電子琴鍵盤原理 電子琴琴鍵的認識

一、電子琴鍵盤原理

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。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。

二、電子琴琴鍵的認識

電子琴其實和鋼琴的鍵盤排列規則是一樣的，只不過電子琴的琴鍵會比鋼琴的小一點。而且鋼琴總共有88個琴鍵，而電子琴的琴鍵數量有多種，最常見的是61鍵電子琴，這也是跟鋼琴鍵盤不一樣的地方。

我們知道，基本音級一共有7個，分別用數字1234567來表示，音名分別為C， D， E， F， G，A， B，除了音名還有唱名，依次為Do， Re， Mi， Fa， Sol， La， Si。

那么這些音在琴鍵上如何排列呢?我們先看一下鍵盤上的黑鍵，我們可以看到，有2個黑鍵一組的，還有3個黑鍵一組的，交替排列。我們要記住的是，2個黑鍵左邊的那個白鍵就是Do， Do右邊的白鍵依次是Re， Mi， Fa， Sol， La， Si。

琴鍵越往右，音高越高，就像在爬山；琴鍵越往左，音高越低，就像在下山。我們再來看黑鍵，每一個黑鍵都夾在兩個白鍵之間，說明這個黑鍵和相鄰的兩個白鍵是有關系的。