CN109192183A - 弦乐器的调音方法以及弦乐器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弦乐器的调音方法，所述弦乐器包括有至少一根琴弦，所述弦乐器还包括用于检测所述琴弦的拉力值的应力传感器，所述方法包括以下步骤：通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值；判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配；若所述当前拉力值与预设拉力值不匹配，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后的拉力值与所述预设拉力值相匹配。本发明还提供一种弦乐器。本发明能够减少外界的干扰，提高调音速度以及调音的准确性。

Description

弦乐器的调音方法以及弦乐器

技术领域

本发明涉及乐器调音技术领域，本发明涉及一种弦乐器的调音方法以及弦乐器。

背景技术

本部分旨在为权利要求中及其具体实施方式中陈述的本发明实施方式提供背景或者上下文，此处的描述的内容，不因为是包括在本部分中就承认是现有技术。

弦乐器是一类依靠机械力量使张紧的弦线振动发音的乐器。国际通用的标准高度(第一国际高度)是每秒钟振动440次的a音，即以小字一组的a为“标准音”。弦乐器演奏出不同音符的原理是通过改变弦的长度来改变琴弦的震动频率。其中琴弦的振动频率可通过公式：来计算得到，其中f是弦的震动频率，T是拉力值，p是材料的密度，L是弦的长度。

弦乐器在演奏前都需要调整琴弦的张力，以使每根琴弦的所对应的音调是正常的。目前传统的弦乐器调音主要是依靠拾音器检测声波频率来判定琴弦的频率而后进行调音，或者通过振动传感器检测振动频率来判定琴弦的频率而后进行调音，这两者方式需要排除大量外界的声波或者外界的振动干扰，调音速度慢而且难以调准。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种弦乐器的调音方法，能够减少外界的干扰，提高调音速度以及调音的准确性。

本发明第一方面提供一种弦乐器的调音方法，所述弦乐器包括有至少一根琴弦，所述弦乐器还包括用于检测所述琴弦的拉力值的应力传感器，所述方法包括以下步骤：

通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值；

判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配；

若所述当前拉力值与预设拉力值不匹配，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后的拉力值与所述预设拉力值相匹配。

进一步的，以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值；或

以所述琴弦在出厂所调准的基准拉力值作为所述预设拉力值。

进一步的，以所述“以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值”，包括：

以上一次在调准该琴弦声音时的一个拉力值作为所述预设拉力值；或

以上一次在调整该琴弦声音时的多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值。

进一步的，以在所述“通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值”之前，所述方法还包括：

检测上一次在调准所述琴弦声音时并在多次拨动该琴弦过程中的音调；

以与所述琴弦应发出的音调一致的音调所对应的一个拉力值或者多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值。

进一步的，以在所述调整所述琴弦的张力之后，所述方法还包括：

检测拨动所述琴弦时所产生的声音的当前音调；

判断所述当前音调是否与所述琴弦应发出的音调一致；

若所述当前音调与所述琴弦应发出的音调不一致，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后拉力后所发出的音调与所述琴弦应发出的音调一致。

本发明第二方面提供一种弦乐器，包括存储装置以及处理器，所述弦乐器还包括用于检测所述琴弦的拉力值的应力传感器，所述存储装置上存储有程序，所述处理器在执行所述程序时，实现以下步骤：

通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值；

判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配；

若所述当前拉力值与预设拉力值不匹配，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后的拉力值与所述预设拉力值相匹配。

进一步的，以以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值；或

以所述琴弦在出厂所调准的基准拉力值作为所述预设拉力值。

进一步的，以所述“以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值”，包括：

以上一次在调准该琴弦声音时的一个拉力值作为所述预设拉力值；或

以上一次在调整该琴弦声音时的多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值。

进一步的，以所述处理器在执行所述程序时，还实现以下步骤：

在通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值之前，检测上一次在调准所述琴弦声音时并在多次拨动该琴弦过程中的音调；

以与所述琴弦应发出的音调一致的音调所对应的一个拉力值或者多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值。

进一步的，以所述处理器在执行所述程序时，还实现以下步骤：

在调整所述琴弦的张力之后，检测拨动所述琴弦时所产生的声音的当前音调；

判断所述当前音调是否与所述琴弦应发出的音调一致；

若所述当前音调与所述琴弦应发出的音调不一致，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后拉力后所发出的音调与所述琴弦应发出的音调一致。

相较于现有技术，本发明所提供的弦乐器的调音方法，通过调节琴弦的拉力值来校正音调，可以减少外界的干扰，提高调音速度以及调音的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的弦乐器的结构示意图。

图2为本发明的弦乐器的电路原理图。

图3为本发明的第一实施方式的弦乐器的调音方法的流程图。

图4为本发明的第二实施方式的弦乐器的调音方法的流程图。

图5为本发明的第三实施方式的弦乐器的调音方法的流程图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

本发明提供一种的弦乐器的调音方法，适用于不同类型的弦乐器的调音，其中，所述弦乐器包括琴体以及固定在琴体上的至少一根琴弦，不同弦乐器的琴体的结构有所不同，其上的琴弦数量也不尽相同，在琴体上可以设置琴弦固定装置、以及用于驱动所述琴弦固定装置的驱动装置，通过所述驱动装置可以驱动所述琴弦固定装置以松紧所述琴弦以使该琴弦的张力得到改变。

在本实施方式中，以吉他作为本发明的示例，所述吉他可以是电吉他、古典吉他、民谣吉他等。如图1和图2所示，所述吉他包括琴体10以及固定在琴体10上的六根琴弦21-26，其中，所述琴体10可以包括琴身11、琴颈12、以及琴头13。其中每根琴弦21-26的第一端固定在琴身11上，并且另一端并排沿着所述琴颈12延伸到琴头13而分别被设置在所述琴头13上的六个固定旋钮14而固定，通过调节所述固定旋钮14，可以使琴弦21-26紧绷或者松开。

所述琴弦21-26的一端可以分别连接在固定在所述琴身11的应力传感器34上，所述应力传感器34用于感知每根琴弦21或22..或26的拉力值。在所述琴头13内设置六个驱动装置35，六个驱动装置35分别用于驱动所述固定旋钮14旋转以使所述琴弦21-26紧绷或者松开，其中，所述驱动装置35可以为伺服电机。

所述吉他还可以包括拾音器30、振动传感器31、存储单元32以及处理器33，所述处理器33可以通过串行总线与所述拾音器30、振动传感器31、存储单元32、所述驱动装置35以及所述应力传感器24电连接。

所述拾音器30可以安装在所述琴身11内或者琴身11表面，拾音器30将琴弦21-26的声波频率转变为电信号，并输送至所述处理器33中。

所述振动传感器31可以安装在所述琴身11内或者琴身11表面，振动传感器31将琴弦21-26的振动频率转变为电信号，并输送至所述处理器33中。

所述存储单元32可以包括但不限于是：闪存、硬盘存储器、卡型存储器、随机存储器、静态随机存储器、只读存储器、可擦除可编程的只读存储器、磁盘或者光盘，在此不做限制。所述存储单元30可用于存储处理器60程序，例如可以存储弦乐器的调音程序，可以临时存数输入/输出的数据，还可以存储操作人员输入的各种数据，在此不做限制。

所述处理器33可以控制弦乐器的总体操作，例如处理器33可以用于执行通过所述拾音器30和/或所述振动传感器31和/或所述应力传感器34所接收到的数据，以控制相应的所述驱动装置35运行，以调节相应的琴弦21-26的拉力值。所述处理器60可以包括但不限于是：专用集成电路、数字信号处理器、数字信号处理装置、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、处理器、控制器、微处理器，在此不做限制。

可以理解的是，所述处理器33在执行存储在所述存储单元32的弦乐器的调音程序时，能够实现本发明所有实施方式的弦乐器的调音方法。

可以理解的是，存储在所述存储单元30的弦乐器的调音程序，可以迁移存入至计算机可读存储介质中，该计算机程序被处理器执行时，能够实现所述弦乐器的调音方法。

请参阅图3，图3为发明提供的第一实施方式的弦乐器的调音方法的流程图。

本实施方式所提供的弦乐器的调音方法，包括以下步骤：

S11：通过拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值。

吉他一般在不用的情况下需要松弦，如此可以保证吉他的寿命，可避免琴弦长时间紧绷琴身而导致吉他逐渐地受损。或者，吉他在长时间的弹奏中，容易出现琴弦变松而导致音调不准。以上几种情况下，在下一次弹奏吉他之前，都需调节琴弦的张力，以使每根琴弦的音调为正常，如此才能保证演奏正常进行。

每一根琴弦对应一个拉力传感器，每个拉力传感器检测一根琴弦的拉力值，并且每根琴弦的拉力值基本不会被其他琴弦所干扰。

S12：判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配，若不匹配，则执行步骤S13，若匹配则结束流程。

其中，预设拉力值为本次调音的参考值，可以以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值；或，可以以所述琴弦在出厂所调准的基准拉力值作为所述预设拉力值，可以理解的是，在出厂时，会对吉他的音进行预调准，拉力传感器会记录此时的拉力值，此时的拉力值为琴弦在出厂第一次调音时或者接来下所有调音时的初始参考拉力值。

当以上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值时，可以是以上一次在调准该琴弦声音时的一个拉力值作为所述预设拉力值；或，可以是以上一次在调整该琴弦声音时的多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值，例如可以选取N个上一次的拉力值F1、F2、…、Fn，以N个拉力值总和(F1+F2…+Fn)的平均值(F1+F2…+Fn)/N＝Fx作为预设拉力值，如此，得到的参考值更加准确，更贴近标准拉力值，调音更为准确。

所述判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配，可以是判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相等，或者，可以是判断所述当前拉力值是否与预设拉力值的差值在预定的范围之内。

S13：调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后的拉力值与所述预设拉力值相匹配。

本步骤中，可以在判断当前拉力值与预设拉力值不匹配时，处理器传递信号给相应的驱动装置，驱动装置工作而使相应的固定旋钮旋转，固定在固定旋钮上的琴弦被拉紧或松动，该琴弦的张力得以调整，直至琴弦的拉力值与预设拉力值相匹配。

琴弦的振动频率可通过公式：来计算得到，其中f是弦的震动频率，T是拉力值，p是材料的密度，L是弦的长度，当一根线的材料和长度不变时，拉力的改变则对应振动频率的改变，如此通过校正琴弦的拉力值则可以使音调与准确的音调相同或者差值在一定的误差范围。

应当理解的是，由于吉他的六根琴弦相互之前的拉力值基本不干扰，吉他的六根琴弦可以同时校准。六根琴弦在校准时，可以同时执行步骤S11-13，同时校准六根琴弦的张力值而校准六根琴弦的音调，如此，校准速度更快，或者，可以一根一根琴弦先后校准。

本实施方式提供的弦乐器的调音方法，通过调节琴弦的拉力值来校正音调，可以减少外界的干扰，提高调音速度以及调音的准确性。

图3为本发明第二实施方式提供的机械设计方法的流程图。应当理解的是，适用于第一实施方式中的各具体方案也可以相应的适用于第二实施方式中，为节省篇幅及避免重复起见，在此就不再赘述。

本实施方式的弦乐器的调音方法包括以下步骤：

S21：检测上一次在调准所述琴弦声音时并在多次拨动该琴弦过程中的音调。

在前一次弹奏吉他过程中，基本上每根琴弦都会被拨动从而弹奏出乐曲。由于类似于吉他的乐曲，是模拟发声设备，其发音通过弦的震动，再经过木材的箱体的共振实现的。不同时刻，每根琴弦的张力值可能会有所不一样，并且前一次弹奏吉他之前，虽然主观上是校准了琴弦的音调，但是与准确的音调仍然会有所差别。为了让琴弦的音调校的更准，可以通过拾音器来检测上一次在调准所述琴弦声音时并在多次拨动该琴弦过程中的音调。

S22：以与所述琴弦应发出的音调一致的音调所对应的一个拉力值或者多个拉力值的平均值作为预设拉力值。

在多次拨动所述琴弦的过程中，会有一个音调或者多个音调与准确的音调是相同的，此准确的音调即为该琴弦应发出的音调。

当音调为该准确的音调时，此时对应有一个拉力值，或者对应有多个拉力值。正如前面所述，吉他是一种模拟发生设备，跟发音相关的木材箱体可能会受到环境或者其他因素的影响，多个音调均为准确的音调时，所对应的拉力值也许可能会不相等，有所偏差，以多个音调分别对应的多个拉力值的平均值作为预设拉力值，可以得到较为客观准确的参考拉力值。

S23：通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值。

S24：判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配，若不匹配，则执行步骤S25，若匹配则结束流程。

S25：调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后的拉力值与所述预设拉力值相匹配。

图3为本发明第三实施方式提供的机械设计方法的流程图。应当理解的是，适用于第一实施方式和/或第二实施方式中的各具体方案也可以相应的适用于第三实施方式中，为节省篇幅及避免重复起见，在此就不再赘述。

S31：通过拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值。

S32：判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配，若不匹配，则执行步骤S33，若匹配则结束流程。

S33：调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后的拉力值与所述预设拉力值相匹配。

S34：检测拨动所述琴弦时所产生的声音的当前音调。

S35：判断所述当前音调是否与所述琴弦应发出的音调一致，若否，则执行步骤S36，若否，则结束流程。

S36：调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后拉力后所发出的音调与所述琴弦应发出的音调一致。

正如前述，吉他是一种模拟发生设备，跟发音相关的木材箱体可能会受到环境或者其他因素的影响，无法标准化，每一把吉他在不同的时间，琴弦的音调和拉力的对应关系可能会发生改变，在将琴弦的张力调整后，拉力值与预设拉力值相匹配时，此时的音调与准确的音调也会有所差别，通过拾音器或者传感器再检测当前音调，并判断当前音调是否与琴弦应发出的音调一致，可以进一步地校准琴弦的音调。

另外，若在琴弦松动或者过于紧绷的情况下，直接拨动琴弦，此时琴弦的音调与准确音调的差距很大，若直接通过拾音器读取当前音调后直接校准，容易出现拾音错误的现象，本实施方式先通过校准琴弦的张力，以使琴弦在调整后的拉力值与预设拉力值相匹配，可以缩短校准音域，调整拉力值后的琴弦的当前音调与准确音调的差距较小，更容易校准，避免出现错误。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弦乐器的调音方法，所述弦乐器包括有至少一根琴弦，其特征在于，所述弦乐器还包括用于检测所述琴弦的拉力值的应力传感器，所述方法包括以下步骤：

通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值；

判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配；

若所述当前拉力值与预设拉力值不匹配，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后的拉力值与所述预设拉力值相匹配。

2.根据权利要求1所述的弦乐器的调音方法，其特征在于：

以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值；或

以所述琴弦在出厂所调准的基准拉力值作为所述预设拉力值。

3.根据权利要求2所述的弦乐器的调音方法，其特征在于，所述“以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值”，包括：

以上一次在调准该琴弦声音时的一个拉力值作为所述预设拉力值；或

以上一次在调整该琴弦声音时的多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值。

4.根据权利要求1所述的弦乐器的调音方法，其特征在于，在所述“通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值”之前，所述方法还包括：

检测上一次在调准所述琴弦声音时并在多次拨动该琴弦过程中的音调；

以与所述琴弦应发出的音调一致的音调所对应的一个拉力值或者多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的弦乐器的调音方法，其特征在于，在所述调整所述琴弦的张力之后，所述方法还包括：

检测拨动所述琴弦时所产生的声音的当前音调；

判断所述当前音调是否与所述琴弦应发出的音调一致；

若所述当前音调与所述琴弦应发出的音调不一致，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后拉力后所发出的音调与所述琴弦应发出的音调一致。

6.一种弦乐器，包括存储装置以及处理器，其特征在于，所述弦乐器还包括用于检测所述琴弦的拉力值的应力传感器，所述存储装置上存储有程序，所述处理器在执行所述程序时，实现以下步骤：

通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值；

判断所述当前拉力值是否与预设拉力值相匹配；

若所述当前拉力值与预设拉力值不匹配，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后的拉力值与所述预设拉力值相匹配。

7.根据权利要求6所述的弦乐器，其特征在于：

以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值；或

以所述琴弦在出厂所调准的基准拉力值作为所述预设拉力值。

8.根据权利要求7所述的弦乐器，其特征在于，所述“以获取的所述琴弦上一次在调准该琴弦声音时的拉力值作为所述预设拉力值”，包括：

以上一次在调准该琴弦声音时的一个拉力值作为所述预设拉力值；或

以上一次在调整该琴弦声音时的多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值。

9.根据权利要求6所述的弦乐器，其特征在于，所述处理器在执行所述程序时，还实现以下步骤：

在通过所述拉力传感器检测所述琴弦的当前拉力值之前，检测上一次在调准所述琴弦声音时并在多次拨动该琴弦过程中的音调；

以与所述琴弦应发出的音调一致的音调所对应的一个拉力值或者多个拉力值的平均值作为所述预设拉力值。

10.根据权利要求6-9任一项所述的弦乐器，其特征在于，所述处理器在执行所述程序时，还实现以下步骤：

在调整所述琴弦的张力之后，检测拨动所述琴弦时所产生的声音的当前音调；

判断所述当前音调是否与所述琴弦应发出的音调一致；

若所述当前音调与所述琴弦应发出的音调不一致，则调整所述琴弦的张力，以使所述琴弦在调整后拉力后所发出的音调与所述琴弦应发出的音调一致。