專利名稱：樂器音頻特性共振測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測定樂器音頻特性的裝置，尤其是采用共振方法和設(shè)施對樂器的音頻特性給予定量描述的樂器音頻特性共振測量儀。
背景技術(shù)：
目前，公知的對樂器音頻特性的評定方法主要憑樂器制作人或音樂大師的經(jīng)驗或輔以能發(fā)出單一基準(zhǔn)聲調(diào)的定音哨、標(biāo)準(zhǔn)音叉或校音器等工具對樂器的基音進行標(biāo)定，但對于構(gòu)成樂器音色的復(fù)雜的泛音則只能憑大師個人的好惡加以定性描述。雖然可以采用現(xiàn)代化的方法對樂器的聲音進行頻譜分析，但是由于絕大部分樂器所發(fā)出的聲音持續(xù)時間較短且聲音強度衰減很快，這給頻譜分析帶來很大的困難。特別是打擊樂器，由于打擊的瞬間受打擊工具外力的作用，所發(fā)聲音并非樂器自身的固有振蕩頻率，很難對其進行頻譜分析。另外還有弦樂樂器的制作過程，由于無法預(yù)知共鳴腔的音頻特性，等樂器制好后木已成舟，已無法再改變共鳴腔的音頻特性，音質(zhì)不好，只能報廢。
利用中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局所提供的專利檢索系統(tǒng)對該類發(fā)明進行全面檢索，未發(fā)現(xiàn)有類似發(fā)明、實用新型或外觀設(shè)計被公開并被授予專利權(quán)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于共振原理的樂器音頻特性共振測量儀，它不僅可以方便而準(zhǔn)確地測定打擊樂器和管弦樂器的基音和泛音，進而對該樂器與世界公認(rèn)的同類最佳樂器進行比較，而且對于此類樂器的制作過程也可起到質(zhì)量監(jiān)控和保障作用。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是把功率音頻信號發(fā)生器接至封閉共鳴音箱，用以驅(qū)動封閉共鳴音箱內(nèi)的揚聲器。揚聲器發(fā)出的單一頻率的正弦聲波驅(qū)動待測樂器振動。粘貼在待測樂器上的壓電陶瓷片，把檢測到的樂器的振動幅度、頻率轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，經(jīng)由屏蔽線傳輸給數(shù)字存儲示波器直接顯示。連續(xù)改變功率音頻信號發(fā)生器的輸出頻率，就可以在數(shù)字存儲示波器上獲得待測樂器的相應(yīng)振動信息。
本實用新型的有益效果是由于采用了封閉共鳴音箱對待測樂器的音頻特性進行測量，使測量過程簡單易行，無噪音污染；外圍設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠，測量結(jié)果直觀易懂。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型樂器音頻特性共振測量儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示封閉共鳴音箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示消聲尖劈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為部分待測樂器粘貼壓電陶瓷片的示意圖。
具體實施方式
在圖1所示的樂器音頻特性共振測量儀中，把功率音頻信號發(fā)生器2所輸出的單一頻率的正弦波功率信號接至封閉共鳴音箱1，用以驅(qū)動封閉共鳴音箱1內(nèi)的揚聲器5。揚聲器5發(fā)出的單一頻率的正弦聲波驅(qū)動待測樂器振動。粘貼在待測樂器上的壓電陶瓷片4把檢測到的樂器的振動幅度、頻率轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，經(jīng)由屏蔽線傳輸給數(shù)字存儲示波器3直接顯示。在音頻范圍內(nèi)(20-20KHz)連續(xù)改變功率音頻信號發(fā)生器2的輸出頻率，就可以在數(shù)字存儲示波器3上讀取待測樂器的相應(yīng)振動信息。
圖2是圖1所示封閉共鳴音箱1的結(jié)構(gòu)示意圖，封閉共鳴音箱1的主體由硬質(zhì)木材或復(fù)合木材按測量所需尺寸加工成板材，再采用卯榫連接或粘接構(gòu)成。在音箱的一側(cè)和/或頂端構(gòu)造獨立的封閉式小音箱6，可根據(jù)待測樂器的大小和測量的需要，安裝一個或多個揚聲器5。封閉式小音箱6的箱體上除了安裝揚聲器5的孔外，其它部分都是密閉的，以防揚聲器5從背面相互影響。雖然說是密閉的，但在封閉式小音箱6的某個部位還應(yīng)留有很小的泄漏孔7，它的作用是使音箱內(nèi)外的大氣壓均衡，采用這種音箱的好處是可以獲得很好的低頻性能。封閉式小音箱6的內(nèi)壁上貼有纖維狀的吸音材料8，這種吸音材料越多越好，最好能把箱內(nèi)塞滿，這樣做的好處是可以吸收和削弱聲波的后向反射。對于測量室9而言，對消聲有更高的要求，為了防止后向反射的聲波和正向傳播聲波相互干涉而影響測量結(jié)果，在揚聲器5對面的箱壁上要安裝具有良好消聲作用的消聲尖劈10，為了使測量室9內(nèi)外的大氣壓力均衡，應(yīng)在測量室9某個部位留有泄漏孔7。為了觀察封閉共鳴音箱1內(nèi)的待測樂器的振動狀態(tài)，在封閉共鳴音箱1的正面應(yīng)安裝透明玻璃觀測窗11。封閉共鳴音箱1內(nèi)外信號的連接則由固定在箱體上的多個接線柱13實現(xiàn)。此外，作為箱子而言，活頁12和把手14也是必需的。
圖3是圖2所示消聲尖劈的結(jié)構(gòu)示意圖，其由橡膠材料構(gòu)成，作為標(biāo)準(zhǔn)件，可直接購得。
圖4是部分待測樂器粘貼壓電陶瓷片4的示意圖。壓電陶瓷片4與各類樂器的粘貼可采用雙面膠紙。
現(xiàn)以燒杯組成一組打擊樂為例說明本實用新型樂器音頻特性共振測量儀的使用方法。取容量不同的燒杯數(shù)個，取其一粘貼上壓電陶瓷片4，把燒杯放進封閉共鳴音箱1并靠近側(cè)面的揚聲器5，用功率音頻信號發(fā)生器2驅(qū)動側(cè)面的揚聲器5，使其發(fā)出單一頻率的正弦聲波，在音頻范圍內(nèi)(20-20KHz)連續(xù)改變功率音頻信號發(fā)生器2的輸出頻率，當(dāng)揚聲器5發(fā)出的單一頻率與燒杯的固有振蕩頻率一致時，就可以在數(shù)字存儲示波器3上獲得最大信號，從功率音頻信號發(fā)生器2或數(shù)字存儲示波器3上就可以直接讀取燒杯的固有振蕩頻率。如果繼續(xù)改變功率音頻信號發(fā)生器2的輸出頻率，還可以在數(shù)字存儲示波器3上觀察到燒杯的其它諧波。假如測得600ml燒杯的固有振蕩頻率為860Hz，為了使其發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的音名為“c2”，唱名為“Do”，頻率為523.2Hz的聲音，可以把功率音頻信號發(fā)生器2的輸出頻率預(yù)先調(diào)到523.2Hz，通過加水或沙子的方法，降低燒杯的固有振蕩頻率，直到在數(shù)字存儲示波器3上獲得最大信號。其它燒杯根據(jù)頻率的需要如法炮制，就可以獲得一套由燒杯組成的打擊樂器。
再以吉他為例說明本實用新型的使用方法。把粘貼上壓電陶瓷片4的吉他平放在封閉共鳴音箱1的底部，用功率音頻信號發(fā)生器2驅(qū)動頂端的揚聲器5，在音頻范圍內(nèi)(20-20KHz)連續(xù)改變功率音頻信號發(fā)生器2的輸出頻率，就可以在數(shù)字存儲示波器3上獲得吉他共鳴腔的音頻特性，還可以通過透明玻璃觀測窗11用頻閃法觀察弦的振動狀態(tài)。
其它樂器的測量方法大同小異，不再一一列舉。
權(quán)利要求1.一種樂器音頻特性共振測量儀，其特征在于功率音頻信號發(fā)生器(2)接至封閉共鳴音箱(1)，驅(qū)動封閉共鳴音箱(1)內(nèi)的揚聲器(5)；粘貼在待測樂器上用于檢測信號的壓電陶瓷片(4)把檢測到的信號，經(jīng)由屏蔽線傳輸給數(shù)字存儲示波器(3)直接顯示。
2.按照權(quán)利要求1所述的樂器音頻特性共振測量儀，其特征在于所述封閉共鳴音箱(1)由設(shè)置在音箱內(nèi)一側(cè)和/或頂端的用以安裝所述揚聲器(5)的獨立的封閉式小音箱(6)、封閉式小音箱(6)內(nèi)纖維狀的吸音材料(8)、測量室(9)、消聲尖劈(10)、透明玻璃觀測窗(11)、接線柱(13)、活頁(12)和把手(14)構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求2所述的樂器音頻特性共振測量儀，其特征在于所述封閉式小音箱(6)和測量室(9)都開有使內(nèi)外大氣壓均衡的泄漏孔(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于共振原理的樂器音頻特性共振測量儀。把功率音頻信號發(fā)生器(2)接至封閉共鳴音箱(1)，用以驅(qū)動音箱內(nèi)的揚聲器(5)。揚聲器發(fā)出的正弦聲波驅(qū)動待測樂器振動。粘貼在待測樂器上的壓電陶瓷片(4)，把檢測到的樂器的振動轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，傳給數(shù)字存儲示波器(3)直接顯示。改變功率音頻信號發(fā)生器的輸出頻率，就可以在數(shù)字存儲示波器上獲得待測樂器的相應(yīng)振動信息。它不僅可以方便而準(zhǔn)確地測定打擊樂器和管弦樂器的基音和泛音，進而對該樂器與世界公認(rèn)的同類最佳樂器進行比較，而且對于此類樂器的制作也可起到質(zhì)量監(jiān)控和保障作用。由于采用了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定可靠，測量結(jié)果直觀易懂。
文檔編號G01H9/00GK2847246SQ200520132030
公開日2006年12月13日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者張愛軍 申請人:中國海洋大學(xué)