中国广播民族乐团最早使用的低音拉弦乐器，是圆筒形琴箱、蒙以皮膜、设置指板、张三条琴弦的大胡和低胡，1954年进入乐队使用。通过录音、广播和舞台演出，得到广大听众的支持与鼓励。优点虽多，但也存在音响混浊、音色不清晰、音域窄、皮膜受气候影响变化较明显等缺陷。
1955年夏，毕业于中央音乐学院的张子锐分配该团任作曲配器。他采用民间坠胡为原型，扩大共鸣箱，弓在弦外拉奏，制成了大坠胡（此琴现藏于北京中国艺术研究院音乐研究所中国乐器博物馆），解决了低胡之不足，但形象欠佳，演奏员都要排在乐队后排隐蔽演奏，很不满意，乐器的造型也成了重要问题。经过再三搜索乐器形象，张子锐发现蒙古族的马头琴较好，琴弓也是在弦外拉奏，乃采作原型。
1962年，该团乐改小组又在四弦马头琴的基础上有意再改进一步。但因盲目听取一些片面意见，在设计和制作中未能充分考虑传统马头琴的形象，使油漆和纹饰等方面更多地接近了大提琴和低音提琴的色调及模式，实际上是作了一次不恰当的尝试，致使这项乐器改革工作后来又中断了多年，这是值得吸取的教训。
1980年，乐团乐改小组再次开始了低音马头琴的改革。开始由于缺乏全面的考虑，只单一地从缩小乐器体积、减轻琴体重量出发，结果试制出来的两种样琴都因琴体过小而不具备低音乐器的效果。通过总结失败教训，集思广益，反复认真对多种类型的低音拉弦乐器进行测试和比较，最后设计琴箱基本采用传统马头琴的外形，擦弦点部位略向内弯曲，四个琴角修饰为小圆角，既保留了马头琴的造型，又基本解决了运弓不便的问题。琴面纹饰的设计也充分注意到民族特点，色调明朗清晰，具有立体感。嗣后，北京民族乐器厂选派经验丰富的乐器制作师参与制作，共制成四支大马头琴、两支低音马头琴。
大马头琴全长125厘米，按五度关系定弦为C、G、d、a，音域C—c2，有三个八度；低音马头琴全长182厘米，按四度关系定弦为E1、A1、D、G，音域E1—a，有两个半八度。琴体选料细致，工艺精美，低音马头琴的音响效果优于大马头琴，发音清晰、纯正，穿透力强，音色柔和宽厚，四条弦音响均衡、力度变化幅度大，演奏起来得心应心。它们竖立于民族乐队之中，与弹拨、拉弦、吹管和打击诸乐器也颇为协调一致，均被载入《中国乐器图鉴》大型画册中。国内同行对低音马头琴的音色及松驰度等方面都较满意，认为美中不足的是左手下把位演奏有些困难。
1980年11月，中国广播民族乐团曾前往日本进行友好访问，先后在东京、仙台、名古屋和大阪四城市公演。日本音乐家对我国改革的大马头琴和低音马头琴给予了极高的评价。日本东京大学名誉教授、著名的中国音乐史研究专家岸边成雄观看演出后，在《日中友好报》上发表了题为《惊异的乐器改良》评论文章，他写道：“中国的民族乐器改良，在战前（50年代以前）使中国音乐的近代化是通过个人开始的；社会主义新中国成立后，这种乐器改良得到全国规模的迅速发展……（新中国）特别强调了尊重民族传统并使其现代化。”他还写道：“我在日本听民族乐团的演出，连这次可能是第四次了。我认为这次演出，不仅合奏变得强有力了，而且还增加了纤细的美感。这可能是乐器改良进一步发展的结果吧！”他认为中国广播民族乐团是一支规模庞大而又细巧入微、兼有传统魄力和最新乐器改良成果的富有感情和魅力的乐队。东京艺术大学教授、民族音乐家小泉文夫撰文道：“中国的乐器改良方向明确，主要是依据传统、结合时代要求进行改良。音量的增大是必然的要求；大型低音拉弦乐器的改进和增设，扩大了整个乐队的音域，这是一种显著的发明。”日本低音提琴演奏家林木勋先生对改革的低音马头琴非常赞赏，他听完音乐会后迟迟不肯离去，想试奏一下乐团新设计、由北京民族乐器厂制造的低音马头琴。他指出，这是一次非常成功的改良，具有东方民族的特色。
