Streicherschlumpf
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[FONT="]Hallo liebe Streicherfreunde,[/FONT]
[FONT="]weil es vielleicht den einen oder anderen (E-)GeigerIn interessieren könnte, will ich euch hier ein bisschen von meinem Frequenzoptimierungsprojekt für meine E-Geige (Yamaha SV200) und meinen Akustiktonabnehmer (Shadow NFX945V) berichten.[/FONT]
[FONT="]Obwohl ich mich nun schon länger mit der Frequenzbereichsthematik beschäftige, habe ich immer noch keine rechte Vorstellung davon, wo meine Instrumente (also nicht nur meine Geigen, sondern auch meine Gitarren und z.B. auch die Toms meines Drummers) eigentlich wirken und wie die Klangcharakteristik so im ganz groben zustande kommt. Durch die Anregung durch Fiddles Beschreibungen von seinem Livesetup für E-Geige mit einem 31-Band Digital-EQ (richtig so?) bin ich auf die Idee zu folgendem Projekt gekommen.[/FONT]
[FONT="]Ich habe meine beiden akustischen Geigen mit Mikrofonen sowie eine davon mit dem Tonabnehmer und zusätzlich die E-Geige aufgenommen. Anschließend habe ich von den einzelnen Signalen Frequenzanalysen gemacht und diese dann miteinander verglichen.[/FONT]
[FONT="]Hier die technischen Details:[/FONT]
[FONT="]Geigen:[/FONT]
[FONT="]MNK = Markneukirchener Geige. Meine gute alte Geige, ca. 70-90 Jahre alt, mein Referenzinstrument.[/FONT]
[FONT="]ADB = Alte Dachboden Geige. Die Geige, auf der ich spielen gelernt habe, ein gutes Schülerinstrument.[/FONT]
[FONT="]NFX = Shadow NFX945 Tonabnehmer an der ADB Geige. Das ist sozusagen das 3. Geigensignal. Den tone Regler am Preamp habe ich dabei etwa auf mittlere Reglerstellung gedreht. Der Outputregler war auf voll gestellt.[/FONT]
[FONT="]Yamaha SV200 = Die E-Geige, die ich auf der Bühne benutze. Ausgangsregler auf 3/4, EQ Einstellung 1x auf 6 und 1x auf 10.[/FONT]
[FONT="]Bogen von Ed Pfitzner.[/FONT]
[FONT="]Aufnahme Equipment:[/FONT]
[FONT="]Rode NT 5 in etwa 40-50 cm Entfernung ziemlich direkt von oben über der Geige.[/FONT]
[FONT="]AKG C3000b schräg von oben / seitlich in 40-50 cm Entfernung.[/FONT]
[FONT="]Apogee Duet [/FONT]
[FONT="]Macbook Pro mit Logic Express 9.[/FONT]
[FONT="]Bei jeder Geige habe ich auf jeder Saite einen Bogenstrich (ca. 4s) mit nicht zuviel Kraft gezogen, damit die Töne von ihrer Erzeugung her möglichst vergleichbar sind. Alle einzelnen Töne habe ich auf 0dB normalisiert (die nicht normalisierten Signale waren in ihrer Lautstärke sowieso ähnlich. Unabhängig davon ist die Normalisierung fast egal für die Auswertung, s.u.). Von jedem Ton von jeder Saite von jeder Geige habe ich nun etwa 3 s markiert und dann eine FFT Analyse gemacht und die Datenpunkte davon in Origin (so was wie Excel) kopiert und dort weiterverarbeitet.[/FONT]
[FONT="]In die Mikrofonsignale geht natürlich die Raumakustik mit ein, der Beitrag lässt sich jedoch nicht quantitativ abschätzen. Ich habe jedoch die Hoffnung, dass aufgrund der Größe und Art meines Wohnzimmers (Maisonettewohnung = hohe Deckenhöhe, viel Volumen und verwinkelt) Raumresonanzen eher nicht begünstigt sind (viel Streuungsmöglichkeiten). Die Mikrofone arbeiten natürlich auch nicht linear, was man insbesondere beim Vergleich der Signale im Bereich der oberen Mitten sehen könnte (unterschiedliche starke Betonung der Grundlinie), aus Aufwandsgründen habe ich dazu keine Abbildung gemacht. Damit sich die Mikrofoneffekte nicht so deutlich im Spektrum auswirken, habe ich die Spektren von beiden Mikrofonen einfach immer gemittelt.[/FONT]
[FONT="]Nun hat man von jeder Geige 4 Frequenzspektren, die jeweils zu den leeren Saiten gehören. Um jetzt eine Art allgemeines Frequenzspektrum der Geige zu bekommen, habe ich die 4 Spektren gemittelt, damit man einerseits sieht, wie sich die Grundlinie (Baseline in den Abbildungen) verhält, d.h. wo besonders subtile Klangfarben (nach meiner Meinung, ob das so stimmt weiß ich nicht, ich lasse mich da gerne korrigieren) sichtbar werden, und andererseits sehen kann, wie sich die Obertöne (Peakline in den Abbildungen) einer angeregten Schwingung (d.h. einer leeren Saite) mit zunehmender Frequenz entwickeln. Details zur Gewichtung stehen unten.[/FONT]
[FONT="]Bis hierhin bekommt man also folgendes Bild, wie am Beispiel der Signale der MNK Geige zu sehen ist. Unten sind die 4 Signale der einzelnen Saiten übereinander gelegt (bunt), oben ist das gewichtete Summenspektrum zu sehen. Man sieht, dass im Bereich der Grundlinie das Rauschen durch die Mittelung minimiert (genauer: halbiert) wurde, die einzelnen Schwingungsfrequenzen der gestrichenen Töne jedoch immer noch präsent sind. Sowohl durch die Baseline als auch durch die Spitzen der Peakline habe ich nun die Punkte bei den Frequenzen eines 31-Band EQs gelegt, um so eine Art Signatur zu bekommen.
[/FONT]
[FONT="]Abbildung Frequenzspektren der 4 Einzelsaiten und der gewichteten Summe der MNK Geige.[/FONT]
[FONT="]Diese Signaturen habe ich nun miteinander verglichen. Das Ziel dieser ganzen Aktion ist es jetzt, dass mir die Differenzen dieser Signaturen nun zeigen sollten (in der Theorie), wo sich zumindest ganz grob die verschiedenen Instrumente unterscheiden, und wie man (also naja, mehr oder weniger ) den Klang des einen Instrumentes (z.B. der E-Geige oder des NFX Tonabnehmersignals) zumindest in die Richtung eines anderen Instrumentes (Naturklang der Geige) verschieben, bzw. Verluste der Tonabnahme minimieren kann.[/FONT]
[FONT="]Hier im Vergleich zwischen der MNK (unten) und ADB (oben) Geige sieht man, dass die besser klingende MNK Geige zwischen 300 und 450 Hz und zwischen 2 und 5 kHz eine höhere Grund- und Peaklinie hat (mehr Klangcharakter?). Besonders gut lässt sich das auch in der nächsten Abbildung bei den Differenzen der Signaturen (besonders bei der grünen Linie) sehen. Beide Geigen haben aber (natürlich) ein relativ abwechslungsreiches Klangspektrum, was wohl der Hauptunterschied zur E-Geige (s. unten) sein dürfte. [/FONT]
[FONT="]Abbildungen Signaturen der ADB (blau) und MNK (schwarz) Geige.[/FONT]
[FONT="]Macht man jetzt das gleiche Spielchen auch mit den Tonabnehmer Signalen und vergleicht die Signatur des NFX mit der Signatur der Mikrofone von der gleichen Geige, so sieht man die Unterschiede, die man womöglich mit einem 31 Band EQ ausgleichen kann. [/FONT]
[FONT="]Die Frequenzspektren der Yamaha sehen jetzt (im Folgenden) deutlich weniger konturiert als beispielsweise die der MNK Geige aus. Die unterschiedlichen EQ Einstellungen an der E Geige wirken sich dabei im Wesentlichen nur auf eine Anhebung bzw. Abhebung der Höhen oberhalb von 5 kHz aus.[/FONT]
[FONT="]Der entscheidende Test wird es jetzt sein, ob die Differenz der Signaturen zwischen der E Geige und der MNK Geige als Referenz als EQ Einstellung so funktioniert, dass der Klang der E Geige in angenehmer Weise beeinflusst wird.[/FONT]
[FONT="]Soviel also zur Theorie. Morgen Abend habe ich Zeit in den Proberaum zu fahren und die ganze Datensammlung auch mal in der Praxis zu testen. [/FONT]
[FONT="]Mir ist vollkommen klar, dass das Ohr natürlich die viel bessere Kontrolle des (E-) Geigenklangs ist, und das bunte Linien kein Garant für einen guten Ton sind, aber ich erhoffe mir davon, zumindest einen Hinweis zu kriegen, wo ich an welchen Schrauben bzw. Reglern zu drehen habe.[/FONT]
[FONT="]Kritik, Kommentare, Fragen und Hinweise zur Verbesserung sind sehr willkommen![/FONT]
[FONT="]Der Geigermeister (Nickname bitte nicht ernstnehmen)[/FONT]
[FONT="]Details zur Gewichtung:[/FONT]
[FONT="]Als Gewicht eines Datenpunktes habe ich eine exponentielle Gewichtung benutzt:[/FONT]
[FONT="]y(f) = Summe{i=1..4} (yi(f)*exp(0.12*|yi(f)-BL(f)|) ) / (Summe{i=1..4}(exp(0.12*|yi(f)-BL(f)|) ) )[/FONT]
[FONT="]BL(f) ist dabei eine lineare Approximation der Grundlinie, also dort, wo das Rauschen ist. Ist der Abstand eines Datenpunktes (also eines Pegels) bei einer Frequenz gering, so ist das Gewicht des Datenpunktes auch gering und die 4 Spektren mitteln einfach das Rauschen geringer. Ist ein Datenpunkt jedoch weit von der Grundlinie entfernt (z.B. bei der G Saite bei 194 Hz), dann erzeugt die e Funktion ein hohes Gewicht und der gewichtete Mittelwert besteht praktisch nur noch aus dem Pegel der G Saite. Der Faktor 0.12 in der exp Funktion ist empirisch ermittelt und dient dazu, dass bei kleineren Abweichungen vom Grundrauschen der Gewichtungsfaktor nicht zu schnell wächst.[/FONT]
[FONT="]weil es vielleicht den einen oder anderen (E-)GeigerIn interessieren könnte, will ich euch hier ein bisschen von meinem Frequenzoptimierungsprojekt für meine E-Geige (Yamaha SV200) und meinen Akustiktonabnehmer (Shadow NFX945V) berichten.[/FONT]
[FONT="]Obwohl ich mich nun schon länger mit der Frequenzbereichsthematik beschäftige, habe ich immer noch keine rechte Vorstellung davon, wo meine Instrumente (also nicht nur meine Geigen, sondern auch meine Gitarren und z.B. auch die Toms meines Drummers) eigentlich wirken und wie die Klangcharakteristik so im ganz groben zustande kommt. Durch die Anregung durch Fiddles Beschreibungen von seinem Livesetup für E-Geige mit einem 31-Band Digital-EQ (richtig so?) bin ich auf die Idee zu folgendem Projekt gekommen.[/FONT]
[FONT="]Ich habe meine beiden akustischen Geigen mit Mikrofonen sowie eine davon mit dem Tonabnehmer und zusätzlich die E-Geige aufgenommen. Anschließend habe ich von den einzelnen Signalen Frequenzanalysen gemacht und diese dann miteinander verglichen.[/FONT]
[FONT="]Hier die technischen Details:[/FONT]
[FONT="]Geigen:[/FONT]
[FONT="]MNK = Markneukirchener Geige. Meine gute alte Geige, ca. 70-90 Jahre alt, mein Referenzinstrument.[/FONT]
[FONT="]ADB = Alte Dachboden Geige. Die Geige, auf der ich spielen gelernt habe, ein gutes Schülerinstrument.[/FONT]
[FONT="]NFX = Shadow NFX945 Tonabnehmer an der ADB Geige. Das ist sozusagen das 3. Geigensignal. Den tone Regler am Preamp habe ich dabei etwa auf mittlere Reglerstellung gedreht. Der Outputregler war auf voll gestellt.[/FONT]
[FONT="]Yamaha SV200 = Die E-Geige, die ich auf der Bühne benutze. Ausgangsregler auf 3/4, EQ Einstellung 1x auf 6 und 1x auf 10.[/FONT]
[FONT="]Bogen von Ed Pfitzner.[/FONT]
[FONT="]Aufnahme Equipment:[/FONT]
[FONT="]Rode NT 5 in etwa 40-50 cm Entfernung ziemlich direkt von oben über der Geige.[/FONT]
[FONT="]AKG C3000b schräg von oben / seitlich in 40-50 cm Entfernung.[/FONT]
[FONT="]Apogee Duet [/FONT]
[FONT="]Macbook Pro mit Logic Express 9.[/FONT]
[FONT="]Bei jeder Geige habe ich auf jeder Saite einen Bogenstrich (ca. 4s) mit nicht zuviel Kraft gezogen, damit die Töne von ihrer Erzeugung her möglichst vergleichbar sind. Alle einzelnen Töne habe ich auf 0dB normalisiert (die nicht normalisierten Signale waren in ihrer Lautstärke sowieso ähnlich. Unabhängig davon ist die Normalisierung fast egal für die Auswertung, s.u.). Von jedem Ton von jeder Saite von jeder Geige habe ich nun etwa 3 s markiert und dann eine FFT Analyse gemacht und die Datenpunkte davon in Origin (so was wie Excel) kopiert und dort weiterverarbeitet.[/FONT]
[FONT="]In die Mikrofonsignale geht natürlich die Raumakustik mit ein, der Beitrag lässt sich jedoch nicht quantitativ abschätzen. Ich habe jedoch die Hoffnung, dass aufgrund der Größe und Art meines Wohnzimmers (Maisonettewohnung = hohe Deckenhöhe, viel Volumen und verwinkelt) Raumresonanzen eher nicht begünstigt sind (viel Streuungsmöglichkeiten). Die Mikrofone arbeiten natürlich auch nicht linear, was man insbesondere beim Vergleich der Signale im Bereich der oberen Mitten sehen könnte (unterschiedliche starke Betonung der Grundlinie), aus Aufwandsgründen habe ich dazu keine Abbildung gemacht. Damit sich die Mikrofoneffekte nicht so deutlich im Spektrum auswirken, habe ich die Spektren von beiden Mikrofonen einfach immer gemittelt.[/FONT]
[FONT="]Nun hat man von jeder Geige 4 Frequenzspektren, die jeweils zu den leeren Saiten gehören. Um jetzt eine Art allgemeines Frequenzspektrum der Geige zu bekommen, habe ich die 4 Spektren gemittelt, damit man einerseits sieht, wie sich die Grundlinie (Baseline in den Abbildungen) verhält, d.h. wo besonders subtile Klangfarben (nach meiner Meinung, ob das so stimmt weiß ich nicht, ich lasse mich da gerne korrigieren) sichtbar werden, und andererseits sehen kann, wie sich die Obertöne (Peakline in den Abbildungen) einer angeregten Schwingung (d.h. einer leeren Saite) mit zunehmender Frequenz entwickeln. Details zur Gewichtung stehen unten.[/FONT]
[FONT="]Bis hierhin bekommt man also folgendes Bild, wie am Beispiel der Signale der MNK Geige zu sehen ist. Unten sind die 4 Signale der einzelnen Saiten übereinander gelegt (bunt), oben ist das gewichtete Summenspektrum zu sehen. Man sieht, dass im Bereich der Grundlinie das Rauschen durch die Mittelung minimiert (genauer: halbiert) wurde, die einzelnen Schwingungsfrequenzen der gestrichenen Töne jedoch immer noch präsent sind. Sowohl durch die Baseline als auch durch die Spitzen der Peakline habe ich nun die Punkte bei den Frequenzen eines 31-Band EQs gelegt, um so eine Art Signatur zu bekommen.
[/FONT]
[FONT="]Abbildung Frequenzspektren der 4 Einzelsaiten und der gewichteten Summe der MNK Geige.[/FONT]
[FONT="]Diese Signaturen habe ich nun miteinander verglichen. Das Ziel dieser ganzen Aktion ist es jetzt, dass mir die Differenzen dieser Signaturen nun zeigen sollten (in der Theorie), wo sich zumindest ganz grob die verschiedenen Instrumente unterscheiden, und wie man (also naja, mehr oder weniger ) den Klang des einen Instrumentes (z.B. der E-Geige oder des NFX Tonabnehmersignals) zumindest in die Richtung eines anderen Instrumentes (Naturklang der Geige) verschieben, bzw. Verluste der Tonabnahme minimieren kann.[/FONT]
[FONT="]Hier im Vergleich zwischen der MNK (unten) und ADB (oben) Geige sieht man, dass die besser klingende MNK Geige zwischen 300 und 450 Hz und zwischen 2 und 5 kHz eine höhere Grund- und Peaklinie hat (mehr Klangcharakter?). Besonders gut lässt sich das auch in der nächsten Abbildung bei den Differenzen der Signaturen (besonders bei der grünen Linie) sehen. Beide Geigen haben aber (natürlich) ein relativ abwechslungsreiches Klangspektrum, was wohl der Hauptunterschied zur E-Geige (s. unten) sein dürfte. [/FONT]
[FONT="]Abbildungen Signaturen der ADB (blau) und MNK (schwarz) Geige.[/FONT]
[FONT="]Macht man jetzt das gleiche Spielchen auch mit den Tonabnehmer Signalen und vergleicht die Signatur des NFX mit der Signatur der Mikrofone von der gleichen Geige, so sieht man die Unterschiede, die man womöglich mit einem 31 Band EQ ausgleichen kann. [/FONT]
[FONT="]Die Frequenzspektren der Yamaha sehen jetzt (im Folgenden) deutlich weniger konturiert als beispielsweise die der MNK Geige aus. Die unterschiedlichen EQ Einstellungen an der E Geige wirken sich dabei im Wesentlichen nur auf eine Anhebung bzw. Abhebung der Höhen oberhalb von 5 kHz aus.[/FONT]
[FONT="]Der entscheidende Test wird es jetzt sein, ob die Differenz der Signaturen zwischen der E Geige und der MNK Geige als Referenz als EQ Einstellung so funktioniert, dass der Klang der E Geige in angenehmer Weise beeinflusst wird.[/FONT]
[FONT="]Soviel also zur Theorie. Morgen Abend habe ich Zeit in den Proberaum zu fahren und die ganze Datensammlung auch mal in der Praxis zu testen. [/FONT]
[FONT="]Mir ist vollkommen klar, dass das Ohr natürlich die viel bessere Kontrolle des (E-) Geigenklangs ist, und das bunte Linien kein Garant für einen guten Ton sind, aber ich erhoffe mir davon, zumindest einen Hinweis zu kriegen, wo ich an welchen Schrauben bzw. Reglern zu drehen habe.[/FONT]
[FONT="]Kritik, Kommentare, Fragen und Hinweise zur Verbesserung sind sehr willkommen![/FONT]
[FONT="]Der Geigermeister (Nickname bitte nicht ernstnehmen)[/FONT]
[FONT="]Details zur Gewichtung:[/FONT]
[FONT="]Als Gewicht eines Datenpunktes habe ich eine exponentielle Gewichtung benutzt:[/FONT]
[FONT="]y(f) = Summe{i=1..4} (yi(f)*exp(0.12*|yi(f)-BL(f)|) ) / (Summe{i=1..4}(exp(0.12*|yi(f)-BL(f)|) ) )[/FONT]
[FONT="]BL(f) ist dabei eine lineare Approximation der Grundlinie, also dort, wo das Rauschen ist. Ist der Abstand eines Datenpunktes (also eines Pegels) bei einer Frequenz gering, so ist das Gewicht des Datenpunktes auch gering und die 4 Spektren mitteln einfach das Rauschen geringer. Ist ein Datenpunkt jedoch weit von der Grundlinie entfernt (z.B. bei der G Saite bei 194 Hz), dann erzeugt die e Funktion ein hohes Gewicht und der gewichtete Mittelwert besteht praktisch nur noch aus dem Pegel der G Saite. Der Faktor 0.12 in der exp Funktion ist empirisch ermittelt und dient dazu, dass bei kleineren Abweichungen vom Grundrauschen der Gewichtungsfaktor nicht zu schnell wächst.[/FONT]
- Eigenschaft
da gibts keine. Leeres g hat 196 Hz. 
