SonofSamlawのブログ

うひょひょ

不協和音の波形の解析

 

    不協和音の研究

 

 周波数aとbの音波を混ぜると図1のようなうなり波形になる。和音は、我々の耳に届くときこの波形になっている。つまり、この波形で考えなくてはいけない。

     図1 うなり波形

   (cは被変調波の周波数、dはうなり周波数)

 

 

■2音の場合

  このことは、正弦波に関する「加法定理」から出てくる。

 

      

 

  a>bとすると、

 

 c=(a+b)/2         ーー(1)

 d=(aーb)/2         ーー(2)

 

 a:b=A:B           ーー(3)

 とすれば、

 c/d=(A+B)/(AーB)   ーー(4)

 c:dが整数比n:mの時、mの周期があります。
 c:d=n:1のばあいもっともいい。

 これが協和音の条件であると思われる。逆は不協和音であることが次の資料からわかる。周期がない。この条件から、A,Bは簡単な整数で、差が1がいい。そうでないと(4)式が整数になりづらい、といえる。

 

 

■3音の場合

周波数がe、f、gの場合、各周期は、

Te=1/e

Tf=1/f

Tg=1/g

ここで、

Ne/e=Nf/f=Ng/g

なる最小のNe,Nf,Ngをかんがえると、

T=Ne/e=Nf/f=Ng/g

が和音の周期となる。

e:f:g=E:F:G

とし、E,F,Gを最も簡単な比とすれば、

E/e=F/f=G/g

だから、

Ne=E

Nf=F

Ng=g

となり、E,F,Gが小さいほど、周期は小さくなる。

これはいい和音の条件である、コレが長いと、小さなうねりだけではなく、大きなうねりが生じてしまう。不協和音である。

 

■音階の周波数

12音調律(平均律

わかりやすい!ドレミの規則性(平均律) - YouTube

より、

 

【初心者向け】純正律と平均律の違い【音大卒が教える】 - YouTube

より、

■参考動画

和音が気持ち良い数値的な理由〜音楽と物理をつなぐ - YouTube

から次のことが言える。

■例1

  a=466

   b=440

 比率:簡単ではない

   c=453

   d=13  ーー>小さすぎる

 c/d=34.8461538ーー>整数にならない

   ーー>不協和音

 

■例2

 a=440

   b=352

 比率:5:4

   c=396

   d=44

 c/d=9

   ーー>協和音

■例3

 a=880

   b=440

 比率:2:1

   c=660

   d=220

c/d=3

   ーー>協和音

■例4

 a=528

   b=440

 比率:6:5

   c=484

   d=44

 c/d=11

   ーー>協和音

 

 

■とりあえずの結論

①合成波のうなり周波数はある程度大きくないといけない。そうでないと、うなりが気持ち悪い。

②合成波の周波数とうなり周波数の比c/dは、簡単な整数でなければいけない。そうでないと周期性がなくなる。

③c、dの周期の最小公倍数が周期になります。必ず周期はありますが、長い周期となります。

うねりが、さらに長い周期でうねる!
2重うねりです。ーー>不協和音

④3音以上では、それらの最も簡単な整数比*波長が和音の周期となる。

 

■c:dが整数比になっていない場合、どうなるかを以下に示す。

スケール・ビジュアライザー~和音の合成波形を分析 (asahi-net.or.jp)

によると、ドとミの和音の波形は下になる。

 

  


       図2 ピタゴラス調律 c:dが整数比

      youtu.be

                        上の動画ではこうなる

 

  


      図3 12音調律 c:dが整数比ではない

      youtu.be

       上の動画ではこうなる

 

 12音調律では、c:dが整数比でないため、うなり波形は周期的になっていない。これが不協の原因なのかもしれない。

 

■3音の場合 以下純正律

ドミソーー>周期的ーー>協和音

f1=264

f2=330
f3=396

  

参考 ドミーー>周期的ーー>協和音

f1=264

f2=330 

 

ドミラーー>周期的ではないーー>不協

f1=264

f2=330
f3=440

 

長い周期で見ると、周期がある。

 

 

レファシーー>周期的ではないーー>不協

f1=297
f2=352
 f3=495

ドファソ周期的ーー>協和音

 f1=264
 f2=352
 f3=396

ドミソシ周期的ーー>協和音

 f1=264
 f2=330
 f3=396
 f4=495

以下12音律で




■プログラム

REM 
REM 
REM 

DIM v(100000),v1(100000),v2(100000),v3(100000)
DIM vv(100000),vvv(100000),vvvv(100000),d(100000)

LET n=1000
LET f1=264
LET f2=330
LET f3=396

LET k1=2*PI*f1
LET k2=2*PI*f2
LET k3=2*PI*f3


LET MAX=0
SET WINDOW 0,n,-3,3

FOR i=1 TO n
   LET dt=0.00005
   LET v1(i)=SIN(k1*dt*i)  
   LET v2(i)=SIN(k2*dt*i) 
   LET v3(i)=SIN(k3*dt*i) 
    
   LET v(i)=v1(i)+v2(i)
   LET v(i)=v(i)+v3(i)
    
    
NEXT i

 

FOR I=2 TO n
   PLOT LINES:  i, v(i);
NEXT I


END