Схема терменвокса «Моделист-конструктор» | Theremin Today
Еще не так давно музыкальные инструменты даже эстрадных оркестров — будь то саксофон, скрипка, аккордеон, пианино, контрабас и даже барабан — дарили слушателям свое естественное, «природное» звучание. Нынче же музыка стала иной — теперь в моде «электронное» звучание.
Фантазия, которую проявляют создатели разнообразной электромузыкальной техники, кажется порой безграничной. Сами инструменты и усилительная аппаратура, акустические системы, устройства синтезирования звуковых эффектов — все до предела «нашпиговано» электроникой. Сегодня музыкантов мало уже чем удивишь — ведь у них на вооружении есть такие творения инженеров, которые позволяют получать тысячи самых разнообразных оттенков звучания: струнного, духового, клавишного.
Современный электромузыкальный инструмент (сокращенно ЭМИ) — очень сложное устройство. Даже не каждый опытный радиоинженер способен изготовить его в домашних условиях. А что тогда сказать о тех, кто только делает первые шаги в освоении электроники?
Выход один — начинать, собирая пока лишь простейшие ЭМИ. О нескольких таких конструкциях мы и хотим вам рассказать.
Как вы думаете, когда началась история электронной музыки? Многие, вероятно, считают, что в конце 50-х — начале 60-х годов, когда на свет появились электрогитары и электроорганы, а вокально-инструментальные ансамбли стали возникать, как грибы после дождя. Но, оказывается, все произошло гораздо раньше.
Честь называться творцом электронной музыки принадлежит советскому ученому, инженеру-физику Л. С. Термену. Именно он изобрел первый в мире ЭМИ. Экспериментируя с прибором для измерения диэлектрической постоянной газов, он обнаружил влияние руки на распределение электрического поля. Это явление и было положено в основу действия первого электромузыкального инструмента, получившего название «волны эфира». В 1921 году изобретатель представил свое «детище» на VIII Всероссийском электротехническом съезде. Современники Л. С. Термена высоко оценили его прибор. «Изобретение электромузыкального инструмента открывает огромные перспективы… Путем электрического возбуждения можно получить такие звучания, такие интонации, которых до сих пор не знала музыка…» — так писала газета «Правда» в 1927 году.
Со временем первый электромузыкальный инструмент стал называться терменвокс — сочетание, состоящее из фамилии изобретателя Термена и слова «воке» — искаженного от английского voice, что в переводе означает «голос».
Итак, что же такое терменвокс? Принцип действия этого инструмента основан на изменении электрического поля, которое создается вокруг ЭМИ от перемещений человеческого тела. Изменяя положение туловища или отдельных его частей, например, рук, исполнитель тем самым воздействует на пространственную картину поля. ЭМИ воспринимает эти влияния и преобразует их в звуковые сигналы, тональность которых зависит от манипуляций человека и становится выше или ниже в такт с его движениями.
Чтобы понять, каким образом пространственное перемещение руки можно превратить в звук, разберемся в устройстве терменвокса. Его функциональная схема показана на рисунке 1. Инструмент состоит из двух высокочастотных генераторов, к одному из которых подключена антенна WА, смесителя, усилителя звуковой частоты и динамической головки ВА.
Рис. 1. Функциональная схема терменвокса.
Пока исполнитель находится на достаточном удалении от антенны, ВЧ генераторы вырабатывают сигналы одинаковой частоты, которые поступают на смеситель. Предположим, что частоты обоих генераторов в исходном состоянии равны 90 кГц. Что произойдет при смешении двух сигналов? Чтобы понять это, необходимо отметить одну особенность смесителя — он выделяет на своем выходе колебания с частотой, равной разности частот входных сигналов. А поскольку в исходном состоянии частоты обоих генераторов равны, следовательно, сигнал на выходе смесителя в этом случае отсутствует и звука в динамической головке нет.
Рис. 2. Принципиальная схема ЭМИ.
Но вот исполнитель поднес руку к антенне. Что теперь произойдет? Человеческое тело становится как бы конденсатором, включенным между антенной и электрическими цепями верхнего по схеме генератора, то есть емкость тела исполнителя начинает оказывать влияние на работу этого генератора. В результате изменяется частота вырабатываемых им колебаний. Предположим, она стала равной 91 кГц. Теперь при смешении сигналов возникают так называемые биения — колебания с частотой, равной разности частот обоих генераторов. В нашем случае эта разность составит 1 кГц. Сигнал с такой частотой и выделит на своем выходе смеситель. Затем произойдет его усиление, и в динамической головке раздастся звук.
Непрерывно изменяя расстояние между ладонью руки и антенной, исполнитель тем самым постоянно- варьирует емкостные параметры частотозадающей цепи верхнего по схеме генератора. При этом меняется частота биений, и из инструмента извлекаются звуки различной тональности. Если в результате манипуляций, производимых исполнителем, частота электрических колебаний на выходе первого ВЧ генератора меняется в пределах, скажем, от 90 до 100 кГц, то музыкальный диапазон терменвокса будет лежать в интервале от 0 до 10 000 Гц.
Итак, исполнение музыкального произведения на терменвоксе заключается в перемещении одной или обеих рук вблизи антенны инструмента. Чтобы получить более плавное изменение высоты звука, ладонь можнр держать неподвижной, а все манипуляции производить только пальцами руки. В любом случае, чтобы «почувствовать» такой музыкальный инструмент и освоить технику исполнения на нем, необходима хорошая тренировка и, конечно же, наличие слуха.
За 70 лет творческой деятельности Л. С. Термен создал множество самых разнообразных модификаций своего ЭМИ, причем не менее оригинальных. Вот, например, одно из его творений — терпситон — электромузыкальный инструмент, выполненный в виде плоской платформы. Становясь на нее и делая разнообразные движения, как бы в причудливом танце, музыкант может исполнить на таком экзотическом инструменте любое произведение.
Любопытно, что на основе терменвокса создавались и такие «немузыкальные» приборы, как охранные устройства для промышленных зданий, складов, сейфов. Такой аппарат охранял даже один из залов ленинградского Эрмитажа. Разработанные Л. С. Терменом электронные «сторожа», как и его ЭМИ, реагировали на изменение картины электрического поля вблизи охраняемого объекта и при появлении посторонних подавали сигнал тревоги.
Но вернемся к музыкальным способностям терменвокса. С принципами, заложенными в действие этого инструмента, мы уже познакомились. Теперь пора перейти и к практическому их воплощению.
Терменвокс, описание которого мы предлагаем вашему вниманию, собран всего на двух логических микросхемах, прост в налаживании и не требует дефицитных деталей. Конечно, такое устройство далеко от профессионального инструмента, но тем не менее, собрав его, вы на практике познакомитесь с конструкцией, принципом действия и техникой исполнения музыкальных произведений на терменвоксе.
Первый генератор собран на логических элементах 2И-НЕ DD1.1 и DD1.2 микросхемы DD1 (рис. 2), а второй — на элементах DD2.1 и DD2.2 ИМС DD2. Инверторы DD1.3 и DD2.3 выполняют роль развязывающих устройств, предотвращающих взаимное влияние генераторов друг на друга. В качестве смесителя используется логический элемент DD2.4. Низкочастотный усилитель собран на транзисторе VТ1 по схеме электронного ключа. Резистор R6 ограничивает ток базы транзистора, а R7 служит для регулировки громкости звучания динамической головки ВА1. Конденсаторы С4—С6 и резисторы R4, R5 образуют низкочастотные фильтры, исключающие взаимное влияние генераторов друг на друга через питающие цепи. Питается устройство от батареи GB1 напряжением 9 В.
Оба высокочастотных генератора собраны по схемам несимметричных мультивибраторов, с работой которых вы уже знакомы (см. «М-К», 1990, № 1, «Шесть самоделок на одной ИМС»). Резисторы R1, R3 и конденсатор С2 образуют частотозадающую цепь первого генератора, a R2 и C3— аналогичную цепь второго генератора. Подстроечный резистор R1 необходим для «выравнивания» рабочих частот обоих генераторов. Антенна WA1 подключена к инструменту через разделительный конденсатор С1.
Элементы терменвокса размещаются на монтажной плате размером 50X30 мм, выполненной из фольгированного гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1—2 мм (рис. 3).
Рис. 3. Монтажная плата инструмента со схемой расположения элементов.
Для электромузыкального инструмента подойдут следующие детали. Транзистор — КТ602АМ (БМ) или КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы С4—С6 марки К53, остальные — малогабаритные керамические, например, КМ5, КМ6. Постоянные резисторы — ВС, МЛТ, ОМЛТ, С2-23, С2-33 мощностью 0,125 Вт, подстроечный — СП3-1б, СП4-1б, переменный — типа СПО-0,25, СПО-0,5, СП1, СП2. Динамическая головка — 0.5ГДШ-2 или любая другая мощностью 0,1—0,5 Вт с сопротивлением катушки 4—8 Ом. Тумблер — малогабаритный, марки ПДМ, МТ1, МТД1. Батарея питания — «Корунд» или шесть дисковых аккумуляторов напряжением по 1,5 В (например, СЦ-30).
Детали терменвокса размещаются в металлическом корпусе подходящих размеров. Если такого не нашлось, можно использовать любую пластмассовую коробку, предварительно оклеив ее изнутри фольгой. Металлический корпус или фольгу необходимо электрически соединить с общим проводом питания инструмента. Антенна — медный или алюминиевый стержень Ø 2—4 мм и длиной 25—40 мм — устанавливается на лицевой панели корпуса на резиновом или пластмассовом изоляторе (рис. 4). Кроме того, на лицевой панели находятся тумблер включения питания, переменный резистор R7, снабженный декоративной ручкой, и динамическая головка; диффузор «динамика» закрыт тонкой цветной тканью. На боковой стенке корпуса — отверстие под движок подстроечного резистора R1. Монтажные соединения выполняются тонкими многожильными проводами в изоляции.
Рис. 4. Внешний вид терменвокса.
При правильном монтаже и исправных деталях инструмент начинает работать сразу после включения питания. Настройка его сводится к установке нулевой частоты биений генераторов. Если после включения питания звука в динамической головке нет, то необходимость в настройке отпадает. Если же звук появился, вращая движок подстроечного резистора, добейтесь его исчезновения. После этого терменвокс готов к работе.
Может случиться так, что звучание ЭМИ окажется неустойчивым. В таком случае исполняйте мелодию, одной рукой производя манипуляции около антенны, а второй касаясь металлических частей корпуса. Если вы использовали пластмассовую коробку, оклеенную изнутри фольгой, то на ее лицевой панели необходимо установить специальную металлическую пластину размером примерно 20X20 мм, соединив с общим проводом питания.
…Терменвокс был первым в мире электромузыкальным инструментом. За прошедшие с тех пор десятилетия создано немало новых ЭМИ, в чем нетрудно убедиться, глядя, например, на оснащение современной рок-группы. Электроорган, электрогитара, электробаян, электронная ударная установка — перечень музыкальных инструментов с приставкой «электро» можно продолжить. О некоторых из них мы расскажем в следующих выпусках.
Э. АПРЕЛЕВ
theremintimes.ru
Схема терменвокса из «Радио» Опыт сборки | Theremin Today
Пора уже давно оправдывать наличие метки «лампы» в сём хранилище потоков сознания, тем более что результатом оного наличия уже удалось вогнать в когнитивный диссонанс одну прожорливую кошку.
На терменвокс я замахивался с очень давних времён, когда ещё в 10 классе учился, но тогда и не знал принципа его работы, и схемы собирать умел исключительно по описаниям. Для агрегата на транзисторах я собрал детали, изгототовил катушки, собрал кое-как, но настроить его и завершить так и не удалось.
С тех пор Эльронд поумнел, немного распрямил руки, разжился архивом Радио, перешёл на лампы и пообзавёлся довольно неплохой радиоизмерительной лабораторией. А тут ещё и кандидат появился на освоение прибора как музыкального инструмента, а не отпугивателя голубей от балкона — marta_tellas. Так что в сентябре я разыскал в «Радио» № 10 1964 года схему на лампах октальной серии и отмакетировал её, а потом по мере реализации и серьёзно переработал. Дело шло, как у меня водится, оочень неспеша.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Техническое описание:
Схема состоит из двух высокочастотных генераторов по транзитронной схеме на лампах 6А8, работающих с низким анодным напряжением на нелинейном участке характеристики для получения второй и третьей гармоник сигнала. Один из генераторов стабильный, второй управляемый. Связь контура управляемого генератора с антенной в источнике предлагалась индуктивная с дополнительной нагрузочной катушкой, но мною применена емкостная посредством C1. После сборки и испытания ВЧ блока в связи с малостью вносимой ёмкости и недостаточной девиацией частоты рабочая частота генераторов повышена со 110 до 395 кГц.
После разделительных конденсаторов и добавочных сопротивлений, исключающих возможность взаимозахвата частоты, сигналы смешиваются на индуктивной нагрузке L3, L4, паралельно которой включен вход квадратичного сеточного детектора на половине лампы 6Н9С. В источнике применены нагрузочные контуры, настроенные на основную частоту и первую гармонику. После повышения рабочей частоты из контуров были просто изъяты конденсаторы. Я пробовал изъять и катушки, но звучание инструмента ухудшается. Очевидно, значительную роль играют собственная ёмкость катушек и ёмкость их «на землю».
Детектор нагружен на плавный регулятор громкости и дополнительный делитель линейного 500 мВ выхода.
Оконечный каскад мощностью 4,5 Вт выполнен по обычной однотактной схеме на лучевом тетроде 6П3С в одном из справочных режимов. Ток покоя лампы 23 мА.
Манипуляция осуществляется в оконечном каскаде следующим образом. Пока ключ разомкнут, на катод лампы подаётся высокое запирающее (почти) напряжение +60 В с делителя R22-R23, заряжающее блокирующий конденсатор C17. Замыканием SB1 параллельно нижней ветви делителя подключается резистор, составляющий с оной ветвью вместе нормальное сопротивление автоматического смещения, блокирующий конденсатор быстро разряжается через это низкое сопротивление, лампа открывается. При размыкании ключа конденсатор относительно медленно заряжается через R23+R24, запирая лампу. Таким образом у инструмента получается острая атака и мягкое затухание.
Выбранная схема источника питания обусловлена большим различием анодного напряжения питания оконечной лампы и остальных ламп, а также наличием у меня подходящего трансформатора, а точнее пары — отдельных анодного и накального. Высокое напряжение +375 В получается с двуплечего выпрямителя на диодах Д226Б по два в плечо с выравнивающими сопротивлениями, низкое +200 В с мостового выпрямителя на диодах того же типа по одному в плече. Дроссель фильтров общий в минусовой цепи.
Детали:
Практически все б/у, выпаянные из советских и более современных телевизоров.
Антенна телескопическая телевизионная.
Конденсаторы сухие — в ВЧ генераторах трубчатые КТК и слюдяные КСО («шоколадки»), переменной ёмкости — от малогабаритного ДВ/СВ радиоприёмника, в НЧ части плёночные К73-17.
Конденсаторы электролитические как фирм Tesla и прочих заграничных, так и К50-6, предварительно проверенные на ток утечки и оттренированные.
Резисторы МЛТ, переменный типа ТК со снятым выключателем.
SB1 — герконная кнопка, SA1 — тумблер сетевой.
Катушки L1, L2 выполнены на пластмассовых каркасах от катушек швейных ниток. Диаметр каркаса 13 мм, длина намотки 5 мм, количество витков 230, провод ПЭЛ-0,15 (благодарность отдельная necro_448), способ намотки — внавал, индуктивность (по расчёту) порядка 950 мкГн.
Катушки L3, L4 на броневых сердечниках из карбонильного железа СБ-2а и неизвестного типа, L3 содержит 250, L4 160 витков того же провода внавал между щёчками каркаса.
Выходной трансформатор самодельный на ленточном броневом сердечнике ШЛ-16×20 с прокладкой одного слоя офисной бумаги в качестве немагнитного зазора. Первичная обмотка содержит 4500 витков всё того же ПЭЛ-0,15, вторичная (для нагрузки 4 Ом) 81 виток ПЭЛ-0,83.
Силовые трансформаторы унифицированные (на схеме показаны два как один) анодный ТА-27 и накальный ТН-3, дроссель фильтра Д22-5-0,1.
Громкоговоритель вместе с ящиком от узкоплёночной кинопередвижки завода КИНАП.
Ну а теперь много фотографий стадий процесса. Агрегат был решён в модульной схеме из трёх отдельных шасси.
Началось всё с макетирования.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Осциллограф показал вот такую кривую суммарных колебаний. Видим тут по крайней мере биения первых и вторых гармоник. Частота пока 110 кГц, ёмкость соединительного кабеля и входная ёмкость осциллографа СИ-1 влияют мало.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Далее на свет божий был извлечён КИНАПовский ящик типа квадратный гроб, но с ручкой для переноски и превосходным динамиком.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Сделано шасси ВЧ части. Здесь оно уже с катушками для частоты 395 кГц.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Монтаж выполнен на лепесках ламповых панелек и самодельных гребёнках из оргстекла.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Как мотал выходной трансформатор, не покажу, поскольку не фотографировал. Процесс этот неспешный, монотонный и медитативный. Это при хорошем настроении мотальщика. А при плохом — просто нудный.
Детектор и УНЧ, пока ещё отдельно — на испытаниях
Посмотреть на Яндекс.Фотках
И уже смонтированные и подключенные.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Блок питания. Тоже смонтирован. Трансформаторы на верхней стороне шасси. Никакой подгонки напряжений, кстати, не понадобилось.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
В процессе настройки. Видна и общая компоновка — ВЧ блок с антенной и манипулятор сверху, НЧ блок и блок питания для устойчивости и снижения паразитных связей снизу.
Посмотреть на Яндекс.Фотках
Так вот, о настройке:
Измерение частоты ВЧ генераторов можно производить и посредством электронносчётного частотомера Ч3-22. Подключать его из-за низкой чувствительности приходилось прямо к колебательному контуру и четвёртой сетке лампы. Входная ёмкость его таким образом оказывалась включена в ёмкость контура. Чтобы учесть её влияние, частотомер я подключал к перестраиваемому контуру и настраивал его на слух по нулевым биениям. Таким образом была измерена и частота стабильного ВЧ генератора — 397 кГц (расчётная 400 кГц), и наибольшая девиация частоты, достигаемая воздействием руки — 4 кГц.
Более никакой специфической настройки не проводилось. НЧ часть заработала сразу, а при помощи проб был исправлен поначалу хриплый тембр — понадобилось, как уже упомянуто, оставить во входе детектора пару последовательно соединённых катушек.
В итоге получился в меру транспортабельный 7-8 килограммовый звучащий чёрный ящик, кой я и передоверил Марте.
Звук у инструмента не характерный для классического терменвокса, не столь «неземной», гораздо живее. Марте интуитивно удалось обучить его мяукать, что и повергло упомянутую кошку в когнитивный диссонанс, а когда ящик стал пищать по-птичьи, разрыв шаблона у трёхшерстного зверя случился окончательный.
Настройка остра и чрезвычайно широка, можно состроиться в ноль как с первой, так и со второй гармоникой, но звук во втором случае получается гораздо тише. Гриф как прямой, так и обратный, техника исполнения требуется, в виду отсутствия мгновенной регулировки громкости, органная.
Источник — http://elrond1-2eleven.livejournal.com/143625.html
theremintimes.ru
Схема терменвокса «Моделист-конструктор» | Theremin Today
Еще не так давно музыкальные инструменты даже эстрадных оркестров — будь то саксофон, скрипка, аккордеон, пианино, контрабас и даже барабан — дарили слушателям свое естественное, «природное» звучание. Нынче же музыка стала иной — теперь в моде «электронное» звучание.
Фантазия, которую проявляют создатели разнообразной электромузыкальной техники, кажется порой безграничной. Сами инструменты и усилительная аппаратура, акустические системы, устройства синтезирования звуковых эффектов — все до предела «нашпиговано» электроникой. Сегодня музыкантов мало уже чем удивишь — ведь у них на вооружении есть такие творения инженеров, которые позволяют получать тысячи самых разнообразных оттенков звучания: струнного, духового, клавишного.
Современный электромузыкальный инструмент (сокращенно ЭМИ) — очень сложное устройство. Даже не каждый опытный радиоинженер способен изготовить его в домашних условиях. А что тогда сказать о тех, кто только делает первые шаги в освоении электроники?
Выход один — начинать, собирая пока лишь простейшие ЭМИ. О нескольких таких конструкциях мы и хотим вам рассказать.
Как вы думаете, когда началась история электронной музыки? Многие, вероятно, считают, что в конце 50-х — начале 60-х годов, когда на свет появились электрогитары и электроорганы, а вокально-инструментальные ансамбли стали возникать, как грибы после дождя. Но, оказывается, все произошло гораздо раньше.
Честь называться творцом электронной музыки принадлежит советскому ученому, инженеру-физику Л. С. Термену. Именно он изобрел первый в мире ЭМИ. Экспериментируя с прибором для измерения диэлектрической постоянной газов, он обнаружил влияние руки на распределение электрического поля. Это явление и было положено в основу действия первого электромузыкального инструмента, получившего название «волны эфира». В 1921 году изобретатель представил свое «детище» на VIII Всероссийском электротехническом съезде. Современники Л. С. Термена высоко оценили его прибор. «Изобретение электромузыкального инструмента открывает огромные перспективы… Путем электрического возбуждения можно получить такие звучания, такие интонации, которых до сих пор не знала музыка…» — так писала газета «Правда» в 1927 году.
Со временем первый электромузыкальный инструмент стал называться терменвокс — сочетание, состоящее из фамилии изобретателя Термена и слова «воке» — искаженного от английского voice, что в переводе означает «голос».
Итак, что же такое терменвокс? Принцип действия этого инструмента основан на изменении электрического поля, которое создается вокруг ЭМИ от перемещений человеческого тела. Изменяя положение туловища или отдельных его частей, например, рук, исполнитель тем самым воздействует на пространственную картину поля. ЭМИ воспринимает эти влияния и преобразует их в звуковые сигналы, тональность которых зависит от манипуляций человека и становится выше или ниже в такт с его движениями.
Чтобы понять, каким образом пространственное перемещение руки можно превратить в звук, разберемся в устройстве терменвокса. Его функциональная схема показана на рисунке 1. Инструмент состоит из двух высокочастотных генераторов, к одному из которых подключена антенна WА, смесителя, усилителя звуковой частоты и динамической головки ВА.
Рис. 1. Функциональная схема терменвокса.
Пока исполнитель находится на достаточном удалении от антенны, ВЧ генераторы вырабатывают сигналы одинаковой частоты, которые поступают на смеситель. Предположим, что частоты обоих генераторов в исходном состоянии равны 90 кГц. Что произойдет при смешении двух сигналов? Чтобы понять это, необходимо отметить одну особенность смесителя — он выделяет на своем выходе колебания с частотой, равной разности частот входных сигналов. А поскольку в исходном состоянии частоты обоих генераторов равны, следовательно, сигнал на выходе смесителя в этом случае отсутствует и звука в динамической головке нет.
Рис. 2. Принципиальная схема ЭМИ.
Но вот исполнитель поднес руку к антенне. Что теперь произойдет? Человеческое тело становится как бы конденсатором, включенным между антенной и электрическими цепями верхнего по схеме генератора, то есть емкость тела исполнителя начинает оказывать влияние на работу этого генератора. В результате изменяется частота вырабатываемых им колебаний. Предположим, она стала равной 91 кГц. Теперь при смешении сигналов возникают так называемые биения — колебания с частотой, равной разности частот обоих генераторов. В нашем случае эта разность составит 1 кГц. Сигнал с такой частотой и выделит на своем выходе смеситель. Затем произойдет его усиление, и в динамической головке раздастся звук.
Непрерывно изменяя расстояние между ладонью руки и антенной, исполнитель тем самым постоянно- варьирует емкостные параметры частотозадающей цепи верхнего по схеме генератора. При этом меняется частота биений, и из инструмента извлекаются звуки различной тональности. Если в результате манипуляций, производимых исполнителем, частота электрических колебаний на выходе первого ВЧ генератора меняется в пределах, скажем, от 90 до 100 кГц, то музыкальный диапазон терменвокса будет лежать в интервале от 0 до 10 000 Гц.
Итак, исполнение музыкального произведения на терменвоксе заключается в перемещении одной или обеих рук вблизи антенны инструмента. Чтобы получить более плавное изменение высоты звука, ладонь можнр держать неподвижной, а все манипуляции производить только пальцами руки. В любом случае, чтобы «почувствовать» такой музыкальный инструмент и освоить технику исполнения на нем, необходима хорошая тренировка и, конечно же, наличие слуха.
За 70 лет творческой деятельности Л. С. Термен создал множество самых разнообразных модификаций своего ЭМИ, причем не менее оригинальных. Вот, например, одно из его творений — терпситон — электромузыкальный инструмент, выполненный в виде плоской платформы. Становясь на нее и делая разнообразные движения, как бы в причудливом танце, музыкант может исполнить на таком экзотическом инструменте любое произведение.
Любопытно, что на основе терменвокса создавались и такие «немузыкальные» приборы, как охранные устройства для промышленных зданий, складов, сейфов. Такой аппарат охранял даже один из залов ленинградского Эрмитажа. Разработанные Л. С. Терменом электронные «сторожа», как и его ЭМИ, реагировали на изменение картины электрического поля вблизи охраняемого объекта и при появлении посторонних подавали сигнал тревоги.
Но вернемся к музыкальным способностям терменвокса. С принципами, заложенными в действие этого инструмента, мы уже познакомились. Теперь пора перейти и к практическому их воплощению.
Терменвокс, описание которого мы предлагаем вашему вниманию, собран всего на двух логических микросхемах, прост в налаживании и не требует дефицитных деталей. Конечно, такое устройство далеко от профессионального инструмента, но тем не менее, собрав его, вы на практике познакомитесь с конструкцией, принципом действия и техникой исполнения музыкальных произведений на терменвоксе.
Первый генератор собран на логических элементах 2И-НЕ DD1.1 и DD1.2 микросхемы DD1 (рис. 2), а второй — на элементах DD2.1 и DD2.2 ИМС DD2. Инверторы DD1.3 и DD2.3 выполняют роль развязывающих устройств, предотвращающих взаимное влияние генераторов друг на друга. В качестве смесителя используется логический элемент DD2.4. Низкочастотный усилитель собран на транзисторе VТ1 по схеме электронного ключа. Резистор R6 ограничивает ток базы транзистора, а R7 служит для регулировки громкости звучания динамической головки ВА1. Конденсаторы С4—С6 и резисторы R4, R5 образуют низкочастотные фильтры, исключающие взаимное влияние генераторов друг на друга через питающие цепи. Питается устройство от батареи GB1 напряжением 9 В.
Оба высокочастотных генератора собраны по схемам несимметричных мультивибраторов, с работой которых вы уже знакомы (см. «М-К», 1990, № 1, «Шесть самоделок на одной ИМС»). Резисторы R1, R3 и конденсатор С2 образуют частотозадающую цепь первого генератора, a R2 и C3— аналогичную цепь второго генератора. Подстроечный резистор R1 необходим для «выравнивания» рабочих частот обоих генераторов. Антенна WA1 подключена к инструменту через разделительный конденсатор С1.
Элементы терменвокса размещаются на монтажной плате размером 50X30 мм, выполненной из фольгированного гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1—2 мм (рис. 3).
Рис. 3. Монтажная плата инструмента со схемой расположения элементов.
Для электромузыкального инструмента подойдут следующие детали. Транзистор — КТ602АМ (БМ) или КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы С4—С6 марки К53, остальные — малогабаритные керамические, например, КМ5, КМ6. Постоянные резисторы — ВС, МЛТ, ОМЛТ, С2-23, С2-33 мощностью 0,125 Вт, подстроечный — СП3-1б, СП4-1б, переменный — типа СПО-0,25, СПО-0,5, СП1, СП2. Динамическая головка — 0.5ГДШ-2 или любая другая мощностью 0,1—0,5 Вт с сопротивлением катушки 4—8 Ом. Тумблер — малогабаритный, марки ПДМ, МТ1, МТД1. Батарея питания — «Корунд» или шесть дисковых аккумуляторов напряжением по 1,5 В (например, СЦ-30).
Детали терменвокса размещаются в металлическом корпусе подходящих размеров. Если такого не нашлось, можно использовать любую пластмассовую коробку, предварительно оклеив ее изнутри фольгой. Металлический корпус или фольгу необходимо электрически соединить с общим проводом питания инструмента. Антенна — медный или алюминиевый стержень Ø 2—4 мм и длиной 25—40 мм — устанавливается на лицевой панели корпуса на резиновом или пластмассовом изоляторе (рис. 4). Кроме того, на лицевой панели находятся тумблер включения питания, переменный резистор R7, снабженный декоративной ручкой, и динамическая головка; диффузор «динамика» закрыт тонкой цветной тканью. На боковой стенке корпуса — отверстие под движок подстроечного резистора R1. Монтажные соединения выполняются тонкими многожильными проводами в изоляции.
Рис. 4. Внешний вид терменвокса.
При правильном монтаже и исправных деталях инструмент начинает работать сразу после включения питания. Настройка его сводится к установке нулевой частоты биений генераторов. Если после включения питания звука в динамической головке нет, то необходимость в настройке отпадает. Если же звук появился, вращая движок подстроечного резистора, добейтесь его исчезновения. После этого терменвокс готов к работе.
Может случиться так, что звучание ЭМИ окажется неустойчивым. В таком случае исполняйте мелодию, одной рукой производя манипуляции около антенны, а второй касаясь металлических частей корпуса. Если вы использовали пластмассовую коробку, оклеенную изнутри фольгой, то на ее лицевой панели необходимо установить специальную металлическую пластину размером примерно 20X20 мм, соединив с общим проводом питания.
…Терменвокс был первым в мире электромузыкальным инструментом. За прошедшие с тех пор десятилетия создано немало новых ЭМИ, в чем нетрудно убедиться, глядя, например, на оснащение современной рок-группы. Электроорган, электрогитара, электробаян, электронная ударная установка — перечень музыкальных инструментов с приставкой «электро» можно продолжить. О некоторых из них мы расскажем в следующих выпусках.
Э. АПРЕЛЕВ
theremintimes.ru
Терменвокс своими руками
В статье рассказывается о необычное музыкальное устройство, которое можно собрать буквально за один вечер. Этот электромузыкальный инструмент является неким аналогом оригинального Терменвокса изобретенного в 1920 году русским ученым и музыкантом Львом Терменом, собственно от его имени устройство и получило свое название.
Детали и элементы необходимые для создания устройства:
-микросхема 555
-динамик
-аудиовыход
-фотоэлемент
-реле для регулировки громкости звука
-макетная печатная плата
Описание принципа работы и создания устройства:
В оригинальной модели терменвокса изменение звука происходит за счет изменения емкости колебательного контура. То есть в нем имеется две антенны, которые позволяют музыканту за счет изменения расстояния от антенн до своих рук управлять частотой и громкостью звука, получая, таким образом, различные мелодии. Поэтому для игры на оригинальной модели терменвокса необходимо обладать хорошим музыкальным слухом, так как музыкант не касается инструмента и не может опираться на какие-либо фиксированные позиции, а полагается только на слух.
По сути терменвокс можно назвать первым электромузыкальным инструментом. Он очень универсален, подходит не только для исполнения различных музыкальных произведений, но так же может быть использован для создания звуковых эффектов вроде свиста, пения птиц и другие.
Модель терменвокса, о которой будет рассказано в этой статье, имеет упрощённый вид. В этой модели отсутствуют антенны, а вместо них в схему устройства установлен фотоэлемент. Таким образом, регулируя освещенность фотоэлемента, можно управлять изменять звучание устройства.
Сложно назвать данное устройство настоящим терменвоксом, так как оно сильно упрощено, но все же довольно интересное. К тому же собрать такую музыкальную игрушку на фоторезисторе гораздо проще.
Для начала нужно достать все необходимые элементы для сборки подобного устройства. Этот терменвокс состоит из простейших элементов, которые можно купить в любом радиотехническом магазине, или даже достать из ненужных старых приборов вроде китайских магнитофонов и тому подобного. Хотя проще купить, так как все используемые элементы стоят достаточно дёшево.
Чтобы сборка устройства, а именно пайка была гораздо проще и удобнее, автор приобрел так же макетную печатную плату.
Таким образом, можно избежать самого длительного и нудного процесса в сборке этого устройства: рисовании и протравливании дорожек. К тому же это довольно длительный процесс и готовая макетная плата заметно ускорит возможность сборки терменвокса.
При создании данного устройства автор опирался на приведенную ниже схему, попутно внося небольшие модернизации для улучшения работы и вида устройства.
В процессе этой модификации в устройство были добавлены такие элементы как аудиовыход, регулятор громкости динамика, а так же кнопка выключения устройства.
В качестве базового элемента устройства была использована 555-ая микросхема.
Таким образом, громкость устройства изменяется за чет установленного регулятора, а высота тона издаваемых звуков моделируется фоторезистором за счет изменения освещенности. То есть движением руки, закрывая или открывая свету доступ к фотоэлементу, происходит регуляция тона и подбор музыкальных мелодий.
Все устройство питается за счет стандартной батарейки типа крона.
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
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
el-shema.ru
Терменвокс (Терменвокс начинающим). И. Нечаев. Журнал Радио, №10, 1986 год, стр. 49
И. Нечаев. Журнал: «Радио», №10, 1986 год, стр. 49
В этом году исполняется 65 лет с того дня, когда впервые зазвучал терменвокс – электромузыкальный инструмент, разработанный молодым петроградским физиком Львом Терменом. Этот инструмент необычен тем, что в нем нет клавиатуры, струн или труб, с помощью которых получают звуки нужной тональности. Игра на терменвоксе до сих пор напоминает выступление фокусника-иллюзиониста – самые разнообразные мелодии звучат из громкоговорителя при едва заметных манипуляциях рук вблизи металлического прутка, торчащего из корпуса инструмента.
Современный терменвокс – сложное электронное устройство, повторить его начинающим радиолюбителям не под силу. А вот простой инструмент-игрушку сможет изготовить каждый. О таком терменвоксе, сконструированном курским радиолюбителем Игорем Александровичем Нечаевым, и рассказывается в предлагаемой статье.
Вкладка в журнал «Радио» № 10, 1986
Как и «настоящий» терменвокс, наш простейший инструмент состоит из двух генераторов и смесителя. Частоту одного из генераторов можно изменять своеобразным переменным конденсатором, который образуют рука играющего и металлический штырь, соединенный с частотозадающей цепью генератора. Приближение руки к штырю или удаление от него приводит к изменению суммарной емкости частотозадающей цепи, а значит, частоты генератора. Второй генератор работает на фиксированной частоте.
Сигналы обоих генераторов подаются на смеситель, на выходе которого выделяется сигнал разностной частоты. Он и воспроизводится динамической головкой. В исходном состоянии частоты генераторов равны, звука в головке нет.
Принципиальная схема терменвокса
Принципиальная схема инструмента приведена на 4-й с. вкладки. Собран он на трех интегральных микросхемах. В первом, перестраиваемом генераторе используется микросхема DD1. На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен мультивибратор, а на DD1.3 – развязывающий каскад. Частота колебаний мультивибратора зависит от сопротивления резистора R1, емкости конденсатора C2 и емкости между штырем WA1 и общим проводом инструмента, которую образует поднесенная к штырю рука исполнителя Для получения максимальной чувствительности генератора к емкости штырь-рука частота генератора выбрана сравнительно высокой – сотни килогерц.
Во втором генераторе, с фиксированной частотой, работает микросхема DD2, элементы которой используются так же, как и элементы микросхемы первого генератора. Частоту генерируемых колебаний можно изменять в небольших пределах переменным резистором R2 «Частота».
С выхода каждого генератора сигнал поступает через согласующий каскад на «свой» вход смесителя, выполненного на микросхеме DD3. Если на одном входе сигнал частотой f1, а на другом – f2, на выходе смесителя будут сигналы частотами f1±f2. Причем амплитуда колебаний разностной частоты составит десятые доли и даже единицы вольт, что позволяет обойтись без дополнительного усилителя ЗЧ и подключить к выходу смесителя через конденсатор С4, трансформатор Т1 и переменный резистор R4 («Громкость») динамическую головку ВА1. Колебания же суммарной частоты динамической головкой не воспроизводятся.
Для увеличения громкости звука все логические элементы микросхемы DD3 включены параллельно. Громкость звука можно плавно изменять переменным резистором R4.
Терменвокс питается от источника GB1. Для исключения взаимного влияния генераторов, напряжение на каждый из них подается через RC фильтр. Потребляемый инструментом ток составляет 7…10 мА.
Кроме указанных на схеме, могут быть использованы микросхемы К561ЛЕ5, К561ЛА9, К561ЛЕ10 (DD1 и DD2), К561ЛЕ5, К561ЛЕ6, К561ЛА7, К561ЛА8, К561ЛА9, К561ЛЕ10 (DD3) или аналогичные микросхемы серий К176, К564. Конденсаторы С1–СЗ могут быть КД, КТ, КМ, остальные – К50-6, К53-1. Переменные резисторы – СПО, СП4-1, постоянные – МЛТ-0,125 или другие малогабаритные, выключатель – МТ1, источник питания – батарея «Крона», аккумулятор 7Д-0,1. Трансформатор – выходной от любого малогабаритного транзисторного приемника (используется одна половина первичной обмотки). Динамическая головка – мощностью 0,1–0,25 Вт, например, 0,1 ГД-6, 0,2ГД-1.
Печатная плата терменвокса
Все детали, кроме источника питания, монтируют на печатной плате (см. вкладку) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм. Она же является и лицевой панелью инструмента. Переменные резисторы и выключатель устанавливают в отверстиях платы, трансформатор и динамическую головку приклеивают. Напротив диффузора головки в плате сверлят отверстия и закрывают их со стороны монтажа неплотной тканью. Выводы деталей припаивают к проводникам платы.
Плату крепят к корпусу в виде коробки размерами 30×75×145 мм, изготовленной из металла. Внутри корпуса размещают батарею питания и подключают ее к плате многожильным монтажным проводом в изоляции. Можно, конечно, использовать для подключения батареи разъем, изготовленный из отслужившей свой срок «Кроны».
Контакт XT1 представляет собой винт М4, пропущенный через отверстие в плате и закрепленный снаружи гайкой. Головка винта должна надежно соединяться с контактной площадкой платы, к которой подпаян конденсатор С1.
Перед игрой на терменвоксе к винту крепят штырь – отрезок металлической трубки диаметром 6 и длиной 300…500 мм с резьбой на конце.
Если детали исправны и монтаж выполнен без ошибок, терменвокс начинает работать сразу. Пользуются им так. Включив питание, устанавливают резистором R2 так называемые нулевые биения, когда частоты обоих генераторов равны (в динамической головке звука нет). В то же время при поднесении руки к штырю звук должен появляться. Более точной установкой движка резистора R2 добиваются того, чтобы звук появлялся на возможно большем расстоянии между рукой и антенной. Тональность звука должна возрастать, когда руку приближают к штырю. Для повышения чувствительности во время игры одной рукой нужно касаться корпуса инструмента или ручки настройки (она должна быть в этом случае металлической, надежно соединяться с корпусом резистора, а значит, с общим проводом инструмента), а другой подбирать мелодию.
Повысить громкость звучания инструмента можно подключением к выходу смесителя усилителя звуковой частоты, например, радиоприемника или магнитофона.
И. НЕЧАЕВ,
г. Курск
trmvox.ru
Простая схема терменвокса из журнала «Юный техник» | Theremin Today
Автор: Рудольф Сворень.
Сделать терменвокс не очень трудно, но для игры на нем от вас потребуются долгие, упорные занятия. Впрочем, то же самое можно сказать и о любом другом музыкальном инструменте…
Посмотрите на схему.
Генератор фиксированной частоты (VI) собран по трехточечной схеме с емкостной обратной связью. В колебательный контур входят не только катушка L1 и конденсатор С3, но еще и емкостный делитель С4С5, подключенный параллельно контуру (один конец делителя соединен с контуром непосредственно, а второй — через «землю» и конденсатор С1). Транзистор подключен к контуру так, чтобы выполнялось условие фаз: эмиттер соединен со средней точкой емкостного делителя, а к крайним точкам контура присоединены коллектор (непосредственно) и база (через конденсатор С2). Остальные элементы генератора — это резисторы термостабилизации и развязывающий фильтр.
Точно по такой же схеме собран и второй генератор (V2), частота которого должна меняться. Связь контурной катушки са штырем осуществляется с помощью катушки связи LЗ.
Следующий каскад — усилитель высокой частоты (ВЧ), на которой с обоих генераторов (с эмиттеров VI, V2) подаются два высокочастотных напряжения с частотами f1 и f2- Генераторы соединены с входом усилителя ВЧ (VЗ) через RС-цепочки (R9С12 и R10С11), которые ослабляют взаимное влияние генераторов, препятствуют «затягиванию» частоты. Это явление со стоит в том, что при небольшой разности между частотами и f2 один генератор «навязывает» свою частоту другому, и в итоге оба они дают одну и ту же частоту. При этом разностная ча-стота становится равной нулю, то есть звук просто исчезает. «Затягивание» препятствует приближению частоты f2 к частоте f1, то есть препятствует получению достаточно низких звуков (50-80 Гц). Чтобы предотвратить «затягивание», для каждого генератора часто делают собственный, так называемый буферный усилитель ВЧ и уже с этих усилителей подают сигналы на детектор.
В данной схеме оба сигнала с общего усилителя ВЧ также подаются на триодный детектор (V4), где в результате одновременного искажения этих сигналов и появляется разностная частота fразн. =f2 — f1. Детектор термен-вокса называют так потому, что он работает с отсечкой тока во входной цепи. Отрицательное смещение, поступающее через R15, почти полностью компенсируется положительным смещением, возникающим на R17, и таким образом каскад оказывается почти без смещения. Однако этот детектор все же правильнее было бы назвать преобразователем частоты, так как именно этот процесс лежит в основе получения звука.
Сигнал разностной частоты выделяется на нагрузке детектора-преобразователя (R16), в то время как высокочастотные составляющие с частотами f1 и f2 и их гармоники замыкаются накоротко через конденсатор С18. Потенциометр R21 служит для регулировки громкости. На его оси можно закрепить длинный тонкий стержень и во время исполнения мелодий менять уровень громкости, слегка перемещая этот стержень свободной рукой.
Данные деталей: катушки L1 и L2 одинаковы и содержат по 240 витков провода ЛЭШО 5 х 0,05 (ПЭ 0,1). Они намотаны на стандартных четырехсекцион-ных каркасах с небольшими фер-ритовыми сердечниками. Непосредственно к катушке L2 примыкает катушка связи L3 которая намотана на трехсекционном каркасе и содержит три тысячи витков провода ПЭ 0,06. Катушки L2 и L3 могут размещаться на одной оси или на небольшом расстоянии друг от друга закрепляться на общей монтажной плате.
При изготовлении катушек главное — сделать одинаковыми L1 и L2, обеспечить достаточно сильную связь между L2 и L3 а также предусмотреть возможность подгонки частоты с помощью сердечников.
Такая подгонка необходима для того, чтобы установить минимально возможную разностную частоту при наибольшем приближении руки к штырю. При удалении руки на большое расстояние разностная частота должна быть настолько большой, чтобы звука совсем не было слышно.
Если нет возможности изготовить катушки с сердечниками, то для подгонки частоты генераторов можно подключить параллельно СЗ и С8 подстроечные конденсаторы. В качестве штыря удобно использовать телескопическую антенну.
Низкочастотный сигнал с выхода терменвокса можно подать на любой усилитель НЧ и, в частности, на вход «звукосниматель» любого приемника.
Налаживание терменвокса нужно начинать с проверки генераторов. Прежде всего следует убедиться, что генераторы дают незатухающие колебания. А для этого нужно включить вольтметр постоянного напряжения параллельно конденсатору С1, а затем С6 и периодически замыкать контур накоротко. Если генерация была, то при замыкании контура она прекратится, и постоянное-напряжение на коллекторе (а именно его, по сути дела, измеряет вольтметр) несколько понизится.
Если окажется, что генератор не работает, то нужно повысить напряжение положительной обратной связи. Для этого следует увеличить емкостное сопротивление той части емкостного делителя, с которой это напряжение снимается. Практически нужно несколько уменьшить емкость конденсатора С5 (или С10, имея, конечно, в виду, что подобная мера приведет к некоторому увеличению генерируемой частоты. Усилить обратную связь можно и иначе — уменьшая емкостное сопротивление верхней части делителя, то есть увеличивая емкость С14 (С9).
Если оба генератора работают, то дальнейшая наладка сводится к подгонке частот f1 и f2 и в случае необходимости к подбору режимов усилителя ВЧ и детектора.
Р. СВОРЕНЬ, инженер. Журнал Юный техник.
Рудольф Анатольевич Сворень — радиоинженер, журналист и писатель, кандидат педагогических наук. Популяризатор в области электроники, работал в журналах «Радио», «Наука и жизнь». Издано 13 его книг, общий тираж которых превысил 8 миллионов. Среди них — энциклопедия юного радиолюбителя «Электроника шаг за шагом».
Присылайте свои схемы и фото-видео терменвоксов на [email protected]!
theremintimes.ru
