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电子琴内部结构及发声原理

来源:网络  作者:佚名  时间:2020-06-10  

  键盘式电子琴声音丰富、优美,有变音装置,能发出多种不同的音色,可以作为独特的乐器进行演奏,还能代替传统的风琴、钢琴供音乐课教学。 传统乐器的声音是通过机械的方法产生的,电子琴的声音是用“电”产生的。附图21是一般电子琴结构原理的方框图。

  振荡器是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:

电子琴内部结构及发声原理

  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:

  式中……。

  可以看出,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。