Как работает терменвокс. Какие основные элементы входят в схему терменвокса. Как собрать терменвокс самостоятельно. На что обратить внимание при настройке терменвокса. Какие сложности могут возникнуть при сборке терменвокса.
Принцип работы терменвокса
Терменвокс — это электронный музыкальный инструмент, который управляется без физического контакта с исполнителем. Принцип его работы основан на изменении частоты и амплитуды колебаний генераторов при приближении рук музыканта к антеннам.
Основные элементы схемы терменвокса:
- Два высокочастотных генератора (один с фиксированной частотой, второй — перестраиваемый)
- Смеситель для получения звуковой частоты
- Генератор громкости
- Управляемый усилитель
- Антенны для управления высотой тона и громкостью
Частота звука формируется как разность частот двух ВЧ-генераторов. При приближении руки к антенне высоты тона меняется емкость одного из генераторов, что приводит к изменению его частоты и, соответственно, высоты выходного звука.

Особенности схемы терменвокса Etherway
Рассмотрим ключевые особенности схемы терменвокса Etherway:
- Генераторы выполнены по дифференциальной схеме на двух транзисторах. Это обеспечивает стабильную работу и легкий запуск генерации.
- Применена развязка генераторов по питанию и выходу для уменьшения их взаимного влияния. Это позволяет получить более низкие звуковые частоты.
- Использован транзисторный смеситель вместо диодного детектора. Это дает усиление сигнала и улучшает форму выходного сигнала.
- В антенной цепи применена катушка индуктивности для линеаризации шкалы инструмента.
- Для настройки опорного генератора используется электронный аналог подстроечного конденсатора на основе эффекта Миллера.
Антенная цепь и линеаризация шкалы
Одна из ключевых особенностей схемы — антенная цепь с дополнительной индуктивностью. Она позволяет решить две важные задачи:
- Повысить чувствительность инструмента к малым изменениям емкости антенны
- Линеаризовать шкалу, то есть сделать шаг изменения частоты более равномерным по всему диапазону
Как это работает? Дополнительная индуктивность и емкость антенны образуют резонансный контур, настроенный примерно на частоту генератора. В этом режиме влияние емкости антенны на частоту генератора многократно возрастает.

При этом возникает эффект связанных колебательных контуров, что приводит к появлению двух резонансных пиков. По мере приближения руки к антенне частота одного из пиков снижается до определенного предела. Это ограничивает изменение частоты в ближней зоне антенны, выравнивая шаг нот.
Канал управления громкостью
Канал управления громкостью в терменвоксе Etherway построен по следующему принципу:
- Генератор на двух транзисторах возбуждает резонансный контур с антенной громкости
- При приближении руки контур расстраивается, уменьшая напряжение на нем
- Это напряжение выпрямляется, усиливается и управляет коэффициентом передачи управляемого усилителя
- В качестве управляемого усилителя используется микросхема LM13700 — сдвоенный преобразователь напряжение-ток
Такая схема позволяет плавно регулировать громкость от максимума до полного заглушения звука.
Рекомендации по сборке терменвокса
При самостоятельной сборке терменвокса стоит обратить внимание на следующие моменты:
- Тщательно развязывать генераторы друг от друга по питанию и выходу
- Использовать качественные компоненты для колебательных контуров
- Аккуратно намотать катушки индуктивности антенных цепей
- Обеспечить надежную экранировку чувствительных цепей
- Применить стабилизированное питание с хорошей фильтрацией
Настройка инструмента потребует осциллографа для контроля формы и частоты сигналов. Особое внимание следует уделить настройке связанных контуров антенной цепи.

Возможные проблемы и их решение
При сборке и настройке терменвокса могут возникнуть следующие сложности:
- Генераторы не запускаются или работают нестабильно. Решение: проверить номиналы компонентов, качество монтажа, напряжения питания.
- Малый диапазон изменения частоты. Решение: подобрать параметры антенной цепи, проверить развязку генераторов.
- Нелинейность шкалы. Решение: точно настроить связанные контуры антенной цепи.
- Паразитная модуляция звука. Решение: улучшить экранировку, развязку по питанию.
- Искажения или недостаточная громкость звука. Решение: проверить работу смесителя и управляемого усилителя.
При возникновении проблем рекомендуется последовательно проверять работу каждого узла схемы с помощью осциллографа.
Модификации и улучшения схемы
Базовую схему терменвокса Etherway можно улучшить и модифицировать различными способами:
- Добавить цифровую индикацию частоты
- Реализовать MIDI-выход для подключения к синтезаторам
- Ввести схему автоматической подстройки опорного генератора
- Применить микроконтроллер для расширения функционала
- Добавить эффекты обработки звука (ревербератор, хорус и др.)
При модификациях важно сохранить основные принципы работы инструмента, обеспечивающие его уникальное звучание и характер игры.

Заключение
Терменвокс — уникальный электронный инструмент с богатой историей. Его самостоятельная сборка — увлекательный процесс, позволяющий глубже понять принципы работы аналоговых схем. Хотя настройка терменвокса требует определенных навыков, результат стоит затраченных усилий. Собранный своими руками инструмент может стать отличным введением в мир электронной музыки.
Etherway – терменвокс на основе схемы Р.Муга
Etherway(Cтатья с названием «Терменвокс «Etherway»» вышла в журнале «Радио» №11, 12 за 2016г. Здесь представлен исходный вариант статьи. )
И.Мамонтов
Пусть читателя не смущает название «Etherway», которое очень близко к написанию «Etherwave» – терменвокса известной американской фирмы Moog Music Inc. Это сделано намеренно, чтобы отразить похожесть инструментов. Описание прототипа [1] появилось в журнале Electronic Musician в 1996 году (статья «Build the EM Theremin») и было сделано самим Робертом Мугом, который впоследствии наладил выпуск изделий, практически ничего не поменяв в схеме и дав им название «Etherwave». Схема оказалась настолько удачной, что и по сей день пользуется успехом как среди исполнителей, так и среди самодельщиков.
Исполнители отдают должное самому главному качеству инструмента – его «играбельности», т.е. пригодности к профессиональному исполнению музыкальных произведений. Это связано, главным образом, с улучшенной линейностью музыкальной шкалы, речь о чем пойдет ниже.
Самодельщиков же привлекает возможность не мотать своими руками катушки индуктивности и обойтись готовыми моточными изделиями известных фирм. Для особо ленивых предлагаются наборы для самостоятельной сборки, включая полностью собранную и отлаженную печатную плату.
Данная конструкция представляет собой некоторое отступление, так как катушки здесь мотались вручную. Это не так страшно, как кажется на первый взгляд, да и занимает гораздо меньше времени, чем поиск готовых изделий. Впрочем, ничто не мешает подобрать готовые катушки, что частично и было сделано. Также важно знать: для успешного повторения конструкции потребуется осциллограф!
Разберем вначале работу прототипа. По ходу изложения я буду приводить некоторые устоявшиеся термины, знание которых будет полезно при обращении к англоязычной части Интернета.
Итак, звуковой сигнал образуется с помощью гетеродинирования сигналов от двух радиочастотных генераторов (Рис.1), один из которых – опорный («Fixed Pitch Oscillator», где слово «pitch», или «высота тона», означает принадлежность к каналу формирования звуковой частоты) и работает на фиксированной частоте, а другой – перестраиваемый («Variable Pitch Oscillator»), меняет свою частоту за счет поднесения руки к антенне («Pitch Antenna»). Термин «антенна» здесь не совсем корректен, поскольку в устройстве нет приемопередающего тракта. Правильнее было бы назвать этот узел «емкостным сенсором», но из-за схожести по внешнему виду так уж исторически повелось.
Звуковой сигнал («Audio Frequency») рождается в результате смешивания сигналов двух генераторов и выделения их разностной частоты – биений. Гениальность изобретения состоит в том, что малейшие изменения частоты генераторов в такой схеме (а они очень незначительные!) приводят к ощутимым изменениям высоты тона. Лев Термен, изобретатель терменвокса, использовал этот принцип не только в своем инструменте, но и при построении охранных систем.
Рисунок 1
На рисунке значения частот показаны условно, так как точные значения зависят от номиналов элементов схем. Общее правило здесь одно: при приближении руки к антенне частота перестраиваемого генератора понижается, что должно приводить к увеличению разностной частоты, повышению тона, а значит – опорный генератор должен быть настроен выше. Пусть этот факт отложится у вас в памяти до того момента, когда вы будете настраивать плату.
Канал управления громкостью (Рис.2) построен иначе. Здесь только один генератор («Volume Oscillator»), который работает на фиксированной частоте и возбуждает резонансную цепь, в состав которой входит антенна (петля) громкости («Volume Antenna» или «Volume Loop»). В исходном состоянии (рука далеко) цепь настроена на частоту генератора, и на ней действует максимальное напряжение. Приближение руки к антенне вызывает уход от резонанса и снижение выходного напряжения. Это должно приводить к уменьшению громкости, хотя здесь возможна обратная зависимость. Я думаю, на заре становления инструмента были опробованы оба варианта, и первый посчитали лучшим.
Рисунок 2
Итак, мы видим, что концепция «Etherwave» (а прототип из журнала обычно называют «EM theremin») полностью повторяет концепцию первых терменвоксов, построенных на электронных лампах. Возможно, удачность схемы Муга как раз и обусловлена именно тем, что является, по сути, современной (на транзисторах) реинкарнацией проверенных и хорошо зарекомендовавших технических решений прошлых лет.
Теперь о схеме «Etherway» (Рис.3). Я попросил редакцию немного нарушить их внутренние стандарты и показать на электрической схеме названия вышеупомянутых блоков, как это было сделано у Р.Муга – чтобы удобнее было ориентироваться. Кроме того, из оригинала перенесены позиционные обозначения элементов, за исключением тех, которые исключены или введены вновь (нумерация последних начинается со «100»).
Рисунок 3
Все генераторы выполнены по единой дифференциальной схеме на двух транзисторах. Рассмотрим их работу на примере перестраиваемого генератора (Q1 и Q2).
Такую схему отличает то, что она начинает генерировать, выражаясь образным языком, «уже при виде индуктивности». Иными словами, ее трудно заставить НЕ генерировать, чему способствует большой суммарный коэффициент передачи пары транзисторов.
В коллекторную цепь транзистора Q1 включен частотозадающий колебательный контур, составленный из конденсатора C1 и индуктивности L5. Элементы и C3 и R3 задают положительную обратную связь, причем C3 – это просто разделительный конденсатор с некритичным номиналом, а R3 ограничивает степень связи и уменьшает нагрузку на колебательный контур. У Р.Муга индуктивность L5 составлена из двух – постоянной и регулируемой, что снижает остроту настройки (тем самым, делая регулировку более удобной), но и снижает диапазон регулирования. Последнее заставляет более строго придерживаться номиналов частотозадающих цепей и геометрии антенны. Я пожертвовал остротой настройки в пользу универсальности схемы и отказался от дополнительного компонента, которого все равно бы не нашел в своей «коллекции» (к слову сказать, основным критерием для данной конструкции была возможность «слепить из того, что есть», а не было, по большему счету, только довольно редкой микросхемы LM13600/LM13700).
Резисторы R1, R4 задают напряжение на базах транзисторов, близкое к 0, что устанавливает потенциал эмиттеров чуть ниже нуля (-0,6В), стабилизируя тем самым рабочую точку. Резистором R2 задается суммарный ток через транзисторы на уровне 5 мА.
Основное отличие генератора от оригинала – это дополнительная развязка по питанию (с помощью резистора R101) и снятие выходного напряжения не с контура C1L5, а с коллектора транзистора Q2. Для этого туда в качестве нагрузки был установлен достаточно низкоомный резистор R102. Цель такого решения – максимально и с минимумом затрат развязать генераторы друг от друга.
Дело в том, что при сближении частот генераторы начинают всеми правдами и неправдами (взаимопроникновение через выходные цепи, цепи питания, емкость монтажа) влиять друг на друга, стремясь «подмять» партнера под себя и навязать ему свою частоту. В технике это явление называют «захватом» или «синхронизацией» («locking»). В схеме Р.Муга захват начинает проявляться при сближении частот ниже 150 Гц, приводя сначала к искажениям формы звукового сигнала, а затем – к полной синхронизации и «молчанию», делая невозможным получение звуковой частоты ниже 50…80 Гц. Во всем этом есть свои достоинства и недостатки.
Положительный момент заключается в том, что по мере захвата выходной звуковой сигнал из близкого к синусоидальному превращается в подобие пилообразного, а затем – пульсирующего, обогащаясь высшими гармониками. Иными словами, появляется зависимость звучания (тембра) от частоты, что является полезным свойством и делает исполнение более выразительным и похожим на естественный голос.
Невозможность получения низких нот делает инструмент «молчащим» в случае отсутствия музыканта: частота управляемого генератора (у должным образом настроенного терменвокса) попадает в зону синхронизации («zero beat point» – точку нулевых биений).
«Минус» изменчивости формы («waveform morphing») состоит в том, что на очень низких нотах получается не голос, а «тарахтение», теряющее, в довершение всего, свою «музыкальность» из-за того, что биения из периодических становятся случайными (возрастает чувствительность генераторов, находящихся на грани синхронизации, ко всякого рода шумам).
И, наконец, интересное свойство синхронизации, считавшееся раньше полезным, и которое усиливали с помощью специальных мер (а полностью избавиться от синхронизации очень сложно) – она «ускоряет» сближение частот генераторов, повышая чувствительность именно там, где требуется – в дальней зоне антенны, где изменения емкости малы. Это выравнивает так называемую «мензуру» инструмента, то есть равномерность нот вдоль области перемещения руки.
Посмотрите на клавиатуру фортепиано – ширина клавиш везде одинаковая. Музыканту не нужно напрягаться, чтобы сыграть, например, ту же партию октавой выше – он, руководствуясь мускульной памятью, просто повторит те же движения, немного сдвинув руку . В случае со струнными ситуация немного хуже – лады на грифе гитары расположены неравномерно («сгущаются» по направлению к центру), поэтому движения придется масштабировать. У виолончели вообще все плохо – ладов как таковых нет, и малейший промах означает фальшь. Зато барабану ничего не нужно.
Если у перечисленных выше инструментов есть какая-либо точка опоры для руки, место тактильного контакта, визуальное место, наконец, то у терменвокса и это отняли. Вот почему лозунг «каждая домохозяйка сможет играть на терумине» (так по-английски произносится название инструмента) звучит, мягко говоря, лукаво. Впрочем, если домохозяйка будет исполнять «авангардную или FX музыку» («FX» – «спецэффект»), которую никто, даже сам автор, повторить не сможет – это сойдет. Проблемы начнутся с «Вокализом» С.Рахманинова, эдаким «Hello, world!» в мире начинающих терменистов.
Я сказал: «свойство, считавшееся раньше полезным». В последнее время обнаружилось, что «Etherwave» звучит весьма неплохо даже при развязанных генераторах, как по тембру (более густой бас – и это ожидаемо), так и по линейности, давая одну лишнюю (или более) октаву. Странно, что инженеры от Moog Music Inc. до сих пор не воплотили эту возможность в серийных изделиях, дав третьим лицам шанс заработать на продажах модулей, устанавливаемых в «Etherwave». И это по цене в десятки евро за плату с двумя транзисторами!
А суть метода проста – буферирование сигналов от генераторов перед подачей их на смеситель (детектор). Ведь именно через эту точку происходит наиболее сильное влияние генераторов друг на друга.
Поначалу я собирался поступить так же, но спортивный интерес взял свое – найти более элегантное решение. Окончательный вариант отразился на схеме – это использование транзисторов Q2 и Q4 в качестве буферов и введение легко сопрягаемого с ними p-n-p транзистора (Q100) в качестве смесителя.
Чтобы ослабить связь, требуется уменьшать сопротивление резисторов R102 и R105. Но тогда сигналы оказываются очень слабыми, хотя диодный детектор, взятый из оригинала, худо-бедно, но с ними работает, просто дает меньший уровень выходного сигнала. Транзистор Q100 не только «детектирует», но и усиливает сигнал. Цепочка C23R24, как и в оригинале, отсекает высокие частоты, а вновь введенная цепь C101R23 делает то же самое, увеличивая порядок фильтра.
Надо заметить, что такие цепочки встречаются по всему тракту, и в этом есть свой резон. Если мы подадим плохо отфильтрованный сигнал на динамик, то все равно не услышим высокочастотные составляющие – ну и бог с ними. Зато эти составляющие легко «слышат» дешевые звуковые карты компьютеров и различные «примочки» – генераторы спецэффектов. Дело в том, что находящиеся в них аналого-цифровые преобразователи тактирует (дискретизируют) входной сигнал, и если высокочастотные компоненты сигнала превысят половину частоты дискретизации, то появятся неприятные призвуки. А дешевизна таких устройств предполагает отсутствие качественных фильтров на их входе.
Вернемся к генераторам. Хотя сигнал на колебательном контуре имеет строго синусоидальную форму (Рис.4а), на резисторах R102 и R105 действует далеко не синусоидальные напряжения – обрывки полуволн размахом около 2В с короткими провалами на вершинах (Рис.4б). Это приводит к несколько иной, по сравнению с оригиналом, форме напряжения на смесителе. Если раньше на резисторе R24 был сигнал, состоящий из отрицательных полуволн в форме букв «UUU», то теперь – округленный треугольный, с небольшими перегибами на подъеме (Рис.5). Вдобавок, сигнал переместился в положительную область, что заставило изменить схему подключения регулировки «WAVEFORM» («Форма сигнала») – изменить полярность напряжения питания, приходящего на потенциометр P3 и поменять у него концы, а также увеличить номинал резистора R25.
Как видно по осциллограммам Рис.5, а, б, в, г, сигнал сохраняет свою форму вплоть до инфразвуковой частоты, что говорит о хорошей развязке генераторов. Изменчивость тембра предполагается создавать внешними спецэффектами. Впрочем, вы можете воспроизвести версию Р.Муга – печатная плата создавалась под оба варианта.
Рисунок 4 а, б
Рисунок 5 а, б, в, г
Теперь об отличиях генераторов друг от друга.
У перестраиваемого генератора к колебательному контуру в качестве дополнительной частотозадающей цепи подключена антенная цепь, состоящая из антенны WA1 и катушки индуктивности L1-L4, а в опорном генераторе – цепь настройки в виде электронного аналога регулируемого конденсатора.
Принцип действия электронного аналога основан на эффекте Миллера – кажущемся увеличении емкости конденсатора, включенного в цепь отрицательной обратной связи (между входом и выходом) усилительного каскада. В данном случае это конденсатор C9 (3 пФ), включенный между коллектором и базой транзистора Q5 (сюда еще плюсуется собственная емкость перехода база-коллектор, которая у BC846A составляет около 1,9 пФ). Меняя коэффициент усиления каскада (изменяя ток через эмиттер с помощью потенциометра P2), мы меняем произведение C·Kус. В исходной схеме Муга конденсатор был номиналом 33 пФ, а резистор R11 – 33 ом (плюс дополнительный резистор 470 ом в базовой цепи транзистора, который здесь исключен), что давало то же перекрытие по частоте – около 2…3 кГц (это соответствует изменению емкости контура на 50 пф). Топология печатной платы также позволяет воспроизвести вариант Муга, но если у вас есть подходящий конденсатор переменной емкости – можете смело заменить им весь этот узел (применение электронной настройки Р.Муг обосновывает отсутствием дешевых перестраиваемых конденсаторов).
На антенной цепи остановимся подробнее. Это – «изюминка» всех терменвоксов подобного рода.
Дело в том, что для получения максимальной чувствительности необходимо, чтобы емкость конденсатора колебательного контура состояла бы, по возможности, только из емкости антенны (это порядка 6…8 пФ, из которых на наведенную емкость от руки приходится 0,5 пФ и менее). Но такой контур на относительно низких частотах (сотни килогерц) и возбудить сложнее, и, самое главное, – «густота» нот вблизи антенны резко возрастает. Это сильно затрудняет игру в верхнем регистре инструмента.
Как же, спросите вы, при емкости контура 3300 пФ обеспечивается требуемая чувствительность инструмента? Все дело в том, что тот самый контур, в который входила бы только емкость антенны, образуется за счет дополнительной индуктивности L1-L4 (в схеме Муга это четыре последовательно соединенных катушки). В первом приближении можно считать, что частота контура, образованного емкостью антенны и этой индуктивностью равна резонансной частоте контура генератора C1L5. В этом режиме влияние емкости антенны на частоту генератора многократно (!) возрастает.
Трудно сказать, как Л.Термен и первые энтузиасты пришли к этому решению. Возможно, стремясь ограничить чувствительность вблизи антенны и выровнять тем самым мензуру инструмента, они начали подключать антенну не напрямую, а через индуктивность, и постепенно выяснилось, что величина этой индуктивности должна быть значительной, а наилучшее выравнивание обеспечивается при больших значениях емкости контура генератора («tank capacitance»).
Позже появилось такое объяснение (из анализа реактивных сопротивлений) – при правильно настроенной цепи антенная емкость «трансформируется» в индуктивность, подсоединенную параллельно L5. Изменения емкости антенны «управляют» этой индуктивностью по нужной для целей линеаризации зависимости. А своеобразие схемы заключается в том, что если оба контура по отдельности будут настроены на одну и ту же частоту, то соединенные вместе, они дадут целых два резонансных пика вместо одного, и поведение генератора будет сильно зависеть от соотношения номиналов.
Между тем, исчерпывающее объяснение этому явлению можно найти в учебниках по электротехнике 50-х годов, и даже в учебниках по другим дисциплинам (акустика, математика). Раздел называется «связанные колебательные цепи».
Оказывается, поведение таких цепей описывается биквадратным уравнением, решение которого дает четыре корня вместо двух для обычной колебательной цепи. Отсюда и расслоение на два «горба». Степень этого «расслоения» определяется коэффициентом связи, а сама связь может быть любого характера, включая паразитную магнитную и емкостную. В данном случае связь непосредственная, обусловленная способом включения и разным волновым сопротивлением контуров C1L5 и WA1(L1-L4). Конденсатор С100 не принимаем во внимание (его задача – отсечь питание +12В от антенны, что не было сделано у Р.Муга, непонятно почему), так как его емкость значительно больше емкости антенны (хотя в некоторых схемах без антенной катушки он также может использоваться для некоторого «выравнивания»).
Согласно строгой теории [2] частоты «горбов» (при равенстве частот контуров f1 = f2 = f) будут определяться:
, где – коэффициент связи.
Если k достаточно мало, то расчет «расслоения» (отстояния горбов от исходной частоты) упрощается:
Δ F1 ≈ Δ F2 ≈ f · k / 2
С появлением программ моделирования (одна из которых – LTspice – полностью бесплатная) появилась хорошая возможность «погонять» схему при разных параметрах и посмотреть, как они влияют на итоговые характеристики.
Рисунок 6
На Рис.6 показана модель связанных контуров и зависимость резонансных частот «горбов» от наведенной емкости руки (С3 – емкость антенны, С4 – наведенная емкость, задаваемая списком, С2, R2, R3 – паразитные параметры, все взято достаточно произвольно). Красная кривая соответствует позиции «рука и тело крайне далеко от антенны» и настройке, когда индивидуальные частоты контуров равны друг другу. Эта частота соответствует «провалу» между пиками. Одинаковость высоты пиков и нулевой фазовый сдвиг на этих частотах (на рисунке не показан) создают неоднозначные условия для генерации – возможен перескок с одной частоты на другую.
По мере приближения руки частота второго пика (впрочем, как и первого) понижается, но – до определенного предела. Этот крайний случай смоделирован практически совпадающими белой и серой кривыми (соответствующими наведенным емкостям 20 и 100 пФ соответственно). Таким образом, ни при каких обстоятельствах – даже при касании антенны, частота генератора не опустится ниже определенного значения (случай, соответствующий параллельному соединению L1 и L2), в результате чего шаг нот в ближней зоне антенны выровняется и даже возникнет «перегиб» в сторону понижения чувствительности.
Катушки L2 (Рис.6) и L1-L4 (Рис.1) получили название «линеаризующих» или «выравнивающих» («Linearization/Equalizing Coils»).
Надо отметить, что данное явление есть во всех терменвоксах, где явно или неявно присутствуют два колебательных контура – в [3], [4] и даже ранних моделях Л.Королева [5]. Отличительными признаками являются большая емкость контурного конденсатора (тысяча и более пикофарад) и большая индуктивность добавочных катушек. Судя по скудным описаниям, особенно в части настройки, авторы не отдавали себе отчет в принципах работы таких цепей, действовали наугад, что приводило к плохой повторяемости и породило неприязнь к подобного рода схемам.
Генератор канала громкости (снова возвращаемся к Рис.1) аналогичен генераторам канала высоты тона, за исключением цепи положительной обратной связи, состоящей из делителя на конденсаторах С14 и С15, одновременно составляющих и емкость колебательного контура.
Микросхема LM13600Листая страницы интернета, я наткнулся на интересные факты. По воспоминаниям Дона Сью (Don Sauer), сотрудника компании National Semiconductor, электрическая схема родилась всего за 5 минут в соавторстве с Билом Гроссом (Bill Gross) в целях тренировки их новой сотрудницы – проектировщика масок – плотной упаковке транзисторов на кристалле. На тот момент разработчики электромузыкальных инструментов уже получили в свое распоряжение 8-выводный интегральный усилитель LM3080 (преобразователь напряжение–ток), который, однако, в большинстве случаев требовал подключения внешнего буферного выходного каскада. Также на тот момент имелся только что разработанный пластиковый корпус с 16 выводами. Поэтому решено было зеркально повторить этот усилитель, а оставшиеся свободными ножки задействовать под эмиттерные повторители, линеаризующие диоды (разработчики жаловались на искажения при большом сигнале) и управление усилением (таково было еще одно пожелание). После того, как топология была готова, менеджеру пришла в голову мысль не останавливаться, а запустить кристалл в серию. Микросхема получила популярность, особенно среди разработчиков звуковых эффектов. LM13600 в настоящее время не производится, ее сменила LM13700, а также выпускаются аналоги AU5517 и NE5517. (фото с сайта http://www.idea2ic.com) |
LM13700 (LM13600) – это сдвоенный преобразователь напряжения в ток, коэффициенты преобразования которого задаются независимо друг от друга дополнительными управляющими входами (выводы 1 и 16). Втекающему току 1мА на этих входах соответствует крутизна преобразования около 10мА/В, а уменьшая ток – мы уменьшаем крутизну. Из особенностей микросхемы следует отметить двуполярное питание, дифференциальные входы, наличие линеаризующих диодов на входах и пары составных транзисторов на выходах (для построения буферных каскадов и согласования с нагрузкой).
По мере приближения руки контур, состоящий из антенны WA2 и катушки L7-L10, расстраивается, и выпрямленное диодом D1 отрицательное напряжение снижается по абсолютной величине, вызывая снижение напряжения на выходе 12 микросхемы от крайних +12В до крайних –12В, что полностью запирает управляемый усилитель. Цепочка отрицательной обратной связи D5R37 определяет ход зависимости в ближней (рабочей) зоне антенны.
Встроенные в микросхему линеаризующие диоды использованы в управляемом усилителе для изменения формы сигнала, для чего на вход 2 микросхемы подается небольшой ток смещения (с потенциометра P4). Элементы P3 и R25 задают положение «средней линии» усилителя, что приводит к несимметричному искажению сигнала и его обогащению четными гармониками, более приятными на слух.
Эмиттерный повторитель U3.3 умощняет выходной сигнал, а делитель R33R34 приводит его амплитуду к стандартному уровню линейного выхода. Переключателем SA100 «MUTE» можно заглушить инструмент, когда музыканту надо отойти (в «Etherwave» для этого была придумана хитрость – на антенну громкости просто набрасывался звуковой кабель).
Стабилизатор питания оставлен без изменений, за исключением того, что к диодам D2 и D3 подведены индивидуальные линии питания – для обеспечения возможности работы от двуполярного источника ±15…20В, включая аккумуляторные батареи. При питании от дешевых «AC/AC адаптеров» (представляющих собой трансформатор со вторичным напряжением ~13…15В, как это было задумано в оригинале) контакты «1» и «4» со стороны ответной фишки XS1 необходимо соединить вместе. Также на этот разъем выведен звуковой сигнал – для соединения единым кабелем с усилителем мощности и одновременной запитки от блока питания последнего (обратите внимание на иное, по сравнению с «Etherwave», назначение контактов разъема). Еще в стабилизатор добавлены дополнительные конденсаторы C102 и C103, снижающие мультипликативные помехи от проводов питания (из-за изменения проводимости диодов D2 и D3 с частотой 50 Гц в случае питания схемы переменным напряжением). Выключатель питания исключен за ненадобностью – стабильность инструмента обеспечивается только тогда, когда тот постоянно находится «под парами».
Для защиты от разрядов статического электричества («ESD Protection») введены разрядники NE100 и NE101, представляющие собой неоновые лампочки с напряжением зажигания 50…90 В. Из общего опыта эксплуатации выяснилось, что самый чувствительный элемент, который чаще других выходит из строя – это диод D1. Может быть, поэтому емкость конденсатора C12 у Р.Муга была впоследствии уменьшена с 1000 до 100 пФ. Более эффективно работают разрядники, подключаемые непосредственно к антеннам (учтите, что при работе там действуют высокие переменные напряжения), но они вносят дополнительную емкость. Еще более эффективную защиту дают обычные трубки из изоляционных материалов, надетые на антенны.
Конструкция и элементы
Все мелкие компоненты расположены на печатной плате 84 x 40 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, топология которой показана на Рис.7 и 8.
Рисунок 7
Рисунок 8a
Рисунок 8б
Использованы резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа типоразмера 1206, остальные компоненты монтируются в отверстия. Микросхему U3 целесообразно установить на панельку. Конденсаторы С104, С105 и С106, расположенные в ряд, образуют естественный экран между генераторами. Размещение элементов для варианта Р.Муга (детектор и цепи настройки) показаны на Рис.9.
Рисунок 9
У меня все соединения с платой (антенные катушки и панель управления) выполнены посредством одиночных, двойных и четверных пар штырь-гнездо. Для многовыводных соединений использован шлейф.
В качестве контурных были использованы современные миниатюрные катушки, ферритовый сердечник которых имеет форму гантели, а снаружи наворачивается регулировочная чашечка. Такие катушки могут быть сняты с платы ненужного AM приемника. В моем случае по диапазону изменения индуктивности подошла только одна катушка, остальные были разобраны и перемотаны вручную (около 50 витков тонкого провода). Для контроля диапазона регулирования (50…100 мкГ) используйте любой измеритель RLC. Имейте в виду, что в корпусе катушки может располагаться контурный конденсатор, который следует аккуратно удалить. Также обратите внимание, что более крупные катушки и иная цоколевка потребуют корректировки печатной платы.
Катушки L1-L4 и L7-L10 – самодельные, без сердечника («air core coils»). Не пугайтесь, при наличии даже самого простого намоточного станка их изготовление не так уж трудоемко – намотка самой большой из них у меня заняла 36 минут (засекал специально). Тонкий провод (диаметром около 0,1 мм) можно взять, разобрав какой-нибудь маломощный сетевой трансформатор или реле.
В самом простом случае надо найти жесткую трубку (стержень) из изоляционного материала с наружным диаметром 11…12 мм и на заданной длине намотать требуемое количество витков. Область намотки должна плавно перемещаться от одного конца к другому (допускается делать небольшие возвратно-поступательные движения для лучшего закрепления витков). Но ни в коем случае не надо мотать обмотку слоями или «внавал» сразу по всей длине катушки!
Более продвинутый вариант подразумевает использование секционированного каркаса, который можно подобрать готовый или склеить (выточить) самому. Секционирование позволяет гарантированно равномерно распределить обмотку по длине и, тем самым, улучшить такой паразитный параметр, как собственная резонансная частота катушки. Эта частота должна, как минимум, превышать рабочую частоту схемы, а лучше – в несколько раз, чтобы не принимать ее во внимание при расчетах. В нашем же случае мы очень близко подходим к этому пределу, поэтому для компенсации ее влияния потребовалось немного уменьшить индуктивность (что, впрочем, нам на пользу, так как приходится мотать катушки с меньшим количеством витков). Низкая собственная резонансная частота приводит к деградации чувствительности инструмента, а очень низкая – вообще к невозможности правильной работы схемы.
Увеличение количества секций и снижение толщины перегородок (что крайне желательно) не критичны – на воспроизводимость индуктивности влияет, в основном, длина намотки (расстояние между крайними витками). Для антенн с меньшими размерами (и соответственно – с меньшими статическими емкостями) при сохранении тех же рабочих частот индуктивности потребуется увеличить.
У меня получились такие катушки (каркас был выточен из оргстекла):
«L1-L4» | «L7-L10» | |
Диаметр каркаса (внутр. диаметр намотки) | 11,5 мм | |
Диаметр провода | 0,1 мм | |
Длина намотки | 44 мм | 29 мм |
Суммарное число витков | 3204 | 1680 (отвод от 340-го витка) |
Количество секций | 12 | 8 |
Получившаяся толщина намотки | ≈ 1,5 мм | |
Получившаяся индуктивность | 26,3 мГн | 10,7 мГн |
Сопротивление постоянному току | 340 ом | 180 ом |
Собственная резонансная частота (эквивалентная параллельная емкость) | 740 кГц (1,8 пФ) | 980 кГц (2,5 пФ) |
Типы остальных компонентов не критичны. Подойдут практически любые современные транзисторы общего применения соответствующей структуры, желательно – с малыми емкостями коллектор-база и рабочими напряжениями не ниже 30 В. Интегральные стабилизаторы U1 и U2 – любые маломощные на 12 В соответствующей полярности, желательно – с малыми допустимыми падениями напряжения. На цоколевку обратите особое внимание, так как возможны варианты. Контурные конденсаторы C1, C5, C14, C15 – с минимальными температурными коэффициентами, а диод D1 – маломощный быстродействующий для поверхностного монтажа, с б?льшим запасом по обратному напряжению. Для потенциометров желательна линейная зависимость сопротивления от угла поворота. На схеме левым положениям движков потенциометров соответствует положение «вывернуто».
Конструкция терменвокса (вид сверху со снятой верхней крышкой), а также размеры антенн показаны на Рис.10. Корпус инструмента должен быть выполнен из диэлектрика, допускается использование дерева (фанеры) и небольших металлических частей (например – панели с органами управления), удаленных от обеих антенн. Антенны могут быть изготовлены из любого проводника, но при сборке (если они съемные) они должны воспроизводить свои первоначальные размеры и положения – из-за привязанности настройки к геометрии. В связи с этим антенну высоты тона не следует делать телескопической.
Рисунок 10
Катушки L1-L4 и L7-L10 желательно установить в непосредственной близости от антенн, чтобы уменьшить долю емкости соединяющих проводников в общей емкости антенны. У Муга было сделано наоборот – емкость проводника искусственно увеличивалась подкладыванием под него заземленного куска фольги. Этим самым снижалась чувствительность, а путем отодвигания или приближения проводника можно было производить дополнительную настройку.
Ось катушки L7-L10 должна быть направлена в центр катушки L1-L4 – для минимизации влияния магнитных полей катушек друг на друга. Провода и прочие металлические части располагайте подальше от антенн и катушек – чтобы уменьшить их влияние на настройку и для большего охвата музыканта электрическим полем. Гибкие провода лучше зафиксировать каплями клея, который не даст им менять свое положение в процессе эксплуатации – из-за этого может «поплыть» настройка.
На нижней стенке (дне) расположены разъем XS1 и узел крепления стойки (треноги). В верхней стенке корпуса (крышке) напротив катушек L5, L6 и L11 просверлите три небольших отверстия под регулировочный инструмент – для финальной настройки с уже установленной верхней крышкой. Способы крепления элементов целиком зависят от ваших возможностей. Для платы и катушек (последние прижимаются планками, вырезанными из нефольгированного стеклотекстолита) я использовал металлические винты М3, которые вворачиваются в текстолитовые стойки, предварительно вклеенные в корпус.
Рисунок 11
На Рис.11 приведено фото инструмента со снятой верхней крышкой. Угол наклона плоскости составляет около 30о. Для антенн использовалась медная трубка диаметром 8 мм. Антенна громкости сделана раскладной (установлена на шарнирах), а антенна высоты тона – съемной. Это удобно для транспортировки. Металлические части антенн, проходящие сквозь деревянные стенки, закреплены с помощью эпоксидной смолы, выполняющей также роль дополнительного изолятора (толщина шва составляет около 1 мм). Внутрь инструмента у меня дополнительно установлена плата выходного усилителя для головных телефонов (здесь не рассматривается и может быть выполнен по любой схеме), а на переднюю стенку выведен ее регулятор громкости и соответствующее гнездо. Пользу этого оценят, в первую очередь, окружающие и соседи.
Настройка.
Настройка состоит из двух стадий – проверки работоспособности узлов (включая контроль пределов регулирования частот генераторов), и точной настройки. Потребуется осциллограф и (по возможности) – щуп с малой входной емкостью (например – делитель 1:10, который можно сделать самостоятельно).
Проверка работоспособности проводится без антенн и антенных катушек.
Сначала подайте питание ±15…20В на плату – на выходе стабилизаторов U1 и U2 должны появиться напряжения +12В и –12В соответственно (первое включение производите без микросхемы U3).
Поочередно подключая щуп осциллографа к катушкам L5, L6 и L11 («земля» осциллографа – на «0» питания), проверьте на них наличие синусоидального напряжения размахом не ниже 24В и «средней линией» на уровне напряжения питания (чуть ниже +12В). Меняя положения подстроечников, убедитесь, что частоты генераторов (опорного и перестраиваемого) меняются в диапазоне 280…380 кГц, а частота генератора громкости – в диапазоне 430…580 кГц. Также убедитесь, что «цепи настройки», если вы их уже подключили, дают перестройку более чем на 2 кГц (на осциллографе, если он не оборудован функцией измерения частоты, это будет едва заметно).
Установив частоты опорного и перестраиваемого генераторов близкими друг другу, проверьте в контрольной точке «TP6» форму звукового сигнала, близкую к показанной на Рис.5. Попытки получить нулевые биения будут затруднены из-за высокой чувствительности генераторов к малейшим движениям подстроечников.
Установив произвольно частоту биений (100Гц…5кГц), переходим к тестированию канала громкости (т.е. проверяем работоспособность микросхемы U3).
Подавая на клемму «TP4» отрицательное напряжение от 0 до –12В (например, с движка потенциометра P1, который временно используем для этой цели), наблюдаем за ростом напряжения в контрольной точке «TP5» (или на контакте 5 разъема XS1) от –11,5В до 0 В и выше. Рост должен начинаться не сразу, а только после того, как тестовое напряжение достигнет отметки –4В (или около того). Если напряжение начнет расти слишком поздно и не дойдет до положительной области, то можно попробовать немного увеличить номинал резистора R36 (с 1М до 1,5…2М). Этим самым проверяется работоспособность усилителя U3.2.
Вторая «половинка» микросхемы, U3.1, должна обеспечивать прохождение звукового сигнала с ножки 2 на ножку 8 микросхемы или его ослабление в зависимости от того, какой ток втекает на ножку 1. Если напряжение на контрольной точке «TP5» близко к –11,5В, то управляющий ток нулевой, и микросхема должна быть полностью закрыта. По мере роста напряжения до 0 и выше (смотри предыдущий шаг), микросхема открывается, и на ее выходе должен появиться звуковой сигнал (потенциометры P3 и P4 для этого теста должны быть в левых, по схеме, положениях).
Для быстрой проверки работоспособности (а также для принудительного открытия управляемого усилителя, что удобно для последующей настройки) можно соединять точку «TP5» с общим проводом («токовый» выход микросхемы позволяет это делать безболезненно).
И напоследок, проверяем действие регулировок «WAVEFORM» и «BRIGHTNESS». При исходных (левых) положениях потенциометров P3 и P4 сигнал со смесителя должен почти в первозданном виде передаваться на выход инструмента. Перевод потенциометра P3 в правое положение должен приводить к округлению верхней части сигнала («приплюснутости» вершин), а перевод P4 – к приближению сигнала к прямоугольной форме. Если P4 установлен в правое положение, то скважность этого псевдопрямоугольного сигнала будет регулироваться потенциометром P3 (от меандра до очень узких импульсов).
К точной настройке отнеситесь внимательно – она задает все игровые качества инструмента. Ее цель – подогнать частоты генераторов под получившиеся характеристики антенн и антенных катушек. Ведь наверняка у вас что-то будет отличаться – вот здесь-то и понадобится широкий диапазон перестройки генераторов.
В схеме всего три регулировки – подстроечники катушек L5, L6 и L11. Вращая шлицы по часовой стрелке, мы надвигаем ферритовые чашечки на катушки, увеличиваем индуктивности и понижаем частоту генераторов. Использовать отвертку с пластмассовым жалом особого смысла нет – на частоту генераторов все равно будут влиять ваши руки. Настраивать ли канал громкости первым – значения не имеет.
Подключите антенные цепи, полностью соберите инструмент (включая верхнюю крышку), установите его в рабочее положение (на микрофонную стойку или треножник), освободите пространство вблизи антенн в районе около метра. Также установите регуляторы «Volume» и «Pitch» в среднее положение.
Целью настройки генератора канала громкости является установка его частоты на частоту резонанса антенной цепи. Грубую настройку можно произвести осциллографом (на максимуме чувствительности), приблизив и зафиксировав щуп недалеко от антенны громкости, и добиваясь подстроечником катушки максимума наведенного напряжения. Если «поймать» резонанс не удается, то это означает, что параметры антенной цепи лежат за пределами области регулирования (исправляется изменением геометрических размеров антенны, либо изменением индуктивности антенной катушки – введением внутрь небольшого ферритового сердечника или отмоткой витков).
Далее за резонансом следят, контролируя напряжение на контакте 5 разъема XS1 (сюда выведено контрольное напряжение). По мере приближения к резонансу, потенциал в этой точке будет расти от –11,5В до нуля и выше. Одновременно (если подключен звуковой усилитель) послышится усиливающийся по громкости тон. Если теперь поднести руку к антенне, то громкость должна уменьшиться, а напряжение в контрольной точке – вернуться к –11,5В. Сделав несколько пробных попыток, рекомендуется немного не дойти до резонанса со стороны высоких частот и остановиться, когда контрольное напряжение пересечет нулевую отметку. В этом случае приближение руки на расстояние 5..7 см к антенне должно вызывать полное заглушение инструмента, а зона регулирования будет иметь комфортную протяженность.
В канале высоты тона первым настраивают перестраиваемый генератор. Цель та же – «поймать» резонанс антенной цепи. Именно при такой настройке обеспечивается получение максимальной чувствительности инструмента и его линейности. Частоту генератора следует затем установить немного выше – для большей стабильности (вспомните про «двухгорбость» и «перескоки» частоты).
Трудностей тут две – как дистанционно контролировать наступление резонанса и определить, на «правильном» ли пике генерирует схема?
Один из предлагавшихся способов заключается во временном ослаблении связи антенной цепи с генератором посредством высокоомного резистора 100…200к (связь ослабляется – горбы «совмещаются») и дальнейшем поиске резонанса по минимуму (!) напряжения в этой точке (т.е. на входе антенной цепи). Для этого на плате предусмотрен резистор R100 и джампер J100, который снимается при настройке. Освободившийся штырек джампера – тот, что расположен ближе к клемме «PA» – используется для контроля напряжения. Старт настройки со стороны высоких частот (подстроечник вывернут) гарантирует начальную генерацию на «правильном» пике. После нахождения резонанса следует отойти в сторону высокой частоты (вывернуть подстроечник), что, по идее, должно обеспечивать корректную работы схемы во всем диапазоне инструмента (отсутствие скачков частоты при работе). Недостатком способа является влияние емкости кабеля и прибора на настройку, а также неопределенность при выборе величины этого «отхода».
К точке разделения можно и не подключаться, а поднести щуп осциллографа к антенне на такое расстояние, чтобы на фоне шумов и прочих наводок стал бы виден сигнал генератора (антенну громкости следует временно снять или закоротить на общий провод – чтобы не давала дополнительную наводку). Поиск в этом случае ведется по максимуму напряжения. Джампер после настройки не забудьте вернуть на прежнее место!
И, наконец, третий вариант настройки (без манипуляций на антенных цепях) – аналогичен варианту с поднесением щупа, но сначала надо произвести грубую настройку (по росту напряжения), а затем точную – по скачку частоты. Скачок на экрне осциллографа проявляется в виде небольшого, но резкого изменения амплитуды сигнала на фоне плавного прохождения через область резонанса. Скачок можно контролировать и на слух, если подстраивать второй (опорный) генератор так, чтобы частота биений всегда была бы в звуковом диапазоне (канал громкости принудительно включается перемычкой между контактами 2 и 5 разъема XS1, о чем говорилось выше).
Если максимум напряжения не находится, то это означает (как и в случае с каналом громкости), что параметры антенной цепи лежат за пределами диапазона перестройки генератора. В области максимума будут фиксироваться два скачка частоты – один при движении со стороны высоких частот, т.е. когда сердечник вворачивается (это соответствует переходу на «неправильный» пик), а другой – при возврате (переход на «правильный» пик). На возвратном движении и надо остановиться, пройдя даже немного далее – для создания запаса по устойчивости. Но это не означает, что мы получили идеальную настройку – на практике можно еще сильнее вывернуть подстроечник, в результате чего диапазона инструмента сузится, а музыкальная шкала получится более растянутой. Все это определяется предпочтениями музыканта.
Последним настраивается опорный генератор – при среднем положении регулятора «Pitch» нужно установить биения, близкие к нулевым. Из-за остроты настройки сделать это не особо-то и получится, поэтому остановитесь на десятках герц – остальное «вытянет» регулятор.
Поупражнявшись в настройке, вы быстро обнаружите, что она «уезжает», стоит только убрать руки из зоны регулирования. Ручками «Volume» и «Pitch» иногда можно поправить ситуацию, но, скорее всего, потребуется сделать несколько попыток.
В последующем, при изменении температуры, окружающей обстановки, начального положения музыканта, регулировка должна осуществляться только ручками «Volume» (установка максимальной громкости при отведенной руке) и «Pitch» (установка зоны нулевых биений при отведенной руке).
Итак, мы убедились, что создание идеального терменвокса – задача не такая тривиальная, как это кажется на первый взгляд. При изучении работы, казалось бы, простейших узлов можно залезть в глубокие дебри. В частности, при изучении вопроса «о собственной емкости катушек» вскрывается целый пласт заблуждений, в которых пребывает 95% технически подкованных людей, включая даже авторов солидных монографий. Также до сих пор не проработан вопрос о модели взаимодействия рук и тела музыканта с антенной, а вывод функциональных зависимостей находится на уровне фразы «представим, что человек – это сфера…».
Для себя я сделал такие выводы:
1. Все это полезно, т.к. помогает развиваться.
2. Ферритовые сердечники (в области, где счет идет на единицы герц) – зло. Самое слабое звено в температурной нестабильности, которому слабо помогает даже «коррелированный температурный дрейф» двух генераторов. Производители катушек замалчивают их температурные коэффициенты.
3. Ферритовые сердечники – еще большее зло, так как их магнитная проницаемость зависит от внешних магнитных полей. Например, магнит поднесенного громкоговорителя сбивает настройку, а близкорасположенный сетевой трансформатор модулирует индуктивность.
4. Ферритовые сердечники в стальном экране – вообще зло в кубе, поскольку «хранят» историю намагничиваний, а возврат к первоначальной магнитной «обстановке» не гарантирует сохранения настройки (например, магнит поднес и удалил, а настройка «уехала» навсегда).
5. Схема Муга (по своей сути), пожалуй, – лучшее, что придумано на сегодняшний день, хотя она и сложнее в настройке. Из-за п.п.2–4 нуждается в катушках без сердечника («air core coils») , если не будут придуманы сверхстабильные ферриты.
6. Терменвокс достойно пополняет ряд классических музыкальных инструментов, поскольку на нем, как это ни странно, все-таки надо уметь играть, а также – периодически настраивать и даже «лечить» от таких виолончельных болезней, как «волчий тон» (имеющий аналогичную природу возникновения).
Литература:
[1] R.Moog. Build the EM Theremin. – Electronic Musician February 1996 .
[2] Асеев П.Б. Колебательные цепи – М.: Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио, 1955
[3] И. Симонов, А. Шиванов. Терменвокс. – Радио, 1964, №10, c.36.
[4] Е. Бондаренко. Терменвокс на транзисторах. – Радио, 1965, №10, c.33
[5] Л. Королёв. И снова терменвокс. – Радио, 1972, №9, c.17.
Дополнительные материалы:
PCB.zip (43 кБ) – топология печатной платы в формате Sprint Layout 4.0.
Галерея
|
|
|
antiradio.narod.ru/theremin/etherway
Дата создания документа: 12.01.2017. Последнее обновление: 12.01.2017.
ТЕРМЕНВОКС НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Иногда терменвоксы делают с использованием ультразвуковых датчиков или ИК LED, для того чтобы менять звучание согласно расстоянию до рук, но настоящий терменвокс — это емкостная аппаратура. Поэтому здесь мы попробуем построить термен на современной элементарной базе — контроллере ATtiny85. Такой терменвокс работает с использованием емкости антенны в цепи генератора, на очень высоких частотах, поскольку емкости рук малы. Затем они складываются с фиксированной частотой генератора, чтобы получить разницу (биения), проявляющуюся в виде звуковой частоты.
Схема терменвокса
Терменвокс, показанный на схеме выше, имеет только один компонент! Сам контроллер ATtiny85 и вспомогательные элементы — стабилизатор, конденсатор, провода и макетная плата. Красный и черный — питание, зеленый — аудио, и медные провода антенны.
Есть несколько моментов, которые стоит отметить. Во-первых, производительность лучше, когда вы носите ремешок (желтый провод). Это не очень удобно, хотя существуют коммерческие терменвоксы, где тоже нужен ремешок на запястье.
Диапазон частот программируется (т. е. можно прошить hex файл, чтобы изменить его) и с исходными данными работает примерно на 15 сантиметров от антенны. Перекрывается примерно две октавы. А когда вы касаетесь его — просто пищит.
Как это работает?
Когда рука приближается к антенне, значение АЦП идет вверх. Происходит измерением емкости, схема меняет частоту и выдаёт разницу относительно гетеродина, которая поступает как звуковой сигнал (несколько кГц) на аудио выход. Емкость измеряется с высокой скоростью, в среднем несколько сотен раз в секунду, чтобы получить подходящее значение.
Питается терменвокс от 9В батареи. Дальше напряжение проходит через линейный стабилизатор на 5В — это 78L05 в обычном К-92 пакете. Конденсатор на выходе нужен для фильтрации ВЧ.
Для подключения антенны сделаны маленькие хомуты. Была идея поставить маленькие телескопические антенны, которые используют в 433 МГц пультах беспроводных переключателей, но медные провода лучше в плане настройки конфигурации. О том как пользоваться этим прибором смотрите на видеоролике:
Видео
Originally posted 2019-02-11 22:51:11. Republished by Blog Post Promoter
Самая простая схема терменвокса | Norgame
Терменвокс (theremin или thereminvox) — электромузыкальный инструмент, созданный в 1920 году советским изобретателем Львом Сергеевичем Терменом.
Игра на терменвоксе заключается в изменении музыкантом расстояния от его рук до антенн инструмента, за счет чего изменяется емкость колебательного контура, и, как следствие, частота звука. Вертикальная прямая антенна отвечает за тон звука, горизонтальная подковообразная — за его громкость.
Для игры на терменвоксе необходимо обладать практически идеальным слухом, так как во время игры музыкант не касается инструмента и, поэтому, может фиксировать положение рук относительно него, полагаясь только на свой слух.
Схема самого простого терменвоксаСхема самого простого терменвокса
Предложенная ниже схема терменвокса является наиболее простой и доступной для повторения. Собирал эту схему более 10-ти лет назад, но радиокомпоненты доступны и сейчас. Звук у данной модели терменвокса не очень приятный на слух, так как на выходе получаем вместо синуса прямоугольный сигнал.
Цоколёвка радиодеталейЦоколёвка радиодеталей
На фотографии выше представлены фото радиокомпонентов с цоколёвкой.
Лучше собирать терменвокс на печатной плате не используя макетную.
Печатная плата 50х75ммПечатная плата 50х75мм
(1) Печатаем картинку с изображением печатной платы размером 50х75мм на бумаге используя лазерный принтер .
Наилучший результат получается при использовании глянцевой или мелованной бумаги. Многие даже используют страницы из глянцевых журналов. Интенсивность текста и рисунков на странице журнала значения не имеет. Изображения напечатанные на офсетном станке не переносятся от высокой температуры, а тонер лазерного принтера при нагреве «отлипает» от бумаги и отлично переносится на фольгированный текстолит.
Цвет тонера не имеет значения, я печатал красным, но так как у большинства в наличии имеется только чёрно-белый принтер к статье прилагаю ч/б изображение.
До переноса изображения необходимо обезжирить текстолит при помощи спирта или ацетона. Далее прикладываем напечатанное изображение к текстолиту и хорошенько проглаживаем утюгом.
(2) После этого нужно смыть бумагу водой.
(3)Протравливать лучше всего при помощи хлорного железа. Чем более крутой раствор, тем быстрее идёт процесс. При нагревании раствора до 50 градусов и крутом растворе хлорного железа. Время травления платы занимает примерно 5 минут. Если оставить плату в растворе на пару часов, то даже защищенные тонером участки будут стравлены, и у вас в руках будет кусок голого текстолита.
(3) Сверлим отверстия под радиодетали.
(4) Смываем тонер ацетоном или счищаем механически при помощи мелкой наждачной бумаги.
(5) Протираем плату ватой смоченной в канифольно — спиртовом флюсе.
(6) Теперь плату нужно залудить припоем.
И последним этапом необходимо припаять все радиодетали.
На последнем фото печатная плата немного отличается, нет стабилизатора напряжения и добавлена кнопка для прерывания звука. Вместо кнопки можно между конденсатором 1мкф и регулировкой громкости поставить фоторезистор. Если закрывать фоторезистор рукой то звук будет пропадать, а при отдалении руки от фоторезистора звук будет усиливаться.
ТерменвоксТерменвокс
Корпус терменвокса необходимо изнутри оклеить фольгой и соединить её с минусовым проводом.
Терменвокс питается от блока питания на 12вольт. Инструмент имеет выход для подключения наушников, аудио системы или записи звука. В данной модели имеется только одна антенна (высота звука). Регулировка громкости осуществляется с помощью регулятора громкость.
Настройка терменвокса
Подстрочным резистором 20кОм нужно добиться того чтобы при приближении руки к антенне высота звука увеличивалась. Также необходимо добиться того что если руки находятся от антенны на расстоянии более 20см инструмент не должен издавать звуков. После сборки инструмент настраивается ручкой частота.
Подписывайтесь на канал. Поддержать проект и приобрести Сувениры можно в магазине Norgame.
Статья по теме:
Самый простой робот. Схема на одном транзисторе.
Как сделать терменвокс. Все, что вам нужно знать
Теперь, когда закончился знаменитый и успешный сериал «Теория большого взрыва», если вы его поклонник, то наверняка видели главу, в которой Шелдон Купер играет на одном из этих странных музыкальных инструментов руками. Редкий инструмент, который издает довольно своеобразный звук, просто перемещая по нему руки. Что ж, если это привлекло ваше внимание, в этом руководстве мы научим вас создавать свои собственные Домашний терменвокс и мы покажем вам, как это работает.
Сначала мы увидим, что такое терменвокс и на каких принципах он основан. странный музыкальный инструмент. И после этого мы собираемся подробно описать шаги по созданию простого и более сложного терменвокса, в зависимости от ваших потребностей, так как это может быть простое любопытство, и простейшего учебника будет достаточно, или вы можете захотеть сделать больше профессионала, и вы хочу потратить несколько часов на репетицию этих странных мелодий.
Что такое терменвокс?
Терменвокс — это устройство, также известное в свое время как эфирофон, терменвокс, терменвокс или терменвокс. Это один из первых электронных музыкальных инструментов, созданный в России в 1920 году, хотя он не был запатентован до 1928 года. Его изобретателем был Леон Термен, отсюда и его название.
Он состоит из двух металлических антенн, которые определяют относительное положение руки мистера, то есть музыканта, который ее играет. В зависимости от близости акустические сигналы, которые мы слышим, изменяются благодаря осцилляторам, которые контролируют частоту (одной рукой) и амплитуду или громкость другой. Таким образом, мелодия воспроизводится через динамик. Следовательно, это простой механизм.
Мало-помалу это стало популярным и был включен в некоторые саундтреки к фильмам, такие как «Помни», «Дни без следа», «Ультиматум на Землю», такие сериалы, как «Убийства в середине дня» и т. д., а также в некоторые группы или музыкальные группы от классической музыки до других рок или более инди. И, как я сказал в начале, он также появился в художественной литературе, например, в сериале «Теория большого взрыва».
А теперь он может быть у вас дома …
Как это работает?
серия принципы, на которых он основан они довольно простые. У нас есть цепь, созданная с помощью наших генераторов, резисторов и конденсаторов, питаемых от источника или батареи. Нам не нужно прикасаться к нему, поскольку управление основано на вмешательстве какого-либо тела, в данном случае нашей руки, в радиочастоты, создаваемые инструментом. В одной из предлагаемых нами схем, первой из них, она основана не на ВЧ, а на свету благодаря фоторезисту, но принцип тот же. Во втором примере мы основали его на RF.
Что ж, подытоживая, имеем что цепь, производящая колебание или вибрацию электронной волны, то, что было бы интересно изучить, если у вас есть осциллограф, подключенный к выходу этой схемы, и посмотреть, что происходит с ручными изменениями. Если у вас есть возможность проверить это, вы увидите, что когда вы двигаете рукой, скорость волны меняется, создавая шум через динамик, который мы разместили на выходе.
Это позволяет нам ухватить эти вариации на слух что мы могли видеть на экране такого прибора, как осциллограф. На предыдущем изображении показано, как рука образует конденсатор с антенной, когда мы приближаемся к ней, и в зависимости от близости или расстояния сигнал будет меняться, как если бы наша рука была подключена к заземлению (GND).
Как я уже сказал, у некоторых терменвоксов есть двойная антенна, один регулирует громкость, а другой — колебания. Но в случае с оптикой есть только одна форма управления — фоторезистент, который модулирует звук. Во втором проекте также есть одна антенна для управления звуком, но правда, что она включает в себя два потенциометра, с помощью которых мы можем вручную регулировать громкость другой рукой и высоту тона, то есть сделать его более сильным. или менее резкий.
Создайте свой собственный терменвокс шаг за шагом:
Простой терменвокс:
наш более простой прототип Он будет основан на проекте цифрового журнала Make. Вам понадобится следующий материал:
- Макетная плата или макетной платы, хотя вы также можете сделать его постоянным, припаяв его на печатной плате.
- Батарея 9v или блок питания с этим напряжением.
- динамик 8 Ом.
- CI 555
- Фоторезистент по 5ПК
- 2 конденсатора 0.22 мкФ (соединены последовательно) или 0.47
- Электролитический конденсатор 100 мкФ (будьте осторожны при установке, так как он имеет полярность)
Чтобы установить его, вы можете использовать следующая принципиальная схемаСоединив элементы таким образом на макетной плате, вы можете получить свой домашний терменвокс, вот так:
Теперь вам остается только подключить его к полюсам аккумулятора так, чтобы начинай работать, затем положите руку на терменвокс, и вы можете начать свои мелодии …
Продвинутый терменвокс:
Хотя в блоге Instructables они описывают это как простой дизайн терменвокса И так оно и есть, мы обозначили его как усовершенствованный, чтобы отличать его от первой модели, которая была несколько проще. Для этого проекта вам потребуются следующие компоненты:
- CI NAND CD4093
- Операционный усилитель Микрочип MCP602
- Конденсор 1 нФ, еще 4.7 мкФ и 2 конденсатора по 100 пФ
- Резисторы: 6 из 10 кОм, 1 из 5.1 кОм, 1 из 6.8 кОм
- 2 потенциометры из 10К
- Радио Афина
- Разъем питания
- Audio Jack
- Бляшка Печатная плата под пайку или макет
- Пластиковый или деревянный ящик для всего (по желанию). Вы можете построить его самостоятельно с необходимыми размерами, если хотите, или распечатать в 3D.
Сейчас собираем все наши элементы следуя следующей принципиальной схеме:
Кстати рекомендую на нем прокатиться сначала на макете чтобы вы могли проверить его работу, поскольку если вы решите спаять все элементы, а затем он не сработает, вам будет сложнее удалить припои и восстановить схему.
Наконец вы можете увидеть и насладиться результатом:
Фуэнтес:
Если вы хотите увидеть оригинальные проекты на английском, вы можете перейти к этим источникам:
Инструкции — Термен (передовой)
Сделать журнал — Термен (легкий)
Терменвокс | Belcanto.ru
Категории словаря
от имени изобретателя и лат. vox — голос
Первый советский электромузыкальный инструмент. Изобретён Л. С. Терменом в 1920. В первом варианте одноголосный; применяемые электронные схемы были радиоламповые, позже — транзисторные. В Т. электрич. колебания звуковых частот генерируются по методу биений между колебаниями двух высокочастотных генераторов. Схема Т. содержит два генератора высокой частоты, из к-рых один работает на фиксированной частоте, а частота второго генератора определяется расстоянием между правой рукой музыканта и небольшой вертикальной штыревой антенной, подключённой к его колебат. контуру. Рука и антенна представляют собой как бы воздушный конденсатор, ёмкость к-рого оказывается приложенной параллельно ёмкости конденсатора, входящего в колебат. контур генератора. Изменяя расстояние правой руки от антенны, исполнитель тем самым повышает или понижает частоту второго генератора, соответственно меняя частоту комбинационных тонов, т. е. звуковую частоту. Из множества возникающих т. о. тонов используются 3-4 октавы. Тембр звука Т. (может напоминать тембр певческого голоса, скрипки, виолончели, флейты, трубы, саксофона, англ. рожка, разл. щипковых и удар. инструментов) устанавливается переключением соответствующих регистров. Динамические оттенки регулируются с помощью движений левой руки над левой антенной.
Вариантами Т. являются терпситон (от греч. terpsi — танцевальный) и многоголосный Т. (1975). В терпситоне применена общая схема Т., однако антенна является плоской и помещается под танц. платформой; изменения положения тела танцора меняют электрич. ёмкость и продуцируют звуки разл. высоты, образующие род синхронной танцу мелодии. В многогол. Т. исполнитель может сопровождать мелодию аккордами в чистом строе, получаемыми с помощью электронных схем умножения и деления частоты исполняемого звука мелодии. Наиболее соответствующие этому звуку аккорды из 6-8 возможных включаются горизонтальным движением левой руки (оптич. способ) или переключением пальцами левой руки соответств. контактов прикреплённого к её ладони маленького радиопередатчика. Произв. для Т. создавали Н. Березовский, Э. Варез, П. Грейнджер, Б. Мартину, А. Фулейхан, Дж. Шиллингер и др. Исполнители на Т. — Л. Розен, Де Бройль, К. Рокмор и др. В 1978 фирма «Делос» в США выпустила грампластинку с записью исполнения на Т. произв. рус. композиторов Кларой Рокмор.
Литература: Браудо Е., Гнесин М., Авраамов A., Электрификация музыки, «Правда», 1927, 8 июля; Брoнштейн С. Н.,»Терменвокс» и «Электрола», М., 1930; Рогаль-Левицкий Д., Современный оркестр, т. 4, М., 1956, с. 261-262; Анфилов Г., Физика и музыка, М., 1962, с. 95-104; Tермен Л. С., Физика и музыкальное искусство, М., 1966; его же, Электроника и музыка, в кн.: Ежегодник радиолюбителя, М., 1968; Когоутек Ц., Техника композиции в музыке XX века, пер. с чеш., М., 1976; Меерзон Б. Я., Электромузыкальные инструменты, М., 1977; Дрейден С., Ленин знакомится с терменвоксом, «МЖ», 1978, No 7; Фомин Б., Электромузыкальные инструменты, там же, 1978, No 12.
Л. С. Термен
Я рекомендую
Это интересно
Твитнуть
реклама
вам может быть интересно
Схема Терменвокса » Паятель.Ру — Все электронные схемы
Несмотря на свою простоту и гениальность терменвокс не получил достойного распространения в нашей стране. На рисунке показана схема терменвокса, выполненный на базе современных деталях. На транзисторе VT1 выполнен генератор опорной частоты. Его частота в процессе работы прибора не регулируется и зависит от настройки колебательного контура L1 С1.
Частота генерации около 90 кГц. На транзисторе VT2 построен управляемый генератор. Его частота зависит от настройки системы контуров- L2C8-L3L4W1. W1 представляет собой одну из обкладок контурного конденсатора, а роль второй обкладки выполняет тело исполнителя. Путем различных вариантов поднесения рук к W1 частоту этого генератора можно менять в пределах 90-94 кГц.
Колебания обеих генераторов поступают на суммирующий контур формирования тембра на L5 и С13. Настраивается контур при помощи переменного конденсатора с воздушным диэлектриком (используется стандартный двухсекционный переменный конденсатор типа КПЕ-2В от старых ламповых радиол, обе секции конденсатора включены параллельно.
Этот конденсатор служит для настройки на высшие гармоники генераторов. При максимальной емкости конденсатора в контуре присутствуют только первые гармоники генераторов, а в других положениях на ряду с ними присутствуют вторые, третьи и четвертые гармоники.
Напряжение, снимаемое с отвода L5 поступает на усилитель на VT3. Конденсатор С15 служит для подъема частотной характеристики усилителя на высших частотах.
Детектор выполнен на транзисторе VT4. Он детектирует напряжение биений между первыми и высшими гармониками генераторов и на его выходе получается основной тон и соответствующие обертоны. Напряжение высших частот подавляется конденсатором С18.
С выхода детектора полученный НЧ сигнал поступает на манипулятор, который должен обеспечить надежное запирание канала в паузах, отсутствие переходных процессов при манипуляции, а также регулировку атаки и затухания звука.
Первая ступень манипулятора выполнена на диодах VD3 и VD4, вторая на транзисторе VT5. Включается манипулятор при помощи кнопки SK1. Работа диодной ступени основана на зависимости дифференциальных сопротивлений кремниевых диодов от приложенного к ним напряжения. При разомкнутой кнопке SK1 (пауза между звуками) напряжение на анодах этих диодов отсутствует и они закрыты. При нажатии на кнопку (или при замыкании S2, если звук должен быть непрерывным) напряжение на аноды диодов поступает, они открываются и пропускают НЧ сигнал.
Резисторы R22-R26 и транзистор VT5 образуют мост, в одну диагональ которого включена первичная обмотка выходного трансформатора Т1, а в другую через устройство формирования атаки и затухания подается постоянное напряжение с выхода источника питания. При замыкании контактов SK1 потенциалы коллектора VT5 и точки соединения резисторов R24 и R25, в случае если мост сбалансирован, изменяются примерно одинаково. Ток коммутации не протекает по первичной обмотке Т1 и переходные процессы в его вторичной обмотке отсутствуют. Балансировку моста выполняют подстро-ечным резистором R26.
Атака и затухание звука формируется устройством, выполненным на элементах VD10, VD11, R28-R39, С24-С26. При замыкании контактов кнопки SK1 питающее напряжение поступает на делитель R28-R30. Конденсатор С24 заряжается через R31 до напряжения, снимаемого с этого делителя. Время зарядки этого конденсатора и определяет время атаки звука. Напряжение с этого конденсатора через открытый диод VD11 поступает на С25 и манипулятор.
Емкость этого конденсатора не высока и он не участвует в формировании атаки. Резистором R31 устанавливается фронт нарастания напряжения на С24, и следовательно характер атаки звука. При размыкании SK1 С24 быстро разряжается, а в результате того, что VD11 закрыт,
С25 разряжается медленно. От времени разрядки этого конденсатора зависит скорость затухания сигнала. Переменным резистором R32 и тумблером S3, подключающим дополнительную емкость С26, устанавливается время затухания.
Для намотки катушек L1-L3 можно использовать каркасы с сердечниками от контурных катушек модуля цветности телевизора типа 3-УСЦТ, но дополнительно, на эти каркасы нужно надеть изготовленные из тонкой пластмассы шайбы внешним диаметром 25 мм и внутренним диаметром, таким чтобы шайба туго надевалась на каркас.
Таким образом на каркас надевают две шайбы и получают щечки для намотки. Расстояние между шайбами должно быть 8 мм. Катушки содержат по 450 витков провода ПЭВ 0,09. Каркасы для катушек L2 и L3 имеют такое расположение щечек для намотки, что один каркас можно максимально близко придвинуть к другому, а намотки получатся одна над другой. Именно в таком положении (в максимальной близости) катушки располагаются на плате прибора, для того чтобы обеспечить между ними максимальную индуктивную связь.
Для намотки катушек L4 и L5 используются бронированные сердечники типа СБ20, состоящие из двух чашек с резьбовыми отверстиями, пластмассового каркаса и резьбового ферритового подстроечника. Такие сердечники применяются в отечественных магнитофонах в генераторах стирания-подмагничивания. L4 содержит 350 витков ПЭВ 0,09, a L5 — 70 витков с отводом от 13-го (считая снизу по схеме) провода ПЭВ 0,31.
Трансформатор Т1 намотан на Ш-образном сердечнике от малогабаритного звукового трансформатора от малогабаритного абонентского громкоговорителя, что предназначен для включения в радиосеть. Обе намотки содержат по 1000 витков провода ПЭВ 0,09. Трансформатор Т2 — готовый, вырабатывающий переменное напряжение на вторичной обмотке около 10-15В.
Терменвокс часть 1 — RadioRadar
Пусть читателей не смущает название «Etherway». Оно созвучно с «Etherwave» — названием терменвокса известной американской фирмы Moog Music Inc. — и выбрано намеренно, чтобы отразить схожесть инструментов. Описание прототипа [1] было сделано самим Р. Мугом, который впоследствии наладил выпуск изделий, практически ничего не изменив в схеме и дав им название «Etherwave». Инструмент оказался настолько удачным, что и по сей день пользуется успехом как среди исполнителей, так и среди радиолюбителей, повторяющих его.
Исполнители отдают должное самому главному качеству инструмента — его пригодности к профессиональному исполнению музыкальных произведений. Это связано, главным образом, с улучшенной линейностью музыкальной шкалы, о чём речь пойдёт ниже. Радиолюбителей же привлекает возможность не мотать катушки индуктивности самостоятельно, а обойтись готовыми намоточными изделиями известных фирм. Предлагаются даже наборы для самостоятельной сборки, включающие полностью собранную и отлаженную печатную плату.
Предлагаемая конструкция представляет собой некоторое отступление от этой идеологии, поскольку в ней использованы катушки, намотанные вручную. Это не так сложно, как кажется на первый взгляд, да и занимает гораздо меньше времени, чем поиск готовых изделий. Впрочем, ничто не мешает подобрать готовые катушки. Также важно знать: для успешного повторения конструкции потребуется осциллограф!
Звуковой сигнал в терменвоксе получают смешиванием высокочастотных сигналов двух генераторов (рис. 1), один из которых (образцовый) работает на фиксированной частоте, а частота другого (перестраиваемого) меняется при приближении к его антенне руки исполнителя. В результате образуются и выделяются биения с разностной частотой, лежащей в звуковом диапазоне. Гениальность изобретения Л. С. Термена состоит в том, что очень незначительные изменения частоты генераторов приводят к ощутимым изменениям высоты тона. Он использовал этот принцип не только в своём музыкальном инструменте — терменвоксе, но и при построении охранных систем.
Рис. 1. Конструкция инструмента
Значения частот на рис. 1 показаны условно. Общее правило здесь одно: с приближением руки к антенне частота перестраиваемого генератора понижается, что должно приводить к увеличению разностной частоты (повышению тона), а значит, образцовый генератор должен быть настроен выше. Пусть этот факт отложится в памяти до того момента, когда придётся налаживать изготовленное устройство.
Канал управления громкостью (рис. 2) построен иначе. Здесь только один генератор, который работает на фиксированной частоте и возбуждает резонансную цепь, в которую входит ещё одна антенна. В исходном состоянии (рука далеко) цепь настроена на частоту генератора, а напряжение на ней максимально. Приближение руки к антенне вызывает расстройку резонансной цепи и снижение напряжения на ней. Это должно приводить к уменьшению громкости, хотя возможна и обратная зависимость. Я думаю, на заре становления инструмента были опробованы оба варианта, и первый вариант сочли лучшим.
Рис. 2. Конструкция инструмента
Концепция «Etherwave» полностью повторяет концепцию первых терменвоксов, построенных на электронных лампах. Возможно, удачность конструкции, описанной в [1], как раз и обусловлена именно тем, что представляет собой, по сути, современную (на транзисторах) реинкарнацию проверенных и хорошо себя зарекомендовавших технических решений прошлых лет.
Теперь — об изображённой на рис. 3 схеме терменвокса «Etherway», который я разработал на основе «Etherwave». Все генераторы в нём выполнены по единой дифференциальной двухтранзисторной схеме. Достоинство такого генератора в том, что его трудно заставить не генерировать, чему способствует большой суммарный коэффициент усиления пары транзисторов. Рассмотрим его работу на примере перестраиваемого генератора (транзисторы VT1 и VT2).
Рис. 3. Схема терменвокса «Etherway
В коллекторную цепь транзистора VT1 включён колебательный контур, состоящий из конденсатора C5 и катушки индуктивности L3. Элементы C9, R11 и R12 образуют цепь положительной обратной связи, причём C9 — просто разделительный конденсатор, ёмкость которого некритична, а делитель напряжения R11R12 задаёт коэффициент обратной связи, кроме того, резистор R11 большого сопротивления уменьшает нагрузку на колебательный контур.
В [1] катушка индуктивности, эквивалентная L3, составлена из двух — постоянной и регулируемой, что снижает остроту настройки (тем самым делая её более удобной), но и уменьшает её пределы. Последнее заставляет более строго придерживаться номиналов элементов частотозадающих цепей и геометрии антенны. Я пожертвовал остротой настройки в пользу универсальности и отказался от дополнительного компонента, которого всё равно бы не нашёл в своих «закромах».
Резисторы R5 и R12 задают постоянное напряжение на базах транзисторов VT1 и VT2, близкое к нулю. Резистором R7 задан суммарный ток через транзисторы (около 5 мА).
Основные отличия генератора от оригинала — дополнительная развязка по питанию с помощью фильтра C4R6 и снятие выходного напряжения не с контура C5L3, а с коллектора транзистора VT2. Для этого в коллекторную цепь этого транзистора в качестве нагрузки установлен сравнительно низкоомный резистор R10. Цель такого решения — максимально и с минимумом затрат развязать генераторы.
Дело в том, что при сближении частот генераторов возрастает их взаимное влияние вследствие взаимопроникновения сигналов через выходные цепи, цепи питания, ёмкость монтажа. Каждый стремится навязать партнёру свою частоту. Это явление называют «затягиванием частоты». В схеме из [1] затягивание начинает проявляться при разности частот менее 150 Гц, приводя сначала к искажениям формы звукового сигнала, а затем к полной синхронизации генераторов (захвату частоты) и «молчанию» инструмента. Это делает невозможным получение звуковых частот ниже 50…80 Гц. Но здесь есть свои достоинства и недостатки.
Положительный момент заключается в том, что по мере затягивания частоты звуковой сигнал из близкого к синусоидальному превращается в подобие пилообразного, а затем — пульсирующего, обогащаясь высшими гармониками. Иными словами, появляется зависимость тембра от частоты, что делает исполнение более выразительным и похожим на естественный голос. Невозможность получения низких нот делает инструмент молчащим в отсутствие исполнителя, поскольку частота управляемого генератора должным образом настроенного терменвокса в этом случае попадает в полосу захвата.
Но изменчивость формы сигнала плоха тем, что на очень низких нотах получается не голос, а «тарахтение», теряющее музыкальность из-за того, что биения из периодических становятся случайными — возрастает чувствительность генераторов, находящихся на грани захвата, ко всякого рода помехам.
И наконец, интересное следствие затягивания частоты, считавшееся раньше полезным, которое усиливали с помощью специальных мер, — оно ускоряет сближение частот генераторов, повышая чувствительность инструмента к манипуляциям исполнителя именно там, где требуется, — на удалении от антенны, где изменения вносимой рукой ёмкости малы. Это делает более равномерным распределение нот в области перемещения руки.
Посмотрите на клавиатуру фортепиано — ширина клавиш везде одинакова. Музыканту не нужно напрягаться, чтобы сыграть, например, ту же мелодию октавой выше. Он, руководствуясь мускульной памятью, просто повторит те же движения, немного сдвинув руку. Со струнными инструментами ситуация немного хуже. Лады на грифе гитары расположены неравномерно, поэтому движения приходится масштабировать. У виолончели вообще все плохо. Ладов, как таковых, нет, и малейший промах означает фальшь.
Если у перечисленных выше инструментов есть какая-либо точка опоры для руки, место тактильного контакта, визуальное место, наконец, то у терменвокса нет и этого. Вот почему лозунг «каждый сможет играть на терменвоксе» звучит, мягко говоря, лукаво. Впрочем, если исполнять «авангардную» музыку, которую никто, даже сам автор, повторить не в силах, — это сойдёт. Проблемы начнутся с «Вокализом» С. В. Рахманинова, эдаким «Hello, world!» в мире начинающих терменистов.
Я сказал: «следствие, считавшееся раньше полезным». В последнее время обнаружилось, что «Etherwave» звучит весьма неплохо даже при полностью развязанных генераторах, давая более густой бас (и это ожидаемо) и одну или более лишнюю октаву. Странно, что инженеры Moog Music Inc. до сих пор не воплотили эту возможность в серийных изделиях, дав другим шанс заработать на продажах дополнительных модулей, устанавливаемых в «Etherwave», по цене в десятки евро за плату с двумя транзисторами! А суть метода проста — буферирование сигналов генераторов перед подачей их на смеситель. Ведь именно здесь происходит наиболее сильное взаимное влияние генераторов.
Поначалу я собирался поступить так же, но «спортивный» интерес взял своё — решил найти более элегантное решение. Окончательный вариант — использование транзисторов VT2 и VT6 в качестве буферов и введение смесителя на легко сопрягаемом с ними p-n-p транзисторе VT3.
Чтобы ослабить паразитную связь, требуется уменьшать сопротивление резисторов R10 и R32. Но тогда смешиваемые сигналы оказываются очень слабыми. Хотя диодный смеситель, взятый из оригинала, работает и с ними, но он даёт меньший уровень выходного сигнала. Транзистор VT3 не только смешивает входные сигналы, но и усиливает выходной. Цепь C14R14, как и в оригинале, отсекает высокие частоты, вновь введённая цепь C13R13 делает то же самое, улучшая фильтрацию.
Нужно заметить, что такие цепи встречаются по всему тракту, и в этом есть свой резон. Если подать плохо отфильтрованный сигнал на громкоговоритель, то его высокочастотные составляющие всё равно не будут слышны.
Зато дешёвые звуковые карты компьютеров и различные генераторы спецэффектов легко «слышат» эти составляющие. Дело в том, что находящиеся в них аналого-цифровые преобразователи квантуют входной сигнал по времени. Если он имеет высокочастотные компоненты с частотами выше половины частоты квантования, появляются неприятные призвуки. А дешевизна таких устройств предполагает отсутствие высококачественных фильтров на их входе.
Вернёмся к генераторам. Хотя сигнал на колебательном контуре имеет синусоидальную форму (верхняя осциллограмма на рис. 4), с резисторов R10 и R32 снимают далеко не синусоидальные напряжения — «обрывки» полуволн размахом около 2 В с короткими провалами на вершинах (нижняя осциллограмма на том же рисунке). Это приводит к несколько иной, по сравнению с оригиналом, форме напряжения на выходе смесителя. Если раньше на резисторе R14 выделялся сигнал, состоящий из отрицательных полуволн в форме букв U, то теперь — скруглённый треугольный с небольшими перегибами на подъёме.
Рис. 4. Осциллограммы сигналов
Вдобавок, сигнал переместился в область положительного напряжения, что заставило изменить полярность напряжения питания, приходящего на переменный резистор R15, и поменять местами его неподвижные выводы, чтобы сохранить направление регулировки, а также увеличить номинал резистора R24.
Как видно по осциллограммам сигналов разной частоты на выходе смесителя, изображённым на рис. 5, они сохраняют свою форму вплоть до инфразвуковой частоты, что говорит о хорошей развязке генераторов. Изменчивость тембра предполагается создавать внешними средствами.
Рис. 5. Осциллограммы сигналов разной частоты на выходе смесителя
Теперь об отличиях генераторов. У перестраиваемого генератора к колебательному контуру подключена цепь, состоящая из антенны WA1 и катушки индуктивности L1, а в образцовом генераторе — цепь настройки в виде «реактивного транзистора» (электронного аналога переменного конденсатора).
Принцип действия реактивного транзистора основан на эффекте Миллера — кажущемся увеличении ёмкости конденсатора, включённого в цепь отрицательной обратной связи усилителя. В данном случае — это конденсатор C26 ёмкостью 3 пФ, включённый между коллектором и базой транзистора VT8. В общую ёмкость обратной связи входит также ёмкость перехода база-коллектор этого транзистора, которая у BC846A — около 1,9 пФ. При изменении регулировкой тока его эмиттера с помощью переменного резистора R49 коэффициента усиления Ку транзистора происходит изменение произведения (С26+Сбк)-Ку.
В [1] конденсатор, эквивалентный C26, был номиналом 33 пФ, а эквивалентный R36 резистор — 33 Ом (плюс дополнительный резистор 470 Ом в базовой цепи транзистора, который здесь исключён), что давало такое же перекрытие по частоте — около 2…3 кГц. Это соответствует изменению ёмкости колебательного контура на 50 пФ. Если имеется подходящий конденсатор переменной ёмкости, можно смело заменить им весь узел электронной перестройки, применение которого Р. Муг обосновал отсутствием дешёвых переменных конденсаторов.
На антенной цепи остановимся подробнее. Это — «изюминка» всех терменвоксов подобного рода. Дело в том, что для максимальной чувствительности необходимо, чтобы ёмкость конденсатора колебательного контура состояла, по возможности, только из ёмкости антенны. Это примерно 6…8 пФ, из которых на наведённую от руки ёмкость приходится 0,5 пФ и менее. Но такой контур на частоте в сотни килогерц возбудить сложнее, и, самое главное, «густота» нот с приближением руки к антенне резко возрастает. Это сильно затрудняет игру в верхнем регистре инструмента.
Как же при ёмкости контура 3300 пФ обеспечивают требуемую чувствительность инструмента к манипуляциям рукой? Всё дело в том, что контур, в который входит ёмкость антенны, в рассматриваемом случае образован дополнительной катушкой индуктивности L1 (в [1] это четыре катушки, соединённые последовательно). В первом приближении можно считать, что резонансная частота этого контура равна резонансной частоте контура генератора C5L3. В этом случае влияние ёмкости антенны на генерируемую частоту многократно возрастает.
Трудно сказать, как Л. С. Термен и первые энтузиасты терменвокса пришли к этому решению. Возможно, они стали подключать антенну не напрямую, а через катушку индуктивности, стремясь ограничить чувствительность вблизи антенны и выровнять тем самым мензуру инструмента. Постепенно выяснилось, что её индуктивность должна быть значительной, а наилучшее выравнивание мензуры достигается при большой ёмкости контура генератора.
Позже появилось такое объяснение: при правильной настройке цепи антенны её ёмкость трансформируется в индуктивность, присоединённую параллельно катушке L3. Изменения ёмкости антенны управляют этой индуктивностью по нужному для линеаризации закону. А своеобразие схемы заключается в том, что если оба контура по отдельности настроены на одну и ту же частоту, то соединённые вместе они дают два резонансных пика вместо одного. Поведение генератора при этом сильно зависит от соотношения параметров элементов контуров.
Исчерпывающее объяснение этому явлению можно найти в разделах «Связанные колебательные цепи» в учебниках по теории электрических цепей и даже в учебниках по другим дисциплинам (акустике, математике). Поведение таких цепей описывают биквадратные уравнения, решение которых даёт четыре корня вместо двух для одиночной колебательной цепи. Отсюда и двухгорбая амплитудно-частотная характеристика. Степень её двухгорбости зависит от коэффициента связи между колебательными контурами, а сама связь может быть как магнитной, так и ёмкостной. В данном случае связь — непосредственная, обусловленная способом включения и разным волновым сопротивлением контуров C5L3 и WA1L1.
Продолжение следует…
Литература
1. Moog R. Build the EM Theremin. — Electronic Musician, 1996, February, рр. 86- 100. URL: — http://www.cs.nmsu.edu/~rth/ EMTheremin.pdf (07.07.16).
Автор: И. Мамонтов, г. Электросталь Московской обл.
Мир терменвокса — Схема
Техника и поделки / Схема
Вот список различных типов схем терменвокса. Вы найдете ламповые термины, транзисторные термины, оптические термины, проекты для начинающих и продвинутые. Если вы не знаете, с чего начать, мы предлагаем прочитать наш форум по построению терменвокса, чтобы понять, какая схема может быть лучше всего для вас.
Обратите внимание, мы переместили схемы и техническую информацию для терменвоксов RCA и Keppinger на их собственные страницы.
Channel Road вакуумная трубка терменвокс
Добавил: Jason 18.07.2015Отличное описание специального терменвокса на вакуумной лампе, созданного Джоном Полстрой из Channel Road Amplification. В статье представлены схемы и обсуждение, объясняющее выбор дизайна.
Терменвокс только для поля Тьерримин
Добавил: Jason 29.12.2013Схема терменвокса только для подачи, разработанная известным ремингером Тьерри Френкелем.Разработан для сборки из легкодоступных деталей и для хорошей работы. Идеально подходит для любителей, для проектов научной ярмарки или для всех, кто хочет создать рабочий терменвокс с нуля!
Винный ящик Терменвокс
Участник «Мира терменвокса» Адриан Бонтенбал поделился с нами этой статьей, в которой подробно описал, как он построил транзисторный терменвокс внутри деревянной коробки для вина.
Popular Electronics 1955 Ламповый терменвокс
Добавил: Jason 10.11.2012Фил Нельсон опубликовал схему 1955 года на своем антикварном радио-сайте.
- трубка терменвокс
- Схемы
Схема кастомного терменвокса
Добавил: Jason 28.09.2012Роберт Джордж предоставил эту схему для своего терменвокса Kustom, изначально основанного на терменвоксе Moog Melodia.
- Кастом-терменвокс
- Схемы
Skywave h2 Схема терменвокса
Добавил: Jason 17.05.2012Эти схемы / код / макеты предназначены для «Терменвокс» Skywave h2 Pitch-only.16 из них были построены и эксплуатировались в Королевском фестивальном зале (центр искусств Южного берега) в течение 10 дней в 2010 году. Включает схему, список деталей и образцы печатных плат.
- Схемы
- цифровой терменвокс
Быстрый и простой терменвокс на базе Arduino
Здесь мы показываем небольшой модуль терменвокса, который подключается к плате Arduino, которая выдает мелодию на динамик или выдает мелодию в качестве управляющего сигнала, такого как MIDI, сервопривод и т. Д.Мы использовали это устройство не только как музыкальный инструмент, с помощью этой техники были созданы различные датчики приближения, указывающие устройства или интерфейс в сочетании с Processing, Max или Pd.
PAiA Схема Theremax
Онлайн-версия схемы популярного набора DIY терменвокс от PAiA.
Другой Терменвокс Цепь
Разработано Расселом Кинкейдом и опубликовано Крейгом Кендриком Селленом
Кендрик Селлен Терменвокс для любителей трубки
Кендрик Селлен Схема терменвокса на трубке.
- трубка терменвокс
- Схемы
Открыть.Теремин
Добавил: gaudi 18.10.2010Open.Theremin — это открытый проект, посвященный аппаратному и программному обеспечению. Модульная система состоит из модуля гетеродинного генератора RC или LC и модуля UP микроконтроллера со схемами интерфейса и питания.
Постройте фото терменвокс из 7 частей! (Synthtopia.com)
Это демонстрация прибора Audible Light Meter Форреста Мимса III. Этот дизайн фото-терменвокса был первоначально опубликован в издании «Optoelectronic Projects Vol 1», изданном Radio Shack в 1976 году.
Арт Харрисон
Добавил: Jason 25.05.2010Арт Харрисон делится своими последними разработками на терменвоксе со всем миром! Обязательно ознакомьтесь с этим, чтобы получить четкие указания и отличное техническое описание.
Оптический терменвокс LEGO
Добавил: Jason 25.07.2009Создайте оптический терменвокс из LEGO! Предоставляются пошаговые инструкции, схемы и демонстрационное видео.
Build Squaremin как разновидность терменвокса
Добавил: Jason 21.07.2009Оптический терменвокс, использующий ИК-датчики для управления высотой звука и октавой (вместо высоты звука и громкости).
Схема терменвокса Клары Рокмор
Добавил: Jason 12.05.2008Нарисованные от руки Боба Муга, эти схемы дадут вам представление об оригинальных концепциях дизайна профессора Термена. схематическая страница 1, схематическая страница 2. Также доступны технические примечания, которые Боб Муг написал во время работы над своим терменвоксом. Адриан Бонтенбал также предоставил некоторые дополнительные технические примечания по этой схеме с деталями, которые трудно различить по схеме Боба, а также некоторые бонусные схемы.
Создайте карманный терменвокс на дешевом
В этой короткой статье журнала Popular Science рассказывается, как собрать небольшой оптический терменвокс стоимостью менее 20 долларов примерно за 3 часа.
- оптический терменвокс
- фото терменвокс
Терменвокс-проект Александра Зейлигера от CalTech
Добавил: Jason 21.02.2005Этот человек разработал и выполнил терменвокс для классного проекта в Калифорнийском технологическом институте.Он любезно предоставил рецензию с превосходной технической информацией и схемами для своего проекта. Наконец-то мне вернули исходные файлы postscript, и они доступны ниже в формате GZIP:
Терменвокс Роберта Муга
Добавил: Jason 21.02.2005Эта статья о терменвоксе впервые появилась в радио и телевидении в 1954 году.У вас могут возникнуть проблемы с поиском всех деталей для сборки этого терменвокс сегодня, но эта статья также является отличным источником технической информации.
Нарисованная от руки схема (.GIF, ~ 58k)
Добавил: Jason 21.02.2005Задолго до появления первой версии домашней страницы терменвокса, Джон Хоннибалл из Университета Западной Англии отправил мне по факсу эту нарисованную от руки схему терменвокса после того, как я отправил запрос в группу новостей USENET.Я проанализировал это с другими студентами-инженерами и многое узнал об основном дизайне терменвокса из этой простой схемы. Это «британская» версия дизайна терменвокса Муга 60-х годов.
Каждый день с практичной электроникой Простой терменвокс Проект
Добавил: Jason 21.02.2005Полный текст и изображения этой статьи теперь доступны в Интернете.По указанной выше ссылке вы перейдете к файлам.
Выставка онлайн-терменвокса Университета Глазго
Добавил: Jason 21.02.2005Посмотрите здесь фотографии и схемы двух терменвоксов, сделанных на заказ. Были построены как аналоговые, так и цифровые модели, которые обсуждаются на этом сайте. У меня много вопросов об их цифровом терменвоксе, поэтому я начал составлять FAQ.Не стесняйтесь вносить свой вклад!
Коммутатор отключения звука Big Briar Etherwave
Добавил: Jason 21.02.2005Вы когда-нибудь хотели избавиться от «хлопка» при включении Etherwave? Артур Харрисон разработал выключатель звука для Etherwave, который сделает именно это. Он также добавляет индикатор отключения звука, который служит индикатором включения питания.Вот схема. Не забудьте просмотреть остальную часть замечательного сайта Art!
Tube Терменвокс Фреда Нахбаура, проект
Добавил: Jason 21.02.2005Фред делится с нами полностью ламповым проектом терменвокса — в комплекте со звуковыми файлами! Не пропустите другие крутые проекты терменвокса на его сайте, пока вы там!
Терменвокс RS
Добавил: Jason 21.02.2005Этот сайт показывает вам, как создать терменвокс, используя только детали, доступные в вашем местном Radio Shack!
Терменвокс для трубки Пьера Жене
Добавил: Jason 21.02.2005Пьер построил новую трубку терменвокса, основанную на терменвоксе RCA.Он любезно поделился с нами схемой и несколькими сэмплами звуковых клипов!
Схема простого терменвокса
Добавил: Jason 21.02.2005Очень простой КМОП-терменвокс с двумя микросхемами только для шага, подходящий для простых проектов научной ярмарки.
Как создать терменвокс, которым можно играть всем телом
В мире магии был Гудини, который первым изобрел трюки, которые используются до сих пор.А сжатие данных есть у Джейкоба Зива.
В 1977 году Зив, работая с Абрахамом Лемпелем, опубликовал эквивалент книги Houdini on Magic : статья в IEEE Transactions по теории информации под названием «Универсальный алгоритм последовательного сжатия данных». Алгоритм, описанный в статье, стал называться LZ77 — от имен авторов в алфавитном порядке, LZ77 не был первым алгоритмом сжатия без потерь, но он был первым, который мог творить чудеса за один шаг.
В следующем году оба исследователя выпустили уточнение LZ78. Этот алгоритм стал основой для программы сжатия Unix, используемой в начале 80-х; WinZip и Gzip, появившиеся в начале 90-х; и форматы изображений GIF и TIFF. Без этих алгоритмов мы, скорее всего, отправили бы по почте большие файлы данных на дисках вместо того, чтобы отправлять их через Интернет одним щелчком мыши, покупать нашу музыку на компакт-дисках вместо потоковой передачи и просматривать каналы Facebook, в которых нет движущихся анимированных изображений.
Зив продолжал сотрудничать с другими исследователями по другим инновациям в области сжатия.Именно его полная работа, охватывающая более полувека, принесла ему Почетная медаль IEEE 2021 «За фундаментальный вклад в теорию информации и технологию сжатия данных, а также за выдающееся лидерство в исследованиях».
Зив родился в 1931 году в семье русских иммигрантов в Тверии, городе, который тогда находился в управляемой британцами Палестине, а теперь является частью Израиля. Электричество и гаджеты — и многое другое — очаровывали его в детстве. Например, играя на скрипке, он придумал схему, как превратить свой пюпитр в лампу.Он также попытался собрать передатчик Маркони из металлических частей фортепиано. Когда он подключил устройство, весь дом потемнел. Он так и не заставил этот передатчик работать.
Когда в 1948 году началась арабо-израильская война, Зив учился в средней школе. Его призвали в Армию обороны Израиля, и он недолго прослужил на передовой, пока группа матерей не провела организованные акции протеста, требуя отправить самых молодых солдат в другое место. Переназначение Зива привело его в израильские ВВС, где он прошел обучение на радарного техника.Когда война закончилась, он поступил в Технион — Израильский технологический институт, чтобы изучать электротехнику.
После получения степени магистра в 1955 году Зив вернулся в мир обороны, на этот раз присоединившись к Национальной исследовательской лаборатории обороны Израиля (ныне Rafael Advanced Defense Systems) для разработки электронных компонентов для использования в ракетах и других военных системах. Проблема заключалась в том, вспоминает Зив, что никто из инженеров в группе, включая его самого, не обладал более чем базовыми знаниями в области электроники.Их образование в области электротехники было сосредоточено больше на энергосистемах.
«У нас было около шести человек, и мы должны были учить себя сами, — говорит он. — Мы выбирали книгу, а затем вместе занимались, как религиозные евреи, изучающие еврейскую Библию. Этого было недостаточно».
Целью группы было создание телеметрической системы с использованием транзисторов вместо электронных ламп. Им нужны были не только знания, но и запчасти. Зив связался с Bell Telephone Laboratories и запросил бесплатный образец ее транзистора; компания отправила 100.
«Это покрыло наши потребности на несколько месяцев, — говорит он. — Я считаю, что первым в Израиле сделал что-то серьезное с транзистором».
В 1959 году Зив был выбран в качестве одного из немногих исследователей из оборонной лаборатории Израиля для обучения за границей. По его словам, эта программа изменила эволюцию науки в Израиле. Его организаторы не направляли отобранных молодых инженеров и ученых в определенные области. Вместо этого они позволяют им учиться в аспирантуре любого типа в любой западной стране.
«В то время для того, чтобы запустить компьютерную программу, нужно было использовать перфокарты, и я их ненавидел. Вот почему я не стал заниматься настоящей информатикой ».
Зив планировал продолжить работу в сфере связи, но его больше не интересовало только оборудование. Он недавно прочитал Теория информации (Прентис-Холл, 1953), одна из самых ранних книг по этой теме, написанная Стэнфордом Голдманом, и он решил сосредоточить свое внимание на теории информации. А где еще можно изучать теорию информации, кроме Массачусетского технологического института, где начинал пионер в этой области Клод Шеннон?
Зив прибыл в Кембридж, штат Массачусетс., в 1960 году. Исследование включало метод определения того, как кодировать и декодировать сообщения, отправляемые по зашумленному каналу, сводя к минимуму вероятность и ошибку и в то же время сохраняя простоту декодирования.
«Теория информации прекрасна, — говорит он. — Она говорит вам, что самое лучшее, что вы можете когда-либо достичь, и [она] говорит вам, как приблизиться к результату. наилучший возможный результат «.
Зив противопоставляет эту уверенность неопределенности алгоритма глубокого обучения.Может быть ясно, что алгоритм работает, но никто точно не знает, является ли это наилучшим возможным результатом.
Находясь в Массачусетском технологическом институте, Зив работал неполный рабочий день в оборонном подрядчике США. Melpar, где он работал над программным обеспечением для исправления ошибок. Он нашел эту работу менее красивой. «В то время для того, чтобы запустить компьютерную программу, нужно было использовать перфокарты, — вспоминает он. — И я их ненавидел. Вот почему я не углублялся в настоящую информатику».
Вернувшись в лабораторию оборонных исследований после двух лет в Соединенных Штатах, Зив возглавил Департамент связи.Затем в 1970 году вместе с несколькими другими сотрудниками он поступил на факультет Техниона.
Там он встретил Авраама Лемпеля. Эти двое обсуждали попытки улучшить сжатие данных без потерь.
Современным уровнем сжатия данных без потерь в то время было кодирование Хаффмана. Этот подход начинается с поиска последовательностей битов в файле данных, а затем их сортировки по частоте, с которой они появляются. Затем кодировщик создает словарь, в котором наиболее распространенные последовательности представлены наименьшим числом битов.Это та же идея, что и в азбуке Морзе: самая частая буква в английском языке, e, представлена одной точкой, в то время как более редкие буквы имеют более сложные комбинации точек и тире.
Кодирование Хаффмана, которое до сих пор используется в формате сжатия MPEG-2 и в формате JPEG без потерь, имеет свои недостатки. Требуется два прохода через файл данных: один для расчета статистических характеристик файла, а второй — для кодирования данных. А хранение словаря вместе с закодированными данными увеличивает размер сжатого файла.
Зив и Лемпель задались вопросом, могут ли они разработать алгоритм сжатия данных без потерь, который работал бы с любыми типами данных, не требовал предварительной обработки и обеспечил бы наилучшее сжатие этих данных, цель, определяемую чем-то, известным как энтропия Шеннона. Было неясно, была ли вообще возможна их цель. Они решили выяснить.
Зив говорит, что он и Лемпель были «идеальным партнером» для решения этого вопроса: «Я знал все о теории информации и статистике, а Абрахам был хорошо вооружен булевой алгеброй и информатикой.»
Эти двое пришли к идее, что алгоритм будет искать уникальные последовательности битов одновременно с сжатием данных, используя указатели для ссылки на ранее обнаруженные последовательности. Этот подход требует только одного прохода через файл, поэтому он быстрее, чем кодирование Хаффмана.
Зив объясняет это так: «Вы смотрите на входящие биты, чтобы найти самый длинный отрезок битов, для которого было совпадение в прошлом. Предположим, что первый входящий бит равен 1. Теперь, поскольку у вас есть только один бит, вы никогда не видели его в прошлом, поэтому у вас нет другого выбора, кроме как передать его как есть.»
«Но тогда вы получите еще один бит», — продолжает он. «Скажите, что это тоже 1. Итак, вы вводите в свой словарь 1-1. Скажем, следующий бит — 0. Итак, в вашем словаре теперь 1-1, а также 1-0 ».
Вот где появляется указатель. В следующий раз, когда поток битов включает 1-1 или 1-0, программное обеспечение не передает эти биты. Вместо этого он отправляет указатель на место, где эта последовательность впервые появилась, вместе с длиной совпадающей последовательности. Количество бит, которое вам нужно для этого указателя, очень мало.
«Теория информации прекрасна. Он говорит вам, что самое лучшее, что вы можете когда-либо достичь, и (он) говорит вам, как приблизиться к результату «.
«Это в основном то, что они делали при публикации TV Guide , — говорит Зив. — Они запускали синопсис каждой программы один раз. Если программа появлялась более одного раза, они не переиздали синопсис. Они просто сказали, вернитесь к странице x ».
Декодирование таким способом еще проще, потому что декодеру не нужно идентифицировать уникальные последовательности.Вместо этого он находит расположение последовательностей, следуя указателям, а затем заменяет каждый указатель копией соответствующей последовательности.
Алгоритм делал все, что намеревались сделать Зив и Лемпель — он доказал, что возможно универсально оптимальное сжатие без потерь без предварительной обработки.
«В то время, когда они опубликовали свою работу, тот факт, что алгоритм был четким и элегантным и легко реализуемым с низкой вычислительной сложностью, был почти несущественным, — говорит Цачи Вайсман, профессор электротехники в Стэнфордском университете, специализирующийся на теории информации.«Это было больше о теоретическом результате».
В конце концов, однако, исследователи осознали практическое значение этого алгоритма, говорит Вайсман. «Сам алгоритм стал действительно полезным, когда наши технологии начали работать с файлами большего размера, превышающими 100 000 или даже миллион символов».
«Их история — это история о силе фундаментальных теоретических исследований, — добавляет Вайсман. — Вы можете получить теоретические результаты о том, что должно быть достижимо, и спустя десятилетия человечество получит выгоду от реализации алгоритмов, основанных на этих результатах.»
Зив и Лемпель продолжали работать над технологией, пытаясь приблизиться к энтропии для небольших файлов данных. Эта работа привела к созданию LZ78. Зив говорит, что LZ78 кажется похожим на LZ77, но на самом деле сильно отличается, потому что он предвосхищает следующее. «Допустим, первый бит равен 1, поэтому вы вводите в словарь два кода, 1-1 и 1-0, — объясняет он. Вы можете представить эти две последовательности как первые ветви дерева».
«Когда приходит второй бит, — говорит Зив, — если он равен 1, вы отправляете указатель на первый код, 1-1, а если он 0, вы указываете на другой код, 1-0.Затем вы расширяете словарь, добавляя еще две возможности к выбранной ветви дерева. Если вы будете делать это неоднократно, у последовательностей, которые появляются чаще, вырастут более длинные ветви «.
«Оказывается, — говорит он, — это был не только оптимальный [подход], но и настолько простой, что сразу стал полезным».
Джейкоб Зив (слева) и Абрахам Лемпель опубликовали алгоритмы сжатия данных без потерь в 1977 и 1978 годах, оба в IEEE Transactions on Information Theory.Эти методы стали известны как LZ77 и LZ78 и используются до сих пор. Фото: Якоб Зив / Технион
В то время как Зив и Лемпель работали над LZ78, они оба были в творческом отпуске из Техниона и работали в компаниях США. Они знали, что их разработка будет коммерчески полезной, и хотели запатентовать ее.
«Я работал в Bell Labs, — вспоминает Зив, — поэтому я подумал, что патент должен принадлежать им. Но они сказали, что невозможно получить патент, если это не аппаратное обеспечение, и им не хотелось пытаться.»(Верховный суд США не открывал дверь для прямой патентной защиты программного обеспечения до 1980-х годов.)
Однако работодатель Lempel, Sperry Rand Corp., был готов попробовать. Она обошла ограничение на патенты на программное обеспечение, создав оборудование, реализующее алгоритм, и запатентовав это устройство. Сперри Рэнд последовал этому первому патенту с версией, адаптированной исследователем Терри Велчем, под названием алгоритм LZW. Наибольшее распространение получил вариант LZW.
Зив сожалеет о том, что не смог напрямую запатентовать LZ78, но, по его словам, «нам понравился тот факт, что [LZW] был очень популярен.Он сделал нас знаменитыми, и мы также получили удовольствие от исследований, к которым он нас привел «.
Одна из последующих концепций получила название сложности Лемпеля-Зива — меры количества уникальных подстрок, содержащихся в последовательности битов. Чем меньше уникальных подстрок, тем сильнее можно сжать последовательность.
Позднее эта мера стала использоваться для проверки безопасности кодов шифрования; если код действительно случайный, его нельзя сжать. Сложность Лемпеля-Зива также использовалась для анализа электроэнцефалограмм — записей электрической активности в головном мозге — чтобы определить глубину анестезии, диагностировать депрессию и для других целей.Исследователи даже применили его для анализа популярных текстов песен, чтобы определить тенденции повторяемости.
За свою карьеру Зив опубликовал около 100 рецензируемых статей. Хотя работы 1977 и 1978 годов являются самыми известными, у теоретиков информации, пришедших после Зива, есть свои фавориты.
Для Шломо Шамаи, выдающегося профессора Техниона, статья 1976 года представила алгоритм Виннера-Зива, способ охарактеризовать пределы использования дополнительной информации, доступной декодеру, но не кодеру.Эта проблема возникает, например, в видеоприложениях, которые используют тот факт, что декодер уже расшифровал предыдущий кадр и, таким образом, его можно использовать в качестве дополнительной информации для кодирования следующего.
Для Винсента Пура, профессора электротехники в Принстонском университете, это статья 1969 года, в которой описывается граница Зива-Закая, способ узнать, получает ли сигнальный процессор наиболее точную информацию из данного сигнала.
Зив также вдохновил ряд ведущих экспертов по сжатию данных на занятиях, которые он преподавал в Технионе до 1985 года.Вайсман, бывший студент, говорит, что Зив «глубоко увлечен математической красотой сжатия как способа количественной оценки информации. Получение у него курса в 1999 году сыграло большую роль в том, что я встал на путь моих собственных исследований «.
Не только он был так вдохновлен. «Я взял у Зива уроки теории информации в 1979 году, в начале учебы в магистратуре, — говорит Шамай. — Прошло более 40 лет, а я до сих пор помню этот курс. Это заставило меня задуматься над этими проблемами. проводить исследования и получать докторскую степень.Д. »
В последние годы глаукома лишила Зива большую часть зрения. Он говорит, что статья, опубликованная в журнале IEEE Transactions on Information Theory в январе этого года, является его последней. Ему 89 лет.
«Я начал писать статью два с половиной года назад, когда у меня еще было достаточно зрения, чтобы пользоваться компьютером, — говорит он. — В конце концов Юваль Кассуто, младший преподаватель Техниона, завершил проект». В документе обсуждаются ситуации, в которых большие информационные файлы необходимо быстро передавать в удаленные базы данных.
Как объясняет Зив, такая потребность может возникнуть, когда врач хочет сравнить образец ДНК пациента с прошлыми образцами от того же пациента, чтобы определить, была ли мутация, или с библиотекой ДНК, чтобы определить, есть ли у пациента генетическое заболевание. Или исследователь, изучающий новый вирус, может захотеть сравнить его последовательность ДНК с базой данных ДНК известных вирусов.
«Проблема в том, что количество информации в образце ДНК огромно, — говорит Зив, — слишком много для того, чтобы сегодня по сети было отправлено сообщение за считанные часы или даже, иногда, за дни.Если вы, скажем, пытаетесь идентифицировать вирусы, которые очень быстро меняются во времени, это может занять слишком много времени «.
Подход, который описывают он и Кассуто, включает использование известных последовательностей, которые обычно появляются в базе данных, чтобы помочь сжимать новые данные, без предварительной проверки конкретного совпадения между новыми данными и известными последовательностями.
«Я действительно надеюсь, что это исследование может быть использовано в будущем», — говорит Зив. Если в его послужном списке есть какие-либо признаки, Кассуто-Зив — или, возможно, CZ21 — добавит к его наследию.
Эта статья появится в майском выпуске 2021 года под названием «Conjurer of Compression».
Создайте карманный терменвокс по дешевке
Работает на терменвоксе
Даже если вы не знакомы с самим терменвоксом, вполне вероятно, что вы слышали его зацикленные электронные звуки раньше. Помните эти жуткие звуковые дорожки из научно-фантастических фильмов 1950-х годов? Что ж, весьма вероятно, что эти колеблющиеся звуки были созданы терменвоксом.
Разработанный русским физиком Леоном Терменом около 1919 года двуручный инструмент был одним из первых в истории электронных музыкальных инструментов и первым инструментом, на котором можно было играть, не касаясь его физически. Спустя тридцать лет после своего изобретения терменвокс был популяризирован американским крестным отцом синтезатора Робертом Мугом в 1950-х годах и увековечен в классическом научно-фантастическом фильме «День, когда Земля остановилась» .
Полноценный терменвокс обойдется вам почти в 400 долларов, но с помощью приведенных ниже инструкций вы можете собрать карманный инструмент, похожий на терменвокс, который не обойдется вам дорого.В отличие от настоящего МакКоя, который полагается на заземленную переменную емкость для изменения частоты и громкости при взмахе руки, наш карманный терменвокс использует вариации света для создания своего неземного вибрато.
Время: 3 часа
Стоимость: 18,39 $
Сложность: Легко
Детали
Примечание: В отличие от обычного терменвокса, который работает на двух радиочастотных генераторах, этот карманный терменвокс состоит из генератора и делителя частоты, которые управляются изменениями света.Предупреждаем, карманный терменвокс очень чувствителен к свету , и для достижения наилучших звуковых эффектов необходимо «играть» в приглушенном свете.
Ступеньки
1. Постройте схему. Используйте электрическую схему карманного терменвокса (см. Ниже) для создания полного двойного генератора с таймером 555 IC и схемы делителя частоты. Выберите пару фотоэлементов CdS из ассортимента фотоэлементов Electronic Goldmine. Попробуйте разные фотоэлементы для разных звуковых эффектов. Держите всю проводку достаточно длинной, чтобы можно было удобно соединить все компоненты внутри коробки.
2. Подключите клемму. Используйте 2-контактную клемму печатной платы в качестве разъема для положительного (+; красный) провода и заземляющего (-; черного) провода 9-вольтового фиксатора аккумуляторной батареи. Подключите все подключения +9 В схемы к одному выводу 2-контактного терминала печатной платы и спаяйте их вместе. Затем проложите все соединения GND схемы к другому выводу и припаяйте все провода к этому выводу.
3. Разобрать коробку. Снимите металлический двухуровневый экранированный ящик. Удалите все заглушки, подпружиненные дверцы и модульные экраны, которые вам не нужны в окончательной конструкции.
4. Защитите себя изнутри. Изолируйте внутреннюю часть металлической коробки лентой, пластиковыми трубками или виниловыми полосками для предотвращения короткого замыкания любых электронных компонентов во время игры на вашем карманном терменвоксе.
Терменвокс Строительство
Собираем кусочки вместе5. Установка. Установите полную схему внутри коробки. Установите два фотоэлемента CdS снаружи на противоположных сторонах коробки.Это размещение поможет вам контролировать финальные звуковые эффекты с большей независимостью и ловкостью. Теперь прикрепите динамик к передней части коробки. Вверните красный провод защелки аккумулятора в клемму + 9 В из шага 2. Вкрутите черный провод защелки в другую клемму и выведите защелку аккумулятора 9 В за пределы коробки.
6. Включите питание. Подсоедините аккумулятор 9 В к защелке аккумулятора. Карманный терменвокс должен немедленно начать издавать некоторый шум. Вы можете регулировать громкость динамика, регулируя потенциометр 5K.
Если вы ничего не слышите, проверьте наличие короткого замыкания между компонентами, проводкой и металлической коробкой. Если конструкция схемы выглядит нормально, попробуйте переместить карманный терменвокс в более темное место. В слегка затемненной комнате ваш карманный терменвокс должен издавать дикие и разнообразные звуки. Просто проведите руками над двумя фотоэлементами CdS для изменения частоты и высоты звука вашего карманного терменвокса.
А теперь снимайте свой собственный научно-фантастический фильм в стиле ретро, звуковые эффекты у вас уже есть в кармане.
Щелкните здесь, чтобы просмотреть MP3 карманного терменвокса в действии
Схема терменвокса
Терменвокс на основе модели 142 Southwest Technical Products
Страница терменвокса Art: Терменвокс на основе модели 142 Southwest Technical Products Терменвокс 144
Пересмотренная версия модели Southwest Technical Products
142
(Обновлено 26 сентября 2016 г.)
СОДЕРЖАНИЕ
Официальное уведомление
(назад к содержанию)
Информация, содержащаяся в этом документе, относится к 2000, 2001, 2002, 2003 гг. 2004 Артур Харрисон.Любое воспроизведение информации, содержащейся в этот документ, электронный или механический, должен использоваться только с Артуром Харрисона и признает его владельцем авторских прав. и автор.
Использование информации, содержащейся в этом документе, в личных или коммерческих целях. финансовая выгода, например, производство и продажа электронных музыкальных инструменты или их части, запрещены. Если специально не указано в письменный контракт, Артур Харрисон не дает лицензии на коммерческое использование использование концепций и конструкций, воплощенных в этом документе.Ссылаться Запросы о лицензировании: [email protected].
Информация, содержащаяся в этом документе, может быть воспроизведена только в небольших количества, когда целью его использования является распространение информации студентам или любителям и не могут распространяться в какой-либо форме, в электронном виде или механический, для целей любой стороны, вовлеченной, прямо или косвенно, в коммерческих предприятиях.
Артур Харрисон не несет ответственности за любые убытки, прямые или косвенные, которые могут возникнуть в результате распространения, применения или неправильного применения контент, содержащийся на этом сайте.Пользователь предоставленной информации на этом сайте принимает на себя всю ответственность за любые убытки, прямые или косвенные, которые могут возникнуть в результате его использования. Артур Харрисон оставляет за собой право вносить изменения содержание этого сайта в любое время без предварительного уведомления.
Три схемы под названием «ЮГО-ЗАПАДНАЯ КОРПОРАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ» (НОМЕР КОМПЛЕКТА 142) «предоставляются только для справки.
Определение пригодности трех схем с названием «ЮГО-ЗАПАД. TECHNICAL PRODUCTS CORPORATION THEREMIN (НОМЕР КОМПЛЕКТА 142) «для коммерческих цели — ответственность пользователя; автор подразумевает отсутствие лицензии для использования этих схем в коммерческих целях.
Благодарности
(к содержанию)
Автор благодарит следующих лиц за их любезную помощь в этом проект:
Барри Эсо, основатель энтузиастов терменвокса
Международный клуб
Том Полк, производитель
Таннерины
Дэйв Сторк
Введение
(к содержанию)
В ноябре 1967 года журнал Popular Electronics опубликовал статью Луи. Э.Гарнер-младший назвал «Для этого другого звука … Музыка а-ля» Терменвокс . «Статья содержала схематический и исчерпывающий текст для построения семитранзисторного прибора.
Свидетельство их популярности, терменвокс Гарнера и его потомки. строятся и по сей день. Базовая схема, по сути, представляет собой главный продукт Международного клуба энтузиастов терменвокса (TECI). В ответ на частые вопросы об этой схеме и в знак уважения к одному из самых популярных дизайнов терменвокса, я предоставил эту функцию как источник информация, чтобы помочь тем, кто заинтересован в их создании.
Southwest Technical Products Corporation (SWTP) была выдающимся производителем электроники. производитель комплектов, который предоставил детали для многих из Popular Electronics Особенности. (В оригинальной статье ’67 SWTP предлагает набор деталей, в том числе печатную плату, шкаф и антенны за 25 долларов). просуществовали в первые дни домашних компьютеров, а затем исчезли как корпоративные организация.
В 1974 году SWTP выпустила новый комплект, улучшенный по сравнению с оригинальным дизайном 1967 года.Обновление 74-го подтвердило исправления, напечатанные в последующем Popular Электроника выпуска , а также внесена в нее несколько модификаций. Среди этих были добавлены настроечные потенциометры для облегчения обнуления, изменения частотам генераторов основного тона для предотвращения взаимодействия с объемом осциллятор и изменения типов транзисторов и катушек индуктивности. Фотографии а комплект более поздней модели SWTP 142, предоставленный корреспондентом Даниэлем Фехтнером, показано ниже.
Юго-Запад Техникал Продактс | Печатная плата, вид изнутри |
Терменвокс Авалон
(вернуться к содержанию)
Интересная версия набора терменвокса Southwest Technical Products 142 проиллюстрировано на следующих фотографиях.Инструмент был куплен в г. в начале 1970-х годов, и они перестали откалиброваться, проблема решена путем перенастройки переменных индукторов. Терменвокс выпускается под торговой маркой «Avalon Electronics». и имеет номер модели «142-2». Нет указания серийного номера или производственного происхождения, хотя предполагается, что детали были получены со склада Southwest Technical Products Corporation Модель 142 терменвокс комплект, а затем собранный другой стороной, с шильдиком «Авалон».Нет предыдущие ссылки на этот конкретный бренд терменвокса известны в то время этого письма.
Сравнение схемы 142 терменвокса в этой статье вместе с при сравнении с фотографиями собранных 142 терменвоксов, выявлено что инструмент электрически идентичен стандартному устройству. Шаг антенна на Авалоне находится на левой стороне, а громкая антенна на с правой стороны, когда инструмент ориентирован так, чтобы органы управления были обращены игрок.Это может указывать на то, что Avalon 142-2 или хотя бы этот конкретный one, был специально разработан для левшей. Инструмент Авалон предоставляет гнездо аудиовыхода на передней панели, а не на задней панели, как в инструменте Southwest Technical Products Corporation, и имеет выключатель питания, расположенный слева от потенциометров, вместо Правильно.
После калибровки с помощью пластикового инструмента для регулировки индуктора я воспользовался возможностью играть на инструменте Avalon, и заметил, что расстояния срабатывания для параметры высоты тона и громкости были менее 6 дюймов, что является серьезным ограничением.Громкость также была очень нелинейной, при этом большая часть изменений происходила в однодюймовой экскурсии. Для сравнения: переработанная версия этого Инструмент, которым является терменвокс 144, описанный в этой статье, предлагает значительные улучшения по этим параметрам. (Примечание: даже дальнейшие улучшения получены в более новом терменвоксе «145» дизайн.) Я также заметил, что регулировка индуктивности для Avalon была чрезвычайно критичен, только очень небольшая часть оборота вызывает инструмент стать неиграбельным.После перенастройки индукторов прибор был восстановлен до его первоначального отклика, хотя номинальные колебания использование прибора отрицательно сказалось на стабильности калибровки, часто даже крайние положения потенциометра становятся неадекватными.
Качество пайки в Avalon вполне удовлетворительное. Хотя ни один из компоненты оказались неисправными, все алюминиевые электролитические конденсаторы были заменены, когда были сделаны эти фотографии, поскольку такие конденсаторы имеют тенденцию ухудшаться в течение очень длительного периода времени.Третья фотография — это то, что интерьера и показывает печатную плату. Расположение компонентов: шелкография на печатной плате, однако шелкография выравнивается очень плохо с расположением отверстий для компонентов. Обратите внимание, что фотография интерьера терменвокса Даниэля Фехтнера 142 (см. выше) не показывает шелкографии, что может указывают на то, что эта функция не была согласована для всех проданных единиц хранения компании Southwest Technical Products Corporation. Фотография четыре ясно показывает номер детали «387-120» на одном из четырех индукторов.Интересно, что оба Терменвокс 142 Даниэля Фехтнера и терменвокс Авалон созданы для левшей. игроков.
|
|
|
|
Схема
(к содержанию)
«Терменвокс номер 142» 1974 года, выпущенный компанией Southwest Technical Products Corporation Комплект представлен здесь в первом наборе схем, перерисованных из Интернета. ресурсы и ксерокопии оригинальных инструкций по набору.Эти схемы относятся к более поздней версии комплекта, в котором реостаты обеспечивают точная регулировка частоты генераторов.
Содержание в новых схемах дословно, за исключением обозначений компонентов (R1, R2 и т. Д.) Опускаются. Насколько это возможно, мои начальные макет соответствовал схеме SWTP и рекомендациям по деталям. Наблюдения эти усилия привели к изменениям в конструкции, которые показаны во втором наборе схем.Пересмотренный инструмент обозначен «144» терменвокс.
Усовершенствования, реализованные в 144-м, создали инструмент, который замечательно хорошие характеристики при сохранении оригинального дизайна простота. Однако я не рекомендую этот проект терменвокса для новичков, поскольку он проявляет много чувствительности, на которую сильно влияют физические размещение компонентов, а также требования к испытательному оборудованию обычно не доступный случайному экспериментатору.Для тех, кто уверен в своих силах, Сборочные чертежи были предоставлены в качестве руководства для строительства. Приверженность к описанной планировке настоятельно рекомендуется. Читатели приглашаются на свяжитесь со мной с комментариями.
Схема для SOUTHWEST TECHNICAL PRODUCTS CORPORATION THEREMIN
(НОМЕР КОМПЛЕКТА 142)
Схема 144 THEREMIN
Общее описание изменений
(к содержанию)
Биполярные транзисторы 2N5087 PNP и 2N5210 NPN, указанные в частях SWTP. список довольно сложно получить, и N-канал Texas Instrument TIS58 полевой транзистор устарел.Для 144 я указал типы 2N3906, 2N3904 и 2N5484, соответственно, как очень подходящие и легко доступные заменители. (Щелкните здесь, чтобы просмотреть список типы транзисторов, указанные в различных версиях этого терменвокса.)
Терминалы SWTP были оснащены одним из двух типов ферритовых сердечников. индукторы. Ранее комплекты имели тип «петля». установлен на небольших L-образных кронштейнах, а более поздние версии имели миниатюрные, регулируемые по верхнему краю типа, которые заключены в прямоугольные алюминиевые банки, как показано выше на фотографии «Avalon Theremin Inductor».
Единственный метод регулировки частоты в ранней версии SWTP был с индукторы петли. В более поздних версиях SWTP делегированы грубые настройки к миниатюрным закрытым катушкам индуктивности и точной настройке реостатов, которые были добавлены к двум схемам генератора.
В моем дизайне 144 переменные индукторы заменены на фиксированные, J.W. Miller тип 4652, фенольный сердечник, 1 миллигенри, круговые индукторы. Грубый регулировка частоты производится переменными конденсаторами C2 и C22, а точная регулировка производится потенциометрами RV1 и RV2.Новое сочетание стабильных катушек индуктивности с фиксированным значением и переменных конденсаторов улучшают работу генераторов. стабильность частоты при изменении температуры и устранение петель или катушечные индукторы, которые дороги и труднодоступны. Отметим также, что мой дизайн 144 устраняет переменные функции как из объемного процессора и генератор переменного тона; корректировки обнуления производятся только в секциях генератора опорной частоты и объемного генератора.
Индукторы, часто определяемые только их величиной индуктивности, также демонстрируют другие важные параметры, такие как добротность, частота собственного резонанса и температурные коэффициенты.Тенденция к произвольной замене катушек индуктивности часто мешают работе новых версий оригинального дизайна. Компания J.W. Катушки индуктивности Miller типа 4652, указанные в конструкции 144, обеспечивают надежность, стабильная работа.
Частотно-определяющие конденсаторы из полистирола 0,01 мкФ в версии SWTP. генераторы изменены на 1000 пФ в 144, чтобы облегчить использование типы слюды разумного размера. Слюдяные конденсаторы обладают лучшей температурной стабильностью чем полистиролы, преимущество в этом применении.
Стабилизатор напряжения на интегральной схеме с малым падением напряжения (U1) добавлен в новый конструкция для уменьшения дрейфа параметров в течение срока службы батареи. Соответственно, новый стабилизированное питание схемы составляет 7,5 вольт. Раздел объема приносит пользу большинство из этого дополнения. Потребление постоянного тока для 144 меньше, чем 10 миллиампер, и он будет работать от одной 9-вольтовой щелочной батареи.
Частоты
(к содержанию)
Номинальные частоты генератора указаны в таблице ниже.Выражения ‘ Емкостные термины для новой схемы были расширены. Эффекты второго порядка (нелинейности, паразитные реактивные сопротивления, нагрузка и т. д.) игнорируются. Частота вариации, возникающие в результате настроек потенциометра (используются игроком для получения желаемые характеристики высоты тона и громкости) исключаются из расчетов. Указанные значения приведены только для справки; фактические частоты могут значительно отличаться из-за допусков компонентов.
Версия | Раздел | Банкноты | Частота, Гц |
SWTP 142 | Осциллятор громкости | Без антенны, L = 300uH | 304 760 90 481 |
SWTP 142 | Осциллятор громкости | Без антенны, L = 50uH | 746 500 90 481 |
SWTP 142 | Опорный осциллятор высоты тона | L = 300 мкГн | 474 280 90 481 |
SWTP 142 | Опорный осциллятор высоты тона | L = 50uH | 1,139,700 |
144 | Осциллятор громкости | C2 = 25 пФ | 467 480 |
144 | Осциллятор громкости | C2 = 7 пФ | 508 640 90 481 |
144 | Опорный осциллятор высоты тона | C22 = 25 пФ | 287 910 90 481 |
144 | Опорный осциллятор высоты тона | C22 = 7 пФ | 296 790 90 481 |
Самые популярные гетеродинные терменвоксы используют частоты ниже AM-радио. диапазон вещания, чтобы избежать помех от передатчиков.Практические ценности ограничены пределами ручного изменения емкости (только несколько пикофарад) и наличие реально оцененных компонентов. Частоты, выбранные для 144, даны как практические рекомендации. но, возможно, придется изменить, чтобы предотвратить помехи от определенной радиочастоты источники. Также следует отметить, что относительные схемы громкости и высоты тона частоты не должны быть гармонически связаны или расположены слишком близко друг к другу.
Соответствующий выбор конденсатора постоянной емкости и критические регулировка переменных конденсаторов необходима для получения надлежащего частоты. Подробное описание процедуры настройки содержится. в тестировании и калибровке Раздел процедуры.
Отображение и чувствительность
(к содержанию)
Терменвокс имеет два параметра; громкость и высоту тона. Термины «Отображение» и «Чувствительность» относится к параметрам реакции терменвокса на положение рук.«Отображение» касается соответствия направления изменения параметра. для данного направления движения руки (например, увеличивается ли объем или уменьшается по мере приближения руки к антенне). «Чувствительность» указывает изменение значения параметра для данного изменения расстояния руки (для например, количество октав, на которое изменяется высота звука для одной ноги руки движение).
И SWTP 142, и 144 номинально предназначены для увеличения по громкости по мере приближения руки к объемной антенне, и увеличение высоты тона когда рука приближается к антенне основного тона.Перенастройка частот генератора, однако может использоваться для отмены одного или обоих этих отношений. Наоборот, многие терменвоксы, особенно более ранние, реагируют увеличением громкости когда рука отодвигается на от громкой антенны на , при увеличении высоты звука для более близкой близости это почти всегда правило.
Макет 144 показывает чувствительность высоты тона около четырех октав. для диапазона в два фута и чувствительности к громкости от нуля до полной интенсивности для пролета восемнадцать дюймов.Такая чувствительность наблюдалась с аккумулятором. работа и отсутствие заземления к прибору.
В то время как незаземленная работа чрезвычайно полезна для портативных наушников, это приведет к небольшому снижению чувствительности. Также без заземления произойдет некоторое взаимодействие между регулятором громкости и высоты тона; шаг будет немного увеличиваться по мере приближения стрелки громкости к антенне. Однако ни одно из этих условий не является серьезным препятствием для работы терменвокса. полезность в качестве портативного тренировочного инструмента.Заземление прибора приведет к обеспечивают полное разделение функций громкости и высоты тона. Как обычно, подключение терменвокса к внешнему оборудованию, например к сетевому усилитель, обеспечит заземление.
Температурная чувствительность
(к содержанию)
Температурная компенсация Vbe не используется ни в одной из версий генераторов. Поэтому стабильность и чувствительность смещения высоты тона во многом зависят от отслеживающие свойства генераторов переменной высоты тона и опорных генераторов.Так же, От этого зависит нечувствительность шага к перепадам напряжения питания. компенсация первого порядка. Эта схема работает достаточно хорошо, пока тепловая градиенты избегаются, то есть Q9 и Q10 поддерживаются постоянными и равными температуры.
Контур объема также демонстрирует температурную чувствительность, связанную с Q1. температурные вариации Vbe. (Кроме того, контур громкости имеет без компенсации, так как он использует один генератор.) Для типичной температуры колебания, изменения частоты объемного осциллятора не вызывают серьезных смещения или изменения чувствительности к громкости.Хотя немедленное улучшение Поскольку температурная стабильность может быть реализована с помощью компенсированных генераторов, я оставил генераторы в их первоначальном виде, чтобы сохранить экономичность конструкции.
Описание схемы, страница схем 1: Объем
Осциллятор и процессор громкости
(к содержанию)
Многие комментарии относительно конструкции SWTPC касались трудностей с объемом участки схемы.
Датчик наклона SWTP L-C в достаточной степени связан с осциллятором объема. так что регулировка его емкости или индуктивности заставляет осциллятор чтобы сдвинуть частоту около резонанса L-C.Вот в чем суть где сопротивление L-C быстро возрастает, вызывая резкое изменение нагрузка осциллятора и, следовательно, его частота. В результате детектор наклона сложно настроить. В конструкции 144 вставлен резистор R5 10кОм между осциллятором и детектором наклона L2-C7 для предотвращения этого нежелательного связь. Обратите внимание, что емкостная связь между катушками индуктивности L1 и L2 также может ухудшают производительность, поэтому расстояние между ними должно быть не менее двух дюймов.
В исполнении Popular Electronics регулировка громкости даже хуже, потому что датчик наклона питается от коллектора транзистор генератора, точка с высоким сопротивлением, чувствительная к нагрузке.В этом Например, детектор наклона L-C «сваливается» в резонансный контур генератора, действуя как часть сети, определяющей частоту генератора, в отличие от действовать как частотный детектор. Здесь либо последователь источника на полевом транзисторе, либо Для обеспечения адекватной изоляции потребуется высокое сопротивление (100 кОм). Поскольку высокая амплитуда формы волны коллектора не требуется для детектор, метод SWTP связи с эмиттером, в сочетании с добавлен резистор R5, чтобы обеспечить лучшее решение.
В новом дизайне реализован другой метод регулировки частоты объемного генератора. достигается путем изменения смещения транзистора Q1 с помощью потенциометра RV1 через R1. Эта регулировка, первоначально реализованная в виде потенциометра, подключенного к реостату. в цепи эмиттера транзистора генератора перемещается на базу Q1, чтобы воспользоваться развязывающим конденсатором C1. Улучшение линейности регулировки результат этого изменения. Следует отметить, что только потенциометры способствуют небольшому изменению отклика прибора и не могут компенсировать на неправильно настроенные переменные конденсаторы (C2 и C22) или неправильно выбранные конденсаторы постоянной емкости (C3, C7, C23 и C29).
В оригинальной конструкции объемная антенна подключена к объемному генератору, с ручной емкостью, вызывающей сдвиги частоты, которые обрабатываются детектор наклона L-C. Таким образом, определенные частоты, излучаемые объемной антенной гетеродин с генераторами высоты тона, вызывающий нежелательные звуковые продукты. Если вместо этого подключать объемную антенну к резервуару датчика уклона, излучаемая энергия ограничена частотой объемного осциллятора, который остается относительно фиксированным.(Некоторое изменение частоты с ручной емкостью произойдет из-за сцепления.) Пересмотренная схема работает за счет изменения L2-C7 резонанс, в отличие от частоты, и нежелательные гетеродинные продукты таким образом устранено. Дополнительным преимуществом этого изменения является то, что форма волны на бак детектора наклона L2-C7 относительно свободен от гармоник, которые также потенциальный источник помех.
Цепь SWTP подключает выход наклонного резервуара непосредственно к DC. восстанавливающий диод и связанный с ним транзистор.Вариации параметров среди разных диоды и транзисторы производят непредсказуемую загрузку бака, а при в крайнем случае, ухудшают его Q. В 144-м последователь источника Q2 включен чтобы обеспечить изоляцию по сопротивлению между резервуаром и цепью детектора, исключая эта переменная.
Поскольку на баке L2-C7 имеется достаточное напряжение, восстановление германиевого постоянного тока диод заменен на обычный кремниевый типа (CR1), с незначительным потеря эффективности.Кроме того, коэффициент усиления детектора-усилителя Q3 установлен примерно на 30 с добавлением эмиттерного резистора R10. (В проекте SWTP этот этап усиление контролируется широким диапазоном hFE транзистора, и поэтому относительно неконтролируемый.)
Чтобы разъяснить вышеупомянутую концепцию и предложить краткое объяснение объема цепи предлагается следующее дополнительное описание:
Генератор объема (Q1 и связанные компоненты) обеспечивает неизменяемую
синусоида к настроенной цепи, состоящей из L2 и C7.Когда резонансный
частота L2-C7 равна частоте генератора, амплитуда
сигнала через L2-C7 является наибольшим. C5 и C6 блокируют смещения постоянного тока от
каскады, проходящие и следующие по параллельному резонансному контуру L2-C7,
поскольку нежелательно, чтобы постоянный ток проходил через L2 и C7. Объемная антенна вводит вторую емкость в цепь L2-C7. что и есть «ручная емкость». Когда рука перемещается к объему и обратно антенны, изменяющаяся емкость вызывает резонансную частоту L2-C7 чтобы варьироваться, что также изменяет амплитуду сигнала в L2-C7.С ток, присутствующий в L2-C7, очень мал, усилитель тока состоит из Q2 и связанных компонентов используется для предотвращения стадии, следующей за L2-C7 от изменения способности L2-C7 резонировать должным образом. Форма волны присутствует на исходном выводе Q2 (верх R8) практически такая же, как и форма волны в верхней части L2-C7, но он может быть загружен на следующем этапе не искажаясь. Выход каскада Q2 соединен с диодом CR1 с C9.Когда напряжение на правой стороне C9 становится отрицательным по отношению к земле, CR1 проводит, и самый низкий уровень сигнала восстанавливается примерно на 0,6 В под землей. Этот процесс называется «восстановление постоянного тока». Положительный пик этого форма волны изменяется по амплитуде в зависимости от емкости руки. Положительный униполярный сигнал подается на базу транзистора усилителя Q3, который имеет конденсатор C8 в его коллекторе для усреднения импульсов в плавно изменяющийся уровень постоянного тока.Q3 служит как цели обеспечения прибыли, так и умножить сумму изменения в его основе, а также исправления, чтобы предотвратить мгновенную разрядку C8 при смещении наклона формы волны к нулю. Следовательно, сигнал присутствует на коллекторе Q3 (точка «A» в схема) представляет собой уровень постоянного тока, который изменяется в зависимости от емкости руки. Уровень постоянного тока в точке «A» контролирует сопротивление канала Q5. Аудио сигнал из секции высоты тона терменвокса присутствует на терминале источника Q5 (левая часть схемы).Аудиосигнал появляется на выводе стока Q5. (правая сторона) с амплитудой, определяемой уровнем постоянного тока на затворе Q5. Этот звуковой сигнал впоследствии усиливается схемами Q6, Q7 и Q8. На практике частота генератора Q1 должна быть настроена так, чтобы амплитуда формы волны в верхней части L2-C7 изменяется в соответствии с функция, которая обеспечивает правильное изменение громкости в зависимости от положения руки. Переменный конденсатор C2 обеспечивает эту настройку, а потенциометр RV1 — используется для «точной настройки» регулировки, что требуется для случайных изменений в емкости, вызванной положением тела плательщика, предметы вблизи антенна и температурные факторы, влияющие на частоту генератора и, в меньшей степени, другие части схемы. |
Описание схемы, страница схемы 2: Смеситель, напряжение
Управляемый аттенюатор и выходной усилитель
(вернуться к содержанию)
Топология смесителя идентична в обеих версиях, за исключением того, что усиление постоянного тока уменьшается до 1 в цепи 144 по сравнению с 10 в оригинале, и коэффициент усиления по переменному току уменьшается от значения hfe транзистора смесителя до 10. Кроме того, конденсатор фильтра нижних частот, C10, увеличен до 0.1 мкФ от SWTP Значение 1000 пФ. Значение C10 может быть изменено для изменения тембра инструмента, с полезными значениями от 0,01 мкФ до 1 мкФ. Увеличение C10 снижает амплитуда высших гармоник.
Аттенюатор, управляемый напряжением, с одним полевым транзистором был сохранен в целях экономии. Первоначальная конфигурация шунта была изменена на серийную конфигурацию, которая улучшена линейность и динамический диапазон громкости в зависимости от положения руки. Конфигурация обеспечивает искажения формы волны переменного объема для терменвокса. тон, однако, это не обязательно оскорбление, так как он придает теплоту и выразительность звука.Напряжение регулировки громкости подается на Затвор Q5 через фильтр нижних частот, состоящий из R16 и C12. Этот добавленный фильтр дополнительно ослабляет высокочастотные гетеродинные продукты, производимые смесителем, предотвращая их усиление в звуковых каскадах.
Конструкция SWTP использует второй полевой транзистор в качестве повторителя источника для аттенюатора. сцена. В новой конструкции этот этап исключен, так как сток Q5 требует загрузка. Выходная цепь новой конструкции состоит из каскада усиления Q6, и выходной каскад, состоящий из Q7 и Q8.Q7 и Q8 смещены по классу AB и обеспечивают достаточное усиление по току для управления типичными наушниками. Эта конфигурация, в отличие от выходного каскада класса A, была выбрана для экономить заряд батареи. Конденсатор С16, как и С10, снижает амплитуду высшие гармоники и могут быть изменены или удалены по желанию.
Полезные гармоники можно получить, понизив значение R25 и R26 до точка, в которой возникает перекрестное искажение, обеспечивающее богатое качество звука.(Это, однако, делает нагрузку распределения гармоник зависимой.) Когда меняя эти резисторы, рекомендуется использовать источник питания с ограничением тока. для защиты выходного каскада от чрезмерных токов. Качество звука, вызванное кроссоверными искажениями, можно сделать независимым от нагрузки. путем замены наушников на резистор с фиксированным значением, а затем буферизации вывод с последующим этапом.
Описание схемы, страница схемы 3: Справочная информация о шаге
Осциллятор и осциллятор с регулируемым шагом
(к содержанию)
Топология генератора высоты тона 144 остается по существу аналогичной SWTP. конструкции, за исключением того, что положения по настройке приведены только в справочнике секции, а реостат, подключенный к эмиттеру, заменен на подключенный к базе потенциометр RV2.Резисторы R35 и R36 добавлены для обеспечения дополнительных изоляция между выходами двух осцилляторов. В проекте SWTP используется 1000 резисторы Ом в каждой из линий питания генераторов. Они были найдены являются лишними с точки зрения изоляции и поэтому не включены в ревизию. Две секции генератора шага должны быть установлены на противоположных концах печатная плата, чтобы минимизировать их емкостную связь, чтобы предотвратить их впрыскивание-синхронизация друг с другом, поскольку они близки к равным частотам.в макетной платы, секции находятся на расстоянии около шести дюймов друг от друга, с секцией микшера Q4 между ними.
Печатная плата в сборе
(к содержанию)
На сборочных чертежах показана монтажная плата, реализованная в 144 прототип. В конструкции используется перфорированный картон (Vector 169P84WE, размер 5,6 x 6,8 дюйма) и вставные клеммы (Vector T68). Клеммы T68 имеют вилку для размещения выводов компонентов в верхней части плату и 3-уровневые стойки Wire-Wrap для размещения Wire-Wrap соединения в нижней части платы.(ПРИМЕЧАНИЕ: на чертежах упрощенный изображают расположение компонентов и проводов на одной и той же плоскости.)
Используйте проволоку с изоляцией Kynar Wire-Wrap 26 калибра. Если Wire-Wrap инструмент недоступен, калибр 26, сплошной, провод с тефлоновой изоляцией может вместо этого паять точка-точка. Тефлоновая изоляция очень желательна, так как он не плавится при нормальной температуре пайки.
Для обеспечения низкого импеданса используется плоская оплетка для шины заземления, расположенной на компонентная сторона платы.Тесьма также используется для соединения левой вывод конденсатора С21 в связанную с ним цепь. Автобусы изготовлены из материал оплетки, обычно используемый для распайки.
Нажмите здесь, чтобы увидеть большие составные GIF-изображения всего печатная плата.
Чертежи подразделов также предоставляются для одностраничной печати. «СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ РАЗДЕЛ ИДЕНТИФИКАЦИЯ, 144 THEREMIN, «ниже, иллюстрирует взаимосвязь чертежей четырех подразделов. Щелкните раздел, чтобы просмотреть подробности.Последний рисунок в этом разделе содержит ключ символа.
Узел в сборе
(вернуться к содержанию)
Макет 144-го в первую очередь предназначался для технической оценки, и поэтому был построен как можно проще и без оглядки.Корпус может быть предоставлен по усмотрению пользователя. Если это так, необходимо соблюдать осторожность. приняты для минимизации емкости между антеннами, их проводами и корпус. Обратите внимание, что инструмент настроен на правую высоту тона. контроль. Компоненты могут быть переставлены для левостороннего управления высотой тона, при желании.
Компоненты устанавливаются на деревянную основу толщиной 17 на 11 дюймов, 3/8 дюйма. Плата поддерживается восемью металлическими прокладками с резьбой 5/8 дюйма, 4-40 дюймов.1/16 дюйма толщиной металлическая пластина установлена между печатной платой и платформой, чтобы служить плоскость земли. Крепление с внутренней резьбой 5/8 «-27 может быть прикреплено к нижняя сторона основания, чтобы инструмент можно было установить на микрофон стоять. Для этого подходит Атлас типа АД-11Б. (Связаться с Атлас Sound, 1859 Intertech Drive, Fenton, Missouri 63026 USA, 1-800-876-7337.)
Выходной разъем, потенциометры и выключатель питания установлены на корпусе толщиной 1/16 дюйма. прямоугольный алюминиевый кронштейн в передней части основания, а аккумулятор крепится к основанию пружинно-металлическим зажимом.
Антенны объема и шага изготовлены из алюминия толщиной 1/16 дюйма и смонтированы. так, чтобы они выходили из левого и правого краев основания соответственно, используя четыре набора непроводящих нейлоновых прокладок длиной 3/8 дюйма, нейлон 6-32 винты и нейлоновые (или металлические) гайки. Прокладки используются для разделения антенн. от базы, тем самым уменьшая паразитную емкость. Антенны подключены к соответствующим клеммам печатной платы с помощью сплошного провода шины 16 калибра.Крепление проводов к каждой антенне осуществляется с помощью зажима под пайку номер 6, закрепленного. под одной из гаек опоры антенны.
Многожильный провод с тефлоновой изоляцией калибра 22 используется для соединения печатная плата, элементы управления и разъем. Чтобы избежать нежелательных паразитных емкостей, проложите эти провода прямым способом, не приближая их к антеннам, антенные провода и область под печатной платой.
Таблица деталей
(назад к содержанию)
Разные материалы, такие как винты, гайки, проволока и т. Д.исключены из этот стол. См. Рекомендации в разделе «Сборка устройства» выше. Иногда дистрибьюторы удаляют товары из своего каталога, и в этом случае Список деталей пополняется новыми источниками и номерами деталей. Пожалуйста свяжитесь с автором, если вы испытываете трудности с поиском предметов, указанных в Таблице запчастей.
ПУНКТ | ОПИСАНИЕ | ЗНАЧЕНИЕ | ПРОИЗВОДИТЕЛЬ | ЧАСТЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЯ | ПОСТАВЩИК | ПОСТАВЩИК АКЦИЯ НОМЕР | КОЛ-ВО |
C1, C8, C9, C10, C12, C13, C20, C21, C25, C26, C27, C28 | КЕРАМИКА КОНДЕНСАТОР | 0.1 мкФ +/- 10%, X7R, 50 В, РАДИАЛЬНЫЙ | KEMET | CK05BX104K | МЫШЬ | 581-CK05BX104K | 12 |
C2, C22 (ПРИМЕЧАНИЕ 1) | ПОЛИПРОПИЛЕН ПЕРЕМЕННЫЙ КОНДЕНСАТОР | 2 ДО 15 пФ | SPRAGUE / GOODMAN | GYC15000 | МЫШЬ | 659-GYC15000 | 2 |
C3, C7 | MICA КОНДЕНСАТОР | 100 пФ, +/- 5%, РАДИАЛЬНЫЙ | КОРНЕЛЛ ДУБИЛЬЕР | CD10FD101JO3F | МЫШЬ | 598-CD10FD101JO3F | 2 |
C4, C24, C30 | MICA КОНДЕНСАТОР | 1000 пФ, +/- 5%, РАДИАЛЬНЫЙ | КОРНЕЛЛ ДУБИЛЬЕР | CD15FA102JO3 | МЫШЬ | 598-CD15FA102JO3 | 3 |
C5, C6 | MICA КОНДЕНСАТОР | 5 пФ, +/- 5%, РАДИАЛЬНЫЙ | КОРНЕЛЛ ДУБИЛЬЕР | CD10CD050DO3F | МЫШЬ | 598-CD10CD050DO3F | 2 |
C11, C15, C17, C18 C19 | ТАНТАЛ КОНДЕНСАТОР | 10 мкФ, +/- 10%, 20 В, РАДИАЛЬНЫЙ | ВИШАЙ / СПРАГА | 199D106X9020C1V1E3 | МЫШЬ | 74-199D20V10-E3 | 5 |
C14 | АЛЮМИНИЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР | 220 мкФ, +/- 20%, 10 В, РАДИАЛЬНЫЙ | НИХИКОН | УКТ1А221МЕД | МЫШЬ | 647-UKT1A221MED | 1 |
C16 | ТАНТАЛ КОНДЕНСАТОР | 0.47 мкФ, +/- 10%, 35 В | KEMET | T355A474K035AT | МЫШЬ | 80-T355A474K35AT | 1 |
C23, C29 (ПРИМЕЧАНИЕ 2) | MICA КОНДЕНСАТОР | 390 пФ, +/- 5%, РАДИАЛЬНЫЙ | КОРНЕЛЛ ДУБИЛЬЕР | CD15FD391JO3F | МЫШЬ | 598-CD15FD391JO3F | 2 |
CR1 | ДИОД | (ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЧАСТЬ НОМЕР) | ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК | 1N914 | МЫШЬ | 610-1N914 | 1 |
L1, L2, L3, L4 | ИНДУКТОР , ТРЕХ СЕКЦИОННЫЙ, УНИВЕРСАЛЬНЫЙ «ПИРОГ» РАНА | 1 мГн, +/- 5%, 19 Ом, Q = 59 @ 0.25 МГц, SRF = 3,7 МГц МИН ИМУМ | J.W. МИЛЛЕР | 4652 | ГАРРИЗОННЫЕ ПРИБОРЫ | 96804-4652 | 4 |
Q1, Q8, Q9, Q10 | ТРАНЗИСТОР, ПНП, КОРПУС ТО-92 | (ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЧАСТЬ НОМЕР) | FAIRCHILD ПОЛУПРОВОДНИК | 2N3906BU | МЫШЬ | 512-2N3906BU | 4 |
Q3, Q4 Q6, Q7 | ТРАНЗИСТОР, НПН, КОРПУС ТО-92 | (ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЧАСТЬ НОМЕР) | FAIRCHILD ПОЛУПРОВОДНИК | 2N3904BU | МЫШЬ | 512-2N3904BU | 4 |
Q2, Q5 | СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ ПОЛЕ ЭФФЕКТНЫЙ ТРАНЗИСТОР, N-CH., ТО-92 КОРПУС | (ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЧАСТЬ НОМЕР) | FAIRCHILD ПОЛУПРОВОДНИК | 2N5484 | ГАРРИЗОННЫЕ ПРИБОРЫ | 07933-5961-2N5484 | 2 |
R1, R12, R16, R30, R31, R35, R36 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 100 кОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-100K-RC | МЫШЬ | 291-100K-RC | 7 |
R2, R18, R32, R37 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 33 кОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-33K-RC | МЫШЬ | 291-33K-RC | 4 |
R3, R33, R38 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 47 кОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-47K-RC | МЫШЬ | 291-47K-RC | 3 |
R4, R25, R26, R34, R39 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 4700 Ом, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-4.7K-RC | МЫШЬ | 291-4.7K-RC | 5 |
R5, R13, R14 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 10 кОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-10K-RC | МЫШЬ | 291-10K-RC | 3 |
R6, R7 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 4.7 МОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-4.7M-RC | МЫШЬ | 291-4.7M-RC | 2 |
R8, R10 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 2200 Ом, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-2.2К-RC | МЫШЬ | 291-2.2K-RC | 2 |
R9 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 68 кОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-68K-RC | МЫШЬ | 291-68K-RC | 1 |
R11 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 150 кОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-150K-RC | МЫШЬ | 291-150K-RC | 1 |
R15 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 1000 Ом, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-1K-RC | МЫШЬ | 291-1K-RC | 1 |
R17 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 120 кОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-120K-RC | МЫШЬ | 291-120K-RC | 1 |
R19 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 680 Ом, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-680-RC | МЫШЬ | 291-680-RC | 1 |
R20 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 220 Ом, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-220-RC | МЫШЬ | 291-220-RC | 1 |
R21 | РЕЗИСТОР, МЕТАЛЛ ФИЛЬМ | 20.0 кОм +/- 1%, 1/4 Вт | XICON | 271-20K-RC | МЫШЬ | 271-20K-RC | 1 |
R22 | РЕЗИСТОР, МЕТАЛЛ ФИЛЬМ | 3920 Ом +/- 1%, 1/4 Вт | XICON | 271-3.92K-RC | МЫШЬ | 271-3.92K-RC | 1 |
R23 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 1 МОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 271-3.92K-RC | МЫШЬ | 291-1M-RC | 1 |
R24, R27 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 22 кОм, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-22K-RC | МЫШЬ | 291-22K-RC | 2 |
R28, R29 | РЕЗИСТОР, УГЛЕРОД ФИЛЬМ | 10 Ом, +/- 5%, 1/4 Вт | XICON | 291-10-RC | МЫШЬ | 291-10-RC | 2 |
RV1, RV2 | ПОТЕНЦИОМЕТР | 20 кОм, +/- 10%, ЛИНЕЙНЫЙ КОНУС, ПРОВОДЯЩИЙ ПЛАСТИК | КЛАРОСТАТ | RV4NAYSD203A | NEWARK | 04F8775 | 2 |
U1 | ИНТЕГРИРОВАН ЦЕПЬ | (ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЧАСТЬ НОМЕР) | НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК | LP2951ACN / NOPB | МЫШЬ | 926-LP2951ACN / NOPB | 1 |
. | РОЗЕТКА ДЛЯ U1 | 8-ПОЗИЦИОННЫЙ, ПРОВОДА (TM) | МИЛЛМАКС | 123-93-308-41-001000 | МЫШЬ | 575-293308 | 1 |
. | ПЕРФОРИРОВАННАЯ СОВЕТ | СТЕКЛО-ЭПОКСИД, 17 дюймов X 8.5 « X 0,062 дюйма | ВЕКТОР | 169P84WE | МЫШЬ | 574-169P84WE | 1 |
(ПРИМЕЧАНИЕ 3) | ТЕРМИНАЛ | ПРЕСС-ФИТ, ВИЛКА ДЛЯ ПАЙКИ К ПРОВОДУ | ВЕКТОР | Т68 | МЫШЬ | 574-T68 / C | 2 |
. | ОПЛЕТКА, АВТОБУС | ШИРИНА 0,08 дюйма ДЛИНА X 5 футов | ITW / CHEMTRONICS | 80-3-5 | NEWARK | 95F6236 | 1 |
. | АНТЕННА | АЛЮМИНИЙ, 8 «ДЛИННЫЙ Х 5.5 «ШИРИНА Толщина X 0,062 дюйма | . | . | . | . | 2 |
. | РУЧКА , ПОТЕНЦИОМЕТР | 0,848 дюйма D, 0,526 «В, ДЛЯ 0,25 «D ВАЛ | TE ПОДКЛЮЧЕНИЕ / ALCO | ПКЭС70Б-1/4 | NEWARK | 57F2347 | 2 |
. | ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ | SPDT | КОМПОНЕНТЫ C&K | 7101SYZQE | NEWARK | 99K0352 | 1 |
(ПРИМЕЧАНИЕ 4) | ДЖЕК | 1/4 «СТЕРЕО | ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ | 112BX | МЫШЬ | 502-112BX | 1 |
. | РАСПОРКА, ПЛАТА ОПОРА | 4-40 РЕЗЬБЫ, 0,625 «ДЛИНА, АЛЮМИНИЙ | ТРАПЕЦИЯ | 1808 | МЫШЬ | 534-1808 | 8 |
РАСПОРКА, ОПОРНАЯ АНТЕННА | НОМЕР 6, ПРОЗРАЧНОЕ ОТВЕРСТИЕ, 0.375 «ДЛИННЫЙ, НЕЙЛОН | ТРАПЕЦИЯ | 885 | МЫШЬ | 534-885 | 8 | |
(ПРИМЕЧАНИЕ 5) | КРОНШТЕЙН, УПРАВЛЕНИЕ ОПОРА | . | . | . | . | . | 1 |
. | АККУМУЛЯТОР, NEDA 1604A | 9 ВОЛЬТ, ЩЕЛОЧНЫЙ | DURACELL | MN1604 | МЫШЬ | 613-MN1604 | 1 |
. | ЗАЖИМ, МОНТАЖНЫЙ, АККУМУЛЯТОР НА 9 В | . | ТРАПЕЦИЯ | 71 | МЫШЬ | 534-071 | 1 |
. | РАЗЪЕМ , АККУМУЛЯТОР НА 9 В | . | ТРАПЕЦИЯ | 72-8 | МЫШЬ | 534-72-8FB | 1 |
ПРИМЕЧАНИЯ:
1) Указанный переменный конденсатор заменяет устаревший тип, используемый в макет. Для нового конденсатора потребуется незначительное изменение компоновки.
Обратите внимание, что тип Sprague / Goodman GYC15000, , указанный в список состоит из трех отведений.Два вывода («ротор») электрически подключен, и один или оба этих вывода подключены к заземлению цепи. Две клеммы ротора могут быть идентифицированы с помощью прибора для проверки целостности цепи или ома. метр; они будут иметь низкое сопротивление металлическому винту настройки.
Третий вывод C2 («статор») подключен к коллектору Q1, а C22 Третий вывод («статор») подключен к коллектору Q9 согласно схемам. Выводы GYC15000 можно вставлять прямо через плату, в отличие от быть припаянным к клеммам.
2) Указанный элемент заменяет конденсаторы размера CD10, используемые в макетной плате. Без планировки требуется модификация.
3) Каталожный номер производителя и складской номер поставщика указаны для упаковки из 100 штук. каждый. Требуется по 167 штук. Этот товар также доступен в упаковках по 1000 штук в каждой. (Инвентарный номер Mouser 574-T68 / M).
4) Стереоразъем для альтернативного подключения стереонаушников. Требуется небольшая модификация проводки на разъеме для стерео выхода.
5) См. Текст.
Смета
(к оглавлению)
Чтобы предоставить приблизительную стоимость по состоянию на 30 ноября 1998 г., я сложил цены. всех позиций дистрибьютора в таблице деталей, и рассчитал в общей сложности 123,94 доллара США (США). К самым дорогим позициям относились перфорированная доска (19,59 долл. США), клеммы (7,76 доллара за сотню), катушки индуктивности с L1 по L4 (по 3,69 доллара США), и потенциометры RV1 и RV2 (8,99 доллара США каждый). Также нейлон Keystone 885 Прокладки продаются минимум по 100 штук (12 долларов.17 на сотню), хотя требуется только восемь.
В смету не включены: антенны, деревянная основа, опорный кронштейн управления и вспомогательное оборудование, такое как винты, гайки, провод, и т. д. Эта смета не учитывает требования к минимальному заказу, которые могут быть наложенные некоторыми дистрибьюторами, а также стоимость доставки.
Kynar является зарегистрированным товарным знаком Elf Atochem North America, Inc.
Teflon — зарегистрированная торговая марка E.I. du Pont de Nemours и
Компания.
Wire-Wrap — зарегистрированная торговая марка Cooper Industries, Inc.
Указатель чертежей
(к содержанию)
ЮГО-ЗАПАДНАЯ КОРПОРАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ ТЕРЕМИН
(КОМПЛЕКТ НОМЕР 142), СТРАНИЦА 1
SOUTHWEST TECHNICAL PRODUCTS CORPORATION THEREMIN
(КОМПЛЕКТ НОМЕР 142), СТРАНИЦА 2
SOUTHWEST TECHNICAL PRODUCTS CORPORATION THEREMIN
(НОМЕР КОМПЛЕКТА 142), СТРАНИЦА 3
144 THEREMIN, СТРАНИЦА 1
144 THEREMIN, СТРАНИЦА 2
144 THEREMIN, СТРАНИЦА 3
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЧЕРТЕЖНОГО РАЗДЕЛА СБОРКИ
, 144
THEREMIN
СБОРНЫЙ ЧЕРТЕЖ, 144 THEREMIN
СБОРНЫЙ ЧЕРТЕЖ, 144 THEREMIN (ПЕРФОРАЦИЯ
ОТСУТСТВУЕТ)
СБОРНЫЙ ЧЕРТЕЖ, 144 ТЕРЕМИН (С
ЗНАЧЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ)
ЧЕРТЕЖ СБОРКИ РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ, 144
THEREMIN
ЧЕРТЕЖ СБОРКИ РАЗДЕЛ ВТОРОЙ, 144
THEREMIN
ЧЕРТЕЖ СБОРКИ РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ, 144
THEREMIN
ЧЕРТЕЖ СБОРКИ РАЗДЕЛ 4, 144
THEREMIN
ОБОЗНАЧЕНИЕ СИМВОЛА СБОРКИ
БЛОК В СБОРЕ, 144 THEREMIN
ОПОРНЫЙ ШАГ ИЛИ ОСЦИЛЛЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙ ШАГОМ
ВЫХОД
ОБЪЕМ ОСЦИЛЛЯТОРА ВЫХОДНОЙ БУФЕР
ИМПЕДАНС
Текст и рисунки 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2009, 2013, 2016, 2018 Артур Харрисон
Связаться с автором
Вернуться на страницу указателя
Терменвокс ведет нас к уникальному синтезу смысла, звука, света и музыки
Лидия Кавина, родившаяся в России и проживающая в Великобритании последние 13 лет, в настоящее время является одним из ведущих исполнителей на терменвоксе.Она изучала терменвокс под руководством изобретателя Льва Термена, который был ее дальним родственником. Юлия Савиковская встретилась с Лидией, чтобы рассказать о своей карьере и интересе к этому необычному инструменту — терменвоксу.
Юлия Савиковская (Ю.С.): Лидия, вы помните, как вы увлеклись музыкой? Какими были ваши первые шаги в карьере музыканта в Москве?
Лидия Кавина: Я думаю, что многие музыканты обычно начинают занятия музыкой в детстве, и именно тогда у них формируется склонность заниматься этим профессионально.Часто окружающие замечают талант ребенка, а он сам его не осознает. У некоторых детей может быть такая решимость — «Я стану музыкантом», но чаще она формируется постепенно. Поэтому отношение семьи к относительной важности музыкального образования в большинстве случаев является основополагающим для становления музыкантов. Когда я был маленьким, моя сестра, которая была на 8 лет старше, училась игре на скрипке. В нашем доме я слышал скрипку с раннего возраста. А потом воспитательница в детском саду сказала маме, что мне нужно заниматься музыкой, и она привела меня в бесплатную советскую музыкальную школу и записала меня.Моя мама оказала на меня огромное влияние: она была очень музыкальным человеком, играла на фортепиано и даже училась пению в консерватории в течение года. Она стала моим первым музыкальным гидом и научила меня играть мои первые песни. Она заметила, что я начал сочинять, и всячески помогала мне, записывая для меня те ранние произведения. Потом, когда мои сочинения стали более сложными, она купила для них магнитофон. Но я сопротивлялся и не сразу пошел по этому пути. Понимание того, что музыка — это действительно мое призвание, пришло в 17-18 лет, когда я уже учился в музыкальном училище.
Лидия Кавина и Лев Термен
YS: На каком этапе вы осознали, что музыка как средство выражения отличается от других видов искусства для вас? Почему именно музыка направляла ваши эмоции и состояния ума?
Лидия Кавина: Другими видами искусства не владею: рисовать и писать стихи не умею. Другие художники часто обладают множеством талантов. Но в моем случае музыка была единственной творческой деятельностью, в которой я был хорош. Большинство музыкантов делают то, что они делают, не только потому, что им нравится сочинять музыку дома, но и потому, что им нравится доносить музыку до других, чтобы увидеть, как она достигает аудитории.Это взаимодействие очень важно. Вы во что-то играете, и людям это нравится. И это вас поддерживает, вы понимаете, что делаете это не зря, вы хотите сделать это снова.
Ю.С .: Расскажите, пожалуйста, о годах, которые вы прошли в консерватории. Что было основным в эти годы для вашей будущей карьеры? Когда ты начал играть на терменвоксе?
Лидия Кавина: Терменвокс появился в моей жизни довольно рано и всегда развивался параллельно с музыкальным образованием.Лев Сергеевич Терменвокс начал учить меня игре на изобретенном им инструменте, когда мне было около 9 лет. Итак, игра на терменвоксе, композиция и обучение игре на фортепиано в музыкальной школе — это три музыкальных направления, которые я развивал параллельно. Я интересовался композицией, поэтому начал изучать теорию музыки в музыкальном колледже. В это же время я начал выступать с Оркестром электронных музыкальных инструментов Советского радио и телевидения под руководством Вячеслава Мещерина.Для меня это был очень важный сценический опыт. Позже, в консерватории, я продолжила обучение на теоретико-композиционном факультете.
Оркестр электронных музыкальных инструментов, 1983 г.
YS: Есть ли у вас детские воспоминания о Льве Термене? Как прошли ваши занятия? Был ли этот инструмент редким и исключительным в то время? Или он уже покорил музыкантов и мир? Вы были одними из первых среди учеников Льва?
Лидия Кавина: Действительно, ситуация сильно отличалась от сегодняшней.Лев Сергеевич был моим родственником и, конечно, часто навещал нашу семью, и я, естественно, знал его лично. Он был очень обаятельным человеком. В его качествах были скромность, крайняя деликатность и очень доброе отношение к людям. Когда меня учил Лев Сергеевич, ему было уже за 80. Однако он был очень здоров и выглядел намного моложе своих лет. В свои 80 лет он ходил по лестнице в здании и танцевал на всевозможных молодежных вечеринках. Он совсем не вел себя как старик. И это то, чем я всегда восхищался в нем.Он был для меня образцом для подражания на всю жизнь. Кроме того, он всегда умел облегчить общение, шутя. К тому же он был очень романтичным человеком. Этот юношеский романтизм остался с ним. Это особенно заметно в его взгляде, полном света, энтузиазма и восхищения.
Ю.С .: Обладал ли он даром восхищаться миром в детстве?
Лидия Кавина: Совершенно верно. И прежде всего, он был изобретателем, у которого в голове всегда возникали какие-то новые идеи.Многие его идеи тогда были непонятны, но теперь они стали повседневным, нормальным явлением. Но сорок лет назад многие считали их «фантазиями какого-то старика». В советское время инженерам и изобретателям было довольно сложно продвигать свои изобретения, то же самое было и с терменвоксом. Что еще хуже, не было основных деталей, необходимых инструментов и материалов. И, конечно, была яростная жесткость по отношению ко всему новому, к изобретателям в целом. Льву Сергеевичу пришлось особенно тяжело в силу его возраста.Отношение было: «Что это за фантазии? Что же он хочет? Пусть старик просто спокойно доигрывает свои дни », тем более что все его идеи намного опережали свое время.
Лев Терменвокс и его изобретение — открытые лампы
YS: Вы имеете в виду терменвокс или какие-то другие изобретения?
Лидия Кавина: Терменвокс не просто изобрел терменвокс. В голове у него постоянно были новые изобретения, которые он пытался продвигать. Очень редко кто-то понимал и поддерживал его: среди них были Булат Галеев, директор Института легкой музыки в Казани, и Сергей Михайлович Зорин, основатель Оптического театра в Москве.Конечно, им приходилось иметь дело с бюрократией в Советском Союзе того времени. В СССР все новшества, в том числе и в искусстве, объявлялись каналом вреда с Запада — например, в это время закрывались студии электронной музыки.
Ю.С .: Это было в 70-80-е годы, когда Сергей Курёхин и Борис Гребенщиков начали свою карьеру, верно?
Лидия Кавина: Они все еще были в подполье. Я говорю о середине 70-х, когда я начал заниматься терменвоксом.Мои родители всячески помогали Термену и пытались найти для Льва Сергеевича комнату, где он мог бы развивать свои электронные изобретения. Мой отец также сделал деревянные детали для инструментов терменвокса. Так я привязался к Термену — я видел, как мои родители обращались с ним.
Ю.С .: А сколько учеников тогда было у Льва Терменвора?
Лидия Кавина: В то время у Терменвора не было учеников, кроме его собственных дочерей, Елены и Натальи.Других учеников у него почти не было, хотя он всегда был рад показать другим, как играть на терменвоксе. Но интерес людей к изучению этого инструмента был недолгим.
Ю.С .: Но вы остались его учеником.
Лидия Кавина: Да, в то время я была одной из его постоянных учениц. Позже, когда я учился в музыкальном училище, там образовался кружок терменвоксов — по инициативе мамы — и Лев Сергеевич стал регулярно обучать новых учеников.Это было в 1985-1986 годах.
Ю.С .: Расскажите, пожалуйста, в чем уникальность этого инструмента. Какие новые элементы он привносит в мир музыки?
Лидия Кавина: С одной стороны, терменвокс положил начало эре электронных музыкальных инструментов в целом. С другой стороны, терменвокс по-прежнему уникален по способу игры. Его принцип извлечения звука — свободное движение, ничего не касаясь руками. Для музыканта это означает совершенно новый менталитет игры на инструменте.С другими традиционными музыкальными инструментами вещи нужно запоминать механически и физически. Нажимая комбинацию кнопок, музыкант слышит мелодию, которую он или она может воспроизвести, а затем она начинает звучать в его голове. С терменвоксом используется совершенно другой подход: сначала вы слышите мелодию в голове и представляете звук, а затем начинаете искать его в этом пространстве перед собой — в воздухе. Без формирования музыкального образа в своей голове вы фактически не сможете понять, что ищете, потому что нет другой точки отсчета для поиска этой ноты, кроме вашего собственного внутреннего слуха.Звук нужно искать на слух и интуитивно. Это совершенно новый способ общения с электронным устройством, так как вам не нужно ни на что нажимать. Такой вид общения с предметами начал появляться только в XXI веке. Например, мы приближаемся к дверям, и они открываются просто, когда мы приближаемся к ним, или с помощью датчиков в туалете — движением руки за водой. Такое интуитивное управление устройствами появилось совсем недавно. Мы начинаем двигать рукой, не зная, как именно она будет работать.Мы интуитивно пытаемся найти правильное движение и расстояние, когда устройство срабатывает. Мы перемещаем компьютерную мышь также инстинктивно — мы двигаемся, пока не доберемся до нужного места, а затем останавливаемся.
Кавина Лидия, 1982 г.
YS: Чтобы играть на терменвоксе, нужен опыт, верно? Вы двигаетесь интуитивно, но на практике уже знаете, какой именно звук будет звучать.
Лидия Кавина: С терменвоксом, как и с любым музыкальным инструментом, нужно время, чтобы научиться играть на нем.Я хочу сказать, что сорок лет назад, когда я начал учиться на ней играть, было совершенно непонятно, как можно контролировать что-то, ничего не касаясь. Таких устройств не существовало. Были кнопки, были рычаги, все они требовали физического контакта. Не было устройств, работающих на расстоянии. Так что все это было в новинку, и долгое время это было непривычно для музыкантов, которые хотели начать играть на ней. Теперь люди психологически подготовлены к этой технике, потому что мы общаемся со всеми устройствами, которыми нам нужно управлять с помощью интуиции.И терменвокс теперь намного проще освоить.
YS: Как терменвокс постепенно стал частью мирового репертуара и какие произведения вы играете?
Лидия Кавина: Это был очень интересный процесс. Когда был изобретен терменвокс, поначалу для него не писали новой музыки. И я все еще хотел ее играть, поэтому я играл существующую музыку, в основном вокал и репертуар для виолончели и скрипки. Во-первых, очень хорошо это делал сам Лев Сергеевич Терменвокс — в том числе образованный виолончелист, обладавший прекрасным музыкальным чутьем и вкусом.Он играл на терменвоксе очень красиво, с такой благородной выразительностью, в духе того времени, может быть, даже немного сентиментально для сегодняшнего дня, но это был стиль начала ХХ века. Таким образом, некоторые классические произведения благодаря Льву Термену вошли в репертуар терменвокса, а романсы Рахманинова и «Лебедь» Сен-Санса стали любимыми произведениями всех терменвоксов. Я считаю, что «Лебедь» при хорошем исполнении лучше звучит на терменвоксе, потому что звук чистый, парящий, бесконечный, без оттенка скрипа, характерного для струнных.
Терменвокс и виолончель
Ю.С .: Но миру по-прежнему нужны произведения, которые изначально были написаны для исполнителей терменвокса?
Лидия Кавина: Действительно, и такие работы начали появляться довольно скоро. Во-первых, это была «Симфоническая тайна» Андрея Пащенко. В 1923 году Лев Сергеевич исполнил ее как солист на терменвоксе с оркестром Петроградской филармонии. Затем, в 1929 году, Йозеф Шиллингер сочинил Первую аэрофоническую сюиту для терменвокса с оркестром, первым исполнителем которой стал Лев Термен.Если для Андрея Пащенко терменвокс был одним из оркестровых инструментов, то для Шиллингера он стал солистом. После революции Шиллингер эмигрировал в США, написал несколько произведений для терменвокса и был очень активным участником студии, организованной Львом Терменом в Нью-Йорке.
YS: Лев Термен долгое время оставался единственным исполнителем на терменвоксе?
Лидия Кавина: Да и нет. Первое десятилетие он был основным исполнителем на инструменте, но рано начал брать учеников, и один из них, Константин Ковальский, начал играть на нем с начала 20-х годов.Они даже играли дуэтом: Терменвокс и Ковальский. Затем Лев Термен уехал на долгое время за границу, поэтому Ковальский был главным исполнителем на терменвоксе на протяжении большей части советской эпохи. Ковальский играл, в частности, во всех советских кинофильмах, в первых звуковых фильмах. Например, он исполнил музыку Гавриила Попова к одному из первых звуковых фильмов в России «Комсомол — вождь электрификации» в 1932 году. Также он выступал в звуковых фильмах на музыку Шостаковича, радиоспектаклях, музыке к советским мультфильмам. Ковальский играл на немного другой модели терменвокса, чем та, которую мы знаем, у которой была только одна антенна, регулирующая высоту звука, а его громкость регулировалась ножной педалью, и вам приходилось использовать левую руку, чтобы включить звук.Эти две версии терменвокса развивались параллельно. В то время как Константин Ковальский продолжал играть на одноантенной модели терменвокса, сам Лев Термен вскоре отказался от этой версии и усовершенствовал двухантенный терменвокс, так что во время игры ему вообще не приходилось ничего трогать.
YS: Какие еще вехи в истории инструмента были после Шиллингера?
Лидия Кавина: Работа Шиллингера положила начало временам терменвокса в Америке.Там он открыл студию и набрал новых учеников, как он сам выразился «двадцать черных и двадцать белых». И среди них самой замечательной была Клара Рокмор. Она родилась в Риге, с пяти лет училась в Санкт-Петербургской консерватории. Она была вундеркиндом, начала свою концертную карьеру скрипачкой и уехала за границу, выступая по всей Европе. Во время революции она покинула Россию и поселилась в Нью-Йорке, где познакомилась со Львом Сергеевичем. Клара была большим виртуозом на терменвоксе.Более того, она мотивировала Льва Термен на техническое развитие своего инструмента, чтобы он сделал его более профессиональным, с более красивым тембром, более широким диапазоном и более отзывчивым к движениям. Лев Термен был безумно влюблен в Клару. Благодаря их сотрудничеству он смог реализовать необходимые инновации и добиться значительного развития своего инструмента. Именно для Клары Рокмор было написано самое яркое произведение того времени — «Концерт для терменвокса» Аниса Фулейхана.Это очень виртуозное произведение, и Клара блестяще исполнила его с оркестром под управлением Леопольда Стокского. Клара была звездой терменвокса мирового уровня, и ее важность трудно переоценить не только потому, что она внесла свой вклад в техническое развитие инструмента, но и потому, что она разработала технику игры на терменвоксе. Она развивала пальцевую технику с активным использованием запястья. Также у нее была очень убедительная интерпретация сыгранных ею произведений. Когда в конце 20 века ее выступления были показаны на видео, они во многом способствовали возрождению терменвокса, поскольку люди хотели копировать ее стиль.
Клара Рокмор с RCA Терменвокс
Ю.С .: А какие работы на терменвоксе появились в конце ХХ века?
Лидия Кавина: Сейчас существует так много работ, что я не могу перечислить их все. Но даже в середине ХХ века такие композиции были редкостью. Например, Джон Кейдж экспериментировал с терменвоксом. Он попросил Роберта Муга сделать терменвокс с широко разнесенными антеннами, чтобы он мог перемещаться по сцене, создавать представление. Альфред Шнитке использовал терменвокс в нескольких своих работах, хотя его интерес к электронной музыке был недолгим.Не думаю, что сильно преувеличиваю, когда говорю, что возрождение и развитие нового композиционного стиля для терменвокса началось, когда я начал выступать в подростковом возрасте. Первыми произведениями этого периода стали Симфоническая сюита для терменвокса с оркестром и «Вьетнамский альбом» Татьяны Назаровой-Метнер. Думаю, это было началом новой, современной волны работ на терменвоксе. Затем я стал просить других композиторов писать для меня. Я сам тоже писал новые произведения, но писал в своем собственном стиле, в то время как как исполнитель меня интересовало разнообразие, поэтому я продолжал заказывать новые произведения своим друзьям-композиторам.Я был профессиональным музыкантом, которому было интересно формировать и расширять репертуар инструмента, и я мог проверять идеи композиторов и экспериментировать в своем исполнении.
YS: Не могли бы вы сегодня описать свою жизнь профессионального терменвокса?
Лидия Кавина: Я стараюсь охватить как можно больше разных музыкальных жанров. Меня интересует терменвокс, потому что он всегда открывает для меня что-то новое. Я никогда не отказываюсь играть в новые вещи. Интересуюсь музыкой для фильмов, джазом, новой классической музыкой, инсталляциями и экспериментальными перформансами.Моя основная специализация — театральная и оперная музыка, классическая и современная академическая музыка. В театре мой первый опыт был исключительно важен, что значительно продвинуло мою карьеру. В 1992 году я выступал в театре Талия (Гамбург) в мюзикле «Алиса в стране чудес» Тома Уэйтса и Роберта Уилсона. Это был интересный опыт, поскольку терменвокс в этом мюзикле служил связующим звеном между оркестровой ямой и сценой. Меня подняли над оркестровой ямой, чтобы публика могла меня лучше видеть, потому что здесь очень важен был визуальный эффект.Мои лирические мелодии, лихие глиссандо, различные вопли, имитируемые терменвоксом, щебетание птицы, улюлюканье баса — все это очень хорошо вписывалось в театрализованное представление. Терменвокс имеет большой набор звуков, что важно для театра, где необходимо передать множество различных эмоций и эффектов. Для меня это также было началом международной карьеры, так как после этого я начал выступать в разных странах.
Лидия Кавина исполняет Scarborow
YS: Я знаю, что вы также выступали в опере в Мексике.
Лидия Кавина: Да, это была очень интересная постановка «Голос человека» Пуленка в Мексике. Еще одним ярким событием стал балет Джона Ноймайера «Русалочка» на музыку Леры Ауэрбах. Этот балет имел огромный успех и остался в репертуаре нескольких театров, в том числе Музыкального театра им. Станиславского и Немировича-Данченко в Москве. В репертуаре Гамбургского театра он оставался 12 лет. Я выступал в большинстве его спектаклей, начиная с премьеры в Копенгагене в 2005 году, почти во всех спектаклях в Гамбурге за 12 лет, а также в Пекине.
YS: Кто сегодня ведущие игроки в терменвокс?
Лидия Кавина: Мои очень талантливые ученики: Олеся Ростовская из России и Каролина Эйк из Германии, которая сейчас является ведущим исполнителем на терменвоксе в мире.
YS: У вас еще есть возможность преподавать терменвокс?
Лидия Кавина: Когда вы выступаете, люди склонны спрашивать о природе терменвокса, которая остается загадочной, поэтому элемент просвещения всегда необходим.Я преподаю терменвокс с 1986 года, у меня были группы и индивидуальные ученики, я читал лекции и давал образовательные концерты. Надо сказать, что Лев Сергеевич Терменвокс сам положил начало этому жанру исполнения терменвокса, который представлял собой лекцию-концерт, дающую знания об инструменте. Этот жанр активно поддерживается до сих пор.
Лидия Кавина проводит мастер-класс
YS: Что терменвокс может дать музыканту с точки зрения понимания своего места в мире и новых музыкальных ощущений?
Лидия Кавина: Здесь я вижу два направления развития терменвокса.С одной стороны, по-прежнему интересно использовать его в классической версии, поскольку его голос и звук очаровывают и трогают людей. У него чрезвычайно гибкий и эмоциональный звук, похожий на звук скрипки, он достигает души, идет прямо к сердцу. В своей классической версии он стал немного консервативным, но все же интересно его слушать, когда он хорошо сыгран. Терменвокс — это мост между традиционными инструментами и электронными. Как традиционный инструмент, он очень чувствителен, и на нем нужно играть осторожно.Важно то, как вы выражаете через это свою душу — это неверная концепция, когда вы играете на синтезаторе.
Ю.С .: Значит, ремешок служит проводником души исполнителя…
Лидия Кавина: Да, выступления разных артистов будут очень разными, потому что музыкальное видение у всех разное. Здесь он занимает золотую середину между скрипачами и вокалистами. Если мы слышим в записи нескольких скрипачей, иногда мы не можем их различить, потому что многое схоже.С вокалистами мы склонны быстро узнавать голос, поскольку у каждого исполнителя свой тембр, интерпретация и личная психология. И здесь степень разнообразия терменвокса в руках разных инструменталистов находится где-то посередине. Он более разнообразен, чем скрипка, но не так самобытен, как вокальное исполнение, но все же имеет огромный диапазон самовыражения. Тембр может быть более мощным, чем скрипка или голос, но благодаря тому, как мы играем, движению наших рук в пространстве, звук становится настолько проницательным и в то же время таким неуловимым, что вы всегда пытаетесь уловить его своим ухо.Терменвокс всегда немного небезопасен, немного непредсказуем, нестабилен, похож на человеческую психику. Также его слушают те, кто любит терменвокс, потому что он удерживает их внимание, не отпускает, это мощный сольный инструмент.
Лидия Кавина исполняет
Ю.С .: В какой-то степени, чтобы это послушать, нужна фантазия, верно?
Лидия Кавина: Да, слушатель начинает обострять слух и прислушивается к звуку. Терменвокс синхронизирует ваш внутренний и внешний слух, и они еще больше усиливаются визуальным восприятием.Когда вы можете проследить изменение звука по движению руки, вы прямо намагничиваетесь этим процессом. Вы можете увидеть, как меняется мелодия, следя за движениями рук исполнителя. Эти отношения создают волшебство, и это уникально для восприятия терменвокса. Здесь мы могли сравнить эффект с движениями дирижера. Мы всегда следим за руками дирижера, даже если он не играет. Но когда мы слышим, как меняется музыка, и видим его или ее движения, мы инстинктивно связываем эти движения с музыкой.И в отличие, например, от синтезатора, нажатие одной клавиши создает целое море звуков. И это может вас совсем не впечатлить, потому что вы не понимаете и не видите визуально, как это произошло. Здесь нет никакой связи между движением и звуком.
YS: В то же время терменвокс — это электронный инструмент, поэтому, в отличие от традиционных инструментов, он также может создавать какие-то неземные, пугающие, потусторонние, инопланетные звуки.
Lydia Kavina: По мере развития технологий в этом направлении уже существует множество выступлений на терменвоксе, в которых его основные методы реализуются с помощью множества новых технических методов, и результаты могут быть совершенно разными.Например, в спектакле можно использовать не только электромагнитное поле, но и инфракрасные датчики, и их результатом не обязательно может быть звук. Мы можем управлять различными синтезируемыми звуками, чтобы изменять свет в комнате нашими движениями во время выступления. С помощью антенны можно управлять не только звуком, но и, например, компьютерной программой, которая изменяет цветовую схему на экране или регулирует появление различных изображений на огромном дисплее. Я считаю, что именно терменвокс дал импульс технологиям дополненной реальности.
Ю.С.: Каким вы видите будущее инструмента в ближайшие несколько десятилетий? Что вы пытаетесь развить своими выступлениями?
Лидия Кавина: Ну, во-первых, очень приятно видеть, что количество людей, играющих на терменвоксе, растет в геометрической прогрессии. Поэтому каждый, кто начинает играть на терменвоксе, привносит что-то уникальное и индивидуальное, развивая это в своей области специализации. Джазовые музыканты находят новые техники исполнения, чтобы играть на нем джазовые импровизации.Инженеры-электронщики сразу же начинают подключать терменвоксы к разным аналоговым синтезаторам и создавать новые звуки. Репертуар терменвокса буквально бурлит и будет продолжать развиваться. С другой стороны, развитие терменвокса как регулятора различных других явлений в искусстве также происходит быстро. Он включает в себя принцип управления пространством для создания новых произведений искусства. Он мог управлять изображениями, светом, видео, запахами — и все это Лев Термен задумал еще в начале ХХ века.Вы можете прочитать его плакаты 1920-х годов, где он говорит о возможности синтеза музыки и цвета, музыки и прикосновения, музыки и запаха. Он объяснил и даже продемонстрировал, как это делать. Например, звук, связанный с прикосновением — звук терменвокса может быть подключен к устройству, которое будет перемещать материал в подлокотниках сидений зрителей. Или, например, обоняние — соответственно зрительный зал могут наполнять разные запахи. Музыка и свет — Терменвокс создал Illuminovox, в котором световой проектор управлялся звуком терменвокса.Цвет экрана позади исполнителя постепенно менялся в зависимости от диапазона сыгранных нот — от красного в басу до синего в верхнем регистре. Терменвокс был практическим исследователем, пионером светомузыкальной техники.
Ю.С .: Есть ли в этой области современные провидцы?
Лидия Кавина: Да, например, Андрей Смирнов основал Терменвокс-центр в Москве и отреставрировал многие инструменты Льва Терменвора — он продолжает развивать многие из своих творческих идей.В Европе есть Корали Эхингер, которая живет в Швейцарии и много экспериментирует с подключением терменвокса к различным устройствам и компьютерным программам. Играя на терменвоксе, она дополняет выступления разнообразными звуками, разговором видеокадров. А в Соединенных Штатах есть Рэнди Джордж, который живет в Лос-Анджелесе. Он создал программу Midi Merlin, которая позволяет вам играть на терменвоксе и управлять множеством компьютерных программ. Антенна терменвокса служит датчиком, методом контроля.
О ЛИДИИ КАВИНОЙ
Лидия изучала фортепиано и получила степень по теории музыки и композиции Московской консерватории. Лидия работала во многих театральных постановках, среди них: балет «Русалочка» Леры Ауэрбах и Джона Ноймайера в Копенгагене, Гамбурге и Пекине (2005-2018), музыкальная драма «Трагедия дружбы» Морица Эггерта и Яна Фабра. , посвященная юбилею Р. Вагнера (Гент, 2013), опера «Baehlamms Fest» Ольги Нойвирт в Вене, Гамбурге и Люцерне (1999-2002), мюзиклы «Алиса» и «Черный всадник» Тома Уэйтса и Роберта Уилсона в Гамбурге и Кельн (1992–1998 годы).
В качестве сольного исполнителя Кавина участвовала в таких проектах, как «Звуки Хичкока» с BBC SSO в Глазго в 2015 году, «Шоу Тима Бертона и Дэнни Эльфмана» с Концертным оркестром BBC и Лондонским симфоническим оркестром в Лондонском Королевском Альберт-Холле и в Великобритании. тур 2013-2014, 4-я симфония Чарльза Айвза под управлением Кента Нагано (Гамбург и Цюрих, 2018-2019), «Музыка из фильма Говарда Шора» с Питтсбургским симфоническим оркестром и Симфоническим оркестром Тенерифе (2016), «Завещание» Николая Обухова с оркестром Нидерландского радио под управлением Рейнберта де Льюеса в 2006 году, Первая симфония Леры Ауэрбах с Дюссельдорфской филарминикой в 2006 году, «Жанна д’Арк в Бухере» Артура Онеггера с Национальным филармоническим оркестром России под управлением Владимира Спивакова в 2005 году, концерт на Большом терменвоксе с оркестром SOSPESSO на фестивале Линкольн-центра в Нью-Йорке в 2000 году.Лидия является активным пропагандистом новой экспериментальной музыки для терменвокса и сама является композитором. Концерт Кавины для терменвокса и симфонического оркестра был впервые исполнен Бостонским современным оркестром под управлением Гила Роуза в 1997 году.
Создание цифрового терменвокса: как работает терменвокс Moog, что приносит MIDI
Скажем прямо: терменвоксы не являются цифровыми.(Прошу прощения за заголовок, но оставайтесь с нами.)
Терменвокс основан на, пожалуй, самом важном аналоговом процессе в звуке, гетеродининге. И Леон Термен не может претендовать на это, ни Боб Муг, ни США, ни Россия, ни Германия — это изначально Канада в лице некоего Реджинальда Фессендена. (Вперед, канадская инженерия! Позже Эдвин Ховард Армстронг разрабатывает супергетеродинную схему, которая больше всего напоминает терменвокс, так что на самом деле это одна золотая медаль для США, России и Канады.)
Это красивое слово, но концепция предельно проста: вы смешиваете частоты для создания новых. Магия терменвокса в том, что вы используете собственное тело и жесты для управления процессом гетеродинирования. Любой, у кого были проблемы с перемещением во время настройки радио, знает кое-что об этом эффекте, но терменвокс делает процесс музыкальным.
Итак, новый Moog Theremini — полностью аналоговый инструмент управления. Что Moog добавляет к этому механизму управления, так это цифровой звуковой движок.
Говоря простым маркетинговым языком, да, это означает, что вы можете повернуть ручку и никогда не ударить «неправильную» ноту. Но на практике это означает нечто большее. Новый звуковой движок и цифровые музыкальные приложения чувствительного аналогового механизма управления открывают новые возможности для звука и воспроизведения.
Леон Терменвокс сам применил свою схему в широком диапазоне творческих приложений. Вчера я размышлял об этом с Андреем Смирновым, одним из главных хранителей наследия Терменвокс, когда мы осмотрели выставку здесь, в Берлине, на фестивале CTM, посвященном раннему русскому авангарду, и позволили участникам нашего хак-лаба поиграть со своими собственными терменвоксами.Андрей подчеркнул, насколько широкими были применения терменвоксалом этой обманчиво простой концепции. А сам Терменвокс, будучи виолончелистом, обладал богатой музыкальностью в своем воображении.
Чтобы узнать больше, мы снова поговорили с плодовитым инженером Moog Сирилом Лэнсом о том, как работает терменвокс и почему.
Леон Термен постоянно переосмысливал возможности того, что делать с гениальной схемой в своем изобретении.
Во-первых, он объясняет важнейший вопрос квантования высоты тона.Это, конечно, было областью интенсивных экспериментов для людей, играющих сегодня с терменвоксами, потому что цифровая обработка действительно предлагает способы интерпретации необработанного входного сигнала. Вот как Сирил говорит, что Терменвокс отвечает на этот вопрос:
Частота основного тона измеряется чрезвычайно точно по гетеродинированному выходному сигналу генераторов основного тона и фиксированной частоты. В полностью «непрерывном» режиме (традиционный терменвокс) квантование высоты тона отсутствует. Когда вы полностью находитесь в квантованном режиме, частота полностью смещается в сторону основного тона / гаммы, к которой она ближе всего.Если вы играете дорийскую гамму C и частота находится в пределах +/- 50 центов от D4, выходной питч будет полностью квантован до D4, и не может быть никаких отклонений от этих определенных частот.
Инструмент может быть смещен на любую величину между ними, и именно здесь вы можете получить очень музыкальный инструмент, позволяющий управлять микротонами со смещением в сторону выбранной музыкальной шкалы. Это можно сравнить с ладовым инструментом, где музыкант приближается к ноте, наклоняя его, или саксофонист регулирует квантование высоты звука с помощью поддержки дыхания и амбуша.В полностью непрерывном режиме это было бы похоже на скрипку, где скрипач может выбрать любую микротональную частоту — чтобы играть на неретретом инструменте, таком как скрипка или традиционный терменвокс, требуется отточенная и дисциплинированная техника.
Поскольку терменвокс особенно сложен в этом отношении, способность музыканта динамически выбирать величину квантования высоты тона делает инструмент более универсальным и доступным. Играя на терменвоксе, музыкант обнаружит, что даже во время воспроизведения определенного отрывка или песни регулировка количества квантования позволяет им создавать различные диапазоны выразительности.
Что делает MIDI-соединение? Как это часто бывает, в то время как движок всегда реагирует на терменвокс для управления высотой тона, вы можете использовать терменвокс в качестве контроллера и применять управление к параметрам из внешних источников MIDI:
Будет выход CC MIDI для высоты тона и громкости. Выходной сигнал Pitch CC будет масштабирован до диапазона антенны Pitch, а также будет «пост-квантованием» — это позволит отслеживать CC, которое будет либо полностью непрерывным, либо полностью дискретным и где-то между ними, что создаст некоторые очень интересные возможности контроллера.
Многие параметры также доступны для изменения через MIDI-вход. Это позволит пользователям изменять пресеты и звучание инструмента, а также несколько глобальных параметров настройки. В настоящее время мы не объявляем «редактор» для инструмента, но клиенты, которые используют MIDI, смогут получить к ним очень простой доступ. Примером этого может быть то, насколько высока скорость сканирования для механизма синтеза волновых таблиц.
Мы очень хотим, чтобы этот выпуск был выпущен. Будьте на связи.
Подробнее о багете из космоса:
http://www.moogmusic.com/node/
Как построить терменвокс, вы можете играть всем телом #ArduinoMonday #MusicMonday «Adafruit Industries — Создатели, хакеры, художники, дизайнеры и инженеры!
Через IEEE Spectrum
Несколько месяцев назад я модифицировал старинный синтезатор Casio, чтобы он мог воспроизводить новые причудливые звуки.В то же время я создал интерфейс, который позволил микроконтроллеру Arduino Mega управлять клавиатурой. Это было частью моей схемы использования электронной помощи для решения моей постоянной проблемы, заключающейся в том, что я фактически не могу играть на каком-либо инструменте.
Изначально я запрограммировал Mega просто на воспроизведение сохраненной мелодии. Я мог бы купить и модифицировать MIDI (цифровой интерфейс для музыкальных инструментов) для такой задачи, но я использовал Mega, потому что хотел большей гибкости. В частности, я хотел иметь возможность подключать различные датчики и переводить их показания в музыкальные ноты.Поэтому, когда производители TeraRanger One — датчика дальномера за 140 долларов США — прислали мне образец устройства, колеса в моей голове начали вращаться.
Подробнее.
Каждый понедельник ArduinoMonday здесь, в Adafruit! Обязательно ознакомьтесь с нашими публикациями, руководствами и новыми продуктами, связанными с Arduino. Adafruit производит Arduino прямо здесь, в Соединенных Штатах, в сотрудничестве с arduino.cc. У нас есть огромный выбор аксессуаров для Arduino, а также весь код и руководства, которые помогут вам в кратчайшие сроки приступить к работе!
Прекратите макетирование и пайку — немедленно приступайте к изготовлению! Площадка Circuit Playground от Adafruit забита светодиодами, датчиками, кнопками, зажимами из кожи аллигатора и многим другим.Создавайте проекты с помощью Circuit Playground за несколько минут с помощью сайта программирования MakeCode с перетаскиванием, изучайте информатику с помощью класса CS Discoveries на code.org, переходите в CircuitPython, чтобы изучать Python и оборудование вместе, TinyGO или даже использовать Arduino IDE. Circuit Playground Express — это новейшая и лучшая плата Circuit Playground с поддержкой CircuitPython, MakeCode и Arduino. Он имеет мощный процессор, 10 NeoPixels, мини-динамик, инфракрасный прием и передачу, две кнопки, переключатель, 14 зажимов из кожи аллигатора и множество датчиков: емкостное прикосновение, ИК-приближение, температуру, свет, движение и звук.Вас ждет целый мир электроники и программирования, и он умещается на ладони.
Присоединяйтесь к 30 000+ создателям на каналах Discord Adafruit и станьте частью сообщества! http://adafru.it/discord
Хотите поделиться замечательным проектом? Выставка Electronics Show and Tell проходит каждую среду в 19:00 по восточному времени! Чтобы присоединиться, перейдите на YouTube и посмотрите чат в прямом эфире шоу — мы разместим ссылку там.
Присоединяйтесь к нам каждую среду вечером в 20:00 по восточноевропейскому времени на «Спроси инженера»!
Подпишитесь на Adafruit в Instagram, чтобы узнавать о совершенно секретных новых продуктах, о кулуарах и многом другом https: // www.instagram.com/adafruit/