一、電子琴鍵盤原理

現代的電子琴一般使用(yong)(yong)PCM采樣(yang)音(yin)(yin)(yin)源。所謂采樣(yang)就(jiu)(jiu)是錄制(zhi)樂器(qi)的(de)聲音(yin)(yin)(yin)，將其數字化(hua)后(hou)(hou)存入ROM或FLASH里，然(ran)后(hou)(hou)按下鍵(jian)時CPU或DSP芯片回放該音(yin)(yin)(yin)。甚至(zhi)有(you)一些高級編曲(qu)鍵(jian)盤(pan)可以使用(yong)(yong)外置采樣(yang)（比如Tyros 3的(de)硬盤(pan)音(yin)(yin)(yin)色(se)）。現代電子(zi)琴(qin)并(bing)非“模仿(fang)”樂器(qi)音(yin)(yin)(yin)色(se)。它使用(yong)(yong)的(de)就(jiu)(jiu)是真實樂器(qi)音(yin)(yin)(yin)色(se)。當然(ran)，力度(du)感(gan)應(ying)在電子(zi)琴(qin)里是必備的(de)。現代波形記憶式(shi)電子(zi)琴(qin)依然(ran)擁有(you)濾波器(qi)，振蕩器(qi)，同樣(yang)可以靠(kao)包絡線(xian)控制(zhi)來(lai)制(zhi)造和編輯音(yin)(yin)(yin)色(se)。甚至(zhi)在硬件電路上加入或軟件模擬了老式(shi)電子(zi)琴(qin)的(de)FM合成機(ji)構(gou)。

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如今的(de)電子琴已今非昔比，很多3000~6000的(de)電子琴支持(chi)更多的(de)特(te)性，比如Yamaha的(de)PSR-S650支持(chi)完(wan)整的(de)XG、GS音源，擁有(you)真實樂器(qi)技法的(de)兆級(ji)音色(se)，16M可以裝入采樣的(de)可讀寫ROM，以及音序(xu)器(qi)，伴(ban)奏(zou)制作功能。更加(jia)方便(bian)現場(chang)演奏(zou)和音樂制作。

音源參數有采樣頻率，量化精度和波形容量，以及最大復音數幾個重要的參數。當(dang)然，一部分老式電(dian)子琴(qin)是僅僅使用FM合成(cheng)聲(sheng)音(yin)的，使用振蕩(dang)器(qi)來(lai)模擬樂器(qi)聲(sheng)音(yin)，只不(bu)過它(ta)已(yi)經退出(chu)了市場。他的工作(zuo)原(yuan)理(li)如(ru)下：

振蕩器(qi)(qi)的(de)(de)(de)作用根(gen)據需要產生一(yi)(yi)定頻率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)振蕩信(xin)(xin)號(hao)，振蕩信(xin)(xin)號(hao)通過分頻器(qi)(qi)分解成不(bu)(bu)同(tong)頻率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)輸(shu)送到(dao)(dao)放大(da)器(qi)(qi)，放大(da)器(qi)(qi)將信(xin)(xin)號(hao)放大(da)，推(tui)動揚聲(sheng)器(qi)(qi)發(fa)出(chu)聲(sheng)音(yin)(yin)。鍵盤實際是(shi)一(yi)(yi)些開(kai)關，如果(guo)沒(mei)有鍵盤，許(xu)多種頻率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)一(yi)(yi)齊進到(dao)(dao)放大(da)器(qi)(qi)里，通過揚聲(sheng)器(qi)(qi)發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)聲(sheng)音(yin)(yin)就會亂七(qi)八糟，不(bu)(bu)成音(yin)(yin)樂。按下鍵盤的(de)(de)(de)一(yi)(yi)支鍵，就等(deng)于(yu)接(jie)通一(yi)(yi)只開(kai)關，只允許(xu)某一(yi)(yi)種頻率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)通過到(dao)(dao)放大(da)器(qi)(qi)里去，揚聲(sheng)器(qi)(qi)就發(fa)出(chu)一(yi)(yi)個音(yin)(yin)來。這樣，按照一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)演奏(zou)規律來按鍵，就能奏(zou)出(chu)美(mei)妙的(de)(de)(de)音(yin)(yin)樂來。電(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)任務是(shi)給各部分供電(dian)。

下面(mian)進一步介紹振(zhen)(zhen)蕩(dang)器和分頻(pin)器的(de)工作原理。振(zhen)(zhen)蕩(dang)器一般用LC電(dian)(dian)感三(san)點振(zhen)(zhen)蕩(dang)電(dian)(dian)路。如果忽略晶體(ti)管、電(dian)(dian)阻(zu)等因素的(de)影響，則它的(de)振(zhen)(zhen)蕩(dang)頻(pin)率f可(ke)由下式決定：

只(zhi)要(yao)適當選擇(ze)電感L和(he)電容C的(de)數值(zhi)，就可以得(de)到所需(xu)要(yao)的(de)信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)(pin)率。分(fen)頻(pin)(pin)器是一(yi)個雙穩態(tai)電路，即晶體管BG1導(dao)通、BG2截止(zhi)和(he)BG1截止(zhi)、BG2導(dao)通兩種穩定狀(zhuang)態(tai)。如(ru)果(guo)在(zai)它的(de)輸(shu)(shu)(shu)入(ru)端輸(shu)(shu)(shu)入(ru)一(yi)個信(xin)(xin)號(hao)脈沖(chong)，它就翻轉一(yi)次(ci)，即由一(yi)種穩態(tai)迅(xun)速變成(cheng)另一(yi)種穩態(tai)，再輸(shu)(shu)(shu)入(ru)一(yi)個信(xin)(xin)號(hao)脈沖(chong)，它又會翻轉一(yi)次(ci)，還原成(cheng)起始的(de)穩態(tai)。這樣，在(zai)它的(de)輸(shu)(shu)(shu)入(ru)端輸(shu)(shu)(shu)入(ru)兩個信(xin)(xin)號(hao)脈沖(chong)時，在(zai)它的(de)輸(shu)(shu)(shu)出端就得(de)到一(yi)個信(xin)(xin)號(hao)脈沖(chong)。就是說，輸(shu)(shu)(shu)出信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)(pin)率比輸(shu)(shu)(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)(pin)率低一(yi)半，好像(xiang)用(yong)2除過一(yi)樣，所以叫(jiao)二分(fen)頻(pin)(pin)。

電(dian)子琴使用(yong)二分頻電(dian)路是(shi)音(yin)階(jie)規律的需要。音(yin)樂中的基(ji)本音(yin)階(jie)的頻率(lv)(lv)是(shi)按照一定規律排列的，以C調為例，音(yin)階(jie)中各音(yin)之間(jian)的頻率(lv)(lv)（單位為赫茲）關系是(shi)：

說明一(yi)(yi)(yi)個音(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)剛好是比(bi)它(ta)低(di)(di)八度音(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)兩倍。所以，只(zhi)要(yao)(yao)把(ba)一(yi)(yi)(yi)個音(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)除以2就(jiu)得(de)到(dao)比(bi)它(ta)低(di)(di)八度的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個音(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)。實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)(yi)(yi)點就(jiu)需要(yao)(yao)使用二(er)(er)(er)分頻(pin)(pin)(pin)(pin)電路。這(zhe)樣，只(zhi)要(yao)(yao)振蕩(dang)器(qi)產(chan)生一(yi)(yi)(yi)個標準(zhun)音(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)信(xin)(xin)(xin)號，如(ru)高音(yin)(yin)(yin)(yin)“1”的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)號，通過(guo)二(er)(er)(er)分頻(pin)(pin)(pin)(pin)就(jiu)產(chan)生中音(yin)(yin)(yin)(yin)“2”的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)，再(zai)一(yi)(yi)(yi)次二(er)(er)(er)分頻(pin)(pin)(pin)(pin)就(jiu)產(chan)生低(di)(di)音(yin)(yin)(yin)(yin)“1”的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)了。如(ru)果(guo)按照鍵(jian)(jian)盤上(shang)最高音(yin)(yin)(yin)(yin)組的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)制作(zuo)七個振蕩(dang)器(qi)，并將得(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)七個音(yin)(yin)(yin)(yin)階(jie)信(xin)(xin)(xin)號分別二(er)(er)(er)分頻(pin)(pin)(pin)(pin)，便可(ke)得(de)到(dao)低(di)(di)八度的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)組音(yin)(yin)(yin)(yin)階(jie)信(xin)(xin)(xin)號；再(zai)次二(er)(er)(er)分頻(pin)(pin)(pin)(pin)，就(jiu)可(ke)得(de)到(dao)再(zai)低(di)(di)八度的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)組音(yin)(yin)(yin)(yin)階(jie)信(xin)(xin)(xin)號。依此(ci)類推，最后，就(jiu)能得(de)到(dao)鍵(jian)(jian)盤上(shang)所有的(de)(de)(de)(de)音(yin)(yin)(yin)(yin)階(jie)信(xin)(xin)(xin)號了。

不過，實際上需(xu)要制作12個(ge)振蕩(dang)器和更多的(de)分頻器，因為一組鍵盤中還有五(wu)支黑(hei)鍵。

二、電子琴琴鍵的認識

電子琴(qin)(qin)其實和鋼琴(qin)(qin)的鍵(jian)(jian)盤排列規則是一樣的，只不過電子琴(qin)(qin)的琴(qin)(qin)鍵(jian)(jian)會(hui)比鋼琴(qin)(qin)的小一點。而(er)且鋼琴(qin)(qin)總共有88個(ge)琴(qin)(qin)鍵(jian)(jian)，而(er)電子琴(qin)(qin)的琴(qin)(qin)鍵(jian)(jian)數量有多種，最常見的是61鍵(jian)(jian)電子琴(qin)(qin)，這(zhe)也(ye)是跟鋼琴(qin)(qin)鍵(jian)(jian)盤不一樣的地(di)方。

我們知道，基本音級(ji)一共有7個，分別用數字1234567來表示，音名分別為C， D， E， F， G，A， B，除了音名還有唱名，依次為(wei)Do， Re， Mi， Fa， Sol， La， Si。

那么這些音在琴鍵上如何排(pai)列呢?我們先看一下鍵盤上的黑鍵，我們可以(yi)看到，有2個黑鍵一組的，還有3個黑鍵一組的(de)，交替(ti)排列。我們要記住的(de)是，2個黑鍵左(zuo)邊(bian)的那個白鍵就是Do， Do右邊(bian)的白鍵依次是Re， Mi， Fa， Sol， La， Si。

琴鍵越往右，音高越高，就像(xiang)在爬山；琴(qin)鍵(jian)(jian)越(yue)往左，音(yin)高越(yue)低，就像在下(xia)山。我們再來看黑鍵(jian)(jian)，每一個(ge)黑鍵(jian)(jian)都夾在兩個(ge)白鍵(jian)(jian)之(zhi)間(jian)，說明這個(ge)黑鍵(jian)(jian)和相(xiang)鄰(lin)的(de)兩個(ge)白鍵(jian)(jian)是(shi)有關(guan)系的(de)。