電子樂(le)器的(de)產生(sheng),首先是(shi)模(mo)仿”樂(le)器之王“管(guan)風(feng)(feng)琴(Pipe Organ)。管(guan)風(feng)(feng)琴發明于公元(yuan)前,鼎盛于17世紀。它是(shi)靠水力或人力鼓風(feng)(feng),吹(chui)響與(yu)建(jian)筑物一樣高大的(de)管(guan)子而(er)發音的(de)樂(le)器。
管(guan)風琴(qin)是大型鍵(jian)盤樂器(qi),結構(gou)非常復雜。管(guan)風琴(qin)有(you)手(shou)鍵(jian)盤和腳鍵(jian)盤構(gou)成,有(you)些手(shou)鍵(jian)盤多達4-5層。一架管(guan)風琴(qin)的演奏可以和一個管(guan)弦樂隊(dui)媲(pi)美。管(guan)風琴(qin)結構(gou)復雜,體積龐大,造價昂貴(gui),受演出場地(di)、環境限制,不易搬動。
為(wei)了使(shi)之輕(qing)便,1907年(nian),美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)人T·卡西爾發(fa)(fa)明(ming)了用電(dian)(dian)磁線圈產(chan)生音階信(xin)號的(de)電(dian)(dian)風(feng)(feng)琴(qin)(qin)。1920年(nian),蘇聯人利昂·特里爾發(fa)(fa)明(ming)了”空中電(dian)(dian)琴(qin)(qin)“。1939年(nian),美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)市場上開始銷售”艾倫風(feng)(feng)琴(qin)(qin)“,這(zhe)種(zhong)電(dian)(dian)子風(feng)(feng)琴(qin)(qin)比管風(feng)(feng)琴(qin)(qin)輕(qing)便經濟,普遍用于教學、音樂廳等,因而有一定(ding)市場。至1950年(nian),美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)年(nian)產(chan)電(dian)(dian)子琴(qin)(qin)達10萬臺(tai),接近鋼琴(qin)(qin)產(chan)量。1964年(nian),美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)人穆格發(fa)(fa)明(ming)了合成器。
日本(ben)于(yu)20世紀50年(nian)代從美國(guo)進口電(dian)(dian)(dian)(dian)子琴。1959年(nian),由雅馬哈(ha)(ha)(YAMAHA)株式會社(she)生產(chan)了世界上(shang)第(di)一臺立(li)式電(dian)(dian)(dian)(dian)子琴,取名為”伊萊克通“(Electone),它有(you)三層鍵(jian)盤(pan)。1980年(nian),隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)子集(ji)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的出現(xian),電(dian)(dian)(dian)(dian)子琴開始向小型化發展(zhan),雅馬哈(ha)(ha)等廠家生產(chan)了便(bian)捷式單鍵(jian)盤(pan)電(dian)(dian)(dian)(dian)子琴(Portatone Portasound)。1983年(nian),雅馬哈(ha)(ha)生產(chan)的電(dian)(dian)(dian)(dian)子合(he)成(cheng)器(qi)DX7和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)鋼琴問世。1986年(nian),HX系(xi)統高(gao)級歷(li)史電(dian)(dian)(dian)(dian)子琴問世。我們常(chang)見并熟悉的雙(shuang)排鍵(jian)電(dian)(dian)(dian)(dian)子琴是日本(ben)于(yu)1991年(nian)之(zhi)后生產(chan)的EL,ELS系(xi)列(lie)以及便(bian)攜式雙(shuang)排鍵(jian)DDK7。
在中國,1958年北(bei)京(jing)郵電(dian)(dian)學院研制了一臺(tai)(tai)電(dian)(dian)子(zi)(zi)管單音電(dian)(dian)子(zi)(zi)琴。由于種(zhong)種(zhong)原因,至1977年后,我國才大批生產(chan)電(dian)(dian)子(zi)(zi)琴。1989年,我國年產(chan)兒童電(dian)(dian)子(zi)(zi)琴200萬(wan)臺(tai)(tai),并出口(kou)39萬(wan)臺(tai)(tai)。中國的電(dian)(dian)子(zi)(zi)琴事業正(zheng)在迅(xun)速發展。
電子琴(qin)發展很快,琴(qin)的(de)各項(xiang)功能日趨完(wan)善(shan)。音(yin)色(se)和節(jie)奏(zou)有最初的(de)幾種發展到幾百種。除(chu)寄存音(yin)色(se)外,還可(ke)通過插槽外接音(yin)色(se)卡(ka)。合成(cheng)器(qi)的(de)某些功能,如音(yin)色(se)的(de)編(bian)輯修改、自(zi)編(bian)節(jie)奏(zou)、多軌(gui)錄音(yin)、演(yan)奏(zou)程序(xu)記(ji)憶等也運用到電子琴(qin)上。
電子(zi)(zi)琴又稱(cheng)作電子(zi)(zi)鍵盤,屬于(yu)電子(zi)(zi)樂(le)器(區別于(yu)電聲(sheng)(sheng)樂(le)器),發(fa)(fa)音(yin)音(yin)量可(ke)以自由調節。音(yin)域較寬,和(he)聲(sheng)(sheng)豐富(fu)(fu),甚(shen)至可(ke)以演奏(zou)(zou)(zou)出(chu)(chu)一(yi)個管(guan)弦樂(le)隊的(de)效果,表現力極其豐富(fu)(fu)。它(ta)還(huan)可(ke)模仿多(duo)種音(yin)色,甚(shen)至可(ke)以奏(zou)(zou)(zou)出(chu)(chu)常規(gui)樂(le)器所(suo)無法發(fa)(fa)出(chu)(chu)的(de)聲(sheng)(sheng)音(yin)(如合唱聲(sheng)(sheng),風雨聲(sheng)(sheng),宇(yu)宙聲(sheng)(sheng)等(deng))。另外(wai),電子(zi)(zi)琴在獨奏(zou)(zou)(zou)時(shi),還(huan)可(ke)隨意配(pei)上類似打擊樂(le)音(yin)響(xiang)的(de)節拍伴奏(zou)(zou)(zou),適合于(yu)演奏(zou)(zou)(zou)節奏(zou)(zou)(zou)性較強的(de)現代(dai)音(yin)樂(le)。另外(wai),電子(zi)(zi)琴還(huan)安裝有效果器,如混響(xiang)、回聲(sheng)(sheng)、延音(yin),震(zhen)音(yin)輪和(he)調制輪等(deng)多(duo)項功能裝置,表達各種情緒(xu)時(shi)運用自如。
電子琴是電聲樂隊的中堅力量,常用于獨奏主旋律并伴以豐富的和聲。還常作為獨奏樂器出現,具有鮮明時代特色。但電子琴的局限性也十分明顯:旋律與和聲缺乏音量變化,過于協和、單(dan)一;在模仿各類管(guan)、弦樂器(qi)時,技法略(lve)顯單(dan)調。
電子琴的自動(dong)節(jie)(jie)奏部分,為老師(shi)給學生進行節(jie)(jie)奏感的教學提(ti)供了有(you)利條件。老師(shi)可讓學生合著自動(dong)節(jie)(jie)奏反復(fu)打(da)拍子,甚至(zhi)可以運動(dong)身體,比如合著節(jie)(jie)奏踏步、走步,做操等(deng),從中(zhong)用(yong)心和身體去領略各種節(jie)(jie)奏的律動(dong)。并且可以了解各種各樣的音(yin)樂風(feng)格,增加其綜合音(yin)樂素養。
普(pu)及(ji)型電(dian)子琴的演(yan)奏(zou)有較大一部(bu)分(fen)是(shi)通過自(zi)動(dong)和弦伴(ban)奏(zou)來配(pei)合完成的,在音樂中和弦的連接(jie)推(tui)動(dong)了(le)旋(xuan)律地進行,不同的和聲連接(jie),形成了(le)不同的音樂色彩(cai)。(注:合成器沒有自(zi)動(dong)伴(ban)奏(zou)功能,與此類(lei)似的是(shi)琶音器)
學(xue)習電子(zi)琴比較(jiao)適合5周歲以上(shang)的(de)(de)兒童。我們利用電子(zi)琴的(de)(de)特殊功能(neng),對(dui)學(xue)生進行綜合音樂(le)(le)(le)能(neng)力(li)(li)的(de)(de)培養,以激發(fa)他們從內(nei)心對(dui)音樂(le)(le)(le)的(de)(de)理解(jie)熱愛。孩(hai)子(zi)們一旦掌握了這種能(neng)力(li)(li)便能(neng)發(fa)揮自(zi)(zi)己無窮的(de)(de)創(chuang)造(zao)力(li)(li),自(zi)(zi)如地用音樂(le)(le)(le)的(de)(de)語(yu)言去表達(da)他們內(nei)心中的(de)(de)各(ge)種感受,孩(hai)子(zi)們將更加喜歡音樂(le)(le)(le)、熱愛音樂(le)(le)(le)。
現(xian)代(dai)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子琴(qin)(qin)一般使用(yong)PCM采(cai)樣音(yin)(yin)源(yuan)。所(suo)謂(wei)采(cai)樣就是(shi)錄制(zhi)(zhi)樂器的(de)(de)(de)(de)聲音(yin)(yin),將(jiang)其數字化(hua)后(hou)存入ROM或(huo)FLASH里,然(ran)后(hou)按下鍵(jian)(jian)時CPU或(huo)DSP芯片回放該音(yin)(yin)。甚(shen)至(zhi)有一些(xie)高級(ji)編曲鍵(jian)(jian)盤可以使用(yong)外置(zhi)采(cai)樣(比(bi)如Tyros 3的(de)(de)(de)(de)硬盤音(yin)(yin)色)。現(xian)代(dai)電(dian)(dian)(dian)子琴(qin)(qin)并非(fei)“模(mo)仿”樂器音(yin)(yin)色。它使用(yong)的(de)(de)(de)(de)就是(shi)真實樂器音(yin)(yin)色。當然(ran),力度感(gan)應在電(dian)(dian)(dian)子琴(qin)(qin)里是(shi)必(bi)備的(de)(de)(de)(de)。現(xian)代(dai)波(bo)形記憶(yi)式電(dian)(dian)(dian)子琴(qin)(qin)依然(ran)擁(yong)有濾波(bo)器,振蕩器,同樣可以靠包絡線控制(zhi)(zhi)來制(zhi)(zhi)造和編輯音(yin)(yin)色。甚(shen)至(zhi)在硬件(jian)(jian)電(dian)(dian)(dian)路上加(jia)入或(huo)軟件(jian)(jian)模(mo)擬了老式電(dian)(dian)(dian)子琴(qin)(qin)的(de)(de)(de)(de)FM合成機構。如今(jin)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子琴(qin)(qin)已今(jin)非(fei)昔比(bi),很多(duo)3000~6000的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子琴(qin)(qin)支持更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)特(te)性,比(bi)如Yamaha的(de)(de)(de)(de)PSR-S650支持完(wan)整的(de)(de)(de)(de)XG、GS音(yin)(yin)源(yuan),擁(yong)有真實樂器技(ji)法的(de)(de)(de)(de)兆級(ji)音(yin)(yin)色,16M可以裝入采(cai)樣的(de)(de)(de)(de)可讀寫(xie)ROM,以及音(yin)(yin)序器,伴(ban)奏制(zhi)(zhi)作(zuo)功能。更(geng)加(jia)方(fang)便現(xian)場(chang)演奏和音(yin)(yin)樂制(zhi)(zhi)作(zuo)。
音源參(can)數(shu)有(you)采樣頻率(lv),量化精(jing)度和波形(xing)容量,以及大(da)復音數(shu)幾(ji)個重要的參(can)數(shu)。請詳見(jian)音源條(tiao)目。
當然,一部(bu)分(fen)老式(shi)電子琴是僅僅使(shi)用FM合成(cheng)聲(sheng)(sheng)音的,使(shi)用振蕩器(qi)(qi)來模擬(ni)樂器(qi)(qi)聲(sheng)(sheng)音,只不(bu)過(guo)它已經(jing)退出了市場(chang)。他的工(gong)作原理(li)如下(xia):
振(zhen)蕩(dang)器(qi)(qi)的(de)(de)作用(yong)根據需要產(chan)生一定(ding)頻(pin)率的(de)(de)振(zhen)蕩(dang)信(xin)號(hao),振(zhen)蕩(dang)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)分(fen)頻(pin)器(qi)(qi)分(fen)解成不(bu)(bu)同頻(pin)率的(de)(de)信(xin)號(hao)輸送(song)到(dao)(dao)放大(da)器(qi)(qi),放大(da)器(qi)(qi)將信(xin)號(hao)放大(da),推(tui)動揚(yang)聲(sheng)(sheng)器(qi)(qi)發出聲(sheng)(sheng)音(yin)(yin)(yin)。鍵盤實(shi)際(ji)是一些開(kai)關,如果(guo)沒(mei)有鍵盤,許多種頻(pin)率的(de)(de)信(xin)號(hao)一齊進(jin)到(dao)(dao)放大(da)器(qi)(qi)里,通(tong)過(guo)揚(yang)聲(sheng)(sheng)器(qi)(qi)發出的(de)(de)聲(sheng)(sheng)音(yin)(yin)(yin)就(jiu)會亂七(qi)八糟(zao),不(bu)(bu)成音(yin)(yin)(yin)樂(le)。按(an)(an)(an)下(xia)鍵盤的(de)(de)一支鍵,就(jiu)等于(yu)接通(tong)一只(zhi)(zhi)開(kai)關,只(zhi)(zhi)允許某一種頻(pin)率的(de)(de)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)到(dao)(dao)放大(da)器(qi)(qi)里去(qu),揚(yang)聲(sheng)(sheng)器(qi)(qi)就(jiu)發出一個音(yin)(yin)(yin)來(lai)。這樣,按(an)(an)(an)照一定(ding)的(de)(de)演奏(zou)規律來(lai)按(an)(an)(an)鍵,就(jiu)能奏(zou)出美妙的(de)(de)音(yin)(yin)(yin)樂(le)來(lai)。電(dian)源的(de)(de)任務是給各部分(fen)供電(dian)。
下面進一步(bu)介(jie)紹(shao)振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)和(he)分頻器(qi)(qi)(qi)的工作原理。振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)一般用LC電感(gan)三點振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)電路(lu)。如果(guo)忽(hu)略晶體管、電阻等因素的影(ying)響,則它(ta)的振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)頻率f可由下式決(jue)定(ding):
只要適當(dang)選擇(ze)電感(gan)L和(he)電容C的(de)數值,就(jiu)可以得到(dao)所需要的(de)信(xin)號(hao)頻率(lv)。分頻器是一(yi)(yi)個(ge)(ge)雙穩(wen)(wen)態(tai)電路,即晶體管BG1導(dao)通、BG2截止和(he)BG1截止、BG2導(dao)通兩(liang)種(zhong)穩(wen)(wen)定狀態(tai)。如果在它的(de)輸入端(duan)輸入一(yi)(yi)個(ge)(ge)信(xin)號(hao)脈(mo)沖,它就(jiu)翻轉(zhuan)一(yi)(yi)次,即由一(yi)(yi)種(zhong)穩(wen)(wen)態(tai)迅速(su)變(bian)成(cheng)(cheng)另一(yi)(yi)種(zhong)穩(wen)(wen)態(tai),再(zai)輸入一(yi)(yi)個(ge)(ge)信(xin)號(hao)脈(mo)沖,它又會翻轉(zhuan)一(yi)(yi)次,還原成(cheng)(cheng)起始的(de)穩(wen)(wen)態(tai)。這樣,在它的(de)輸入端(duan)輸入兩(liang)個(ge)(ge)信(xin)號(hao)脈(mo)沖時,在它的(de)輸出端(duan)就(jiu)得到(dao)一(yi)(yi)個(ge)(ge)信(xin)號(hao)脈(mo)沖。就(jiu)是說,輸出信(xin)號(hao)頻率(lv)比輸入信(xin)號(hao)頻率(lv)低一(yi)(yi)半,好像用2除過一(yi)(yi)樣,所以叫二分頻。
電子琴使用(yong)二分(fen)頻電路是(shi)音階規律(lv)的(de)(de)(de)需要。音樂中(zhong)的(de)(de)(de)基本音階的(de)(de)(de)頻率是(shi)按照一(yi)定規律(lv)排列(lie)的(de)(de)(de),以C調為(wei)例(li),音階中(zhong)各音之間的(de)(de)(de)頻率(單位為(wei)赫茲)關(guan)系是(shi):
說明一(yi)(yi)個音(yin)(yin)(yin)的(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)剛好是比它(ta)低(di)(di)(di)八度音(yin)(yin)(yin)的(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)的(de)兩(liang)倍。所以,只(zhi)要(yao)把一(yi)(yi)個音(yin)(yin)(yin)的(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)除以2就(jiu)得(de)到(dao)比它(ta)低(di)(di)(di)八度的(de)一(yi)(yi)個音(yin)(yin)(yin)的(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)。實(shi)現這一(yi)(yi)點就(jiu)需要(yao)使用二(er)分(fen)(fen)(fen)頻(pin)電路。這樣,只(zhi)要(yao)振蕩器產生(sheng)一(yi)(yi)個標(biao)準音(yin)(yin)(yin)的(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)信號(hao),如高音(yin)(yin)(yin)“1”的(de)信號(hao),通過二(er)分(fen)(fen)(fen)頻(pin)就(jiu)產生(sheng)中(zhong)音(yin)(yin)(yin)“2”的(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv),再(zai)(zai)一(yi)(yi)次二(er)分(fen)(fen)(fen)頻(pin)就(jiu)產生(sheng)低(di)(di)(di)音(yin)(yin)(yin)“1”的(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)了(le)。如果(guo)按照鍵盤(pan)上(shang)高音(yin)(yin)(yin)組(zu)的(de)頻(pin)率(lv)(lv)(lv)制作七(qi)(qi)個振蕩器,并將得(de)到(dao)的(de)七(qi)(qi)個音(yin)(yin)(yin)階信號(hao)分(fen)(fen)(fen)別二(er)分(fen)(fen)(fen)頻(pin),便可得(de)到(dao)低(di)(di)(di)八度的(de)一(yi)(yi)組(zu)音(yin)(yin)(yin)階信號(hao);再(zai)(zai)次二(er)分(fen)(fen)(fen)頻(pin),就(jiu)可得(de)到(dao)再(zai)(zai)低(di)(di)(di)八度的(de)一(yi)(yi)組(zu)音(yin)(yin)(yin)階信號(hao)。依此類推,最后,就(jiu)能(neng)得(de)到(dao)鍵盤(pan)上(shang)所有(you)的(de)音(yin)(yin)(yin)階信號(hao)了(le)。
不過,實際上(shang)需要制作12個(ge)振蕩器和更多的分頻器,因(yin)為一組鍵(jian)(jian)盤中還(huan)有(you)五支黑鍵(jian)(jian)。