способ настройки клавишных музыкальных инструментов

Формула изобретения

Способ настройки клавишных музыкальных инструментов, заключающийся в настройке звуков музыкального строя по биениям в интервалах и биениям в аккордах путем синхронизации их по темпам с ударами электронного метронома, выполняющего функцию генератора эталонных темпов, заданных на основе расчетной математической модели музыкального строя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к музыкальной промышленности, а именно к настройке клавишных музыкальных инструментов.

Известен способ настройки клавишных музыкальных инструментов, заключающийся в том, что настройку производят интервалами квинтами и квартами по частотам биений в них, воспринимаемых на слух как динамические пульсации (Дьяконов Н.А. Рояли и пианино. Конструирование и производство. - М.: Лесная промышленность, 1966, стр.365-371), добиваясь в средней части звукового диапазона (в области малой-первой октав) темпов биений 1 и 1,5 в секунду соответственно. Однако данный способ не обеспечивает точности музыкального строя, потому что психофизиология не позволяет устанавливать темпы биений на слух с достаточной точностью, к тому же указанные темпы биений есть усредненные величины, не соответствующие расчетным ни в одной квинте или кварте, и если их выдержать точно, они дадут незамкнутый строй, то есть строй не получится вовсе.

Известен способ настройки квинтами и квартами с параллельным контролем точности строя по биениям в терциях и секстах (Порвенков В.Г. Способ настройки клавишных музыкальных инструментов. Российское агентство по патентам и товарным знакам. Дата приоритета 21.12.1993 г. Номер патента RU 2 061 259 С1), заключающийся в том, что в результате настройки квинт и кварт с тоже усредненными величинами темпов биений 1 и 1,4 в секунду автоматически образуются терции и сексты, темпы биений в которых используются в качестве эталонных для сравнения с ними близких по темпам биений в других секстах и терциях и приведения их в соответствие на основе критериев «почти равно», «больше» или «меньше». Однако и этот способ не обеспечивает точности строя, потому что при вышеупомянутых неизбежных погрешностях в настройке квинт и кварт в частотах биений, рекомендуемых в качестве эталонных терций и секст, возникают еще более значительные погрешности, а также в силу расплывчатости критериев.

Известен способ настройки непосредственно терциями и секстами (Курочкин Л.Г., Бурдина Н.В. Настройка фортепиано. Изд. «Композитор», Санкт-Петербург, 1999), заключающийся в том, что настройщик на основе личного навыка воспроизводства по памяти определенных темпов биений настраивает на эти темпы эталонную группу терций и секст, а затем темпы биений в них использует для настройки других секст и терций с близкими частотами биений, приводя их в соотношение на основе критериев «почти равно», «больше» или «меньше». Однако и этот способ не обеспечивает высокой точности строя по причине того, что человеческое сознание не способно воспроизводить по памяти темпы с необходимой точностью, а также вследствие расплывчатости критериев.

Дополнительное влияние на неточность строя оказывает также физическое явление, именуемое в музыкальной акустике негармоничностью обертонов, потому что в отличие от идеально гибких струн, для которых расчитаны все математические параметры музыкального строя, реальные струны имеют жесткость, вызывающую отклонение частот обертонов реальных звуков от расчетных величин, в силу чего в реально звучащем интервале фактическая частота биений как производное от несовпадения фактических частот гармоник интервалообразующих обертонов тоже не совпадает с расчетной; но средств борьбы с этим явлением вышеприведенные способы не имеют.

Широко известен также способ настройки не интервалами, а каждого звука в отдельности с помощью специального электронного прибора, тюнера, который тоже не дает высокого качества строя, потому что музыкальный строй - это межзвуковые отношения, а настройка отдельных звуков исключает возможность регулирования межзвуковых отношений в интервалах и межинтервальных отношений в аккордах путем коррекции этих созвучий по темпам биений.

Целью изобретения является достижение максимального уровня точности строя и превосходного качества звучания музыкального инструмента при одновременном снижении трудоемкости процесса настройки и создании условий настройки клавишных музыкальных инструментов не только профессионально подготовленными специалистами, но и неквалифицированными настройщиками.

Поставленная цель достигается тем, что при настройке в качестве генератора эталонных темпов биений применяется не субъективное чувство темпа, а электоронный метроном, которому настройщик задает расчетные по математической модели музыкального строя эталонные частоты биений и синхронизирует на слух с темпами ударов метронома темпы биений в интервалах (биения первого порядка, возникающие от несовпадения частот гармоник интервалообразующих обертонов) и аккордах (биения второго порядка, возникающие от несовпадения темпов биений в интервалах трезвучия). Наряду с этим предлагаемый способ радикально снижает влияние на точность строя объективного естественного фактора негармоничности обертонов тем, что его технология вместо настройки отдельными звуками или интервалами предписывает настройку трезвучиями, из которых состоят или складываются все музыкальные аккорды.

Электронный метроном, используемый как генератор эталонных темпов биений, имеет диапазон от 30 до 230 или 2-50 ударов в минуту и функцию дополнительного деления промежутков между ударами путем установки на его дисплее курсора на символе четвертной ноты (при этом количество ударов соответствует установленному числу), символе дуоли (при этом количество ударов в минуту удваивается), символе триоли (количество ударов утраивается) или символе квартоли (количество ударов учетверяется). Это дает возможность получить на метрономе от 30 до 920 или 1000 ударов в минуту с дискретностью ±1 удар, что в пересчете на секунды составляет от 0,5 до 15,33 или 16,67 ударов в секунду и с запасом перекрывает диапазон темпов, необходимых для настройки звуков, интервалов и аккордов области темперирования, по которой затем настраивают остальные звуки, интервалы и аккорды строя всего звукового диапазона клавишного музыкального инструмента. При этом погрешности в темпах не превышают тысячных долей в секунду, что обеспечивает высочайшую точность настройки интервалов.

Каждое трезвучие состоит из трех замкнутых друг на друга интервалов, имеющих различные по частотам биения; настройка ведется не интервал за интервалом, как в иных способах, а блоками трезвучий, в каждом из которых темпы биений первого уровня во всех трех его интервалах корректируются до достижения максимальной (в малогабаритных инструментах) или практически полной (в концертных инструментах) синхронности с соответствующими эталонными темпами ударов метронома; а заключительный контроль осуществляется по совпадению темпа биений второго порядка в звучании всего трезвучия с соответствующим эталонным темпом ударов метронома.

Порядок действий при настройке клавишного музыкального инструмента равномерно-темперированным строем на стандартную частоту колебаний струны звука a ₁ (ля первой октавы) 440 Гц приведен в прилагаемых к настоящему описанию схемах планов настройки области темперирования (фиг.1а и 1б), басового (фиг.2), тенорового и дискантового (фиг.3) регистров. На чертежах настраиваемые звуки обозначены белыми кружками, числа в них - их порядковые номера; настроенные звуки - черными кружками; настраиваемые интервалы - сплошными линиями со стрелками; настроенные интервалы - прерывистыми линиями; знаки «+» и «-» в надписях над линиями интервалов указывают правильные зоны темперации интервалов («+» означает расширенный интервал, «-» означает суженный интервал), числа и нотные символы после этих знаков - это установочные параметры для метронома; треугольники из линий-интервалов с вершинами из кружков-звуков - это аккорды, внутри которых обозначения в прямоугольниках также в виде установочных параметров для метронома соответствуют расчетным частотам биений второго порядка; процесс настройки области темперирования разбит на 6 этапов (фигурные скобки); каждый этап отделен от последующего этапа горизонтальной прерывистой линией, на которой расположены обозначения звуков, уже настроенных к окончанию данного этапа; термином биения-I обозначены биения первого порядка, производные от несовпадения частот гармоник интервалообразующих обертонов; термином биения-II обозначены биения второго порядка в звучании трезвучий, производные от несовпадения частот биений в его интервалах.

Способ допускает создание иных вариантов планов настройки при условии сохранения принципа синхронизации темпов биений в интервалах и трезвучиях с эталонными темпами ударов метронома.

В случае настройки клавишного музыкального инструмента на иную высоту настройщику достаточно вычислить коэффициент пересчета по формуле : 440, где есть новая частота исходного тона, с его помощью пересчитать частоты биений первого уровня в интервалах и второго уровня в аккордах и определить новые соответствующие им установочные параметры для метронома или с помощью того же коэффициента пересчитать напрямую установочные параметры для метронома.

Метод синхронизации также позволяет получать строй высокой точности при настройке клавишных музыкальных инструментов любым историческим строем, в том числе нерегулярным (неравномерным), и при этом значительно упрощает технологический процесс, позволяя настраивать интервалы напрямую вместо сложившихся в исторических технологиях традиций настройки интервалов наиболее удобных с последующим переносом полученных в них соотношений частот тонов на интервалы нужные.

Изобретение применимо как в промышленном производстве, так и в работе настройщиков-профессионалов и любителей по созданию и обслуживанию строя клавишных музыкальных инструментов.

Отличие заявленного способа заключается в том, что он исключает из технологии настройки субъективный фактор оценки темпов биений с опорой на личное чувство настройщика, взамен вводит объективный фактор приборного контроля межзвуковых отношений в интервалах и межинтервальных в аккордах и управления ими через управление темпами биений путем их синхронизации на слух с эталонными темпами, производимыми прибором, а также делает технологию настройки клавишных музыкальных инструментов доступной практически каждому, кто не лишен самого обычного слуха.

Это. отличие позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипов, не выявлены в других технических решениях в данной области техники и, следовательно, обеспечивают заявленному изобретению изобретательский уровень.