Oziq-baraban - Feed-Drum

Alessandro Tomassetti prototipi bo'lgan Imperial Bass Drum rolini o'ynaydi Oziq-baraban - Musica Scienza 2000 - Centro Ricerche Musicali - Italiya

The Oziq-baraban^[1] bu imperatorlik bas baraban bastakor Mikelanjelo Lupone tomonidan ishlab chiqilgan va CRM - Centro Ricerche Musicali, Rim va Ist'ituto Gramma o'rtasida L'Aquilada ishlab chiqarilgan terining elektron konditsionerligi tizimi bilan.

Printsipi orqali orqaga qaytish, terining qo'zg'alishi natijasida hosil bo'lgan signal teriga teriga qaytadi akustik bosim. Natijada cheksiz doimiy ovoz paydo bo'ladi. Tizim terining harakatining susayishini, shuning uchun tovushning parchalanish tezligini boshqaradi va yuqori chastotali rejimlarni terida mavjud bo'lgan tugunlarning birgalikdagi ta'siri va qaytariladigan kirish energiyasining miqdori bilan ajratishga imkon beradi.^[2]Teri yuzasidagi dizayn - ga asoslangan tebranish rejimlarining soddalashtirilgan xaritasi Bessel funktsiyalari. Xarita 13 ta diametr va 8 ta tugun doirasi bilan chegaralangan, ikkinchisi juft yarim doira (chapga) va toq yarim doira (o'ngga) ga bo'lingan.^[3]Shuningdek qarang Skin-Act.

Birinchi 13 tugun diametri xaritasi
Besleme-baraban, birinchi xarita 13 diametrli va 8 tugunli doiradan iborat

Eksperimental ish

Imperatorlik bosh barabanining terisi juda ko'p sonli yuqori chastotali rejimlarni qo'zg'atishga imkon beradigan bo'lsa-da, ularning vaqt davomiyligi, odatda, tovushning hujum bosqichiga timbrik qo'shilishidan tashqari, tinglovchilar tomonidan odatda ahamiyatli emas. Rezonator (qobiq) ning etarli darajada akustik ta'siriga mos keladigan emissiya rejimining mumkin bo'lgan o'zgarishlari cheklangan va kam modulatsiyaga ega. Har birining chekkalari bilan 16 ta mexanik bog'lash tayoqchasi bilan bog'langan yuqori va pastki terilarning tortishishidan olingan asosiy chastotaga kuchlanish rejimlarining bir hil bo'lmagan taqsimoti ta'sir qiladi, bu esa real rejimlarning spektrini murakkablashtirishga yordam beradi. .^[4]

Rimdagi Centro Ricerche Musicali - CRM-da tajribalar o'tkazildi^[5]^[6] va quyidagi maqsadlarga erishish uchun Akviladagi Istituto Grammasida:

Teriga tugun cheklovlarini qo'llash orqali asosiy chastotaning o'zgarishi
Timbrlarni turiga, rejimiga va qo'zg'alish nuqtasiga qarab aniqlash
Glissandolar, vibratolar, portamento va ritmik vositalar orqali ovozni modulyatsiya qilish mikroartikulyatsiya
Teriga tatbiq etilgan sönümleme turi asosida, dinamikaning doimiy yoki bosqichma-bosqich o'zgarishi

An'anaviy bass barabanlari bu xususiyatlarni ta'minlay olmasligi aniq. Hujum bosqichining tembr boyligini o'rganish va tebranish rejimlarini ajratish uchun ishlab chiqaruvchilar terini elektron manipulyatsiya qilish tizimini yaratdilar. Teskari aloqa printsipi orqali tizim terining qo'zg'alishi natijasida hosil bo'lgan signalni akustik bosim sifatida teriga qaytaradi. Bu tovushning cheksiz uzayishini keltirib chiqaradi. Tizim terining dampinglanishini va shu sababli tovushning parchalanish tezligini boshqaradi va yuqori chastotali rejimlarni terida mavjud bo'lgan tugunlarning birgalikdagi ta'siri va qaytariladigan kirish energiyasi miqdori bilan ajratishga imkon beradi.^[7]

Ushbu konditsioner tizim bilan olingan signalning barqarorligi tajriba o'tkazish va teri yuzasida Bessel funktsiyalari asosida tebranish rejimlarining dastlabki soddalashtirilgan xaritasini loyihalashtirishga imkon beradi. Xarita 13 ta diametr va 8 ta tugun doirasi bilan chegaralangan, ikkinchisi juft yarim doira (chapga) va toq yarim doira (o'ngga) ga bo'lingan. Asbobning elektron konditsionerligi topologiyani va birlamchi akustik xususiyatlarini o'zgartirmasdan qoldiradi, lekin hajmini oshiradi. tebranish mezonlari va boshqaruvi. Bu turli xil rejimlarni farqlash, cho'zilgan ip bilan chiqariladigan modulyatsiya qilinishi mumkin bo'lgan uzun notalar chiqarilishini olish va akustik energiyani chiqadigan chastotalardan mustaqil ravishda moslashtirishga imkon berdi.^[8]

Tezkor ijro etishni va hodisalarning etarli darajada takrorlanuvchanligini ta'minlash uchun tovushlarning birinchi tasnifi va ijro texnikasi barmoqlar, qo'llar va qo'llardan foydalanish bilan chegaralangan (4-rasm). Tarkibida Gran Kassa Mikelanjelo Lupone tomonidan kengroq yoki bir nechta tugunli qismlarni egallagan turli shakl va o'lchamdagi buyumlar bilan tajribalar o'tkazildi. Bu ovoz imkoniyatlarini oshirdi. Shu bilan birga, tebranish hodisalarining murakkabligi konstruktiv materiallar va ularning birikmalarining dispersiyasini va chiziqli bo'lmagan qo'shimchalarini aniqlash va kamaytirish uchun asbobning mexanik qismlarini tahlil qilishni talab qildi.^[9]

4-rasm - yuqori chastotali rejimlarni qo'zg'atish uchun ishlash usullaridan biri bo'lgan besleme-baraban
Shakl 5 Besleme-baraban
6-rasm. Qaytish - 3 ta davul (2002), baldan parcha

Ushbu asoratlarni hisobga olgan holda, nafaqat akustik imkoniyatlarni kengaytirish, balki yangi ijro etuvchi texnikalardan ergonomik foydalanishga ruxsat berish uchun yangi asbob-uskunani (5-rasm) rejalashtirish va amalga oshirishga qaror qilindi. Xususan, tebranish munosabati pastki terini yo'q qilish yo'li bilan o'zgartirildi, bu qaror asbobning asosiy chastotasini sozlashni soddalashtirdi (30 Hz) va yuqori rejimlarda qo'zg'alish ko'tarilish vaqtini qisqartirdi. Sintetik membrana izotropik xususiyatlarga va ilgari tavsiflangan xarita chizilgan yuqori egiluvchanlikka ega bo'lib, ish joylari ko'rinadigan ranglarga ega edi. Qobiq va qisish halqasi po'lat va alyuminiyda amalga oshirildi; xususan, qisish halqasi qattiqroq qilingan, balandligi pasaygan va yopishish yuzasi oshgan. Ishlab chiqarish tizimi besleme barabanini erdagi qo'llab-quvvatlovchi inshootdan butunlay ajratib turadigan tarzda amalga oshirildi; bir-biri bilan aloqada bo'lgan barcha mexanik qismlar antivibratsion materialning oraliq qatlami bilan ajratilgan.^[10]

Amaliyot nazariyasi

Feed-barabanining harakati juda murakkab va uning ko'pgina jihatlari aniqlanishi kerak. Quyida ma'lum bo'lgan, taxmin qilingan va hali aniqlanmagan elementlar mavjud.

Dumaloq qattiq bo'lmagan membrananing tebranish usullari - pastga bog'langan va uning chetiga cho'zilganligi adabiyotdan ma'lum. Konservativ modelda (ya'ni tarqalishlarsiz va akustik nurlanishlarsiz va shuning uchun "vakuumda") a radiusli membrananing tebranish usullari silindrsimon koordinatalarda shaklga ega.

${ displaystyle z ( rho, phi, tau) = R ( rho) * Phi ( phi) * cos ( omega * tau)}$ (1)

qaerda: ${ displaystyle R ( rho) = Jn (m, k rho)}$ va ${ displaystyle Phi ( phi) = A * cos (m * phi + phi ^ {0})}$

va qaerda ${ displaystyle Jn (m, x)}$ birinchi turdagi va tartibli Bessel funktsiyalari ${ displaystyle m * phi ^ {0}}$ bu dastlabki shartlarga bog'liq bo'lgan o'zboshimchalik fazasidir (imtiyozli yo'nalishlar bo'lishi mumkin emas, chunki muammo aylana simmetriyasiga tegishli).

Jantdagi cheklov tufayli, ${ displaystyle R (a) = Jn (m, k * a) = 0}$ , qayerda ${ displaystyle a}$ membrananing radiusi; bu diskret va ikkita indeksga (m, n) bog'liq k (to'lqin raqami) ni hisoblashga imkon beradi: ${ displaystyle k_ {m, n} = R_ {m, n} / a}$ , qayerda ${ displaystyle R_ {m, n}}$ tartibning Bessel funktsiyasining n-ildizi ${ displaystyle m, Jn (m, x)}$ .

Shuning uchun (1) bo'ladi ${ displaystyle z_ {m, n} ( rho, phi, tau) = A_ {m, n} * Jn (m, k_ {m, n} rho) * cos (m * phi + phi) _ {m, n} ^ {0})}$ .

Shuning uchun to'lqin sonini aniqlash birinchi turdagi Bessel funktsiyasining ildizlarini aniqlash orqali mumkin. Ildizlar va to'lqinlar sonlari aniqlangandan so'ng rejimlarga xos bo'lgan burchak chastotalari quyidagicha beriladi. ${ displaystyle omega _ {m, n} = k_ {m, n} * c}$ bu erda c - membranadagi transvers to'lqinlarning tezligi, ${ displaystyle c = { sqrt {T / sigma}}}$ qayerda ${ displaystyle T}$ jantning cho'zish kuchi va ${ displaystyle sigma}$ bu membrananing sirt zichligi. Biroq, ${ displaystyle c}$ chastota asosida osongina taxmin qilish mumkin ${ displaystyle v_ {1}}$ rejimi ${ displaystyle (0,1)}$ , buni hisobga olgan holda, eng pasti (asosiy chastota) ${ displaystyle R_ {0,1} = 2.405}$ :

${ displaystyle c = { tfrac {2 * pi * v_ {1}} {R_ {0,1}}} * a}$

Baraban uchun, ${ displaystyle a = 0,51m}$ va ${ displaystyle v_ {1} = 30Hz}$ va shuning uchun ${ displaystyle c = 40m / s}$ .

Bessel funktsiyalarining tartibidan qat'i nazar, ildiz poydevori moyil bo'ladi ${ displaystyle pi}$ uchun ${ displaystyle m rightarrow infty}$ [2]; Bundan tashqari, turli xil tartibdagi Bessel funktsiyalari tasodifiy ildizlarga ega emas (Feed-baraban maqsadi uchun muhim mulohaza) .Ildizlarni aniq hisoblash faqat raqamlar orqali amalga oshirilishi mumkin, bu vazifa tebranish xarakterini hisobga olgan holda qiyin emas. Bessel funktsiyalarining (vaqti-vaqti bilan bo'lmasa ham). Aslida, ushbu funktsiyalarning ildizlari har biri maksimal va minimal o'rtasida yoki aksincha iborat.

7-rasm va 8-rasm

"Asosiy chastota" dan yuqori 5 oktavagacha bo'lgan rejimlar uchun chastotalarni hisoblash (besleme-baraban uchun 960 Hz) quyidagi chastotalar va modal zichlikni taqsimlaydi:

9-rasm va 10-rasm
Shakl 11

Indeks ${ displaystyle m}$ tugun diametrlarini, indeksni yaratish uchun javobgardir ${ displaystyle n}$ tugun doiralari uchun. Umuman olganda, rejimlarning sxemasi indekslar bilan oddiygina bog'liqdir, chunki quyida keltirilgan diagrammalardan ko'rinib turibdi.

Konditsionerlik tizimi va amalga oshirish

Membranani qo'zg'atish karnay (Ø = 45 sm.) Va 11 sm uzunlikdagi to'lqin qo'llanmasi (markaz va radiusning 1/3 qismi o'rtasida maksimal akustik bosimni o'tkazish uchun mo'ljallangan) orqali amalga oshiriladi; ya'ni form-faktorga nisbatan ancha qisqa. 30 Hz asosiy chastotadan tashqari, (0,2) rejimiga mos keladigan 68,9 Hz chastotasini olish juda oson edi. Aksincha (1,1) rejimiga mos keladigan 47,8 Gts chastotasini olish imkonsiz edi. Ushbu chastotalarda, karnay bilan qo'zg'atilgan havoning harakati, ehtimol, membranaga deyarli bir xil bosim o'tkazadigan piston harakati bilan sxematiklashtirilishi mumkin. Bir xil qo'zg'alish modal shaklga (1,1) juda mos kelmaydi. Karnay yoqilg'iga o'rnatilgan piezoseramik sensori tomonidan chiqarilgan signalni namuna oladigan va orqaga burilishini aniqlaydigan besleme tizimi tomonidan ishlab chiqarilgan elektr quvvati signalidan kelib chiqqan. membrana. Shu tariqa rezonansli element membranani qaytarib beradigan "multimodal" osilator olindi. O'chirish davri pedal tomonidan boshqarilishi mumkin edi.^[11]

Yuqori rejimlarning intonatsiyasi

Intonatsiya salbiy qaytarilish kuchi va tugun chizig'ining bir yoki ikkita nuqtasiga bosimning birgalikdagi ta'siri orqali amalga oshiriladi. Bosimning ta'siri birinchi taxminiy ravishda dual sifatida sxemalashtirilishi mumkin: bir tomondan bosim nuqtalariga cheklov kiritilishi, boshqa tomondan membrananing "ish nuqtasi" ning biroz kattaroq taranglik atrofida siljishi va shuning uchun transvers to'lqin tezligining oshishi ${ displaystyle c}$ . Binobarin, barcha chastotalar yuqoriga qarab siljiydi. Gap shundaki, rejimlarning chastotalari umumiy omil bilan ko'paytirilishi, shu sababli o'zaro munosabatlarini o'zgarishsiz qoldirishi ma'nosida siljish mexanizmi, "balandlik o'zgarishi" haqida. Darhaqiqat, ushbu effekt amalda uchragan va vibratoni olish uchun ishlatiladi. Ammo bu holda "balandlik o'zgarishi" atamasi noto'g'ri, chunki membrananing qisman ohanglari spektri harmonik emas va natijada balandlik aniqlanmaydi.

Cheklov nuqtalarining o'rnatilishi (z = 0), qoida tariqasida, yuqorida aytib o'tilgan barcha nuqtalardan o'tuvchi tugunli chiziqlar to'plamiga ega bo'lmagan har qanday rejimni inhibe qiladi, hatto qulay tanlov bilan ham ${ displaystyle phi _ {0}}$ .

Masalan, membrananing markazini bosish bilan barcha rejimlar bajariladi ${ displaystyle m = 0}$ amaliy emas, chunki bu nuqta har doim ushbu rejimlar uchun antinod hisoblanadi. Membrananing boshqa har qanday nuqtasiga bosim (nazariy jihatdan gapirganda) barcha rejimlarni bajaradi ${ displaystyle m geq 1}$ amaliy, chunki har doim bu nuqtadan o'tuvchi tugun diametri bo'lishi mumkin bo'ladi. Amalda, cheklov mukammal bo'lmaganligi sababli, ushbu nuqtadan o'tadigan tugun diametri va tugun doirasini egallagan rejimga ustunlik beriladi. Bessel funktsiyalarining tasodifiy ildizlarga ega emasligi natijasi shundaki, har xil m tartibdagi rejimlar tasodifiy tugun doiralariga ega bo'lolmaydi. Hatto bir xil m va har xil n bo'lgan rejimlar ham aniq tugun doiralariga ega bo'lolmaydi. Ikki xil rejim, aksincha, ularning indekslarining nisbati butun son bo'lsa, tasodifiy tugun diametrlariga ega bo'lishi mumkin. Markazdan farq qiladigan bitta bosim nuqtasi shuning uchun faqat shu nuqtadan o'tuvchi diametr va aylanaga ega bo'lgan rejimni aniqlaydi. Chastotali rejimlarni yaxshiroq "ajratib turadigan" nuqtalar markazga yaqinroqdir, chunki tugun doiralari perimetrga zich joylashgan bo'lib, bitta nuqta shu sababli ularning ko'plari unga juda yaqin bo'ladi. Binobarin, bu rejimlarni eng yaxshi ajratib turadigan birinchi tugun doirasi, eng ichki qismi, bu ham dispersiya tahlili bilan ko'rsatilgan.

Nazariy jihatdan, membrananing har qanday ikki nuqtasiga bosim har qanday rejimga mos kelmaydigan cheklovlarni keltirib chiqarishi mumkin.

Biroq, ushbu fikrlarning barchasi nisbatan past darajadagi rejimlar bilan cheklangan yaxshiroqdir. Darhaqiqat, qattiq tartibsiz membranani yaqinlashishi tartib tartibining oshishi bilan unchalik kuchga ega bo'lmaydi, deb taxmin qilish mumkin, chunki tugun bazasi membrananing o'zi qalinligi bilan taqqoslanadigan bo'lib qoladi va boshqa fikrlar ham mavjud. Odatda rejimlarni olish uchun ishlatiladigan membrananing klassik tenglamasi butunlay konservativ bo'lib, ichki ishqalanish yoki nurlanish tufayli tarqalishni ham hisobga olmaydi. Ikkinchisi ikkala qismni susaytiradigan va hayajonli kuch bo'lmaganida ularning parchalanishiga olib keladigan mexanizmlardir. Ta'riflangan vibro-akustik harakatga mos keladigan tenglamaning ramziy echimi, hatto juda soddalashtiradigan gipotezalar qabul qilingan taqdirda ham, imkonsizdir. Buni raqamli usullar bilan hal qilish mumkin (masalan, FEM, BEM va boshqalar), ammo bu holda ham - agar akustik-elastik bog'lanish va membrananing ichki tarqalishi hisobga olinsa - muammo nozik bo'lib qoladi va natijalar bo'lishi kerak Biroq, hatto eritma bo'lmagan taqdirda ham, qismlarning parchalanishi ularning rezonansining qiymat koeffitsienti (Q) bilan bog'liqligini va spektral chiziqning kengayishiga olib kelishini ta'kidlash mumkin. nisbiy rejim o'chirilgan. Ichki ishqalanishlar chastotaga qarab ortib boradigan mahalliy egrilikning o'zgarishi tezligiga mutanosibdir. Shunday qilib, cho'zilgan torlarga o'xshab rejimlarning susayishi ularning chastotasi bilan ortadi deb taxmin qilish mumkin. Binobarin, rejimlar bir-biriga yaqin bo'lgan va massajlangan yuqori spektral sohalarda (9 va 10-rasmlarga qarang) membrananing uzatish funktsiyasi diskretga qaraganda uzluksiz, modal chastotalarda o'rtacha tepaliklar bilan. Ushbu sohalarda hayajonlantirilishi mumkin bo'lgan rejimlar aniqroq aniqlanmagan va pastadir kuchayishiga va salbiy teskari aloqa elektron zanjirining chastota xususiyatlariga bog'liq. Aksincha, bir rejimdan ikkinchisiga qo'shni chastotaga o'tish natijasida paydo bo'ladigan chastotaga unchalik ta'sir qilmaydi, shuning uchun rejimlarni qo'zg'atish uchun kelajakda takomillashtirilgan xaritani qurish, shu sababli rejimlar orasidagi eng muhim kamsitishlarni taklif etadigan juftlik juftlarini oqilona tanlashini taxmin qilishi kerak. Bunga qo'shimcha ravishda, modal chastotalar eksperimental tarzda tekshirilishi kerak, chunki ba'zi rejimlarning chastotalari nominal qiymatlaridan chetga chiqadigan deb taxmin qilish mumkin, chunki nisbiy to'lqin qo'llanmasiga ega bo'lgan aktuator mavjud, bu nurning kengligi 1/3 ga teng. membrana diametri. Ushbu og'ishlarni o'lchashni nazariy mulohazalar bilan ishonchli tarzda aniqlash mumkin emas, chunki umumiy model juda murakkab va uni faqat raqamli usullar bilan hal qilish mumkin (allaqachon ko'rsatilganidek).

Keyingi rivojlanish

Bugungi kunga qadar bastakorlar va perkussionistlar bilan o'tkazilgan sinovlar nazorat mezonlarini kengaytirish, har xil shakl va o'lchamdagi maxsus hujumchilardan foydalanish va mustaqil qo'l texnikasini qo'llash bo'yicha takliflarni rag'batlantirdi.^[12]Keyingi ishlanmalar asosan ergonomik jihatlarga tegishli bo'lib, aniqroq tugunli xaritalarni tuzish, sodda va tezkor foydalanish. Bundan tashqari, elektron konditsioner tizimida va uning ishlashida yuqori tonlarning emissiyasini boshqarish qobiliyatini yaxshilash maqsadida yaxshilanishlarni tasavvur qilish mumkin.^[13]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

^ GRAME Rencontre Musicales Pluridisciplinaries 2006 yil 2009 yil 18-avgustda olingan. Arxivlandi 2011 yil 16-iyul, soat Orqaga qaytish mashinasi
^ Universidad Complutense de Madrid
^ Maks Plank Instituti - Informatik
^ Exibart
^ Gran Kassa va moslashtiruvchi asboblar uchun davul - kompyuter musiqasini modellashtirish va qidirish - Seno, Lorenzo - Lupone, Mikelanjelo - Springer Verlag 2006 yil ISBN 3-540-34027-0
^ CRM - Centro Ricerche Musicali
^ Springer Berlin Heidelberg
^ INIST / CNRS
^ "LMA CNRS MRS France". Arxivlandi asl nusxasi 2011-07-20. Olingan 2009-08-21.
^ Musiqa Konservatoriyasi Alfredo Casella L'Aquila Arxivlandi 2016-03-03 da Orqaga qaytish mashinasi 2009 yil 21 avgustda olingan
^ Corriere della Sera
^ ItaliaFestival
^ YouTube

Tashqi havolalar

[1] GRAME Rencontre Musicales Pluridisciplinaries 2006 yil 2009 yil 18-avgustda olingan. Arxivlandi 2011 yil 16-iyul, soat Orqaga qaytish mashinasi

[2] Universidad Complutense de Madrid

[3] Maks Plank Instituti - Informatik

[4] Exibart

[5] Gran Kassa va moslashtiruvchi asboblar uchun davul - kompyuter musiqasini modellashtirish va qidirish - Seno, Lorenzo - Lupone, Mikelanjelo - Springer Verlag 2006 yil ISBN 3-540-34027-0

[6] CRM - Centro Ricerche Musicali

[7] Springer Berlin Heidelberg

[8] INIST / CNRS

[9] "LMA CNRS MRS France". Arxivlandi asl nusxasi 2011-07-20. Olingan 2009-08-21.

[10] Musiqa Konservatoriyasi Alfredo Casella L'Aquila Arxivlandi 2016-03-03 da Orqaga qaytish mashinasi 2009 yil 21 avgustda olingan

[11] Corriere della Sera

[12] ItaliaFestival

[13] YouTube

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]