Frequenzen

Blaszungen sind an der oberen, Ziehzungen an der unteren Stimmplatte angenietet (falls man die Harp wie üblich hält). Normale Blastöne werden hauptsächlich von den Blaszungen, normale Ziehtöne von den Ziehzungen erzeugt.

Die Zungenbewegung wird dabei zunehmend schwächer, die Zungenbewegung ist also nicht mehr periodisch (man nennt sie quasi-periodisch). Trotzdem ordnet man der Bewegung noch eine Schwingungsdauer T und eine Frequenz f zu. Diese Frequenz heißt Eigenfrequenz der Zunge. Die Wavedatei ist 0,2s lang. Während dieser Zeit schwingt die Zunge 120 mal auf und ab (in der Abbildung nicht zu sehen). Die Abnahme im Diagramm (rote Punkte) ist der Deutlichkeit halber stark übertrieben.

Die Aufnahmen können nur einen groben Eindruck davon geben, wie die Zungen tatsächlich schwingen. Wir hören beispielsweise leise Töne lauter als sie sind (wir hören logarithmisch, wie Experten es nennen).

Messungen bestätigen: Normale Blas- und Ziehtöne werden hauptsächlich von der schließenden Zunge erzeugt, aber die öffnende Zunge ist auch beteiligt. Wenn sich die schließende Zungen 1mm auf- und abbewegt, bewegt sich die öffnende Zunge ungefähr 0,1mm.

Je tiefer man bendet desto weniger bewegt sich die schließende Zunge und desto mehr schwingt die öffnende Zunge. Bends mit der tiefstmöglichen Tonhöhe werden hauptsächlich von der öffnenden Zunge erzeugt.

Was kann man aus dem Diagramm lernen? Beide Zungen lassen sich sowohl durch Blasen als auch durch Ziehen zum Schwingen bringen und sowohl beim Blasen als auch beim Ziehen sind Bends und Overbends in einem weiten Frequenzbereich möglich. Übersichtlicher wird alles, wenn man an die Einteilung in schließende und öffnende Zungen denkt. Die schließende Zunge ist die Blaszunge beim Blasen bzw. die Ziehzunge beim Ziehen. Eine schließende Zunge erlaubt einen normalen Ton einen Viertel Halbton unterhalb der Eigenfrequenz, der sich kontinuierlich nach unten benden lässt. Eine öffnende Zunge erlaubt einen Overbend einen Viertel Halbton oberhalb der Eigenfrequenz, der sich kontinuierlich nach oben benden lässt: vgl. die Farben in der Abbildung.

Ergebnis: Wir haben nicht erklärt, weshalb sich schließende und öffnende Zungen so verhalten, wie sie es tun. Aber wir haben Übersicht gewonnen: Die Spielfrequenz für schließende Zungen liegt unterhalb ihrer Eigenfrequenz, die Spielfrequenz für öffnende Zungen liegt oberhalb ihrer Eigenfrequenz. Damit haben wir eine einheitliche Beschreibung beispielsweise von den Ziehbends auf den unteren und den Blasbends auf den oberen Kanälen: Wenn die schließende Zunge im Kanal die höhere Eigenfrequenz hat, lässt sich der von ihr erzeugte normale Ton nach unten benden. Was die Bluesharp von allen anderen Blasinstrumenten unterscheidet ist nun die Idee, eine schließende und eine öffnende Zunge im selben Kanal zu einem schwingungsfähigen Gesamtsystem zu vereinigen. Dies werden wir auch grafisch mit der nächsten Abbildung machen.

In der Abbildung steht wieder rot für die schließende und blau für die öffnende Zunge. Der normale Blaston C kommt beispielsweise von der Blaszunge als schließender Zunge und ist daher rot eingezeichnet. Mit der neuen Sichtweise von schließenden und öffnenden Zungen wird der normale Ziehton D hauptsächlich von der schließenden Ziehzunge D erzeugt (wie mit den Audios demonstriert schwingt aber auch hier die öffnende Blaszunge D mit). Wenn dieser Ziehton allmählich nach unten gebendet wird, begint zunehmend die öffnende C-Zunge mitzuschwingen, während die schließende D-Zunge immer weniger schwingt. Beim tiefsten Bend schwingt fast nur die öffnende Zunge. Wenn man sich jetzt an die Abbildung mit den Spielfrequenzen der Einzelzungen erinnert, könnte man sagen: Ein Ziehbend mit beiden Zungen ist ein Mix aus einem Ziehbend der schließenden Zunge und einem Overdraw der öffnenden Zunge!

Einen Blowbend gibt es, wie bereits gesagt, nicht. Der Overblow kommt fast ausschließlich von der öffnenden D-Zunge, die sich dabei verhält wie eine Einzelzunge.

Für beliebige Kanäle mit verschieden gestimmten Zungen gilt: Falls die Zunge mit der höheren Eigenfrequenz die schließende Zunge ist (was davon abhängt, ob man bläst oder zieht), lässt sich der von ihr erzeugte normale Ton nach unten benden. Falls die Zunge mit der tieferen Eigenfrequenz die schließende Zunge ist, kann sie nur einen normalen Ton erzeugen, während die andere (zwangsläufig öffnende) Zunge Overbends hervorbringt.

Die folgende Abbildung zeigt (wieder für Kanal #4 einer C-Harp) das Verhalten von Einzelzungen und von beiden Zungen zusammen im Vergleich:

Wir hören deswegen etwas von der Bluesharp, weil sich aufgrund der Druckschwankungen in der Kanzelle beschleunigte Luftströme (Jets) durch die Spalte zwischen Stimmplatte und Zungen bilden. Aufgrund der Druckschwankungen schankt die Geschwindigkeit des Jets. Dies wiederum führt dazu, dass Schall an den Spalten erzeugt. Die Bluesharp lässt sich hier mit einer Lochsirene vergleichen, bei der eine sich drehende Lochscheibe einen schnellen Jet "zerhackt". Was wir übrigens nicht hören, sind die Druckschwankungen in unserem Vokaltrakt. Bluesharp und Instrumente wie Saxophon oder Trompete funktionieren hier völlig unterschiedlich (beim Saxophon dringt ein kleiner Teil des im Rohr erzeugten Schalls nach außen).

Druckschwankungen im Luftstrom und Zungenschwingungen schaukeln sich beim Spielen auf der Bluesharp gegenseitig hoch. Man sagt, das gekoppelte System aus Luftstrom und Zunge(n) führt selbsterregte Schwingungen aufgrund von Rückkopplung aus. Rückkopplung gibt es auch als lästiges Feedback auf der Bühne, allerdings ist dafür ein zu laut aufgedrehter Verstärker (beispielsweise der Harp-Amp) verantwortlich. Bei den selbsterregten Schwingungen in der Bluesharp (oder auch in Saxophon, Trompete oder Flöte) gibt es dagegen keinen Verstärker, es liegt also eine andere Sorte von "Rückkopplung" vor.

Wie soll man sich die Rückkopplung zwischen dem Luftstrom in der Kanzelle und den beiden Zungen vorstellen? Teilt sich der Luftstrom in Richtung Blaszunge (nach oben) und Richtung Ziehzunge (nach unten) auf, und schaukelt sich jeder Teilstrom mit "seiner" Zunge hoch? Die derzeit existierenden physikalischen Modelle für die Bluesharp gehen davon aus, dass es nur einen gemeinsamen Luftstrom in der Kanzelle gibt, wobei auf beide Zungen dieselben Druckschwankungen einwirken. Für diese Vorstellung spricht, dass die Druckschwankungen im Luftstrom sowie Schwingungen der beiden Zungen schon nach äußerst kurzer Zeit dieselbe Frequenz haben (nämlich die von außen wahrgenommene Spielfrequenz).

Für Blastöne überschneiden sich die Frequenzbereiche der Einzelzungen auf Kanal #4 nicht. Da es für die Blaszunge als Einzelzunge keine Spielfrequenz oberhalb ihrer Eigenfrequenz gibt, kann sie sich nicht kooperativ an der Erzeugung eines Overblows beteiligen. Umgekehrt kann die Ziehzunge weder bei normalen Blastönen noch bei Blowbends aktiv zu einem Rückkopplungsprozess beitragen.

Anscheinend ist es sogar so, dass die Blaszunge beim Aufbau selbsterregter Schwingungen im Overblowbereich "stört". Tatsächlich geht das Spielen von Overblows viel einfacher, wenn man die Deckel der Harp abschraubt und einen Finger auf die Blaszunge legt. Wer seine Harp für Overblows opitimieren will, verringert den Lösabstand der Blaszunge und damit den Anteil des Luftstroms, der von der Blaszunge beeinflusst werden kann.

Bevor Missverständnisse entstehen: Auch bei Blastönen schwingen beide Zungen, auch die nicht aktiv am Rückkopplungsprozess teilnehmende Zunge wird von den Druckschwankungen im Luftstrom bewegt, und auch die Bewegungen dieser Zunge wirken auf den Luftstrom zurück - allerdings nicht so, dass selbsterregte Schwingungen entstehen könnten.

Mit entspannter Mundstellung (Embouchure) klingt ein normaler Blaston. Versucht man allerdings, mit entsprechender Embouchure den Blaston nach unten zu benden, hört man wahlweise wenig oder gar nichts - oder es entsteht ein Overblow. Von der schließenden Blaszunge ausgelöste selbsterregte Blowbends sind offenbar nicht mehr möglich, sobald die öffnende Ziehzunge ins Spiel kommt. Kurz: Der Overblow gewinnt. Es wäre interessant zu wissen, warum das so ist ...