電子琴發(fā)聲的原理是什么
電子琴發(fā)聲的原理是什么
電子琴是一種常見的鍵盤樂器，也是很多人喜歡的樂器之一，那你知道電子琴是怎么發(fā)聲的呢？下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼碾娮忧侔l(fā)聲原理的相關(guān)知識(shí)，歡迎閱讀!
電子琴發(fā)聲原理
現(xiàn)代的電子琴一般使用PCM采樣音源。所謂采樣就是錄制樂器的聲音，將其數(shù)字化后存入ROM或FLASH里，然后按下鍵時(shí)CPU或DSP芯片回放該音。甚至有一些高級(jí)編曲鍵盤可以使用外置采樣(比如Tyros 3的硬盤音色)。現(xiàn)代電子琴并非“模仿”樂器音色。它使用的就是真實(shí)樂器音色。當(dāng)然，力度感應(yīng)在電子琴里是必備的。現(xiàn)代波形記憶式電子琴依然擁有濾波器，振蕩器，同樣可以靠包絡(luò)線控制來制造和編輯音色。甚至在硬件電路上加入或軟件模擬了老式電子琴的FM合成機(jī)構(gòu)。如今的電子琴已今非昔比，很多3000~6000的電子琴支持更多的特性，比如Yamaha的PSR-S650支持完整的XG、GS音源，擁有真實(shí)樂器技法的兆級(jí)音色，16M可以裝入采樣的可讀寫ROM，以及音序器，伴奏制作功能。更加方便現(xiàn)場(chǎng)演奏和音樂制作。
音源參數(shù)有采樣頻率，量化精度和波形容量，以及最大復(fù)音數(shù)幾個(gè)重要的參數(shù)。請(qǐng)?jiān)斠娨粼礂l目。[1]
當(dāng)然，一部分老式電子琴是僅僅使用FM合成聲音的，使用振蕩器來模擬樂器聲音，只不過它已經(jīng)退出了市場(chǎng)。他的工作原理如下：
振蕩器的作用根據(jù)需要產(chǎn)生一定頻率的振蕩信號(hào)，振蕩信號(hào)通過分頻器分解成不同頻率的信號(hào)輸送到放大器，放大器將信號(hào)放大，推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。鍵盤實(shí)際是一些開關(guān)，如果沒有鍵盤，許多種頻率的信號(hào)一齊進(jìn)到放大器里，通過揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音就會(huì)亂七八糟，不成音樂。按下鍵盤的一支鍵，就等于接通一只開關(guān)，只允許某一種頻率的信號(hào)通過到放大器里去，揚(yáng)聲器就發(fā)出一個(gè)音來。這樣，按照一定的演奏規(guī)律來按鍵，就能奏出美妙的音樂來。電源的任務(wù)是給各部分供電。
下面進(jìn)一步介紹振蕩器和分頻器的工作原理。振蕩器一般用LC電感三點(diǎn)振蕩電路。如果忽略晶體管、電阻等因素的影響，則它的振蕩頻率f可由下式?jīng)Q定：
只要適當(dāng)選擇電感L和電容C的數(shù)值，就可以得到所需要的信號(hào)頻率。分頻器是一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路，即晶體管BG1導(dǎo)通、BG2截止和BG1截止、BG2導(dǎo)通兩種穩(wěn)定狀態(tài)。如果在它的輸入端輸入一個(gè)信號(hào)脈沖，它就翻轉(zhuǎn)一次，即由一種穩(wěn)態(tài)迅速變成另一種穩(wěn)態(tài)，再輸入一個(gè)信號(hào)脈沖，它又會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，還原成起始的穩(wěn)態(tài)。這樣，在它的輸入端輸入兩個(gè)信號(hào)脈沖時(shí)，在它的輸出端就得到一個(gè)信號(hào)脈沖。就是說，輸出信號(hào)頻率比輸入信號(hào)頻率低一半，好像用2除過一樣，所以叫二分頻。
電子琴使用二分頻電路是音階規(guī)律的需要。音樂中的基本音階的頻率是按照一定規(guī)律排列的，以C調(diào)為例，音階中各音之間的頻率(單位為赫茲)關(guān)系是：
說明一個(gè)音的頻率剛好是比它低八度音的頻率的兩倍。所以，只要把一個(gè)音的頻率除以2就得到比它低八度的一個(gè)音的頻率。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就需要使用二分頻電路。這樣，只要振蕩器產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)音的頻率信號(hào)，如高音“1”的信號(hào)，通過二分頻就產(chǎn)生中音“2”的頻率，再一次二分頻就產(chǎn)生低音“1”的頻率了。如果按照鍵盤上最高音組的頻率制作七個(gè)振蕩器，并將得到的七個(gè)音階信號(hào)分別二分頻，便可得到低八度的一組音階信號(hào);再次二分頻，就可得到再低八度的一組音階信號(hào)。依此類推，最后，就能得到鍵盤上所有的音階信號(hào)了。
不過，實(shí)際上需要制作12個(gè)振蕩器和更多的分頻器，因?yàn)橐唤M鍵盤中還有五支黑鍵。
電子琴的發(fā)音原理
當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)，能夠發(fā)出聲音。振動(dòng)的頻率不同，聲音的音調(diào)就不同。在電子琴里，雖然沒有振動(dòng)的弦、簧、管等物體，卻有許多特殊的電裝置，每個(gè)電裝置一工作，就會(huì)使喇叭發(fā)出一定頻率的聲音。當(dāng)按動(dòng)某個(gè)琴鍵時(shí)，就會(huì)使與它對(duì)應(yīng)的電裝置工作，從而使喇叭發(fā)出某種音調(diào)的聲音。
電子琴的音量控制器，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)可調(diào)電阻器。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)音量控制器旋扭時(shí)，可調(diào)電阻器的電阻就隨著變化。電阻大小的變化，又會(huì)引起喇叭聲音強(qiáng)弱的變化。所以轉(zhuǎn)動(dòng)音量控制旋扭時(shí)，電子琴發(fā)聲的響度就隨之變化。
當(dāng)樂器發(fā)聲時(shí)，除了發(fā)出某一頻率的聲音──基音以外，還會(huì)發(fā)出響度較小、頻率加倍的輔助音──諧音。我們聽到的樂器的聲音是它發(fā)出的基音和諧音混合而成的。不同的樂器發(fā)出同一基音時(shí)，不僅諧音的數(shù)目不同，而且各諧音的響度也不同。因而使不同的樂器具有不同的音品。在電子琴里，除了有與基音對(duì)應(yīng)的電裝置外，還有與許多諧音對(duì)應(yīng)的電裝置，適當(dāng)?shù)剡x擇不同的諧音電裝置，就可以模仿出不同樂器的聲音來。
電子琴的特點(diǎn)
電子琴又稱作電子鍵盤，屬于電子樂器(區(qū)別于電聲樂器)，發(fā)音
音量可以自由調(diào)節(jié)。音域較寬，和聲豐富，甚至可以演奏出一個(gè)管弦樂隊(duì)的效果，表現(xiàn)力極其豐富。它還可模仿多種音色，甚至可以奏出常規(guī)樂器所無法發(fā)出的聲音(如合唱聲，風(fēng)雨聲，宇宙聲等)。另外，電子琴在獨(dú)奏時(shí)，還可隨意配上類似打擊樂音響的節(jié)拍伴奏，適合于演奏節(jié)奏性較強(qiáng)的現(xiàn)代音樂。另外，電子琴還安裝有效果器，如混響、回聲、延音，震音輪和調(diào)制輪等多項(xiàng)功能裝置，表達(dá)各種情緒時(shí)運(yùn)用自如。
電子琴是電聲樂隊(duì)的中堅(jiān)力量，常用于獨(dú)奏主旋律并伴以豐富的和聲。還常作為獨(dú)奏樂器出現(xiàn)，具有鮮明時(shí)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(xié)和、單一;在模仿各類管、弦樂器時(shí)，技法略顯單調(diào)。
電子琴的自動(dòng)節(jié)奏部分，為老師給學(xué)生進(jìn)行節(jié)奏感的教學(xué)提供了有利條件。老師可讓學(xué)生合著自動(dòng)節(jié)奏反復(fù)打拍子，甚至可以運(yùn)動(dòng)身體，比如合著節(jié)奏踏步、走步，做操等，從中用心和身體去領(lǐng)略各種節(jié)奏的律動(dòng)。并且可以了解各種各樣的音樂風(fēng)格，增加其綜合音樂素養(yǎng)。
普及型電子琴的演奏有較大一部分是通過自動(dòng)和弦伴奏來配合完成的，在音樂中和弦的連接推動(dòng)了旋律地進(jìn)行，不同的和聲連接，形成了不同的音樂色彩。(注：合成器沒有自動(dòng)伴奏功能，與此類似的是琶音器)
學(xué)習(xí)電子琴比較適合5周歲以上的兒童。我們利用電子琴的特殊功能，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合音樂能力的培養(yǎng)，以激發(fā)他們從內(nèi)心對(duì)音樂的理解熱愛。孩子們一旦掌握了這種能力便能發(fā)揮自己無窮的創(chuàng)造力，自如地用音樂的語(yǔ)言去表達(dá)他們內(nèi)心中的各種感受，孩子們將更加喜歡音樂、熱愛音樂。
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