专利名称：一种拉弦乐电子辅助教学设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种拉弦乐器，尤其是一种利用微电子技术和网络技术的 拉弦乐电子辅助教学设备。
背景技术：
目前，传统的拉弦乐器，如二胡琴、小提琴、马头琴、板胡琴、坠胡琴、 京胡琴等，均是通过琴弦的振动，将振动频率通过琴马传递给琴皮，琴皮由于
"膜"的作用，把振幅扩大了许多倍，再经过共鸣箱一琴筒6J]共鸣达到发音的 效果。初学者用传统拉弦乐器练习演奏时，难免会发出较大的难听的声音，事 实上，即使演奏水平达到一定程度也会产生噪声污染，特别是作为乐器教学， 产生的声音干扰邻近教室的教学，当多个学生在一起练习时，也会相互干扰。 目前，教师授课一般采用的是一对一的教学模式，教学效率很低，学习成本很 髙。因此，迫切需要一种现代化的拉弦乐教学设备，解决上述问题。
中国专利CN2847451Y公开一种没蒙皮电子二胡，其主要特征是在音振盒中 安装一导音体，在导音体中安装一压力传感器，压力传感器与合成效果器相连， 合成效果器与扩音音箱相连。
中国专利CN86103647B公开一种电胡琴，其主要特征是把具有压电效应的 压电陶瓷作为音波换能器，压电陶瓷相当于前面提到的音振盒，它把弦振动通 过音波换能器或者音振盒转换成电信号，然后把电信号经过音色变换开关，相 当于前面提到的合成效果器经过电路放大后推动喇叭发声。
上面的两项发明原理基本相似，都是采用压电陶瓷材料将弦振动转换成电 信号，所不同的是前者采用了 BOSSME-50专用合成效果器，而后者可以自制。 音色是通过电子效果器变换的，对于初学演奏者来说，不提倡使用电子效果器。因此，以上两项发明都没有解决类似前面提到的拉弦乐器教学中存在的问题。 发明内容
为克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种拉弦乐
电子辅助教学设备，其利用机械振动、共振及LC谐振原理设计的仿真微音琴码， 配合不同的电子元件和不同的材料与结构，可以仿真出不同拉弦乐器的音色； 而且使老师可以逐一监听和指导学生的练习，不会相互干扰。
为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案
所述的拉弦乐电子辅助教学设备，其由教师控制台、教师耳机、教师话筒、 辅助教学装置、学生耳机和仿真微音琴码组成，教师控制台上有n个并联的与 学生人数对应的按钮开关，n个按钮开关的n个信号端口与辅助教学装置的网 络端口连接，辅助教学装置的接口连接学生耳机和仿真微音琴码，仿真微音琴 码设置在传统拉弦乐器上；教师控制台连接教师耳机和教师话筒。
所述的拉弦乐电子辅助教学设备，其仿真微音琴码呈柱状，设置在传统拉 弦乐器的琴筒与琴弦之间，即传统拉弦乐器的原琴码位亶处，由壳体、弦振膜、 空气腔、电振膜、线圈、海绵、磁铁、固定卡簧和桥码组成，琴码通过壳体上 端的固定卡簧固定在琴杆上，琴弦通过桥码与弦振膜紧贴，空气腔位于电振膜 与弦振膜之间，电振膜与线圈相连，线圈位于磁铁的磁场中，磁铁置于上端的 海绵中。
所述的拉弦乐电子辅助教学设备，其辅助教学装置由壳体、壳体上的按键、 显示屏和内部的微电脑芯片EP3C50F组成。
所述的拉弦乐电子辅助教学设备，其可在拉弦乐器中安装无线装置，输入 端与仿真微音琴码连接。
由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性
1、本实用新型拉弦乐电子辅助教学设备不需要特殊工艺，可以大规模生产， 成本较低，解决了长期困扰拉弦乐学习者的入门难、费用昂贵等问题。2、 仿真微音琴码可以运用到所有拉弦乐器如二胡琴、小提琴、马头琴，板 胡琴、坠胡琴、京胡琴中，有效解决噪声污染问题。由于拉弦乐器和辅助教学 装置可以随身携带，练琴者可以在家庭、公共场所练习，不产生噪声，解决了 练习时的噪音污染问题。
3、 利用该拉弦乐电子辅助教学设备，教师可以通过控制台上的按键对每个 学生进行指导，学生们可以根据自身情况自由练琴，互不干扰。该系统的建立 大大提高了教学效率，有利于高素质人才的培养。
4、 采用无线传输技术，解决现代舞台移动表演时的拾音难问题。
5、 辅助教学装置中可设计教学程序，使初学者在程序引导下练习演奏。
图1为拉弦乐电子辅助教学设备方框图2为仿真微音琴码结构示意图3为图2的"A-A"剖视图4a为仿真微音琴码在二胡中的安装位置图4b为仿真微音琴码在小提琴中的安装位置图5为拉弦乐电子辅助教学设备电路原理图中l一仿真微音琴码；2 —弦振膜；3 —空气腔；4一电振膜；5 —线圈； 6 —海绵；7 —磁铁；8—固定卡簧；9 —桥码；
具体实施方式
如图1中所示该拉弦乐电子辅助教学设备由教师控制台、教师耳机、教 师话筒、辅助教学装置、学生耳机、仿真微音琴码(1)组成，教师控制台上有
n个并联的与学生人数对应的按钮开关，n个按钮开关的n个信号端口与辅助教 学装置的网络端口连接，辅助教学装置的接口连接学生耳机和仿真微音琴码 (1)，仿真微音琴码设置在传统拉弦乐器上；教师控制台连接教师耳机和教师 话筒。如图2、 3所示该仿真微音琴码呈柱状，由壳体、弦振膜(2)、空气腔(3)、 电振膜(4)、线圈(5)、海绵(6)、磁铁(7)、固定卡簧(8)和桥码(9)组 成，琴码通过壳体上端的固定卡簧(8)固定在琴杆上，琴弦通过桥码(9)与 弦振膜(2)紧贴，空气腔(3)位于电振膜(4)与弦振膜(2)之间，电振膜 与线圈(5)相连，线圈在磁铁(7)的磁场中，磁铁置于上端的海绵(6)中。
由于传统拉弦乐器决定了仿真微音琴码的厚度，其直径在40mm 100mm之 间选择。拉弦乐器在结构和外形上保持与传统拉弦乐器相仿，只把传统拉弦乐 器的琴码改换成仿真微音琴码。由于仿真微音琴码是一个封闭的柱体，对外界 发出的声音很小，通过改变直径，能够模仿各种拉弦乐器的音色，故命名为仿 真微音琴码。
如图4a、 4b中所示仿真微音琴码(1)在二胡琴、小提琴中的安装位置。 该辅助教学装置由壳体、壳体上的按键、显示屏和内部的微电脑芯片 EP3C50F组成。
学生在演奏时，琴弦振动带动弦振膜(2)，通过空气腔(3)带动电振膜(4)， 电振膜带动线圈(5)在磁场中振动产生电信号；微电脑芯片对来自仿真微音琴 码的音频信号进行高速高精度采样，采样数据直接送至现场可编程门阵列FPGA 内部；利用内部资源设计的滤波器对音频信号进行时域一频域变换，再由芯片 内部的嵌入式处理器对数据处理、分析、显示和控制驱动；信号经放大后，传 输到学生耳机中，或通过按钮开关传输到教师耳机中；由图5中电路可知，教 师话筒与音频放大集成电路LM386的输入引脚相连，使教师的声音通过教师话 筒转换成电信号，经集成电路LM386放大后，通过按钮开关传输到被监听学生的 学生耳机中，使教师可以监听某一学生的演奏或指导学生练习。
当学生在舞台上表演时，将无线装置安装在拉弦乐器中，输入端与仿真微 音琴码(1)连接；来自仿真微音琴码的音频信号经无线装置调制发射到空中。 使表演者可在舞台上移动表演，发音效果好，不会存在拾音难的问题。
权利要求1、一种拉弦乐电子辅助教学设备，其特征在于其由教师控制台、教师耳机、教师话筒、辅助教学装置、学生耳机、仿真微音琴码(1)组成，教师控制台上有n个并联的与学生人数对应的按钮开关，n个按钮开关的n个信号端口与辅助教学装置的网络端口连接，辅助教学装置的接口连接学生耳机和仿真微音琴码(1)，仿真微音琴码设置在传统拉弦乐器上；教师控制台连接教师耳机和教师话筒。
2、 如权利要求l所述的拉弦乐电子辅助教学设备，其特征在于其仿真微 音琴码(1)呈柱状，由壳体、弦振膜(2)、空气腔(3)、电振膜(4)、线圈(5)、 海绵(6)、磁铁(7)、固定卡簧(8)和桥码(9)组成，琴码通过壳体上端的 固定卡簧(8)固定在琴杆上，琴弦通过桥码(9)与弦振膜(2)紧贴，空气腔(3)位于电振膜(4)与弦振膜(2)之间，电振膜与线圈(5)相连，线圈在 磁铁(7)的磁场中，磁铁置于上端的海绵(6)中。
3、 如权利要求l所述的拉弦乐电子辅助教学设备，其特征在于其辅助教 学装置由壳体、壳体上的按键、显示屏和内部的微电脑芯片EP3C50F组成。
4、 如权利要求l所述的拉弦乐电子辅助教学设备，其特征在于其可在拉 弦尔器中安装无线装置，.输入端与仿真微音琴码连接。
专利摘要本实用新型公开一种拉弦乐电子辅助教学设备，其由教师控制台、教师耳机、教师话筒、辅助教学装置、学生耳机、仿真微音琴码(1)组成，教师控制台上有n个并联的与学生人数对应的按钮开关，n个按钮开关的n个信号端口与辅助教学装置的网络端口连接，辅助教学装置的接口连接学生耳机和仿真微音琴码，仿真微音琴码设置在传统拉弦乐器上；教师控制台连接教师耳机和教师话筒；该拉弦乐电子辅助教学设备利用仿真微音琴码，可以仿真出不同拉弦乐器的音色，又有效解决噪声污染问题；而且使老师可以逐一监听和指导学生的练习，大大提高了教学效率。
文档编号G09B5/00GK201060558SQ20072009113
公开日2008年5月14日 申请日期2007年7月10日 优先权日2007年7月10日
发明者杨数强, 潘留占, 熊中朝, 辉 王, 蔡建朋 申请人:洛阳师范学院