電子琴的發聲原理
電子琴的發聲原理
電子琴是一種鍵盤樂器，它采用大規模集成電路，大多配置聲音記憶存儲器(波表)，那么，在電子琴的發聲過程中，有哪些原理可尋呢?下面就跟隨學習啦小編的步伐一起來了解一下電子琴發聲原理的相關知識吧!
電子琴的發聲原理介紹
現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，將其數字化后存入ROM或FLASH里，然后按下鍵時CPU或DSP芯片回放該音。甚至有一些高級編曲鍵盤可以使用外置采樣(比如Tyros 3的硬盤音色)。現代電子琴并非“模仿”樂器音色。它使用的就是真實樂器音色。當然，力度感應在電子琴里是必備的。現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合成機構。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，擁有真實樂器技法的兆級音色，16M可以裝入采樣的可讀寫ROM，以及音序器，伴奏制作功能。更加方便現場演奏和音樂制作。
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。請詳見音源條目。
當然，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，只不過它已經退出了市場。他的工作原理如下：
振蕩器的作用根據需要產生一定頻率的振蕩信號，振蕩信號通過分頻器分解成不同頻率的信號輸送到放大器，放大器將信號放大，推動揚聲器發出聲音。鍵盤實際是一些開關，如果沒有鍵盤，許多種頻率的信號一齊進到放大器里，通過揚聲器發出的聲音就會亂七八糟，不成音樂。按下鍵盤的一支鍵，就等于接通一只開關，只允許某一種頻率的信號通過到放大器里去，揚聲器就發出一個音來。這樣，按照一定的演奏規律來按鍵，就能奏出美妙的音樂來。電源的任務是給各部分供電。
下面進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可由下式決定：
只要適當選擇電感L和電容C的數值，就可以得到所需要的信號頻率。分頻器是一個雙穩態電路，即晶體管BG1導通、BG2截止和BG1截止、BG2導通兩種穩定狀態。如果在它的輸入端輸入一個信號脈沖，它就翻轉一次，即由一種穩態迅速變成另一種穩態，再輸入一個信號脈沖，它又會翻轉一次，還原成起始的穩態。這樣，在它的輸入端輸入兩個信號脈沖時，在它的輸出端就得到一個信號脈沖。就是說，輸出信號頻率比輸入信號頻率低一半，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律的需要。音樂中的基本音階的頻率是按照一定規律排列的，以C調為例，音階中各音之間的頻率(單位為赫茲)關系是：
說明一個音的頻率剛好是比它低八度音的頻率的兩倍。所以，只要把一個音的頻率除以2就得到比它低八度的一個音的頻率。實現這一點就需要使用二分頻電路。這樣，只要振蕩器產生一個標準音的頻率信號，如高音“1”的信號，通過二分頻就產生中音“2”的頻率，再一次二分頻就產生低音“1”的頻率了。如果按照鍵盤上最高音組的頻率制作七個振蕩器，并將得到的七個音階信號分別二分頻，便可得到低八度的一組音階信號;再次二分頻，就可得到再低八度的一組音階信號。依此類推，最后，就能得到鍵盤上所有的音階信號了。
不過，實際上需要制作12個振蕩器和更多的分頻器，因為一組鍵盤中還有五支黑鍵。
電子琴的產生
電子樂器的產生，首先是模仿”樂器之王“管風琴(Pipe Organ)。管風琴發明于公元前，鼎盛于17世紀。它是靠水力或人力鼓風，吹響與建筑物一樣高大的管子而發音的樂器。
管風琴是大型鍵盤樂器，結構非常復雜。管風琴有手鍵盤和腳鍵盤構成，有些手鍵盤多達4-5層。一架管風琴的演奏可以和一個管弦樂隊媲美。管風琴結構復雜，體積龐大，造價昂貴，受演出場地、環境限制，不易搬動。
為了使之輕便，1907年，美國人T·卡西爾發明了用電磁線圈產生音階信號的電風琴。1920年，蘇聯人利昂·特里爾發明了”空中電琴“。1939年，美國市場上開始銷售”艾倫風琴“，這種電子風琴比管風琴輕便經濟，普遍用于教學、音樂廳等，因而有一定市場。至1950年，美國年產電子琴達10萬臺，接近鋼琴產量。1964年，美國人穆格發明了合成器。
電子琴的發展
日本于20世紀50年代從美國進口電子琴。1959年，由雅馬哈(YAMAHA)株式會社生產了世界上第一臺立式電子琴，取名為”伊萊克通“(Electone)，它有三層鍵盤。1980年，隨著電子集成電路的出現，電子琴開始向小型化發展，雅馬哈等廠家生產了便捷式單鍵盤電子琴(Portatone Portasound)。1983年，雅馬哈生產的電子合成器DX7和電鋼琴問世。1986年，HX系統高級歷史電子琴問世。我們常見并熟悉的雙排鍵電子琴是日本于1991年之后生產的EL，ELS系列以及便攜式雙排鍵DDK7。
在中國，1958年北京郵電學院研制了一臺電子管單音電子琴。由于種種原因，至1977年后，我國才大批生產電子琴。1989年，我國年產兒童電子琴200萬臺，并出口39萬臺。中國的電子琴事業正在迅速發展。
電子琴發展很快，琴的各項功能日趨完善。音色和節奏有最初的幾種發展到幾百種。除寄存音色外，還可通過插槽外接音色卡。合成器的某些功能，如音色的編輯修改、自編節奏、多軌錄音、演奏程序記憶等也運用到電子琴上。
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