юный радиолюбитель (560767), страница 108
Текст из файла (страница 108)
советским инженером и муэыкаюпом Л.С. Терменом. Терменвокс — бесклавишный и беэгрифовый элехтромуэыиальный инструмент. В нем применены методы бесконтаюпного управления высотой и громкостью звука. Первый гри4овый элеюпромуэыкальный инструмент появился в нашей стране в 1922 г., а первый клавишный-в 1937 г. Все чаиуе стпали демонстрироваться на выетпдвхах цветомуэыкальные установки — устрой опва цветпового сопровождения музыкальных произведений. Что же касается самой идеи цвеяюмуэыки, то она значительно еспюрше электромуэыхи». Сейчас элехтромуэыка и цветомузыка стали увлечением многих радиолюбителей.
Не исключено, что они увлекут и тебя. Н если случится именно так, пю эта беседа поможет тебе сделать первые шаги в этой юапересной области радиоэлектроники. Начнем с элементарной музыкальной грамоты. 332 Любой звук, в том числе и музыкальный, прежде всего характеризуется высотой. Высота музыкального звука зависит от геометрических размеров того вибратора, который создает этот звук. Наиболее распространеннымн вибраторами являются струны рояля, пианино, скрипки, гитары н других струнных музыкальных ижтрументоа Если тебе приходилось заглядывать внутрь рояля нлн пианино, то ты не мог не заметить, что нх струны, сохцающне наиболее высокие звуки, значительно короче и тоньше струн, создающих наиболее низкие звуки. Проведи такой опыт. Вбей в доску длиной около 1 м два гвоздя и натяни между ними тонкую стальную проволоку, рыболовную леску нли прочную нитку (рис.
323). Оттяни слепи струну и отпусти~ Она, колеблясь, создаст звук. Запомни высоту этого звука. Теперь найди точно середину струны, подставь под нее в этом месте какой-либо небольшой твердый предмет и заставь колебаться одну из половинок струны. Что получилось? Звук, созданный половиной струны, очень похож на звук всей струны, но он более высокий. Ты вдвое сократил геометрические размеры струны. При этом высота звука тоже удвоилась.
Частотньй интервал между двумя такими звуками называют октавой. Числом октав оценивают диапазоны звуковых частот музыкальных инструментов, голоса людей, певчих птиц. Звуковой спектр пианино, например, 7 1/2 октавы. Середина клавиатуры этого м)ь зыкального инструмента показана на рна 324. Это первая октава. Она начинается со звука «до» н кончается звуком «си». Вверх от этой октавы (иа рис. 324-ютраво) идет вторая октава, за ней третья, четвертая и неполная пятая октавы, а вниз (иа рис.
324-влево)-ма- Рпс. 323. Опыт со струной з х вй дд доез (РЕ домаль! ЯЕ доез (ми деиоль) О' О>Л доез телль де>талы ГОль доез (Ля демоль) ЯЯ диез (ОИ де>толь) ТЕРМЕНВОКС 440 Гц. Подсчитай, какова должна быть частота «ля» других октав звукового диапазона. Источником звука может быть головка громкоговорителя, к ыоторой подводится переменное напряжение, например от генератора звуковой частоты А если частоту колебаний этого генератора измен>пь плавно или скачкообразно? Тогда также плавно илн скачкообразно будет изменяться высота звука, создаваемоп> головкой громкоговорителя.
Этот принцип и лежит в основе работы электромузыкальных инструментов. Рнс. 324. Звуки первой октавы н сс ча- стотный диапазон лая октава, большая октава, контроктава и несколько клавишей субконтроктавы. Всеп>, таким образом, более семи октав, охватывающих диапазон звуковых частот примерно от 25 до 4000-4500 Гц. Фактически же верхний участок диапазона звуковых колебаний„возбуждаемых пианино или роялем, значительно больше — за счет гармоник звуковых колебаний основных частот. В каждой октаве двенадцать клавиш.
Из них семь белых, соответствующих звукам «до», «ре», «ми», «фа», «соль», «ля» и «сю> и пять черных, соответствующих звукам «до диез» («ре бемоль»), «ре диезе («ми бемолы>), «фа диез» («ля бемоль») и «ля диез» («сн бемоль»). Струна каждой клавиши настроена на строго определенную частоту колебаний. На рис. 324 частоты колебаний струн первой оытавы утптзаны на клавишах и возле них.
Посмотри на эти цифры. По ним »южно судить о частотах звуков любой другой октавы. Ведь частоты звуыов каждой октавы в два раза больше или меньше частот звуков соседней. Так, например:, частота звука «си» первой октавы в два раза больше частоты звука «си» малой октавы, а частота звука «до» первой октавы в два раза меньше частоты звука «до» второй оытавы, Прн настройке музыыальных инструментов за эталон принят звук «лм» первой октавы.
Частота колебаний вибраторов, создающих этот звук, равна Структурная схема этого исторического элеытромузыкальното инструмента показана на рис 325. Он состоит из двух генераторов, смесителя и усилителя ЗЧ, на в»>ход которого включена головка громкоговорителя. Частота генератора Г1 фиксированная, например 100000 Гц, частота генератора Г2 может плавно изменяться в пределах, например, от 100050 1 ц до 105000 Гц. Колебания обоих т.енераторов подают на вход смес>пела. На выходе смесителя, образуются колебания, частота которых зависит от настройыи контура генератора 12 и может изменяться в довольно широких пределах.
Для нашего примера наивысшая звуковая частота будет 105000-100000 = 5000 Гц, а наинизшая 1000% — 100000= 50 Гп, т.е. она может изменяться от 50 Гц до 5 кГц. После усиления головка громкоговорителя преобразует колебания этих частот в звуки соответствующих им высот. Исполнитель музыкального произведения изменением расстояния ладони руки относительно антенны-штыря изменяет частоту генератора с плавной настройкой. Антенна подключена ы колебательному контуру этого генератора.
Ладонь руки и антенна в данном случае являются ни чем иным, ыак обклалками конденсатора, емкость которого изменяется в зависимости от расстояния между ними. А поскольку этот «коцленсатор переменной емкости» вместе гь ! Рнс 325. Структурная схема терменвокса 333 81 РРрг1Р8 с анзенной подключен к колебательному контуру генератора, частота его изменяется. Это — главное в инструменте, созданном более 60 лет назад Л.С.
Терменом. Разумеется, что в этом инструменте есть узлы, позволяющие изменять тембр и громкость звука-все то, что заставляег звук «жить», Терменвокс предсгавляет собой относительно сложное радиотехническое устройство. Но главная сложность заключается не в конструкции, а в технике игры на этом инструменте. Не жжкий музыкан~ может хорошо исполнять на нем произведения композизоров. И именно поэтому, на мой взгляд„тебе нецелесообразно только ради интереса браться за конструирование терменвокса, отвечакяцего высоким требованиям музыкально~о искусства. ЗВУЧАЩАЯ КЛАВИАТУРА Вначале лля практического знакомства с электромузыкальнымн инструментами 1ЭМИ) можно сделать простейшее одноголосное электронное устройство, внешний вид и схема которого показаны на рис.
326. Играют на нелл касаясь клавиатуры ц1упом. Его музыкальный диапазон — две октавы: от «до» первой октавы до «си» второй октавы, что соответствует диапазону звуковых частот от 260 до 988 Гц. Это, конечно, не электромузыкальный инструмент в полном смысле этого слова, а нсего лишь электромузыкальная игрушка, су- Рис 326. Впелдшй»нд в схема простейшего ЭМИ венир.
Но на нем все же можно играть многие несложные музыкальные мелодии. Лично я слышал их в исполнении сщрейшего радиолюбителя 1О. Пахомова-автора этой звучащей клавиатуры. Принципиальная схема ЭМИ должна напомнить тебе схему генератора колебаний звуковой частоты на логических элементах 2И-НЕ (см. рис. 305). Но в том генераторе частоту колебаний ты изменял плавно переменным резистороль а здесь частота колебаний изменяется скачкообразно при включении в частого задающую цепь резисторов разных номиналов. В устройстве работает знакомая тебе микросхема К155ЛА3, содержащая четыре логических элемента 2И-НЕ В данном случае все ее элементы включены инверторамн.
Элементы Р1.1, 012 и О1.3 образуют генератор тона, а элемент 131.4 совместно с первичной обмоткой трансформатора Т1 — усилитель мощности генерируемых колебаний звуковой частоты. Динамическая головка В1, подключенная ко вторичной обмотке трансформатора, преобразует эти ко- лебания в звуковые разной тональности. Пит ается ЭМИ от батареи 3336Л, «Планета-2» или трех элементов 322, соединенных последовательно.
Максимальный потребляемый ток не превышает 30 мА. Частота колебаний генератора тона определяется емкостью конденсатора С1 и тем из резисгоров К1 — К24, который через щуп 81, подключенный к выходу 8 элемента П1З, и клавишу„ соответствующую этому тону, включается в часготозадающую цепь генератора. Чем меньше сопротивление резистора, включенного в эту цепь, тем выше тон звука Звуку «до» первой октавы соответствует включение в цепь резистора К1, а звуку «си» второй октавы включение щупом резистора К24. Номиналы резисторов К1-К24 подбирают опытным путем при настройке ЭМИ. Основой ЭМИ служит плата из фольгированного стеклотекстолита.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
