电子琴的发声原理
电子琴的发声原理
电子琴是一种键盘乐器，它采用大规模集成电路，大多配置声音记忆存储器(波表)，那么，在电子琴的发声过程中，有哪些原理可寻呢?下面就跟随学习啦小编的步伐一起来了解一下电子琴发声原理的相关知识吧!
电子琴的发声原理介绍
现代的电子琴一般使用PCM采样音源。所谓采样就是录制乐器的声音，将其数字化后存入ROM或FLASH里，然后按下键时CPU或DSP芯片回放该音。甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样(比如Tyros 3的硬盘音色)。现代电子琴并非“模仿”乐器音色。它使用的就是真实乐器音色。当然，力度感应在电子琴里是必备的。现代波形记忆式电子琴依然拥有滤波器，振荡器，同样可以靠包络线控制来制造和编辑音色。甚至在硬件电路上加入或软件模拟了老式电子琴的FM合成机构。如今的电子琴已今非昔比，很多3000~6000的电子琴支持更多的特性，比如Yamaha的PSR-S650支持完整的XG、GS音源，拥有真实乐器技法的兆级音色，16M可以装入采样的可读写ROM，以及音序器，伴奏制作功能。更加方便现场演奏和音乐制作。
音源参数有采样频率，量化精度和波形容量，以及最大复音数几个重要的参数。请详见音源条目。
当然，一部分老式电子琴是仅仅使用FM合成声音的，使用振荡器来模拟乐器声音，只不过它已经退出了市场。他的工作原理如下：
振荡器的作用根据需要产生一定频率的振荡信号，振荡信号通过分频器分解成不同频率的信号输送到放大器，放大器将信号放大，推动扬声器发出声音。键盘实际是一些开关，如果没有键盘，许多种频率的信号一齐进到放大器里，通过扬声器发出的声音就会乱七八糟，不成音乐。按下键盘的一支键，就等于接通一只开关，只允许某一种频率的信号通过到放大器里去，扬声器就发出一个音来。这样，按照一定的演奏规律来按键，就能奏出美妙的音乐来。电源的任务是给各部分供电。
下面进一步介绍振荡器和分频器的工作原理。振荡器一般用LC电感三点振荡电路。如果忽略晶体管、电阻等因素的影响，则它的振荡频率f可由下式决定：
只要适当选择电感L和电容C的数值，就可以得到所需要的信号频率。分频器是一个双稳态电路，即晶体管BG1导通、BG2截止和BG1截止、BG2导通两种稳定状态。如果在它的输入端输入一个信号脉冲，它就翻转一次，即由一种稳态迅速变成另一种稳态，再输入一个信号脉冲，它又会翻转一次，还原成起始的稳态。这样，在它的输入端输入两个信号脉冲时，在它的输出端就得到一个信号脉冲。就是说，输出信号频率比输入信号频率低一半，好像用2除过一样，所以叫二分频。
电子琴使用二分频电路是音阶规律的需要。音乐中的基本音阶的频率是按照一定规律排列的，以C调为例，音阶中各音之间的频率(单位为赫兹)关系是：
说明一个音的频率刚好是比它低八度音的频率的两倍。所以，只要把一个音的频率除以2就得到比它低八度的一个音的频率。实现这一点就需要使用二分频电路。这样，只要振荡器产生一个标准音的频率信号，如高音“1”的信号，通过二分频就产生中音“2”的频率，再一次二分频就产生低音“1”的频率了。如果按照键盘上最高音组的频率制作七个振荡器，并将得到的七个音阶信号分别二分频，便可得到低八度的一组音阶信号;再次二分频，就可得到再低八度的一组音阶信号。依此类推，最后，就能得到键盘上所有的音阶信号了。
不过，实际上需要制作12个振荡器和更多的分频器，因为一组键盘中还有五支黑键。
电子琴的产生
电子乐器的产生，首先是模仿”乐器之王“管风琴(Pipe Organ)。管风琴发明于公元前，鼎盛于17世纪。它是靠水力或人力鼓风，吹响与建筑物一样高大的管子而发音的乐器。
管风琴是大型键盘乐器，结构非常复杂。管风琴有手键盘和脚键盘构成，有些手键盘多达4-5层。一架管风琴的演奏可以和一个管弦乐队媲美。管风琴结构复杂，体积庞大，造价昂贵，受演出场地、环境限制，不易搬动。
为了使之轻便，1907年，美国人T·卡西尔发明了用电磁线圈产生音阶信号的电风琴。1920年，苏联人利昂·特里尔发明了”空中电琴“。1939年，美国市场上开始销售”艾伦风琴“，这种电子风琴比管风琴轻便经济，普遍用于教学、音乐厅等，因而有一定市场。至1950年，美国年产电子琴达10万台，接近钢琴产量。1964年，美国人穆格发明了合成器。
电子琴的发展
日本于20世纪50年代从美国进口电子琴。1959年，由雅马哈(YAMAHA)株式会社生产了世界上第一台立式电子琴，取名为”伊莱克通“(Electone)，它有三层键盘。1980年，随着电子集成电路的出现，电子琴开始向小型化发展，雅马哈等厂家生产了便捷式单键盘电子琴(Portatone Portasound)。1983年，雅马哈生产的电子合成器DX7和电钢琴问世。1986年，HX系统高级历史电子琴问世。我们常见并熟悉的双排键电子琴是日本于1991年之后生产的EL，ELS系列以及便携式双排键DDK7。
在中国，1958年北京邮电学院研制了一台电子管单音电子琴。由于种种原因，至1977年后，我国才大批生产电子琴。1989年，我国年产儿童电子琴200万台，并出口39万台。中国的电子琴事业正在迅速发展。
电子琴发展很快，琴的各项功能日趋完善。音色和节奏有最初的几种发展到几百种。除寄存音色外，还可通过插槽外接音色卡。合成器的某些功能，如音色的编辑修改、自编节奏、多轨录音、演奏程序记忆等也运用到电子琴上。
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