Zum Thema Resonanz***Zum Thema Frequenz/Spektrum *** Zum Thema Formant *** Zum Thema Primärklang-Filter-Modell ***Schallerzeugung durch Wirbel im Vokaltrakt***Zum Thema Subglottale Welle*** Sonstiges
Resonanz A:
Kann es nicht bei der "klassischen" Definition re-sonare=wieder-tönen bleiben?
Diese wörtliche Übersetzung kann keinesfalls als eine brauchbare Definition des Fachbegriffes angesehen werden. Sie ist oft auch mit der falschen Vorstellung verbunden, ein resonierendes Objekt gebe einen Schall so wieder, wie er bei ihm eingegangen sei. Richtig ist: es gibt eben nur das kräftig wieder, was seiner Eigenschwingung entspricht. Resonanz verfärbt also immer einen Klang (abgesehen von reinen Sinustönen).
Resonanz B:
Könnten Sie nochmal kurz formulieren, warum keine Verstärkung durch Resonanz möglich ist, und trotzdem ein Resonator offensichtlich den Klang einer Schallquelle lauter werden läßt?
Zur Verstärkung: ein Resonator, der ja nicht an eine Energiequelle angeschlossen ist, kann über längere Zeit gesehen nicht mehr Energie aussenden, als ihm zugeführt wird. Das heißt: in einem System Quelle+Resonator ist es nicht so, daß ein schwaches Signmal in den Resonator eintritt, ein starkes aus ihm austritt.
Warum kann mit einem Resonator nun aber der Schall lauter werden als ohne? Ganz einfach: nun vergleichen wir zwei verschiedene Konfigurationen, nämlich
a) Quelle ohne Resonator
b) Quelle mit Resonator
Im Fall b) kann das Ankoppeln des Resonators dazu führen, daß die Quelle besser abstrahlen kann als im Fall a). Dies verletzt nicht den oben herangezogenen Satz der Erhaltung der Energie. In diesem Fall geht nämlich bereit mehr Energie pro Zeit aus der Quelle in den Resonator über als in der Konfiguration a).
Der Resonator ist also auch in der Konfiguration b) kein echter Verstärker. Trotzdem kann in Konfiguration b) im Resonanzfall mehr Energie abgestrahlt werden, als in Konfiguration a).
So kann man also mit einem Resonator zu einem stärkeren Klang kommen - ohne daß er deshalb ein Verstärker im heute üblichen Sinne dieses Begriffes ist.
Resonanz C:
In einer früheren Version von forum-stimme gabe es eine Seite mit Thesen zur richtigen Verwendung des Begriffes, warum ist sie nicht mehr vorhanden?
Die Seite wurde ersetzt durch unser Info Resonanz. Wir haben kürzlich festgestellt, daß die Thesenseite inzwischen in einigen anderen Publikationen zitiert wird und sie jetzt mitsamt den daranhängenden Links wieder aufgenommen. Thesen zur Verwendung des Resonanzbegriffes.
Zum Thema Frequenz/Spektrum
Frequenz/Spektrum A:
Kann man auch den Schall über einen langen Zeitraum, etwa eine Stunde als Spektrum darstellen und aus dem Spektrum heraus zeitgerecht rekonstruieren?
Das ist durchaus möglich. Allerdings reicht nicht das üblicherweise benutzte Leistungsspektrum (Power spectrum) aus, das keine Informationen über die Phasen der Frequenzen enthält.Das vollständige Spektrum (mit den Phasen) enthält alle Informationen über den Verlauf, so daß der zeitliche Ablauf genau rekonstruiert werden kann.
In der Praxis der digitalen Datenerfassung entstehen natürlich die üblichen Ungenauigkeiten durch die benutzten Auflösungen in Frequenz, Amplitude und Phase.
Zum Thema Formant
Formant A:
Muß ich in meiner Stimme genau die Frequenz 3000 Hz haben, damit mein Sängerformant gut ist?
Das ist nicht der Fall. Die Frequenz von 3000 Hz kann nur dann als Oberton auftreten, wenn man bestimmte Tonhöhen singt. 3000 müßte ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz sein.
Beispiel:
Jemand singt den Kammerton mit 440 Hz Grundfrequenz. In diesem Ton können dann folgende Frequenzen enthalten sein: 440 Hz, 880 Hz (das Zweifache), 1320 Hz (das Dreifache), 1760 Hz (=4*440 Hz), 2200 Hz (=5*440Hz), 2640 Hz (=6*440Hz), 3080 Hz(=7*440 Hz), 3520 Hz (=8*440 Hz) etc
Genau 3000 Hz kann also gar nicht vorkommen.
Der Sängerformant hat im Frequenzbereich eine gewisse Ausdehnung. Ein typisches Beispiel könnte sein 2900 bis 3600 Hz. In diesem Fall lägen der siebente und der achte Teilton des Beispieltones (mit den Frequenzen 3080; 3520 Hz) im Bereich des Sängerformanten.
Würde jemand einen Ton mit einer Grundfrequenz von 500 Hz singen (ca ein h´), so könnte er mit seinem 6. Teilton (6 mal die Grundfrequenz) genau 3000 Hz (ca ein fis´´´´) treffen.
Man wird davon ausgehen können, daß die genauen Lagen der Sängerformanten ähnlich wie die Körpergröße individuell variieren. Die Tendenz ist: tiefer bei tiefen Stimmen (Alt, Baß), höher bei höheren Stimmen. Oft findet sich im Bereich um 3000 Hz eher ein Konglomerat von Formanten als ein streng definierbarer Einzelformant.
Zum Thema Primärklang-Filter-Modell
Primärklang-Filter-Modell A:
Ist das Source-Filter-Modell dasselbe wie das Primärklang-Filter-Modell?
Man wird zunächst feststellen müssen, daß diese Bezeichnungen nicht unbedingt eindeutig einem konkreten physikalischen Modell zugeordnet werden können. Die Bezeichnung Source-Filter-Modell ist wesentlich flexibler als die Primärklang-Variante. Mit dem Wort "source" ist nicht dieser Anspruch der Autonomie verbunden, mit dem das "primär" daherkommt. Man kann sich gut vorstellen, daß eine Quelle (source) weniger Wasser abgibt, wenn sie beispielsweise zwei Meter tief in einen See mündet, als wenn sie unter sonst gleichen Umständen (trockengelegter See) sich bei weniger Gegendruck in die Luft ergießt. Den Fluß aus der Quelle - vergleichbar dem Energiefluß, der von der Glottis aus in den Vokaltrakt einströmt- kann man sich ohne weiteres als abhängig vom gespeisten System vorstellen. Das Wort "primär" wird aber i.a. gerade so verstanden, daß die Quelle unabhängig vom angetriebenden System fungiert.
Primärklang-Filter-Modell B:
Wie äußert sich die moderne Stimmwissenschaft zur Rückwirkung des Vokaltraktes auf die glottale Antriebsfunktion?
Lange Jahre hielten viele Wissenschaftler an folgender etwas vereinfacht formulierter Vorstellung fest: Die Luft durchströmt in der Glottis eine Engstelle, an der eine erhebliche Druckdifferenz anliegt. Das durch die Strömung im Vokaltrakt ausgelöste Druckfeld (Schall) ist verglichen damit wesentlich geringer, und kann somit auf den anregenden Luftstrom keinen bedeutenden Einfluß haben. Formvollendet wird das durch den Vergleich der Impedanz der Glottis (eine keineswegs leicht zu definierende Größe) mit der Eingangsimpedanz des Vokaltraktes beschrieben. Diese wurde i.a. als wesentlich geringer angesehen.
I.R. Titze differenziert in seinem Artikel The physics of small-amplitude oscillation of the vocal folds, J. Acoust. Soc. Am.83(4),1988, p. 1536-1552 (auf Seite 1551) zwischen Sprech- und Singstimme.
"Unlike most reed or brass instruments, whose source characteristics are strongly influenced by the resonator, the vocal instrument operates with variing degrees of source-resonator coupling. When coupling is week, the vocal folds create their own oscillating conditions by virtue of mucosal surface waves (or some other nonuniform tissue movement). This situation is approached in speech ..."
Weiter führt er aus, daß beim Sprechen die akustische Last des Vokaltraktes sehr schnell wechselt, und daher eine Unabhängigkeit der Phonation wünschenswert sei. Jedenfalls ist erkennbar, daß beim Singen die Verhältnisse anders eingeschätzt werden.
1997 erscheint ebenfalls im Journal of the Acoustical Society of America eine Artikel von Titze und Story, in dem sie der Rückwirkung des Vokaltraktes, speziell des Raumes oberhalb der Stimmlippen bis zum Kehlkopfdeckel eine fundamentale Bedeutung für das Singen bescheinigen. Sie vergleichen sie mit der Bedeutung des Mundstückes bei Blasinstrumenten. Insbesondere geht es um die Ausbildung des Sängerformanten und um verschiedene Einstellungen dieses Raumes bei verschiedenen Stilrichtungen des Gesanges. Titze,I.R. and Story, B.H.: Acoustic interactions of the voice source with the lower vocal tract. J. Acoust. Soc. Am.101(4),1997, p. 2234-2243
Die dem Sänger bekannte Rückwirkung der Vokalbildung auf die Phonation ist natürlich in der Stimmwissenschaft auch geläufig. Man geht davon aus, daß der Vokaltrakt dann merklich auf die Phonation zurückwirkt, wenn die Grundfrequenz (f0) sich dem ersten Formanten (F1) annähert. Als Faustregel findet sich mitunter das Kriterium: wenn die Grundfrequenz die Hälfte der Formantfrequenz überschreitet (=näher als eine Oktave herankommt), kann es zu merklicher Rückwirkung kommen. Die Formantfrequenzen der ersten Formanten liegen in Tonhöhen ausgedrückt im Bereich von etwa b bis d´´ (H3 bis D5). Frauenstimmen erfüllen das Kriterium somit praktisch durchgehend (von extrem hohen Lagen abgesehen - wobei nach oben auch eine 50%-Reichweite des Formanteneinflusses angenommen wird), Männerstimmen weitgehend. Man beachte dabei , daß die alleinige Beachtung der Grundfrequenz unter Vernachlässigung der Harmonischen sicher nicht hinreichend ist. Somit ist eher eine weitreichendere Wechselwirkung anzunehmen.
Ein Grundthema Titzes in diesem Zusammenhang ist, daß die Phonation mehr oder weniger stark auf Rückwirkungskräfte aus dem Vokaltrakt reagiert. Dies hängt davon ab, wie die Stimmlippen eingestellt sind. Bei dicken Stimmlippen und einer frei laufenden Oberflächenwelle (der Verschluß beginnt unten und läuft nach oben durch) ist die Rückwirkung geringer als bei dünneren Stimmlippen und eher fester Oberfläche.
Zum Thema Schallerzeugung durch Wirbel im Vokaltrakt?
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Zum Thema Subglottale Welle
Subglottale Welle A:
Die subglottale Welle führt also nicht nur zu Störungen, sondern kann die Stimmfunktion auch unterstützen. Läßt sich das praktisch nutzen?
Anläßlich dieser Frage ein paar Tips und Hintergründe zum "Schokoladenton"
Tip vorweg: sollten sie das Info über die subglottale Welle noch nicht gelesen haben, gehen Sie, falls Ihnen im folgenden Text etwas unklar erscheint zu: Info Subglottale Welle
Ganz generell ist die Kenntnis der Töne, die unterstützt oder behindert werden, von enormer praktischer Bedeutung, vor allem in Kombination mit der Erfahrung, wie sich das anfühlt, und wie es beeinflußt werden kann. Wir werden im forum-stimme.de demnächst ausführlicher darauf eingehen.
Vorweg folgende Idee: die meisten Stimmpädagogen sind sich einig darüber, daß die Entwicklung der Stimme vor allem aus den gut funktionierenden Bereichen heraus erfolgen sollte. Gehen wir noch einen Schritt weiter und suchen den absoluten "Schokoladenton", auf dem die Stimme butterweich und gleichzeitig kräftig funktioniert.
Er könnte für Männerstimmen etwa um D3 (d) liegen. Dabei sollte ein gutes Mitschwingen im Brustbereich fühlbar sein. Zum Auffinden des Schokoladentones probiere man also in der Umgebung dieses Tones und versuche, auch einen optimalen Vokal zu finden. Tip: oo (wie in "Boot") bis o (wie in "normal") ausprobieren (mit langsamem Vokalglissando).
Erklärung: Wenn die subglottale Resonanz auf C5 (typische Lage) liegt, wird D3 von ihr unterstützt. D3 selbst bildet andererseits als 4. Teilton eine Frequenz nahe C5 aus (genau genommen D5) und verhilft somit der subglottalen Welle zu einer kräftigen Amplitude. Für die Unterstützung der Stimmlippenschwingung durch die Formanten im Ansatzrohr gilt ähnliches wie für den subglottalen Bereich, allerdings sind die Wirkungen umgekehrt (Unterstützung auf der Resonanz selbst, Schwächung etwa eine Oktav unter der Resonanz, Unterstützung auf dem Ton Oktave+Quart unter der Resonanz). Mit geeignet abgestimmtem oo/o kann man den ersten Formanten so plazieren (auf G4), daß der gesungene Ton Oktave+Quart darunter liegt und somit eine Unterstützung der Stimmlippenschwingung durch den Vokalformanten erwarten. Der Formant selbst ist insofern recht gut ausbildbar als der 3. Teilton (Oktav+Quint über dem Grundton) ungefähr darin zu liegen kommt.
Für Frauenstimmen und als zweiter Schokoton für Männerstimmen kommt D4 (d´) in Frage. Dabei sollte ein gutes Mitschwingen im Brustbereich fühlbar sein. Zum Auffinden des Schokoladentones probiere man also in der Umgebung dieses Tones und versuche eine Optimierung des Vokales im Bereich a-ä zu finden. Sowohl das Treffen des richtigen Tones als auch des richtigen Vokales macht sich durch starkes Mitschwingen im Brustbereich bemerkbar.
Erklärung: Wenn die subglottale Resonanz auf C5 (typische Lage) liegt, wird D4 von ihr unterstützt. D4 selbst bildet andererseits als 2. Teilton eine Frequenz nahe C5 aus (genau genommen D5) und verhilft somit der subglottalen Welle zu einer kräftigen Amplitude. Die Erklärung für die Unterstützung durch den Vokal ist analog wie oben. Auch der Vokal u ist gut geeignet, da hierbei der Formant F1 auf den Grundton fallen kann.
Weiter nach oben hin kommt dann leider erst G6 (g´´´) als nächster subglottal unterstützter Ton. Das wäre was für Spezialistinnen und soll hier nicht weiter angegangen werden, zumal die Unterstützung dort nicht mehr sehr ausgeprägt sein dürfte.
Wie gesagt: die Ton- und Vokalangaben sind nicht als fest zu betrachten, jeder muß für sich in der näheren Ton- und Vokalumgebung experimentieren. Von Halbton zu Halbton können recht starke Unterschiede auftreten. Beispiel: Wenn das D4 für eine Männerstimme eher unangenehm ist, so kann schon CIS4 oder C4 sehr gut funktionieren.
Hinweis: Die Einstellung der Stimmlippen, inbesondere die Schwingungsfähigkeit der Schleimhaut spielt eine wichtige Rolle.
Übigens sehr schön für Männer: die zwei Schokotöne im Oktavabstand abwechselnd zu singen. Frauen mit tiefer Stimmlage können das natrülich ebensogut.
Man achte nicht nur darauf, wie "groß" die Stimme werden kann, man beachte auch wie leicht und effizient sie bei mittlerer Lautstärke funktionieren kann. Das gute Funktionieren kann man dann auf problematischere Regionen einfach "mitnehmen". Das heißt man findet unbewußt Einstellungen der Stimme, die auch in diesen Regionen zu einer besseren Funktion durch bessere Anpassung von subglottalem, laryngalem und superglottalem Geschehen beitragen.
Noch ein Tip zum weiteren Ausbau der Erfahungen: versuchen sie durch gezielt gewählte Tonwechsel und Vokalwechsel bewußt zu erfahren, wie der subglottale und der superglottale Bereich die Stimmlippenschwingung jeweils unterstützt oder dämpft.
Soweit zunächst mit der Vorausschau, genaueres folgt demnächst im forum-stimme.de.
Sonstiges
Sonstiges A:
Ist das Vibrato der Singstimme eine Tonhöhenschwankung?
Ein gutes sängerisches Vibrato ist an sich keine Tonhöhenschwankung. Wenn es jemand unbedingt darauf anlegt, könnte er es aber so hören.
Die Sachlage ist insofern etwas verzwickt, als in alten und neuen Büchern und in vielen Köpfen mitunter steht, die Tonhöhe berechne sich aus der Grundfrequenz (=Kehrwert der Periodendauer des Signales, hier auch der Stimmlippenschwingung) nach einer bestimmten Formel (im wesentlichen als Logarithmus der Grundfrequenz).Nun ist die Tonhöhe aber eine Wahrnehmungsgröße, die Grundfrequenz eine physikalische Größe. Ein simples Gleichheitszeichen zwischen Größen so verschiedener Welten ist allenfalls zur Beschreibung einer Idealisierung nützlich, nicht aber um die Wahrnehmung komplexer Töne zu beschreiben.
Beim Vibrato der Sängerstimme schwankt also die Grundfrequenz. Diese Schwankung ist so gleichmäßig und von der Auslenkung und Periodizität her so angelegt, daß sie normalerweise nicht als Schwankung der Tonhöhe gehört wird. Typische Werte sind:
+/- 5 % Änderung der Grundfrequenz, bei besonderer Emphase ist auch ein Mehrfaches legitim,
Periodendauer: ca 5 bis 7 mal auf und ab pro Sekunde, also entsprechend einer Vibratofrequenz von 5 bis 7 Hz
Es ist möglich, ein Vibrato "gewollt" als solches zu hören. Ebenso kann ein Hörer, dem man vorweg bestimmte akustische Signale zuspielt (Modulatoren) dazu gebracht werden, ein Vibrato zu hören, daß er ohne diese Beeinflussung nicht wahrgenommen hätte.
Das Vibrato läßt einen Klang voller und vielschichtiger erscheinen. Entscheidend dafü ist, daß es Lücken, die ein glatter Ton zwischen seinen Teiltönen aufweist, vorübergehend ausfüllt und damit zusätzliche Klanginformationen liefert. Auch die Räumlichkeit, in der jemand singt, wird plastischer erfahren.