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 (окончание)

Л. Королев. Журнал: «Радио», №11, 2005 год, стр. 45-47

Окончание. Начало см. в "Радио", 2005, №10

Большинство деталей визуализатора размещены на пяти печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Одновибратор смонтирован на плате размерами 34x22 мм (рис. 4). Четыре октавных платы совершенно одинаковы (рис. 5); детали на них тоже соответственно одинаковы, кроме конденсаторов СЗ, С6, С9 и С12. Полярность стабилитронов на октавных платах указана в традиционном – диодном – включении.


Рис. 4. Печатная плата одновибратора.

Подстроечные резисторы собраны попарно в блок, расположенный в левой части коробки визуализатора. В случае применения крупных резисторов их можно располагать в любых местах инструмента, удобных для подстройки. Соединительные провода экранирования не требуют.


Рис. 5. Октавная печатная плата.

Для обучения игре на терменвоксе, работы с вокалистами, экспериментов с акустическими музыкальными инструментами, музыкально-технических измерений и прочих целей более удобной может оказаться иная компоновка октавных индикаторов. Их размещают на вертикальной лицевой панели коробки один над другим с промежутками, достаточными для нанесения рисок шкалы. Если риски нанести прямо на баллон индикаторов, то зазор между индикаторами можно уменьшить до нескольких миллиметров. Нижний индикатор должен соответствовать малой октаве.

Такой вариант визуализатора получается более компактным. В случаях, когда за табло наблюдать удобнее сверху, прибор опрокидывают назад и его вертикальная лицевая панель оказывается верхней. Для того чтобы визуализатор сделать полностью независимым от терменвокса, в него нужно встроить собственный сетевой узел питания.


Рис. 6. Вариант внешнего вида визуализатора.

Один из вариантов конструкции визуализатора этого вида, смонтированный в коробке от старого авометра, изображен на фото рис. 6.


Рис. 7. Печатная плата запускающего устройства.

Запускающее устройство, схема которого показана на рис. 2, можно выполнить в виде приставки к визуализатору или встроить внутрь. Чертеж печатной платы этого устройства представлен на рис. 7.

В устройствах можно использовать постоянные резисторы МЛТ, С2-23, С2-33. Терморезисторы октавных каналов – ММТ-1. Подстроечные резисторы – СП5-2, СП5-3 или СП5-16; применение непроволочных резисторов нежелательно. Переменный резистор R6 (на схеме рис. 2) – СП-0,4, СПЗ-4 или СП4-1. Конденсаторы С2, СЗ, С6, С9, С12 (см. рис. 1) – БМ, МБМ или другие с малым ТКЕ. Оксидные конденсаторы – малогабаритные любых типов; остальные неполярные – КМ, К10-23. Диоды – любые кремниевые маломощные. Вместо КТ201Б можно использовать любой кремниевый транзистор с максимально допустимым напряжением эмиттер–база не менее 8 В. Транзистор П308 заменим на П309, КТ605Б (желательно применение небольшого теплоотвода).


Рис. 8. Одновибратор на таймере КР1006ВИ1.

Заметим, что одновибратор в визуализаторе (VT1, VT2 на схеме рис. 1) можно собрать на таймере КР1006ВИ1 по схеме, показанной на рис. 8. Испытания этого варианта одновибратора показали четкую и устойчивую его работу. Отличие заключается лишь в том, что он запускается не плюсовым, а минусовым перепадом входных импульсов.

Налаживание визуализатора проводят в два этапа – предварительный и окончательный. Предварительный этап начинают с платы одновибратора до установки на место. На этом этапе запускать одновибратор целесообраз но с выхода устройства по схеме на рис. 2, подавая на его разъем Х2 синусоидальный сигнал от звукового генератора Подборкой конденсатора С2 одновибратора, а также в небольших пределах резистора R4, по осциллографу или по универсальному частотомеру устанавливают длительность выходного импульса, равной 250 мкс.

После этого подключают плату канала АЗ первой октавы и индикатор HL3 в соответствии со схемой. Подстроечные резисторы устанавливают примерно в среднее положение и тщательно проверяют пригодность индикатора для применения в устройстве. Плавно изменяя частоту генератора, наблюдают за поведением светового столба индикатора в пределах от начальной до конечной отметок на его баллоне.

Пригоден такой индикатор, в котором не происходит, во-первых, скачков и разрывов светового столба при быстром и медленном изменении в обе стороны частоты генератора, а также при легком постукивании карандашом по баллону и, во-вторых, отсутствуют отрывы столба от его начального положения. Очень небольшие скачки столба в пределах 2...3 мм (с учетом гистерезиса) можно допустить, расположив их зону между рисками нот путем сдвига индикатора относительно шкалы при окончательной регулировке. Небольшое смещение столба индикатора относительно его заводских калибровочных меток несущественно.

Учитывая дефицитность и сравнительно высокую стоимость индикаторов, не следует, по-видимому, браковать и такой индикатор, у которого скачок столба происходит в конце октавы, например, в области ноты "ля"; такой индикатор можно применить в канале А1 третьей октавы, смирившись с потерей визуализации трех ее малоупотребляемых нот.

Аналогично проверяют и подбирают индикаторы для остальных каналов. Максимальную длину светового столба индикатора HL3 канала АЗ первой октавы устанавливают подборкой резистора R32 Конец столба должен "уходить" за верхнюю (конечную) отметку на баллоне на 3...5 мм, а его длина – оставаться постоянной на любой частоте запуска, превышающей 523 Гц ("до" второй октавы).

Следует отметить, что для подборки индикаторов пригоден звуковой генератор, обеспечивающий плавное изменение частоты без частотных и больших амплитудных скачков выходного напряжения, например, генератор с управлением частотой переменным конденсатором. Если подходящего генератора нет, в качестве запускающего устройства следует использовать Терменвокс.

Для того чтобы уложить световой столб в рамки отметок на баллоне индикатора, частоту генератора устанавливают равной 262 Гц ("до" первой октавы) и резистором R27 подгоняют конец столба до совпадения с нижней отметкой. Далее устанавливают частоту 494 Гц ("си" первой) и резистором R31 доводят конец столба до верхней отметки. Указанную операцию выполняют 2–3 раза из-за взаимной зависимости указанных регулировок.

После этого, пользуясь стандартной частотной шкалой музыкальных тонов, с помощью генератора и частотомера или в крайнем случае хорошо настроенного музыкального инструмента целесообразно снять предварительную звуковысотную шкалу канала с отметкой положения нот, например, на листе бумаги, уложенной под индикатор. Отклонение длины любого полутона от среднего значения, определяемого отношением длины октавы (100 мм) к числу полутоновых отрезков в октаве (11) и равного приблизительно 9,1 мм, не должно превышать 20 %.

Если интервалы между нотами в начале октавы сужены, следует заменить резистор R34 на другой, меньшего сопротивления. В случае чрезмерно расширенных интервалов в середине октавы или сильно суженных в конце ее придется сменить индикатор. Практика показывает, что в среднем из шести-семи индикаторов ИН-13, приобретенных в магазине, только четыре пригодны для полноценной работы в визуализаторе.

Точно так же регулируют остальные три октавных канала.

В заключение предварительного этапа налаживания визуализатора следует проверить, хватит ли регулировки подстроечного резистора частотного детектора каждого канала для смещения по индикатору начала октавы на полутон вверх и вниз по высоте тона. Это необходимо, например, для совместной игры с фортепиано, имеющим (чаще всего) пониженный музыкальный строй. Кроме этого, определенный запас перестройки необходим при возможной смене в процессе эксплуатации экземпляра индикатора. Крайние значения интервалов перестройки каналов определены подстроечными резисторами каналов, а также резисторами, включенными с ними последовательно.

Окончательный этап налаживания визуализатора заключается в нанесении звуковысотной шкалы на его верхнюю крышку. Сверху на крышку вдоль индикаторов накладывают и прикрепляют отрезками липкой ленты полоску бумаги шириной около 10 мм – на ней будем отмечать положение будущих рисок "клавиатуры". Для большей достоверности градуировку следует повторить по нескольку раз для каждого октавного канала. Через 10...15 мин после включения аппаратуры на визуализатор подают импульсы запуска и предварительно размечают карандашом на бумаге положения всех полутонов. Если необходимо, уточняют относительное положение индикаторов.

Далее операцию проводят приблизительно через 10 мин после выдержки всех индикаторов в полностью светящем состоянии. Метки, как правило, смещаются при этом в сторону завышения показаний высоты звука. Далее уменьшают частоту запуска до прекращения свечения индикаторов и через несколько минут снова проводят калибровку. Ее следует повторить также после попеременного свечения индикаторов. После выявления стабильного положения рисок в каждом канале и равномерной шкалы их окончательно переносят на крышку визуализатора.

Налаживание устройства запуска (см. рис. 2) начинают с установки коэффициента усиления микрофонного усилителя на транзисторах VT1, VT2. Режим транзисторов по постоянному току (при отсутствии входного сигнала) должен соответствовать указанному на схеме.

На контакты 1 (или 3) и 2 разъема Х1 подают с выхода генератора синусоидальный сигнал частотой 300...500 Гц и размахом 2...3 мВ Переключатель SA1 устанавливают в нижнее по схеме положение. Выходной сигнал контролируют на коллекторе транзистора VT2 с помощью осциллографа.

Подбирая резисторы R3 и R5, устанавливают коэффициент усиления в пределах 100... 150. Усилитель должен обеспечивать прохождение сигнала без заметных искажений до размаха на выходе 2...3 В. Далее переключатель SA1 переводят в верхнее, а переменный резистор R6 – в нижнее по схеме положение и проверяют порог срабатывания триггера Шмитта (транзисторы VT4, VT5) – он должен соответствовать размаху входного напряжения 2...2,5 мВ.

В итоге проводят довольно трудоемкий этап акустической регулировки – обеспечение надежной работы визуализатора с сигналами реальных музыкальных инструментов и человеческого голоса. Трудоемкость этой работы обусловлена многими причинами – очень большой вариабельностью спектрального состава сигналов музыкальных звуков, неравномерностью частотных и фазовых характеристик электроакустических преобразователей, наличием различного рода акустических помех, например, шума от трения смычка о струны, мешающих сигналов реверберации и др.

Сильно развитый спектральный состав колебаний музыкальных звуков, в котором зачастую первая гармоника по амплитуде меньше высших, приводит к дроблению периода основного тона, вызывает неприятные мелькания светового столба индикатора или завышенные (иногда на октаву) показания высоты звука. Картина запуска чрезвычайно усложняется влиянием фазы гармоник, определяющей наравне с их амплитудой форму сигнала.

Таким образом, устройство запуска чувствительно к комплексному спектру результирующего сигнала, подводимому к его входу. Человеческий слух чувствителен лишь к амплитудному спектру музыкального звука и практически нечувствителен к фазовому и не может служить помощником при настройке аналогичного типа запускающих устройств, так как звуковые колебания совершенно различной формы, определяемой только фазовыми соотношениями гармоник, по тембру могут звучать одинаково [3].

Рандомизация (случайность статистического распределения значений амплитуды и фазы) спектральных характеристик музыкальных звуков чрезвычайно затрудняет регулировку устройства, предназначаемого для всех случаев его применения в музыкальной практике. Не следует забывать и о дополнительных сигналах от реверберации и о естественных шумах при звукоизвлечении, вносящих в рандомизацию свою лепту.

Микрофон МД-47 устанавливают на расстоянии не более одного метра от источника звука и подключают к разъему Х1. Резистором R6 устанавливают уровень усиления, соответствующий наибольшей стабильности запуска визуализатора. Подборкой конденсатора С6, коррекцией усиления и места расположения микрофона добиваются стабильности запуска на всех участках музыкального диапазона.

В некоторых случаях для лучшего подавления высших гармоник вводят конденсатор СЗ (на схеме изображенный штриховыми линиями); пределы его емкости – 0,01 ...0,047 мкФ. Эти операции удобно проводить по сигналам, предварительно записанным на магнитофон и затем воспроизведенным, контролируя процесс запуска триггера Шмитта по осциллографу. При наличии внешних помех или при склонности усилительного тракта к самовозбуждению вход устройства полезно зашунтировать конденсатором емкостью 510... 1000 пф. В случае использования микрофона с меньшей чувствительностью, чем МД-47, потребуется ввести дополнительную ступень усиления. Не исключено применение вместо микрофона различного рода акустоэлектрических преобразователей, устанавливаемых на корпус инструмента.

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

Фотографии визуализатора, не вошедшие в бумажную публикацию