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.

Рис. 84. Схема терменвокса

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.

Рис. 85. Печатная плата терменвокса

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.

Рис. 86. Внешний вид терменвокса

Плату крепят к металлическому корпусу размерами ЗОХ Х75Х145 мм (рис. 86). 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.