阅读说明：本技术 一种通过固体振动实现的半自动调音方法和调音器 (Semi-automatic tuning method and tuner realized through solid vibration ) 是由 赵庆龙 王霄 于 2020-04-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种通过固体振动实现的半自动调音方法和调音器,通过探测琴弦与木板的振动频率获取吉他琴弦当前的音频,由处理器将其与标准音频相比较,计算出步进电机旋转圈数,启动步进电机将其调节至低于所需音频一个音程处,再次获得音频信号通过上述步骤控制步进电机微调至所需音频区间。减少了振动在不同介质中传播产生的能量衰减,从而保证调弦过程的安全性与调音准确度。(The invention provides a semi-automatic tuning method and a tuner realized through solid vibration. The energy attenuation generated by the propagation of the vibration in different media is reduced, so that the safety and the tuning accuracy in the tuning process are ensured.)

一种通过固体振动实现的半自动调音方法和调音器

技术领域

本发明属于弦乐器中木吉他调音技术领域，具体涉及一种半自动调音器与调音方式。

背景技术

随着音乐逐渐成为年轻人的一部分，乐器也渐渐深入了年轻人的生活，尤其是吉他成了当代大学生练习的主流乐器。吉他作为一件弦乐器，音准是重中之重。吉他的标准音是按照体系中的乐音分别校定为⑥弦一E(低音E)，⑤弦-A，④弦一D，③一G，②弦一B，①弦一E(高音E)，即简谱c调的3(Mi)、6(La)、2(Re)、5(Sol)、7(Si)、3(Mi)。每个弦之间存在三或四度的音程关系。除了标准调弦以外，由于不同的演奏曲目与音乐家自身的理解，出现了有别于标准调弦的特殊调弦，其中有通过改变某根弦的音高以便于演奏，或者整体提高或降低整个调弦音调形成开放式和弦。比如摇滚乐队常用的降D调弦(D-A-D-G-B-E)，适合温柔清新曲目的open D调弦(D-A-D-D-A-F)等。而对于标准调弦以及众多的特殊调弦，则需要经过长时间专业系统的学习才能掌握，通过听每个弦的泛音或音叉进行调弦，即使专业人员很熟练，也难免因为额外的原因出现错误，更遑论乐理知识不甚清晰的初学者。

随着科技的进步与人们的需求，泛用的量产吉他调音器已经出现在市面上，可以帮助初学者按电子显示器的音高来手动调试音准。但这种调音器的缺点首先是只能以标准音高为基准进行调弦，无法适用于特殊调弦，其次是调音器只提供音准，无法帮助使用者进行自动调弦，最后是由于该类型调音器只能测量通过多种介质传播后的音频，存在能量衰减导致测量结果误差较大。目前市面上流行的调音器功能较为单一，已经不便于人们的日常使用，另一方面，现有的自动调音器则有着一定程度的缺陷，比如不考虑吉他种类与琴弦种类的影响，进行“一步到位”式的自动调弦，则容易将琴弦拉断或出现调音不准确的状况。

因为以上原因，设计一种新型的半自动调音器是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的主要是提供一种新型半自动吉他调音方法与半自动调音器，旨在减少崩弦以及便于新手调音,保证调弦过程的安全性与提高调音准确度。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种通过固体振动调节琴弦音频的半自动调弦方法，包括如下步骤：

步骤一：通过操作面板设置需要的调弦模式，默认为标准调弦；

步骤二：利用音频采集模块收集琴头与琴弦的振动信号，将琴头与琴弦的数据输入后与处理器中的两者标准数据进行对比；

步骤三：计算步进电机工作时间，控制步进电机进行阶梯式调整；

步骤四：控制步进电机进行阶梯式调整至标准音频区间。

进一步的，步骤三)中，所述阶梯式调整包括微调模式与粗调加微调模式，区分在于：输入的原始数据与标准数据是否差一个音程；若差大于一个音程则为粗调加微调模式，否，为微调模式。

进一步的，粗调加微调模式：由处理器将标准音频降低一个音程后作差，选择将差值分为1/2，1/4，1/4进行步进电机圈数计算并反馈给传动装置；微调模式：当采集音频与标准音频之差在一个音频之内时，由处理器将音频之差三等分均分，分别进行步进电机计算并反馈给传动装置，使琴弦不会在短时间内有大的受力波动，减少琴弦断裂几率。

进一步的，所述步骤二)中，获取音频信号的具体方法为：用户分别按顺序拨动六弦至一弦，通过与琴弦相接触的音频采集模块收集琴弦的振动信号，而后收集琴头处的振动信号,采集完毕后，调音器中与与该弦相对应的交互模块发出采集完毕的信号，指导用户拨动下一根琴弦。

更进一步的，步骤二)中，琴弦的振动通过吉他音孔传递到箱体内，琴弦信号通过箱体放大后使吉他相应木质结构发生振动，在琴头收集振动后与标准振动进行对比，在处理器中进行计算。

进一步的，所述处理器为arm处理器。

进一步的，所述操作面板包括led显示屏和人机交互界面。

进一步的，还包括夹紧单元，所述夹紧单元采用手动机械夹紧。

进一步，考虑到吉他旋钮多是不规则半圆形形状，考虑到装夹牢固，选择v形夹具。

一种通过固体振动实现的调音器，所述调音器用于实现所述的固体振动的半自动调音方法。

其中，人机交互界面由触控屏与处理器单向电性连接，用于反映处理信息。所述人机交互界面包含有可以预设弦音高的控制面板。

本发明的有益效果如下：

1.能够较为快速的对吉他进行调弦，在本调音器的阶梯式调整的情况下，一方面可以大幅度减少崩弦的可能性，半自动的调弦使人与琴之间不必紧贴，很大程度上提高安全性，另一方面解放了使用者的双手，不用手动进行枯燥的旋转旋钮的动作，对于使用者来说十分方便。

2.本发明可以调整预设的弦音高，进而组合成特殊调弦基准，操作简单，减少了振动在不同介质中传播产生的能量损耗，调音准备，方便没有乐理知识的初学者尽快上手。

附图说明

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。

图1是本申请实施例一提供的一种具备半自动调音方法的实现流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的

一种通过固体振动调节琴弦音频的半自动调弦方法，包括如下步骤：

步骤一：通过操作面板设置需要的调弦模式，默认为标准调弦；

步骤二：利用音频采集模块收集琴头与琴弦的振动信号，将琴头与琴弦的数据输入后与处理器中的标准数据进行对比；

步骤三：计算步进电机工作时间，控制步进电机进行阶梯式调整；

步骤四：控制步进电机进行阶梯式调整至标准音频区间。

进一步的，步骤三)中，所述阶梯式调整包括微调模式与粗调加微调模式，区分在于：输入的原始数据与标准数据是否差一个音程；若差大于一个音程则为粗调加微调模式，否，为微调模式。

进一步的，粗调加微调模式：由处理器将标准音频降低一个音程后作差，选择将差值分为1/2，1/4，1/4进行步进电机圈数计算并反馈给传动装置；微调模式：当采集音频与标准音频之差在一个音频之内时，由处理器将音频之差三等分均分，分别进行步进电机计算并反馈给传动装置，使琴弦不会在短时间内有大的受力波动，减少琴弦断裂几率。

进一步的，所述步骤二)中，获取音频信号的具体方法为：用户分别按顺序拨动六弦至一弦，通过与琴弦相接触的音频采集模块收集琴弦的振动信号，而后收集琴头处的振动信号,采集完毕后，调音器中与与该弦相对应的交互模块发出采集完毕的信号，指导用户拨动下一根琴弦。

进一步的，步骤二)中，琴弦的振动通过吉他音孔传递到箱体内，琴弦信号通过箱体放大后使吉他相应木质结构发生振动，在琴头收集振动后与标准振动进行对比，在处理器中进行计算。

进一步的，所述处理器为arm处理器。

进一步的，所述操作面板包括led显示屏和人机交互界面。

进一步的，还包括夹紧单元，所述夹紧单元采用手动机械夹紧。

进一步，考虑到吉他旋钮多是不规则半圆形形状，考虑到装夹牢固，选择v形夹具。

一种通过固体振动实现的调音器，所述调音器用于实现所述的固体振动的半自动调音方法。

其中，人机交互界面由触控屏与处理器单向电性连接，用于反映处理信息。所述人机交互界面包含有可以预设弦音高的控制面板。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。