〔高音马头琴〕
1958年—1961年，内蒙古歌舞团马头琴演奏家桑都仍与呼和浩特市民族乐器厂乐器制作技师张纯华等人合作，对传统的小马头琴进行改革。
他们首先从拉弦乐器的共性出发，对共鸣箱、琴弦和琴弓等部件进行了多方面的试验研究。琴箱蒙面试验过蒙羊皮、牛皮、驴皮、马皮、蟒皮和薄木板等质料，琴弦试用过马尾弦、金属弦和尼龙弦等质料。最后改革制成高音马头琴，全长86厘米，共鸣箱适当扩大，箱内设有音梁和音柱，选用透明牛皮蒙面，张以两束尼龙丝弦。琴弓制作借鉴提琴弓的工艺，使弹性增强。琴的音量较大，反四度定弦为d1、a，音域a—a3。它既保持了传统马头琴原有的柔和、深厚的音色，又增加了清晰、明亮的特点。
〔木面马头琴〕
1963年，马头琴演奏家桑都仍与北京乐器厂大提琴制作师周建雄合作，在传统大马头琴的基础上，参照现代提琴的结构和形式，改革制成木面中马头琴和大马头琴。相当于西洋拉弦乐器中的大提琴和低音提琴。
共鸣箱呈正梯形，正、背两面都不蒙皮膜而蒙以薄木板，完全和提琴用材一样，面板使用鱼鳞松（白松）、背板用色木。在面板的边缘，用黑白相间的细木条镶嵌出各种图案或纹饰，在面板和侧板上，开列有对称的音孔，都富有蒙古民族色彩。琴杆正面设置有按弦指板，张有四条金属琴弦，分别采用大提琴弓和低音提琴弓。其演奏姿势、方法和定弦，均与大提琴和低音提琴相同。使马头琴成为一种既有高音又有低音的拉弦乐器。充实了我国民族乐队的配器，扩大了拉弦乐器声部，特别是增强了低音部的音量。
这两种木面马头琴，因设计上过于追求提琴面板那样的弧度，而没有全面考虑马头琴的构造，致使音色浑厚不足、单薄有余，虽然也曾有人使用，但未能推广和普及。遗憾的是，我国优秀的马头琴演奏家桑都仍先生尚未完成改革马头琴的历史使命，就在动乱的1967年与世长辞了。
〔中音马头琴〕
1964年3月，我国第一支中音马头琴改革制成，它是由内蒙古军区文工团设计，呼和浩特民族乐器厂制作的。外形式样和结构均与高音马头琴相同，加长了琴杆，扩大了共鸣箱。琴体全长99厘米、琴头长26厘米、琴杆长41厘米、琴箱长32厘米、底宽26.5厘米。琴箱由四块框板构成，正面蒙以驴皮，背面胶以薄木板，背板里面粘有低音梁，侧板上开有云朵状出音孔，琴箱中支有木制音柱。使用马尾弓在弦外拉奏，音响较浑厚。
20世纪70年代中期，停顿了近十年的马头琴改革工作，又迎来了一个春天。1974年底至1975年初，桑都仍的学生齐·宝力高与呼和浩特市民族乐器厂合作，根据桑都仍老师改革马头琴的经验和他自己在演奏中的实际需要，提出了琴箱改用蟒皮蒙面的设想。经过试验，取得了意想不到的成功。与牛皮相比，蟒皮的防潮性能比较好，发音也灵敏，音色清澈而浑厚。
他们改革制成的中音马头琴，全长100厘米，琴体用色木制作，扩大了共鸣箱，正面蒙以蟒皮，侧板上开有音孔，张两束尼龙弦，琴弓采用富有弹性的提琴弓，音域达到三个八度。使马头琴的改革取得令人瞩目的成果，马头琴的演奏艺术也相应提高到一个新水平。#p#分页标题#e#
1980年，这种中音马头琴曾在全国少数民族文艺会演中亮相，用它独奏的《四季》、《青松》受到欢迎和好评。但仍存在连阴天塌皮落调、尼龙弦对温度变化非常敏感以及杂音等问题。
〔膜板马头琴〕
70年代，吉林省歌舞团周润林等人，依据桑都仍的改革经验，研制出膜板结合式马头琴。
琴体保持了传统外形，全长128厘米。在共鸣箱木制面板的中央开有椭圆形洞框，其上蒙以蟒皮为膜面，琴箱内支有音柱，尝试着为马头琴增设了弧面指板，改两弦为三条金属弦。按四、五度关系定弦为A、d、a，音域A—c2。采用压弦奏法。经哲里木盟歌舞团试用，音响效果良好。既可演奏缓慢悠扬的曲调，也可演奏快速活泼的旋律。它不仅保持了皮膜发音的特点，还发挥了木质面板的作用，消除了皮膜产生的杂音，使音量明显增大，音色优美而刚健。
〔木面中音马头琴〕
20世纪80年代，马头琴演奏家达日玛、乌红星与马头琴制作技师李福明、周印等人合作，进行了对鱼鳞松面板和金属琴弦的试验。他们首先根据皮革膜面的振动幅度，相应地调整了木制面板的厚度分布，使研制的木面中音马头琴，既保持了传统音色特点，又彻底解决了皮面琴的塌皮落调问题。
这种木面中音马头琴，共鸣箱呈正梯形，四角微圆。琴箱长33厘米、上宽19厘米、下宽28厘米、厚7厘米，面板弧高1.5厘米、背板弧高1.3厘米，面板中部偏上置琴马，两侧开有两个对称的奔马形音孔。有效弦长（山口至琴马）50厘米、山口高2厘米、琴马高2.6厘米。金属琴弦是在原大提琴弦的基础上，再增加多根裸体细钢丝，经多股合绳成为核心弦后，再外缠一层压扁的合金铝丝而成。这种金属缠弦，既保持了马头琴固有的浑厚音色，又解决了原来琴弦的跑弦和杂音问题。
1984年6月，这项成果经北京全国乐器质量检测中心技术鉴定认为：材质优良，工艺精湛，造型美观，具有民族特色；发音灵敏，音色高音清脆、结实，中音纯净、柔和，低音浑厚。木面中音马头琴获1988年呼和浩特市科技成果一等奖、内蒙古自治区科技成果三等奖。有关乐器专家学者认为：这种马头琴适于独奏、合奏或伴奏。发音集中、穿透力强、音量大，保持了民间马头琴的演奏方法和独特音色，并提高了艺术表现力。
