弦乐器的调谐装置、调谐方法及调谐装置的分析机构制造方法及图纸

一种用于具有一或多根弦的弦乐器的调谐装置，其包括检测机构，以响应此弦或每根弦的振动提供一个信号，和致动机构，以响应所述信号在一分析机构的控制下改变此弦或每根弦的张力。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术描述本专利技术涉及调谐弦乐器用的调谐装置、包括调谐装置的吉它以及调谐弦乐器的方法，所述弦乐器例如是但不限于电吉它。由乐器产生的声音可以认为是由两个要素构成，即音调或律音(note)以及音质，所述音质代表所演奏的那种乐器的特征。音质的差别容易被人的耳朵识别，例如演奏同一曲调的钢琴和小提琴的声音。这种音质上的差别是由于由乐器结构引起的谐波的复杂的混合中的差别引起的，而人的耳朵事实上把在不同的乐器上演奏的两种音调识别为相同的音调是由于其基波频率(谐波是基波的倍数)是相同的。在设计上的重大改进使得一些乐器至少在一个短的时间周期内，例如在练习或音乐会期间按照演奏者的指令(有时包括技巧)可靠地产生相同音调和音质的声音。不过，由于温度或湿度的改变，或者仅仅由于老化或使用而引起的其它物理变化，一种乐器在一段较长的时间间隔例如一天天地不一定产生相同的音调。在西方音乐乐谱中，频率的可听范围被分成一些八度音阶，任何律音的频率是在其下面的八度音阶的频率的两倍。一八度音阶被分成12个律音，按照频率被称为半音的相等的对数阶分开，并且这12个律音被分成7个自然律音的一组，由字母表的头7个字母识别，以及5个律音的一组，由其相对于其它7个律音的位置识别，或者是相邻接的较高的半音(高音)，或者是相邻接的较低的半音(低音)。希望乐器可以被这样调整，使得由演奏者给定的任何输入所产生的律音对不同的设置通常可以在一个小的范围内改变。主要理由是，被训练的耳朵习惯于实际上产生给定频率的给定的被识别律音；或者保证在相同乐器上产生的不同律音相互之间具有正确的关系；或者当在音乐会上演奏时保证几种乐器对同一律音精确地产生相同的频率。如果不是这种情况，将由于频率波动而产生不愉快的声音。这种调整乐器的输出音调或频率的过程叫做调谐。许多乐器例如铜管乐器和木管乐器类一次只能演奏该乐器范围内的一个律音，可得到的律音之间的关系基本上由该乐器的物理结构决定，调谐的能力被局限于细调其整个范围。其它的乐器，特别是弦乐器类和键盘乐器，具有一些或许多不同的调谐元件。因此，这些乐器的调谐过程涉及使乐器的各个被调谐的元件具有正确的相对音调。由弦产生的律音的音调取决于材料的物理性质和结构、它的长度和张力，由于在大多数情况下弦本身和调谐的长度在调谐过程中不变，所以唯一改变的是张力。出于重量、外观以及希望乐器本身的结构有利于所产生的声音的质量的原因，通常乐器的结构刚度使得弦的张力产生可检测的结构偏差。因而，任何一根弦的调整都会改变乐器结构的张力，从而改变其张紧的形状，并由此影响其它弦的调谐。换句话说，任何一根弦的调谐都和其它弦的调谐有关，并且增加一根弦的张力以便升高其音调将引起其余弦张力的减少，并且反之亦然。这便是需要反复调谐的原因，由此演奏者对每根弦要依次调整，或许调整几次，即使一根弦走调也是如此。装有颤音装置的电吉它尤其受这种现象的影响。在这些乐器中，弦的尾部被固定在不能绕其前沿转动的桥板内。趋于使桥板沿一个方向转动的弦的张力被位于吉它本体内的一或多根弹簧的张力克服，因此桥板处于一个平衡位置，此时合成扭矩是平衡的。因而，由演奏者引起的颤音臂的运动使桥板移动而离开其平衡位置，一般会减少弦的张力，并产生特征音效果。当杠杆被释放时，桥板重新处于其平衡位置，因而恢复正确的调谐，这取决于没有摩擦力。显然，任何弦的张力的改变都改变桥板的平衡位置，因而改变其它弦的音调。本专利技术的目的在于提供一种新的或改进的用于弦乐器的调谐装置。按照本专利技术的第一方面，提供一种用于具有一或多根弦的弦乐器的调谐装置，其包括用于改变该弦或每根弦的张力的致动机构。所述调谐装置可以包括检测机构，以响应该弦或每根弦的振动提供一个信号，以及分析机构，以响应所述信号控制所述致动机构。致动机构可以包括电动机，其可以是直流电机。致动机构可以包括齿轮箱。齿轮箱可以被连接在所述电动机和弦之间。齿轮箱可以是行星齿轮箱，并且可以包括6个行星级。齿轮箱可以具有范围为2000∶1到20000∶1的的减速比。分析机构可以包括一第一滤波器机构。所述第一滤波器机构可以包括一或多个滤波器。所述第一滤波器机构可以包括一可重新配置的数字带通滤波器。分析机构可以包括一模数转换器，以在所述信号通过所述第一滤波器之前把所述信号转换成数字信号。分析机构还可以包括一第二滤波器机构，所述第二滤波器机构包括一模拟带通滤波器，以在所述信号通过所述第一滤波器之前对所述信号滤波。分析机构可以具有至少一种操作方式，其中分析机构响应所述信号操作所述致动机构，并且还具有一种操作方式，其中分析机构操作一视觉显示器，以响应所述信号显示每根弦的调谐。这些操作方式可以由操作者选择。视觉显示机构可以包括发光二极管，如果弦的频率超过所需频率范围，其显示第一颜色，如果弦的频率低于所需的频率范围，其显示第二种颜色。该调谐装置可以通过操作把该弦或每根弦调谐到所需的精度，最好在±0.02半音之内。其中该弦乐器具有多根弦，所述调谐装置可以通过操作进行多个调谐循环，其中每根弦被依次调谐。此外，在每个调谐循环中，所有的弦可以被同时调谐。按照本专利技术的第二方面，提供一种具有多根弦并且包括按照本专利技术第一方面的调谐装置的吉它。检测机构可以包括被提供在所述吉它上的拾音器。拾音器可以包括响应所有弦的线圈，或者另外可以包括多个线圈，每个线圈响应一根所述的弦。其中致动机构包括一电动机或者一电动机和一齿轮箱；弦可被连接在桥板的一端，所述桥板被可回转地连接在吉它上，并且可以运动，以便改变弦的张力；提供一个机械块和所述桥板相连并且可以随所述桥板回转，所述机械块容纳所述电动机或者所述电动机和所述齿轮箱。按照本专利技术的第三方面，提供一种调谐具有一或多根弦的弦乐器的方法，其包括操作一致动机构以改变该弦或每根弦的张力。所述乐器可以包括多根弦，每根所述弦最初被调谐到一个预置的频率范围内，其中所述乐器包括调谐装置，所述调谐装置包括一检测机构，以响应一或多根所述弦的振动提供一信号；致动机构，用于调整所述弦的张力，其通过一分析机构响应所述信号进行操作；所述方法包括以下步骤使乐器所有的弦振动并执行一个调谐循环，该调谐循环包括测量所述弦中的一根弦的振动频率；操作所述致动机构，以调整所述一根弦的张力，以便改变所述一根弦的频率；并对每根弦重复上述过程。所述方法可以包括执行多个所述调谐循环。除去所述多个调谐循环的第一个循环之外的每个调谐循环还可以包括以下步骤响应前述的调谐循环中所述致动机构的操作，测量所述一根弦的所述频率的变化，并相应地改变所述致动机构的操作。其中分析机构包括一可重新配置的滤波器，所述方法还包括以下步骤设置所述可重新配置的滤波器，使其具有一个相应于所述一根弦的所需频率的中心频率和相应于所述频率范围的宽度。其中所述弦的一或多根最初处于所述预置频率范围的外部，所述方法可以包括以下在先的步骤使所述一或多根弦中的一根振动，设置所述滤波器使其具有一中心频率，并且提高所述中心频率以识别所述一根弦的频率，并提供所述弦的调谐状态的视觉指示。该调谐装置可以包括按照本专利技术第一方面的调谐装置。该弦乐器可以包括按照本专利技术第二方面的吉它。下面参照附图以举例方式说明本专利技术，其中图1是常规电吉它的示意的截面图；图2是图1的电吉它的放大比例的局部示意截面图，被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有一或多根弦的弦乐器的调谐装置，其包括用于改变该弦或每根弦的张力的致动机构。

【技术特征摘要】
GB 1998-3-10 9804997.61．一种用于具有一或多根弦的弦乐器的调谐装置，其包括用于改变该弦或每根弦的张力的致动机构。2．如权利要求1所述的调谐装置，还包括检测机构，以响应该弦或每根弦的振动提供一个信号；以及分析机构，以响应所述信号控制所述致动机构。3．如权利要求1或2所述的调谐装置，其中致动机构包括电动机。4．如权利要求3所述的调谐装置，其中电动机是直流电动机。5．如权利要求3或4所述的调谐装置，其中致动机构还包括被连接在所述电动机和弦之间的齿轮箱。6．如权利要求5所述的调谐装置，其中齿轮箱是行星齿轮箱。7．如权利要求6所述的调谐装置，其中行星齿轮箱包括6个行星级。8．如权利要求5到7中任何一个所述的调谐装置，其中齿轮箱具有范围为2000∶1到20000∶1的的减速比。9．如前面任何一个权利要求所述的调谐装置，其中分析机构包括一第一滤波器机构。10．如权利要求9所述的调谐装置，其中所述第一滤波器机构包括多个滤波器。11．如权利要求9或10所述的调谐装置，其中所述第一滤波器机构包括一可重新配置的数字带通滤波器。12．如权利要求9到11中任何一个所述的调谐装置，其中分析机构包括一模/数转换器，用于在所述信号通过所述第一滤波器之前把所述信号转换成数字信号。13．如权利要求9到12中任何一个所述的调谐装置，其中分析机构还包括一第二滤波器机构，所述第二滤波器机构包括一模拟带通滤波器，用于在所述信号通过所述可重新配置的数字带通滤波器之前对所述信号滤波。14．如前面任何一个权利要求所述的调谐装置，其中分析机构具有至少一种操作方式，在所述操作方式下，分析机构响应所述信号操作所述致动机构；并且还具有一种操作方式，其中分析机构操作视觉显示器，用于响应所述信号显示每根弦的调谐状态。15．如权利要求14所述的调谐装置，其中这些操作方式可以由操作者选择。16．如权利要求14或15所述的调谐装置，其中视觉显示机构包括发光二极管。17．如权利要求16所述的调谐装置，其中所述发光二极管，如果弦的频率超过一予置频率范围，则显示第一颜色，如果弦的频率低于一予置的频率范围，其显示第二种颜色。18．如前面任何一个权利要求所述的调谐装置，其中调谐装置可以通过操作把该弦或每根弦调谐在±0.02半音之内。19．如前面任何一个权利要求所述的调谐装置，其中弦乐器具有多根弦，所述调谐装置可以通过操作执行多个调谐循环，在每个循环中每根弦被依次调谐。20．一种调谐装置，如在此参照附图所述。21．一种具有多根弦的吉它，包括如权利要求1到20...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德J惠托尔，奈杰尔A登特，安东尼T兰伯特，
申请(专利权)人：自动调音发展有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]