Терменвокс
Это первый инструмент, положивший начало новому направлению в радиоэлектронике — электронной музыке (сокращенно электромузыке). Разработал его в 1921 г. молодой петроградский физик Лев Термен. По имени изобретателя и был назван необычный электромузыкальный инструмент. Необычен же он тем, что не имеет клавиатуры, струн или труб, с помощью которых получают звуки нужной тональности. Игра на терменвоксе напоминает выступление фокусника-иллюзиониста — самые разнообразные мелодии звучат из динамической головки при едва заметных манипуляциях одной или двумя руками вблизи металлического прутка-антенны, торчащего на корпусе инструмента.
Секрет терменвокса в том, что в нем находятся два независимых генератора, вырабатывающих колебания весьма высокой частоты — около сотни тысяч герц. Но частоту одного из генераторов можно изменять своеобразным переменным конденсатором, образуемым рукой играющего и металлическим штырем-антенной, соединенной с частотозадающей цепью генератора. Приближение руки к антенне или удаление ее приводит к изменению суммарной емкости частотозадающей цепи, а значит, частоты генератора.
Сигналы обоих генераторов подаются на смеситель. На выходе смесителя выделяется разностный сигнал, который усиливается усилителем ЗЧ и воспроизводится динамической головкой. В исходном состоянии частоты обоих генераторов одинаковые, разностного сигнала практически нет, звука не слышно. Но стоит приблизить к антенне руку, как разностный сигнал появляется и в головке раздается звук. Тональность его изменяют рукой, приближаемой к антенне или удаляемой от нее.
Таков принцип работы любого терменвокса. Разница между конструкциями заключается в схемотехническом решении отдельных узлов — генератора, смесителя, усилителя, а также в наличии узлов, позволяющих получать оригинальные оттенки звучания или звуковые эффекты.
Знакомство с терменвоксом лучше всего начать, конечно, с простой конструкции, например, приведенной на рис. 84. Собран терменвокс на трех интегральных микросхемах. В первом, перестраиваемом генераторе используется микросхема DD1. На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен мультивибратор, а на DD1.3 — разделительный каскад. Частота колебаний мультивибратора зависит от сопротивления резистора R1, емкости конденсатора С2 и емкости между антенной WAl и общим проводом инструмента, которую образует поднесенная к антенне рука исполнителя. Для получения максимальной чувствительности генератора к емкости антенна-рука частота генератора выбрана сравнительно высокой — сотни килогерц.
Во втором генераторе, с фиксированной частотой, работает микросхема DD2, элементы которой используются так же, как и элементы микросхемы первого генератора. Частоту генерируемых колебаний можно изменять в небольших пределах переменным резистором R2 «Частота».
С выхода каждого генератора сигнал поступает через согласующий каскад на «свой» вход смесителя, выполненного на микросхеме DD3. Если на одном входе сигнал частотой f1, а на другом f2, на выходе смесителя будут сигналы с частотами f1 ± f2. Причем амплитуда колебаний разностной частоты составит десятые доли и даже единицы вольт, что позволяет обойтись без дополнительного усилителя ЗЧ и подключить к выходу смесителя через конденсатор С4, трансформатор Т1 и переменный резистор R4 «Громкость» динамическую головку ВА1. Колебания же суммарной частоты динамической головкой не воспроизводятся.
Для увеличения громкости звука все логические элементы микросхемы DD3 включены параллельно. Громкость звука можно плавно изменять переменным резистором R4.
Терменвокс питается от источника GB1. Для предупреждения взаимного влияния генераторов напряжение на каждый из них подается через RC-фильтр. Потребляемый инструментом ток составляет 7... 10 мА.
Кроме указанных на схеме, могут быть использованы микросхемы К561ЛЕ5, К561ЛА9, К561ЛЕ10 (DD1 и DD2); К561ЛЕ5 К561ЛЕ6, К561ЛА7 — К561ЛА9, К561ЛЕ10 (DD3) или другие аналогичные микросхемы серий К176, К564. Конденсаторы С1 — СЗ могут быть КД, КТ, КМ, остальные — К50-6, К53-1. Переменные резисторы — СПО, СП4-1, постоянные — МЛТ-0, 25 или другие малогабаритные, выключатель — МТ1, источник питания — батарея «Крона» или аккумулятор 7Д-0, 1. Трансформатор — выходной от любого малогабаритного транзисторного приемника (используется одна половина первичной обмотки). Динамическая головка — мощностью 0, 1 — 0, 25 Вт, например 0, 1ГД-6, 0.2ГД-1.
Все детали, кроме источника питания, монтируют на печатной плате (рис. 85) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1.5 мм. Она же является и лицевой панелью инструмента. Переменные резисторы и выключатель устанавливают в отверстиях платы, трансформатор и динамическую головку приклеивают. Напротив диффузора головки в плате сверлят отверстия и закрывают их со стороны монтажа неплотной тканью. Выводы деталей припаивают к проводникам платы.
Плату крепят к металлическому корпусу размерами ЗОХ Х75Х145 мм. Внутри корпуса размещают батарею питания и подключают ее к плате многожильным монтажным проводом в изоляции. Можно, конечно, использовать для подключения батареи разъем от использованной «Кроны».
Контакт ХТ1 представляет собой винт М4, пропущенный через отверстие в плате и закрепленный снаружи гайкой. Шляпка винта должна надежно соединяться с контактной площадкой платы, к которой подпаян конденсатор С1.
Перед игрой на терменвоксе к винту крепят антенну — отрезок металлической трубки диаметром 6 и длиной 300...500 мм с резьбой на конце.
Если монтаж выполнен без ошибок и детали исправны, терменвокс начинает работать сразу. Пользуются им так. Включив питание, устанавливают резистором R2 режим так называемых нулевых биений, когда частоты обоих генераторов равны и в динамической головке звука нет. В то же время при поднесении руки к антенне звук должен появляться. Более точной установкой движка резистора R2 добиваются того, чтобы звук появлялся на возможно большем расстоянии между рукой и антенной. Тональность звука должна возрастать, когда руку приближают к антенне.
Для повышения чувствительности инструмента нужно во время игры касаться одной рукой корпуса или ручки настройки (она должна быть металлической, надежно соединяться с корпусом резистора, а значит, с общим проводом инструмента), а другой подбирать мелодию.
Повысить громкость звучания терменвокса можно подключением к выходу смесителя усилителя звуковой частоты, например, радиоприемника или магнитофона. Для этих целей на корпусе инструмента желательно установить разъем.