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 >>

Простой терменвокс (окончание)

Л. Королев. Журнал: «Схемотехника», №1, 2004 год, стр. 35-36

(Окончание. Начало – № 12/2003)

Основные элементы ГМБ, УМЗЧ и ИДГ собраны на печатных платах размерами 105×75, 50×25 и 25×20 мм соответственно. Катушки генераторов размещены по углам платы на расстоянии 85 мм (по их осям) друг от друга.

В устройстве можно использовать постоянные резисторы МЛТ, С2-23, С2-33 мощностью 0,125 или 0,25 Вт. Подстроечные резисторы – СПЗ-19а, СПЗ-38а, РП1-63м. Переменные резисторы – СП-0,4, СПЗ-4, СП4-1. Оксидные конденсаторы в пультах управления – танталовые или ниобиевые с малыми токами утечки из серий К53, К52. Остальные оксидные конденсаторы – малогабаритные любых типов. Конденсатор С2 ГМБ – КТ-1, КД-2а обязательно с малым ТКЕ и рабочим напряжением не менее 150 В. Подстроечный конденсатор СЗ – КПК-МН. Транзисторы VT1, VT2 ГМБ желательно применять из одной партии и подобрать с возможно более близкими значениями параметров, а номиналы резисторов R1, R3, а также R2, R4 попарно не должны отличаться более чем на 5 %. Катушки L1, L2 идентичны и наматываются в трехсекционных каркасах из фторопласта. Внутренний диаметр – около 8 мм для тугоскользящей посадки на стандартный пластмассовый каркас от катушек высокочастотных контурных телевизионных приемников. Внешний диаметр каркасов 18 мм, внутренний – 9 мм, ширина секций – 3,5 мм. Толщина перегородок – 1 мм, в них пропиливают пазы для прохода провода. Части 1-3 содержат по 310 витков (с отводом от 105 витка) провода ПЭВ-2-0,08 и наматываются виток к витку в секции, обращенной к плате. Части катушек 3-4 содержат по 3900 витков провода ПЭВ-2-0,06 – по 1300 витков в каждой секции. Способ намотки – внавал, как можно беспорядочнее для уменьшения собственной емкости. Лучше всего производить намотку вручную на простейшем приспособлении с ускоряющим в три раза редуктором, непрерывно направляя провод от одной щечки к другой (имитируя способ «универсалы»). Выводы катушек 4 выполняют тонким многожильным проводом, например, литцендратом ЛЭШО-7хО,07 с тщательной пропайкой каждого провода. Сверху катушки обматывают двумя слоями тонкой фторопластовой ленты и закрепляют капроновыми нитками. Катушки с помощью клея или крепежных комплектов М1,5, М2 надежно без малейших покачиваний устанавливают на плате. Конденсатор С2 устанавливают в непосредственной близости от вывода 4 катушки L2 на вертикальной стойке.

Фоторезистор и светодиод оптрона располагают окнами друг к другу, воизбежании микрофонного эффекта их лучше склеить любым токонепроводящим прозрачным клеем. Можно применять и готовые резисторные оптроны типов АОР-104, ОЭП-9 и др. Оптрон обязательно экранируют и изолируют от внешнего света, например, коробкой-экраном из латуни или белой жести. Резистор RK1 – ММТ-1.

Манипуляторные кнопки DA1–DA3 ОПУ (рис. 3, а) применены от клавиатуры ЭВМ «Видеотон». Кнопки доработаны – уменьшен ход клавиши, уменьшены акустические помехи при нажатии и отпускании и устранены выемки в нажимных кулисах. Уменьшение хода при нажатии осуществляют подклейкой узких полосок фетра под кулису клавиши по ее периметру. Для уменьшения хода при отпускании вначале удаляют хвостовой выступ внизу кнопки и обнажают торец ее центральной ходовой части, в котором на всю длину просверливают отверстие диаметром 1,6 мм. Сверлить следует осторожно, малыми «порциями» с подъемом сверла и охлаждением его водой, затем нарезают резьбу М2. Далее на винт М2 подходящей длины одевают обыкновенную шайбу диаметром 5…6 мм, затем предварительно подготовленный фетровый кружок диаметром 9…10 мм и поверх него – тонкую шайбу из текстолита диаметром 5…6 мм. Эту сборку ввинчивают в резьбу ходовой части. Остается только отрегулировать ход клавиши (не более 1 мм). Ликвидацию вогнутости кулисы клавиши производят, постепенно намазывая на ее поверхность кашицу из материала тех же клавиш, растворенных в ацетоне. Во избежание деформации кулисы эту операцию следует производить 5–6 раз набольшими порциями (давая надежно просохнуть каждому слою) до получения небольшой выпуклости в верхней части кулисы.

В качестве манипуляционных и других кнопок могут быть использованы и обычные контактные, например, КМ1-1, после их доработки. Для этого удаляют фиксатор и верхнюю ламель контакта на выключение (кроме кнопок SB1 ОПУ и SB2 РПУ), толкатель заменяют на самодельный большего диаметра, уменьшают усилие срабатывания до 20…35 г и ход – до 0,8…1 мм. На протяжении многих лет эксплуатации образца инструмента хорошо зарекомендовала себя бесшумная конструкция на базе контактов от переключателя или от реле, приведенная в [3]. В качестве тумблеров могут быть использованы любые малогабаритные, например, П1Т-1-1В, П2Т-1- 1В. Разъем сети – любой на соответствующее напряжение. Разъемы для подключения ОПУ, РПУ и педали – РГ5, РШ5 или другие малогабаритные.

В УМЗЧ может быть применена микросхема К174УН4Б. Лучше всего собрать УМЗЧ из набора «Мастер КИТ» (набор «Усилитель мощности 1 Вт» NK046, каталог «Мастер КИТ», 2002 г.). Трансформатор устройства питания должен обеспечивать напряжение 12…13 В под токовой нагрузкой 150…200 мА. Катушки L1, L2 намотаны на сердечниках от старых малогабаритных реле и содержат по 500…600 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,22 мм (индуктивность лежит в пределах 1,5…2 мГн). Конденсаторы С1, С2 – любых типов напряжением не менее 400 В.

Радиотехническую часть настройки инструмента начинают с генераторно- манипуляторного блока без установки его в корпус устройства. Большой частичный захват частот генераторов (отсутствие экранировки) не является здесь сильно мешающим. К выводу 4 L1 подпаивают конденсатор 6,8 пФ, конденсатор СЗ устанавливают в положение минимальной емкости, подпаивают цепь R14R15 в соответствии со схемой. К цепи питания 9 В подключают любой переменный резистор сопротивлением 2…20 кОм, движок которого подсоединяют к базе VT6. Установка режимов транзисторов VT3, VT5 производится подбором резисторов R9 и R19 соответственно. Далее к истоку транзистора VT2 через резистор 4…5 кОм с соблюдением экранировки подключают частотомер или осциллограф, и сердечником L2 устанавливают частота генератора в пределах 95…96 кГц. Управляемый генератор на это время лучше выключить, замкнув вывод 4 L1 на общий провод. В случае изготовления двух (или более) инструментов для совместной игры частоты настроек опорных генераторов лучше разнести на 4…5 кГц в сторону понижения. Включив управляемый генератор сердечником L1 следует установить частоту огибающей биений, наблюдаемых на базе и эмиттере VT3, в пределах 0,5…2 кГц. Биения должны быть симметричны относительно горизонтальной оси, размах их должен составлять 65…60 мВ. Форма огибающей биений за счет частичного захвата несколько искажена, это нормально. На выходе детектора биений (на конденсаторе С9) наблюдается огибающая биений, амплитуда и форма которой зависит от смещения на базе VT4. Резистором R14 вначале следует установить максимальный размах биений. Их форма при этом близка к колоколообразной с медленно нарастающей начальной частью и более быстрым спадом. Подбором резистора суммирующей цепи R7 следует установить размах биений приблизительно 5 В. При крайних положениях резистора R14 подбором резистора R15 (возможно и R14) следует добиться уменьшения размахов колебаний приблизительно в два раза от вышеуказанного максимума. При вращении движка резистора R14 должно наблюдаться плавное видоизменение формы кривой биений с наличием участка, где она близка к синусоидальной (в одном из крайних положений движка R14 – близка к импульсной). Изменение размаха биений не является большим злом, т. к. корректируется педальной регулировкой громкости.

Далее подбирают детали оптронной пары (в большинстве случаев – только светодиод). Снимается амплитудная характеристика – зависимость размаха биений на выходе VT5 от управляющего напряжения в точке «а» рис. 2 для нескольких экземпляров светодиодов. Наиболее подходящей является та оптронная пара, характеристика которой плавная, без скачков и изломов и достаточно протяженная – отношение управляющего напряжения, соответствующего началу верхнего загиба характеристики к его значению, соответствующему отсечке, лежит в пределах 2…3. Ключевое свойство манипулятора, определяемое отношением максимального (открытый манипулятор) и минимального (манипулятор закрыт) размахов биений, должно быть не менее 2000. Если этого нет, следует уменьшить входное сопротивление VT5 (например, в 2…3 раза), пропорционально изменив номиналы делителя напряжения R19R20, либо сменить фоторезистор. Все эти измерения следует производить с экранировкой оптрона, тщательно защитив его от внешнего света.

Оптрону свойственны гистерезисные явления – характеристика, снятая при возрастающем управляющем напряжении, не совпадает с таковой при уменьшающемся напряжении. Поэтому при выборе рабочей точки следует пользоваться усредненной характеристикой. Определение и установка рабочей точки производится так. На усредненной характеристике проводится прямая линия, совпадающая с основной прямолинейной частью и в области верхнего загиба ее определяется управляющее напряжение, соответствующее 10 % отклонению реальной характеристики от прямой линии. Далее на базу транзистора VT6 подают +9 В, и переменным резистором R23 в точке «а» устанавливают вышеуказанное напряжение.

После этого целесообразно проверить работу ИДГ, источника и установить ток покоя УМЗЧ. Потребляемый ИДГ ток при наличии биений (2…3 мА) устанавливают подбором резистора R1 (рис. 4). На этом основная часть радиотехнической настройки заканчивается. Инструмент полностью собирают. Устанавливают сетевой источник питания и подключают основной пульт управления.

Генератор переменной частоты должен обеспечивать перекрытие по частоте не менее 5 кГц при изменении расстояния между рукой и штырем от 50 см до нескольких миллиметров (ладонь держат параллельно штырю). На максимальном расстоянии от руки до штыря (корпус настройщика удален от него) биения должны пропадать. Верхний конец штыря должен быть приблизительно на уровне середины лба сидящего музыканта, высота штыря для среднего роста музыканта около 40 см. Далее манипулируют звук и соответствующими ручками ОПУ в режиме «регулируемые атака – затухание» производят установку необходимых длительностей атаки и затухания. После этого корректируют рабочую точку манипулятора. При необходимости всю указанную выше процедуру повторяют. Далее производят измерения полученных значений сопротивлений, подбирают соответствующие резисторы и запаивают их в ОПУ в режиме «готовые атака – затухание». Длительное затухание (приблизительно 3 с) устанавливают, в основном, подборкой резистора R4 ОПУ. Подбором стабилитрона VD1 (как отдельных экземпляров, так, возможно, и типов) продлевают звучание в области малых громкостей (приближение к звучанию струны). Следует заметить, что субъективные ощущения атаки и затухания звука для разных людей различны – они во многом определяются индивидуальной и общей музыкальной подготовкой участвующего в акустической настройке инструмента музыканта или вокалиста (его слухом, вкусом, техническими возможностями исполнения, репертуаром и др.) и точной количественной оценке не подлежат.

Равномерность пространственного грифа корректируют конденсатором СЗ ГМБ. Для разных по росту и размерам рук исполнителей глубина взаимной связи генераторов будет несколько различной. Рекомендуемая глубина связи должна быть такой, чтобы длины грифа для малой, первой и второй октав в нижней звуковысотной позиции отличались бы не более чем на 8…10 %. При необходимости емкость конденсатора СЗ увеличивают подпайкой дополнительного конденсатора.

Для игры инструмент может располагаться на невысоком столе, любой подставке или вертикальной стойке-штативе. Педаль располагают под левой ногой в месте удобном и естественном для свободно сидящего человека. Если платформа педали металлическая, на нее следует наклеить пластину изоляционного материала толщиной 1 мм, например, из линолеума. Платформу и корпус педали обязательно следует электрически соединить с общим проводом. Металлические элементы конструкции стойки-штатива должны иметь надежные электрические контакты друг с другом.

В заключение остановимся на ряде возможных ближайших усовершенствований предложенного ЭМИ. Исключительно полезным и перспективным является введение в ЭМИ безинерционного визуализатора пространственного грифа (ВГ). У инструмента появляется шкала – исполнитель в любой момент времени по линейному световому индикатору видит, на какой ноте пространственного грифа находится его рука. Это позволяет ему занять необходимую звуковысотную позицию перед игрой, оперативно найти начальную высоту звука (необходимую ноту) и без ограничений, как это имеет место в обычных музыкальных инструментах, в любой момент времени вступить в процесс оркестровой или ансамблевой игры, чего невозможно сделать без ВГ. Визуализатор позволяет контролировать глубину (а при навыке и форму) своего вибрато, повысить качество интонирования мелодии и существенно упростить процесс обучения игре на инструменте. Оформленный в виде отдельной небольшой съемной коробки он с помощью кронштейнов закрепляется на корпусе основного блока в поле зрения исполнителя, а резервное место в основном блоке занимают источником стабилизированного питания (130 В) индикаторов ВГ. После схемотехнической и конструктивной доработок может быть применена конструкция, приведенная в [4]. Описанная выше аппаратура ЭМИ переделке не подлежит.

На базе предложенного ЭМИ интересно и перспективно создание универсального терменвокса для обеих исполнительских школ игры. Резервное место в этом случае занимает аппаратура пространственного управления громкостью звука. Небольшой доделке подлежит оперативно-коммутационная часть ЭМИ, педаль громкости и пульт управления для игры «неприкасаемым» способом не нужны.

К. И. Ковальский считал искусственную реверберацию мощным средством расширения тембровых возможностей терменвокса, а ревербератор – необходимым узлом терменвокса. Практика показала, что очень хорошие результаты дает применение в качестве ревербератора сравнительно дешевой малогабаритной цифровой приставки – устройства «ЦЗ-Лель» (завод САМ, Москва). Ревербератор может быть оформлен в виде приставки, прикрепленной ко дну основного блока.

Будем надеяться, что радиолюбители и сами найдут новые пути развития, совершенствования и применения терменвокса.

Лев Королев,
editor@dian.ru.

Литература:

  1. Л. Д. Королев. Звуковысотный орган терменвокса как емкостный датчик охранного устройства, Сб. докл. научно-техн. юбил. конф. ЦНИИРЭС. – Москва, 1997, ч. 1, с. 175–181.
  2. Л. С. Термен, Л. Д. Королев. Электромузыкальный инструмент типа терменвокс. – Авт. с вид. СССР, № 1048503, 1983.
  3. Л. Д. Королев. Современный терменвокс. – Радио, 1985, № 2, с. 43– 46, № 3, с. 38–40.
  4. Л. Д. Королев. Визуализация пространственного грифа терменвокса. – Радио, 1982, № 5, с. 44–46.