最后 ， 也是最重要的部件 ， 是二胡的振膜 。 多年来 ， 人们在不停地努力 ， 试图寻找蟒皮的替代品[1] ， 其中用泡桐木代替蟒皮制作的“秦二胡”[5] ， 一度引起很大地关注 。 但终究无法撼动蟒皮在二胡中的核心位置 ， 因为它独特的音色几乎是无法复制的 。 本文提出一种通过增加调节参数的办法 ， 实现人们所期望的二胡音色 ， 即用波纹板(图3(a))代替通常的平面或拱形板 。
图3 波纹膜和平面膜的性能比较
波纹板的应用历史已经很久 。 它广泛应用于压力传感器和拾音器[6 ， 7] 。 相对于平板 ， 波纹板具有许多优点：(1)它的线性应变范围远大于平板(图3(b)) ， 因此 ， 它可以承受大幅度振动而不失真；(2)它具有多个可调参数(板厚h ， 波纹深度H ， 波长L) ， 通过这些参数的变化 ， 可以大范围地调节波纹板的振动灵敏度(图3(c))和自然振动频率(图3(d))；(3)可以把这些参数从常量改为变量 ， 从而改变频谱结构 。 图3的数据是根据文献[6 ， 8 ， 9]绘制的 。 这些文献讨论的主要是膜片均匀受力的情形 。 二胡是膜片中心受力 ， 曲线形状会有不同 ， 但基本行为应无大的差别 。
3一个模型实验
为了检验上述方案的可行性 ， 我们改造了一把二胡 ， 其改动部分如图4所示 。 波纹板材料使用轻质的跆拳道练功板 。 波纹深度H和周期L大约在6 mm ， 共4个周期 。 波纹是用小型数字雕刻机雕刻的 ， 精度有限 ， 所以厚度不很均匀 ， 大约在1—1.5 mm范围 ， 波纹也不是真正的正弦波 。 振板中心留有直径不到2 cm的平台 ， 琴码直接粘接在平台中心 ， 避免振膜—琴码的耦合变化影响频谱[10] 。
图4 二胡的改变部位
按照文献[11]对音色的测试方法 ， 我们测量了这把二胡的三色激励图和明亮度 ， 并和一些演奏二胡做了比较(图5 ， 图6) 。 有趣的是 ， 新二胡的拨弦衰减时间 ， 有了明显的变长(图7) 。 我们用这把改装的二胡 ， 制作了两首二胡曲 ， 取得了不错的效果1) 。
图5 二胡的三色激励图比较[11]
图6 二胡的明亮度比较[11]
图7 二胡的拨弦衰减比较
4引玉篇
常常有人把二胡称作“中国的小提琴” 。 从我们的角度来看 ， 也许二胡的音色显得更加含蓄、深沉、亲切 。 但是从乐器的科学研究角度 ， 对二胡的研究不如对小提琴的研究理性深入[12] 。 例如有关琴码对音色的重要作用 ， 小提琴的研究就非常详尽：包括琴码动力学特性的理论模型和数值计算 ， 琴码脚和琴板之间受力的动态检测 ， 琴码和面板之间是刚性耦合、弹性耦合、还是有阻尼的弹性耦合 ， 甚至琴码和琴弦间的摩擦状态 ， 都不断有研究结果报道[3 ， 10 ， 13 ， 14] 。 而对二胡琴码的研究[2] ， 缺乏科学数据 。
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