电胡琴及其可多音色转换的控制系统的制作方法

1.本发明涉及乐器领域技术，尤其是指一种电胡琴及其可多音色转换的控制系统。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，人们对于乐器的要求也越来越高，对乐器的多功能需求成为人们关注的重点；目前市面上的二胡或其他胡琴，大多是木头和蛇皮制作，木头容易开裂和对温湿度要求比较高且砍伐木材破坏环境不环保，蛇皮要捕杀蛇而制作，蛇是国家保护动物也破坏生态；市面上也有一些电子二胡，但这些二胡没有出音装置，音色单一，没有其他音色效果，没有蓝牙和直播效果，用户体现效果差；因此，针对这一现状，迫切需要开发一种电胡琴及其可多音色转换的控制系统，以满足实际使用的需要。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种电胡琴及其可多音色转换的控制系统，其通过采用控制单元、直播单元和蓝牙单元实现了电胡琴的多功能效果；通过控制单元可以使电胡琴具有混响、合唱等多种音色效果，可同时演奏二胡，京胡，高胡，板胡等胡琴音色，一琴多用。
4.为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
5.一种可多音色转换的控制系统，其包括用于显示电胡琴功能参数的显示单元、用于将琴弦的震动信号转换为电压信号的转换单元、用于将电压信号进行滤波放大的缓冲放大器、用于将缓冲放大器传送的模拟信号转换为数字信号的模数转换器、用于接受外部蓝牙音乐信号并将信号输出给模数转换器的蓝牙单元、用于将外部输入的数字音乐信号进行转换的控制单元和用于直播的直播单元，该缓冲放大器与模数转换器电性连接；该蓝牙单元与模数转换器电性连接，该显示单元、缓冲放大器、蓝牙单元和直播单元均与控制单元电性连接；该转换单元将琴弦的震动信号转换为电压信号并将电压信号传送到缓冲放大器，缓冲放大器把音乐信号进行滤波放大传送到模数转换器，模数转换器再将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传送给控制单元，蓝牙接收的模拟信号输出给模数转换器，模数转换器再进模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传送给控制单元，控制单元将信号传输给显示单元，显示单元对电胡琴功能参数进行显示，控制单元将外部输入的音乐信号转化为数字信号并将数字信号传输到数模转换器，数模转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号进行输出。
6.作为一种优选方案：所述缓冲放大器分为立体声耳机放大器、音频功率放大器和音频线性放大器，该耳机放大器将模拟信号输出至外接耳机；该功能放大器将模拟信号输出至电胡琴内部；该音频线性放大器将模拟信号输出至外接音箱设备。
7.作为一种优选方案：所述控制单元分别独立传输数据于立体声耳机放大器、音频功率放大器和音频线性放大器。
8.作为一种优选方案：所述还包括用于提供电源的电源管理单元，该电源管理单元
为控制单元提供电源，该控制单元发出电源控制信号并传输给电源管理单元，该电源管理单元根据电源控制信号提供电源。
9.作为一种优选方案：所述模数转换器与控制单元通过i2s线双向传输数据。
10.作为一种优选方案：所述蓝牙单元和缓冲放大器均单向传输数据于模数转换器。
11.所述的由可多音色转换的控制系统进行控制的电胡琴，其包括琴头、琴颈、用于显示电胡琴功能参数的显示组件、用于对电胡琴进行控制的琴筒组件及用于安装显示组件和琴筒组件的琴杆；该琴杆的下端连接琴筒组件，该琴杆的上端连接显示组件，该显示组件由显示单元控制，该琴颈连接于显示组件上，该琴头紧固安装于琴颈的上端，该琴颈、琴杆和琴筒组件之间设置有琴弦；该琴筒组件包括用于将琴弦的震动信号转换为电压信号的转换装置、用于发出声音的出音装置、电源、主电路板和容置装置，该主电路板由上述控制单元控制；该转换装置安装于容纳装置的一侧，该出音装置安装于容置装置的另一侧，该电源安装于容置装置内；该转换装置由上述转换单元控制，该出音装置由上述缓冲放大器控制，该转换单元将琴弦的震动信号转换为电压信号并将电压信号传送到缓冲放大器；所述转换装置包括用于连接琴弦的琴码、用于将琴弦的震动信号转换为电压信号的压电拾音片和用于作为振膜使用的炭纤维片，该琴码安装于炭纤维片的前侧，该压电拾音片安装于碳纤维板的后侧，该压电拾音片与琴码相对应。
12.作为一种优选方案：所述显示组件包括显示板前壳、显示板后壳、lcd显示屏和显示屏电路板，该显示板前壳和显示板后壳安装于琴杆上端，该显示板前壳与显示板后壳相连接，该lcd显示屏和显示屏电路板对应安装于显示板前壳与显示板后壳之间，该lcd显示屏和显示屏电路板电性连接。
13.作为一种优选方案：所述容置装置包括琴桶前壳、琴桶后壳和安装框，该琴桶前壳和琴桶后壳均为前侧开口的桶装结构，该琴桶前壳形成用于容置出音装置和主电路板的容置腔；该琴桶前壳设置有复数个连接柱，该琴桶后壳设置有复数个连接孔，该复数个连接柱与复数个连接孔一一相匹配；该琴桶后壳的后侧设置有用于安装电源的电源槽，该琴桶后壳环套于琴桶前壳的外侧壁；该主电路板与出音装置相连，该主电路板和出音装置安装于容置腔中；该安装框安装于琴桶后壳的后侧，上述转换装置安装于安装框后侧。
14.作为一种优选方案：所述出音装置包括出音腔体、出音件和出音网罩，该出音腔体向内凹陷形成用于安装出音件的安装腔，该出音件安装于安装腔内，该出音网罩卡接于出音腔体的前侧；所述出音网罩的后侧壁上设置有复数个卡块，所述出音腔体的前侧壁设置有复数个卡孔，该复数个卡块与复数个卡孔一一对应；该出音网罩和出音腔体之间设置有用于防水的硅胶。
15.本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过采用控制单元、直播单元和蓝牙单元实现了电胡琴的多功能效果；通过控制单元可以使电胡琴具有混响、合唱等多种音色效果，可同时演奏二胡，京胡，高胡，板胡等胡琴音色，一琴多用；蓝牙单元可以实现音乐自动伴奏，直播单元可以实现边演奏并同时直播；采用出音装置可以在不借助外部设备的情况下就可以直接演奏，更加方便。
16.为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
附图说明
17.图1为本发明之控制系统原理方框图；
18.图2为本发明之控制单元原理方框图；
19.图3为本发明之电胡琴第一视角立体结构示意图；
20.图4为本发明之电胡琴第二视角立体结构示意图；
21.图5为本发明之显示组件分解图；
22.图6为本发明之琴筒组件分解图。
23.附图标识说明：
24.图中：11、显示单元；12、缓冲放大器；121、立体声耳机放大器；122、音频功率放大器；123、音频线性放大器；13、模数转换器；14、蓝牙单元；15、控制单元；151、微处理器；152、usb固件更新模块；153、显示控制模块；154、数据存取模块；16、电源管理单元；17、转换单元；21、琴头；22、琴颈；23、显示组件；231、显示板前壳；232、显示板后壳；233、lcd显示屏；234、显示屏电路板；24、琴筒组件；241、转换装置；2411、琴码；2412、压电拾音片；2413、炭纤维片；2421、出音腔体；2424、出音网罩；243、主电路板；2441、琴桶前壳；2442、琴桶后壳；2443、电源槽；25、琴杆；26、琴弦。
具体实施方式
25.本发明如图1至图6所示，一种可多音色转换的控制系统，其包括有用于显示电胡琴功能参数的显示单元11、用于将琴弦的震动信号转换为电压信号的转换单元17、用于将电压信号进行滤波放大的缓冲放大器12、用于将缓冲放大器12传送的模拟信号转换为数字信号的模数转换器13、用于接受外部蓝牙音乐信号并将信号输出给模数转换器13的蓝牙单元14、用于将外部输入的数字音乐信号进行转换的控制单元15和用于直播的直播单元，其中：
26.该缓冲放大器12与模数转换器13电性连接；该蓝牙单元14与模数转换器13电性连接，该显示单元11、缓冲放大器12、蓝牙单元14和直播单元均与控制单元15电性连接；该模数转换器13与控制单元15通过i2s线双向传输数据；该蓝牙单元14和缓冲放大器12均单向传输数据于模数转换器13；该转换单元17将琴弦的震动信号转换为电压信号并将电压信号传送到缓冲放大器12，缓冲放大器12把音乐信号进行滤波放大传送到模数转换器13，模数转换器13再将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号通过i2s线传送给控制单元15，蓝牙接收的模拟信号输出给模数转换器13，模数转换器13再进模拟信号转换为数字信号，并将数字信号通过i2s线传送给控制单元15，控制单元15将信号传输给显示单元11，显示单元11对电胡琴功能参数进行显示，控制单元15将外部输入的音乐信号转化为数字信号并将数字信号传输到数模转换器，数模转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号进行输出。
27.该控制单元15包括微处理器151、usb固件更新模块152、显示控制模块153、外部ram芯片、数据存取模块154和调试接口，电源给微处理器151进行供电，usb固件更新模块152、lcd屏控制模块、外部ram芯片和数据存取模块154均与微处理器151进行双向信号的传输，将各种信号传递给微处理器151，经过微处理器151处理后的信号再分别反馈传导至usb固件更新模块152、lcd屏控制模块、外部ram芯片、数据存取模块154和调试接口。
28.该缓冲放大器12分为立体声耳机放大器121、音频功率放大器122和音频线性放大
器123，该耳机放大器将模拟信号输出至外接耳机；该功能放大器将模拟信号输出至电胡琴内部；该音频线性放大器123将模拟信号输出至外接音箱设备。
29.该控制单元15分别独立传输数据于立体声耳机放大器121、音频功率放大器122和音频线性放大器123；耳机放大器将模拟信号输出至外接耳机相连，音量可调节，练习时不扰民。
30.具体的是，电胡琴的琴弦26震动通过转换装置241之琴码2411传递到碳纤维板上，碳纤维板后侧的压电拾音片2412将震动信号转换为电压信号并将电压信号传送到缓冲放大器12，缓冲放大器12把音乐信号进行滤波放大传送到模数转换器13，模数转换器13再将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号通过i2s线传送给控制单元15；蓝牙单元14将接收的模拟信号输出给模数转换器13，模数转换器13再将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号通过i2s线传送给控制单元15；控制单元15具有数字音频处理能力，将外部输入的数字音乐信号通过预先植入的脉冲响应算法技术，重新换算成处理后的数字信号并将数字信号通过i2s线传输到数模转换器(控制单元15通过脉冲响应算法技术可以实现多种功能：混响，延时，合唱，混音，校音等功能，同时可以模仿发出二胡，京胡，高胡，板胡等琴的音色)；数模转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号，模拟信号分三路输出；第一路连接立体声耳机放大器121，并输出到耳机接口，最终接外部耳机；第二路连接音频功率放大器122，再由音频功率放大器122驱动电胡琴内部的出音装置进行出音；第三路连接音频线性放大器123，模拟信号经过滤波缓冲到输出接口，并由输出接口连接外部的音频设备(如音箱，功放等)；lcd显示屏233通过spi连线连接控制单元15，显示电胡琴目前所处的状态；电胡琴有多个功能按键，配合lcd显示屏233可以很方便控制音量，音色，音效，风格，校音，以及胡琴类型的选择等操作。
31.电胡琴具有多重功能；
32.第一、多音色功能：
33.通过脉冲响应算法技术将多种胡琴的特征植入到电胡琴的软件中，使用者使用时通过lcd显示屏233选择自己喜欢的胡琴列表清单即可产生对应风格的胡琴声音；如板胡，京胡，革胡，二胡等；随着多种胡琴特征的软件持续开发，消费者也可以通过usb接口持续升级软件，轻易实现一个二胡可以演绎几十种胡琴的音色。
34.脉冲响应算法技术发声原理：通过压电和线圈类拾音装置拾取电胡琴的琴弦26共振信号做为源信号，将源信号输入至卷积混响程序，通过脉冲响应原理捕获原声二胡、京胡、板胡等乐器的声学特性做为目标信号，并生成脉冲信号，通过源信号(拾音装置信号)结合目标信号(脉冲信号)通过卷积混响程序进行计算播放出最终信号到音箱设备。
35.由于采用脉冲响应算法技术并结合不同胡琴的特征，本电胡琴通过控制单元15可以产生不同种类型胡琴的音色，而且脉冲响应算法技术的软件可以持续升级。
36.第二、校音功能：电胡琴具有数字校音功能，通过算法计算出胡琴琴弦26的振动频率，通过lcd显示屏233提示目前琴弦26的松紧状态；通过数字算法可以精确校正电胡琴的声音。
37.第三、直播功能；通过usb接口实现直播功能：使用者通过usb线将手机和电胡琴连接，手机设置开启直播模式即可实现直播功能。
38.第四、蓝牙播放功能；电胡琴具有蓝牙单元14，使用者在表演时可以接收外部蓝牙
音乐信号，蓝牙接收的模拟信号输出给模数转换器13，模数转换器13再进模拟信号转换为数字信号，并将数字信号通过i2s线传送给控制单元15；蓝牙数字信号可以和电胡琴的压电拾音片2412的数字信号进行叠加混音，再经过模数转换器13转换成模拟信号输出，从而实现伴音功能。
39.该可多音色转换的控制系统还包括用于提供电源的电源管理单元16，该电源管理单元16为控制单元15提供电源，该控制单元15发出电源控制信号并传输给电源管理单元16，该电源管理单元16根据电源控制信号提供电源。
40.该由可多音色转换的控制系统进行控制的电胡琴，其包括琴头21、琴颈22、用于显示电胡琴功能参数的显示组件23、用于对电胡琴进行控制的琴筒组件24及用于安装显示组件23和琴筒组件24的琴杆25；该琴杆25的下端连接琴筒组件24，该琴杆25的上端连接显示组件23，该显示组件23由显示单元11控制，该琴颈22连接于显示组件23上，该琴头21紧固安装于琴颈22的上端，该琴颈22、琴杆25和琴筒组件24之间设置有琴弦26；该琴筒组件24包括用于将琴弦26的震动信号转换为电压信号的转换装置241、用于发出声音的出音装置、电源、主电路板243和容置装置，该主电路板243由上述控制单元15控制；该转换装置241安装于容纳装置的一侧，该出音装置安装于容置装置的另一侧，该电源安装于容置装置内；该转换装置241由上述转换单元17控制，该出音装置由上述缓冲放大器控制，该转换单元17将琴弦的震动信号转换为电压信号并将电压信号传送到缓冲放大器12；该转换装置241包括用于连接琴弦26的琴码2411、用于将琴弦26的震动信号转换为电压信号的压电拾音片2412和用于作为振膜使用的炭纤维片2413，该琴码2411安装于炭纤维片2413的前侧，该压电拾音片2412安装于碳纤维板的后侧，该压电拾音片2412与琴码2411相对应；采用碳纤维板作为振膜并结合压电拾音片2412拾取音乐信号具有更佳的拾音效果。
41.该显示组件23包括显示板前壳231、显示板后壳232、lcd显示屏233和显示屏电路板234，该显示板前壳231和显示板后壳232安装于琴杆25上端，该显示板前壳231与显示板后壳232相连接，该lcd显示屏233和显示屏电路板234对应安装于显示板前壳231与显示板后壳232之间，该lcd显示屏233和显示屏电路板234电性连接。
42.lcd显示屏233通过spi连线连接控制单元15，显示电胡琴目前所处的状态；显示电路板上具有多个功能按键，配合lcd显示屏233可以很方便控制音量，音色，音效，风格，校音。
43.该容置装置包括琴桶前壳2441、琴桶后壳2442和安装框，该琴桶前壳2441和琴桶后壳2442均为前侧开口的桶装结构，该琴桶前壳2441形成用于容置出音装置和主电路板243的容置腔；该琴桶前壳2441设置有复数个连接柱，该琴桶后壳2442设置有复数个连接孔，该复数个连接柱与复数个连接孔一一相匹配；该琴桶后壳2442的后侧设置有用于安装电源的电源槽2443，该琴桶后壳2442环套于琴桶前壳2441的外侧壁；该主电路板243与出音装置相连，该主电路板243和出音装置安装于容置腔中；该安装框安装于琴桶后壳2442的后侧，上述转换装置241安装于安装框后侧；该安装框内嵌置有硅胶圈，硅胶圈具有一定弹性，因此对炭纤维片2413起到保护作用。
44.出音装置和主电路板243安装于琴桶前壳2441的容置腔中，琴桶前壳2441对出音装置和主电路板243起到了一定保护作用；电源为锂电池，锂电池安装于电源槽2443中，琴桶后壳2442环套于琴桶前壳2441外侧壁，锂电池被紧固于电池槽和琴桶后壳2442之间，防
止了锂电池的位置移动；本电胡琴材料采用工业化的材质，替代了传统的木头和蛇皮，可以工业化批量生产，降低了生产成本，温湿度不会影响产品的音色。
45.该出音装置包括出音腔体2421、出音件和出音网罩2424，该出音腔体2421向内凹陷形成用于安装出音件的安装腔，该出音件安装于安装腔内，该出音网罩2424卡接于出音腔体2421的前侧；出音件可以采用喇叭，喇叭安装于出音腔体2421的安装腔内，出音腔体2421进一步对喇叭形成的保护；该出音网罩2424的后侧壁上设置有复数个卡块，该出音腔体2421的前侧壁设置有复数个卡孔，该复数个卡块与复数个卡孔一一对应；该出音网罩2424和出音腔体2421之间设置有用于防水的硅胶。
46.出音网罩2424和出音腔体2421通过卡块和卡孔的方式卡接，便于对喇叭的拆卸和安装，当喇叭出现故障时，拆卸方便，节约时间，硅胶起到防水功能，对电胡琴形成防水保护。
47.该直播单元具有连接外接播放设备的usb接口，通过usb线将电胡琴与外接播放设备连接；电胡琴具有直播功能，满足了人们多元化需求。
48.该可多音色转换的控制系统的使用方法及原理如下：
49.转换装置将琴弦的震动信号转换为电压信号将电压信号传送到缓冲放大器，缓冲放大器把音乐信号进行滤波放大传送到模数转换器，模数转换器再将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号通过i2s线传送给控制单元，蓝牙单元接收的模拟信号输出给模数转换器，模数转换器再进模拟信号转换为数字信号，并将数字信号通过i2s线传送给控制单元，控制单元将外部输入的数字音乐信号通过预先植入的tr软件算法，重新换算成处理后的音乐数字信号并将数字信号通过i2s线传输到数模转换器，数模转换器将接收到的数字信号转换为模拟信号进行输出。
50.本发明的设计重点在于，通过控制单元、直播单元和蓝牙单元实现了电胡琴的多功能效果；通过控制单元可以使电胡琴具有混响、合唱等多种音色效果，可同时演奏二胡，京胡，高胡，板胡等胡琴音色，一琴多用；蓝牙单元可以实现音乐自动伴奏，直播单元可以实现边演奏并同时直播；采用出音装置可以在不借助外部设备的情况下就可以直接演奏，更加方便。
51.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。