二胡“狼音”的测试和解析

　　中国民族乐器二胡在演奏中必须在二胡琴码下部琴弦下加垫一块海绵垫或其它柔软材料的控制垫来抑制二胡乐器固有的“狼音”现象。
为了了解二胡“狼音”产生的机理。针对这一现象，依据物理声学和音乐声学原理，对“狼音”进行感性和理性的探究。

在音乐声学中，对声音分析根据不同特点分为三种类型：
1、 乐音：能够给听觉以明确高度的声音现象；
2、 乐音性噪音：没有明确音高，但有音区归属感的音；
3、 噪音：既没有明确音高，也没有音区归属感的音。

根据以上原理，首先对多把不同档次类型的二胡进行“狼音”测试：
一、发现二胡容易出现“狼音”的频率段范围：784 – 988 Hz （g2—b2）。

（说明：在去除控制垫状态下试拉。）
二、通过声学频谱仪器测试“狼音”：发现“狼音”频谱特征中，具有一个尖锐突出而极强的共振峰，泛音之间频率比不是整数关系，泛音呈开放排列，听起来没有明确的音高，但有一定的音区归属感。基本在二胡外弦二分之一处音区范围内，也就是在二胡（1—5弦）第二把位高音4、5和第三把位高音6上。根据“狼音”现象的声音特点可以分析认为属乐音性噪音。

　　 根据二胡乐器振动发音的特点：主要是琴弦与共鸣体琴筒配合共振后的声学效应，由于它的直接共振体（面）为皮膜，所以它的共振规律将直接影响二胡乐音的效果。

为了解析二胡“狼音”产生的原因，重点对皮膜振动进行研究。

　　从物理振动理论角度分析：一般说理想的柔性膜与弦有类似的振动特点，它们都是受张力的作用，绷紧后才能产生弹性恢复力的振动，皮膜的振动可以看成是弦的面积扩展。琴弦在振动时，其自然谐波分音系列将与弦的基频同时产生共振，形成一系列分段振动。然而皮膜振动也有其固有谐波分音系列与其基频共振。由于皮膜振动属两维波动形式，因此皮膜振动中的波节就不像弦那样是一个“节点”，而形成一条“节线”。皮膜振动与其内在结构和几何形状有关，它的振动要比琴弦复杂的多。它在振动中具有两种波节特征。其频率表示为（ｆｍｎ）
，ｍ数值在圆形膜振动中表示有ｍ个直径方向的节线；ｎ数值表示为ｎ个圆形节线。皮膜基频（ｆ01），它的波节特点为圆膜周边为一个圆形节线，无径向节线。其基频振动公式为：
　　　　　　　ｆ01=0.3827ａ√ Tη
ａ：为圆形膜的半径，T：为张力，η：是面密度，它表明膜的半径越大则频率越低，绷得越紧则频率越高。
根据皮膜的振动特点，分析发现各次谐波分音与基频不再是整数倍关系，从而形成了一些极不和谐的分音。例如：　ｆ11=1.5933ｆ01；ｆ21=2.1355ｆ01；ｆ02=2.2954ｆ01；ｆ31=2.6531ｆ01；ｆ12=2.9173ｆ01；ｆ03=3.5985ｆ01…。
如果采用敲击皮膜振动的话，产生的声响属乐音性噪音及打击乐鼓的声音特点。

由于二胡属弦鸣乐器，它的琴弦振动发音是以各个泛音与基频呈整数倍关系的谐和乐音，此时皮膜是作为共振面配合琴弦振动发音，由于皮膜振动是不谐和泛音组成，将产生并不完全谐和的配合，再则皮膜在琴弦通过码子压迫下传导的受迫振动中，由于皮膜自身的质量和张力作用下将产生一定的波阻抗以及皮膜一定的倔强性影响，如果蒙皮时皮膜张力再不均匀,导致振动不协调，将更会直接影响二胡发音的谐和性。往往声音清晰度差，发音噪杂，很容易产生“狼音”现象。

为了找出产生二胡“狼音”现象的相关依据，进行了大量的声学测试和实验。发现二胡“狼音”与皮膜的固有基频有一定关系。　通过测试发现标准六角二胡的皮膜在合理张力下的基频一般为：频率900Hz左右，往往二胡产生“狼音”现象的位置正好也在外弦的二分之一处附近即：a2（频率880Hz）附近。在演奏中，当二胡琴弦振动频率接近皮膜的固有基频时，根据受迫振动的共振原理，皮膜将会产生最大共振效应，导致产生反相位急剧振动，破坏了，甚至干扰抵消了二胡琴弦谐和振动的乐音，从而产生了噪杂尖锐的“狼音”现象。

目前在二胡演奏中使用控制垫就是为了控制和抑制皮膜在过大共振现象时所产生的“狼音”，使二胡在各个频率点振动趋于平衡，强度分布均匀。达到降噪、消除原有“狼音”，从而美化了二胡的声音和音色。