膜鸣乐器的发声，均属膜振动方式。张紧的膜靠张力作用产生恢复力，而不考虑其劲度。这一点和板振动相反，而与弦振动的情况基本相似。膜振动可以看成是弦振动由'线'到'面'的扩展。但膜比弦的振动方式要复杂得多。弦振动波形和速度是不变的；膜振动中波动的进行并不保持原形，而是复杂多变的。
膜振动的各自然固有频率也与弦相似，有一定的波腹与波节，只是弦上的'节点'在膜上则是'节线'。当外力作用于弦上的某个固有频率的波节点时，这个固有频率即受抑止，从而对音色产生影响。膜振动也有类似情况：当鼓槌敲击在鼓膜的不同部位，或用硬软不同、与鼓膜接触面大小不同的槌头敲击，均会使固有频率发生变化而影响音色。鼓手在演奏中，常利用这些特性使音色产生变化。
膜振动的固有频率数量比弦多，并且分布较散，其泛音和基频之间不是整数倍关系，因此是不和谐的。膜振动的固有频率沿高频方向逐渐变密，即音越高泛音越密。所以鼓音的高低，一般不如弦乐器明显。一般打击在近边缘处，更有利于加强基频。所以定音鼓的正常敲击区，大致在距鼓边约5～10厘米之间。
所有膜鸣乐器的发声，主要来自膜振动，筒体只起共鸣作用。但筒体的容积和形状对鼓的音质有一定影响。底部封闭的鼓筒，其鼓膜的张力受筒腔内空气反作用力的影响，即鼓膜在运动时由于交替压缩鼓腔内的空气而受腔内空气的反作用力，因而固有频率产生变化。如定音鼓一类的锅形鼓，不仅要适当调节鼓膜的张力，由于基频受腔体的影响，还应使鼓筒和鼓膜之间具有适当的耦合关系。双面鼓的两面鼓膜振动基频相同时，腔内空气运动即使两面鼓膜之间相耦合，两者的振幅将交替由大变小。
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