ТЕРМЕНВОКС

И_. СИМОНОВ, А. Шиванов, Радио №10/1964, ст.36

Начался концерт. В центре эстрады стоит небольшой ящик. С пра­вой стороны этого ящика установ­лена вертикальная антенна (штырь). Слева — металлическое кольцо. К инструменту подходит музыкант. Его руки приближаются к антенне и кольцу, и вы слышите красивую, плавно льющуюся мелодию. Ее зву­чание напоминает то человеческий голос, то флекстон (сейчас этот ин­струмент почти забыт), а временами пилу, на которой играют смычком.

Каким же образом удалось музы­канту управлять инструментом на расстоянии? Как работает этот «не­прикасаемый» инструмент? Для от­вета на эти вопросы нужно вспом­нить, как возникают электрические колебания в генераторах звуковой частоты. Рассмотрим схему такого устрой­ства (рис. 1). Генератор фиксирован­ной частоты ГФ настроен на 100 000 гц. Частота второго генератора ГП изменяется конденсатором перемен­ной емкости в пределах от 100 040 гц до 104 000 гц. Если выходы генерато­ров соединить со входом детектора Д, то наивысшая звуковая частота, по­лученная после детектора, будет рав­на 104 000—100 000 = 4 000 гц, а частота самого низкого звука 100 040—100 000 = 40 гц.

Спрашивается, нельзя ли взять готовый генератор звуковой частоты и, вращая его ручку настройки, сыграть мелодию? Лучше всего ответить на такой вопрос словами А. П. Чехова: «Можно, но не нужно». Дело в том, что, во-первых, для музы­канта оказывается более удобным поступательное движение рук, а не вращательное. Во-вторых, для ожив­ления мелодии нельзя даже на про­тяжении одного звука оставлять его частоту неизменной. Звук должен пульсировать, жить. Поэтому чтобы получить вибрирующий тон скрипач, например, покачивает пальцем (при­ем вибрато).

Как же управлять звуком интерфе­ренционного генератора, чтобы это было удобно для исполнителя-му­зыканта. Впервые ответ на этот воп­рос дал в 1921 году советский физик Л. С. Термен. В инструменте, назван­ном им терменвоксом, небольшой конденсатор образуется ладонью ру­ки (одна пластина) и антенной (вто­рая пластина).

Конденсатор «человек — корпус инструмента» оказывается соединен­ным последовательно с конден­сатором «человек — антенна», а оба они подключаются параллельно ка­тушке индуктивности.

Эта катушка имеет достаточно сильную связь с контурной ка­тушкой генератора инструмента, и в результате небольшие Изменения емкости конденсатора «человек —- антенна» позволяют изменять частоту генератора в нужных пределах.

Теперь обратимся к принципиаль­ной схеме терменовокса (рис. 2) Движением руки исполнитель управ­ляет частотой транзитронного ге­нератора, работающего на лампе Л1 Другой генератор, собранный на лампе Ля, дает фиксированную час­тоту порядка 100 кгц.

Выходы обоих генераторов соеди­нены через конденсаторы С6 и С11 и сопротивления R7, R8, последние позволяют резко ослабить взаимодей­ствие выходных цепей генераторов, которое может привести к захваты­ванию частоты. Конденсатор С8 пред­назначен для настройки инструмента.

Точка соединения сопротивлений R7 и R8 подключена ко входу анодно­го детектора, работающего на поло­вине лампы Лз типа 6Н9С. Высоко­частотная составляющая тока в анод­ной цепи детектора подавляется кон­денсатором C17 — 620 пф, емкость которого подбирается с таким рас­четом, чтобы он представлял до­статочное сопротивление для высших частот звукового диапазона (порядка 4 кгц).

На входе детектора включены контуры, с помощью которых мож­но управлять тембром. Контур L5C13 предназначен для выделения основной частоты (первой гармо­ники). Предположим, что этот кон­тур настроен на частоту 102 000 гц. Если его добротность окажется не , больше 25, то неравномерность ам­плитуды (в полосе от 100 000 до 104 000 гц) будет не более 3 дб. На выходе детектора после фильтрации высокой частоты блокировочным конденсатором выделяется основной тон или первая гармоника частоты фиксированного генератора.

Второй контур LбС14 настроен на частоту, которая на октаву выше основной, на нем выделяется вторая гармоника частоты генератора. Ус­ложнив этот инструмент, таким же образом можно выделить третью и другие гармоники. Но для этого не­обходимо, чтобы оба генератора дава­ли на выходах не только основные частоты, но и все необходимые гармо­ники. Этого, по-видимому, можно до­биться, снижая напряжения только на анодах генераторных ламп и не меняя его на остальных электродах.

На выходе детектора включена первичная обмотка межлампового трансформатора Тр1. С двух секций его вторичной обмотки подается про­тивофазное напряжение на сетки лампы, работающей в двухтактном каскаде предварительного усиления звуковой частоты.

Включается и выключается звук в терменвоксе контактом K без каких-либо щелчков.

В исходном состоянии, когда кон­такт K разомкнут, на катод лампы Л4 подается большее положительное напряжение с делителя R19 и R20 и обе половины лампы Л4 заперты. При замыкании контакта K отри­цательное напряжение на сетках ламп двухтактного каскада уменьша­ется и лампа Л4 отпирается. Время установки нормального анодного то­ка зависит от постоянной времени цепочки R17 C18.

Таким образом, здесь осуществля­ется мягкая атака звука (звук воз­никает плавно). Время атаки можно менять, изменяя величину конден­сатора C18. В схеме манипулятора, выполненного на двойном триоде, трудно регулировать затухание зву­ка. В этом отношении представ­ляет интерес аналогичная схема на двух пентодах с переменной кру­тизной. Подобная схема была опи­сана в журнале «Радио» №3 за 1963 г. в статье А. Степаньянца и В. Спи­цына «Электромузыкальный ин­струмент».

Антенна состоит из двух дюралевых трубок длиной 340 мм и 320 мм, одна из которых вставляется в дру­гую. Трансформатор Тр₁ намотан на сердечнике из пластин Ш15 толщина набора 16 мм. Его первичная обмотка I содержит 2700 витков провода ПЭЛ 0,07, а обмотка II — 4400-ф 4400 вит­ков того же провода. Первичная об­мотка выходного трансформатора Тр₂ содержит 2X100 витков провода ПЭЛ0,1, а вторичная — 100 витков провода ПЭЛ0,64. Катушка L1 со­держит 1600 витков провода ПЭЛ 0,15 (индуктивность 57 мгн), катушка L₂—127×4 витков, a L_s—127×4 витков провода ЛЭШО 7×0,7. Для катушки L₄ использованы катуш­ки фильтра ПЧ от приемника „Урал-47“, у которых обмотки соеди­нены последовательно. Катушка L₅ содержит 250, a L₆—160 витков про­вода ПЭВ 0,15. Обе катушки разме­щены в сердечниках типа СБ-2а. Конденсаторы С₁₃ и С₁₄ — по 200 пф