Терменвокс по-русски

Мы постоянно добавляем новые материалы на сайт и мы постоянно нуждаемся в вашей помощи.

Пожалуйста, помогите нам с переводом материалов на русский язык.

Переведите пару абзацев >>

Электромузыкальный инструмент типа «Терменвокс»

Л. С. Термен и Л. Д. Королёв. Патент № SU1048503

Вы можете скачать:

Патент № SU1048503 в формате PDF

(21) 3434409/18-21
(22) 06.05.82
(46) 15.10.83. Бюл. № 38
(72) Л. С. Термен и Л. Д. Королев
(53) 681.828 (088.8)

(56)

  1. Волошин В. И., Федорчук Л. И. Электромузыкальные инструменты. М., "Энергия", 1971, с. 23.
  2. "Радио", 1972, № 9, с. 17. (прототип).

 

(54) (57)

1. ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ТИПА "ТЕРМЕНВОКС", содержащий генератор переменной частоты, включающий в себя активный элемент, цепь обратной связи и частотно-задающую цепь с антенной управления высотой звука, генератор постоянной частоты, включающий в себя активный элемент, цепь обратной, связи и частотно-задающую цепь, суммирующий элемент, выход которого через детектор подключен к первому входу манипулятора, к второму входу которого подключен блок формирования атаки и затухания звука, а выход манипулятора подключен к регулятору громкости, отличающийся тем, что, с цепью повышения равномерности пространственного грифа при одновременном улучшении тембровых качеств, в него введены два развязывающих элемента, входы которых соединены с выходами генераторов переменной и постоянной частоты, а выходы соединены с входами суммирующего элемента, и элемент переменной взаимной связи, подключенный между частотно-задающими элементами генераторов переменной и постоянной частоты.

2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что при настройке генераторов переменной и постоянной частоты на частоту около 100 кГц элемент переменной взаимной связи выполнен на переменном конденсаторе емкостью 3–30 пф.


 

Изобретение относится к электромузыкальным инструментам, звуковую основу которых составляют электронные гетеродинные генераторы.

Известен электромузыкальный инструмент типа "Терменвокс", содержащий генератор переменной частоты с антенной управления высотой звука, подключенной к его частотно-задающей цепи, генератор постоянной частоты, выходы которых подключены к входам детектора [1].

Недостатками данного инструмента являются неравномерность пространственного грифа, а также постоянство спектрального состава звуковых колебаний в музыкальном диапазоне.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электромузыкальный инструмент типа "Терменвокс", содержащий генератор переменной частоты, включающий в себя активный элемент, цепь обратной связи и частотно-задающую цепь с антенной управления высотой звука, генератор постоянной частоты, включающий в себя активный элемент, цепь обратной связи и частотно-задающую цепь, выходы которых через суммирующий элемент подключены к входу детектора, детектор, выход которого подключен к первому входу манипулятора, причем к второму входу манипулятора подключен блок формирования атаки и затухания звука, а выход манипулятора подключен к регулятору громкости [2].

Недостатком известного инструмента является неравномерность пространственного грифа – на больших удалениях руки исполнителя от антенны пространственный гриф растянут и прогрессивно сжимается по мере приближения руки к антенне, например отношение длины большой октавы к длине второй октавы составляет 2,5-3 раза. Это усложняет технику исполнения, ухудшает качество исполнения музыки, не позволяет исполнителю полноценно использовать весь пространственный гриф и усложняет процесс обучения игре на инструменте. Недостатком известного инструмента является также постоянство спектрального состава звуковых колебаний во всем музыкальном диапазоне, так как форма биений на выходе суммирующей цепи (а следовательно, и на выходе инструмента) вне зависимости от того, подключен к ней или не подключен контур (или несколько контуров) формирования тембра, в музыкальном диапазоне постоянна. Постоянство спектрального состава колебаний обуславливает однообразность тембра, не свойственную обычным музыкальным инструментам. Известно, что спектральный состав колебаний обычных музыкальных инструментов по мере понижения высоты основного тона расширяется.

Цель изобретения – повышение равномерности пространственного грифа электромузыкального инструмента типа "Терменвокс" при одновременном улучшении тембровых качеств.

Поставленная цепь достигается тем, что в электромузыкальный инструмент, содержащий генератор переменной частоты, включающий в себя активный элемент, цепь обратной связи и частотно-задающую цепь с антенной управления высотой звука, генератор постоянной частоты, включающий в себя активный элемент, цепь обратной связи и частотно-задающую цепь с антенной управления высотой звука, генератор постоянной частоты, включающий в себя активный элемент, цепь обратной связи и частотно-задающую цепь, суммирующий элемент, выход которого через детектор подключен к первому входу манипулятора, к второму входу которого подключен блок формирования атаки и затухания звука, а выход манипулятора подключен к регулятору громкости, введены два развязывающих элемента, входы которых соединены с выходами генераторов переменной и постоянной частоты, а выходы соединены с входами суммирующего элемента и элемент переменной взаимной связи, подключенный между частотно-задающими элементами генераторов переменной и постоянной частоты.

При настройке генераторов переменной и постоянной частоты на частоту около 100 кГц элемент переменной взаимной связи выполнен на переменном конденсаторе емкостью 3-30 пФ.

На чертеже представлена схема электромузыкального инструмента типа "Терменвокс".

Электромузыкальный инструмент типа "Терменвокс" содержит генератор 1 переменной частоты, включающий в себя активный элемент 2, например транзистор, цепь 3 обратной связи и частотно-задающую цепь 4 с антенной 5 управления высотой звука, генератор 6 постоянной частоты, включающий в себя активный элемент 7, например транзистор, цепь обратной связи 8 и частот-но-задающую цепь 9, элемент 10 переменной взаимной связи генераторов, например конденсатор, развязывающие элементы 11 и 12, например эмиттерные повторители, суммирующий элемент 13, детектор 14, манипулятор 15, блок 16 формирования атаки и затухания звука и регулятор 17 громкости. Выход регулятора громкости является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Частотно-задающие цепи 4 и 9 генераторов 1 и 6 переменной и постоянной частоты настраиваются на ультразвуковую частоту – обычно не выше 100 кГц. Активные элементы 2 и 7, например транзисторы этих генераторов, а также цепи их обратных связей 3 и 8 обеспечивают режим генерации незатухающих колебаний. Если генератор постоянной частоты 6 настроен на частоту 90000Гц, то генератор переменной частоты 1 под воздействием электрической емкости "рука исполнителя – антенна управления высотой звука" изменяет свою частоту от 89980 до 86000 Гц. Выходные сигналы генераторов через развязывающие элементы 11 и 12 объединяются с помощью суммирующего элемента 13, где возникают биения. В результате детектирования биений детектором 14 на выходе детектора будет сигнал звуковой частоты, изменяющийся от 20 до 4000 Гц, т. е. во всем музыкальном диапазоне. Далее сигнал звуковой частоты обрабатывается манипулятором 15, на второй вход которого, с целью обеспечения плавной атаки и затухания звука, подается управляющее напряжение с выхода блока 16 формирования атаки и затухания звука. Сформированный звуковой сигнал через регулятор 17 громкости поступает на выход устройства. Через элемент 10 взаимной связи, подключенный к частотно-задающим цепям 4 и 9, часть напряжения генератора 1 переменной частоты вводится в генератор 6 постоянной частоты и наоборот. В результате этого происходит частичное захватывание частот генераторов 1 и 6, проявляющееся в том, что частоты генераторов 1 и 6, кроме всего прочего, зависят от их расстройки: по мере уменьшения расстройки, т. е. по мере уменьшения звуковой частоты, частоты генераторов приближаются друг к другу тем быстрее, чем меньше расстройка. Это обуславливает прогрессивное сокращение частотных (или звуковысотных) интервалов, приходящихся на единицу длины пространственного грифа. В инструменте прототипе же по мере понижения звуковой частоты интервалы пространственного грифа прогрессивно расширяются. Таким образом, наличие взаимной связи генераторов 1 и 6 через элемент 10 взаимной связи, обуславливающей частичное захватывание их частот, приводит к взаимной компенсации естественного разбега звуковысотных интервалов грифа устройства прототипа, т. е. к выравниванию грифа. Одновременно с этим при наличии взаимной связи генераторов происходит плавное изменение формы биений в сторону расширения их спектрального состава по мере понижения звуковой частоты. Указанная динамичность тембрового состава звуковых колебаний в музыкальном диапазоне, аналогичная таковой и в обычных музыкальных инструментах, придает тембру "Терменвокса" новое положительное качество – естественность звучания.

Поскольку размеры правой руки и корпуса музыканта-исполнителя различны, различным будет и характер изменения электрической емкости "рука-антенна". Вследствие этого мензура пространственного грифа устройства для разных по росту и размерам рук исполнителей будет различной. Для достижения заданного в "Терменвокс" эффекта, например обеспечения равномерности пространственного грифа в пределах трех октав, величина взаимной связи генераторов 1 и 6 для разных по росту и размерам рук исполнителей должна быть различной. Кроме того, в зависимости от сферы применения инструмента исполнитель должен изменять структуру грифа. Например, для исполнения репертуара вокальной колоратуры оптимальной протяженностью равномерного участка грифа является диапазон в 2,5 октавы (диапазон человеческого голоса), для исполнения инструментальной музыки диапазон должен быть расширен, а в случае применения "Терменвокса" в танцевальном жанре (большая длина грифа) равномерность грифа должна быть максимально возможной. Таким образом, взаимная связь генераторов 1 и 6 должна быть переменной. При этом генераторы 1 и 6 по цепи суммирующего элемента 13 должны быть надежно развязаны друг от друга. В противном случае наличие дополнительной ненормированной и в данном случае паразитной взаимной связи через суммирующий элемент 13 не дает возможности охватить все вышеуказанные ситуации либо приводит к нарушению режимов формирования и тембровой фильтрации биений, что исключает возможность применения предлагаемого устройства как электромузыкального инструмента.

Эта развязка достигается использованием развязывающих элементов 11 и 12, включенных между выходами генераторов 1 и 6 и входами суммирующего элемента 13. В качестве элемента взаимной связи 10 может быть использован переменный конденсатор, переменный резистор, катушка переменной индуктивности, высокочастотный трансформатор с переменным коэффициентом трансформации или любая комбинация из этих деталей. Элемент взаимной связи 10 может быть подключен либо к частотно-задающим цепям 4 и 9, либо к цепям обратных связей 3 и 8 генераторов 1 и 6. Например, для генераторов с емкостными обратными связями и с заземленными по высокой частоте базами, работающими на частотах около 100 кГц, наиболее оптимальным является применение переменного конденсатора с пределами изменения емкости от 3 до 30 пФ, подключенного к частотно-задающим цепям 4 и 9 генераторов 1 и 6. В качестве элементов развязки между выводами генераторов 1 и 6 и входами суммирующего элемента 13 наиболее оптимальным является применение эмиттерных повторителей.

Использование новых элементов – элемента переменной взаимной связи генераторов и элементов развязки генераторов по суммирующей цепи отличает предлагаемый электромузыкальный инструмент от прототипа, так как в результате частичного захватывания частот генераторов по мере уменьшения звуковой частоты, частоты генераторов приближаются друг к другу тем быстрее, чем меньше расстройка, что вызывает прогрессивное сжатие звуковысотных интервалов, приходящихся на единицу длины пространственного грифа; это приводит к взаимной компенсации естественного разбега звуковысотных интервалов грифа устройства прототипа и гриф становится равномерным, например, в пределах трех октав. Одновременно с этим по мере понижения звуковой частоты все более усложняется форма биений и спектральный состав их расширяется, что улучшает тембровые качества инструмента. Использование элементов развязки генераторов по суммирующей цепи дает возможность получить заданную равномерность пространственного грифа, например, в три октавы для разных по росту и размерам рук музыкантов-исполнителей. Кроме этого, использование элементов развязки генераторов по суммирующей цепи дает возможность исполнителю по его воле установить любую требуемую в зависимости от сферы применения инструмента протяженность равномерного участка грифа (от одной октавы практически по четырех октав) без нарушения работоспособности инструмента. Указанные положительные качества позволяют расширить сферу применения инструмента в музыкальной практике.