[发明专利]多通道多种传感器立体采样钢琴质量分析仪

说明书

一种多通道多种传感器立体采样钢琴质量分析仪，包括一个驻极体拾音器和三个吸盘式压电陶瓷拾音器，驻极体拾音器设置在中央空中，通过前置放大器和模拟信号调理电路后与ADC模数变换电路的输入端连接；三个该吸盘式压电陶瓷拾音器分别吸附在钢琴的左侧板、右侧板和后侧板上，分别通过模拟信号调理电路后与ADC模数变换电路的不同输入端连接；ADC模数变换电路的输出端依次通过FPGA数据采集电路和USB高速数据传输电路后与计算机的输入接口连接。优点是：采用不同类型的拾音器，通过四个通道不同位置立体高速采样。能够快速准确地检测钢琴各琴键基波的音准和各谐波的频率和强度，与优质钢琴的建模数据比较，从而综合判断钢琴的质量。

技术领域

本发明涉及一种多通道多种传感器立体采样钢琴质量分析仪，主要用于对钢琴质量(包括音准和音色)的测量和分析。

背景技术

普通钢琴由外壳、键盘机械、共鸣盘(张弦总成)和踏瓣机械组成。钢琴的音源主要来自以下三大部分：①弦列部分—由低、中、高音区的220根左右琴弦组成；②共鸣系统—主要包括共鸣体和振波传导结构，共鸣辅助结构三部分：如音板，弦码，音板框，肋木等零件；③结构支撑定位系统—主要包括：背架，弦轴板，弦轴铁板等零部件，其中铁板还被认为具有共鸣特性。音源的三部分是一个综合弹性体，共同决定了钢琴的音准和音色即质量，由于这个综合弹性体本身内应力很大，每根琴弦的平均张力约90公斤，整台钢琴的总张力达20吨左右，一方面在不断地振动发声，同时会受到温度、湿度、气压等影响，所以钢琴的音律和音质还是处于不断的变化之中。这种变化如果不定期进行规范和校正，任其变化，将会使整台钢琴处于混乱状态。

钢琴产品检测依据中华人民共和国国家推荐性标准GB/T10159—2015，判定一台钢琴产品的合格与否，是产品经检测后，依据标准中的14个判定项(重要指标)，凡存在3个或3个以上指标超标的，即判定该产品为不合格。

普通钢琴都是88个琴键，其中白键52个，黑键36个。第1号键是大字二组的A，即A2。第88号键是小字五组的c，即c5。

发音频率范围从最低音第1号键的27.5Hz到第88号键最高音4186.01Hz。

钢琴的基准音是第49号键，小字一组的a音，即a1＝440Hz。

现代钢琴都是按国际通行的12平均律规则设计，12平均律的音阶关系是按半音频率比值1.0594631呈阶梯状递增或递减。

现代钢琴的弦列一般都是采用低音与中、高音交叉排列，并且按单、双、三弦组分列成88组。弦列区分为裸弦、单层缠弦和双层缠弦。铜丝缠弦一般用于低音区和低音区与中音区的交界处。裸弦用于中音和高音区。

钢琴一般使用一段时间(2-3个月)就会失准，就需要请调律师调整一次，一方面价格不菲，另一方面调律师的水平参差不齐，仅凭他个人的经验调出的结果相差悬殊。

钢琴音准测量系统或钢琴调律设备一般采用单一检测位置，通过单通道传输音频信号，存在测量的信号误差大而导致调音不准的问题

发明内容

本发明的目的就是提供一种多通道多种传感器立体采样钢琴质量分析仪，以解决现有技术存在的只能单点测量和基音频率测不准并且无法测谐波频率和幅度的问题。

本发明的技术方案是：一种多通道多种传感器立体采样钢琴质量分析仪，其特征在于，包括一个驻极体拾音器和三个吸盘式压电陶瓷拾音器，该驻极体拾音器设置在钢琴中央上方的空中，并通过前置放大器和模拟信号调理电路后与ADC模数变换电路的输入端连接；三个该吸盘式压电陶瓷拾音器分别吸附在钢琴的左侧板、右侧板和后侧板上，并分别通过对应的模拟信号调理电路后与该ADC模数变换电路的不同输入端连接；该ADC模数变换电路的输出端依次通过FPGA数据采集电路和USB高速数据传输电路后与计算机的输入接口连接。