Цифрова верига Термен - Направете музика с ръцете си

Кръстен на създателя си, терменът възниква в Съветския съюз в началото на 20-те години. Той се състои от контейнер, монтиран с няколко антени. Нямаше клавиатура за свирене, нито струни като в китарите. По-скоро терменът използва капацитета на човешкото тяло, за да манипулира силата на звука, височината и изходния музикален сигнал. Операторът просто трябваше да размахва ръцете си близо до антените, за да генерира съответно различен музикален тон!

Принос от Раджини Шарма

Ранни приложения

Най-значимото приложение на термина е в неизброеното разнообразие от нискобюджетни филми на ужасите. Призрачните смущаващи звуци, чути в тези филми по време на много действия, всъщност са създадени от устройство за термин.

По същия начин те се използват и в много концерти за поп и рок музика. Въпреки че първият термен използваше няколко антени и разнообразие от тръби и настроени вериги, замяната им с модерни интегрални схеми прави работата драстично по-опростена.

Колко ще струва?

В тази публикация ще научим развитието на директен термин с компоненти, които може да струват по-малко от 5 долара. Електронните ентусиасти, които имат боклук, пълен с компоненти, може да успеят да свършат работата за евентуално по-ниска цена.

Терменът се сглобява и прилага без усилие дори от лица без музикална квалификация. На всичкото отгоре, терминът може да носи много удоволствие, особено на празници на Хелоуин!

В тази верига тръбите и LC веригите всъщност се сменят с няколко евтини и лесно достъпни интегрални схеми, за да се генерира предложеният Digital Theremin.

Разбиране на блоковата диаграма

Блокова схема на веригата може да бъде намерена на фиг. 1 по-долу.

Тереминът работи с набор от два високочестотни осцилатора за функциониране. Един от тези осцилатори функционира с постоянна честота, докато другият е променлив чрез капацитета на тялото на оператора.

Честотата, генерирана от двата осцилатора, се комбинира чрез изключителна схема, наречена балансиран модулатор.

Балансираният модулатор отслабва първоначалните сигнали и генерира сложно предаване, което включва сумата и разликата в честотите в двата входа.

Когато един конкретен осцилатор работи при 100 kHz, а вторият при 101 kHz, ще получим изход, съставляващ двойка честоти при 201 kHz и 1 kHz.

Тъй като по-високият обхват на способността на човека да чува е ограничен най-много до 20 kHz, само 1 kHz разлика честота ще бъде лесна поради влиянието на балансирания модулатор, свързан преди аудио усилвател.

Как работи веригата

Схематичната картина за нашия цифров термен е показана на горната фигура.

U1 може да бъде CD4069 или 74C04 шестнадесетичен инвертор, той се използва като осцилатор с постоянна честота, фиксиран около 100 kHz.

IC U2 включва осцилатор с променлива честота и балансиран модулатор за изпълнение на останалата част от веригата.

CD4046 е конфигурация с фазово заключен контур и първоначално е създаден за приложения от честотен умножител. Неговите компоненти обаче изпълняват безупречно нашите изисквания.

R3, R4. и C2 установяват централната честота на вградения осцилаторен чип. Антената създава паралелен капацитет заедно с C2, което позволява честотата да се променя много килогерца, когато човешка ръка се приближи до антената.

Резисторът за управление ZERO, реализиран от R4, позволява променливият осцилатор да бъде фиксиран на идентична честота, равна на фиксирания осцилатор.

Ако честотата на разликата е под 15 Hz, тя е под долния праг на честотата на нашия слухов диапазон.

Чрез коригиране на двата осцилатора за еднаква честота, Терменът остава заглушен, докато операторът или изпълнителят не премести ръката си близо до антената.

Честотите, създадени от двата осцилатора, се комбинират от изключителна ИЛИ порта в рамките на IC 4046.

Тази порта работи като цифров балансиран модулатор, който създава честотата на сумата и разликата, както беше обсъдено по-рано. Впоследствие изходът на ИЛИ порта е свързан с променлив ток през C3 с контролен резистор REV LEVEL и изходен жак за бърза интеграция с външен аудио усилвател. За захранване на веригата може да се използва 9 V PP3 батерия.

Дизайн на печатни платки

Това е проста схема и може да бъде сглобена с печатни платки 2x2-in. Оформление на коловоза за печатната платка на Theremin, както е показано на фигурата по-долу:

Един важен аспект е, че Тереминът трябва да бъде монтиран само в метален корпус, тъй като металът образува щит, който значително елиминира възможността за промяна на честотата на осцилаторите.

Наличието на метален калъф позволява на термините много по-лесно да се калибрират.

И двете C1 и C2 трябва да бъдат сребърни слюдени кондензатори за оптимални резултати, в идеалния случай с толеранс от ± 5%.

Тъй като и двата чипа са CMOS, силно се препоръчва да се включат IC гнезда. Отделно от това, оформлението и сглобяването на дъската са без значение.

След като проектът приключи, трябва да работим с инсталирането на антената и закрепването й към платката.

Тъй като антената е защитена с фино покритие от хром, не е възможно да се запои ефективно проводник към антената самостоятелно. Просто свържете малко парче тел към една от шайбите и го прикрепете към 2-56 машинна антена с болтове и винтове (вижте фигура 5).

Калибриране и изпитване

След завършване на монтажа, внимателно проверете Theremin за дефекти в междусистемните връзки, слаби спояващи съединения и други възможни проблеми. Ако всичко изглежда перфектно, свържете Theremin с кабел до аудио усилвател, добавете батерия към устройството и го включете.

Бавно и постепенно увеличавайте силата на звука с контрола LEVEL. Ако всичко работи правилно, може би ще успеете да чуете силен писък. Сега, махането с ръка близо до антената трябва да доведе до повишаване на височината на звука. Опитайте да увеличите дължината на антената до пълния й капацитет и фино настройте копчето за управление ZERO, за да идентифицирате сладко място, където се забелязва мъртва зона или нулево място, докато разбира се ръката ви не се доближи до антената.

Отстраняване на неизправности във веригата

В случай, че писъкът не успее да достигне до някое настроено място, опитайте да направите антената по-къса с няколко инча и опитайте отново.

След като настройката бъде изпълнена точно, Тереминът трябва да продължи да заглушава, докато операторът размахва ръцете си в рамките на няколко сантиметра от антената.

Може да срещнете множество аспекти, влияещи върху капацитета на човешкото тяло, и всички те могат да повлияят на нивото на ефективност на Термен.

Аспекти като дължината на антената, влажността на въздуха, размера и костюма на оператора и устойчивостта на подметката на обувката към земята могат да повлияят, за да оправдаят промяна в настройките на управлението ZERO.

Чрез известна практика контролът ZERO може да бъде подходящо настроен за секунди.

И накрая, Тереминът трябва да получи няколко минути, за да стане стабилен, поради температурни промени, скоро след първоначалното включване на захранващото напрежение.

Когато Theremin е захранван и веднага нулиран, това вероятно ще доведе до отклонение на настройката и ще изисква повторно калибриране многократно.

Най-ефективното средство би било да включите захранването, като използвате контрола LEVEL напълно надолу, и да осигурите на Theremin няколко минути за загряване, преди да калибрирате контрола ZERO.

Заключение

Тереминът работи естествено и със специални аудио ефекти.

Педалът за сила на звука ви позволява да внесете динамика и да въведете избледняване и почти всяко от наземните устройства за китаристи или синтезатори може да промени някои елементи от качеството на звука.

Ефирният звук на Теремина се представя чудесно, използвайки подобрения на ехото и забавянето.

Независимо дали Theremine е използван като генератор на специални ефекти за рок групи или кино организации, или просто за обогатяване на бъдещото ви празнуване на Хелоуин, ще откриете, че тази притурка може да ви осигури много нестандартни звукови ефекти, използвайки невероятно скромни разходи на време или пари.

Тереминът не само е очарователен и информативен, но всъщност е страхотно забавление!

Списък с части

C1, C2 - 51pF, сребърен кондензатор слюда
C3 - 1nF, 25-WVDC електролитен кондензатор
C4 - 220pF, 25-WVDC електролитен кондензатор
R1 - 1M, 1/4-ват. 5% резистор
R2, R3 -100k, 1/4-ват, 5% резистор
R4 -10k, линеен потенциометър
R5 -10k, аудио потенциометър
R6 - 47 ома, 1/4 вата, 5% резистор
U1 - IC 4069 или IC 74C04 CMOS шестостен инвертор / буфер, интегрална схема
U2 - IC 4046 фазова верига, интегрална схема

ДОПЪЛНИТЕЛНИ ЧАСТИ И МАТЕРИАЛИ
Печатни материали - печатни платки, алуминиев корпус за антена за общо предназначение, гнезда за интегрални схеми, 9-волтов транзистор -радио батерия, 9-волтова акумулаторна батерия, тел, спойка, хардуер, разтвор за офорт (ако е необходимо) и др.