业余自制电子琴，上古模数电

本文作者田进勤是中国早期合成器的先驱人物，“老魔法师”。

一些背景链接：

电子乐器史视频存档：弦控式电子琴（1979）

田进勤老师研发的电子民乐琴，能模拟各种民族乐器

探索早期中国合成器历史，被遗忘的40元国产合成器【官方纪录片】中文字幕

这篇专栏转载自《无线电》杂志，1983年2~4期，1983年4期。整理供感兴趣的朋友考古、甚至复刻或参考。（前辈太强了，分立件手搓才是模电的魅力有木有~）

以下是正文：

 编者按：本刊（指《无线电》杂志）陆续地发表了有关电子乐器的文章后，收到了很多读者来信，要求介绍适合业余爱好者制作的多功能电子琴。为满足广大读者的要求，我们特意请作者设计、制作了这台电子琴。

    该琴的主要特点是在表现能力上具备了多音色旋律演奏、和声伴奏（手动和自动）及打击乐节奏伴奏（手动和自动）等多种功能。演奏效果较好。为便于业余条件下学习和演奏，作者特意设计了一种等音程排音键盘，这样，只要学会一种调高的演奏方法，就可以用同样的手法自由演奏12种调高的任何一种。

    作者考虑到业余制作的条件，在不过分影响琴的效果的情况下，尽可能地简化了设计和结构。

    本琴为多功能键盘式电子琴，其各组成部分见图1。其中旋律部分为多音色单音键盘琴（37键）可以模仿某些乐器如笛、萧、单簧管、双簧管、大管、号、提琴等的音色及合成多种特殊音色。音域包括三个八度音程。由4个音色滤波器润饰音色。频谱合成采用电位器实现，这样可以取得更满意的音色效果。

    和声伴奏部分主要用来为旋律演奏作伴奏，它有三个独立的振荡器，因此可以演奏出大三和弦、小三和弦及部分不谐和和弦。此外，还可以自动演奏和声节奏，对于不熟悉左手演奏的人十分方便。当然这部分也可以单独用来演奏和声或副旋律。伴奏部分的音域为两个八度，其音色变换使用开关式的频谱合成，以使结构简化（有27个键）。

    这两部分都设有按键噪声消除电路，使声音纯净悦耳。

    第三部分为自动打击乐节奏器，为便于业余爱好者制作，采用了环状分配器作的时序脉冲发生器，这样就省去了较为复杂的编码和译码装置。它有持续打击、随键打击及手动打击三种伴奏功能，使伴奏打击花样新颖多变。打击乐音色设置了四种：大鼓、小鼓、实芯梆子和竹片，用开关变换节奏内容，可以打出2/4、4/4和3/4类型的节奏。自动打击乐节奏器有持续打击和随键打击两种方式，前者与旋律演奏无关，独立作响，后者只有在按下旋律键盘的任何一个琴键时，才同步启动和停止，不仅明显地增强了乐曲演奏的完整性，而且还可以连打重击音头。

    放大器和电源部分读者可以自配，本文给出的这部分电路可供参考，这个自倒相功率放大器在电源电压为24伏时，可以得到6瓦不失真功率。

    电路见图2，下面分别介绍各组成部分的工作原理。

    颤音振荡器：由F1、F2两个非门组成，是一个方波振荡器，调节W1可以改变颤音频率，与其串联的电阻R2可以用来限制频率上限。为了获得近似正弦波形的颤音调制信号，使用了由R3、R4和C3组成的积分电路，将方波变为近似三角波，再去调制音调振荡器。另一路颤音输出是送去调制伴奏部分的三个音调振荡器的。为简单起见，本电路没用电位器调节颤音幅度，而是用电阻R4固定颤幅。

    音调振荡器：由晶体管BG1、BG2等组成，是一个有深度正反馈的自激多谐振荡器，起振容易且有较宽的频率范围。音调振荡频率由一串电阻R0（37只电阻）通过琴键接点来改变。这些电阻实际上是该振荡器BG1基极的上偏置电阻。当按下某一琴键时，就有部分电阻通过钢丝弦AB接向电源+EC，使振荡器产生一定音高的振荡频率。

    频谱合成器：由四级二分频器和电位器W2～W5组成。四级分频器将C5耦合过来的音频信号的频率分别降低为原来的1/2、1/4、1/8和1/16，从各触发器Q-端输出。将电位器W2～W5分别调在不同位置。就使各Q-端输出的信号按不同比例经R11～R14和C10加至音型门管BG3的基极，等待输出。因为用电位器可以作“无级调节”，因此，可以获得各种较为满意的音色。

    音型门及抑噪电路：一种乐器的发音应当有适当的发生、发展和衰减过程，给人以美感，这种变化过程我们叫它直型，不同的音型可以反映出吹、拉、弹、击等不同声音起伏效果。起这种作用的电路叫“音型门”，为简单起见，我们这里只设计了吹、拉音型门（BG3）电路。

    为消除按、放键时产生的“克力”声，本文设计了一种抑噪电路。这种抑噪作用也借助于音型门来实现，所以我们把这两部分放在一起来叙述。

    当按下某一琴键时，琴键触点首先和带正压的钢丝弦线AB接通，振荡器立即起振，产生了一个前沿“克力”声，但因这时音型门管BG3基极上没有足够的偏压使它由截止区进入放大区，所以这一噪声及其后的正常振荡都不会被我们听见，消除了前沿“克力”声。继续按下琴键时，使钢丝弦线AB和导电板MN接触，电源+EC便经R18、C25积分（缓冲），然后再经R19加至BG3的基极，BG3导通，经C10耦合过来的频谱合成信号才得以通过并放大。如果继续按着琴键，就得到持续音响。

    放键时，随着触键压力的减小，钢丝弦AB先和MN断开，这时音型门管BG3截止，虽然振荡器仍在振荡，但振荡信号已不能从音型门输出。最后当琴键脱离AB弦时，振荡器停振，并产生一后沿“克力”声，但因BG3已截止，“克力”声没被输出。需要说明的是，音型门的开、闭速度不能过快，否则它也会产生“克力”声。为此图中加了缓冲电路R17、R18、C11，当按键使弦AB和MN接触时，由于电容的积分作用，减缓了BG3的开启速度；当放键时，AB与MN脱开，由于C11的放电作用，减缓了BG3的关闭速度。

    音色滤波器：本琴用了四个简单的无源滤波器，目的着重于形成音色对比，而没有着重于改善音色。为了取得明显的效果，在滤波器和音型门之间设置一个射极跟随电路。

    四种滤波器可分别由开关Ka～Kd接通后至音量控制电位器W6，将信号输出。但也可以把开关组合使用，以取得更多的音色变化。第一个滤波器是高通型的，适合表现明亮、高亢、色彩鲜明的音乐效果，如曲笛、小提琴等；第二个滤波器是用LC并联谐振回路实现的带通滤波器，适合表现柔和、甜美、圆润的音乐效果，可用于模拟双簧管、大管（巴松）、圆号、洞箫等乐器；第三个滤波器是宽带带通型的，滤除低音、高音信号，因此适合表现静穆含蓄、幽思单调气氛可模拟长笛、新疆笛等乐器；第四个滤波器是低通型的，适合表现浑厚、端庄的音乐气氛，可用于模拟单簧管、大号、乐器群等。

    当然，并不是单靠这些滤波器就能得到许多音色，而是先用频谱合成器得到基本的音色后再用滤波器加以润色才会有较好的效果。此外，主观音色感还与音头、音尾的变化性质及音阶的微变过程有很密切的关系，而这些在键盘式电子琴中就不象在弦控式电子琴中那样容易实现。

    旋律演奏部分的印刷电路板示于图3。其中电感线圈L因体积较大，固定在印刷电路板外。

    这部分由三个形式上完全相同的电路组成，见图4所示，图4中只是详细地画出了一个电路，其余两个因相同就用方框代替。图4电路与图2电路很相似，不同之点在于：①没有颤音振荡器而是共用图2中的颤音振荡器；②该图中的频谱合成器采用CMOS电子模拟双向开关，由四刀组合开关K01～K04控制其通断，达到组合分频器输出信号的目的。下面以第一路为例，说明其工作过程。

    从图2颤音振荡器a点输出的颤音电压经图4的R1加至音调振荡管BG1的基极，使音调受颤音调制。当按下和声伴奏部分的相应琴键后，音调振荡电压经C3加至四级分频器的第一级的输入端（C端），于是从四个分频器的Q-端就分别送出了f／2、f／4、f／8、f／16各分频的谐波，f为音调振荡频率。假设将四刀组合开关中的K01、K03接通，便有正压加至CMOS双向开关S1a、S1c的控制端E1和E2，使这两个开关导通，于是二次和八次分频谐波（f/2、f/8）就经C4、R12和C6、R14在电阻R16上汇合后送至第一路音型门管BG3，等待输出。

    其余两路的工作过程与第一路完全相同，由于用四刀组合开关同步地控制各路双向开关，所以音色变化完全统一。

    电路中消除“克力”声的方法与前面叙述的相同。

    三路独立产生的音调信号分别经隔离电阻（第一路为R16）送至射极跟随器BG4，在降低输出阻扰后送至BG4放大，放大后经C14、R34耦合至图2中的音量控制电位器W6输出。同时加在BG5基极的还有来自打击电路的输出信号。

    要使三个振荡器达到演奏和弦的目的，必须对各振荡器的音名分配作一合理选择，以便能演奏出尽可能多的和声类型。上表是这个琴的排音规律（表中按C调唱名排出）。

    由表可以看出，只要所和声的唱名不在同一横行，都可以产生出和声关系。按着这种排音方法，绝大部分大三、小三和弦及许多不谐和弦都可以和出。

    图4中的m1、m2、m3点及n1、n2、n3点是和自动节奏电路部分配合打和声伴奏用的，这将在后面谈到。

      图5是图4的印制板（1∶1）。

    这部分采用了环状分配器作的时序脉冲发生器。先简单地介绍一下环状分配器的工作原理。

    我们知道，D触发器的控制端CP（简记作C）受一正脉冲或正阶跃电压激励时，其输出端Q究竟出现高电位（“1”）还是低电位（“0”），这主要看受激前预加在D端的是高电位还是低电位。如果当时D端为“1”，则脉冲激发后，Q端为“1”；若当时D端为“0”，则受激后，Q端就为“0”。可见Q端的电位总是与受激前D端的电位保持一样。利用这个特点，我们把几个D触发器的D、Q端串联起来，形成一个环（如图6），并用预先置位的方法，使其中一个触发器的Q端为“1”，其余触发器的Q端为“0”，再将所有触发器的控制端C并联起来，同时加入时钟脉冲（拍点脉冲），就可以实现脉冲的时序分配。

    图6给出由4个触发器组成的环状分配器的原理示意图。人为地把第一个触发器置位端S1接高电位，其余触发器的置位端S2、S3、S4接低电位；把第一个触发器的复位端R1接低电位，其余触发器的复位端R2、R3、R4接高电位。这样，在送入拍点脉冲前，先按下按钮K，使S1、R2、R3、R4接地位。松开K后，Q1端为“1”，D2端为“1”，其余各Q端均为“0”，这时环状分配器处于准备状态。当第一个拍点脉冲加至C1端时，电路状态就变为Q2端为“1”，Q1、Q3、Q4端为“0”，而D3为“1”，D1、D2、D4为“0”，即高电位“1”由Q1端转移到了Q2端。同理，第二个脉冲输入时，电路就变为Q3为“1”，其余Q端为“0”。此后，每输入一个拍点脉冲，高电位就向右移动一位，并不断循环，完成脉冲分配器的作用。

    图7是自动打击乐伴奏部分的具体电路。环状分配器是由两块双D触发器组成的。该电路不加任何变动，就能打出4／4节奏。若想打出3／4节奏，就要断掉第4个触发器，使前3个触发器组成一个分配环。为此，加了开关K2，以完成4／4、3／4拍节奏转换。

    为了使响点清晰分明，每个触发器的Q端都经过一个微分电路（C2R17、C3R18、C4R19、C5R20），将矩形的时序脉冲变为尖脉冲，这样就可以对各打击乐音色模拟电路实行瞬间“敲击”。使用二极管D1～D4可以消除微分后负的尖脉冲所产生的冲击噪声。

    图7左上方是拍点脉冲发生器和自动节奏启动控制电路。拍点脉冲发生器由CMOS非门电路F1和F2 组成，时间常数（R2+W1）·C1取得较大，以便产生适当的拍点速率。为了可靠地触发环状分配器，其输出经过了两个串联的非门F3和F4，使拍点脉冲的前沿变得很陡。

    非门F5、F6和双向开关S1、S2等组成启动控制电路。当打击方式选择开关K1在图示位置时，是“随键打击”档。如果这时没按琴键，＋9V没接到F5 的输入端，F5的输出端为高电位，S1处于导通状态，S2则处于关断状态。因A点经S1短路到地，所以拍点脉冲发生器不工作。这时+EC（9V）经电阻R4加向环状分配器的置位端，使触发器的输出状态Q1Q2Q3Q4 为1000。这时如果按下任何一个琴键，高电位（＋9V）便加向F5的输入端，它把这个高电位变为低电位使S1阻断。A点与地断开，于是拍点脉冲振荡器开始工作。与此同时，键控高压也把S2打通，使环状分配器的S、R端全部接地，并开始接受外来脉冲而作步进转移。因为只有连续按着一个琴键或无间隙地改按琴键时，分配环才能连续步进，所以每当断续击键时分配环都要从原始状态开始起步，这使打击花样更为增多，并保证了自动节奏与旋律演奏同启同停。晶体管BG1是用来防止停键“误击”的。如果没有它，每当旋律停奏时，将因分配环恢复“0”态而使Q1的高电位冲出去打击第一个声模拟电路，发出不应有的“误击”响声。有了BG1以后，每当停奏时，因S2阻断，F6 的输入变为高电位，输出变为低电位，通过电阻R5、R6使BG1的基极为低电位，于是BG1截止，阻断了Q1高电位的输出，避免了“误击”响声。

    当开关置于“持续打击”档时，非门F5的输入端就接在+EC上，它的输出端为低电位，双向开关中的S1阻断，A点不接地，拍点脉冲发生器工作。此时，＋EC也使S2接通，使环状分配器的S、R端全部接地，以便开始接受拍点脉冲并作步进转移。因为K1已与主旋律键控电路断开，所以不管按键与否，自动打击乐伴奏部分都工作，有自动打击节奏输出。若要停止这种持续打击，应将电位器W1调到最小，使拍点脉冲发生器停振，或将打击音量电位器关死。

    K3是节奏配器开关，由一个自制的四刀组合开关担任。如果四刀都不接通，或只接通任意一个，则节奏器按“每器一击”的方式顺序作响。当按下某两个或三个开关时，就有几种声音在某些拍点上同时作响，使“敲击”花样发生了变化。

    按键开关AN1～AN4是手动打击开关。把W1调到最小，使拍点脉冲源停振，这时就可以一边用右手演奏旋律，一边用左手配合打“鼓点”。此外，手动打击也可以和自动打击并用，在自动打击的基础上，增打各种响点。

    图7右边是该琴所使用的四种打击乐器的音响模拟电路。低音大鼓（BG3）和中音鼓BG5是形式上完全相同的电路——双T型受激振荡器，只是振荡频率不同。振荡频率主要取决于双T电路参数。当R26=R23/2=R24／2＝R/2、C11=2C12＝2C13=2C14=2C时，振荡频率f=1／2πRC。当R26＞R／2时，电路将停振；当R26＜R／2时，电路将起振。实际上由于分布参数和使用元件数值上的误差的影响，只有当R26＜R／2一定数值才起振，因此我们可以调节R26，使电路刚好不起振，这时若向BG3的基极注入一正脉冲，电路将受激起振，并维持一段阻尼振荡过程后才停振，这就形成了鼓音声效。增大C或R，可使鼓音变低，反之则变高，因此用该电路可以得到多种鼓声。图中受Q2输出脉冲触发的是低音鼓电路，受Q4输出脉冲触发的是小鼓（中音鼓）电路。

    实心梆子和小竹片（类似于沙锤音色）不仅电路形式一样，而且还共用一个线圈，使制作方便。这个电路的基本原理是Q1、Q3输出的触发脉冲加到BG2、BG4的基极，放大后再经C10（或C16）加至L、C17组成的谐振槽路，并形成衰减振荡，经C18输出。只要谐振槽路的频率适当就可以形成大、中、小板、空心梆子、实心梆子、小竹片等各种声效。

    所有打击乐电路经隔离电阻R28、R31和R37汇集到音量电位器W2，再经R38隔离后送至和声伴奏电路（图4）的末级放大器BG5的基极，放大后输出。电容C15也可以不用，用它时，可将大鼓（低音鼓）声音变得柔润。

    图7左下部分的二极管逻辑电路是用来实现自动和声伴奏功能的。K4是和声伴奏方式开关。当K4在“手动伴奏”档时，分配环来的脉冲先通过时间常数较大的微分电路（C6R12、C7R13、C8R14、C9R15）微分成尖脉冲。这些尖脉冲一部分通过二极管D5～D14、R11到地，另一部分通过D15～D17加到m1、m2、m3点，因这部分信号较小，不足以改变图4中三个音型门的原来工作状态；这时由于图7中BG6是处于截止状态，所以n1、n2、n3点开路，不影响图4中电路工作。这时和声伴奏电路仍按手动键的规律进行和声。

    当把图7中的K4置于“自动和声伴奏”位置时，这时因+Ec接入到R11的一端，BG6因有正常偏压而工作，并进入饱和状态。这时n1、n2、n3三点到地基本短路，于是把图4中的手动控制输出短路；另一方面由于二极管D12～D14截止，所以自动拍点脉冲电压不会被二极管D12～D14短路，而加到图4中三个音型门的输入端。这时和声伴奏手动键只控制和声音阶的选择，而和声伴奏节奏规律则受自动打击乐分配环的控制。按图7中的二极管接法，打出的和声节奏形式是单音及三和弦交替进行的。

    图8是图7的印制板（1∶1）。

    图9是本琴用的功率放大器和电源电路。为了得到较大的输出功率，功放电路用了24伏电源电压，这样同时也把演奏和声时的互调失真减小到了很低的程度。

    电源用9伏供电，主要是照顾到使用次品CMOS集成电路。稳压电源使用了集成稳压块WB724HB电路，调整方便。

    图10是这两部分电路的印制板（1∶1）。

    本琴中用的晶体管除图中已注明的，所有的NPN管均用3DG6，β值在 50～100为好。所有的PNP管均为3AX31B（用3CG型的更好），要求穿透电流尽可能小，β为 50～150。所有的非门均用 C003或C033，它的每片上有6个非门，图2和图7各用了一块。频谱合成器及环状分配器中用的触发器都是C013或C043双D触发器，图2和图7中各用了两块，图4中用了6块。图4和图7中用的双向模拟开关为C514或 C544，每一块上有四个开关，图4中用了三块 C514，每块的四个开关都用，图7中只用了一半C514。所有这些CMOS集成电路只要功能不缺就可以，对功耗及工作速度均不必严格计较。

    图中未注明的二极管均用2CK或2CP型，要求正向电阻尽可能小，反向电阻尽可能大，反向击穿电压＞20伏即可。电源中的两组二极管的反压应分别大于50伏及100伏。

    电位器一般用直线型（X型）的，而W2～W6最好用指数（Z）型的。电路中的电容器一般用涤纶电容、铁电陶瓷介质电容都行，但是音调振荡器中的电容器不要使用铁电陶瓷介质的，用涤纶电容为好。图中电阻要求不严格，一般都可用1/8瓦的普通碳膜电阻，与音调有关的电阻最好用金属膜电阻。

    本琴音色滤波器中和打击乐模拟电路中各用了一个电感线圈，它们都用了内径为19mm、外径为31mm、高为10mm的环状磁心，用线径为 0.2～0.3mm的漆包线分别绕1500～3000匝及500～1000匝。读者也可以用手头现有的晶体管收音机输入变压器赏试代用，只要Q值不是很低（Q>2～7）就行。

    琴键是用罐头盒铁皮作的。琴键分为两种规格，一种如图11（a）所示的尺寸，需要作31个;另一种宽窄大小与（a）相同，只是矮些，把a图中的20mm换成15mm就行了，这种键需要作33个。制作时，按图11（a）实线剪下两种尺寸的铁皮，然后沿着图示的虚线，参照图b、c、d的顺序折成琴键。有条件时，可在键的面上贴上有机玻璃，使琴键美观。

    每个琴键分别焊在每个键身上。各键身大小一样，键身尺寸见图12（a），也是用罐头盒铁皮作的。为了使键身与导电弦线接触良好，键身的下面加了用磷铜片作的触片，触片的尺寸见图，键身与触片是用铆钉固定的。为了使键身随着键按下时，接触平稳，在键身下面还焊上了用磷铜片作的扶键簧片，该簧片的尺寸见图 12（b）。琴键分别焊在键身上，两种琴键与键身的装配见图12中的（c）。

    三组开关（图2中的Ka～Kd、图4中的K01～K04、图7中的K3）是自制的四刀组合开关。制作时，把磷铜片按图13样子剪好、弯好。按钮用圆的或方的塑料棍或塑料块粘在磷铜片上。当按下某一个或多个键时，b铜片前端卡在a铜片里被锁定，再按另外的键时，这些键会自动弹起，而a片又将刚刚按下的键锁住。这种开关的安装、组合图13已全部给出。供仿制者参考。虽然开关简陋些，但使用效果还是不错的，另外也非常经济。

    手动打击开关也是用磷铜片作的，制作、安装见图14。

    导电弦线是用27#左右的扬琴弦作的。

    图15给出了旋律音阶板和导电板，伴奏音阶板和导电板的尺寸。

    琴键的组装需要说明一下，旋律组的琴键规格比较统一，键高只有两种形式，高一些的键焊在键身的中部，低些的焊在键身的靠外端。把键身尾端焊在旋律音阶板的上面时，要使琴键象图16那样分配。按下琴键时要保证琴键外端的小触片正好稳妥地压在导电弦线上。扶键簧片的末端在音阶板上的焊点要焊得比键身末端在该板上的焊点靠前些，并保证给键身一个有力的向上扶的弹力。

    伴奏部分的琴键组装方式与此完全相同，只是因为各键要分别控制第一、第二和第三个振荡器，所以它们的触片位置不会都在键身的顶端，而是相应于表1的音名关系分别装在键身的顶端、中部和靠里些的位置上，并且要使各触片分别准确地对准三根导电弦线，弦线用小弹簧拉紧。装弦线时，应将它上面的油污彻底清除干净，否则会使发音含混和音调不稳。

    在音阶板上，除了焊着有琴键和扶键簧片的末端外，还要焊接调音电阻（音阶电阻）。最理想的方法是用一些体积很小的短形螺旋电位器（470Ω～4.7 K）串联起来调音，这样虽然费用高一些，但音准指标要高得多，而且会大大减轻调音难度。当然为了简单和取材方便，也可以用电阻（以串、并联的方法达到标准取值）来实现音阶调整。或者用片状微调电阻与固定电阻相串联，来担任调音电阻。

    印制电路板装在基座下面。相对位置如图17所示。

    整个琴的安装见封二。

    如果单从音阶电路板或“内键”（键身）上看，该琴的排音规律与一般键盘琴的内部音位并无区别，都是半音递增的，但从“外键”（按片）上看，排音规律就不同了。我们知道，在普通键盘上相邻白键的音程一般是大二度（全音），但E和F、B和C音之间却是小二度（半音）。这样演奏C调时固然十分方便，但在演奏C调以外的其余11个调高的乐曲时，就必须借助于使用不同的黑键（半音键）来达到，而且12种调就有12种演奏方法，这对非职业演奏的乐器爱好者来说很难完全和熟练地掌握。本琴试用等音程排键法，使琴键分为前、后两排，每排的相邻两键的音程都是一个全音，而前、后相邻的任意两键之间的音程都是半音。（参看图16的音名标注）。这样如果 do（1）、  re（ 2）、mi（ 3）在前排键按出，  fa（ 4）、  so（ 5）、  la（ 6）、si（ 7）就要在后排键上按出。反之，当 do、  re、  mi在后排按出时，fa、so、la、si就要在前排按出，这就是使用这种键盘的全部手法。当需要转调演奏时，你不必有任何为难，只要把手移高或移低几个琴键，照着原来的办法继续演奏就是了。这样只要学会一种演奏手法，12种调高便都可以同样灵活地演奏了。

    当然，已有较好的键盘琴演奏基础的爱好者可不必采用这种键盘方式，只要不在健身上焊接这种按片，而直接作一个大小合适的普通键盘（外键），使它们的黑白键正好能压动本琴的电气键片（内键），就可以照一般方法演奏了。

    使用等音程排键方法后，和声伴奏的手法也统一了：对于任何调高，凡是大三度的两个音肯定是在同一排的，凡是小三度则在隔一键的不同排，所以和声手法也同样容易掌握。

旋律演奏部分的调试

    1．音型门：检查安装无误后，先用电压表量弦线AB的对地电压，应为+9V。这时测量音型门管BG3的集电极电压UC3应接近+9V。然后按下一个琴键，并稍用力，使弦线AB和导电板MN接触，此时BG3的UC3应下降到4.5～6伏左右；当稍稍放松按键时，可以看到UC3很快地回到原来电压；如果UC3电压下跌甚少，说明BG3管的β值过小或R19过大，可更换或调整，反之也相应调整。

    2．音调振荡器和分频电路：这部分最难调试，应先检查电路焊接是否准确，再作精确调整。调整时，先用两个电位器（47K＋4.7K）串起来代替音阶电阻R0接在BG1的基极与+9V之间，4.7K电位器最好是用指数型的，将第一分频器的输出电位器W2及输出音量电位器W6都旋至最大，合上任意一个滤波器开关，同时将MN板临时接+9V使音型门持续开放并接上功放级，从大到小旋动47K电位器到某一点时扬声器中将有音频声响，表示音调振荡器开始工作。接着旋动47K电位器，按do、re、mi……的关系听音调的变化，47K电位器旋至最小后再旅小4.7K，继续听音调变化，如果能包括大约4个倍频程（相对音域为1:-1.-1-1.-1:）即证明工作良好，可以开始调音。否则应检查电路元件，直到排除故障为止。如果没声，检查分频器是否工作，可将振荡管BG1的发射极经一个 5～10μf电容直接送至BG3基极或功放级输入端去试听。如果这时有声，则应怀疑分频器有故障，并排除。替换着依次旋大W3、W4和W5，应能听到递减八度的声音，证明分频器工作完好能够进行频谱合成。

    接着将颤音调制电阻R4断开以便调准音阶电阻，这时需要用一只手风琴或一盒（12只）定音哨，先让标准乐器发出 G音（5.），再调 4.7 K电位器（将47K电位器短路或不用），使振荡器产生的音高与之成同名音（可以比标准音高八度），然后用电表欧姆档测记这个阻值，如为136Ω（尾数是估读出来的），则可用100Ω串联36Ω去代替，先搭焊在音阶板上，按下5.键听音后再校，如果感到略偏低，则可试着在总电阻（或 100Ω上）并一大电阻（如 1K、10K、47K等）或在36Ω上并联一小电阻（如100Ω、200Ω等）去细调；如果感到略略偏高，则可将串联的小电阻（36Ω）换得大些，再用上法并联调试，直到两音几乎没有差拍为止。特别应该提醒的是，细调音阶前，必须用断锯条或细砂纸将弦线、琴键的触片及导电板打磨，以免有接触电阻影响音准，这点在高音区尤为重要。

    5.音调好后，将与它对应的电阻焊妥，然后把标准音换为#F（＃4.），再在5.音电阻的基础上串入4.7 K电位器，接到音阶电路板#4.音的位置，按下#4.健,比较音高，同时调节4.7K电位器使音高同名，然后用同样的方法测记下这个阻值，并以适当的电阻值搭配精确调试、校准直至合格。用同样的方法可以将所有的37个音阶电阻调准。

    音阶电阻的调试一定要认真、仔细、准确。调音时，如果自己的耳音能力较差，可请别的人帮助，以便调准。调试后就可以试奏旋律了。

    3．颤音：先用电压表的直流10伏档接在图2的C3上端（a点），电表指针应有均匀的抖动，说明颤音电路起振，然后转动W1，抖动频率应相应变化，说明此电路工作正常。这时可以接上刚才断开的颤音调制电阻R4，同时试奏旋律键盘，看是否有适当强度的颤音，加感到不足，可减小R4；反之则加大R4。然后再旋动颤音频率电位器W1，试听最高速率是否合适，如过快，则应加大R2调整之。反之可减小R2。

    4．音色滤波器：这部分的调试要配合频谱合成器进行，目的是搭配出较满意的音色对比。原则上都用变动电容数值的方法来进行，但对第3滤波器可以用变换电感线圈抽头的方法有效地选择音色，建议读者在绕制时多留几个抽头，以便取得更好的滤波效果。电感线圈L也可用现成的输入变压器初级代替，但一般Q偏低，效果欠佳。滤波器的调试过程也是演奏试听和琢磨音色合成方法及改善音色的过程，图中只给出了几种滤波电路，一般不用调试，建议读者自己通过实践去试验改进，得到更好的滤波效果。

    至此，旋律演奏部分已基本调好，读者可以实践一下新键盘的用法，演奏些简单的乐曲。同时还能从使用中发现结构、制作中某些部分制作的不仔细、不合适，如碰键、键不能弹起、弦线勾拉不紧造成接触音差或音调不稳定等现象，都应找出原因，排除故障或进行改进，直到能够圆滑流利地发出悦耳的音响为止。

和声伴奏部分的调试

    有了前面的调试经验，这部分的调试就不很困难了。下面以第一振荡器为例说明调试方法。

    先在+EC与#4.音焊点之间接一个4.7K电位器，按下#4.音键，调节此电位器阻值，使该音与标准定音器（或手风琴）的#4.等高或成同音名，测记电位器阻值并换为同值固定电阻。再用一个470欧电位器接在4.～#4.音焊点之间，按下4.音键，用同法校准4.音，并焊好4.音电阻。然后以同样方法校好3.～4.之间的电阻。该振荡器的下一个音跨过了#2.、2.、#1.、1.、7、#6、6等7个半音，直接跨进到#5音，所以要用一个阻值大些的电位器（4.7～10K）接在#5～3.焊点之间直接调出这个“跨距音”#5，测记电位器阻值，换为同值电阻后，再用1K电位器照上述方法依次校好其余各相邻音（4·#4、5、#5）及跨距音（6.～4）之间的电阻。

    其它两个振荡器也用类似方法定音。

    全部调完后试奏几遍音阶，如果发觉由某一振荡器承担的所有各音都偏低或偏高，可稍稍减少或增加其第一振荡管的发射极电阻（R5、R5-2或R5-3）来微调。

    和声伴奏虽然有三个独立的部分，但输出音色必须一致，因而使用了同步联动控制的电子开关方法。如果集成块开关性能完好，这部分不经任何调整就能满意工作。但有些处理品的C514电路可能有个别门断态电阻偏小，以致造成频谱合成的半失控或全失控，甚至无法切换音色。这时应仔细察看分析，必要时可将可疑的插脚焊脱，试听和判断漏音是否确是由于C514质量不佳所造成，并更换片子。

    这部分还有一个需要调试的是它和旋律部分的音量对比。这可通过变动R20来完成，希望伴奏音量略低于旋律音量，以免产生“喧宾夺主”之感。

自动节奏部分调整

    时序脉冲分配器部分只要元件完好，焊接无误（特别注意集成电路插脚间不易发现的连焊、虚焊、漏焊或滚进焊锡珠子等），不需任何调整即能工作。然后启动开关，用电压表查看各二极管的负极端有否脉冲输出；旋动节奏速率电位器W1时，节奏器是否随之变化；W1旋到最小阻值时，节奏是否停止等。

    然后接上放大器就可以试听打击效果了。如果听到的鼓声只是持续的低频振荡声，说明R26或R35的阻值太小；若不振荡或只有“噗噗”声，说明R26、R35太大，均应予以调整。最好的办法是用一只47K电位器代替R26和R35去细调，然后再换上固定电阻，使用C15可以使鼓音柔润。

    实心梆子和小竹片的音色要靠改变 C16和C10及C17的容量来调整。梆子音响不够脆亮时，可减小C16的容量，小竹片不够“薄”时，可减小C10的容量来调整，而竹片的“啧啧”声不像时，可调整C17来解决。最后，如感到各打击乐的音量对比不合适，可以调整R28、R31和R37去解决。

    （一）音色选配方法

    旋律部分的音色要靠频谱合成器与音色滤波器的配合来实现，虽说这种组合的可能性是很多的，但并非每一种组合都有音乐价值。下面仅举几种有代表性的“配器”例子列成下表，表中同时注明了供参考的伴奏配器示例，供读者参考。

    配器方法不是固定不变的，大家在试用中多加实践，一定会发现许多特殊音色。

    （二）自动打击节奏加旋律曲调的演奏方法

    将打击方式开关置于“持续打击”位置，并转动节奏速率电位器，使速度合适，右手就可以跟着节拍演奏旋律。打击乐伴奏的音量大小可用图7的电位器W2来控制。此法可供初学时熟悉键盘的使用，待比较熟悉后，可以将方式开关置于“随键打击”位置，将会演奏得更有风趣。

    （三) 旋津+节奏+自动和声伴奏

    将打击方式开关置于“持续打击”档，这时左手在伴奏键盘上选好三个和弦音（例如do、mi、so）按下，即可听到节奏清晰的和声伴奏效果，接着右手再演奏同一调高的旋律曲调，就可听到婉如小乐队的合奏效果。

    （四）旋律+节奏+手动和声伴奏

    将打击方式开关置于“随键打击”档，此时左手就可像右手一样地在伴奏键盘上演奏和声或副旋律。但初学者不宜急于作这种练习，而应先作和右手完全一样的八度演奏法练习（即右手按什么音，左手也同时按什么音），到熟悉之后再练左手手法。

    （五）旋律+节奏+“花打”

    演奏方法同上述（一），但左手可随时在自动打击节奏的固定响点中触按“手动打击”钮，任意加入“花打”，使节奏类型更加新颖多变。

    除此之外，此琴还可进行“轻声演奏”（轻按旋律琴键即可，但要把频谱合成电位器开得大些），中途变音，间歇伴奏，单音，双音伴奏，主副双旋律演奏等多种操作，限于篇幅，本文就不一一叙述了。（全文完）(田进勤)

    “业余自制电子琴”一文发表后，收到不少读者的来信。一些读者感到此琴制作难度较高，器件来源困难，希望再作一些简化；另一些读者则希望作些改进，使此琴更加完善。为此，笔者从这两方面再补充一些资料，供读者参考。

一、简化方案

    为简化线路和结构，可以从以下几方面考虑：

    1．把旋律键盘改为两组半或两组音，使音区缩减为5·—5—5·—1：或5·—5—5·。相应地，也把和声伴奏部分的音域压缩到6·—5·范围（23个音），这样可使琴体长度缩减6至8个键宽。

    2．伴奏部分只使用一种音色，改为固定频谱，去掉频谱（音色）变换功能。这样就可以省去原文中的C514和机械开关K01～K04，只用三个振荡器直接实现伴奏音色。可将本刊第二期图4（以下简称№2图4并类推）中的C3与BG1断开，将BG1的发射极再引出一导线经一个O.047μ的电容和47～10OK的电阻串联接至BG3的基极，去掉C514及相关部分，其余部分不用变，并将原图中的C2的容值增大为原来的2倍至4倍，变为0.02～0.04μ，以使伴奏部分的振荡频率比旋律部分的振荡频率低一个或两个八度。

    3．去掉颤音频率控制电位器，将颤音频率改为固定的。为此，应先用电位器将颤音频率调到你认为满意的位置，然后再用阻值相近的固定电阻去代替这个电位器。

    4．如果已有现成的扩音装置（不失真输出功率最好不小于5瓦，以减少互调失真），还可以省去功放级，可在№2图2音量电位器W6的输出端加接一个输出插孔，通过带插头的金属隔离线直接送至扩音机的线路输入端去放音。

二、改进方案

    1．使用LQ810集成电路代替分立元器件作音调源和颤音源。

    LQ810是一种小型电子琴专用集成电路，体积很小，内部包括了电源稳压、颤音振荡、音调源和功放等四部分。由于音调电阻已制作在集成电路中，所以一般就不要再作外部调试了。但由于LQ810只有23个半音阶，因此，在担任旋律部分的音源时，尚需接15个外加调音电阻（或电位器）才够37个半音。

    图1给出了LQ810和№2图2（去掉原颤音源和音调源后）的“对接”线路图。由于LQ810的音调电阻只在接地后才能发音，而№2图2中的音型门必须有正压才能开启，为此，增加了反相晶体管BG1，并把№2图2中的导电弦线AB改成和地线接通，而导电板MN则和倒相管BG1的基极相连。

    在LQ810中，C2决定颤音频率，通过调整C2的容值来调整颤音频率。C3和内部音调电阻决定各音阶的振荡频率，由于只有C3可调，因此校音时要仔细搭配这个电容。用C3校音前，先调电位器W1（C3临时用0.022～0.047μ的电容代替），并试奏音阶，特别是八度关系的音阶，边听边调，使相对音准符合要求。再细调C3使绝对音高也符合要求。

    使用LQ810时，从相应焊脚直接向键盘触点引出键控线即可。接线时，从第④脚到第脚（按C调唱名）顺次是5·#5·6·#6·……3·4·等23个音调电阻的引出线端子。

    为了扩展音程，可以在LQ810的第脚、脚之间接入若干个串联的音调电阻（本文中为15个）。如果有1K或1.5K的半可变电阻（最高音的一个电阻要大些，约为5K）则只需要把它们串联起来（见图2），接在第脚和脚之间（此时把③脚与脚的连线断开不用），然后再调整音准。由于通过前面的调试，已有准确的23个音了。这时把新接上的5：音（都按C调唱名）引出线与地短接（或即按下5：音键）调整可变电阻r1使音高为5：。然后到地短路#4：线头，调r2，使音高为#4：，照此方法依次调好4：3：2：1：……5·#4·4·等15个音（4·音原来虽有，但现在需重调）。然后通盘演奏几次音阶，反复调几次，直至把音调准。

    图2的印制线路见图3（1∶1），为了缩短到琴键的引线，可将此板安装在音阶板附近。

    和声伴奏部分的音调源也可以作同样的改进，用三块LQ810就可以满足要求，如嫌音程不足，也用上述方法扩展。

    2．增设音量控制踏板

    由于原琴的音量控制电位器设置在面板上，因此演奏过程中无法随时控制音量。为了解决这一问题，我们把它稍加改进，用脚来控制，但又不能将原来的音量电位器（№2图2中的W6）用长线拖出来，否则会引起严重的交流声和噪声干扰，所以采用了直流遥控的办法来实现，如图4（a）所示。图中，当遥控电位器Wr的阻值为最小时，BGr内阻很高，由W6来的信号直接经Rr1、Rr2加至功放级输入端去放大，此时为最大音量；当Wr阻值为最大时，它和Rr4形成的分压电路将向Rr3提供足够的正电压，使BGr饱和，内阻变小，与Rr1构成了衰减比很大的分压器，使得加到功放级的信号非常小。只要设计一个脚踏板带动电位器Wr作0～30°左右的旋转，就可以实现用脚来控制音量的目的。图中C1起隔直作用，C2起缓冲和滤除交流干扰的作用；调Rr3可使Wr在较小的转角内获得大范围的音量变化。

    这块电路板如图4（b）所示，可以放在旋律板的某一空角处。为携带方便，带Wr的脚踏板通过一副耳机插头、插座与琴体连接，不用时，将插头拔出，另外携带。Wr的拖线最好使用金属隔离线，长为1.5米左右。

    注：本文介绍的电子琴集成电路LQ－810是西安国营延河无线电厂生产的。需要试用的读者可与该公司经销科联系购买事宜。(田进勤)