电子琴的键盘认识 电子琴键盘的工作原理

brun

电子琴的键盘认识 电子琴键盘的工作原理
一、电子琴键盘的工作原理
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。

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二、电子琴的键盘认识
钢琴的是规定了统一标准的，不是88键的琴人们还不要呢。而电子琴是样子是变化的、个性化的、根据不同的需要而做的。早期还有49键的电子琴。乐器并不以键数分贵贱。否则，手风琴才41个键。管乐器才那个几个孔儿，弦乐器才4根弦，这怎么说呢？
设计的时候，发现61键对电子琴是很合适的。所以采用了这个数字。而为了适应不同的场合和不同用户的品味，目前的电子琴也有73键和88键的。另外，我的电子琴是118键的。我还见过147键的电子琴。所以，在钢琴中“键数”这个规定在电子琴中并不那么适用。
对于61键的琴，再高的音怎么办？因为2000多块以上的电子琴基本都有把键盘调高八度的功能。也就是说，可以弹中音do，却发出高音的do，电子琴可以近似发出各种乐器的声音。而各种乐器的音域并不像钢琴那样宽。所以，在电子琴上用很高的音和很低的的机会明显比钢琴要小。所以，对于一般的用户来说，也不是很必要花高价去制造使用率不很高的音域。
电子琴的样子，恰恰就是为了便于携带而设计的。它的优势不能说成弱势。事实上，有立式电子琴。只是它的出镜率不那么高而已。

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