Theremin By Louis E. Garner



  Theremin je hudobný nástroj, ktorý sa ovláda pomocou dvoch antén. Vzdialenosť ruky od prvej antény určuje výšku tónu. Podobne sa druhou anténou ovláda hlasitosť.

    Zapojenie
  Zo strany pedagóga je toto zapojenie, pre žiakov vyšších ročníkov, veľmi vďačné. Plošný spoj je pomerne jednoduchý, zapojenie obsahuje veľa súčiastok, dokonca je nutné navinúť cievky a pri oživení sa aktívne spolupracuje s osciloskop.
  Schéma zapojenia je na obrázku 1. Keďže je zapojenie z roku 1957, niektoré súčiastky sa už nevyrábajú a museli sme ich nahradiť novými súčiastkami. (Treba dať pozor na inak zoradené vývody nadradených tranzistorov). Pri oživení sme boli nútený zmeniť hodnoty ešte niektorých súčiastok. Celkový zoznam nami použitých súčiastok je na konci článku.
  Chcel by som ešte upozorniť na jednu chybu v (originálnom PDF) osadzovacom pláne, kde rezistor v strede je označený ako R7 namiesto R5.
  Všetky cievky majú mať rovnakú hodnotu. Táto hodnota má byť v rozmedzí 50uH až 300uH. V našom zapojení sme použili cievky, ktoré sme vyrobili z nabíjacích hmoždiniek o priemere 6mm. Pri 200 závitoch sme dostali indukčnosť 100uH (bez jadra). Pre oscilátory na „výšku tónu“ (cievky L1, L2) sme použili ako jadro iba skrutky, ktoré boli pri hmoždinkách. To funguje bez problémov. No pri oscilátoroch s cievkami (L3 a L4) sme museli použiť feritové jadrá.

  Schéma zapojenia, návrh plošného spoja s osadením a celkový popis je na stiahnutie vo originálnom dokumente (formát .PDF) na konci článku za pomoci tlačidiel.

    Stavba
 Okrem dvoch tyčových antén, vypínača S1 a batérie B1 sú všetky komponenty zostavené na doske s plošnými spojmi, ako je znázornené na obrázku 2. Izolovaný prepoj je nutné osadiť medzi C15 a R20. Namontujte dosku PCB do vhodnej skrinky so štyrmi upevňujúcimi skrutkami, pričom dbajte na to, aby boli vyvŕtané vhodné otvory skrinkou na uchytenie ladiacich cievok L2 a L4. Cievky L1 a L3 sú namontované na malých L-konzolách. Na začiatku by mali byť tieto konzoly nastavené tak, aby bola L1 v pravom uhle k L2, a L3 v pravom uhle k L4. Spínač S1 sa montuje aj na skriňu v oblasti ladiacich cievok L2 a L4, pričom batéria je pripevnená k stene skrini. Na anténu „výšky tónu“ a „ovládania hlasitosti“ možno použiť obyčajnú dosku s plošnými spojmi potiahnutú meďou. Pripojte záporný kábel batérie ku svorke B na PCB doske, potom pripojte kladný vodič batérie, cez S1, ku svorke A. Stredný vodič koaxiálneho kábla audio výstupu je pripojený ku svorke C na PCB doske, pričom opletenie (tienenie) je prispájkované k zemi.

    Ladenie
  Hoci sa theremin používa s externým audio zosilňovačom a reproduktorom, nepotrebuje žiadny špeciálny nástroj na naladenie.

Postup pre naladenie nástroja.
  1. Dočasne vykráťte emitor a kolektror na tranzistore Q5 pomocou krátkej prepojky.
  2. Prednastavte jadrá cievky (L1, L2, L3 a L4) do ich strednej polohy.
  3. Pripojte výstupný kábel thereminu k audio zosilňovaču (s reproduktorom). Ideálny je gitarový zosilňovač. Zapnite zosilňovač, zvýšte hlasitosť takmer na plnú úroveň.
  4. Theremin zapnite spínačom S1 a nastavte jadro cievky L2 (držte ruky alebo iné časti tela mimo výškovej antény), kým sa z reproduktora neozve nízkofrekvenčné vrčanie.
  5. Vypnite theremin a odstráňte skrat z Q5.
  6. Znovu zapnite theremin a nalaďte cievku L4, kým nenájdete bod, kde je počuť vrčanie. Potom nastavte cievku L3, kým sa zvuk nezníži takmer na nulu. Toto nastavenie, aj keď je trochu kritické, bude po doladení stabilné.
  7. Nakoniec nastavte cievku L2, kým sa tón vrčania nezníži až zmizne.

  Ak sú cievky správne nastavené, nezneje žiaden tón. Keď sa operátor približuje k tyčke „výšky tónu“, malo by byť počuť hlboký tón. Ako sa ruka približuje k tyči, zvyšuje sa výška tónu. Čím viac sa operátor približuje k tyči „hlasitosti“, tón vychádzajúci z theremína znie hlasnejšie.
  Po počiatočných nastaveniach je možné L2 a L4 z času na čas znovu nastaviť (pomocou prednej časti gombíkov na paneli) podľa potreby. Umiestnenie cievky L1 vzhľadom na L2 určí tvar výstupnej vlny a tým aj jej harmonickú zložku tónu. Ak je cievka L1 nastavená oproti L2 v uhle viac ako 90%, výstupný signál obsahuje viac harmonických frekvencií. Naopak, ak je uhol menší, signál ma tendenciu nadobudnúť pulzný charakter.


   [1] By Louis E. Garner, Jr., Published November 1967, Popular Electronics




    Datasheet: (pre porovnanie vývodov)



  Zoznam súčiastok: (v zátvorke je pôvodna hodnota a typ)
    C1, 6 - 330pF (390pF - keramický)
    C2, 7, 17, 22 - 1nF (polystyren - svitkový)
    C3, 8, 19 - 100nF (keramický)
    C4, 9 - 10uF/16V (elektrolitický)
    C5, 10 - 56pF (60pF - polystyren - svitkový)
    C11 - 220uF/16V (200uF/15V - elektrolitický)
    C12 - 47nF (1nF - keramický)
    C13 - 10nF (keramický)
    C14 - 1nF (1nF - keramický)
    C15 - 15nF (1nF - keramický)
    C16 - 10uF/16V (5uF/15V elektrolitický)
    C18 - 10nF (polystyren - svitkový)
    C20 - 30pF (4.7pF - keramický)
    C21 - 22pF (4.7pF - keramický)
    R1, 4, 17 - 47kΩ
    R2, 5, 18 - 33kΩ
    R3, 6, 7, 8, 11, 19 - 1kΩ
    R9, 12, 16, 20 - 10kΩ
    R10, 13 - 100kΩ
    R14, 15 - 4.7MΩ
    L1, 2, 3, 4 - 50uH až 300uH - nastaviťeľná cievka
    Q1, 2, 4 - BC328-40 (MPS3638 PNP)
    Q3, 5 - BC338-40 (MPS3708 NPN)
    Q6, 7 - J111 (TIS 59 - N-JFET)
    D1 - UF4006 (1N34A)