[實用新型]一種小提琴琴箱空氣峰頻率測量裝置

有效

• 申請號: 201420027679.9
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN203869773U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 楊陽
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01H13/00
• 分類號: G01H13/00
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 張福增

技術領域

本實用新型涉及樂器生產制作與聲學品質檢測裝置，特別涉及一種小提琴琴箱空氣峰頻率測量裝置。

背景技術

小提琴的面板、背板和側板共同組成一個箱體，箱體內空氣的容積在2000立方厘米左右，在面板上有兩個f孔開口，形成一個亥姆霍茲共鳴器結構。國外學者對歐洲很多把著名小提琴琴箱進行了研究，發現小提琴琴箱空氣峰頻率（A₀）在270Hz左右，空氣峰的頻率位置以及振幅的強弱與小提琴G弦和低音的音色密切相關。小提琴琴箱空氣峰頻率即為亥姆霍茲共鳴器共振頻率，其頻率大小與箱體空氣容積呈負相關，而與f孔開口截面積呈正相關關系。測量和調整小提琴空氣峰頻率對改進小提琴制作工藝，提高小提琴的聲音品質具有很重要的作用，據了解目前尚無規范、科學的測量裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的，就是根據亥姆霍茲共鳴器原理，提供一種專門用于測量小提琴琴箱空氣峰頻率簡單快速的測量裝置。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種小提琴琴箱空氣峰頻率測量裝置，包括音頻信號發生器、功率放大器、紙盆揚聲器、壓電薄膜傳感器、AD/DA模數轉換器和計算機頻譜分析系統，所述音頻信號發生器與功率放大器相連，功率放大器與紙盆揚聲器相連；壓電薄膜傳感器與AD/DA模數轉換器相連，AD/DA模數轉換器與計算機頻譜分析系統相連。壓電薄膜傳感器通過粘結劑固定在小提琴琴箱或琴頭上。小提琴琴箱空氣峰頻率測量范圍在250—310Hz之間。

所述的計算機頻譜分析系統與AD/DA模數轉換器相連，AD/DA模數轉換器與功率放大器相連，這時音頻信號發生器的功能可由計算機頻譜分析系統代替。

測量方法：（1）用掃頻音頻信號發生器控制紙盆揚聲器，產生不同頻率的聲音振動，并通過空氣傳入小提琴琴箱（揚聲器正對著小提琴琴箱的f孔）；（2）小提琴在空氣峰頻率（亥姆霍茲共振頻率）引起共振，該共振使小提琴箱體和琴頭產生相應振動；（3）壓電薄膜傳感器使用粘結劑貼合在小提琴琴箱或琴頭上，空氣峰頻率處的較強的振動被壓電薄膜傳感器拾取后，轉化成電信號；（4）電信號經模數轉換后，進入計算機頻率測量系統，由計算機給出空氣峰共振頻率（A₀）。

本實用新型的優點在于：將振動測量和計算機頻譜分析等現代技術應用于小提琴琴箱空氣峰頻率的測量中，基于亥姆霍茲共鳴器原理，設計了一種專門用于測量小提琴空氣的峰頻率的裝置，該裝置具有操作簡單，測量準確的特點，為高端小提琴的制作過程和聲學分析提供了一個科學的方法和工具。

附圖說明

圖1本實用新型小提琴琴箱空氣峰頻率測量裝置原理示意圖

圖2本實用新型小提琴琴箱空氣峰頻率測量裝置示意圖

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本實用新型做詳細說明。

本實用新型提供的小提琴琴箱空氣峰頻率測量裝置，如圖1所示，包括音頻信號發生器、功率放大器、紙盆揚聲器、壓電薄膜傳感器、AD/DA模數轉換器和計算機頻譜分析（FFT）系統，所述音頻信號發生器與功率放大器相連，功率放大器與紙盆揚聲器相連；壓電薄膜傳感器與模數轉換器相連，模數轉換器與計算機頻譜分析（FFT）系統相連。壓電薄膜傳感器通過粘結劑固定在小提琴琴箱或琴頭上。

如圖2所示，本實用新型對所使用的元器件進行了優化選型，配置如下：

（1）音頻掃頻信號發生器：選用常州同惠--TH1312-20，該儀器為33/4位LCD顯示、正弦波輸出、信號失真小、穩定性好、頻率范圍覆蓋整個音頻范圍。可手動調頻，也可對數掃頻，掃頻起點、終點及掃頻時間均可按需設置。

（2）壓電薄膜傳感器，選用美國精量電子MEAS生產的SDT1-028K壓電薄膜傳感器，輸出為15～20MV/μ應變，量程小于2%應變。

（3）AD/DA模數轉換器：選美國ICON?FireXon專業火線4入4出音頻接口，帶48V幻象電源和電信號前級放大功能。

（4）計算機頻譜分析系統：由專業軟件和計算機組成。專業頻譜分析軟件運用FFT算法，即快速傅立葉變換法算法，本裝置采用美國Sound?Technology公司開發的FFT?Spectalab?anyalysis?system(version4.32)作為頻譜分析軟件。所述計算機用于專業頻譜軟件運行，進行數據運算以及顯示分析結果，操作系統為windows?XP?Professional。