre Qualität ermöglichen immer wieder neuen Spaß an diesen alten Geräten. Das Gerät kann auch keine Frequenzen wie DC und Sub-DC verarbeiten, dazu noch spektrale Rauschleistungsdichte, Phase, Gain, 2. Kanal, Filter sowie eine Rauschquelle. Der Vergleich mit Soundkarten hinkt, die Zielanwendungen sind zu stark verschieden. Auch das tolle Handbuch zum Gerät ist ein halber Kursus in der Theorie und Praxis der Digitalen Signalverarbeitung. Es ist einfach stets oft eine Freude alte Messtechnik zu nutzen, egal von welchem namhaften Gerätehersteller sie auch stammt. |
| Das Mikrophon nahe an der Schallöffnung zu plazieren ist natürlich günstig, da so andere Störsignale, die nicht von der Gitarre stammen so weiter unterdrückt werden, (z.B. das 50 Hz Netzsignal vom Stromnetz eingefangen über die nicht abgeschirmten Messkabel), |
| Es ist eine klasse Sache, dass an diesem HP Gerät auch der Kamera Adapter passt, der für die Tek 7000er Oszilloskop Serie gebaut wurde. |
| Saite | E | A | D | G | B (H) | E |
| offen | 82,41 Hz |
110,0 Hz |
146,8 Hz | 196,0 Hz | 246,9 Hz | 329,6 Hz |
| 1. Bund | 87,31 Hz | 116,5 Hz | 155,6 Hz | 207,6 Hz | 261,6 Hz | 349,2 Hz |
| 2. Bund | 92,50 Hz | 123,5 Hz | 164,8 Hz | 220,0 Hz | 277,2 Hz | 370,0 Hz |
| 3. Bund | 98,00 Hz | 130,8 Hz | 174,6 Hz | 233,1 Hz | 293,7 Hz | 392,0 Hz |
| 4. Bund | 103,8 Hz | 138,6 Hz | 185,0 Hz | 246,9 Hz | 311,1 Hz | 415,3 Hz |
| 5. Bund | 110,0 Hz | 146,8 Hz | 196,0 Hz | 261,6 Hz | 329,6 Hz | 440,0 Hz |
| 6. Bund | ||||||
| 7. Bund | ||||||
| 8. Bund | ||||||
| 9. Bund | ||||||
| 10. Bund | ||||||
| 11. Bund | ||||||
| 12. Bund |
| Die Tabelle zeigt
die Grundwelle der einzelnen Saiten bei einer normal gestimmten Gitarre
mit den Saiten E-A-D-G-B(H)-E. Die Tabelle mit den Frequenzen habe ich
auf einer schönen Internet Seite gefunden mit vielen Gitarren
Informationen, hier die Quellenangabe: http://www.xycl.de/de/mixing-mastering/frequenz-gesang-instrument/gitarre-frequenzen.html Dort finden sich auch die kompletten Zahlenwerte für alle Bünde. (Das Ausborgen der Zahlenwerte für die ersten fünf Bünde sei mir verziehen, ich selbst habe keinerlei Ahnung wie die einzelnen Frequenzen zustande kommen). |
| Die Gitarre mit
ihren Saiten vom tiefen Ton bis zum hohen Ton, mit ihrer
Verstellmöglichkeit der Tonhöhe.
E-A-D-G-B(H)-E |
| Das Bild zeigt die
auf korrekte Tonhöhe gestimmte Seite, der tiefste Ton dieser
Saite schwingt auf 82,4 Hertz. In der Messkurve des FFT Analyzers kann mit einem Rädchen der helle Punkt entlang der Messwerte verfahren werden. Die Genauigkeit der angezeigten Markerfrequenz von diesem hellen Punkt wird aus einem Quarz abgeleitet und ist damit sehr genau (die angezeigte Marker Frequenz ist damit nicht von der Geometrie Ungenauigkeit der CRT abhängig). Auffällig ist der Peak bei genau 50 Hertz, das ist eine eingekoppelte Störung aus dem 50 Hertz Netz des Hausstroms.
Es ist auch sehr schwer einen Ton einer Saite so geschickt anzuschlagen, dass diese fast nur auf der Grundwelle schwingt, das gelingt mir nicht, der 82,4Hz Peak wäre dann wesentlich schmaller und nicht so breit. Das "so breit" ist ein Merkmal eines modulierten Tons, durch das Anschlagen der Saite mit dem Finger entsteht während des mechanischen Anschlagens eine starke Modulation der Grundfrequenz. Der Einschwingvorgang erfolgt nicht entlang der freien Weglänge der Saite, diese wird durch die Berührung des Fingers verkürzt und auch die ersten freien Schwingvorgänge werden durch ein Wieder-Berühren der Saite am Finger mit Sicherheit verzerrt. Dieser ganze Vorgang ist schön zu beobachten, der Analyzer liefert bei dieser Einstellung etwa jede Sekunde ein frisches Bild. Hier werden 4 Bilder nacheinander aufgezeichnet und der RMS Mittelwert aus allen vier angezeigt. Es gelingt leider nicht den Ton 4 Sekunden lang laut ohne neues Anzupfen frei schwingen zu lassen. Im Klartext heißt das, das Bild hier zeigt die Summe aus Anschwingvorgang, freies Schwingen und Ausschwingvorgang der Amplitude. Auch mit anderen Worten ausgedrückt, eine Modulation der Amplituden bewirkt nach den Gesetzen der Frequenzmodulation eine Verbreiterung der Grundwelle und der Harmonischen. Nichtlineare Schwingungssysteme von Saiten und Balkenschwingern sind physikalisch interessante Gebilde, die dahinter stehende Mathematik ist beachtlich. |
| Durch das
Drücken der tiefen E Saite auf den fünften Bund
verkürzt sich die Saite, dadurch steigt die Grundwelle der
Eigenfrequenz von 82.41 Hertz auf 110 Hertz. Auch
schön zu sehen die Oberwellen der 110 Hertz Grundwelle. Grundwelle (1. Harmonische) = 110 Hertz Oberwelle (2. Harmonische) = 220 Hertz Oberwelle (3. Harmonische) = 330 Hertz Oberwelle (4. Harmonische) = 440 Hertz Zur Anzeige von noch mehr Oberwellen wurde der Analyzer hier nicht eingestellt. Der hier enstehende Ton beinhaltet sowohl gerad- als auch ungeradzahlige Harmonische von recht hoher Intensität. |
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Grundwelle (1. Harmonische) = 440 Hertz 1. Oberwelle (2. Harmonische) = 880 Hertz 2. Oberwelle (3. Harmonische) = 1320 Hertz 3. Oberwelle (4. Harmonische) = 1760 Hertz 4. Oberwelle (5. Harmonische) = 2200 Hertz |
| Ergebnis: die
Gitarre ist wunderbar perfekt nach den Sollwerten gestimmt. Es ist auch
erstaunlich wie genau die Frequenzen bis zum getesteten
fünften Bund präzise stimmen, obwohl auf die
Grundschwingung hin ohne Bund gestimmt worden ist. Ach ja, wer Lust hat seine Gitarre an diesem Gerät zu stimmen, soll vorbei kommen, kann ich Dir gern machen - macht irgendwie Spaß. Vielleicht braucht auch jemand eine andere Frequenzeinstellung oder ein anderes stimmbares Instrument. |
