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 >>

Визуализатор высоты тона терменвокса (начало)

Л. Королев. Журнал: «Радио», №10, 2005 год, стр. 48-49

Как следует из принципа работы терменвокса, у этого ЭМИ гриф в явном виде отсутствует, или, образно говоря, он невидим и неосязаем. Это, с одной стороны, собственно, и придает инструменту неповторимое своеобразие, а с другой – накладывает серьезные ограничения на использование инструмента в ансамблевой игре. Несложная приставка к терменвоксу, представленная ниже, позволяет снять эти ограничения. Кроме основного применения, визуализатор грифа или, говоря иначе, высоты тона, может быть полезен при обучении вокалу и игре на музыкальных инструментах со свободным интонированием.

Из практики известно, что ошибка в определении начальной высоты звука самой первой ноты, с которой начинается исполнение той или иной пьесы, у скрипачей например, может достигать двадцати пяти центов (один цент равен 0 01 полутона). Благодаря быстрой реакции скрипача и помощи вибрато такая ошибка практически не фиксируется слушателем как фальшь.

Совершенно иначе обстоит дело в терменвоксе [1] – точность определения начальной высоты звука по визуальной оценке расстояния между ладонью левой руки и штырем высоты терменвокса соответствует приблизительно ±200 центам... Разумеется ни о каком применении инструмента в ансамблевой или оркестровой игре в реальном времени без принятия специальных мер не может быть и речи, за исключением игры с общего начала. То есть моменту вступления исполнителя в игру на терменвоксе предшествует совершенно необходимый и важный этап – нахождение начальной высоты звука.

Способы ее нахождения могут быть подразделены на прямые, основанные на прослушивании и сравнении звуков терменвокса и тонзадающего инструмента и косвенные – опосредованные через частоту звуковых колебаний терменвокса и представляемые исполнителю в удобном и привычном для него виде, например, в виде светового индикатора, откалиброванного в единицах высоты звука, т. е. визуапизатора. Об основных недостатках прямых способов уже было сказано – невозможность вступления в оркестровую игру иначе чем с общего начала; значительное время необходимое для нахождения начальной высоты (5...8 с), невозможность полной маскировки этого процесса от публики.

В статье [2] описано безынерционное устройство реализующее косвенный способ как нахождения начальной высоты так и визуализации звуковысотных характеристик музыкальных звуков терменвокса, первичной информацией для которого служит частота первой гармоники колебаний на выходе его детектора биений. Этот трехоктавныи визуализатор позволяет музыканту быстро занять необходимую звуковысотную позицию (расстояние от корпуса исполнителя до штыря высоты звука терменвокса) оперативно найти начальную высоту и без ограничений в любой момент вступить в ансамблевую игру так же, как на любом музыкальном инструменте.

Описанный визуализатор, как показала практика эксплуатации нескольких образцов, имеет ряд недостатков, отмеченных, в первую очередь, музыкантами – сравнительно большую нелинейность звуковысотной шкалы в начале октавы, ограниченный частотный интервал визуализированных звуков, смещенные границы октав, вызывающие неудобства мнемонического плана.

Нелинейность интервалов начальных нот октавы (их суженность) часто приводит на этапе обучения к диспропорции амплитуды пространственных покачиваний правой руки музыканта при вибрато с амплитудой отклонений светового столба индикатора, в результате чего глубина реального вибрато на начальных нотах октав оказывается завышенной. Кроме этого, ухудшается точность определения начальной высоты на этих нотах.

Предлагаемый вниманию читателей вариант визуализатора свободен от указанных недостатков. Он индицирует четыре полные октавы малую, первую вторую и третью (по одному индикатору ИН-13 на каждую) и предназначен, прежде всего, для использования в паре с терменвоксом описанным в [1].

Кроме оперативного нахождения начальной высоты звука, визуализатор позволяет контролировать глубину, а при соответствующем навыке и форму вибрато непосредственно в единицах высоты звука с одинаковой точностью на всех нотах интервала визуализации, свободно ориентироваться в сложной обстановке при исполнении музыкальных эффектов и, наконец, существенно упростить процесс обучения игре на инструменте. Погрешность в определении начальной высоты как и у скрипачей, примерно равна 25 центам.

Визуализатор может быть использован совместно с акустическими музыкальными инструментами со свободным интонированием и с певческими голосами, а также в измерительной технике как безынерционный аналоговый частотомер с точностью измерения около 2 %.


Рис. 1. Принципиальная схема визуализатора тона терменвокса.

Принципиальная схема визуализатора показана на рис. 1. Одновибратор, собранный на транзисторах VT1, VT2, запускают положительные импульсы, которые формирует специальный узел терменвокса. Положительные импульсы прямоугольной формы длительностью 250 мкс с выхода одновибратора усиливает по току эмиттерный повторитель на транзисторе VT3 Далее сигнал поступает на частотные детекторы четырех октавных каналов А1 - А4. Для работы одновибратора необязателен специальный импульс – он может запускаться переменным напряжением прямоугольной формы любой скважности с крутыми фронтами.

Длительность выходных импульсов одновибратора выбрана оптимальной для обеспечения равномерности звуковысотных интервалов визуализируемых октав.

Все четыре октавных канала схемотехнически идентичны, отличие лишь в значениях емкости конденсаторов С3, С6 С9 С12, которые соответственно равны 0.01, 0.1, 0.53 и 1 мкФ. Указанные значения емкости реализуют если необходимо, параллельным соединением конденсаторов. Частотный детектор на транзисторе VT4 (VT6 VT8 VT10) с эмиттерной нагрузкой особенностей не имеет. Подстроечным резистором R9 изменяют постоянную времени зарядно-разрядной цепи, а следовательно, и постоянную составляющую на эмиттере транзистора VT4, что необходимо при налаживании.

Цепь R10C4 – фильтр, устраняющий пульсации напряжения, которые вызывают размытость вершины светового столба индикатора HL1. На выходе этого фильтра напряжение пропорционально частоте звука. Логарифмирующая нелинейная цепь VD2VD3R11RK1 выполняет важные функции – выравнивает мензуру (степень равномерности полутоновых интервалов) октавного визуализатора и устраняет излишек постоянной составляющей частотного детектора. Напряжение на ее выходе, т. е. на базе транзистора VT5 пропорционально высоте звука.

Конденсатор С5 дополнительно фильтрует управляющее напряжение, а также устраняет импульсные помехи возможные при малых значениях управляющего напряжения. Полоса пропускания описанного тракта преобразования обеспечивает прохождение нескольких гармоник частоты вибрато, что необходимо для визуального контроля формы вибрато.

Индикатор включен в коллекторную цепь линейного управляющего усилителя на транзисторе VT5. Резистор R15 поддерживает постоянный ток тлеющего разряда участка анод–вспомогательный катод индикатора при отсутствии управляющего напряжения. С появлением управляющего напряжения на базе транзистора VT5 он открывается, появляется ток через индикатор и тлеющий разряд "поджигает" основной участок анод–катод индикатора, в нем появляется светящий столб.

Длина столба индикатора каждого октавного канала прокалибрована в единицах высоты звука – полутонах контрастными рисками, проведенными от каждой ноты мнемонической шкалы изображенной в виде клавиатуры фортепианного типа, до колбы индикатора. Резистор R16 выводит ток транзистора VT5 на линейный участок при малом управляющем напряжении на его базе, что способствует линейности мензуры начального участка октавной шкалы. Резистор R14 ограничивает ток индикатора и фиксирует максимальную длину светового столба при насыщении транзистора VT5 а резистор R13 позволяет установить длину столба, соответствующую ноте "си".

Визуализатор питается от двух источников напряжения – 12 и 130 В, находящихся в терменвоксе. Если визуализатор не встроен в Терменвокс, то питание подводят от отдельного блока по кабелю вместе с импульсами запуска.


Рис. 2. Схема устройства запуска.

На рис. 2 изображена схема одного из вариантов устройства запуска для работы с обучаемыми музыкантами и вокалистами. Микрофон или другой акустоэлектрический преобразователь подключают к разъему X1. Усилитель VT1, VT2 обеспечивает усиление входного сигнала приблизительно в сто раз. Цепь R1VD1VD2 ограничивает входные сигналы обеих полярностей на уровне 0,5 В и защищает транзистор VT1 от воздействия статического электричества. Резистор R2 – нагрузочный для микрофона МД 47 примененного в устройстве.

Предусмотрена возможность запуска от внешнего источника электрического сигнала любой формы. Его подают на разъем X2, а тумблер SA1 переводят в нижнее по схеме положение. Цепь R7VD3VD4, как и в предыдущем случае, выполняет защитно-ограничительные функции. Ступень на транзисторе VT3 усиливает сигнал запуска триггера Шмитта, собранного на транзисторах VT4, VT5. Выходные импульсы триггера положительным перепадом запускают одновибратор визуализатора. Конденсаторы СЗ, С6 ослабляют гармоники, которыми изобилуют сигналы смычковых инструментов и певческих голосов, вызывающие крайне нежелательное "дробление" запуска триггера Шмитта.


Рис. 3. Внешний вид визуализатора.

Конструктивно визуализатор выполнен в виде длинной узкой коробки, на верхней панели которой расположены октавные индикаторы (см. фото на рис. 3). Такая конструкция наиболее удобна для концертного терменвокса. Визуализатор можно вмонтировать в корпус терменвокса либо закреплять на его крышке.

Коробка визуализатора длиной 500 и шириной 44 мм спаяна из пластин фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Крышка наклонена в сторону исполнителя; глубина коробки со стороны передней панели 30 мм, задней – 40 мм В крышке прорезаны четыре прямоугольных отверстия размерами 104x5 мм для установки индикаторов Продольная центральная линия двух ближних к заднему краю крышки отверстий отстоит от края на 9 мм, а остальных двух – на 18 мм. Индикаторы расположены на крышке так что концы перекрываются внахлест и колбы соприкасаются.

В левой части крышки просверлены также восемь небольших отверстий для доступа к подстроечным резисторам. Кроме этого, необходимо обеспечить вентиляцию, просверлив в крышке и в дне коробки по 20–25 отверстий диаметром 5...6 мм. Вдоль индикаторов на крышке наносят мнемонический рисунок клавиатуры фортепианного типа.

Индикаторы HL1–HL4 и резисторы R15, R16 (R24, R25; R33, R34; R42, R43) лучше всего смонтировать непосредственно на крышке визуализатора. В любом случае следует предусмотреть возможность небольшого – 3...5 мм – продольного перемещения индикаторов перед их окончательным креплением.

Окончание см. в "Радио", 2005, №11

ЛИТЕРАТУРА

  1. Королев Л. Терменвокс. – Радио, 2005, № 8, с. 48–51; № 9, с. 48–51.
  2. Королев Л. Визуализация пространственного грифа терменвокса. – Радио, 1982, № 5, с. 44–46.
  3. Тейлор А. Физика музыкальных звуков. – М.: Легкая индустрия, 1976.
  4. Римский-Корсаков А. В. Электроакустика. – М.: Связь, 1973

Л. КОРОЛЕВ, г. Москва
Редактор – Л. Ломакин,
графика - Л. Ломакин,
фото – Е. Карнаухов