Theremin “anteni” nasıl çalışır?

Her zaman antenlerin şeklinin önemli olduğunu varsaydım; perde için dikey bir monopol ve hacim için yatay bir döngü, bunun birbirleriyle etkileşimlerini en aza indirdiğini düşünüyor. Ama aslında 200-500 kHz aralığında daha fazla çalışıyorlar. Bu frekanslarda iyi bir anten yüzlerce metre uzunluğunda olacaktır ve her anten için farklı frekansların kullanılması paraziti önlemek için yeterlidir.

Öte yandan, Moog Etherwave şemasında antenlerle seri olarak elektriksel uzatma olabilecek bir dizi bobin var mı?

Okuduğum çoğu açıklama, osilatörleri tespit eden sadece insanın toprağa kapasitansının olduğunu, bu nedenle herhangi bir metal şeklinin yapıldığını açıklıyor, çünkü sadece bir kapasitör plakası gibi davranıyor.

Bu sayfada , anlamadığım farklı bir şey açıklanıyor:

4 inç (10 cm) 'in ötesinde RF heterodin ve bu nedenle perde değişimleri "radyasyon direncindeki" değişikliklerden kaynaklanır. Bu, adım anteninden yayılan toplam RF elektromanyetik gücünün, adım antenine akan net akımın karesine bölünmesiyle elde edilir. Zift alanı, sadece yaygın olarak olduğu gibi kapasitif bir alan değil, çift elektrik / manyetik bir dengedir.

Burada biraz daha açıklama

Bu doğru mu? Kapasitans açıklaması ile ilgili sorun nedir?

Daha:

http://www.thereminworld.com/silicon_chip_theremin_modifications.html

Perde hassasiyetini doğrusallaştırmak - Üst oktavın çok sıkıştırılmış olduğunu ve oynamak istediğim en yüksek notaların antene o kadar yakın olduğunu gördüm, doğru vibrato mümkün değildi. Cevabı doğrusallaştırmanın bir yolu, bir indüktörü antenle seri hale getirmektir.

http://www.dogstar.dantimax.dk/theremin/thersens.htm

Bu etki, frekansı kapasitansın ters kare köküne bağlı olan LC ayarlı devrenin doğası ile kısmen dengelenir. İnanıyorum ki, tek bir direğe dayanan osilatörlerin (sadece bir reaktif bileşen, yani kapasitans) neden bu kullanım için hiç beklemediğine inanıyorum. Ben ve muhtemelen birçoğu, bu sinir bozucu bobinlerden kurtulmak için RC osilatörleri ile denemeler yaptık; sıradan NE555 zamanlayıcı bile bu amaçla kullanılabilir. Bununla birlikte, bu devrelerde salınım frekansı, kapasitansın karekökünden ziyade kapasitans ile ters orantılıdır ve "kare yasası" etkisi buna göre çok daha kötüdür. Buna bakmanın bir başka yolu, RC devrelerinin hassasiyetinin (dF / dC) LC devresi durumunda 1 / C1.5 yerine 1 / C2 ile orantılı olmasıdır.

Terminlerin heterodin karıştırıcılar kullandığı gerçeğinin RF ile ilgisi yoktur. 'Antenler' klasik, RF anlamında anten değildir. Kapasitans açıklaması doğrudur.

Kondansatörler ve Theremin 'Antenler'

En basit kondansatör tipi paralel plakalı bir kondansatördür . Bu, kapasitörün dielektrik adı verilen bir malzeme ile ayrılmış iki metal plakadan oluştuğu anlamına gelir. Böyle bir kapasitörün kapasitansı için denklem C = εA / d'dir, burada ε dielektrikin geçirgenliğidir (for8.8541878176 .. × 10 ^ −12 F / m hava için).

Bir theremin çalıştırırken, eliniz bir plaka (eliniz etkili bir şekilde topraklanır), anten diğeri ve ikisi arasındaki hava dielektriktir. Elinizi hareket ettirdikçe, toprak ve anten arasındaki kapasitansı değiştirirsiniz. Her iki el paralel olarak iki plaka gibi hareket ettikleri için her iki anteni de etkileyecek ve toplam alanı artıracaktır.

İki anten dik açılıdır, çünkü sol elinizin sağ anten üzerindeki etkisini azaltır ve bunun tersi de geçerlidir. Örneğin, elinizi ses anteninin üzerinde yukarı ve aşağı hareket ettirdiğinizde, zift anteninden nispeten sabit bir mesafe korur, bu nedenle genel kapasitansa katkısı sabittir (ve küçüktür).

Operasyon teorisi

Not / Güncelleme: Osilatörün daha ayrıntılı açıklaması için lütfen FredM'nin Cevabına bakın .

Her iki anten kondansatörü iki farklı, karmaşık aktif LC osilatörün bir parçasıdır . 'L', enerjiyi manyetik bir alanda depolayan indüktörleri ifade eder; 'C', elektrik alanında enerji depolayan kapasitörleri ifade eder. Bir LC osilatöründe enerji, elektrik potansiyelinden manyetik potansiyele dönüşerek ikisi arasında sürekli olarak akar.

Zift osilatörünün frekansı ses frekanslarının ötesindedir, bu nedenle doğrudan kullanılamaz. Theremin sabit bir frekansta çalışan üçüncü bir osilatöre sahiptir. Zift osilatörü ve sabit osilatörün çıkışları bir heterodin karıştırıcıya beslenir ve sonuçta iki girişin toplam ve fark frekanslarını içeren bir çıkış elde edilir. Toplam frekans, orijinal sinyalden bile daha yüksektir, bu nedenle işe yaramaz ve filtrelenir . Ortaya çıkan sinyal, ses aralığında tek bir frekanstır (artı harmonikler ).

Ses osilatörünün frekansı, ses sinyalinin ne kadar yükseltildiğini kontrol etmek için kullanılır. Elinizi hareket ettirdikçe, frekans değişir, böylece amplifikatörün kazancı değişir ve böylece çıkış hacmi değişir.

Bazı karışıklıklar vardır çünkü theremin ile iki ortak topoloji vardır, ancak her iki durumda da mesafe algılama mekanizması tamamen kapasitiftir (elektrik / elektrostatik, manyetik veya herhangi bir derecede elektromanyetik değil)

İki ana topoloji (a) bir seri rezonant devre oluşturan antene L serisi bağlı bir LC tankı osilatörüdür. L anteni, L tankından çok daha büyüktür ve C tankı, C anteninden çok daha büyüktür. C antenindeki değişiklikler, bu değişikliklere neden olacak şekilde LC rezonansından "dönüştürülür" (ilgili ayarlamalar nedeniyle) anten ve tank çalışma frekansları) tank indüktörü üzerinde görülen bir "sanal" değişken endüktansa dönüştürülür - böylece anten rezonatörü kapasitans varyasyonuna yanıt verirken, tank (osilatörler) frekansı değişken endüktans tarafından kontrol edilir ve ikisi birbiriyle etkileşime girer diğeri ise müzikal doğrusallığı geliştiren karmaşık bir şekilde.

(b) Diğer yaygın (düşük) topoloji, tank kapasitörünün anten kapasitansıyla doğrudan paralel olduğu ve osilatör frekansının basit bir LC fonksiyonudur ve son derece doğrusal değildir.

Topolojinin (a) örnekleri, Lev Termen tarafından tasarlanan tüm terimler, Bob Moog tarafından tasarlanan tüm terimlerdir. Tip (b) örnekleri arasında Jaycar / Silikon çip thereminler ve WWW'de bulunan basit çöplerin çoğu bulunur.

Daha az yaygın topolojiler de var ...

BTW, bu sayfanın üst kısmındaki "şematik" "b" tipi topolojinin en kötü türüdür

İlk açıklamanın "basit" olduğuna inanırken, ikinci açıklamanın çok anlamlı olduğunu düşünüyorum. @Kortuk'un yorumunda belirttiği gibi, antenin "yakın alan" bölgesinde faaliyet gösteriyorsunuz. Bu, hesaplamalarınızı standart uzak alan anten radyasyon modellerine dayandırırsanız, beklediğiniz gibi davranmayan bölge.

Yakın alanda, reaktif bir yakın alanınız ve dirençli bir yakın alanınız var. Reaktif yakın alan, E ve H alanlarının sürekli olarak oluşturulduğu ve çöktüğü, anteni terk eden enerji olmadan, sadece iki farklı alan tipi arasında değişmektedir. Elinizi antenin yanına koyarak, bu alanlardaki gücün bir kısmını etkili bir şekilde çalıyorsunuz.

İyi bir karşılaştırmanın karşılıklı endüktansa sahip bir çift indüktör olacağını düşünüyorum. İkinci indüktörün karşılıklı endüktansı, ölçülen endüktans değişikliğini birincide değiştirir. Aynı şey anten için de geçerli. Elinizi antene yakın tutarak, bölgedeki dönüşümlü olan E ve H alanlarının bazı güçlerini alırsınız ve böylece LC tank devresinin gördüğü endüktans / kapasitans miktarını değiştirirsiniz ve osilatör.