Klangvergleich eines historischen Spinetts mit einer - Bodo Hartwig

Klangvergleich
eines historischen Spinetts mit einer
originalgetreuen Kopie
von
Bodo Hartwig
Diplomarbeit im Studiengang
Ton-und Bildtechnik
an der Fachhochschule Düsseldorf
Januar 1998
Prüfer: Prof. Dr. Dieter Braun
Prof. Dr. Karin Welkert-Schmitt

Vorwort
Zum Beginn meiner Ausführungen möchte ich darauf eingehen, was mich dazu bewegt hat,
ein akustisches Thema für die Diplomarbeit zu wählen.
Ausgehend vom griechischen Wort stamm "akustos" = auf das Gehör bezogen, hörbar, anzu -
hören [01] erklärt sich, daß die Aku stik eine Schlüsselposition im Beruf des Toninge nieurs
einnimmt. Das Wesentliche an ihm ist nämlich zu hören, bzw. sich der Vorgänge rund um das
Hören bewußt zu sein, um in der Folge Hörbares kreativ gestalten zu können.
Um mich mit dieser Materie einmal intensiv auseinandersetzen zu können, empfand ich es
reizvoll, dies anhand von akustischen Untersuchungen an einem Musikinstrument zu tun, was
gleichzeitig eine Art Reminiszenz zum rein musikalischen Anfang dieses Studiums dar stellt.
Das untersuchte Instrument ist zudem ein historisches, was die Angelegenheit dar über hinaus
pikant macht.
Nicht zuletzt werden im Zusammenhang mit dem Vergleich zu einer Kopie dieses Instru -
ments auch ästhetische Aspekte beleuchtet, welche für das Resultat dieser Arbeit als Anrei -
cherung angesehen werden können.
Von der Bedeutung des Hörens für den Toningenieur muß zwangsläufig auf die Bedeutung
des Hörens für den Menschen als solchen geschlußfolgert werden, denn dieser steht in der
Rolle des Zuhörers in einer kausalen Beziehung zum Toningenieur als Klangdesigner.
Um so erschreckender muten hierbei die Bilanzen über die Hörfähigkeit junger Generationen
an, welche zu einem nicht zu vernachlässigenden Teil ihr Hörorgan in überlauten Diskothe -
ken anscheinend bedenkenlos ruinie ren. Wie sensibel und leistungsfähig unser Ohr ist, wird
eindrucksvoll von dem Mitbegründer des Südwestfunks und Autor J OACHIM -E RNST B ERENDT
( geb. 1922) in sei nem auf CD er schiene nen Vortrag "Ich höre, also bin ich" [09] beschrieben.
Trotz zunehmender Visualisierung vieler Bereiche des Lebens sehe ich in einer besseren Aus -
schöpfung alles Hörbaren einen Sinn. Es reicht nicht, das Ohr als simplen Nachrichtenemp -
fänger anzusehen, es ist die hochwertigste Schnittstelle zwischen Umwelt und Bewußtsein.
Ausgestattet mit den meisten Sinneszellen ist dieses menschliche Organ wohl zu Höherem
bestimmt. Es verdient, daß ihm mehr Beachtung geschenkt wird.
All diese interessanten Aspekte waren für mich Grund genug, diese Arbeit auf ein akustisches
Thema auszurichten, denn ich möchte in der Lage sein, die Sinneswahrnehmung Hören noch
bewußter zu erleben .

An dieser Stelle gilt all jenen besonderer Dank, die mir dabei geholfen haben, diese Arbeit
am Ende meines Studiums zu ermöglichen. Zu nennen wären hierbei in erster Linie meine
Eltern, die mich in jeder Hinsicht unterstützten, Pro fessor Dr. Dieter Braun, der mir sowohl
wis senschaftlich als auch menschlich sehr kon struktiv zur Seite stand, Dipl.-Ing. Frank
Meuter, der sich in allen Fragen labortech ni scher Art stets kompetent und auskunftsbereit
zeigte und für eine angenehme Ar beitsatmo sphäre sorgte, Pro fessorin Dr. Karin Welkert-
Schmitt, die sich als Zweitprüferin zur Verfü gung stellte, Di rektorin Dr. Esther Fontana,
Diplomrestaura tor Klaus Gernhard sowie Samm lungskonservator Wie land Hecht vom
Musikinstru menten museum der Universität Leipzig für ihre freundliche Hilfe und
Unterstützung bei der Einbe ziehung des originalen Spinetts von Floriani, Seba stian Kne bel,
der sich als Cembalist selbstlos und talentiert bei der Realisation der Aufnah men zur Ver fü -
gung stellte, Dipl.-Ing. und Dipl.-Restaurator Thilo Viehrig, in des sen Werk statt in Kaulsdorf
bei Saalfeld die Kopie des Spinetts entstand und der mir wichtige Hinweise zur Realisation
des Themas dieser Di plomarbeit gab, Kanzler Werner Kowal und Frank Stadler M.A. von der
Robert-Schumann-Hochschule Düs seldorf für ihre Unterstüt zung bei der Einbe ziehung der
Kopie, welche Ei gentum der Musik hochschule ist, Professor Dr. Win frie d Schram mek,
Museums di rek tor i.R., alle Hörversuchsteilnehmer, sowie viele mehr.
Bodo Hartwig

Inhaltsverzeichnis
I. Einleitung ................................ ................................ ................................ ...... ..1
II. Das Spinett als Klangerzeuger ..................................................................... ..4
1. Historie ................................ ................................ .......................... ..4
2. Tonerzeugung ................................ ................................ ................ ..5
3. Saitenschwingung ................................ ................................ .......... ..6
4. Teiltöne ................................ ................................ .......................... ..9
5. Hüllkurve ....................................................................................... 10
6. Klaviatur und Stimmung ................................ ................................ 12
III. Analyseverfahren ....................................................................................... 14
1. Frequenzanalyse ............................................................................. 14
1.1. Analyse von Schwingungen ................................ ........................ 14
1.2. Diskrete Fourier-Transformation (DFT) ..................................... 19
1.3. Fast Fourier-Transformation (FFT) ............................................. 19
1.3.1. FFT-Analyse mit dem Programm Soundforge ......................... 20
2. Lautheitsanalyse ............................................................................. 25
2.1. Die Wahrnehmung der Lautstärke ................................ .............. 25
2.2. Lautheit ....................................................................................... 28
2.2.1. Lautheitsanalyse mit dem B&K Signal-Analysator 2148 ........ 32
IV. Durchführung der Messungen ................................ ................................ .... 34
1. Grundkonzept ................................................................................. 34
2. Aufnahmen mit dem Meßmikrofon ............................................... 34
2.1. Geräte und Hilfsmittel ................................ ................................ 34
2.2. Durchführung der Aufnahmen ................................ .................... 36
3. Durchführung der Analysen ........................................................... 40
3.1. FFT-Analyse ................................ ................................ ................ 40
3.2. Lautheitsanalyse ................................ ................................ .......... 41

V. Hörversuch ................................ ................................ ................................ .. 42
1. Grundgedanke ................................ ................................ ................ 42
2. Skalen ................................ ................................ ............................ 42
3. Bedingungen ................................ ................................ .................. 43
4. Erstellung ....................................................................................... 44
4.1.Durchführung der Musikaufnahme ................................ .............. 44
4.1.1. OSS-Verfahren ......................................................................... 45
4.1.2. ORTF-Verfahren ................................ ................................ ...... 46
4.1.3. AB-Verfahren ................................ ................................ .......... 47
4.2. Bearbeitung der Musikaufnahmen ................................ .............. 49
4.3. Formuli erung von Frage und Antwortskala ................................ 51
4.4. Entwurf des Fragebogens, weitere Vorkehrungen ...................... 52
5. Durchfürung ................................................................................... 57
5.1. Geräteaufbau ............................................................................... 58
VI. Auswertung der Meßergebnisse ................................................................. 60
1. Ergebnisse der FFT-Analyse ................................ .......................... 60
1.1.Darstellung der Frequenzspektren ............................................... 60
1.1.1. Das Dezibel (dB) ..................................................................... 61
1.2. Auswertung ausgewählter Frequenzspektren ............................. 63
1.2.1. Ton C/E ................................ ................................ .................... 63
1.2.2. Ton D/Fis ................................................................................. 65
1.2.3. Ton F ................................ ................................ ........................ 66
1.2.4. Ton G ....................................................................................... 67
1.2.5. Ton c ................................ ................................ ........................ 69
1.2.6. Ton f ......................................................................................... 70
1.2.7. Ton g ................................ ................................ ........................ 71
1.3. Fazit ................................ ................................ ............................ 74
2. Ergebnisse der Lautheitsanalyse ................................ .................... 75
2.1. Da rstellung der Lautheitsspektren ................................ .............. 75
2.2. Auswertung einzelner Lautheitsspektren ................................ .... 77
2.2.1. Ton C/E ................................ ................................ .................... 77
2.2.2. Ton D/Fis ................................................................................. 78
2.2.3. Ton F ................................ ................................ ........................ 79

2.2.5. Ton c ................................ ................................ ........................ 81
2.2.6. Ton f ......................................................................................... 82
2.2.7. Ton g ................................ ................................ ........................ 83
2.3. Vergleich der Gesamtlautheiten und Gesamt-Schalldruckpegel
sämtlicher Töne.......................................................................... 8 4
2.4. Fazit ................................ ................................ ............................ 85
VII. Auswertung des Hörversuchs ................................................................... 86
1. Statistische Grundlagen ................................................................. 86
1.2. Beschreibende Statistik ............................................................... 86
1.2.1. Häufigkeit ................................ ................................ ................ 87
1.2.2. Median und Quartil ................................ ................................ .. 87
1.2.3. Dispersionsindex ................................ ................................ ...... 90
2. Berechnung der Daten ................................................................... 91
3. Verwendete Abkürzungen ............................................................. 91
4. Aufbau der Versuchsreihen ........................................................... 92
4.1. Monopaare ................................ ................................ .................. 92
4.2. Stereopaare ................................................................................. 93
5. Auswertung der Fragebögen ................................ .......................... 94
5.1. Fazit Nr. 1 ................................................................................... 105
5.2. Fazit Nr. 2 ................................................................................... 108
5.3. Zusammenstellung aller subjektiven Bemerkungen zu den Klang-
beispielen ................................ ................................ .................... 109
5.3.1. Einzeltöne (mono) ................................................................... 109
5.3.2. Musikbeispiel e (stereo) ................................ ............................ 111
5.4. Einzelentscheidungen ................................................................. 113
5.5. Urlisten ....................................................................................... 118
VIII. Abschließendes Resümee ................................ ................................ ........ 120
IX. Literaturverzeichnis ................................................................................... 122
CD
Anhang

Kapitel I Einleitung
I. Einleitung
Das Kopieren von historischen Instrumenten hat eine lange Tradition. Meistens verbindet sich
mit den Originalen ein besonders schöner Klang, der Name eines Musikinterpreten oder
Kom ponisten oder andere historische Bedeutsamkeiten, die es berühmt werden ließen.
Das Spinett von B ENEDICTI F LORIANI (16. Jhd.), welches 1571 in Venedig gebaut wurde, ist
eines der ältesten erhaltenen Spinette der Welt und berühmt für seinen Klang und seine Aus -
strahlung. Um dieses für seine Zeit typische Instrument zur Aufführung Alter Musik nutzen
zu können, müßte es den Risiken und Belastungen des Spiel- und Konzertbetriebes ausgesetzt
werden, was in keinster Weise ver antwortbar wäre.
Das Beispiel läßt sich auf eine Vielzahl wichtiger Instrumente aus verschiedenen Stilepo chen
übertragen. Außerdem könnte nicht jeder, der Interesse an einer solchen Auf führungspraxis
hat, in den Genuß kommen, originale Instrumente dafür zu nutzen, einfach, weil es zu wenige
da von gibt.
Um diesem Bedarf gerecht zu werden, versuchen Instrumentenbauer und Restauratoren auf
der ganzen Welt, die Geheimnisse und Besonderheiten überlieferter Instrumente zu lüften und
in den Bau von Kopien einfließen zu lassen. Oftmals müssen dazu die Originale auseinander -
ge nom men und vollständig vermessen und analysiert werden, da selten genauere Informa tio -
nen über sie existieren. Manchmal wird diese Prozedur bei einer fälligen Restauration gleich
miterle digt und die Kopie parallel dazu gefertigt, wie es z.B. im Falle der S ILBERMANN -Orgel
des Bremer Domes 1993/94 geschah.
Ein Hauptproblem beim Kopieren historischer Instrumente sind die Veränderungen des
Werk stof fes Holz , welche sich aufgrund des meist hohen Alters zwangsläufig einstellen und
es na hezu unmöglich machen, auch durch noch so prä zise Übernahme der Konstruktion
ebenso ge nau den Klang des Originals zu übernehmen.
Ist es jedoch nicht unbedingt das Ziel, einen 300 oder 400 Jahre alten Klang zu kopieren, son -
dern jenen, den das begehrte Instrument vielleicht in jüngeren Jahren einmal gehabt hat,
kommt eine große Unbekannte ins Spiel, und es ist an den Musikern und Musikliebhabern zu
beurtei len, wie gut oder schlecht eine Kopie im Vergleich zum Original klingt. Oftmals stel -
len sich überra schende Ergebnisse in dieser oder jener Hinsic ht ein.
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Kapitel I Einleitung
Möglichkeiten, ein historisches Originalinstrument klanglich mit einer Kopie zu vergleichen,
sind denk bar selten. Manchmal steht das Original irgendwo in der Welt in einem Museum,
darf dort nicht hinausbewegt werden, ist aus ir gendwelchen Gründen schlecht zu gänglich
oder spielbar, oder mußte, wie zu DDR-Zeiten, vielleicht sogar nur anhand von Zeichnungen
nachempfunden wer den, da der Kunsthandwerker vom Staat keine Ausreisegenehmigung
erhielt.
Hat man beide Instrumente zur Verfügung, stellt sich die Frage, in welchem Rahmen man den
Klangvergleich durchführt. In einem Konzert, als einmalige Angelegenheit und vor einer be -
grenzten Zahl an Zu hö rern? Mit einem oder mehreren Interpreten? Sind beide Instrumente
überhaupt trans portabel, wel che Räumlichkeiten werden benutzt? Mit all diesen Punkten steht
und fällt schließ lich auch die Qualität eines solchen Vergleiches.
In jedem Fall aber kann die Tonaufnahme einen entscheidenden Beitrag dazu liefern, den
Ver gleich zumindest zu dokumentieren. Doch die Tonaufnahme kann noch mehr. Sie kann
den Vergleich optimieren, sogar objektivieren und einem breiten Publikum zugänglich ma -
chen.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Klangvergleich zweier gleichartiger Instru -
mente unter nahezu iden tischen Bedingungen , mit dem Ziel, einen Weg aufzuzeigen, wie sich
durch An wen dung moderner ton technischer Aufnahme- und Meßverfahren klangliche Unter -
schiede zwi schen ori ginalen und kopierten Musikinstrumenten erstens besser feststellen und
beschreiben lassen, zweitens mit Hilfe eines Hörversuchs statistisch untermauert werden
können.
Hierzu werden im ersten Teil die Meßverfahren Frequenz- und Lautheits ana lyse und deren
praktische Durchführung am Beispiel des F LORIANI-Spinetts und seiner Kopie näher be schrie -
ben. Anschließend wird auf die Bedeutung und das Prinzip des Hör ver su ches einge gangen
sowie seine Durchführung erläutert. Danach sollen exemplarisch einige interessante Meß-
und Analyse- Ergebnisse und der komplette Hörversuch ausgewertet werden, um schließ lich
ein Resümee über den Klangvergleich der beiden Instrumente ziehen zu können.
Zu einer Arbeit, die sich mit Klangunterschieden befaßt, gehört in jedem Fall ein begleitender
Tonträger. Dem Leser werden daher sämtliche in die Untersuchungen einbezogenen Aufnah -
men sowie der komplette Hörversuch auf einer CD zugänglich gemacht. Darüberhinaus sind
alle Analyse-Ergebnisse in einem Anhang nachschlagbar.
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Kapitel I Einleitung
Die Instrumente
Das Original steht im Musikinstrumenten-Museum der Univer sität Leipzig und wur de 1994
von dem thüringischen Instrumentenbauer und Dipl.-Restaurator T HILO V IEHRIG und seinem
Mit arbeiter G ÜNTER T ROBISCH als Auf tragswerk für die Robert-Schu mann-Hoch schule Düs -
seldorf zum Zwecke des praktischen Ge brauchs kopiert.
Im Rahmen einer Diplomarbeit des Studienganges Ton- und Bildtechnik kann der Be reich des
Instrumentenbaus nur am Rande berührt und auch im Hinblick auf Klangunterschiede keine
Ursa chenforschung betrieben werden.
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
II. Das Spinett als Klangerzeuger
1. Historie
Das Spinett zählt zur Gattung der sogenannten Kielklaviere . Der Begriff Kiel bezieht sich auf
die Verwendung von Rabenfeder kiel en zum Anreißen der Saiten.
Der Terminus Kielklavier ist heute üblich, um Instrumente in Flügelform, also Cembali und
kleinere, quer vor dem Spieler liegende Formen wie Spinette und Virginale zusammenfas send
zu benennen [16]. Ihren Ursprung haben Kielklaviere in der Form des Cembalos im 15. Jahr -
hun dert. Zur Klan gerzeugung bedient es sich einer mechanischen Zupftechnik. Das Cembalo
stellt im Prin zip ein mechanisiertes Psalterium dar [17], wobei das Psalterium ein mittelalter -
li ches In stru ment, ähnlich der Zi ther ist, von dem auch die Rosette (Verzierung des Schall -
lochs) über nommen wurde. Später kamen die etwas abgewandelten und platzsparenderen
Bauformen des Spinetts und des Virginals hinzu, wel che alle dasselbe Prinzip der Klanger -
zeugung benut zen. Unter dem Spinett versteht man meistens die italienische Bauform, welche
einen polygo nalen Schallkör per aufweist, während das Virginal, meist flämischer Herkunft,
vorwiegend in rechtecki ger Form ge baut wurde.
Abb. 2.1. Skizze
aus Michael Praetorius´
Syntagma Musicum ,
1618 [22]
Spinett (mitte),
Virginal mit zentraler
Klaviatur (unten),
Octavina (oben) daneben
verschiedene
Zubehörteile:
oben einige Federkiele,
links zwei Drahtrollen,
der Stimmhammer,
ein Kielmesser und
ein Haken, um in die
Saiten Ösen zu machen,
rechts eine Zwinge oder
Klammer [17]
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
Für den Ursprung des Wortes Spinett, das bereits 1496 auftaucht, gibt es verschiedene Erklä -
rungen. Der italienische Komponist Banchieri vermutet in seinen "Conclusioni" (1609), daß
es sich von Giovanni Spina herleitet, dem Erbauer eines Instruments aus dem Jahre 1501, das
Banchieri gesehen hatte. Nach einer anderen Theorie geht es auf die dornenähnlichen Plektra
des Instruments zurück, wobei spinetta Diminutiv von italienisch spina (Dorn) ist. Praetorius
und andere halten das Spinett für ein kleines Instrument, das eine Quinte oder Oktave höher
als nor mal gestimmt war [17].
2. Tonerzeugung
Der Tonerzeugungsmechanismus der Kielklaviere ist folgender:
Abb. 2.2. Mechanismus zur Tonerzeugung der Kielklaviere, hier in doppelter Ausführung [18]
Am Hebelende jeder Taste der Klaviatur sitzt lose eine Docke auf (auch Springer genannt),
die mit einem an einer beweglichen Zunge befestigten kleinen Plektrum versehen ist (aus
Leder oder Federkiel). Wenn der Spieler eine Taste drückt, springt die Docke nach oben und
reißt mit dem Plektrum die Saite an. Wird die Taste losgelassen, fällt die Docke zurück und
die Zunge weicht dank einer geschickt angebrachten Feder (Schweinsborste) aus, so daß das
Plek trum bei seinem Rückweg die Saite ohne Berührung passiert.
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
Wenn die Docke in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt, bringt ein Dämpfer (aus Filz) die
Saite zum Stillstand. Eine geschlitzte Dockenleiste (Springerrechen) gewähr leistet die senk -
rechte Führung der Docken beim Tastenanschlag [17].
Diese Art von Mechanik gestattet es dem Spieler jedoch nicht, in irgendeiner Weise dyna -
misch auf den zu erzeugenden Ton einzuwirken, da der unmittelbare Kontakt zur Saite, im
Gegen satz zum damals ebenso verbreiteten Klavichord, verhindert wird. Sie erfordert viel -
mehr eine Spiel weise, di e ihren Ausdruck durch entsprechende Artikulation und Agogik ge -
winnt.
3. Saitenschwingung
Voraussetzung für das Schwingen einer Saite ist ihre Spannung. Diese wird erreicht, indem
man sie an den Enden befestigt. Durch das Aufwickeln des einen Endes auf den Wirbel läßt
sich der Grad der Spannung variieren (Tonhöhe).
Eine Saite schwingt als Ganzes (Grundfrequenz) und in Teilen (Obertöne), wobei die Ton -
höhe und auch ihr Klang von ihrer schwingenden Länge (Mensur), der Saitenspannung und
dem Pro dukt aus Querschnitt und spezifischem Gewicht (= Dichte) des Saitenmaterials ab -
hän gen.
Der Zusammenhang zwischen den genannten Größen in Bezug auf die Frequenz einer
schwin genden Saite wird durch die T AYLORSCHE Formel ausgedrückt [19]:
Gerät eine Saite in Schwingung, entsteht eine Vielzahl an Schwingungsbäuchen (Orte maxi -
ma ler Auslenkung) und Schwingungsknoten (Punkte ohne Auslenkung). (Siehe Abb. 2.3)
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
Abb. 2.3. Auftreten von Teilschwingungen bei einer Saite [19]
Die Anregung der Saiten erfolgt beim Spinett durch das Anzupfen (Anreißen) mit einem
Plek trum (Federkiel). Das bedeutet: Sie wird zunächst langsam aus ihrer Ruhelage gebracht,
um ab einem gewissen Grad der Auslenkung sich selbst überlassen zu bleiben. Je nach Breite
des Plek trums ergibt sich eine entsprechend geformte Auslenkstelle (Knick) an der Saite, die
in ihrer Form bis zum Ende der Schwingung erhalten bleibt. Man spricht von einem soge -
nannten Schat tenbild [19] des Plektrums, welches sich in der Art und Breite des i n der Saite
er zeugten Fre quenz spek trums äußert. Es gilt: Je breiter das Plektrum ist und je näher die An -
zupfstelle an der Saiten mitte liegt, desto schwächer fallen die Teilschwingungen aus.
Da die Saite selbst nur eine geringe Fläche hat, ist sie nicht imstande, genügend Schwin -
gungse nergie in die für das Zustande kommen von Schall notwendige Luftverdrängung flie ßen
zu las sen. Ihre Energie muß deshalb mit Hilfe eines Resonators (Resonanzboden) ent -
sprechend trans formiert werden, so daß aus Schwingungen mit kleiner Fläche aber großer
Amplitude solche mit großer Fläche und geringerer Amplitude werden. Von seinen Übertra -
gungseigen schaften hängt es letztlich ab, welche der Teil schwingungen einer angeregten Saite
wie stark in die jeweiligen Schallwellen einfließen. Der Re sonator wirkt somit als Filter für
die von der Saite erzeugten Teilschwingungen. Er kann Fre quenzen mehr oder weniger
"verstärken" bzw. hervorheben und formt somit den Klang des In strumentes. Können sich
einzelne Frequenzen oder Frequenzberei che besonders stark entfalten, spricht man von
Formanten . Diese existieren unabhängig von den gespielten Tönen und färben das Gesamt -
klangbild immer auf dieselbe Weise. Die Vokale der menschlichen Sprache basieren auf For -
manten, die durch den Mund- und Rachenraum in seiner Funktion als Resonator und Filter
sogar auf variable Weise er zeugt werden können. Bei Musik instrumenten sind die Formanten
jedoch meist fest.
7

Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
Abb. 2.4. Saitenbezug-Tabelle des Originalinstrumentes, (eine Saitenbezug-Tabelle der Kopie lag nic ht vor)
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
4. Teiltöne
Die bei der Anregung einer Saite erzeugten Teilschwingungen unterliegen, wie auch andere
Schwingungssysteme, dem Ord nungs prinzip der Natur- bzw. Teiltonreihe.
P YTHAGORAS (ca. 582-507 vor Chr.) entdeckte bei seinen Experimenten mit dem Monochord ,
daß sich bei Teilung der Saitenlänge im Verhältnis ganzer Zahlen konsonante Töne ergeben.
So resultiert aus dem Ver hältnis 2 : 1 die Oktave, aus 3 : 2 die Quinte, aus 4 : 3 die Quarte,
aus 5 : 4 die große Terz usw. [20].
Abb. 2.5. Teiltonaufbau des Tones C [21] (bei a1 = 440 Hz), das Verhältnis der Ordnungszahlen reprä sentiert
das jeweilige Intervall
Diese Natur- bzw. Teiltöne, auch Harmonische oder Partialtöne genannt, sind sozusagen der
Grundstoff aller Töne und Musik, wobei unter Ton bereits das beim Anschlagen einer Taste
erzeugte Teiltonge misch zu verstehen ist.
Die in Abb. 2.5 dargestellte Naturtonreihe läßt sich z.B. hörbar machen, in dem man eine
Sägezahnschwingung mit einem schmalbandigen Filter "durchfährt". � CD, Track 79
Am Klang einer ungefilterten Sägezahnschwingung ( � CD, Track 78) wird deutlich, wie
wichtig die Filtereigenschaften natürlicher Resonanzsysteme für das Entstehen harmoni scher
Klänge sind. Eine in allen Teilschwingungen gleichartig von einem Resonanzboden in
Schallwellen transformierte Spinettsaite würde wahrscheinlich alles andere als schön klingen.
Linearität ist kein Garant für guten Klang.
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
5. Hüllkurve
Die Schwingung der Spinettsaite wird durch das Anreißen mit dem Federkiel hervorgerufen.
Ihre Teilschwingungen werden vom Resonanzboden in deutlich hörbare Schallwellen trans -
for miert. Es treten Reibungsverluste auf, die zum Ende aller Schwingungen führen (so fern der
Spieler die Saite nicht vorher abdämpft). Damit handelt es sich um ein gedämpftes Schwin -
gungssystem, dessen zeitlicher Amplitudenverlauf durch physikalische, auf das je weilige In -
strument bezogene Gesetzmäßigkeiten vorgeschrieben ist.
Das bei Synthesizern verwendete Modell zur Beeinflussung des zeitlichen Ablaufs von
Schwin gungen ist die sogenannte ADSR-Hüllkurve. Sie gestattet dem Musiker, z.B. zur Imi -
tation natürlicher Klang muster den zeitlichen Amplituden verlauf mit Hilfe der vier Para me ter
A ttack, D ecay, S ustain, R elease selbst zu bestimmen. Sie ist somit auch hervorragend dazu
geeignet, natürli che Schwingungsvorgänge wie beispielsweise einen Spinetton zu erklä ren
und zu verstehen.
Abb. 2.6. ADSR-Hüllkurve [15] als Modell für den Spinetton
Der Inhalt obenstehender Abbildung erklärt sich wie folgt:
Durch den Tastendruck wird ein Spannungsimpuls an den Oszillator geschickt, worauf dieser
zu schwingen anfängt. Seine Amplitude erreicht dabei in der Attack-time (Einschwingdauer)
einen zu bestimmenden Wert (Attack-level), welcher in der Decay-time logarithmisch auf den
zu bestimmenden Wert des Sustain-level abfällt, auf dem er dann so lange verharrt, bis die
Ta ste losgelassen wird, worauf die Oszillation innerhalb der Release-time verklingt.
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
Hieran lassen sich logische Parallelen zum Amplitudenverlauf eines Spinett ones ziehen:
Der Spieler schlägt die Taste an, durch den Mechanismus wird die Saite in kürzester Zeit auf
die maximale Amplitude gebracht, vereinfacht ausgedrückt:
Attack-time = 0 ; Attack-level = max.
Da eine weitere Energiezufuhr ausbleibt, verklingt der Ton nach den Gesetzen der gedämpf -
ten Schwingung bzw.:
Decay-time = beliebig ; Sustain-level = 0
Läßt der Spieler die Taste los, fällt die Docke nach unten und der Dämpfer stoppt die Saiten -
schwin gung in kurzer Zeit oder:
Release-time = min.
Die Universalität und Begrifflichkeit der ADSR-Hüllkurve erlaubt, eine Vielzah l * von Ampli -
tudenverläufen mit einfachen Worten modellhaft-eindeutig zu beschreiben, was auch bei der
Thematik dieser Arbeit von hohem Nutzen sein kann. Im Kapitel VI, Auswertung der Me ß -
ergebnisse, soll davon Gebrauch gemacht werden.
Wie wichtig die Einschwingvorgänge für die Wiedererkennung beispielsweise eines Instru -
men tenklanges sind, läßt sich eindrucksvoll an Klangbeispielen erkennen, bei denen si e feh -
len. Aber auch die Release-time (im Falle des Spinettes das Loslaßgeräusch der Taste mit der
au tomati schen Abdämpfung der Saiten) enthält mitunter wichtige, für den Instrumenten klang
typische Charakteri stika, die bei der Tonaufnahme unter keinen Umständen ausgeblen det
oder ander weitig ent fernt werden sollten.
Im Falle der meßtechnischen Analyse kann dies zur Erzielung bestimmter Ergebnisse jedoch
notwendig werden.
* Ein anderes Beispiel: Um einen Orgelklang zeitlich zu beschreiben, würde man die Attack-time auf einen kleinen
Wert setzen, den Attack level auf maximal, die Decay-time auf Null und den Sustain-level auf maximal. Die
Release-time wäre ebenfalls kurz zu wählen. Durch das Heraufsetzen des Sustain-level wird man auch sta tionären
Vorgängen gerecht.
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
6. Klaviatur und Stimmung
Die in dieser Arbeit untersuchten Instrumente sind einmanualig und haben den Tastenumfang
von E bis f 3 , jedoch einen Tonumfang von C bis f 3 . Diese Besonderheit wird ermöglicht durch
die sogenannte kurze Oktave , bei der die eigentliche E -Taste als C , die Fis -Taste als D und
die Gis -Taste als E gestimmt werden. Man bezeichnet sie entsprechend mit C/E , D/Fis und
E/Gis . Durch diese technische Raffinesse erreicht man einen tatsächlichen Tonumfang von
mehr als vier Oktaven, wenn man berücksichtigt, daß die fehlenden chromatischen Töne Cis ,
Dis und Gis in der Praxis Alter Musik selten gebraucht werden.
D
E
C F G A
B
H
Abb. 2.7. Tonanordnung bei der 'Kurzen Oktave'
Hinsichtlich der Stimmtonhöhe des F LORIANI-Spinetts gibt es keine sicheren Angaben. Es
wird vermutet, daß aufgrund einer verhältnismäßig langen Mensur (effektiv schwingende
Länge der Saite) das Instrument als sogenanntes Transponierinstrument benutzt wurde, wo bei
es bis zu einer Quarte unter dem heutigen Kammerton a 1 = 440 Hz gelegen haben muß. Über -
liefert ist diese Funktion von doppelmanualigen Instrumenten, deren unteres Manual diese
Merkmale aufwies, wobei es beispielsweise der Begleitung einer Altstimme diente, wel che
eine für Sopran geschriebene Stimme singen wollte.
Ein weiteres Indiz für diese Verwendung wäre der oben genannte Tonumfang, der im Falle
einer Transposition als höchsten Ton ein c 3 hätte, was dem erforderlichen Tonumfang der da -
maligen Literatur genügte. Zudem wird der Klang des Instrumentes von Fachleuten in der tie -
feren Stimmung subjektiv für schöner befunden als in der hohen, was ebenso für die Be stim -
mung des Instrumentes zu Transponierzwecken spräche.
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Kapitel II DasSpinett alsKlangerzeuger
Die beiden in dieser Arbeit untersuchten Instrumente wurden zum Zwecke der Aufnahmen in
eine sogenannte mitteltönige Stimmung versetzt, welche in der Renaissance am verbreitetsten
war.
Die Problematik der verschiedenen Tonsysteme und Stimmungen soll hier nur kurz ange -
schnitten werden: P YTHAGORAS erkannte, daß das Aufaddieren von zwölf Quinten nicht wie
erwartet zum entsprechend oktavierten Grundton führt, sondern in der Frequenz um einen
kleinen Betrag höher liegt, der als pythagoräisches Komma bezeichnet wird und fast einen
viertel Halbton ausmacht. Die Aufaddierung anderer Intervalle führt zu ähnlichen Diskrepan -
zen, die in der Natur der Teiltöne liegen.
In der Geschichte hat man sich verschiedentlich daran versucht, diesen Differenzbetrag durch
geschickte Aufteilung auf weniger benutzte Töne einer Oktave in seiner störenden Wirkung
zu umgehen, was jedoch immer nur zu Kompromissen führte. Erst die sogenannte Temperie -
rung , das gleichmäßige Aufteilen auf alle zwölf Halbtöne brachte im 18. Jhd. ein Ergebnis,
das als revolutionär angesehen wurde. J OHANN S EBANSTIAN B ACH (1685-1750) widmete ihm
einen kompletten Stücke-Zyklus, das Wohltemperierte Klavier .
Die gleichschwebend temperierte Stimmung ist heutzutage Standard und findet auf den mei -
sten Tasteninstrumenten Verwendung. Dennoch bilden ungleichstufige Temperierungssy -
steme, wie die mitteltönige Stimmung, die Grundlage für (von Kennern) sehr geschätzte Ton -
artencharakteristiken [20]. Die damit ver bundenen Hörein drücke mögen in der heutigen Zeit
etwas befremdlich sein, sie entsprechen jedoch der Vorstellung des Komponisten der jeweili -
gen Epoche und sollten in jedem Falle Be standteil der Aufführungspraxis Alter Musik sein.
Diplomarbeit ©BodoHartwig1998
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