玩具琴

🏠 首页 《无线电》杂志 1981年 🔗 第3期 🔗 第26页 田进勤 🔗

很多初学者和少年儿童都想自己装一台电子琴玩玩,我们这里介绍的玩具琴元件少,调整容易,虽然频率稳定性较差,但在单独演奏或者与弦乐器合奏时,并无明显影响,适合初学者试装。

工作原理

这架电子琴由颤音振荡器、音调振荡器、放大器等部分组成,电路见图1。

图1
图1 🔍原图 (931×527)

音调振荡器是由单结管BG\(_{2}\)、电容C3和一串音调电阻r\(_{1}\)~r15组成的张弛振荡器。当按下某一琴键时,如K\(_{1}\),电源通过音调电阻给C3充电,当C\(_{3}\)充电到BG2导通的峰值电压时,BG\(_{2}\)导通,这时C3通过BG\(_{2}\)放电,当放电到C3上的电压低于BG\(_{2}\)的谷点电压时,BG2截止,然后电源又给C\(_{3}\)充电,这个过程不断重复,就产生了一定频率的振荡。按不同的键,因充电电阻不同,就得到不同的音调。

单结管BG\(_{1}\)等组成颤音振荡器,因充电电容C1的容值取值较大,所以产生频率很低(约为5~10赫的振荡信号,经过R\(_{3}\)、R4和C\(_{2}\)组成的低通滤波器加到BG2的e~b\(_{1}\)结,对音调振荡信号进行调制。低通滤波器的作用是将颤音振荡器产生的锯齿波的高次谐波滤去一些,使颤音悦耳动听。

由BG\(_{2}\)发射极输出的音调信号,经电容C4加到放大器,放大后,由喇叭发出。C\(_{5}\)用来滤去高次谐波,使声音更加柔和,这个电容也可以不用。

元器件选择与调试

BG\(_{1}\)、BG2用BT33型单结管,分压比在0.3~0.5范围内均可。BG\(_{3}\)、BG4的β值约在50~100。变压器B用晶体管收音机的输出变压器。电阻用1/8瓦小型碳膜电阻,电解电容耐压6伏。喇叭用3~4英寸的较为合适。电源用三节2号电池。

电路元器件焊在图2所示的印制板上(1:1)。一般元器件完好的话,装好后就能发声。调试的重点是确定音调电阻r\(_{1}\)~r15的阻值。

图2
图2 🔍原图 (1074×538)

确定音调电阻时,先用一个47KΩ的电位器(最好是指数型的)代替音调电阻接入电路。将电位器旋至最小阻值,听准最高音调,规定为5·音。然后逐渐增大电位器的阻值,使音调降为准确的4·音,测量此时电位器的数值,作一记录。用同样的方法找到3·2·1·7 6 5 4 3 2 1 7·6·5·各音所对应的电阻值,并一一作好记录。最后,从最大阻值中减去次大电阻,得到5·音部位的阻值r\(_{1}\),再由次大阻值中减去仅次的阻值,得到6·音部位的电阻r2的阻值。依此类推,得到各音调电阻的阻值。然后用相同阻值的固定电阻来代替电位器。这里值得注意的是,因为音调电阻阻值的准确度直接影响到演奏效果,所以用固定电阻代替电位器时,一定要阻值准确。表中给出了参考电阻值。

图3
图3 🔍原图 (1041×344)

颤音振荡器的调试主要是通过扬声器先听听音调的颤音频率是否合适,如感到太快,可增大R\(_{2}\)或C1的数值。反之,则适当减小R\(_{2}\)或C1的数值。然后再听听颤音在整个音域范围内效果是否一致、柔和悦耳。如感到生硬,可适当加大C\(_{2}\)。最后听听颤音的调制幅度是否合适,如感到太小,可减小R4。反之,应增大R\(_{4}\)。但应注意,如果R4变化太大,可能会引起音调准确度的变化,必要时,还要细调一次音调电阻的数值。

整机安装完毕后,还要在试奏过程中再进行调整。如果在试奏中,发现个别音偏低,可在有关音调电阻上并联一个较大的电阻(例如10KΩ~100KΩ)试着调整。如果感到某一音调偏高,则需给有关音调电阻串入一个小电阻(例如50~200Ω)。但不论用哪种方法试调后,都要把整个键盘按几遍,听听加了这些电阻后对其它音调有无明显影响,否则就应该通盘重调音调电阻为好。

制作

为便于携带和演奏,玩具琴作成台式的。把音调电阻焊在图3所示的印制板上。琴键是用罐头盒铁皮作的。制作时,将铁盒的两个圆底剪去,然后把铁皮剪开展宽,铁皮尺寸见图4所示,将铁皮按图示一头剪开成15条,然后弯成琴键形状。最后将印制电路板、音调电阻板、键盘、电池(3节2号电池)等都分别安装固定在基座板(木板)上,见图5。琴体外壳形状制作者可自选,我们设计的外壳形状如报头所示。

图4
图4 🔍原图 (858×492)
图5
图5 🔍原图 (792×444)

演 奏

玩具琴的演奏方法比较简单。先接通电源开关,用一只手(右手)像压风琴那样演奏。需要注意的是,由于琴键接触音调电阻板时有附加电阻(接触电阻),也会对音高产生一点影响,特别在高音区,所以琴键和音调板的接触处不能有锈,按键时也应果断、肯定,不要似按非按,使电路似通非通,造成不悦耳的过渡噪音。

由于玩具琴只有一个音调振荡器,所以不能演奏复音。因此,当你同时按下去两个或更多个琴键时,发出的音调只是这几个键中的最高音阶那个键的音。此外,在乐曲内容允许的情况下,希望更多地使用连指演奏,即换键时尽量不留停顿间隙,以减少演奏中出现“克啦”声的机会,使演奏效果柔和动听。(田进勤)