В настоящее время известно большое число разнообразных по устройству и звучанию электромузыкальных инструментов. О некоторых из них хорошо осведомлены широкие круги радиолюбителей и музыканты, о других знает лишь ограниченный круг специалистов. Есть простейшие инструменты, собранные всего на одном транзисторе, но существуют и такие, которые по сложности своего устройства могут соперничать с электронными вычислительными машинами. В этом параграфе мы будем рассматривать только относительно простые электромузыкальные инструменты, рассчитанные на повторение начинающими радиолюбителями и электромузыкантами. Часть описываемых инструментов больше напоминает собой транзисторизованиые игрушки. Но так или иначе принципы, на которых основано действие этих инструментов, являются основополагающими для более сложных и совершенных инструментов, приборов и средств автоматики.
Электронный орган на однопереходиом транзисторе. Одним из новых и перспективных в любительской практике полупроводниковых приборов является однопереходный транзистор . Наиболее часто подобные транзисторы используют в разного рода задающих генераторах, где частоту генерации можно менять в очень широких пределах путем изменения сопротивления или емкости в цепи эмиттера. Это свойство генераторов на однопереходных транзисторах использовано в простейшем электронном органе, принципиальная схема которого приведена на рис 41. Здесь транзистор Т1 включен в автогенератор электрических колебаний, частота которого изменяется при нажатии какой-либо из клавиш А—3, которые соединяют переменные резисторы R4—R11 с эмиттером однопереходного транзистора Т1. Частоту генерируемых колебаний, а следовательно, тон звучания можно регулировать путем соответствующей подстройки этих резисторов.
«Электронный орган» по схеме рис. 41 не имеет ни усилителя мощности, ни громкоговорителя, необходимого для создания звуковых колебаний. Поэтому его нужно присоединять хотя бы к гнездам для подключения звукоснимателя, имеющимся в каждом радиовещательном приемнике. В качестве транзистора Т1 наиболее подходит отечественный однопереходный транзистор КТ117.
Источником питания могут служить две последовательно соединенные батареи 3336Л. В журнале американских радиолюбителей, где описан этот «электронный орган», указано, что он может быть использован не только как занимательная игрушка, по с большой практической пользой в качестве многоканального сигнального устройства, например электрического звонка. При этом сигналы различаются не по числу звонков, а по тону сигнала, зависящему от нажатия той или иной клавиши.
Электронная канарейка. С давних времен канарейки радуют своим пением любителей природы. Но содержание канареек в домашних условиях требует определенного искусства и терпения. Видимо, по этим причинам в Японии и США появились в продаже искусственные канарейки, внешие очень похожие на настоящих и издающие трели, близкие к пению натуральных канареек. Источником этого пения являются миниатюрные транзисторные генераторы электрических колебаний специальной формы, которые при воспроизведении через динамическую головку имитируют пение настоящих канареек. Электронная канарейка имеет небольшие размеры и размещается в поддоне клетки, внутри которой помещается чучело или муляж птицы.
На рис. 42 приведена принципиальная схема электронной канарейки. Следует указать, что полярность включения электролитического конденсатора С1 указана правильно, так как она в данном устройстве определяется характерными процессами, происходящими в нем, а не полярностью источника питания.
Устройство, показанное на рис. 42, представляет собой блокинг-генератор на транзисторе Т1, время работы которого определяется полупериодом частоты повторения колебаний мультивибратора на транзисторах Т1 и Т2, а частота плавно меняется за время рабочего цикла блокинг-генератора.
Для изготовления канарейки с транзисторным оборудованием по схеме рис. 42 можно использовать транзисторы KT3I5 (Т1) и МП37 или МП38 (Т2). Оригинальные образцы электронных канареек питаются от четырех последовательно соединенных элементов 316 Конденсатор С1 может быть типа К50-6 на рабочее напряжение не менее 10 В. Резистор R8 проволочный, самодельный. Его сопротивление подбирается опытным путем. При этом следует учесть, что с уменьшением этого сопротивления растет выходная мощность, но зато увеличивается влияние параметров громкоговорителя на частоту блокинг-генератора, что нежелательно.
Налаживание устройства несложно и сводится в основном к установке при помощи переменного резистора R7 желаемой частоты повторения трелей. Для удобства эксплуатации электронной канарейки рекомендуется разместить все элементы электронного устройства в пластмассовом корпусе с отверстиями для диффузора динамической головки и оси резистора R7.
Карманная гавайская гитара. Многим знакомо своеобразное звучание музыкальных произведений, исполняемых на гавайских гитарах. Те, кто имеет представление о транзисторной технике, могут сделать себе малогабаритный электромузыкальный инструмент, с помощью которого любое низкочастотное устройство (например, радиоприемник) сможет издавать звуки, весьма близко напоминающие характерное звучание гаванской гитары. Вследствие своей простоты аппарат перекрывает всего две октавы.
В этом, конечно, он уступает настоящей гаванской гитаре, но зато занимает мало места. Собрать и наладить карманную гавайскую гитару может даже начинающий радиолюбитель. На рис. 43 приведена принципиальная схема такой гитары. Она работает следующим образом. Транзисторы Т1 и Т2 образуют задающий генератор, частота которого регулируется переменным резистором R1 («Тон»). Кроме того, она дополнительно модулируется по частоте колебаниями второго генератора на транзисторе Т3 (частота этих колебаний равна 6 Гц).
Модулированное по частоте напряжение задающего генератора, снимаемое с эмиттеров транзисторов Т1 и Т2, поступает через резистор R11 на эмиттер транзистора Т4. База последнего соединена непосредственно с общим проводом питания через резистор R16 и конденсатор С6, а также через резистор R15 и выключатель В1 («Игра») с плюсом питания. Выключатель В1 нормально разомкнут, напряжение смещения на базе транзистора Т4 равно нулю и транзистор Т4 закрыт. В результате выходное напряжение сигнала на коллекторе транзистора Т4 отсутствует.
При включении B1 конденсатор С6 начинает заряжаться через резистор R15, вследствие чего появляется напряжение смещения на базе транзистора Т4. По мере заряда С6 оно начинает увеличиваться, сначала быстро, потом медленно, пока не достигнет своего пре- дела, равного отношению сопротивления резистора R16 к сумме сопротивлений резисторов R15 и R16. Именно в результате плавного изменения смещения на базе транзистора Т4 частотно-модулированные колебания задающего генератора получают специфическую окраску.
Время установления колебаний на выходе устройства зависит от сопротивления резистора R16 и при его значении, указанном на рис. 43, составляет 1,5—2 с. При желании это время можно менять, подбирая номинал резистора R16, который целесообразно заменить переменным сопротивлением 510 кОм.
Резистор R4 регулирует глубину частотной модуляции, т. е. глубину вибраций. На время налаживания его также рекомендуется заменить переменным резистором сопротивлением 510 кОм. Частота модуляции может быть скорректирована путем замены резистора R6 переменным с сопротивлением 2—3 кОм.
Шкалу переменного резистора R1 («Тон») калибруют по музыкальным нотам, начиная от «си», используя в виде эталона настройки пианино или другой музыкальный инструмент. Процесс игры на описываемом «инструменте» несложен. Включают питание, выход устройства соединяют экранированным проводом с гнездами звукоснимателя приемника или со входом специального усилителя НЧ. Далее нажимают кнопку «Игра» и, вращая ручку «Тон», устанавливают желаемую тональность звучания. Громкость его регулируют органами управления усилителя НЧ или приемника, совместно с которыми используется инструмент. Мелодию подбирают, изменяя время нажатия на кнопку «Игра» и одновременно вращая с той или иной скоростью ручку «Тон».
При изготовлении карманной гавайской гитары могут быть использованы транзисторы типа МП40 или МП41 с любыми последующими буквенными индексами. В качестве источника питания целесообразно использовать две последовательно соединенные батареи 3336Л. Все детали инструмента во избежание действия внешних наводок должны быть размещены в металлическом корпусе.
Описанные выше электромузыкальные инструменты с успехом могут быть применены на различных детских концертах, в походах и для художественной самодеятельности. Здесь может оказаться Полезным также еще один электромузыкальный инструмент, описываемый ниже.
Электронный контрабас . Трудно контрабасисту. Его музыкальный инструмент высотой в рост человека ограничивает возможности перемещения исполнителя и пользования общественным транспортом, является темой различных юмористических рассказов. Вспомните, например, рассказ А. П. Чехова «Любовь с контрабасом».
Несмотря на всю свою громоздкость и внешнюю неуклюжесть, контрабас наряду с ударными является одним из ведущих инструментов практически любого эстрадного оркестра.
Но размеры контрабаса можно уменьшить, если выполнить его в виде электронного устройства. Электронный контрабас без труда можно будет брать с собой всюду, где он только потребуется. Для питания такого контрабаса можно использовать малогабаритную гальваническую батарею, а если понадобится озвучить просторные помещения, присоединить его к НЧ тракту обычного приемника или радиолы.
Электронный контрабас не может полностью заменить настоящий хотя бы потому, что он перекрывает только одну октаву, в то время как обычный две с половиной, но зато простота и доступность изготовления, а также небольшие размеры делают его весьма привлекательным для первых опытов с электромузыкальными инструментами.
На рис. 44 даны эскиз внешнего вида и принципиальная схема электронного контрабаса, описанного на страницах радиолюбительского журнала США.
Внешне электронный контрабас представляет собой (рис. 44, а) склеенный из тонких досок стержень с натянутой вдоль его продольной оси единственной металлической струной, перпендикулярно которой размещены 13 узких металлических полосок (ладов). Металлическая струна и лады являются элементами переключателя частот колебаний, генерируемых электронным устройством, показанным на рис. 44,6. Как видно из него, струна и лады соединены проводниками с соответствующими резисторами генератора контрабаса, вследствие чего при замыкании струны на тот или иной лад происходит изменение тональности звучания инструмента. Генератор электронного устройства контрабаса (рис. 44, б) собран на транзисторе Т1 и охвачен отрицательной обратной связью, осуществляемой двойным Т-мостом, состоящим из деталей R1 R2 С3 и С1 С2 R12—R25. Последовательно соединенные подстроечные резисторы R13—R25 включены так, как это показано на рис. 44,6, и в порядке, указанном на рис. 44, а. Струна контрабаса подключена к R25 и общему проводу (земле). Замыкание струны на лады приводит к изменению сопротивления в цепи одного из двух мостов отрицательной обратной связи, что вызывает изменение частоты генерируемых колебаний.
В составе электронного устройства контрабаса имеются еще два каскада. Один, на транзисторе Т2, служит для неискаженного усиления генерируемых колебаний; другой, на транзисторе Т3 — для усиления и сильного искажения сигнала подобно тому, как это сделано в описанных ранее «исказителях». Переключатели В1 и В2 позволяют получить различные режимы работы электронного контрабаса, а именно, когда включен только переключатель B1t на выходе устройства действует чистый неискаженный сигнал. При включении только переключателя В2 на выходе устройства действует сильно искаженный сигнал и, наконец, когда включены оба переключателя (В1 и В2) на выходе действуют гармоники и частично подавленный основной сигнал. Относительные уровни искаженного и неискаженного сигналов устанавливают, подбирая сопротивления резисторов R10 и R7 соответственно.
В устройстве по схеме рис. 44, б могут быть использованы транзисторы типа МП41А или МП42Б с коэффициентом ВСт=40-60 и более, постоянные резисторы типа ВС-0,125 или МЛТ-0,25, МЛТ-0,5, переменные R11 типа СПЗ-3 группы А нли В сопротивлением 20— 30 кОм, R13—R25 типа СПО или СПЗ-4а группы А сопротивлением 1,0—1,5 кОм, конденсаторы типа МБМ на напряжение 160 В. Источником питания могут служить две последовательно соединенные батареи 3336 Л или одна батарея «Крона-ВЦ».
Детали монтируют на двух платах: переменные резисторы R13—R25 — на металлической, транзисторы, конденсаторы и остальные резисторы — на плате из фольгированного текстолита или ге-тинакса. Обе платы устанавливают в корпусе контрабаса с задней стороны его, при этом желательно, чтобы к осям переменных резисторов был свободный доступ. Выход устройства подключают ко входу усилителя НЧ или гнездам звукоснимателя приемника посредством гибкого экранированного кабеля длиной 3—4 м, имеющего на обоих концах однополюсные или унифицированные вилки.
Лады контрабаса изготовляют из латунных или жестяных пластинок шириной 10 мм и располагают в верхней части корпуса инструмента с интервалом 40—50 мм. Общая высота контрабаса (рис. 44, а), включая штырь, должна быть по плечо исполнителю, т. е. примерно 130—150 см.
Налаживание электронного контрабаса начинают с тщательной проверки соединений деталей и проводников, полярности включения батареи. Затем выход устройства подключается ко входу усилителя НЧ и нажатием кнопки Кн1, размещенной в верхней части грифа инструмента, включается питание. Если при этом в громкоговорителе будет слышен звук низкой частоты, громкость которого меняется при вращении ползунка переменного резистора R11, то это будет свидетельствовать о том, что генератор работает. При отсутствии звука необходимо проверить исправность транзисторов и соответствие режимов работы их по постоянному току требуемым значениям. В случае отклонения более чем на ±15% необходимо подобрать сопротивление резистора R3 или заменить транзистор Т1.
Контрабас настраивают на основные тона звучания, включив только переключатель В1 и используя в качестве эталона хорошо настроенный рояль или пианино. Сначала струну прижимают к ладу А, ударяют на рояли по клавише ноты до малой октавы и переменным резистором М13 добиваются одинакового звучания рояля и контрабаса. Затем струну прижимают к последующим ладам в алфавитном порядке и, ударяя на рояли по клавишам нот, перечисленных в табл. 7, ведут соответствующими переменными резисторами дальнейшую настройку контрабаса. Очевидно, что для нее нужно иметь хороший музыкальный слух и знать музыкальную грамоту.
Окончив настройку на основные тона, подбирают такой номинал резистора R7, при котором соединенный с контрабасом усилитель НЧ (или приемником) отдает полную мощность при нахождении ползунка переменного резистора R11 в положении максимума громкости. Затем, не выключая В1 включают переключатель В2 и, подбирая сопротивление резистора R10, добиваются желаемого оттенка звучания электронного контрабаса. Налаживание заканчивают проверкой качества звучания при включении только переключателя В2. Игра на «электронном контрабасе» несложна и доступна многим.
Васильев В. А. Зарубежные радиолюбительские конструкции. М., «энергия», 1977.
Ключевые теги: ,
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Радио, 2002 год, № 5
Принцип работы игрушки основан на изменении частоты RC-генератора, у которого в качестве частотозадающего элемента использован фоторезистор. При изменении его освещенности "плавает" частота генератора, а значит, тональность звука в головных телефонах или динамической головке, подключенных к нему. Так можно "подбирать " нужную мелодию.
О "светофонах" уже рассказывалось на страницах журнала "Радио" . Но в отличие от них, предлагаемые две конструкции снабжены сенсорными регуляторами громкости.
На рис. 1 приведена схема игрушки, собранной на логической микросхеме и транзисторе.
Схема музыкальной игрушки "Светофон"
На элементах DD1.1, DD1.2 выполнен задающий генератор прямоугольных импульсов,частота которого определяется общим сопротивлением фоторезистора R1 и резистора R2, а также емкостью конденсатора С1. При увеличении освещенности фоторезистора его сопротивление уменьшается, а частота генератора увеличивается.
На элементах DD1.3, DD1.4 собраны буферные каскады, а на транзисторе VT1 ≈ усилитель мощности, нагруженный на головные телефоны BF1 (или динамическую головку сопротивлением не менее 50 Ом).
Импульсы генератора с выхода элемента DD1.3 (рис. 2, а) поступают на вход элемента DD1.4 через дифференцирующую цепочку, состоящуюиз конденсатора С2, резисторов R3, R4 и сенсоров Е1, Е2. Если сопротивление между ними велико, конденсатор С2 не будет успевать заряжаться во время действия импульса, и форма импульсов на входе этого элемента будет практически такой же (кривая 1 на рис. 2,б). На выходе элемента формируются короткие импульсы напряжения (кривая 1 на рис. 2,в), открывающие транзистор. Такие же импульсы поступают на телефоны, но громкость звука минимальна.
При уменьшении сопротивления между сенсорами, когда их "перекрывают" пальцем, конденсатор С2 успевает частично заряжаться и форма напряжения на входе элемента DD1.4 изменяется (кривая 2 на рис. 2,б). Это приводит к тому, что длительность импульса на его выходе увеличивается (кривая на рис. 2,в), а громкость звука возрастает. Дальнейшее уменьшение сопротивления между сенсорами приводит к увеличению длительности импульса на выходе элемента DD1.4 (кривая 3 на рис. 2,в), а значит, и громкости.
Кроме указанных на схеме, в устройстве можно применить микросхему К564ЛЕ5, К561ЛА7, К564ЛА7, диод КД521А, КД503А, КД103А. Полярные конденсаторы ≈ К50-6, К50-35 или аналогичные импортные, неполярные ≈ КЛС, К10-17. Фоторезистор ≈ СФ2-5, СФ2-6, ФСК-К1. Телефоны BF1 ≈ ТОН-2 или другие высо-коомные (более 500 Ом), при использовании низкоомных телефонов или динамической головки надо установить транзистор КТ972 с любым буквенным индексом.
Большинство деталей устройства монтируют на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Плату помещают в светонепроницаемый пластмассовый корпус, в котором надо выпилить отверстие размерами примерно 10x30 мм. Напротив отверстия на расстоянии 20...30 мм размещают фоторезистор. Сенсоры представляют собой пластину односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами примерно 20x30 мм, металлизация на которой разрезана с зазором около 0,5...1 мм посередине вдоль широкой стороны. Образовавшиеся две металлизированные площадки соединяют с соответствующими деталями устройства. Недостаток этой простой конструкции ≈ зависимость диапазона регулировки громкости от частоты задающего генератора. Избежать его удалось в более сложном "светофоне" (рис. 4), выполненном на микросхеме, содержащей два ОУ.
На ОУ DA1.1 собран RC-генератор прямоугольных импульсов, частота которого зависит от сопротивления фоторезистора R10. На ОУ DA1.2 собран усилитель мощности, к выходу которого можно непосредственно подключать высокоомные головные телефоны (скажем, ТОН-2). Для подключения динамической головки сопротивлением около 50 Ом (например, 0,5ГДШ-9) устройство следует доработать в соответствии с рис. 5.
Питается устройство однополярным напряжением, поэтому для нормальной работы микросхемы применена искусственная "средняя точка" из резисторов R8, R9 и конденсаторов СЗ, С4.
Громкость звука регулируют с помощью сенсоров Е1, Е2 ≈ при уменьшении сопротивления между ними на вход усилителя мощности поступает сигнал большего уровня и громкость звука возрастает. Чувствительность сенсорного регулятора громкости можно устанавливать подстроенным резистором R5.
В этом устройстве, кроме микросхемы, допустимо применить такие же детали, что и в предыдущей конструкции, подстроенный резистор ≈ СПЗ-19. Большинство деталей, в том числе и сенсоры, размещены на печатной плате (рис. 6) из двусторонне фольгированного стеклотекстолита.
Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)
Плата одновременно является и передней панелью устройства, в которой выпилено окно для освещения фоторезистора. Со стороны, противоположной размещению деталей, расположены сенсоры (показаны штриховыми линиями). Плата будет крышкой светонепроницаемого пластмассового корпуса. На окно должен падать свет от любого источника. Закрывая окно рукой или пальцами в большей или меньшей степени, изменяют частоту сигнала, а касаясь сенсоров пальцем, ≈ громкость звука. Чем сильнее нажатие на сенсоры, тем громче звук.
ЛИТЕРАТУРА
1. Доценке Ю. Светофон. - Радио, 1984, № 11, с. 49.
2. Нечаев И. Электромузыкальный инструмент "Светофон". - Радио, 1990 ,c. 60, 61.
Источник: журнал « Техника – молодёжи» , №3 за 1960 год. Автор: Б.Орлов (инженер). Статью дополнил небольшой заметкой об эмиритоне из того же журнала, но из №1 за 1946.
«Электромузыкальные инструменты благодаря широкому диапазону высоты, силы и богатству тембров расширяют творческие возможности не только композитора, но и музыканта-исполнителя. А такие качества, как выразительный, красивый звук, в соединении с певучестью, богатством тембров и доступностью техники исполнения обеспечивают их массовое распространение и превращают их в серьёзный фактор проникновения высокой музыкальной культуры в быт». (Из высказываний народного артиста СССР академика Б. В. Асафьева)
Немного истории
Удивляют ли нас богатые и разнообразные выразительные возможности современного оркестра? Нет, они кажутся сейчас такими естественными. Ведь музыкальные инструменты и техника игры совершенствовались веками. Мы редко задумываемся над тем, что композитор XVII столетия не располагал и половиной тех средств, какие имеются у композитора наших дней. А между тем ещё сравнительно недавно музыка исполнялась лишь с крайними оттенками силы звука: либо тихо, либо громко. Композиторы не знали ещё, какие возможности таит в себе постепенное усиление или ослабление звучности. И когда в середине XVIII столетия итальянский композитор и дирижёр Иомелли впервые прибегнул к этим эффектам, впечатление было ошеломляющим: при нарастании силы звука слушатели, затаив дыхание, дружно поднялись со своих мест...
Духовые инструменты оставались очень несовершенными. А такие инструменты, как тромбон, туба, челеста, саксофон, вообще ещё не были изобретены. С их появлением примерно а середине прошлого века сложился состав симфонического оркестра, сохранившийся в основном до наших дней.
С той поры работа по конструированию новых инструментов замерла. Дальнейшее обогащение звуковой палитры оркестра происходило уже только с помощью усовершенствования инструментов и роста исполнительского мастерства.
Однако в конструкциях классических музыкальных инструментов имеется немало недостатков: во многих отношениях они и теперь далеки от совершенства. В арсенале оркестровых красок современный композитор порой не находит всего необходимого для воплощения своих творческих замыслов. Каждая группа инструментов – медных, деревянных, струнных, ударных – в какой-то мере скована и ограничена в своих возможностях, как была бы ограничена живопись, если бы краскам художника были свойственны лишь мазки определённой формы.
Певучие и выразительные смычковые инструменты слабозвучны, а громкие медные – малоподвижны. Весь диапазон звуков по высоте разбит не ряд довольно узких участков, приданных отдельным инструментам оркестра.
Звуковая палитра оркестра прерывиста, её состояние напоминает периодическую систему элементов Менделеева в то время, когда пробелы в её рядах были ещё далеко не заполнены.
А тембр – окраска звука? Это свойство, по которому мы легко узнаем инструменты, даже если они нам не видны, остаётся неизменным не у каждого из них. При игре в разных регистрах меняются тембры трубы, тромбона, фагота, как если бы оттенки красок художника менялись по мере ведения кистью по холсту. А можно ли представить себе картину с яркими красками только в средней части холста, вверху – белёсыми, а внизу – приглушёнными или грязноватыми? Сколько же энергии должен затратить композитор, чтобы овладеть беспорядочными и коварными красками оркестра!
Не меньше преград на пути к мастерству и у исполнителя. Только многие годы упорной и настойчивой тренировки, начинаемой обычно ещё в детские годы, дают ему полную и всепобеждающую власть над инструментом. Этого требует сам принцип получения звука: механическое колебание струн или столба воздуха в трубе. Вполне понятно, что в век автоматики и электроники развитие музыкальных инструментов не могло уже идти по старому механическому пути.
Первые шаги электромузыки
Великие технические открытия: телеграф, телефон, радио – дали создателям новых музыкальных инструментов – этого материального тела музыки – совершенно новые средства. Мы называем их теперь радиоэлектронными. Возникла – область увлекательнейшего творческого сотрудничества радиотехников, акустиков и музыкантов. Работа а этой области оказалась плодотворной: одна за другой стали появляться разнообразные конструкции инструментов.
На первых порах они были очень сложны, несовершенны и удручающе громоздки. Так, один из первых электрических органов – – весил 200 т. Он, конечно, остался лишь лабораторным опытом. Не был доведён до практической реализации и инструмент его соотечественника Ли де Фореста, изобретателя трёхэлектродной лампы.
Первым электромузыкальным инструментом, получившим широкую известность во всем мире, был . Вспоминая о первых шагах нового инструмента, он рассказывает:
– Мне, физику и радиотехнику, получившему также музыкальное образование в Ленинградской консерватории, казалось, что применение в музыке радиолампы, которая в двадцатые годы была такой же новостью, как сейчас атомный реактор, открывает заманчивые перспективы. Создавая свой инструмент, я хотел сделать так, чтобы звук повиновался исполнителю непосредственно, без промежуточной механической среды – так, как оркестр повинуется дирижёру. В этом инструменте звук извлекается необычно, свободным движением руки в пространстве около небольшой металлической палочки – антенны. Впервые я продемонстрировал его в 1921 году на VIII электротехническом съезде. Тогда я исполнил на терменвоксе (так предложил называть новый инструмент один из музыкальных критиков) несколько произведений , Сен-Санаса и народной музыки.
В терменвоксе используется работе двух высокочастотных генераторов. При движении руки около антенного стержня меняется ёмкость колебательного контура, а следовательно, и частота одного из генераторов. Звуковая частота, необходимая для исполнения музыки, получается как разность высоких частот, возбуждаемых генераторами.
Вслед за терменвоксом появился целый ряд электроинструментов. Это ильстон композитора И.Г.Ильсарова, близкий по устройству и способу извлечения звука к терменвоксу, грифовый инструмент сонар инженера Н.С.Ананьева, виолена В.А.Гурова, клавишные инструменты: экводин конструкции А.А.Володина, компанола И Д. Симонова и другие.
В послевоенные годы были созданы новые конструкции электромузыкальных инструментов, которые уже можно считать серьёзными соперниками инструментов обычного типа. Среди них эмиритон А.А.Иванова и А.В.Римского-Корсакова, «В-9» А.А.Володина, оригинальный многоголосный инструмент рижского радиолюбителя Л.Вингриса. Но особенно интересны миниатюрные электронные рояли композитора Ильсарова. Они содержат всего шесть электронных ламп (без усилителя), но могут работать и на двух лампах.
Как они устроены?
Что же представляют собой электромузыкальные инструменты ?
Несмотря на большие различия в конструкциях, схемы таких инструментов создаются по общему принципу. Сердцем инструмента является генератор тона, похожий на генератор радиопередатчика. В большинстве случаев он работает на электронных лампах и возбуждает электрические колебания очень сложной формы.
Почему необходимо генерировать именно такие электрические колебания? Дело в том, что состав музыкальных звуков далеко не прост. Они складываются из колебаний воздуха с различными частотами и интенсивностями. В суммарном колебании несколько составляющих. Одна из них имеет самую низкую частоту. Она называется основным тоном, остальные – обертонами. Для периодических колебаний, какими являются музыкальные звуки, частоты обертонов кратны частоте основного тона, то есть превосходят её в целое число раз. Это так называемые гармоники. В звуковом спектре инструмента от них во многом зависит тембр. Например, в создании тембра кларнета участвует 11 гармоник. Звук, очень бедный ими, кажется неярким и маловыразительным, а когда гармоник нет совсем, он производит на слух простейшее впечатление и потому называется простым, или чистым, тоном.
Сложные электрические колебания, возбуждаемые генератором тона, содержат большое число гармоник. Поэтому на электромузыкальном инструменте легко получаются самые разнообразные тембры, которые могут приближаться к тембрам обычных инструментов, а могут быть и совершенно новыми. Клавиши инструмента снабжают контактами, которые включают в цепях генератора электрические сопротивления различной величины. Это позволяет получать звуки во всех регистрах музыкальной шкалы, от самых низких до самых высоких.
В следующем блоке электромузыкального инструмента регулируется характер возникновения звука и его затухания. Эти процессы сильно влияют на тембр и могут совершенно преобразить его. Дальше электрический ток направляется в так называемые ферментные цепи, где происходит усиление некоторых гармоник. В обычных инструментах такое усиление даёт корпус, который служит акустическим резонатором и подчёркивает звучание отдельных частот в спектре звука. Затем электрический ток поступает в усилитель, снабжённый педальным регулятором громкости. Это позволяет изменять силу звука в максимально широких пределах, при желании постепенно наращивая или ослабляя её. Источником звука является динамический репродуктор.
Синтетический звук
Кроме конструирования новых исполнительских инструментов, есть ещё одна интересная область электромузыки – создание электронных аппаратов, предназначенных для работы композиторов. Принцип, на котором они основаны, очень прост. Любое музыкальное звучание может быть представлено как некоторый набор чистых тонов. Наоборот, имея достаточно большое их число, можно получить звуки каких угодно высот, громкости, тембра. Работая с подобным аппаратом, композитор становится как бы селекционером звуков. Соединяя их в разнообразных сочетаниях, он создаёт невиданные до сих пор звуковые плоды – гибриды, получение которых технически не достижимо для обычного оркестра. Поскольку такой аппарат использует идею соединения, синтеза простых звуков для получения сложных, то он называется синтезатором.
Исследования в этой области у нас начались ещё в 30-е годы. Здесь много поработали изобретатели . Они использовали возможности кино: ведь на киноленте звук записывается в виде хорошо заметной на глаз волнистой линии. При объединении записей различных чистых тонов в один звуковой график, нарисованный от руки, им удалось получить звуки, обладающие своеобразными и интересными тембрами. Однако этот способ не получил большого распространения, так как рисование звука – очень кропотливое и сложное дело.
Работу в этой области продолжил кандидат технических наук Е.А.Мурзин, совсем недавно закончивший многолетний труд по созданию электронного синтезатора музыки. Конструктор назвал его – в честь замечательного русского композитора Александра Николаевича Скрябина, в музее которого аппарат сейчас установлен.
АНС предоставляет в распоряжение композитора 576 чистых тонов, перекрывающих 8 октав музыкальной шкалы. Устройство управления позволяет соединять эти тона в любых сочетаниях. Их генерирование производится оптико-механическим способом. Аппарат состоит из четырёх одинаковых блоков, один из которых выделен на цветной вкладке.
Работая с этой удивительной машиной, композитор записывает музыку не нотами, а специальными отметками частот. Отметки он наносит на непрозрачном стекле – «партитуре». При этом композитору не нужно ждать, когда оркестр разучит и исполнит его произведение. Написанную музыку он может слушать уже в процессе её сочинения, внося тут же необходимые исправления.
Очень разнообразен синтез тембров, быстро выполняемый набором рукояток устройства управления. Это позволяет создавать на АНСе принципиально новые звуки, которых нельзя получить на обычных инструментах.
На АНСе можно получать сложные звуки, которые отличаются друг от друга по высоте не только на 1/12 часть октавы, как на рояле, а на любое расстояние вплоть до 1/72 её части, когда они становятся для слухе почти неотличимыми.
Чтобы получить отдельные оттенки, шумы и призвуки, композитор может работать с «партитурой», как художник, ретушируя и закрашивая просветы. Он всегда видит перед собой зрительный образ – световой код, который соответствует написанной музыкальной фразе. Это помогает его работе. Он также может регулировать громкость каждого из 16 регистров инструмента (по числу фотоэлементов), общую громкость и темп исполнения. Композитор делает это на втором этапе своей работы, как бы превращаясь в дирижёра. Здесь он использует ещё две специальные рукоятки. Окончательно отрегулировав ими оттенки звука, он записывает музыку на магнитную плёнку.
На вкладке изображена схема музыкального синтезатора АНС, конструкции Е.А.Мурзина. Главное здесь – оптико-механический генератор чистых звуковых тонов. Он состоит из четырёх одинаковых блоков. В каждом блоке следующие детали: 1 – источник света; 2 – конденсор для собирания света в плоский луч; 3 – вращающийся диск, покрытый рядами тёмных полосок, плавно переходящих в прозрачные промежутки; 4 – редуктор, связывающий диск с электродвигателем; 5 – маховик.
Под влиянием вращения диска луч света становится прерывистым, «модулированным». Состояния «свет»-«темнота» плавно чередуются между собой. Скорость этих чередований равномерно возрастает от центра и краю диска.
Зеркало 6 направляет модулированный поток света через объектив 7 на плоское стекло – «партитуру» 8, покрытое сверху несохнущей чёрной краской. Если краску в каких-либо местах снять, то модулированный свет попадёт в цилиндрические линзы 9 и призмы 10, а затем – в фотоэлементы 11 (их всего 16). Усиление возникшего при этом переменного тока даёт в динамике звук.
Все четыре блока генератора дают на стекле одну сплошную полосу модулированного света. Передаточные отношения редукторов подобраны так, чтобы получить вдоль этой полосы чередование света и тени с тем же законом изменения частоты, как и в шкале звуков клавиатуры рояля. Для удобства работы композитора изображение клавиатуры нанесено вдоль световой полосы. В этом же направлении перемещается кодер – приспособление для снятия краски с поверхности стекла – «партитуры». Его резцами можно делать на стекле просветы нужной ширины и длины, отчего зависит громкость и длительность звука. Всего кодер имеет 16 резцов. Они позволяют соединить в одном звучании основной тон вместе с любыми из 15 его гармоник, придавая ему по желанию необходимый тембр. Вращая небольшой маховик, композитор может двигать стекло – «партитуру» и тотчас прослушивать написанные музыкальные фразы.
Синтезатор АНС уже получил признание и высокую оценку многих композиторов и специалистов-акустиков. «Широкое развитие механической записи в современной жизни, – писал композитор И.Г.Болдырев, – даёт все основания считать, что возможно использование аппарата АНС в художественной практике в области кино, радио, телевидения и грамзаписи – во всех тех случаях, когда задуманные композитором эффекты легче и точнее могут быть воспроизведены на этом аппарате, чем на обычных инструментах».
Работа с новым инструментом уже показала его богатейшие возможности. Чтобы полностью овладеть им, композитору необходимо немало поработать, осваивая непривычную систему звукообразования. Но он будет сторицей вознаграждён – ведь синтезатор АНС предоставляет ему выразительные возможности, во много раз превосходящие возможности обычного оркестра.
Попробуем заглянуть в завтрашний день электромузыки. Там ждёт нас немало музыкальных чудес. Одно из них – небольшие инструменты, изготовленные на полупроводниках. Лёгкие и удобные, они по качеству звучания не уступят обычным. Простая клавиатура сделает их доступными для любителя-непрофессионала. Такие инструменты могут стоить очень недорого. И это будут уже не экспериментальные образцы. Каждый, кто захочет приобрести подобный инструмент, сможет свободно купить его а магазине.
Техника сегодняшнего дня позволяет осуществить такие замыслы, о которых музыканты прошлого могли только мечтать. Это и светомузыка, и музыка с плавным изменением тембров, и пространственные эффекты звучания. А инструменты типа терменвокса позволят создать «танцующую музыку». Ведь артист балета может не одним только движением руки, но и всем танцем «сочинять» музыку, сопровождающую этот танец. И ещё много музыкальных чудес позволит осуществить радиоэлектроника. Их сейчас даже трудно предвидеть.
Эмиритон
Эмиритон - это одноголосый электрический музыкальный инструмент диапазоном в 6 1/2 октав. Инструмент этот не автоматический; на нем, так же как на рояле или скрипке, надо учиться играть. На эмиритоне можно достигать самых разнообразных звучаний: подражать скрипке, виолончели, кларнету, гобою, саксофону и многим духовым инструментам. Более того, даже такие специфические по тембру звуки, как барабанный бой, рёв самолёта, пение птиц и гласные человеческого голоса, воспроизводятся эмиритоном.
На нём можно исполнить любые сложные музыкальные произведения.
Сконструирован эмиритон А. А. Ивановым и А. В. Римским-Корсаковым.
Внешне инструмент напоминает фисгармонию без клавиш. Вместо них устроен электрический гриф. Это длинный реостат, над которым натянута эластичная контактная лента.
В корпусе эмиритона помещается ламповый генератор, регулятор тембра, фильтр и усилитель. Ламповый генератор работает по схеме, дающей разнообразные гармонические колебания. Нажимая на гриф в нужном месте, исполнитель включает в цепь генератора некоторую часть реостата и тем самым задаёт определённое напряжение на сетку лампы. Каждому напряжению соответствует своя частота колебаний.
Изменение окраски звука – тембра – достигают специальным устройством, которое изменяет форму колебаний. Пройдя через него, колебания поступают в электрофильтр. Фильтр помогает подчёркивать нужную частоту музыкального диапазона, то есть получать так называемые форманты звука.
Исполнитель управляет этим инструментом, пользуясь соответствующими рукоятками и небольшой клавиатурой, расположенными около грифа. Громкость звука регулируется ножной педалью. Из электрического фильтра колебания через усилитель поступают в репродуктор, расположенный внизу корпуса инструмента.
Богатый различными тембрами, эмиритон может давать звук какой угодно громкости. Это является большим его преимуществом по сравнению с обычными музыкальными инструментами, громкость звучания которых весьма ограничена.
Электромузыкальные инструменты пользуются популярностью у многих начинающих радиолюбителей. Для тех, кто намерен заняться конструированием таких устройств, повторение приведенных ниже схем можно рассматривать как первый шаг к освоению постройки более сложных и современных инструментов.
Известно, что спектры звуковых колебаний, используемых в электромузыкальных инструментах, должны удовлетворять определенным условиям. В частности, чтобы начало и конец каждой ноты не сопровождался хлопками, огибающая звуковых колебаний должна быть плавной. Простейший одноголосный инструмент, удовлетворяющий этим условиям, можно собрать всего на одном транзисторе (рис. 1). Каждая клавиша этого инструмента замыкает один из контактов К1 - К12 и контакт К13. При этом соответствующий конденсатор С1 - С12 образует с индуктивностью катушки L1 колебательный контур, который совместно с транзистором Т1 образует генератор с автотрансформаторной обратной связью.
Длительность «атаки» (возникновения) звука после нажатия клавиши задается постоянной времени цепочки R1C13. Длительность затухания звука определяется величиной емкости конденсатора С13. В таблице приведены значения емкостей контурных конденсаторов для частот, соответствующих второй октаве музыкальной шкалы.
|
Название звука |
соль-диез |
|||||||||||
|
Частота, Гц |
||||||||||||
|
Конденсаторов Cl - C12, |
Катушка индуктивности L1 и трансформатор Tp1 имеют сердечник из пластин ШЛ6Х10. Катушка L1 содержит 900+100 витков провода ПЭВ-1 0,12. Обмотка I трансформатора содержит 600, а обмотка II - 150 витков того же провода. Резисторы и конденсаторы - любого типа. В качестве 77 можно использовать транзисторы типа МП39 - МП42 любой буквенной серии.
При постройке инструмента следует обратить внимание на то, чтобы контакты К1 - К12 замыкались раньше и размыкались позже контакта К13. Резистор R3 подбирают такой величины, чтобы надежно обеспечивалось возникновение колебаний, а ток коллектора не превышал 4 мА.
На рис. 2 приведен вариант схемы инструмента, позволяющего получить затухающие звуки (щипкового характера). В исходном положении конденсатор С13 заряжен до напряжения батареи Б1. При нажатии любой клавиши К1 - К12 замыкаются контакты 2, 3 и на генератор подается напряжение с конденсатора С13, время разряда которого зависит от данных цепи R4C14. Эта цепь определяет длительность «атаки» звука. Длительность же его Затухания зависит от суммарной величины емкостей конденсаторов С13, С14 при нажатых клавишах К1 - К12 и емкости конденсатора С14 - при отпущенной. Емкости контурных конденсаторов Cl - С12 в этой схеме значительно меньшие, чем в схеме, изображенной на рис. 1, так как на низшей частоте (клавиша нажата) в контур входит вся емкость, нужная для получения более высокого звука. Все остальные данные схемы, кроме характера контактных групп, такие же, как и в схеме предыдущего музыкального инструмента. Номиналы конденсаторов Cl - С12 легко подсчитать по уже известной таблице.
Так как контуры, настроенные на звуковые частоты, имеют низкую добротность, то при резком изменении питающего напряжения частота генератора также заметно меняется. Особенно это проявляется при затухании звука (частота повышается). Именно поэтому тембр инструмента, собранного по схеме рис. Г, приобретает- «игрушечный» характер. Тембр же инструмента (рис. 2) имеет отдаленное сходство с тембром гавайской гитары.
Чтобы избежать изменения частоты звука при затухании, нужно добавить еще один транзистор (рис. 3). В этой схеме генератор, собранный на транзисторе 77, работает при постоянном напряжении питания, а плавная огибающая звука создается изменением напряжения питания усилителя,. выполненного на транзисторе Т2. Длительность «атаки» звука определяется постоянной времени цепи R6C14, а длительность затухания - величиной емкости конденсатора С14. В этой схеме, как и в схеме рис. 1, контакты К1 - К12 должны замыкаться раньше и размыкаться позже, чем контакт К13. Отвод от катушки L1 сделан от середины обмотки. Оба транзистора работают в режимах, близких к ключевому.
Длительность импульса в нагрузке - динамической головке Гр1 - и, следовательно, характер звучания можно изменять с помощью выключателя В2. Транзисторы 77, Т2 - маломощные, низкочастотные (МП39 - МГТ42). Остальные данные такие же, как у первого инструмента.
Незначительное число деталей в схеме, приведенной на рис. 1, позволяет офор: мить такой электромузыкальный инструмент в виде игрушечного пианино. Эскиз конструкции клавиатуры изображен на рис. 4. К клавишам 3 (белым) шириной примерно 13 мм, вырезанным из электротехнического картона или белого оргстекла, снизу приклеивают полоску фольги 6 из фосфористой бронзы толщиной 0,2 мм. Пружины 7 также сделаны из полосок этой фольги. Резиновая лента 5 толщиной 3 - 5 мм служит изоляцией между верхними и нижними полосками. Одновременно она создает силу, возвращающую клавиши в исходное положение. Ленту с краев следует приклеить к верхней крышке 1. Контакт между двумя полосками фольги соответствует контактам K1 - К12. При монтаже конденсаторы С1 - С12 следует соединять с пружиной 7, а не с клавишей-контактом 6. Контакт К13 образуется между пружиной 7 и струной 8 из никелиновой и константановой проволоки без изоляции диаметром 1 мм.
При такой конструкции клавишы любой из контактов К1 - К12 замыкается раньше и размыкается позже, чем контакт К13. Верхние полоски из гетинакса 4 удерживают клавиши от перемещения в горизонтальном направлении. К нижней полоске 4 приклеивают пружины 7, причем для каждой пружины следует сделать надфилем паз. Для улучшения контакта между пружиной 7 и струной 8, а также между пружиной 7 и полоской 6 на соответствующих деталях нужно сделать выдавки диаметром 1 мм. На полоске 6, приклеиваемой к клавише, выдавка делается в направлении, параллельном струне 8, а на пружине 7 - перпендикулярном. В электромузыкальном инструменте, собранном по схеме рис. 2, под каждой клавишей следует установить контактную группу на переключение, а к клавишам прикрепить толкатели.
При оформлении конструкции в корпусе карманного приемника в качестве Tpl можно использовать выходной трансформатор от приемника «Сокол» (сердечник ШЗ X 6, обмотка I содержит 2 X 450 витков провода ПЭВ-1 0,09, обмотка II - 102 витка провода ПЭВ-1 0,23). В цепь эмиттера транзистора 77 включается половина первичной обмотки. В качестве катушки индуктивности L1 (рис. 1, 2) используется такой же трансформатор, однако его обмотки соединяются последовательно, а в цепь эмиттера (точки «а», «б») включается обмотка, содержащая 102 витка.
На рис. 5 приведена схема рростого одноголосного электромузыкального инструмента, диапазон которого простирается от звука «до» первой октавы до звука «ми» второй октавы. Электронную часть инструмента образуют генератор тона, генератор вибрато и усилитель низкой частоты.
Генератор тона представляет собой несимметричный мультивибратор, смонтированный на транзисторах ТЗ, Т4 и генерирующий напряжение пилообразной формы. В таком генераторе отсутствуют переходные процессы при изменении его частоты. Частота генератора тона изменяется замыканием клавишных контактов K1 - K17, включающих в цепь эмиттера транзистора ТЗ резисторы Rl - R17 различных сопротивлений. Величины сопротивлений этих резисторов подбирают опытным путем во время настройки инструмента.
Цепочку резисторов Rl - R17 называют частотно-задающей. При замыкании одного из контактов, например К1, замыкание любых других, расположенных слева (по схеме) от него, контактов К2 - КП не приведет к изменению сопротивления в цепи эмиттера транзистора ТЗ. В этом случае частота колебаний генератора определяется только сопротивлением резистора Rl и будет соответствовать самому верхнему тону инструмента. Такую схему построения частотно-задающей цепи называют схемой верхнего или прямого выбора звука.
Общая подстройка тона всех звуков осуществляется переменным резистором R29. Генератор тона рассчитан на работу при напряжении 7, 2 В. Избыточное напряжение гасится переменным резистором R31. Когда устанавливают новые батареи, движок этого резистора перемещают в левое (по схеме) положение, а по мере разряда батареи - в правое.
Генератор вибрато служит для получения вибрирующего звука. Он собран на транзисторах 77, Т2 по аналогичной схеме и генерирует колебания с частотой 5 - 7 Гц.
Усилитель низкой частоты собран по типовой схеме на транзисторе 75. Конденсатор С8 служит для изменения тембра звучания. Включается он тумблером ВЗ.
С помощью гнезд Гн1, Гн2 инструмент может быть. подключен к входу внешнего усилителя.
В конструкции использованы маломощные низкочастотные транзисторы МП39 - МП42. В качестве Tpl взят выходной транформатор от приемника «Сокол». Клавиатура (рис. 6) изготовлена из электротехнического картона толщиной 1 - 1,5 мм и состоит из следующих деталей: 1 - подклавишный выступ; 2 - белая клавиша; 3 - черная клавиша; 4 - прокладка (замша или сукно); 5 - контактные пружины; 6 - фанерная пластинка; 9 3 - гвоздь; 8 2 - шнурок; 7 1 - подклавишная прокладка (бархат или сукно).
Прорези в картоне для черных клавиш делают острозаточенным ножом по металлической линейке. Пластинки 6 с клавишами 2 и 3 и другие детали склеивают клеем «88» или «БФ-2». Клавиши окрашивают белой и черной краской. Для удержания клавиш на одном уровне к каждой из них прикреплен шнурок, натяжение которого регулируется отгибанием гвоздя 9, вбитого в общую рейку клавиатуры. Контактные пружины 5 должны быть отрегулированы так, чтобы усилие нажатия было одинаковым для всех клавиш.
Один из вариантов конструктивного оформления этого электромузыкального инструмента, выполненного автором схемы Ю. Иванковым, приведен на рис. 7. Это - музыкальная игрушка «Электронный рояль»,
Настройка инструмента сводится к точному подбору сопротивлений резисторов R1 - R17. Генератор вибрато в этом случае должен быть отключен выключателем В1. Сначала подбирают резистор R1. Для этого вместо него включают переменный резистор на 5 - 10 кОм, а между его движком и контактами К1 постоянной резистор на 1 кОм. Изменяя сопротивление перешенного резистора, устанавливают на слух по образцовому музыкальному инструменту (пианино, аккордеон) частоту колебаний генератора тона, соответствующую звуку «ми» второй октавы. Совпадение частот генератора и музыкального инструмента определяют по отсутствию биений. Затем омметром измеряют сопротивление временно включенной цепочки резисторов и вместо них включают в частотно-задающую цепь постоянный резистор R1 такого же сопротивления. Точно так же подбирают сопротивление резистора R2 (клавиша «ми-бемоль» второй октавы), а затем последовательно сопротивления резисторов R3 - R17 (ноты: «ре», «ре-бемоль», «до», «си», «си-бемоль», «ля», «ля-бемоль», «соль», «соль-бемоль», «фа», «ми», «ми-бемоль», «ре», «ре – бемоль», «до»).
После настройки генератора тона приступают к регулировке генератора вибрато, которая заключается в подборе конденсатора С1, с тем чтобы частота равнялась 5 - 7 Гц. Глубину вибрации подбирают резистором R23. Если амплитуду вибрации нужно увеличить, то сопротивление резистора R23 следует уменьшить, и наоборот. Учитывая, что в данной схеме амплитуда вибрации возрастает с высотой звука, настройку генератора вибрато по амплитуде надо производить при нажатии верхних клавиш инструмента (К1 - КЗ). Для стабилизации частоты генератора тона можно переменный резистор R31 заменить постоянным на 510 Ом и между ним (точка «а») и плюсом источника -питания включить стабилитрон Д808 (на 7,2 В) или КС168 (6,8 В).
Питание инструментов можно производить от батареи «Крона» (рис. 1 - 3) или от двух батарей 3336Л, соединенных последовательно (рис. 5).
Москва, Издательство ДОСААФ СССР, 1976 г. Г-80688 от 18/Ш-1976 г. Изд. № 2/763з Зак. 766
Клавишный электромузыкальный инструмент, схема которого показана на рисунке 1 сделан на одной микросхеме К561ЛА7, содержащей четыре логических элемента. Клавиатура состоит из двух блоков по 12 кнопок - клавиш в каждом. Каждый блок управляет одним голосом инструмента.
На элементах D1.1 и D1.2 сделан мультивибратор, вырабатывающий частоты от 988 Гц до 523 Гц.
С помощью кнопок клавиш S2 S13 можно выбирать такие частоты. 988Гц, 932Гц, 880Гц, 831 Гц, 784Гц, 740Гц. 698Гц, 659Гц, 622 Гц. 587Гц, 554 Гц и 523Гц. Это соответствует тонам: «Си» второй октавы, «Си-бемоль», «Ля». «Ля-бемоль», «Соль», «Соль-бемоль», «Фа», «Ми», «Ми-бемоль», «Ре». «Ре бемоль» и «До».
Частота колебаний на выходе мультивибратора зависит от емкости конденсатора С2 и сопротивления между входом и выходом элемента D1.1. Это сопротивление зависит от того какая из кнопок S2-S13 нажата, и какие из резисторов R2-R25 будут включены этой кнопкой.
Колебания с выхода мультивибратора через диод VD1 и резистор R27 поступают на базу усилителя на транзисторе V11, в коллекторной цепи которого есть динамик В1.
В микросхеме K561ЛA7 есть четыре логических элемента, на двух других, - D1.3 и D1.4 сделан второй мультивибратор, который почти такой же, как мультивибратор на D1.1 и D1.2, но емкость конденсатора С3 здесь больше чем С2, поэтому второй мультивибратор вырабатывает колебания тона вдвое ниже, чем первый.
Колебания с выхода мультивибратора на D1.3 и D1.4 через диод VD2 и резистор R28, так же, как и колебания первого мультивибратора, поступают на базу транзистора VT1.
Питается музыкальный инструмент от батареи напряжением 9V («Крона»). Большинство деталей расположены на небольшой односторонней печатной плате, монтажная схема и схема расположения печатных дорожек, которой показаны на рисунке 2.
Печатную плату можно сделать любым доступным способом. Дорожки могут выглядеть по-другому, например, быть шире или другой формы. Важно чтобы соединения были такими как на рисунке и не было замыканий между дорожками.
Кнопки, выключатель и динамик расположены на передней (верхней) панели пластмассовой коробки, которая служит корпусом.
Кнопки могут быть любого типа, - какие сможете приобрести. Важно чтобы они были замыкающими и без фиксации (то есть, замкнута пока держишь нажатой, а как отпустишь - размыкается). Динамик подойдет тоже практически любой, но желательно широкополосной малогабаритный, например, такой как в карманных приемниках. Подключая источник питания, будьте осторожны. так как при неправильной полярности подключения микросхема может сдохнуть.
После монтажа внимательно проверьте правильность монтажа, расположения деталей, установку микросхемы. Устанавливая микросхему помните, что ключ на её корпусе находится возле 1-го вывода или возле торца со стороны 1-го и 14-го вывода. То есть, если смотреть на рисунок 2, ключ будет слева.
При безошибочном монтаже и исправных деталях музыкальный инструмент работоспособен сразу после первого включения, но чтобы его звучание точно соответствовало нотному ряду необходимо сопротивления R2-R25 И R30-R53 подобрать при налаживании инструмента.
При этом, нужно пользоваться каким-то настроенным музыкальным инструментом, определяя ноты на слух, или частотомером измеряя частоту на выходе мультивибраторов (значения частот указаны вначале статьи).
Впрочем, серьезно относиться к данному инструменту не нужно, - это скорее игрушка, чем настоящий музыкальный синтезатор. Если все резисторы, а так же конденсаторы С2 и С3 будут именно таких номиналов, как показано на схеме, инструмент будет издавать звуки, достаточно близкие к звучанию соответствующих нот.