Laulukondensaattori: Kuinka Theremin toimii

Kun lautanen laskeutuu ja paikallisviranomaiset huutavat saadakseen hallintaa, kuulet todennäköisesti soundtrackissa aavemaisen thereminin valituksen. Leon Theremin keksi laitteen vuonna 1928. Se aloitti elämänsä Neuvostoliiton laboratoriouteliaisuutena, ennen kuin siitä kehittyi nykyinen laite.

Orkesterinkapellimestarien heiluttavista käsivarsista inspiroituneena Theremin käytti läheisyydentunnistustekniikkaansa luodakseen kontaktittoman instrumentin. Siitä lähtien theremin on ollut B-elokuvien ja kokeellisen musiikin tunnusmerkki sekä täydellinen tee-se-itse-projekti uteliaille muusikoille.

Thereminin palaset

Klassinen theremin-design on petollisen yksinkertainen. Ensi silmäyksellä se näyttää olevan vain puinen laatikko, jossa on kourallinen säätimiä, sekä kaksi hämmästyttävän teollisen näköistä antennia kummassakin päässä.

Pystyantenni ohjaa instrumentin korkeutta, kun taas vaaka-antenni muuttaa sen äänenvoimakkuutta. Nämä tunnetaan vastaavasti äänenkorkeus- ja äänenvoimakkuusantenneina.

Joten miten se toimii?

Nämä kaksi antennia luovat laajasti sähkömagneettisia kenttiä, jotka ovat vuorovaikutuksessa esiintyjän oman sähköisen kapasitanssin kanssa.

Heiluttaen käsiään näissä sähkömagneettisissa kentissä esiintyjä voi muokata tarkasti säädettäviä oskillaattoreita thereminin sävelkorkeus- ja tilavuuspiireissä. Näin he voivat pyörittää monimutkaisia ​​melodioita, näennäisesti tyhjästä!

Siellä on paljon purettavaa. Saadaksesi paremman käsityksen siitä, miten tämä toimii, tutkitaan kahta perusosaa, jotka muodostavat minkä tahansa syntetisaattorin: oskillaattorit ja modifioijat.

Mikä on oskillaattori?

Kun puhutaan syntetisaattoreista, voit ajatella oskillaattoria äänen lähteenä. Analogisissa syntetisaattoreissa, kuten thereminissä, oskillaattori on sähkökomponentti, joka tuottaa vaihtovirtajännitteen. Tämä visualisoidaan usein siniaaltoina:

Tämä analoginen oskillaattori ja sen vaihtojännite ovat syntetisaattorimme sydän. Kaikki muu on a muuntaja – eli kuinka yksinkertaisesta vaihtojännitteestä siirrytään laulavaksi, soivaksi, syntetisaattoriksi!

Aiheeseen liittyvä: Mikä on ero AC: n ja DC: n välillä ja kuinka voit muuntaa ne?

Jokainen oskillaattori voi tuottaa vain yhden äänen kerrallaan. Varhaiset syntetisaattorit, kuten theremin, käyttivät pientä kourallista oskillaattoria, joten ne pystyivät tuottamaan vain monofoninen esitys. Tämä tarkoittaa, että olipa syntetisaattori kuinka harmonisesti monimutkainen tai outo tahansa, esiintyjät pystyivät soittamaan vain yhden nuotin kerrallaan!

Tämä herättää kysymyksen: kuinka siirrymme yksittäisen vaihtovirtajännitteen tuottamisesta musiikillisen asteikon esittämiseen, puhumattakaan kokonaisesta sävellyksestä?

Modifiers Tee musiikkia

Jos oskillaattorit syntetisaattorin moottorit ovat modifioijiaovat kaikki muut auton osat. Ilman niitä olisimme jumissa ilman mitään mahdollisuutta liikkua tai tarkemmin sanottuna tehdä musiikkia!

Kuten mainittiin, analogiset oskillaattorit voivat luonteeltaan tuottaa vain yhden sävelen kerrallaan. Mutta voimme silti soittaa musiikkiasteikon yhdellä oskillaattorilla yksinkertaisesti muuttamalla sen taajuutta jokaiselle sävelelle.

Jos haluat osoittaa tämän idean paremmin, harkitse kitaran kielen käyttöä:

Tämä merkkijono on oskillaattorimme, ja sormemme on muuntaja. Painamalla merkkijonoa alaspäin muutamme sen jännitystä ja sen seurauksena sen tuottaman ääniaallon taajuutta. Mitä ylemmäs nostat kitaran kaulaa, sitä suurempi on kielen jännitys ja sitä korkeampi nuotti, joka tulee esiin, kun naputat sitä.

Samalla tavalla voit käyttää erilaisia ​​modifikaatioita oskillaattorin yksittäisen sävelen äänenkorkeuden muuttamiseksi. Tämän avulla voit soittaa monimutkaisia, vaikkakin yksiäänisiä melodioita thereminillä.

Modifioijat eivät rajoitu signaalin taajuuden muuttamiseen; voit myös muokata niitä amplitudivaihtovirtajännitteestä. Meidän tilanteessamme amplitudin lisäys lisää lähtöäänen tasoa ja päinvastoin.

Aiheeseen liittyvä: Sähköinstrumentit, joilla voit harjoitella hiljaa

Palasten yhdistäminen

Klassinen theremin koostuu kolmesta oskillaattorista: kahdesta pystysuuntaiselle antennille ja yksi vaakasuuntaiselle äänenvoimakkuusantennille.

Pitch-antenni

Pick-antennipiiri koostuu kiinteästä oskillaattorista (joka värähtelee asetetulla taajuudella) ja muuttuvasta oskillaattorista (jonka taajuutta soitin muuttaa). Säädettävä oskillaattori on kytketty pystysuuntaiseen antenniin. Tämä äänenkorkeusantenni toimii kondensaattorin puolikkaana, ja toinen puolisko on esiintyjän käsi.

Menemättä liian syvälle kondensaattorin kahden puolikkaan välinen etäisyys on kääntäen verrannollinen sen kapasitanssiin. Siksi, kun esiintyjä siirtää kättään lähemmäksi äänenkorkeusantennia, piirin kapasitanssi kasvaa.

Kun säädettävä oskillaattori on kytketty muuttamaan taajuutta antennin kapasitanssin mukaan, voit muuttaa thereminin sävelkorkeutta liikuttamalla kättäsi edestakaisin äänenkorkeusantennista!

Aiheeseen liittyvä: Midi-ohjaimet, joita voit rakentaa Arduinon avulla

Tai pikemminkin melkein.

Muuttuvan oskillaattorin taajuus on selvästi ihmisen kuuloalueen ulkopuolella. Tämän seurauksena meidän on yhdistettävä se kiinteän oskillaattorin taajuuteen. Tässä käytetään heterodynaamisen periaatetta: kaksi tai useampi yksinkertainen aalto yhdistyy muodostamaan monimutkaisempi resultanttiaalto.

Theremiinille tuloksena olevan aallon taajuus on hyvin ihmisen kuuloalueella, mikä antaa sille suunnilleen viiden oktaavin alueen.

Äänenvoimakkuuden antenni

Äänenvoimakkuusantenni toimii pitkälti samalla tavalla kuin pitch-antenni, vain ilman kahden oskillaattorin heterodynointia. Sen sijaan yksi säädettävä oskillaattori on kytketty äänenvoimakkuusantenniin. Tämän oskillaattorin vaihtelut määräävät thereminin tilavuuden.

Vihdoinkin olet valmis pelaamaan! Käden tuominen lähemmäs sävelantennia nostaa thereminin sävelkorkeutta. Käden tuominen lähemmäksi äänenvoimakkuusantennia vähentää sen äänenvoimakkuutta. Se kuulostaa yksinkertaiselta, mutta thereminin hallitseminen on yhtä monimutkaista kuin minkä tahansa muun instrumentin. Sinun ei ainakaan koskaan tarvitse etsiä kitaraa!

Sähkön saaminen laulamaan

Leon Thereminin vuonna 1928 keksimä theremin on ainutlaatuinen haaste sekä pelaajalle että elektroniikan harrastajalle.

Sen lisäksi, että sinulla on mahdollisuus tutustua ainutlaatuiseen piiriin, sinulla on myös mahdollisuus kokeilla yhtä tunnistettavimmista, mutta vieraalta kuulostavista sointisävyistä, jotka on koskaan luotu.

Ainoa asia, joka on haastavampaa kuin Thereminin ymmärtäminen, on saada se kuulostamaan hyvältä!

Mitä äänitaso tarkoittaa ja miten tavalliset komponentit eroavat?

Tekevätkö äänitasoiset kaiutinkomponentit kaiuttimista parempia? Mikä tekee näistä komponenteista ylipäätään äänilaatuisia, ja ovatko ne edes rahan arvoisia?

Lue Seuraava

Kirjailijasta