钢琴音板作为钢琴的音源部分,其主要功能是将琴弦的振动能量转换成声能传播出去,音板对钢琴音质的好与坏起着至关重要的作用。钢琴振动有着不同于其他乐器的振动特性,因此,了解钢琴音板的振动特性对音质的影响是十分有必要的。本文主要阐述了钢琴的主要传声系统音板的震动对钢琴音色的影响与钢琴音板和音板的各个组成部分相互之间的震动影响。如果想了解钢琴音色和传音的性能,就要对钢琴的音板进行深入研究。只有深入了解音板的震动特性才能制造出音色更加优美的钢琴,把美妙的声音带给千家万户。
一、钢琴音板的历史
钢琴的音域宽广,其振动频率从27.5Hz到4186Hz,因此,对于一块音板来说,要将所有的音都给予同样的辐射是有困难的。几乎所有音板,都不同程度地对极高音区和极低音区的音缺乏灵敏度,甚至对基频不做辐射。
为了解决这一难题,历史上的制作师们曾做过大量的实验,包括材料的变化和结构的变更。除了我们现在常见的木材,还尝试过其它各种材料的使用,例如早期曾使用过金属材料,但因为金属材料缺乏一定的弹性,后来又使用羊皮纸,但由于缺乏硬度,而以失败告终。不仅在单一材料中作出改进,在复合材料领域也有许多改进。结构上,也出现了双音板、分离音板、圆柱式共鸣器、盒式共鸣器,以及杠杆机构和辅助音板等。通过种种的试验与探索,大约在1951年前后,音板的制作出现了固定的模式:音板材料采用云杉,云杉被证明是最理想的音板材料,主要是因为它具有较高的弹性,而又不乏一定的硬度,在木材中云杉质轻而又富有弹性,整块共鸣板由板条拼接而成,木纹沿同一方向,该方向大致与弦码方向相同。
从声学效果上讲,比较理想的音板振动应符合以下三点:1.音板应该能把它从弦振动得来的能量,尽可能避免过多损耗地传递到空气中去;2.从音板辐射出的音,应过滤掉更多的有害泛音和多余的杂音,使其具有较好的泛音结构和足够的响度及持久性;3.音板应该能均匀地增强钢琴整个音域的所有頻率的音的辐射。
二、音板结构与音板震动
音板是由共振板、肋木、弦码、音板框等组成的。共振板像一个薄片,在它的下面粘贴着按照一定距离和方向排列的木条,也就是肋木,在共振板的边缘与音板框紧密相接。在共振板上面,分别固定着中、高音弦码和低音弦码。音板结构对于音质的影响通常可以表现在响度、发音持久性以及音色上。要增强乐器的响度,就要加大音板的弹性;减少共振板的厚度(到一定程度,以出现共振峰频率为条件);增加稳固音板边缘的稳固性;加大音板的面积;使用高而窄的弦码,把弦码的两端安置在肋木上面。而发音持久性减小是因为:音板或其他组成部分的整个质量增大;音板边缘稳固得不牢靠;音板的弹性减小;音板的框架不够沉重;音板上有显著的胶拼缝;弦码与弦接触的支撑面过小等。
而音色是指音板频率特性曲线内谐音的组成。音板的弹性高,在频率特性曲线中谐音的组成就更完整。提高音板的硬度和音板的振动,及靠近它的边缘,都会促进高频率的辐射。如果音板的中间振动,而离边缘较远,那么音板辐射低频就更好。如果音板的各部分相互之间连接得不够坚固,那么对于声学品质就影响极大。
形状和外围尺寸,基本上已被既定的钢琴外轮廓所确定。三角钢琴具有翼形的特征,立式钢琴则为长方形。我们不应该认为音板的外围尺寸越大,钢琴的音质就越好。
