09年强贴连载－－ 工程技术和吉他（第三部分）

吉他才鸟

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注：本连载转载与：http://www.home.agilent.com/agilent/editorial.jspx?cc=CN&lc=chi&ckey=866697&nid=-35125.0.00&id=866697

[size=100%]在本系列文章中，我们将通过大家所熟悉的事物――原声吉他，来揭开一些工程术语的神秘面纱。

[size=100%]在本系列的第一部分中，我们讨论了工程模型。第二部分讨论了压力和张力，及其对吉他这个完整的声学系统的影响。这一次，让我们看一看从吉他的特殊效应中我们能学到哪些工程技术。
[size=100%]谐波
[size=100%]当拨动琴弦时，如果您的手指只接触琴弦的中点，而不把琴弦按到指板上，这样就产生了一个音乐家们所说的“谐音”。像这样拨动琴弦中点，您预期产生的频率会是“A”弦的基音频率的两倍（用音乐上的说法，是一个八度音程），事实的确如此。看频谱分析仪上的信号，您会看到（对于‘A’弦）一个近乎标准的880Hz信号。

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Engineering and the Guitar (Part 3) Figure 1

[size=100%]图1.一只手只按住“A”弦的中心，用另一只手拨动琴弦，这样就会产生一个实际的标准880Hz信号。把琴弦按到指板上，然后拨弦，会产生一个低于标准880Hz的信号。
[size=100%]现在按压琴弦的同一个点到指板上，您将听到同样的880Hz信号，但是它听起来与之前产生的880Hz的声音不太一样。它会混杂进其他的音调，您可以用频谱分析仪验证这个现象。
[size=100%]“谐音”一词对音乐家和工程师来说是相同的，但是在对该词的解释上有细微差别。如果您是一个工程师，则第一谐音指的是基波或一次谐波——“A”弦的谐音是440Hz，也就是说它的基波，或一次谐波是440Hz。它的二次谐波是两倍的基波：880Hz，三次谐波是3*440=1320Hz，依此类推。工程师所说的“二次谐波”在音乐术语中叫做“第一泛音”。

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Engineering and the Guitar (Part 3) Figure 2

[size=100%]图2.把琴弦按到音格上，仅使琴弦在音格到琴桥之间的部分振动。现在“A”弦产生了一个低于“标准”880Hz的信号，但是这是一个很熟悉的声音，表现出吉他的饱满的声音。
[size=100%]现在让我们看一个神奇的部分。把手指准确地按在琴弦1/4处，但是不要让琴弦接触音格。用另一只手拨弦，您会听到第四谐音（440*4=1760Hz）。手指按压琴弦，在该处建立了一个节点，使琴弦只在第四谐音上振动。

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Engineering and the Guitar (Part 3) Figure 3

[size=100%]图3.在“A”弦1/4处按压琴弦到指板，另一只手拨弦，产生“A”弦基音频率的第四谐音。
[size=100%]谐音效果与奇次谐波一样。您可以把指板分成1/2、1/3、1/4、1/5等等，直到和音变得很高并且很弱几乎听不到为止。
[size=100%]阻尼
[size=100%]如果您在拨弦的同时把手掌放在靠近琴桥的琴弦上，会听到含混的声音。这是因为琴弦被您的手掌“减震"了。

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Engineering and the Guitar (Part 3) Figure 4

[size=100%]图4.产生含混音调，或阻尼信号。
[size=100%]在时域上，信号看起来像这样：

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Engineering and the Guitar (Part 3) Figure 5

[size=100%]图5.用您的手为琴弦减震会产生新的声音。时域信号显示在右边。
[size=100%]颤音
[size=100%]有些电吉他上有一个附加到琴桥上的杠杆，这个杠杆可以使吉他产生“颤音”。杠杆前后移动琴桥，瞬间增加或降低所有琴弦的拉力。吉他“信号”的频率也相应增加或降低。工程术语称之为“频率调制”。

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Engineering and the Guitar (Part 3) Figure 6

[size=100%]图6.移动电吉他上的杠杆产生“调频”信号。
[size=100%]多普勒效应
[size=100%]我们从吉他效应中还能学到哪些东西呢？下面的实验必须找一个您信任的、不会损坏您的吉他的人来完成，拿一把原声吉他靠近麦克风。弹奏一个很响的和弦，然后快速移动吉他，使之接近和远离麦克风。您听到的声音就类似“颤音”。吉他靠近麦克风然后远离麦克风时，不仅振幅改变，音调（频率）也改变了。为什么？这就是多普勒效应——同样的效应是当火车从您身边呼啸而过的时候，您会听见火车鸣笛的音调发生了改变。当吉他以很高的速率移向麦克风时，声音压力高峰在空间上聚到一起，这又转化成音调的变化。同理，吉他远离麦克的时候也会改变音调。

[size=100%]总结：
[size=100%]吉他是一个非常复杂的设备，可以用它来阐述很多工程原理。我们希望结合这些原理，您会更容易理解工程技术的一些基本要素。
[size=100%]附录：以下是一些音乐术语和相应的工程术语。

音乐术语	相应工程术语
音调 响度 声音渐增 声音渐弱 颤音，失真 音部记号 八度音程 第一泛音 谐音 节拍 “a”音符	频率 振幅 振幅增加 振幅减小 调频 频带 倍频 二次谐波 二次、三次、四次谐波 时钟速率 440Hz

[size=100%]©2001
安捷伦科技

[ 本帖最后由 吉他才鸟 于 2009-1-1 14:06 编辑 ]

杏雨墙

这么重含量的贴看不懂啊！

allanchen

其实都是在解释演奏中的现象背后的物理意义，知其所以然嘛
看完了觉得豁然开朗，原来真的是这么回事儿啊，
或者说，原来这样啊

语言简单生动，建议仔细看看！

0109oo

强贴！
强烈支持楼主
不禁让我想到学场论的时候解那些定解问题··
弦振动问题都还算是比较简单的
寒··

焚书坑儒

我喜欢重口味的

fangmc

终于又看到才鸟了， 果然有重量级的帖子。

JerryChen07