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无限制振动弦鸣乐器制造方法(专业版详解)

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发表于 2013-11-2 14:58:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
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我们用神柱解放了音板

带给世界有灵魂的乐器

          ——无限制振动弦鸣乐器制造方法发明者 琴之魂程国强

前  言
    本人从事吉他教育和演奏过程中,深刻的了解弦鸣乐器普遍存在:1.音量,音色不平衡不稳定;2.音量动态范围小,灵敏度低,人琴合一性差;3.振动性能差,音量小;4.声音不干净不和谐,浑浊不集中的问题。即使非常昂贵的乐器也有上述问题(注:演奏者的要求,声音的四项指标)。
    为什么耳机内部一小片普普通通价格极低的薄膜能再现提琴、吉他、钢琴的传世之作优美的琴声呢?为什么这片小薄膜和伟大的传世之作相比更伟大?
提琴制造者使用同一批、同一档次材料、同样工艺制造出一批成品提琴,每一只相比为什么声音的档次不一样呢?同样的前提产生了不同的结果,是什么原因造成的呢?
    为什么耳机制造者使用同一批、同一档次材料、同样工艺制造出一批成品耳机每一只相比发音档次完全一样呢?
为什么同一个小提琴制造师,用一套高档材料和一套中档材料,用同样工艺制造出的成品提琴,会出现中档材料的提琴比高档材料的提琴声音指标高的奇怪现象。
    为什么同一批、同一档次材料、同样工艺制造出的电子琴声音完全一样呢?
    为什么同一只提琴的其中一根弦非常容易出现与其他三个弦(音量,音色,演奏感觉)不一致的问题呢?
    本人经过无数曲折,历经艰辛终于发现并解决了(使用神柱系统解放音板)像幽灵一样,变幻莫测,看不见摸不着,使乐器制造者无法控制的严重影响弦乐器音色的魔鬼:毫无规律分布的弦力;并改变了一些制造者对音梁作用和效果的不准确认识。同时,弦乐器界放弃研究的许多绝症迎刃而解:乐器寿命短、二胡推拉音准差、琵琶哑音等。
    本人制造的零音色乐器为世界音色库奠定了基础,本人设计的零音色实验机将为物理学家和弦乐器制造家搭起相通的桥梁,同时改变了弦乐器制造者在生产工艺过程中无法控制声音的技术问题,使制造者在生产过程中可以自由方便的成连续式的(类似于调音台的旋钮)大幅度的调整音板、音梁的厚度和尺寸,控制产品声音品质。无限制振动悬浮码技术是世界弦乐制史上的一次突破,将对世界弦鸣乐器制造历史产生巨大深远的影响。本人将此方法(PCT/CN2007/002725国际发明专利)公布,旨在让更多的制造者以及有开拓实力的国内外生产厂商了解此方法内容,以便互相交流和更深层次的合作。






                                 太原琴之魂乐器有限公司  程国强董事长

                                                      2007年9月21日
 楼主| 发表于 2013-11-2 14:59:55 | 显示全部楼层
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音板受琴弦巨大力量振动发音引发的不好后果
(音板干燥处理、油漆技术、工艺不在本文范围)

  一、我们在制作弦鸣乐器时,如果用张弦结构使琴弦对音板产生压力、拉力或者产生压力拉力,当琴弦张紧对音板产生较大的力量时,音板就必须产生与琴弦力量相反的力量抵消平衡琴弦的力量,产生方法只有一种:音板发生肉眼能看到或看不到的变形,如示意图1,AB方向的角状变形,如示意图2,AB方向的面状变形,这个变形在产生抵消琴弦的力量时,使音板出现了结构力学中的现象, AB方向的机械强度大大增加,就象把一个长形铁皮条弯曲成角铁一样,如示意图3,AB方向的机械强度大大增加。
  情况类似于架子鼓鼓皮受力不均匀时,会出现AB方向的褶皱,如图4,由于AB方向的机械强度大大增加,那么,鼓皮在作垂直于鼓面方向的振动时,就无法全部面积的、均匀的振动,必然产生各局部的、无规则的、紊乱的振动,严重的改变固有频率和其泛音列,出现混乱的泛音列,结果产生出无整体感的发散的难听的声音。同样,音板由于AB方向的机械强度大大增加,音板在振动时,无法全部面积均匀振动,而是产生各局部的、紊乱不谐调振动,出现发散、发乱、不抱团、不纯净的音色,导致乐器质量下降的不好后果,满足不了演奏者对声音的要求(注)。
   我们的制琴师尽最大努力想使音板所受外力均匀的分布在整个音板上,尽最大的努力使音板不要出现图中那样的变形。但实际情况比我们前面说的更加混乱,由于音板的边界(与侧板连接的整个边缘)是不规则的曲线几何形状,音板在产生与琴弦力量相抵的力量时,在音板上会出现很多个、像幽灵一样、肉眼看不到的、机械强度的大小、位置都无法确定的AB方向那样的强度变化,使我们在处理这么许多看不着、摸不见的力量时,就只能靠直觉来进行耗时费力的无休止的音板厚度处理,这就是弦的巨大力量带来的不好后果。
插图1-3.jpg                图4.jpg
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:04:52 | 显示全部楼层
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二、音板的周边与侧板粘接固定,不规律的侧板边缘在受弦压的时候给音板带来更多大小不同、位置不定、肉眼看不到的反作用力,造成了如前所述AB方向那样的机械强度变化,严重的造成了固有频率中的泛音列混乱。例如:我们在演奏古典吉它时,右小肘的压力最后落在了音板上的同时,音板就必须产生一个AB方向那样的强度变化。再例如:我们在演奏小提琴时,下巴的力量就有一部分音板来承担,实际上,当我们沉醉于小提琴那优美的音乐中时,音板并不只是与琴弦振动发音就完事,它还随时得发力、侍候演员的下巴壳。再加上侧板变形,音板变形产生的力量,都需要它们自己产生相反的力量平衡,导致有更多的位置不定的AB方向那样的强度变化,使我们根本无法控制音板上的硬度分布,使表面看起来曲线平整均匀,整个硬度分布均匀的一张好音板,在制成乐器装弦以后,变成了一张曲线不平整均匀(有的肉眼看起来均匀)各局部硬度毫无规则分布的一张烂的音板,带来了不好后果,再加上材料处理油漆技术、工艺技术方面的要求,使我们想制造出声音不散的好质量弦乐器难上加难。
    以上两点,改变了振动物体形状的同时,严重的改变了振动物体的固有频率,尤其是改变了泛音列,在巨大的弦力前提下音板的调整有巨大困难。
   举一个外行人能看懂的例子:当汽车行驶在高速路的斑马线上时,汽车车身将产生均匀的振动,当汽车车轮行驶在软硬不同、凸凹不平的路面上时,将产生极不规则紊乱的振动。同样道理,当一列琴弦架在了一块内部软硬不同的音板上时,它将发出散乱难听的稀里哗啦的声音来。
    表面外观虽一样,但每只内部的音梁,音板厚度(也就是支撑强度布局)的极微小变化都会导致巨大弦力在音板上分布的巨大变化,分布的巨大变化引起了固有频率列(注)的巨大变化,是这个巨大变化造成的十只外观一样的小提琴声音又巨大差异的原因,而不是某些制造者强调的同一批,同一档次,同样硬度,同样色度,尽量同样纹路的材料,同样的油漆、胶水,相同的手法同时开始制造十只小提琴,在他的实际经验的前提,经历了它准确高超的手法生产控制成型后,十只小提琴声音差别巨大的原因是材料差异大,事实是,同一档次的材料差异很小,这种很小的差异对十只琴的成品音色的差异影响也很小,不足以引起十只小提琴声音差异巨大,但是,这十只未绷弦声音差别不大的提琴,全部安装琴弦后,随着琴弦巨大压力一压,情况就出现了突变,这十只琴的声音就各奔东南西北了。或者这样说,同一个人,终身没有制造出相同声音的琴的原因是,他控制不了弦力的分布。所以我认为,只要去掉巨大弦力,就可以在制造过程中准确的控制声音,提高质量。
   为什么,是什么原因造成了同一台钢琴,同一只小提琴,同一只吉他,同一只琵琶……的弦与弦之间的音量、音色不平衡呢?
   为什么这个弦一拉(弹)就“砰”的一声,而另一弦一拉(弹)就感觉迟钝、麻木呢?
   为什么制造师调整提琴四根弦之间相互的平衡极度困难呢?
   为什么 进行面板厚度的调整时,声音就被牵一发而动全局呢?
   为什么进行面板厚度调整时,调整四根弦之间的平衡时,会出现前功尽弃,且不可逆转的情况呢?
   为什么小提琴的音柱的位置对声音的影响巨大?
   原因是:
   琴弦的巨大压力被不规则的面板和音梁支撑,每根弦的压力或拉力在位置,方向,强弱上都毫无章法的分布在面板(音板)上,影响到音板的固有频率列音的共振强度(注)分布,四根弦与音板的固有频率列音就出现了不同强度的共振,而造成四根弦之间音量,音色不平衡。
   而这根弦的压力变化(在调整这根弦音板的厚度时),会严重影响另外一根压力分布,影响到另一根弦的共振强度,这种变化莫测的分布,在乐器不规则的音板与音梁的前提下,结构力学专家也无法计算,严重造成了四根弦的声音都毫无章法的变化,使我们世界制造专家,在产品成型的一瞬间之前,不知道自己亲手制造的乐器的声音是什么样子,感觉在碰运气!
   音柱的位置移动,完全使弦巨大压力在音板上的分布产生新的分布(从本质上讲,这只琴已变成另外一只琴了),影响到固有频率列的分布也巨大变化,影响到弦与音板固有频率列的共振变化,最后影响声音。

[ 本帖最后由 吉他丶老程 于 2013-11-2 15:11 编辑 ]
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:11:01 | 显示全部楼层
买琴买鼓,就找魔菇
三、弦的压力、拉力或压力拉力对音板振动发音的不好后果
  1、弦施加给音板的力量是现在唯一可以使张紧的弦与音板紧密固定的方法。
  2、(1)假设弦的压力通过琴码均匀的施加给整个音板面积后,整个音板将变形,由于音板的物理特性是在纵向没有伸缩性而在横向有伸缩性,就会出现架子鼓鼓皮表面受力后的情景。如示意图5,鼓皮受力后张力增大的同时,鼓皮的基音(最低固有频率)会伴随着受力的上升而相应上升。当音板在受弦压力后,也会产生上述变化,只是音板的横向伸缩性比鼓皮的伸缩性小的多,所以整个音板的基音频率音高(最低固有频率)上升幅度很小,可以忽略不计,试着把同一把小提琴弦彻底松掉以后和把弦张紧以后,进行敲击视听比较,就知道。注意:一支小提琴和另一支小提琴音板的最低固有频率是不一样的。
   (2)假设琴弦的压力通过琴码施加给音板的局部,那么音板的局部将变形,局部张力增高,局部张力增大的同时,其它局部的张力就会发生不规则的上升或下降,这样,整个音板的基音频率音高(最低固有频率)的变化将无法预测是上升还是下降,这种无法预测的波动很小,可以对于固有频率基音忽略不计,但极大地改变了固有频率泛音列,出现了混乱的泛音列,使声音混浊不干净。
如同一种弦鸣乐器古典吉它,一支与另一支的音板最低固有频率是不一样的(高的清脆一些,低的浑厚一些的感觉)
   (3)由于要防止压力、拉力导致音板变形,制作者就要保证琴码足够大,但根本无法杜绝音板变形,同时还将带来严重的不好后果(后面会讲述)。
   (4)由于弦与音板和码子组成了三角形,由于三角形的稳定性导致音板振幅减小,音量下降。
   (5)琴弦的压力或拉力,使面板的震动性能减弱,因为音板是纵向振动(音板垂直方向),琴弦的巨大力量,阻碍了音板的纵向振动,导致音板和空气的振动位移减小,音量变小,音色变差。
图5.jpg
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:15:36 | 显示全部楼层
四、现有音板体上负载物的功能以及引发的不好后果
  现有音板体上负载物有三个:1、码子(吉它上叫拉弦板,琵琶上叫覆手)2、音梁(钢琴上叫肋木)3、侧板(钢琴上叫音板框)
   (1)码子,现有乐器制造方法中,码子的作用有两个:①抵消琴弦的巨大力量②把琴弦的振动能量传导至音板,由于要承担弦的巨大力量,现有的码子制造的长度厚度硬度都比较大,这就产生不好的后果,让我们举例说明。例如吉它(图A)由于拉弦板长、大、硬,AB方向的强度极大,AB方向则无法做垂直于音板方向的振动,实际上是把一块可整体振动的音板分成了O1区和O2区,这样,整体音板在振动的同时,就会发生O1区和O2区这两个局部的振动,由于O1区和O2区的振动面积不一样,O1区振动产生一个最低固有频率和泛音列的声音,而O2区振动产生另一个不同音高的最低固有频率和泛音列,同时O1区和O2区这两个泛音列产生毫无规则的共振,产生第三个混乱的声音,我们的耳朵同时听到这三个声音时,将是散乱、粗糙、不抱团的不好效果。同样 ,琵琶(如图B),钢琴(如图C),小提琴(如图D),都是因为O1区、O2区的面积不等,产生混乱的共振,导致不好的结果。

图A

图A

图A
  图B

图B

图B
  图C

图C

图C
  图D

图D

图D
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:18:29 | 显示全部楼层
读者可以做个试验,把一支市场最低档的练习吉它(内部无音梁,才不会影响试验结果)的拉弦板(如图E)的白色部分去掉,尽量缩小拉弦板,去掉O1、O2的划分界线AB,则能发出难以置信的纯净、均衡的声音,实质上是弱化或减小固有频率列内的泛音列,得到的结果是,降低吉他声音档次的罪魁祸首是 肩负琴弦巨大拉力的拉弦板,也可以把琵琶(如图F)的扶手尽量缩小把白色部分去掉,也会产生同样好的结果。也可以把小提琴的音梁(在小提琴上此音梁的影响相当于吉它上的拉弦板)安装在小提琴的正中部分,使O1区O2区面积相等,在厚度相等的情况下,O1区O2区最低固有频率则一样,则能发出极均衡、稳定、纯净的声音。也可以把钢琴的码子制作的很细很细,使AB方向的机械强度接近于音板强度,去掉划分界限AB,则整体音板振动发出极均衡、纯净、稳定的声音。其中,小提琴内的巨大音梁(相当于吉它音板上的拉弦板)不对称带来的不好后果(不均衡不稳定)最为严重,以至于后期的音板厚度处理99%工作量是在补救这种不好的后果。
   举一个外行能懂的例子;在架子鼓张力均匀平整的鼓皮上的任何一个位置,牢固的粘接一支用餐的筷子的不好后果是,敲击时将产生非常非常不好的声音。小提琴的巨大音梁和吉它的码子,就相当于上面那根用餐的筷子,非常大的降低了乐器的质量。
   总结,现有乐器中的码子因为要承担弦的巨大力量,制作的大、长、硬的同时,带来了严重的声音不均衡不稳定不纯净的不好后果。

图E

图E

图E
  图F

图F

图F
  图G

图G

图G
  图H

图H

图H
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:20:18 | 显示全部楼层
(2)音梁在现有乐器上的作用有四个①增强音板整体强度,克服弦的巨大力量②进行音量、声音的平衡以及各种演奏感觉的调整。在整体音板上的振动频率基础上附加多个局部音板振动的较高振动频率,通过改变振动物体的重量和形状,改变振动物体固有频率基音和泛音列,使固有频率重新布局,产生丰富的泛音,使乐器声音产生变化。④音梁不能传导声音的振动,反而是阻止音板振动和改变音板的固有频率(这和人们对音梁的初始期望相反,人们期望设置音梁增加振动),音梁对声音影响的巨大作用是通过阻止和增加重量改变固有频率对音色对振动产生影响的。事实是世界弦乐制造者在进行着矛盾的,自欺欺人的,前后目的相反的,事倍功半的艰辛劳动。想使音板充分振动而让音板变薄的同时,又不得已安装音梁来支撑琴弦的巨大力量,从而对音板产生了阻止作用,阻碍面板充分振动。       小提琴的低音音梁在现有小提琴上如何通过阻止和改变音板的固有频率起作用的:1.对音色的作用及原理(改变音板的固有频率和泛音列的强弱、多少、关系),后文详解。2.对第四弦音量的作用,通过增大重量改变形状或者是降低音板的固有基音频率再或者是增大音板的固有基音频率强度,从而起到增加与琴弦的固有频率和泛音列的某音共振强度的作用,增大第四弦的音量。3.音梁是无法传导声音的,木材内部的声传人耳是无法听到的,人耳能听到的声音必须是振动物体有和静止空气有相对位移的振动才能推动空气产生声波。   音板上安装音梁以后(如图G、H)由于AB方向的机械强度大,把整体音板划分出O1、O2、O3……等局部小面积的可以作独立振动的,能发出高于整体音板振动固有频率的多个振动区,实际上结果是在一个固有频率较低的、纯净、均衡的整体音板音色上附加了O1、O2、O3……的小局部的多个音高较高的泛音列,如果O1、O2、O3……的最低固有频率与整体音板的泛音列某音相等,则整体发音纯净、均衡丰满。如果O1、O2、O3……区的最低固有频率与整体音板的泛音列音不等,也就是O1、O2不能共振,相当于不相同的几只琴,则O1、O2、O3……区无法与整体音板产生良好的共振,就会出现脏乱差的声音效果(可以通过本人设计的零音色试验机试验),由于压力使拉弦板(码子)在音板上的巨大影响产生的混乱共振的前题(补就工作已经满头大汗了),使我们很难在粘接拉弦板和码子以后,很难控制O1、O2、O3……区的实际振动面积和固有频率,更由于在调整音梁时,同时还要考虑音板的强度,是否能承受住弦的巨大力量,就使制作者不能随心所欲通过音梁进行后期的音板局部振动声音处理,这就是不好的后果。   消费者在购买乐器时,一直都在选购纹理均匀平直的音板,它们有些只知道纹理均匀平直的音板声音好,并不知道深层次的原因:许多均匀平直的冬夏纹理,相当于音板内部的许多细小均匀平直的音梁,把整体音板分成了许多面积相等的O1、O2、O3……细小局部振动区发生均匀、和谐、纯净的声音,如果音板纹理不均匀,由于冬天的纹理硬度高,则相当于音板内部有许多不同弯曲的细小音梁,把音板分成了许多面积不等的O1、O2、O3……细小局部振动区,则发出不同音高的固有频率系列,产生出散乱的不纯净的声音来。   (3)侧板(音板框)如果变形则带来不好的后果(前以述),乐器的侧板相当于在音板上安装了一个弯曲的音梁,使音板产生出极复杂的泛音列,它决定了乐器的音色特性,决定了乐器的姓名。例如吉它的弯曲侧板,使它发出听起来就是吉它的音色,再例如琵琶的水滴形边缘,也决定了它发出的就是琵琶的音色。
发表于 2013-11-2 15:20:48 | 显示全部楼层
精华知识,学习
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:22:33 | 显示全部楼层
无限制振动悬浮码原理(神柱技术)以及零音色发生试验机器

  综上所述:①琴弦的巨大力量是降低弦乐器声音质量的重要因素,它使音板在振动之前变形并增大码子、拉弦板、覆手以及音梁的体积。②弦乐器音板的周边(在振动之前)被侧板、音板框固定而受力,是降低声音质量的第二因素。音梁在振动之前承担弦的巨大力量的任务和调整声音的任务二者很难兼顾,是降低弦乐器声音质量的第三个因素。所以,去掉音板所受外力、去掉外力对音板固有频率列不可控制的影响,是解决问题提高弦乐器质量的关键,去掉拉弦板、码子长、大、硬带来的严重不好后果,去掉音板上其它负载物的不良影响,同时去掉音梁承担弦拉力压力的功能并保留音梁调节声音的功能来(缩小音梁)保证音板和琴弦共振的可控性。本人在受到嗽叭纸盆全部悬空而发音的工作状态启发下,经过长期的努力,无数曲折,设计出了一种极简单的神柱系统,可以使用在所有弦类乐器上的能使音板彻底摆脱外力困扰的无限制振动悬浮码弦鸣乐器制造方法,并成功发现零音色,试验机原理图6
  一、支承杆:在乐器的某个部位设置按装一个支承杆①(根据不同的乐器和结构等因素进行设计安装)。
   二、悬浮码图7:用ABS塑料等材料制造一个粘接在共振体上(例如音板)能通过弦的张力产生内应力使张紧的弦与之紧密连接固定的悬浮码②琴码要尽量的小,才能不会产生前述的AB方向强度,音板才能做没有人为局部振动的整体振动。
   三、调试张弦后,音板即被琴弦吊在空中,实现了音板无须侧板支承,同时也去掉了弦对音板的巨大压力或拉力。本人所担心的弦振动能量被支承杆①吸收而悬浮码②吸收能量不足而导致音板③发音音量小的现象在多次制作实践中,并没有出现。音板③发出了理想的音量和难以置信的极纯美清晰和谐均衡的声音,本人叫它零音色,它是整体音板的均匀振动产生的基音与泛音列,发出空洞的、没有任何人为局部振动和附加音色的、极均衡的、极纯净的、极和谐、极具穿透力的音色。
   四、零音色的发现使世界弦乐器音色库的建立成为可能。
   1、零音色的重要性:任何一种弦乐器制造技术都应该通过简单方便的方法在保证声音和谐、稳定、均匀这个所有人共认的要求和追求的前题下制造出零音色乐器以及在零音色基础上的各种变化的适应不同人口味的一级、二级、三级……的各种变化音色,这样才能满足不同的演奏者、听众的不同口味的听觉要求,就如我们去餐馆就餐一样,对干净卫生是所有人的共同要求,但对饭菜的口味的要求和评价就大不一样了,零音色乐器就好比是一盘没有任何调料的菜原料,我们可以通过音梁的处理进行各种音色的变化。
   零音色的发现使昂贵乐器(例如小提琴)的制造难度大的时代,将一去不复返。
   五、在这个零音色试验发生机上可方便准确的进行:
   1、不同大小的音板的基音(最低固有频率)视听实践。
   2、进行不同材质发出音质的鉴定。
   3、进行整体音板的基音的第一泛音点、第二泛音点的位置寻找与确定(在泛音点上安装音梁声音效果极好)。
   4、进行附加音色的变化试验(不同位置的音梁产生音色变化的实践)。
   六、以吉它为例(具体试验方法不在本文范围),如用本方法制造(后文),它的音板周边处理有两种方法可以实施,第一种是传统方法(周边与侧板粘接固定——侧板对音板产生不好的影响,音色较差一点);第二种方法就是周边悬空(具体工艺请观看产品),如果用第二种方法,先不安装音梁的话,则音板发出极纯净、均衡的整体音板振动,产生的极具穿透力的零音色,以零音色为基础,进行附加音色(安装音梁)即非常自如方便,只要音梁在音板上对称(后文图),就能制造出声音极均衡的,变化丰富的一级、二级、三级……各种音色的吉它。困惑制造者许多许多年的弦乐器声音不稳定、不均衡、不纯净的顽症就像天花疾病一样从地球上消失了。
   七、使用无限制振动原理及方法制造的弦鸣乐器声音质量,是现有乐器制造方法达不到的声音标准,极大幅度的提高了乐器质量,从另一个角度说,使用非常差的材料用无限制振动原理及方法也能轻而易举的制造出比传统制造方法(使用好材料好工艺)音色好的多的乐器来,无限制振动原理及方法是世界弦乐制造方法的一次重大突破,极大的降低成本的基础上,极大的提高了产品质量。

插图1.jpg     图片2.jpg
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:24:59 | 显示全部楼层
无限制振动悬浮码(神柱)技术使用注意事项

古典吉它制作方法与注意事项

   要彻底了解本技术的原理及发声过程。要根据不同的乐器结构进行不同的分析和具体安装。要了解不同乐器本身的发音特点,在保证这个特点的基础上使用悬浮码方法。音板的周边可以完全悬空或半悬空或完全与侧板粘接固定三种方式都可。要找到具体不同乐器声音档次低的因素有几个,并彻底解决主要影响因素。
   不同的乐器应具体分析,找到对音板影响最严重的外力,使用无限制振动悬浮码技术将外力去掉,声音就会大幅度的提高档次。例如对于古筝而言影响音板发音的主要因素是面板巨长的周边所受的外力。在例如立式钢琴,最左手低音不好的原因就是因为低音区音板被音板框固定,导致音板实际振动面积过小,产生能振动面积的最低固有频率比琴弦的基音还高许多的情况,所以实际能振动面积的音板只能与低音弦的泛音共振,不能与低音弦的基音共振,使人耳听起来是低音下不去的感觉。处理方法是用本技术把低音区音板(甚至全部音板)悬空增大实际可振动的音板面积等,那么钢琴的声音质量将难以置信的极大幅度的提高。在例如琵琶,降低琵琶声音档次的主要原因是巨大的覆手,那么用本技术把巨大的覆手缩小声音档次及会大幅提高。
   一、现有古典吉它发音机理,图8
  1、弦振动时,面板外的声能直接进入大气;面板内的声能在箱体内引起箱内空气振动后引起背板同时共振;背板振动的同时又反过来通过箱内空气引起面板共振;同时,能量经过箱体内反射后从音孔进入大气;背板外的振动声能直接进入大气;琴弦的声能直接进入大气;指板,琴颈的声能直接进入大气;侧板的声能直接进入大气,由于侧板的曲线结构,会产生如前所述的AB方向的强度增大,使侧板根本无法进行任何方向的振动,所以侧板的声能以及往背板传导振动的作用都很小。但由于侧板的总面积较大,它们材料等性能同样也在整个吉它音色上起一定的作用。
   2、实际上吉它是一个小木鼓和一个大木鼓合二为一的一个木鼓图9
   面板相当于上鼓皮,背板相当于下鼓皮,把六根吉它弦张紧在其上面并振动时,琴弦以连续均匀的频率快速敲击面板使其发音后,就叫吉它。而吉它侧板的葫芦曲线结构,正是保证发音是吉它特性的重要基础。如果把吉它的曲线结构变化成图10的样子,那就发不出吉它特性的音色了,就如同把一个圆木块的音色特性和掏空制成木鱼后的音色相比,大不一样。
   3、所以我们在制造无限制振动吉它时要保持上述的发音过程和特点,尤其要保证箱内回音和面板背板共振的特性。
无限制振动古典吉它制作原理示意图。
安装神柱系统,去掉对音板影响最大的拉弦板的影响,可以使用面板半悬空或不悬空两种方法。
   制作过程……略
  如果您的吉它制造技术一直保持在中档的水平,那么您制造的现在这把吉它将是高档吉它音色了,而均衡性、稳定性的指标也同时达到极至。
图片8-10.jpg

[ 本帖最后由 吉他丶老程 于 2013-11-2 15:26 编辑 ]
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:30:53 | 显示全部楼层
ABS.jpg    111.jpg
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:34:04 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2013-11-2 15:35:46 | 显示全部楼层
附:名词定义注解


固有频率
一个物体在完全不受到外力的自由状态下,受外来频率振幅能量(外力快速往复振动)后,本身就存在的能发出的固有频率系列。一个异形的物体振动固有频率系列非常复杂,音的数量、排列规律和强弱关系很难计算和仪器测定,琴弦绷紧振动后则产生的有规律的固有频率系列(泛音列)。一个振动物体如果不在自由状态下,而是与其他物体产生紧密接触而受到其他物体的外力时将受到其他物体本身和外力的双重影响,它的固有频率系列的数量,强弱关系以及排列关系会受到其他物体外力的巨大影响,而变成了两个物体的极复杂并且毫无规律的混合固有频率,实际上是合二为一变成了另外一个物体。比如:紧绷的琴弦在受到外力而变得更紧绷时,它的固有频率基音和泛音都会产生高低和排列规律的巨大变化。(可以想象乐器的音板在受到弦的巨大力量,它的泛音列的复杂变化)。比如:紧绷的琴弦两端的物体材质发生变化,将严重的影响到琴弦振动的固有频率系列的数量、强弱和排列关系。实际上,绷紧琴弦两端的物体是与琴弦合起来共同参与了振动而影响音色。
物体的形状,重量,硬度等决定固有频率列,越大越重固有频率基音越低,越小越轻则越高,物体的形状不同,将会产生各局部的较独立的多个固有频率音列
共振
一个物体受到外来能量的单一某个频率时,这个物体固有频率列中的与这个频率相等的频率将产生共振,共振的强度受到外来频率振幅和这个物体产生这个频率的物体局部振动幅度的影响(人耳能听到的声音必须是和静止空气有相对位移的振动,位移越大,声音越大)。
一个物体接受到外来能量是一个固有频率系列时,这个物体的固有频率系列将与外来固有频率系列产生许多对等的频率共振,这个物体在共振时,固有频率音列的多个音在振动时,又将产生另外的多个泛音列,而这多个新的泛音列,又会同时产生多个相对等的泛音列与泛音列的共振……而多个泛音列的某个音又将产生另外一个泛音列……这样将会出现极复杂的共振局面。
一物体在共振时,由于外来能量力的影响,它同时也发出自己的固有频率系列。
两物体共振的链接方法:
   ①不接触,振动之前相互力量为零,通过空气传导有频率的振幅能量。
   ②压力接触,振动之前固有频率列被外力和外物改变,而且无法控制。
   ③极小面积的粘接连接接触,振动物体不受外力,接触面小,固有频率列将不改变或很小。
共振强度(受外来振幅影响)
   ①弱,发生有限数量的频率共振
   ②中,振幅增大,音量增大,有限数量的频率共振增多,这就是为什么随着演奏力度的增大音色也变化的原因(变得杂而丰富了)
   ③特强,共振体的力结构被摧毁,固有频率列因受到巨大的力量将产生极为混乱的变化,这就是为什么最大力演奏出现杂乱声音的原因。
演奏者对声音的需求(声音的指标)
在世界没有弦乐的音色库标准的前提下,演奏者不一定能用语言准确表述,所以我们要详细分析,演奏者的评价或要求是带有个人主观认识的源于个体的要求,为四个内容:
演奏者长期受到环境影响而形成的评价或要求。
演奏者长期受到环境影响而形成的评价或要求与演奏者个体内的思想(世界观)结合后形成的评价或要求。
个体不成熟的评价或要求,有时会出现错误的评价或要求,有时他自己也不知道自己要什么,经常会出现演奏者从十只二胡挑走一只制造师认为再差的那只的奇怪想象。
以上演奏者综合以后形成的正确的有大方向的评价与要求:
  共有要求:①音量大(面板振动和共振性能好)
            ②清晰度高(干净不浑浊,没有泛音列之外的发音,易和纯净度的概念相混)
            ③灵敏度高(音量、音色动态范围大,人琴合一性强,由振动物体的状态和状况决定)
            ④穿透力强(受空气阻力小的波形、容易引起空气振动的波形)
            ⑤稳定度,平衡度(音量、音色统一平衡,受共振平衡度的影响)
  个性化要求:音色(受振动物体的材质和振动状态,振动状况决定)

[ 本帖最后由 吉他丶老程 于 2013-11-2 15:37 编辑 ]
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:41:45 | 显示全部楼层
制造技术终极目标

    在制造过程的最早阶段就能对声音进行准确的随心所欲的控制,控制乐器、乐器音板的固有频率列,控制共振。在干净、平衡、音量大、人琴合一性强的前提下产生不同味道的乐器音色。
一、音板振动的基本原理(背板侧板的振动原理不在本书范围)
音板在和琴弦共振时(同时因外力发出自己的固有频率列,这是乐器特性、个性的原因之一,是不可调整的,例如小提琴的味道)是通过改变音板振动面积与音节内不同音高的频率共振(类似于琴弦长短的变化能发出不同的音高频率)随着频率的增高,局部共振的面积数量会增加,如图: 插图1.jpg 插图2.jpg

如需要扩展低音7,就要通过加装音梁降低音板固有频率基音,同时,因一整块被音梁隔离变成了两块时,出现小面积的固有频率基音(比大面积固有频率高),提高高频1的振动,这就是音梁的作用。

[ 本帖最后由 吉他丶老程 于 2013-11-2 15:47 编辑 ]
发表于 2013-11-2 15:43:57 | 显示全部楼层
不明觉厉!
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:49:35 | 显示全部楼层
二、音板和琴弦共振的三种状态以及优缺点和振动状态的控制
   1、音板全部面积与音阶中所有的音进行同等强度的共振,这是最好的共振,即在有乐器侧板保证乐器特性(个性)的基础上,它能发出音阶列的所有频率的共振,类似于耳机膜,无特性了。
插图3.jpg


如果要保证音量平衡,就要保证以上8个音都能引起面板固有频率系列的8个音同等强度共振。
    如果要保证音色平衡(见泛音列表)也同样要保证能引起面板固有频率系列的8个音同等强度共振。
如果面板的固有频率6强度大,则演奏6时音量突然增大,带来一个坏处,演奏1时音色不好。
    如果音板的固有频率段的强度又大的连续强度变化,则听觉有变化,类似于专业音响调音,低音段强度高则低音音量大,中音段的强度高则中音音量大,高音段的强度高则高音音量大。产生了个性化的听觉感受(丰满、层次等)
    最高的技术境界是,通过控制(调整面板,音梁等),能使音板全部面积发出与音阶中全部的音(包括全部音的泛音列)进行同等强度的共振产生平衡稳定的音量音色,并通过控制调整音板的固有频率段调整音色:(提升中频有圆润度,提升100~250Hz有丰满度,提升200~1000Hz有强劲度,提升4000Hz,7500Hz,12000Hz有层次感)。例如:小提琴加上低音梁,降低音板的固有频率基音,共振时,低音音量增大。
  2、音板大部分面积共振时,另一小部分面积不振动,有两个原因:①这个小部分机械强度太大;②这个小部分的固有频率列与琴弦泛音列不对等,不能产生共振。这时,音量就小,如果演奏音阶中的某个音时,出现这种情况,则感觉此音发音迟钝,音量小,具体的工作就是把这个局部的机械强度降低改变固有频率使它共振。
  3、大部分面积共振的同时,小部分却被外力(来源于弦和它周边的振动)推动,变成独立的振动,发出它自己的固有频率列(类似于碰钟),这时,我们听到共振声与小局部的固有频率列的混合声是杂乱的,不符合听觉要求,是因为音梁不在泛音线上或音梁机械强度太大。悬浮码理论及神柱系统可以使我们在琴弦绷紧后进行连续的(类似于调音台旋钮音色开关)大幅度的调整内部的音梁,音板。处理方法是:①把这个独立的小局部与整体的划分机械强度界限(音梁)去掉或减弱,加强音板的整体感;②准确的把音梁安装在泛音线上。
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:51:09 | 显示全部楼层
三、具体工作方法举例
  1、实现大面积的共振,去掉独立的局部振动;
  2、现有乐器的结构和音梁的位置,我们不易改变太大,否则演奏者听觉感觉变化太大,不易接受;
  3、使用神柱系统随心所欲的调整音板的固有频率。
如图:
插图4.jpg

1、音量安装后整体固有频率基音降低,低音7共振效果变好
2、音梁安装后出现了两个独立的可振动的局部1区、2区,1区的固有频率高,高音1变好
3、同时带来了新问题,如果音梁不在泛音线上,也就是说1区和2区相互不能共振的话,就引起某区不共振,或作独立固有频率的振动(类似于碰钟)就出现不平衡不干净的声音了,我们可以调整音梁的位置……
4、要调整的话,必须要有一个前提,就是使用共振的第三种连接方法,否则因两个振动物体之间的压力随着我们的调整同时改变,出现新的状态……这样将无穷反复……



太原琴之魂乐器有限公司董事长程国强


[ 本帖最后由 吉他丶老程 于 2013-11-2 15:54 编辑 ]
 楼主| 发表于 2013-11-2 15:55:31 | 显示全部楼层


[ 本帖最后由 吉他丶老程 于 2013-11-2 16:00 编辑 ]
 楼主| 发表于 2013-11-2 16:02:29 | 显示全部楼层
民谣木吉他

古典木吉他


[ 本帖最后由 吉他丶老程 于 2013-11-2 16:12 编辑 ]
 楼主| 发表于 2013-11-2 16:23:21 | 显示全部楼层
声音的四项技术指标(通俗版)http://bbs.guitarschina.com/thread-1620251-1-1.html
发表于 2013-11-2 16:43:59 | 显示全部楼层
发表于 2013-11-2 19:55:28 | 显示全部楼层
科学家啊,,,,,,,我理科很差,看不懂,但是觉得很厉害
发表于 2013-11-2 20:49:03 | 显示全部楼层
发表于 2013-11-2 23:47:31 | 显示全部楼层
想买个楼主的SC-58试试,要是不喜欢能7天退吗?退回邮费我自己来
发表于 2013-11-3 00:06:02 | 显示全部楼层
很好,想买把试试
发表于 2013-11-3 00:41:43 | 显示全部楼层
发表于 2013-11-3 00:43:48 | 显示全部楼层
长知识了,买一把试试[em28]
发表于 2013-11-3 00:47:08 | 显示全部楼层
请大师出来表态······
发表于 2013-11-3 10:56:29 | 显示全部楼层
 楼主| 发表于 2013-11-3 17:41:46 | 显示全部楼层

回复 22楼 13叔 的帖子

专业版的确实有点深,一般琴友看一下我下面附的《声音四项技术指标》基本上就了解个大概了
 楼主| 发表于 2013-11-3 17:44:32 | 显示全部楼层

回复 26楼 箫竖笛 的帖子

多谢支持,前途是光明的,道路是曲折的
发表于 2013-11-3 20:57:03 | 显示全部楼层
前期如果可以试用7天无理由退货,如果真的好有这个效果我相信大家也不会退货。
 楼主| 发表于 2013-11-4 09:47:38 | 显示全部楼层

回复 29楼 不怕太阳晒 的帖子

这个是专业版的讲解所以有点复杂了,其实看一下我前面发的这个《声音的四项技术指标》就能了解个大概
http://bbs.guitarschina.com/thread-1620251-1-1.html
发表于 2013-11-4 13:30:43 | 显示全部楼层
首先看了楼主的视频大致了解了楼主前面说的技术篇,篇幅之大,论据之充分是GC近年来少见的.(正确与否这个不敢妄言.)
看了视频后觉得楼主快要说服我本来对吉他的认为了,但...慢着 又觉得有什么不对.
吉他本就是用弦的拉力来使弦发出不同音高,而这拉力又使面板受力紧张而发声. 正常民谣吉他调弦后受2 股力量 1是面板受弦锥下弦的一股向上拉力 及琴桥处受弦的向下压力. 而这力量受琴码及琴码下音梁的共同分担而使面板不至于过早的变形. 而您举例对比的2块木头一块所谓的是纤维破坏及完整 ...我相信正常使用的吉他应该都不存在纤维破坏,否则这吉他也不能用了..
我相信一块选材精良,风干上好的面板其固有的牢固程度,加上琴码及音梁的支撑,足以承受正常调音后的拉力,虽然会有变形但这变形是正常,而并不是说受力部分会抑制发音,当然您用鼓所举例的我觉得还得考虑材质的因素. 一个是本身会传导振动的材质,比如吉他的木质音梁,而如果用手来举例我觉得并不恰当....
而您的吉他,把受力点改到尾锥上方,面板受力较小,应该是较小 因为细看下 并非是直线到前弦枕的 在经过琴码处仍然有向上及向下的拉力 (穿过琴码弦孔处向上拉 琴桥处向下的压力) 所以我不得不考虑这是面板振动的声音 还是本来弦的声音. 如果说是面板振动的声音那并不是充分振动.(这里我举个例,比如我们在换琴桥 时候发现 高一点的琴桥声音会很好 但影响手感, 而低一些的琴桥,虽然弦距低了,手感好了,但声音会不如琴桥较高时候.)
我觉得下次您再做视频时候用把单板吉他这相的对比相信更有说服力一些.
 楼主| 发表于 2013-11-4 16:22:48 | 显示全部楼层

回复 35楼 飞鸟良 的帖子

非常感谢您这么认真的看完我前面大篇幅的技术理论并给了很大的肯定,在吉他这么一个发展了几百年的乐器身上做出一点点小的改变都需要很大的勇气,所以这也要求我必须要有充分严谨的论证基础。
我仔细的看了您的想法,觉得有一点我们的理解不太一样,就是“吉他本就是用弦的拉力来使弦发出不同音高,而这拉力又使面板受力紧张而发声.”这点,我认为吉他发音是靠琴弦带动琴身振动而发声的,而不是单纯靠琴弦的拉力完成的。
另外吉他琴码处的塌陷鼓包变形对吉他发声的影响应该是毋庸置疑的。
发表于 2013-11-4 17:03:36 | 显示全部楼层
申请专利没?赶紧的吧!
 楼主| 发表于 2013-11-4 17:10:19 | 显示全部楼层

回复 37楼 gtfzp 的帖子

已经申请了,专利号:PCT/CN2007/002725国际发明专利
 楼主| 发表于 2013-11-5 09:56:36 | 显示全部楼层
没人来交流一下么?
发表于 2013-11-5 13:20:27 | 显示全部楼层
精神可嘉!
我觉得那个试听的效果不是很好,我觉得要是能够最大程度体现出这个结构的优点,老师你不妨用一把大家认知度高的琴,比如hd28,对其进行改造,改造前后银色对比,这样可能更直观点。因为现在视频里的音色我觉得不是很惊艳,可能是录制方法的问题
 楼主| 发表于 2013-11-6 17:12:14 | 显示全部楼层

回复 40楼 腐烂的肉体 的帖子

嗯你说的很有道理,这个建议不错

另外我的录音不太专业,就是在家里自己随便鼓捣的,也没做什么后期处理
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