三个主要特点:
耦合
材料组成
板支撑
“耦合”简单地是指两个或多个振动元件之间的相互作用。首先,在吉他上,您的手指会刺激(拔出或摘下)琴弦,使琴桥振动,然后再使音板和内部空气腔,后侧和侧面等振动。如果这些元素相互作用良好,则可以说整个系统是紧密耦合的。
吉他的主体起作用,以使琴桥处的高压振动变成周围空气的低压振动。这是“阻抗匹配”的一种形式,与变压器提高或降低电势差的方式几乎相同,并且是扬声器锥体设计的主要原理。
较高频率(音高)的声音是由琴弦与琴桥相互作用,然后是与音板的相互作用而产生的,而较低频率的声音主要是由内部空气腔/音孔和肋骨/后耦合效应驱动的:
交互大致如下所示:
频率相关分量振荡的(高频)原理图。箭头表示振动相互作用的主要方向。请注意,其中一些影响在两个方向上都作为机械反馈起作用,例如。琴桥振动会影响琴弦的运动,这是次要影响。
零件之间的耦合取决于几何形状,声频和所用材料。
各种成分之间的相互作用强度需要根据口味进行优化。需要一定量才能散发出由琴弦振动传递来的声音,但是过多的耦合会产生刺耳且难看的音色*。
在施工过程中,联轴器可以而且在一定程度上受到控制;制琴师经常利用Chladni模式诊断来检查其乐器的主要共振对称性并进行必要的更改。
除了敏感地依赖于材料和支撑(请参阅下文)外,各种其他因素也会影响耦合强度,例如纵缝和绑扎(侧面和顶部/背面板的连接方式),桥的类型和位置,直至哪种类型在制造过程中使用了粘合剂。
材料组成
构成吉他的材料对其声学品质有非常直接的影响。因为使用的传统材料是木材-通常是稀有的硬木,并且从尽可能靠近中心的位置进行砍伐-因此,如果要使用更容易获得和控制的介质来解决某些经济和保护问题,则可以部分解决这些问题。所需的声学特性。在测试组成吉他的材料的各种声学特性方面已经完成了许多工作。已经尝试使用合成材料例如玻璃纤维,碳纤维和各种聚合物进行了研究,以试图模仿/替换现有的木材。一般的理由是生产比传统木材变化少,成本低的材料,但到目前为止结果并不令人满意:
研究的尝试往往具有与传统木材一样多的声学变化。和
仍不具备与传统木材竞争所需的刚度/质量比,弹性模量,阻尼或纵向/横向纹理特性。
板支撑
与许多其他弦乐器(例如小提琴家族)不同,吉他具有支撑的音板和背板。这主要是由于琴桥和鞍座的中心位置以及共鸣板和后背的大表面积,以及它们相对较薄且没有音柱的缘故。
吉他需要其他结构支撑。现代,传统的“风扇支撑”最初是由著名的琴师安东尼奥·德·托雷斯·胡安(Antonio de Torres Juan,1817-1892年)开发的。澳大利亚制琴师格雷格·斯莫曼(Greg Smallman)在音板支撑方面进行了一项最新的重大开发。该结构利用由碳纤维/环氧树脂和轻木支撑组成的“十字交叉”格子支撑,其高度从桥形鞍座下方沿径向向外逐渐变细。 Michael Kasha博士尝试了各种不对称的支撑几何形状,这些支撑在声学上至关重要:不同的支撑技术将极大地改变刚度/质量比和弹性模量,从而影响吉他辐射声音的方式。
吉他支撑几何的一些示例**
上面的某些设计可能看起来有些陈旧或古怪,但通常是出于特定目的而设计的。吉他遇到的一个问题是,以对称的支撑模式,在一定频率下,可能会在产生音符的弦的 位置上产生一个节点(振动最小的位置),这意味着您可以在弦上演奏特别的音符会非常困难,但是所产生的声音强度会很低-这通常会在吉他的“三极杆”模式下发生。为了抵消这种影响,支撑图案可能会偏移,从而使共振模式稍微不对称。
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