一种弦乐器调音方法及弦乐器调音器的制造方法

一种弦乐器调音方法及弦乐器调音器的制造方法
【专利摘要】一种弦乐器调音方法及弦乐器调音器，方法包括对振动琴弦发射接收检测光，将检测光进行放大、检波、滤波和整形处理，检测整形后的信号频率，输出调音相关信息。调音器包括壳体、设置在壳体内的信号放大电路、采样检波电路、带通滤波放大器、整形电路、MCU、驱动电路和电源、设置在壳体上的检测光发射、接收装置、设置在壳体上或壳体内的检测信号输出装置，电源分别与前述各电路、装置连接供电，采样检波电路从调幅波中取出包络信号，检测光发射、接收装置光路的夹角在0°至50°之间，检测光接收、放大、检波、滤波、整形、MCU、驱动、检测光发射等电路依次连接；MCU与检波电路、检测信号输出装置连接。本发明调音不受噪音和泛音干扰，调音准确便捷。
【专利说明】一种弦乐器调音方法及弦乐器调音器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于弦乐器调音的方法，还涉及使用该调音方法的弦乐器调音器。
【背景技术】
[0002]传统的弦乐器调音方法，是使用带有麦克风或压电蜂鸣片作为传感器的电子调音器来进行的，这种调音器的调音原理是:通过麦克风或压电蜂鸣片拾取弦乐器弦的振动声波，将声波的振动信号转换为电信号，测取该电信号代表的声波振动频率，显示该测取的频率和琴弦对应的标准频率，供调试者将琴弦频率调整到理想状态。
[0003]上述传统的调音器和调音方法存在如下缺陷:
[0004]首先，通过拾取声波信号来测取其振动频率，易受环境干扰。在嘈杂环境(比如户外或演出场地等)进行调音时，由于存在多种声源，传统电子调音器在拾取被调琴弦的振动声波的同时，其他干扰声波也会被电子调音器拾取，这种干扰将大大降低电子调音器测取琴弦频率的准确性，严重时甚至无法进行检测，无法使用调音器调音。
[0005]其二，由于琴弦发出的音频信号通常为复合频率，包含基音以外的多个泛音，给快捷准确地检测基音频率带来难度。
[0006]其三，对于乐器两根以上的琴弦进行调音，可以分别进行调音，也可以同时进行调音，即复音调音。现有的复音调音器工作原理是，将拟调弦乐器的每根琴弦的标准频率预存在调音器中，同时拾取弦乐器全部琴弦的音频信号并识别出各琴弦的频率，与该琴弦对应的标准频率进行比较并显示。现有复音调音器的缺陷是:弦乐器的各琴弦必须预先调整到接近标准音的某一范围，如果弦乐器的任一琴弦未调整到要求的范围(如琴弦调整过松或过紧等)，则会出现调音器对琴弦频率的识别错误，导致识别和显示紊乱。因此，现有复音调音器只能做得对弦乐器琴弦的微调，如果琴弦跑音偏离太远，将不能通过现有的复音调音器进行调音。

【发明内容】

[0007]本发明要解决的技术问题之一在于，提供一种弦乐器调音方法，克服现有利用琴弦振动声波的调音器进行调音的方法存在的容易受环境噪音干扰、影响调音准确性的缺陷。
[0008]本发明要解决的技术问题之二在于，提供一种弦乐器调音器，利用上述弦乐器调音方法，克服现有利用琴弦振动声波的调音器进行调音的方法存在的容易受环境噪音干扰、影响调音准确性的缺陷。
[0009]本发明解决其技术问题之一所采用的技术方案是:构造一种弦乐器调音方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0010]S1、对振动的被测琴弦发射检测光，接收被测琴弦反射的检测光；
[0011]S2、对接收到的检测光反射信号依次进行信号放大、采样检波、滤波放大和整形处理；
[0012]S3、检测经整形处理信号的频率；
[0013]S4、输出调音相关信息。
[0014]在本发明的弦乐器调音方法中，所述检测光为红外线或紫外线。
[0015]在本发明的弦乐器调音方法中，所述输出调音相关信息为:输出所述检测的频率和对应弦乐器的琴弦调音标准频率中与该检测频率相邻近的频率；或输出对应弦乐器的琴弦调音标准频率中与所述检测频率相邻近的频率以及所述检测频率与该邻近频率的差值。
[0016]在本发明的弦乐器调音方法中，所述输出调音相关信息为:输出对应弦乐器的琴弦调音标准频谱中与所述检测频率相邻近的标准频率以及邻近程度。
[0017]本发明解决其技术问题之二所采用的技术方案是:提供一种弦乐器调音器，其特征在于，包括壳体、设置在该壳体内的信号放大电路、采样检波电路、带通滤波放大器、整形电路、MCU、驱动电路和电源、设置在该壳体上的检测光发射装置和检测光接收装置、设置在该壳体上或壳体内的检测信号输出装置；该电源分别与该信号放大电路、采样检波电路、带通滤波放大器、整形电路、MCU、驱动电路、检测光发射装置、检测光接收装置和检测信号输出装置连接供电；
[0018]该采样检波电路为能够从调幅波中取出包络信号的检波电路；
[0019]该检测光发射装置、检测光接收装置的光路夹角大于等于0°小于等同50° ;
[0020]所述检测光接收装置、信号放大电路、采样检波电路、带通滤波放大器、整形电路、MCU、驱动电路、检测光发射装置依次连接；
[0021]该MCU与该采样检波电路连接，驱动该采样检波电路进行检波；该1(^与该检测信号输出装置连接，输出调音相关信息；该MCU控制该驱动电路驱动所述检测光发射装置发射检测光。
[0022]在本发明的弦乐器调音器中，所述采样检波电路包括电子模拟开关一、电子模拟开关二、积分电容一、积分电容二和运算放大器，该电子模拟开关一、电子模拟开关二分别连接该运算放大器的正负输入端，该积分电容一的一端接地、另一端连接该电子模拟开关一与该运算放大器的连接端，该积分电容二的一端接地、另一端连接该电子模拟开关二与该运算放大器的连接端；该电子模拟开关一、电子模拟开关二的输入端为采样检波电路的输入端,该运算放大器的输出端为米样检波电路的输出端。
[0023]在本发明的弦乐器调音器中，所述采样检波电路包括检波二极管、检波电容和检波电阻，该检波二极管的正极串联在采样检波电路的第一输入端，该检波电容和检波电阻分别连接在该检波二极管的负极与该采样检波电路的第二输入端之间，该检波电阻的两端为该采样检波电路的输出端。
[0024]在本发明的弦乐器调音器中，所述检测光发射装置与检测光接收装置分别为红外光发射装置与红外光接收装置，或所述检测光发射装置与检测光接收装置分别为紫外光发射装置与紫外光接收装置。
[0025]在本发明的弦乐器调音器中，所述检测信号输出装置为显示器或扬声器。
[0026] 在本发明的弦乐器调音器中，所述检测光发射装置与检测光接收装置为一组，所述弦乐器调音器包括设置在所述壳体上的琴弦拨动件，该琴弦拨动件的拨弦端位于所述检测光发射装置光路与所述检测光接收装置光路交点的附近。[0027]在本发明的弦乐器调音器中，所述检测光发射装置与检测光接收装置的组数与对应弦乐器的琴弦数相等，所述弦乐器调音器包括设置在所述壳体上的支撑装置，当该支撑装置与弦乐器的琴颈配合将所述弦乐器调音器支撑在弦乐器的琴弦上方时，所述检测光发射装置与检测光接收装置的各组所述检测光发射装置光路与对应的所述检测光接收装置光路的交点位于对应的琴弦上或附近。
[0028]实施本发明的弦乐器调音方法及调音器调音方法，与现有技术比较，其有益效果是:
[0029]1.采用光作为弦乐器琴弦振动的检测媒介，不受环境噪音影响，克服了现有利用声波进行调音的调音器存在的容易受环境噪音干扰、影响调音准确性的缺陷；
[0030]2.采用光作为弦乐器琴弦振动的检测媒介，直接检测琴弦振动发出的基音并在基音基础上进行调音，避免了利用声波进行调音的调音器只能检测琴弦泛音并在泛音基础上进行调音，调音准确性低的缺陷，调音准确性大幅提高；
[0031]3.进行弦乐器复音调音时，不受琴弦预调情况的限制，可在琴弦任意状态下进行复音调音，大大提高调音效率和调音准确性。
【专利附图】

【附图说明】
[0032]图1是本发明弦乐器调音方法一种实施例的流程图。
[0033]图2是本发明弦乐器调音器一种实施例的结构框图。
[0034]图3是本发明弦乐器调音器的检测原理图。
[0035]图4是图2中采样检波电路一种实施方式的电路图。
[0036]图5是图2中采样检波电路另一种实施方式的电路图。
【具体实施方式】
[0037]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0038]如图1所示，本发明的弦乐器调音方法包括如下步骤:
[0039]第一、对振动的被测琴弦发射检测光，接收被测琴弦反射的检测光。检测光经振动的琴弦反射后拾取琴弦的振动信号。
[0040]第二、对接收到的检测光反射信号依次进行信号放大处理、采样检波处理、滤波放大处理和整形处理，得到振动信号的幅度波形。
[0041]第三、检测经整形处理信号的频率。该频率为琴弦振动的基波频率。
[0042]第四、根据上述检测频率，输出弦乐器调音的相关信息。
[0043]本方法的检测光可以采用红外线，也可以采用紫外线。
[0044]本方法的输出调音相关信息包括但不限于:
[0045]1、输出检测的频率和对应弦乐器的琴弦调音标准频率中与该检测频率相邻近的频率。调音者根据输出的检测频率、对应的标准频率和调音的琴弦，判断琴弦调音情况并进行调音。
[0046]2、输出对应弦乐器的琴弦调音标准频率中与检测频率相邻近的频率，以及检测频率与该邻近频率的差值。调音者根据输出的标准频率、检测频率与标准频率的差值和调音的琴弦，判断琴弦调音情况并进行调音。[0047]3、输出对应弦乐器的琴弦调音标准频谱中与检测频率相邻近的标准频率以及邻近的程度，邻近程度可以用:例如颜色的深浅、位置的远近、声音的大小等方式来输出。调音者根据输出的标准频率、检测频率与标准频率的邻近程度和调音的琴弦，判断琴弦调音情况并进行调音。
[0048]本方法的输出调音相关信息的方式可采用视频信号输出，也可采用音频信号输出，均能够实现本发明目的。
[0049]如图2至图5所示，本发明的弦乐器调音器包括壳体(图中未示出)、设置在该壳体内的信号放大电路2、采样检波电路3、带通滤波放大器4、整形电路5、MCU8、驱动电路9和电源6、设置在该壳体上的检测光发射装置和检测光接收装置、设置在该壳体上或壳体内的检测信号输出装置。电源6分别与信号放大电路2、采样检波电路3、带通滤波放大器4、整形电路5、MCU8、驱动电路9、检测光发射装置、检测光接收装置和检测信号输出装置连接供电。
[0050]检测光接收装置、信号放大电路2、采样检波电路3、带通滤波放大器4、整形电路
5、MCU8、驱动电路9、检测光发射装置依次连接。
[0051]MCU8与采样检波电路3连接，驱动该采样检波电路3进行检波。MCU8与该检测信号输出装置连接，输出调音相关信息。MCU8控制该驱动电路9驱动检测光发射装置发射检测光。
[0052]在本实施例中，检测光发射装置采用红外发射装置10，检测光接收装置采用红外接收装置1，对应的检测光为红外光。在其他实施例中，检测光发射装置可以采用紫外发射装置，检测光接收装置可以采用紫外接收装置，对应的检测光为紫外光。
[0053]在本实施例中，检测信号输出装置采用显示器7，用于输出检测数据、色彩、图形等信息，显示器7设置在弦乐器调音器的壳体上。在其他实施例中，检测信号输出装置可以采用扬声器，用于输出用音频检测信息，例如读报检测频率、用声音高低表示的检测频率与标准频率的邻近程度等，扬声器可以设置在弦乐器调音器的壳体内，也可设置在壳体上。
[0054]上述采样检波电路3采样能够从调幅波中取出包络信号的检波电路，包括但不限于如下采样检波电路:
[0055]如图4所示，采样检波电路3采用如下结构:采样检波电路包括电子模拟开关31、电子模拟开关34、积分电容32、积分电容35和运算放大器33,电子模拟开关31、电子模拟开关34分别连接运算放大器33的正负输入端，积分电容32的一端接地、另一端连接该电子模拟开关31与运算放大器33的连接端，积分电容35的一端接地、另一端连接电子模拟开关34与运算放大器33的连接端。电子模拟开关31、电子模拟开关34的输入端为采样检波电路的输入端，运算放大器33的输出端为米样检波电路的输出端。
[0056]如图5所示，采样检波电路3采用如下结构:采样检波电路包括检波二极管36、检波电容37和检波电阻38，检波二极管36的正极串联在采样检波电路的第一输入端，检波电容37和检波电阻38分别连接在检波二极管36的负极与该采样检波电路的第二输入端之间，该检波电阻38的两端为该采样检波电路的输出端。
[0057]如图3所示，该检测光发射装置、检测光接收装置的光路夹角在大于等于0°小于等同50°范围内选取，例如，可以选择检测光发射装置、检测光接收装置的光路夹角为5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°等。检测光发射装置的光路、检测光接收装置的光路是指检测光发射装置、检测光接收装置发光体的光线轴线。由于检测光发射装置发光体发出的光线呈锥体状，故在检测光发射装置、检测光接收装置的光路夹角为O。，检测光接收装置也能够接收到检查光的反射光。
[0058]在上述各实施例中，设置一组检测光发射装置与检测光接收装置，在弦乐器调音器的壳体上设置琴弦拨动件(图中未示出)，并保证该琴弦拨动件的拨弦端位于该组检测光发射装置光路与检测光接收装置光路交点的附近。使用时将琴弦拨动件的拨弦端放置在检测光发射装置光路与检测光接收装置光路交点之前，用琴弦拨动件将琴弦顺序拨动，检测光发射装置与检测光接收装置紧随琴弦拨动件拾取全部琴弦的振动信号，处理并输出各琴弦的调音信息，实现琴弦的复音调音。
[0059]在上述各实施例中，设置检测光发射装置与检测光接收装置的组数与对应弦乐器的琴弦数相等，并在弦乐器调音器的壳体上设置支撑装置，使得当该支撑装置与弦乐器的琴颈配合将弦乐器调音器支撑在弦乐器的琴弦上方时，检测光发射装置与检测光接收装置的各组检测光发射装置光路与对应的检测光接收装置光路的交点位于对应的琴弦上或附近。这样，将弦乐器调音器支撑在琴颈上安装好后，顺序拨动琴弦，检测光发射装置与检测光接收装置拾取全部琴弦的振动信号，处理并输出各琴弦的调音信息，实现琴弦的复音调
音?
【权利要求】
1.一种弦乐器调音方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、对振动的被测琴弦发射检测光，接收被测琴弦反射的检测光； 52、对接收到的检测光反射信号依次进行信号放大、采样检波、滤波放大和整形处理； 53、检测经整形处理信号的频率； 54、输出调音相关信息。
2.如权利要求1所述的弦乐器调音方法，其特征在于，所述检测光为红外线或紫外线。
3.如权利要求1或2所述的弦乐器调音方法，其特征在于，所述输出调音相关信息为:输出所述检测的频率和对应弦乐器的琴弦调音标准频率中与该检测频率相邻近的频率；或输出对应弦乐器的琴弦调音标准频率中与所述检测频率相邻近的频率以及所述检测频率与该邻近频率的差值。
4.如权利要求1或2所述的弦乐器调音方法，其特征在于，所述输出调音相关信息为:输出对应弦乐器的琴弦调音标准频谱中与所述检测频率相邻近的标准频率以及邻近程度。
5.—种弦乐器调音器,其特征在于，包括壳体、设置在该壳体内的信号放大电路、米样检波电路、带通滤波放大器、整形电路、MCU、驱动电路和电源、设置在该壳体上的检测光发射装置和检测光接收装置、设置在该壳体上或壳体内的检测信号输出装置；该电源分别与该信号放大电路、采样检波电路、带通滤波放大器、整形电路、MCU、驱动电路、检测光发射装置、检测光接收装置和检测信号输出装置连接供电； 该采样检波电路为能够从调幅波中取出包络信号的检波电路； 该检测光发射装置、检测光接收装置的光路夹角大于等于0°小于等同50° ; 所述检测光接收装置、信号放大电路、采样检波电路、带通滤波放大器、整形电路、MCU、驱动电路、检测光发射装置依次连接； 该MCU与该采样检波电路连接，驱动该采样检波电路进行检波；该MCU与该检测信号输出装置连接，输出调音相关信息；该MCU控制该驱动电路驱动所述检测光发射装置发射检测光。
6.如权利要求5所述的弦乐器调音器，其特征在于，所述采样检波电路包括电子模拟开关一、电子模拟开关二、积分电容一、积分电容二和运算放大器，该电子模拟开关一、电子模拟开关二分别连接该运算放大器的正负输入端，该积分电容一的一端接地、另一端连接该电子模拟开关一与该运算放大器的连接端，该积分电容二的一端接地、另一端连接该电子模拟开关二与该运算放大器的连接端；该电子模拟开关一、电子模拟开关二的输入端为采样检波电路的输入端，该运算放大器的输出端为采样检波电路的输出端。
7.如权利要求5所述的弦乐器调音器，其特征在于，所述采样检波电路包括检波二极管、检波电容和检波电阻，该检波二极管的正极串联在采样检波电路的第一输入端，该检波电容和检波电阻分别连接在该检波二极管的负极与该采样检波电路的第二输入端之间，该检波电阻的两端为该采样检波电路的输出端。
8.如权利要求5所述的弦乐器调音器，其特征在于，所述检测光发射装置与检测光接收装置分别为红外光发射装置与红外光接收装置，或所述检测光发射装置与检测光接收装置分别为紫外光发射装置与紫外光接收装置。
9.如权利要求5所述的弦 乐器调音器，其特征在于，所述检测信号输出装置为显示器或扬声器。
10.如权利要求5至9之一所述的弦乐器调音器，其特征在于，所述检测光发射装置与检测光接收装置为一组，所述弦乐器调音器包括设置在所述壳体上的琴弦拨动件，该琴弦拨动件的拨弦端位于所述检测光发射装置光路与所述检测光接收装置光路交点的附近。
11.如权利要求5至9之一所述的弦乐器调音器，其特征在于，所述检测光发射装置与检测光接收装置的组数与对应弦乐器的琴弦数相等，所述弦乐器调音器包括设置在所述壳体上的支撑装置，当该支撑装置与弦乐器的琴颈配合将所述弦乐器调音器支撑在弦乐器的琴弦上方时，所述检测光发射装置与检测光接收装置的各组所述检测光发射装置光路与对应的所述检测光接收装置光路的交点位于对应的琴弦上或附近。
【文档编号】G01H9/00GK103915083SQ201410156258
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】赵哲 申请人:深圳市蔚科电子科技开发有限公司