基于LabVIEW的乐器数字调音系统设计(3)
1.3 论文的组织结构
本文的内容安排如下：
第一章：概述了本文的研究背景和数字乐器调音系统以及虚拟仪器软件技术的研究现状；
第二章：对乐器发声原理做了简要介绍，概述了数字调音系统设计的流程和方案，简单介绍了LabVIEW开发平台；
第三章：介绍了完成设计所需用到的的LabVIEW主要函数包，以及调音系统各个环节的程序连线图及前面板，处理各个模块的功能介绍及使用方法；
第四章：简要介绍了数字调音系统的功能及前面板的使用，利用检测程序对发声结果进行检测。
2. 方案论证及相关技术介绍
2.1 系统设计基本要求
本课题是基于LabVIEW软件完成具有乐器数字调音功能程序的设计，包括钢琴和吉他两种乐器的音调产生以及显示面板等。基本设计要求如下：
（1）乐器数字调音系统硬件以PC声卡为主开发；
（2）模拟产生钢琴、吉它两种乐器的音调；
（3）显示音调的频谱信息；
（4）以图形化编程语言LabVIEW作为开发环境。
对于整个乐器调音系统，其中的乐音信号部分是设计的关键，乐音信号产生了基音频率，即基频[5]。查询有关资料后，本课题中对于钢琴音的基频范围从27.5Hz到4186Hz、吉他音的基频范围从130Hz至800Hz，根据不同音调的频率事先设置好信号参数，使用时通过选择需要产生的音调，利用声卡进行D/A转换，最后由输出端输出产生的音调。
2.2 乐器发声原理
钢琴既属于键盘乐器，也属于击弦乐器，其发声原理为：通过控制按键的接通或断开，使得泥榔头敲击音弦，完成发音功能[7]。吉他属于拨弦乐器，其发声原理为：音弦的震动，引起发声，随即产生的音频信号经过箱体，因共振作用而最终被放大[7]。两者虽然所属类别不同，发声原理也不同，但都是通过弦的振动产生一定频率，从而发出声音。
2.2.1 吉他
吉他属于弦乐。可以通过弦的个数来分类，通常有吹冰根弦，但也有四根弦、八根弦、十根弦、十二根弦的。 “琴头”、“琴颈”、“琴身”这三部分组成了吉他这个整体。其基本结构如图2.1所示。
2.1 吉他基本结构
琴头 (Head) 琴头的主要作用是支撑吉他前端的琴弦张力。而在外观的设计上，琴头正面多半会印有吉他的品牌标志；有些定制的吉他在琴头上镶嵌自己喜爱的装饰图案；有些吉他则会在琴头外缘嵌上护边。
琴身 (Body) 亦可称为共鸣箱。共鸣箱是木吉他发声的最关键的部分，它的整体是由面板、侧板及背板相互连接而成。相较于琴头与指板，琴身的面积较为宽广，因此也是厂商常用来展现吉他装饰艺术的重点部位。吉他的面板与背板都是平面，但是，少数一部分的木吉他由于外观设计，或是声响效果，或是木材用料等因素，导致这类吉他的背板会有些微的弧度。选择面板，侧面板和背面板的木材，是影响吉他音色和响度的决定性因素。