具有琴弦和音板的樂器的製作方法
2023-05-29 08:49:31 1
專利名稱：具有琴弦和音板的樂器的製作方法
具有琴弦和音板的樂器發明
背景技術：
具有音板的弦樂器是已知的，諸如吉他、提琴或鋼琴。該音板經由琴馬類型的換能器或經由任何其它等效設備被連接至琴弦，並且因此在琴弦受振動時被激發。該音板然後向周圍空氣中輻射以產生與琴弦的振動相對應的聲音。已經進行過各種嘗試來改善此類樂器。在文獻US 7288706中，已經提出使用多個音板，這些音板中的每一個由琴弦中的一些來激發。因此，每個音板被優化成放大相關聯的琴弦的振動。然而，對琴弦的擊弦導致多個音板的同時振動是有可能的。像這樣被激發的這些音板可能發射相互幹擾的音波，從而衰減某頻率範圍中的聲音發射。在文獻DE 843050中，也已經提出，將音板藉由縫隙分成兩個區。如果這兩個區與有差別的加勁件裝置(例如，不對稱的外部邊界、或不對稱的加固件)相關聯，它們可呈現相異的振動行為。儘管如此，吉他的換能器是成獨立的兩部分的，每個部分與這些區中的僅一個區相關聯，從而對琴弦之 一的擊弦僅使音板上對應的那個區振動。發明目的本發明旨在提出一種具有琴弦和音板、且在給定頻率範圍上給出更均質的聲音發射的樂器。發明簡要描述為實現這一目的，本發明提出一種具有琴弦和音板的樂器，其中該音板由琴弦藉由換能器激發，並且與在該音板上定義出呈現互補振動行為的至少兩個區的有差別的加勁裝置相關聯，這兩個區藉由按對該二區而言共同的邊界延伸的縫隙被分開。根據本發明，該換能器延伸跨過該縫隙以被連接至該音板的這兩個區，從而這兩個區在琴弦之一被擊弦時被同時激發。因此，該音板被加勁，從而具有至少兩個區，這兩個區被同時激發，其呈現的振動行為是互補的。對於給定的激發，諸區中呈現響應低位並因此僅能發射弱化的或沉悶的聲音的一個區將由另一區輔助，該另一區相反地將呈現響應高位，從而該另一區將發射對由第一區發射的聲音的衰弱作出補償的聲音。與諸如文獻DE 843050中解說的現有技術的吉他不同的是，音板的不同區被同時激發。因此充分利用這兩個區的互補振動行為是可行的。在文獻DE843050中，經由換能器的一半來激發音板的一個區可間接引起第二區也被激發，但是由此由該第二區發射的聲音相比於由第一區發射的聲音是被嚴重衰減的。在本發明中，樂器的聲音被感知為在更寬的頻率範圍上更為飽滿。藉由解說，已執行了模擬以將現有技術的吉他的音質與根據本發明的吉他的音質相比較。圖4解說示出根據本發明的吉他的總體阻抗(曲線A)和常規吉他(B卩，音板中無縫隙的吉他)的總體阻抗(曲線B)作為頻率的函數的模擬。在該附圖
上可清楚地看到，相較於常規吉他而言，對於根據本發明的吉他，所涉及的頻率範圍上的輻射更為均質。使諸區中的一個區的頻率響應高位儘可能緊密地與另一區的頻率響應低位重合將是適當的。
附圖簡要描述已被提及的圖4解說了示出兩個吉他的阻抗作為頻率的函數的模擬。參照以下附圖，依照本發明的非限定實施例的如下描述，本發明將被更好地理解-圖I是根據本發明的吉他的表面示意圖；-圖2是配有其遮斷件的首板的內表面圖；-圖3是示出圖I的吉他的音板的諸區中的每個區的阻抗作為頻率的函數的圖表。發明實施例詳細描述本發明在此以應用于吉他的方式被解說。顯然，本發明適用於經由換能器激發音板的任何弦樂器，例如提琴或鋼琴。圖I所示的吉他以已知的方式在其自身包括由上面嵌有琴馬3的音板2在其後部封閉的共鳴箱I。琴弦在緊固到共鳴箱I的琴頸5的端部與琴馬3之間被拉緊。為更清晰起見，琴弦未被表示在圖中。對一根或多根琴弦的擊弦引起琴弦的振動，該振動經由琴馬3被傳送給音板2，音板2自身也開始振動並因此向周圍空氣中輻射。如在圖2可見的，音板2由遮斷件6加勁，遮斷件6由粘合在音板的內表面上的條料7 (僅其中一些被標示)構成。根據本發明，如將在以下解釋的，遮斷件6被設計成在音板上定義出呈現相異但互補的振動行為的兩個區2A和2B。在實踐中，在本例中，這兩個區2A、2B每個均在音板2的外圍邊緣與中心對稱軸X之間延伸。可立即注意到,遮斷件6具有不對稱的配置，該配置賦予這兩個區2A、2B中的每個區以獨特的振動行為。在此，縫隙8已經沿著這兩個區2A、2B之間的邊界被實施在音板2中，與對稱軸X重合。在此示例中，該縫隙從音孔延伸至音板的邊緣附近。區2A、2B中的每個區具有由嵌合的加勁件(分別是9A和9B)加強的自由邊緣。應注意到，因為琴馬3在這兩個區2A、2B上延伸以向該二區傳送琴弦的振動，所以在擊弦時這兩個區被冋時激發。區2A和2B因此冋時福射。還應注意，該音板不再具有音孔或聲孔(rosace)，因為縫隙8取代了它。根據本發明，區2A和2B被賦予互補的振動行為，從而至少在給定的頻率範圍中，諸區之一的頻率響應低位與另一個區的頻率響應高位相對應。這可在示出該二區的頻率匹配原理的圖3的圖表上看到。這兩條曲線之一中的低位與另一曲線中的高位相對應，例如在區間II、12或13中，或以替換的方式，諸區之一的阻抗響應將補償另一區的阻抗響應。此布置允許在整個涉及的頻率範圍上有更均質的輻射，並且給予樂器更飽滿且更均質的聲音。藉由示例，可調節這兩個區的振動行為，以使得其中之一較好地響應於低頻，並且另一區較好地響應於高頻。應領會，此行為與在某些頻率上按反對稱模式的音板的簡單振動顯著不同。實際上，在此情形中，音板的各部分以反相方式搏動。在這些模式中，僅僅那些呈奇對稱的模式才輻射遠場聲波。然而，相同的這些部分對於具有偶對稱的振動易以同相方式搏動，並且在此情形中，沒有任何遠場聲音被輻射。相反，在本發明中，嘗試把該二區設計成，如果它們之一在某些頻率上振動很少或不振動，那麼另一區接替並且振動以補償第一區的聲音產生的缺失。自然而然，將避免該二區對於給定頻率以反相方式振動。優選地，音板2和遮斷件6被安排成，在琴弦被拉緊後，在該音板中建立起接近壓、屈臨界狀態的一組靜應力，從而使該音板呈處於壓屈極限的平衡構形。此配置促成該音板的非線性振動的出現，由此豐富聲譜並且產生更生動的動態性。本發明不限於以上所述內容，而是相反地涵蓋進入由權利要求定義的範圍的任何變體。具體而言，儘管這兩個區2A和2B是可疊合、但通過使用不對稱的遮斷件來使其從其頻率響應的視角來看不對稱的形狀，但是任何其它布置也可被用以在音板上定義具有相異頻率行為的兩個區。例如，可對諸區的形狀採取行動，以使一區比另一區更加剛性，可提供被適配以優化其頻率響應的遮斷，並且也可對音板在諸區中的每個區中的厚度採取行動，即，在實踐中使用有差別的加勁手段來調節該二區的振動行為。最後，儘管已經指出音板被分成兩個區，但是自然而然可把該音板分成兩個以上具有互補振動行為的區。
權利要求
1.一種具有琴弦和音板(2)的樂器，其中，所述音板由所述琴弦藉由換能器(3)激發，並且與在所述音板上定義出呈現互補振動行為的至少兩個區(2A、2B)的有差別的加勁裝置(6、7、9A、9B)相關聯，所述兩個區藉由按對於所述兩個區而言共同的邊界延伸的縫隙(8)被分開，所述樂器的特徵在於，所述換能器延伸跨過所述縫隙以被連接至所述音板的兩個區，從而所述兩個區在所述琴弦之一被擊弦時被同時激發。
2.如權利要求I所述的樂器，其特徵在於，所述音板除所述縫隙外不具有其它音孔。
3.如權利要求I所述的樂器，其特徵在於，所述音板和所述加勁裝置被安排成，在所述琴弦被拉緊之後，所述音板被施以接近壓屈臨界狀態的靜應力狀態。
全文摘要
本發明涉及一種具有琴弦和音板(2)的樂器，其中該音板由琴弦藉由換能器(3)激發，並且與在該音板上定義出呈現互補振動行為的至少兩個區(2A、2B)的有差別的加勁裝置(6、7、9A、9B)相關聯，這兩個區是藉由根據對該二區而言共同的邊界延伸的縫隙(8)被分開。根據本發明，該換能器延伸跨過該縫隙以被連接至該音板的這兩個區，以便這兩個區在琴弦之一被擊弦時被同時激發。
文檔編號G10D3/02GK102770908SQ201180006299
公開日2012年11月7日 申請日期2011年1月14日 優先權日2010年1月18日
發明者A·瑪莫-瑪尼, C·貝斯納莫, J·弗雷拉特 申請人:中央科學研究中心, 皮埃爾和瑪利居裡大學(巴黎第六大學)