这里介绍的是只有一根琴弦的电子乐器,音色优美、别具一格,称之为独弦电子琴。
工作原理
独弦琴的方框图见图1。它是由演奏传感器、压控振荡器、音色滤波器、放大器和喇叭等部分组成的。演奏传感器相当于一只电位器,当演奏者按动弦的不同位置时,电位器随之变化,促使压控振荡器的振荡频率改变,产生不同的音调,再通过滤波器润色、放大器放大,推动扬声器。

独弦琴的具体电路见图2。图中W\(_{T}\)相当于弦乐器的“琴弦”,起图1中演奏传感器的作用。BG1等接成直流放大器,将传感器上的缓变直流信号加以放大,调电阻R\(_{5}\)可以改变增益。BG2、BG\(_{3}\)等组成压控多谐振荡器,改变R4可以选取适当的音域及线性度。图中K\(_{C}\)为音域开关,KC在高位时,可以使频率升高八度,使模拟音色更加丰富。

二极管D\(_{2}\)、R11\(_{12}\)、C6、C\(_{8}\)等组成脉冲控制门电路。平时电源向C8充电,由于D\(_{2}\)反偏,信号被阻隔,无信号放大。当按下KT时,电容C\(_{8}\)通过R11、D\(_{2}\)、R10、R\(_{9}\)放电,由于放电是指数式衰减的,产生弹奏音型。这时D2由于是正向偏置导通,控制门打开,信号进入由BG\(_{4}\)、C9、C\(_{1}\)0和W0组成的滤波器。当抬起K\(_{T}\)时,由于C6的存在将保持余音。此余音的长短可由R\(_{12}\)调整。由于C8容值比C\(_{6}\)大,所以如按下KT不抬手,形成的是长余音;抬手后余音由C\(_{6}\)、 R12决定,产生短余音;当快速点奏时,主要用短余音,使其短促、明快。
C\(_{9}\)、C10和W\(_{0}\)组成T型滤波电路,主要用于润色。调W0可以得到“哇音”效果。功放级由集成块5G37担任。为了外接扩音机方便,图中备有插孔JK。
制作与安装
W\(_{T}\)是自己绕制的。绕制方法见图3所示。取一根长为520mm、外径为1.5~1.8mm的塑料线或尼龙线(也可以用多股导线),电阻丝用线径为0.12~0.15mm的锰铜丝。将线轴穿在转轴上,转轴固定在木支架上。当把电阻丝缠绕在尼龙线上时,始端要系紧扣,以防松脱。绕制时用脚轻轻压在线轴上,把线绷紧,边绕边用手向左推,使绕线排列紧密、平整,不得有重叠或缝隙。绕好的WT见图4。然后用砂纸磨去锰铜丝漆皮。磨时即不要弄断电阻丝,也不要有漏磨的地方,否则会影响演奏效果。电阻丝两头留出50mm长的引出线就够了。


传感器的安装见图5。取一块厚为1.5mm、长为480mm、宽为20mm的单面敷铜板,把它用胶粘在木板上,两头安有两个接线柱。将绕好的传感器通过接线柱固定好。固定时应注意,将传感器塑料线拉直时,线与敷铜板之间距离以5~7mm为宜,并位于中间。演奏棒可用φ10×120mm的塑料棒或钢笔杆。
用一500×10mm\(^{2}\)的乳白色塑料板或赛璐珞板,平行地粘在弦的旁边,并注上各音调,作为音标尺子。

为了在演奏时,方便地将“哇音”加入,将手动哇音控制器作成图6的形式。电位器W\(_{0}\)用3瓦线绕电位器。大传动轮用半导体收音机拉线盘,小轮可以根据大小轮传动比大于2.5选取。弹奏微动开关KT安装在演奏手柄上。演奏手柄可以用厚为5~6mm的有机玻璃制作。
喇叭采用YD—100型、8欧动圈式的,如果用阻抗4欧喇叭,可用5英寸、1瓦的。K\(_{C}\)用双刀双掷开关,KT用微动开关。电源为4节1号电池,装在电池盒内。电路印制板见图7。

琴体作成吉它形状,将传感器安装在琴弦左方部位,电路板、电池盒、喇叭等放在琴箱内,见图8,喇叭固定在箱子的下底板上,纸盆向下,听起来柔和。

调试与使用
电路起振时,I\(_{C2}\)≈IC3≈1.3mA,I\(_{C4}\)=0.9~1mA。滑动WT时,测UC\(_{1}\)能从0.85变化到3.85伏,说明BG1正常。按下K\(_{T}\),用演奏棒在传感器上压滑,应发出音调连续变化音响。正确位置应为左边音高、右边音低,并在整个音区内逐渐由低变高。如果相反,可调换传感器的两个接头。如果用演奏棒压滑时,左方有一小段由高变低又逐渐变高,这可能是压控振荡器工作点不合适,应调R4。一般通过调整R\(_{4}\)使琴能覆盖3·~5·两组半音域。基础音调可调R2来定。BG\(_{4}\)工作在放大区,集电极工作电流为0.8~1mA。功放级按电路装好一般不需调整。
演奏方式与夏威夷吉它相似。将琴平放,左手持演奏棒在弦上压滑,右手按微动开关KT,并用右手指带动手柄,通过左、右手配合,可有以下演奏方式:连续音:右手按住K\(_{T}\),左手可以任意选取单个音阶的连续音的演奏。弹奏音:左手按弦,右手按下KT并旋动手柄,可奏出带有音头与衰减音尾的余音效果。急促音:左、右手快速点奏。哇音:压合K\(_{T}\),用右手指旋动手柄,加入哇音。颤音:左手在弦上用演奏棒有节奏地左、右滑动(每秒2~5次),能发出弦乐揉弦效果。
当左、右手配合演奏时,还可以发出上、下滑音、抹音、滑弹、滑抹等综合演奏效果。(刘启文 刘启武)