IL THEREMIN 144(traduzione da http://home.att.net/~theremin1/144/144.htm)

PremessaQuesta una revisione del precedente schema Theremin Number 142 kit della Southwest Technical Products Corporation's del 1974 (SWTP).

TransistorsI transistor 2N5087 PNP e 2N5210 NPN specificati nella lista componenti della SWTP sono introvabili e il TIS58 N-channel obsoleto quindi come sostituti approppriati facilmente reperibili ho scelto rispettivamente 2N3906, 2N3904 e 2N5484. Bisogna fare attenzione con i JFET perch c un parametro critico per questo circuito e si tratta del gate-source cutoff voltage, specificata tra 0,5V e 5V nel TIS58 e tra 1V e 9V nelTIS59, questultimo che presenta un massimo di 9V non pu funzionare in questo circuito.

InduttoriI theremin SWTP venivano forniti con uno dei due tipi di induttori con nucleo in ferrite.I primi kit avevano il tipo loopstick montato su piccole staffe ad L e le versioni successiveavevano quelli miniaturizzati in contenitori di alluminio con regolazione dallalto come gli Avalon in figura1. Nel 144, gli induttori variabili sono stati sostituiti da induttori fissi, J.W Miller tipo 4652 a nucleo fenolico da 1mHenry. La regolazione coarse di frequenza viene fatta con i condensatori C2 e C22, e la regolazione fine con i potenziometri RV1 e RV2. La combinazione degli induttori fissi e condensatori varibili offrono stabilit termica di oscillazione e eliminano gli induttori variabili costosi difficili da trovare. Gli induttori spesso specificati solo dal loro valore di induttanza, hanno anche altri importanti parametri come la frequenza di auto risonanza, fattore di merito e i coefficienti di temperatura. La tendenza alla sostituzione con induttori arbitrari spesso impedisce che le realizzazioni del disegno originale funzionino correttamente, per questo sarebbe ideale trovare degli induttori che rispecchino le caratteristiche di progetto.

CondensatoriI condensatori da 10nFarad di polistirolo per la determinazione della frequenza degli oscillatori del SWTP nel 144 sono stati cambiati con dei condensatori in mica da 1nFarad. I condensatori in mica offrono stabilit termica quanto quelli in polistirolo. Figura 1

AlimentazioneNel progetto stato aggiunto un circuito integrato di regolazione di tensione a basso dropout (U1) per ridurre il fattore di drift dovuto alla durata della batteria. La tensione di alimentazione viene stabilizzata dal circuito a 7,5V. La sezione del volume quella che pi beneficia di questa aggiunta. La corrente continua che consuma il 144 minore di 10mAmperes e usa una sola batteria da 9V alkaline.

FrequenzeLe frequenze nominali di oscillazione sono mostrate in tabella1. Gli effetti del secondo ordine (non linearit, reattanze estranee, carichi) sono ignorate. La variazione di frequenza risultante dalla variazione del potenziometro anchessa esclusa dalla formula. I valori indicati sono solo di riferimento, escludono anche la tolleranza dei componenti.

I theremin eterodina pi famosi utilizzano frequenze sotto la banda Tab AM per evitare interferenze dai trasmettitori. I valori pratici sono ella1 costretti dai limiti del cambiamento di capacit indotto dalla mano (soltanto alcuni picofarad) e dalla disponibilit dei componenti realistico-stimati. Le frequenze selezionate per il 144 sono date come raccomandazioni pratiche, ma possono dovere essere alterate per impedire l'interferenza di fonti specifiche di radiofrequenza. La selezione adatta del condensatore fisso e la critica registrazione dei condensatori variabili di importanza fondamentale per ottenere le frequenze adatte. Una descrizione dettagliata della procedura di registrazione contenuta nella sezione di procedura di calibratura e della prova.

Mapping e sensibilitIl theremin ha due parametri; volume e pitch(passo). I termini mapping e sensibilit sono la risposta dei due parametri rispetto alla posizione della mano. Il mapping considera la corrispondenza del senso del parametro di cambiamento per un dato senso di movimento della mano, per esempio, se il volume aumenta o diminuisce mentre la mano si muove pi vicino alla relativa antenna. La sensibilit specifica il cambiamento nel valore del parametro per uno dato cambiamentonella distanza della mano, per esempio, il numero di ottave che il passo cambia per un piede(unit di misura) di movimento della mano. Sia gli SWTP 142 che i 144 nominalmente sono intesi per produrre un aumento nel volume mentre la mano si avvicina all'antenna del volume e un aumento nel passo mentre la mano si avvicina all'antenna del passo. Il riaggiustamento delle frequenze dell'oscillatore, tuttavia, pu essere usato per invertire un o entrambo rapporto. In opposizione, molti theremins, specialmente i pi vechhi, rispondono con un aumento nel volume mentre la mano si muove via dall'antenna del volume, mentre un aumento del passo per prossimit pi vicina quasi sempre la regola. La breadboard per le 144 da una sensibilit del passo di circa quattro ottave per una portata di due piedi e una sensibilit del volume di zero ad intensit completa per una portata di diciotto pollici. Queste sensibilit sono state osservate con il funzionamento a batteria e nessun collegamento a massa dallo strumento. Anche se il funzionamento senza collegamento a terra estremamente utile per gli strumenti portatili e con il funzionamento con la cuffia, risulter una piccola diminuzione della sensibilit. Inoltre, senza un collegamento al suolo, si presenteranno una certa interazione fra il volume ed il controllo di passo; il passo aumenter un po' come la mano del volume portata vicino alla relativa antenna. Nessuno di queste circostanze, tuttavia, propongono un ostacolo importante all'utilit dei theremin come strumento portatile di pratica. La messa a terra dello strumento a massa fornir la separazione completa del volume e lancer le funzioni. Naturalmente, collegare il theremin all'apparecchiatura esterna, quale un amplificatore alimentato dalla rete, fornir un collegamento al suolo.

1

Sensibilit alla temperaturaIn nessuna versione loscillatore provvisto di compensazione di temperatura della Vbe. La stabilit e la sensibilit di derivazione del passo, quindi, in gran parte dipendono dalle propriet d'inseguimento degli oscillatori, variabile e di riferimento del passo. Inoltre, l'insensibilit del passo alle variazioni di tensione del gruppo di alimentazione dipende da questa compensazione di prim'ordine. Questo schema funziona alla lunga ragionevolmente bene se le pendenze termiche sono evitate, cio, Q9 e Q10 sono mantenuti alle temperature costanti ed uguali. Il circuito del volume inoltre esibisce la sensibilit di temperatura relativa alle variazioni di Vbe indotte dalla temperatura di Q1. (in pi, il circuito del volume non ha compensazione, poich utilizza un singolo oscillatore.) Per le variazioni tipiche di temperatura, i cambiamenti nella frequenza dell'oscillatore del volume non causano le immagini riportate o le variazioni di volume problematiche per la sensibilit. Anche se un miglioramento immediato nella stabilit di temperatura pu essere realizzato con gli oscillatori compensati, che non ho scelto per lasciare gli oscillatori nella loro forma originale per mantenere l'economicit del disegno.

Descrizione del circuito parte 1: oscillatore volume e processore volumeIl rivelatore a pendenza L-C dello SWTP sufficientemente accoppiato all'oscillatore del volume in modo che regolazioni nella sua induttanza o di capacit provochino la traslazione in frequenza delloscillatore intorno alla risonanza del circuito L-C. Quello il punto in cui l'impedenza dell L-C aumenta velocemente, causando un cambiamento brusco nel carico dell'oscillatore e cos la relativa frequenza. Di conseguenza, il rivelatore a pendenza difficile da regolare. Nel disegno 144, stato inserito fra l'oscillatore ed il rivelatore L2-C7 del pendio il resistore R5 di 10kOhm per impedire questo accoppiamento indesiderato. Si noti che l'accoppiamento capacitivo fra gli induttori L1 e L2 pu anche degradare le prestazioni, infatti dovrebbero essere separati almeno di due pollici. Nella Electronic Popular rendition, la regolazione della risposta del volume ancor pi alterata perch il rivelatore a pendenza alimentato dal collettore del transistore dell'oscillatore, un alto punto di impedenza sensibile al caricamento. In questo caso, il rivelatore a pendenza LC si impone nel circuito sonoro degli oscillatori, agendo come componente della rete di determinazione della frequenza dell'oscillatore, in contrasto con lazione del rivelatore di frequenza. Qui, un inseguitore di tensione a FET o una resistenza di valore alto (100kOhm) sarebbe necessaria per fornire l'isolamento sufficiente. Poich l'alta ampiezza della forma d'onda del collettore non richiesta per il rivelatore, la tecnica del SWTP di accoppiamento all'emettitore, insieme al resistore aggiunto R5, combinano per fornire una soluzione migliore. Nel nuovo schema, l'altro metodo di regolazione di frequenza dell'oscillatore del volume facilitato variando la corrente di riposo del transistore Q1 con il potenziometro RV1 attraverso R1. Questa regolazione, originalmente effettuata da un potenziometro collegato al reostato dellemettitore del transistor nel circuito delloscillatore, stata spostata sulla base di Q1's per approfittare del disaccoppiamento del condensatore C1. Da questo cambiamento si deriva un miglioramento nella linearit di regolazione. Dovrebbe essere notato che i potenziometri facilitano soltanto un piccolo cambiamento nella risposta dello strumento e che non pu compensare i condensatori variabili sregolati (C2 e C22) o i condensatori fissi selezionati in modo errato (C3, C7, C23 e C29). Nel disegno originale, l'antenna del volume collegata all'oscillatore del volume, con la capacit della mano che causa la traslazione di frequenza che poi vengono processate dal rivelatore a pendenza L-C. Come tali, determinate frequenze emesse dall'eterodina dell'antenna del volume con gli oscillatori del passo, causano prodotti udibili indesiderabili. Collegando l'antenna del volume al tank del rivelatore a pendenza, invece, l'energia irradiata costretta alla frequenza dell'oscillatore del volume, e rimane relativamente fissa. (ci sar un certo cambiamento di frequenza dovuto all'accoppiamento con la capacit della mano.) Lo schema modificato funziona cambiando la risonanza di L2-C7, in contrasto con la frequenza ed i prodotti indesiderabili dell'eterodina vengono cos eliminati. Un beneficio aggiunto con questo cambiamento che la forma d'onda al tank del rivelatore a pendenza L2-C7 relativamente esente dalle armoniche che sono inoltre una fonte potenziale di interferenza. Il circuito del SWTP accoppia l'uscita del del pendio del tank direttamente alla DC del diodo di ricircolo e il transistore collegato. Le variazioni di parametro fra i diodi ed i transistori differenti producono il caricamento imprevedibile del tank e come minimo vari il suo fattore di merito. Nel 144, viene inserito linseguitore di tensione Q2 per fornire l'isolamento di impedenza fra il tank ed il circuito rivelatore, eliminando questa variabile. Per esporre sul suddetto concetto e per offrire una spiegazione concisa del circuito del volume, viene proposta la descrizione supplementare seguente: L'oscillatore del volume (Q1 e componenti collegati) fornisce un sinusoide invariante al circuito sintonizzato che consiste in L2 e C7. Quando la frequenza di risonanza di L2-C7 uguale alla frequenza dell'oscillatore, l'ampiezza della forma d'onda attraverso L2-C7 pi grande. C5 e C6 bloccano la componente continua, poich non desiderabile avere una corrente continua che attraversa L2 e C7. L'antenna del volume introduce una seconda capacit nel circuito L2-C7 che "la capacit della mano". Mentre la mano spostata verso e allontanata dall'antenna del volume, la capacit cambiante induce la frequenza di risonanza di L2-C7 a variare, che inoltre varia l'ampiezza della forma d'onda attraverso L2-C7. Poich la corrente presente in L2-C7 molto piccola, un amplificatore di corrente che consiste di Q2 e dei componenti collegati utilizzato per prevenire l'alterazione della capacit del blocco successivo L2-C7 e quindi di risuonare correttamente. La forma d'onda presente al terminale di source di Q2 (parte superiore di R8) essenzialmente la stessa della forma d'onda alla parte superiore di L2-C7, ma pu essere caricata dal blocco successivo senza essere distorta. L'uscita della del blocco di Q2 accoppiata al diodo CR1 con C9. Quando la tensione dalla parte destra di C9 diventa negativa rispetto a massa, CR1 conduce e il livello pi basso della forma d'onda viene ristabilito a circa -0.6v. Ci riferiamo a questo processo come "ripristino DC." Il picco positivo di questa forma d'onda cambia nell'ampiezza secondo la quantit di capacit della mano. La forma d'onda unipolare positiva va alla base del transistore Q3 dell'amplificatore, che ha il condensatore C8 sul collettore per avere una media degli impulsi che cambiano poco dalla DC. Q3 serve a moltiplicare la quantit di cambiamento sulla sua base, il raddrizzamento, impedire a C8 di scaricarsi istantaneamente quando il pendio della forma d'onda si muove verso zero. Di conseguenza, il segnale presente al collettore di Q3 (indicato con "A" nello schema) un livello di DC che cambia secondo la capacit della mano. Il livello di DC al punto "A" controlla la resistenza del canale di Q5. Il segnale audio dalla sezione del passo del theremin presente al terminale di source di Q5 (parte di sinistra nello schema). Il segnale audio compare al terminale di drain di Q5's (parte di destra) ad un'ampiezza determinata dal livello di DC al gate di Q5. Questo segnale audio successivamente amplificato dal circuito Q6, Q7 e Q8. In pratica, la frequenza dell'oscillatore Q1 deve essere regolata in modo che l'ampiezza della forma d'onda alla parte superiore di L2-C7 cambi in conformit con una funzione che induce il volume a cambiare correttamente con la posizione della mano. Il condensatore variabile C2 assicura quella regolazione, mentre il potenziometro RV1 utilizzato per la regolazione di fine sintonia, come richiesto per gli incidentali cambiamenti nella capacit causata dalla posizione del corpo del suonatore, dagli oggetti vicino all'antenna e dai fattori di temperatura che interessano la frequenza dell'oscillatore e ad un grado inferiore, altre parti del circuito.

2

Descrizione del circuito parte 2: miscelatore, attenuatore controllato in tensione e amplificatoreLa topologia del miscelatore identica in entrambe le versioni, salvo che il guadagno di DC ridotto a 1 nel circuito 144 al contrario di 10 nell'originale ed il guadagno in alternata ridotto a 10 dal valore del hfe del transistore del miscelatore. Inoltre, il condensatore di filtrazione passa-basso, C10, aumentato a 100nF dal valore di 1nF del SWTP. Il valore di C10 pu essere alterato per modificare il timbro dello strumento, con i valori utili che variano da 10nF a 1uF. Laumento di C10 riduce l'ampiezza delle pi alte armoniche. stato osservato che un attenuatore controllato in tensione costituito da un FET, anche se economico, non pu sostituire le tecniche pi elaborate costituite da un circuito integrato. Per elevare prestazioni mantenendo l'economia, il FET del nuovo disegno organizzato in una configurazione serie, in contrasto con la configurazione originale dello shunt. Come tali, Q5 effettua un'eccedenza di funzione di clipping sul gran parte della gamma di attenuazione. Ci produce la variazione significativa di tono rispetto alle variazioni di volume, inoltre migliora le linearit e la gamma dinamica della risposta del volume. (il timbro proporzionale alla quantit considerato conveniente in termini di espressione, dando allo strumento un carattere e una versatilit distintivi.) La tensione di controllo di volume si applica al gate di Q5 attraverso un filtro passa-basso formato da R16 e da C12. Questo filtro attenua i prodotti ad alta frequenza dell'eterodina prodotti dal miscelatore, impedendogli di venire amplificati negli stadi audio. Il disegno di SWTP utilizza un secondo FET come inseguitore di tensione per lo stadio dellattenuatore. Questo stadio stato eliminato nel nuovo disegno, poich il drain di Q5 richiede un caricamento limitato. Il circuito di uscita del nuovo disegno consiste nello stadio Q6 di guadagno e di uno stadio d'uscita che consiste di Q7 e di Q8. Q7 e Q8 sono polarizzati per il funzionamento in classe AB e forniscono il guadagno di corrente sufficiente per guidare le cuffie tipiche. Questa configurazione stata selezionata al posto della classe A per conservare la durata della batteria. Il condensatore C16, come C10, riduce l'ampiezza delle pi alte armoniche e pu essere variato o eliminato, a piacimento. Le armoniche utili possono essere ottenute abbassando il valore di R25 e di R26 al punto in cui accade la distorsione di cross-over, producendo una qualit di tono ricca. (fare cos, tuttavia, rende la distribuzione delle armoniche dipendente dal carico.) Nel variare questi resistori, consigliabile usare un gruppo di alimentazione a corrente limitata per proteggere lo stadio dell'uscita in caso di correnti eccessive. La qualit di tono indotta dalla distorsione di cross-over pu essere resa a carico indipendente sostituendo le cuffie con un resistore di valore fisso ed allora attenuando l'uscita con uno stadio successivo.

Descrizione del circuito parte 3: oscillatore di riferimento del passo e oscillatore variabile del passoLa topologia dell'oscillatore del passo 144 rimane essenzialmente simile al disegno del SWTP, salvo che le disposizioni di sintonia sono previste soltanto nella sezione di riferimento ed il potenziometro RV2 viene collegato alla base al posto che sulemettitore. I resistori R35 e R36 sono stati aggiunti per fornire l'isolamento supplementare fra le due uscite degli oscillatori. Il disegno del SWTP utilizza i resistori da 1Kohm in ciascuno dei condotti di alimentazione degli oscillatori. Sono stati trovati superflui in termini di isolamento e cos sono stati omessi nella revisione. Le due sezioni dell'oscillatore del passo dovrebbero essere montate alle estremit avversarie del bordo del circuito per minimizzare il loro accoppiamento capacitivo, per impedire che si influenzino l'un l'altro mentre si avvicinano le frequenze uguali. Nella breadboard, le sezioni distano circa sei pollici, con in mezzo la sezione del miscelatore Q4.

Assemblaggio del circuitoLe figura2 mostra come va montato il circuito del 144. Il metodo della costruzione utilizza la scheda millefori(Vector 169P84WE, tagliato ad un formato di 5.6 "x 6.8") e terminali push-in (Vector T68). I terminali T68 hanno una forcella per accomodare i cavi componenti sulla parte superiore della scheda e alberini 3-level Wire-Wrap (filo spellante) per accomodare i collegamenti del Wire-Wrap sulla parte inferiore della scheda. (NOTA: Nelle illustrazioni, una rappresentazione semplificata descrive sia il componente che le posizioni del filo sullo stesso piano.) Usare Wire-Wrap di calibro 26 isolato con Kynar. Se non si possiede il Wire-Wrap, pu essere usato un filo conduttore solido di calibro 26 isolato con Teflon saldato punto a punto. L'isolamento di Teflon altamente desiderabile, poich non si fonder con le temperature di saldatura normali. Per assicurare l'impedenza bassa del bus di massa va usata una treccia piana messa dalla parte dei componenti della scheda. La treccia inoltre usata per collegare il cavo di sinistra del condensatore C21 al relativo circuito collegato. I bus sono fatti del materiale della treccia usato normalmente per dissaldatura.

Figura 2

3

Assemblaggio dellunitIa breadboard 144 stata intesa soprattutto per la valutazione tecnica e quindi stato costruito in modo semplice il pi possibile. Pu essere aggiunta una recinzione e in quel caso bisogna avere particolare cura per minimizzare la capacit fra le antenne, i loro fili e la recinzione stessa. Si noti che lo strumento configurato per controllo di passo destro. I componenti possono essere riorganizzati per controllo di passo sinistro, se voluto. Come in figura3 la scheda montata su base di legno di spessore 3/8" e dimensioni 17" x 11". La scheda del circuito sostenuta su otto distanziatori filettati di metallo 5/8" 4-40. Una piastra di metallo di spessore 1/16" montata fra la scheda e la piattaforma per fare da piano di massa. Un dispositivo filettato femmina 5/8" 27 pu essere fissato al lato della base in modo da potere montare lo strumento su un basamento di un microfono. Il tipo AD-11B della Atlas adatto a questo fine (Contact Atlas Sound, 1859 Intertech Drive, Fenton, Missouri 63026 USA, 1-800-876-7337) Il jack dell'uscita, i potenziometri e l'interruttore di alimentazione sono montati su una staffa di alluminio ad angolo retto di spessore 1/16" sulla parte anteriore della base e la batteria fissata alla base con un clip metallico a molla. Le antenne del passo e del volume sono fatte da alluminio di spessore 1/16" e sono montate in modo che si estendano dai bordi destri e sinistri della base, rispettivamente, usando 2 set da quattro distanziatori di nylon lunghi e isolanti di 3/8", delle viti di nylon 6-32 e dei dadi di nylon (o metallo). I distanziatori sono usati per separare le antenne dalla base, cos riducendo la capacit esterna. Le antenne sono collegate ai loro terminali rispettivi della scheda del circuito con filo solido di calibro 16. Il collegamento del filo ad ogni antenna fatto con un'aletta di saldatura di numero 6, fissata sotto uno dei dadi di sostegno dellantenna. per collegare il circuito, i controlli e il jack viene usato filo incagliato calibro 22 isolato con Teflon. Per evitare le capacit esterne indesiderabili, dirigere questi fili in modo diretto, mantenendoli distanti dalle antenne, dai fili dell'antenna e la zona sotto il bordo del circuito.

Figura 3

4

Schemi

5

Layout circuito

6

Layout circuito con valori dei componenti

7

Lista componenti

Links ai distributori: http://www.mouser.com/ http://www.alliedelec.com/ http://www.digikey.com/ http://www.newark.com/ http://www.harrisoninstruments.com/parts.html

ITEM

DESCRIPTION

VALUE

MANUFACTURER MANUFACTURER PART NUMBER

SUPPLIER

SUPPLIER STOCK QTY NUMBER

C1,C8, C9,C10, C12,C13, CERAMIC C20,C21, CAPACITOR C25,C26, C27,C28

0.1 uF +/-10%, X7R, KEMET 50 V, RADIAL

CK05BX104K

NEWARK

87F4662

12

POLYPROPYLENE C2,C22 VARIABLE 2 TO 15 pF (NOTE 1) CAPACITOR C3,C7 C4,C24, C30 C5,C6 MICA CAPACITOR MICA CAPACITOR MICA CAPACITOR 100 pF, +/-5%, RADIAL 1000 pF, +/-5%, RADIAL 5 pF, +/-5%, RADIAL 10 uF, +/-10%, 20 V, RADIAL 220 uF, +/-20%, 10 V, RADIAL 0.47 uF, +/-10%, 35 V 390 pF, +/-5%, RADIAL (USE PART NUMBER)

SPRAGUE/ GOODMAN CORNELL DUBILIER CORNELL DUBILIER CORNELL DUBILIER VISHAY/ SPRAGUE

GYC15000

DIGI-KEY

SG3006-ND 2

CD10FD101J03

NEWARK

15F1360

2

CD15FA102J03

NEWARK

15F2610

3

CD10CD050D03

NEWARK

15F1338

2

C11,C15, TANTALUM C17,C18 CAPACITOR C19 ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITOR TANTALUM CAPACITOR

199D106X9020CA1

MOUSER

745 199D20V10

C14

UNITED CHEMI-CON VISHAY/ SPRAGUE CORNELL DUBILIER CENTRAL SEMICONDUCTOR

SME10VB221M6X11LL NEWARK

95F4530

1

C16

199D474X0035AA1

NEWARK

17F2049

1

C23,C29 MICA (NOTE 2) CAPACITOR CR1 DIODE

CD15FD391J03

NEWARK

15F1241

2

1N914

MOUSER

610-1N914

1

L1,L2, L3,L4

1 mH, +/-5%, INDUCTOR , 19 OHM, THREE-SECTION, Q=59 @ UNIVERSAL 0.25 MHz, "PIE" WOUND SRF=3.7 MHz MINIMUM TRANSISTOR, PNP, TO-92 CASE TRANSISTOR, NPN, TO-92 CASE (USE PART NUMBER) (USE PART NUMBER)

J.W. MILLER

4652

HARRISON 96804-4652 4 INSTRUMENTS

Q1,Q8, Q9,Q10 Q3,Q4 Q6,Q7

FAIRCHILD 2N3906 SEMICONDUCTOR FAIRCHILD 2N3904 SEMICONDUCTOR

DIGI-KEY

2N3906-ND 4

DIGI-KEY

2N3904-ND 4

8

JUNCTION FIELD Q2,Q5 EFFECT (NOTE 8) TRANSISTOR, NCH., TO-92 CASE R1,R12, RESISTOR, R16,R30, CARBON R31,R35, FILM R36 R2,R18, R32,R37 R3,R33, R38 RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM

(USE PART NUMBER) 100K OHM, +/-5%, 1/4 WATT 33K OHM, +/-5%, 1/4 WATT 47K OHM, +/-5%, 1/4 WATT 4700 OHM, +/-5%, 1/4 WATT 10K OHM, +/-5%, 1/4 WATT 4.7M OHM, +/-5%, 1/4 WATT 2200 OHM, +/-5%, 1/4 WATT 68K OHM, +/-5%, 1/4 WATT 150K OHM, +/-5%, 1/4 WATT 1000 OHM, +/-5%, 1/4 WATT 120K OHM, +/-5%, 1/4 WATT 680 OHM, +/-5%, 1/4 WATT 220 OHM, +/-5%, 1/4 WATT 20.0K OHM +/-1%, 1/4 WATT 3920 OHM +/-1%, 1/4 WATT 1M OHM, +/-5%, 1/4 WATT

CENTRAL SEMICONDUCTOR

2N5484

MOUSER

610-2N5484 2

XICON

29SJ250-100K

MOUSER

291-100K

7

XICON

29SJ250-33K

MOUSER

291-33K

4

XICON

29SJ250-47K

MOUSER

291-47K

3

R4,R25, RESISTOR, R26,R34, CARBON R39 FILM R5,R13, R14 R6,R7 RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, METAL FILM RESISTOR, METAL FILM RESISTOR, CARBON FILM

XICON

29SJ250-4.7K

MOUSER

291-4.7K

5

XICON

29SJ250-10K

MOUSER

291-10K

3

XICON

29SJ250-4.7M

MOUSER

291-4.7M

2

R8,R10

XICON

29SJ250-2.2K

MOUSER

291-2.2K

2

R9

XICON

29SJ250-68K

MOUSER

291-68K

1

R11

XICON

29SJ250-150K

MOUSER

291-150K

1

R15

XICON

29SJ250-1.0K

MOUSER

291-1K

1

R17

XICON

29SJ250-120K

MOUSER

291-120K

1

R19

XICON

29SJ250-680

MOUSER

291-680

1

R20

XICON

29SJ250-220

MOUSER

291-220

1

R21

XICON

271-20K

MOUSER

271-20K

1

R22

XICON

271-3.92K

MOUSER

271-3.92K

1

R23

XICON

29SJ250-1.0M

MOUSER

291-1M

1

9

R24,R27

RESISTOR, CARBON FILM RESISTOR, CARBON FILM

22K OHM, +/-5%, 1/4 WATT 10 OHM, +/-5%, 1/4 WATT

XICON

29SJ250-22K

MOUSER

291-22K

2

R28,R29

XICON

29SJ250-10

MOUSER

291-10

2

20K OHM, +/-10%, LINEAR RV1,RV2 POTENTIOMETER CLAROSTAT TAPER, CONDUCTIVE PLASTIC U1 . INTEGRATED CIRCUIT SOCKET FOR U1 PERFORATED BOARD (USE PART NUMBER) 8-POSITION, WIREWRAP(TM) GLASSEPOXY, 17" X 8.5" X 0.062" PRESS-FIT, SOLDER FORK TO WIREWRAP 0.08" WIDE X 5' LONG ALUMINUM, 8" LONG X 5.5" WIDE X 0.062" THICK MOTOROLA MILLMAX

RV4NAYSD203A

NEWARK

04F8775

2

LP2951ACN 123-93-308-41-001

NEWARK MOUSER

01F2166

1

575-293308 1

.

VECTOR

169P84WE

MOUSER

5741 169P84WE

(NOTE 3) TERMINAL

VECTOR

T68

MOUSER

574-T68/C

2

.

BRAID, BUS

CHEMTRONICS

80-3-5

NEWARK

95F6236

1

.

ANTENNA

.

.

.

.

2

.

0.848"D, KNOB, 0.744"H, POTENTIOMETER FOR 0.25"D SHAFT SWITCH SPDT 1/4" STEREO

ALCO

PKES70B-1/4

NEWARK

57F2347 611-7101001 502-112B 534-1808

2

.

C&K SWITCHCRAFT

7101SYZQE 112B 1808

MOUSER MOUSER MOUSER

1 1 8

(NOTE 4) JACK . SPACER, CIRCUIT BOARD SUPPORT

4-40 THREAD, 0.625" LONG, KEYSTONE ALUMINUM NUMBER 6, CLEAR HOLE, KEYSTONE 0.375" LONG, NYLON . 9 VOLT . EVEREADY

SPACER, (NOTE 5) ANTENNA SUPPORT BRACKET, (NOTE 6) CONTROL SUPPORT . BATTERY, NEDA 1604A

885

ALLIED

839-2231

8

. 522

. NEWARK

. 48F917

1 1

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IndicePremessa...pag.1 Transistors....pag.1 Induttori.pag.1 Condensatoripag.1 Alimentazione......pag.1 Frequenze.....pag.1 Mapping e sensibilit.pag.1 Sensibilit alla temperatura..pag.2 Descrizione del circuito parte1...pag.2 Descrizione del circuito parte 2..pag.3 Descrizione del circuito parte 3..pag.3 Assemblaggio del circuito...pag.3 Assemblaggio dellunitpag.4

Schema parte1.pag.5 Schema parte2.pag.5 Schema parte3.pag.5 Layout circuitopag.6 Layout circuito con valori dei componenti..pag.7 Lista componentipag.8 Indice....pag.11

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TEST E CALIBRAZIONE alimentare il circuito. ruotare I due potenziometri RV1 e RV2 al centro. Allontanare qualunque oggetto (puntali, sonde, mani, etc.) a 60 cm dalle antenne . collegare un voltmetro in DC (10v DC di scala)al circuito come segue: puntale negativo a massa. puntale negativo ai 7.5V. assicurarsi che ci sia +7.50vdc +/-0.35vdc. collegare un oscilloscopio (50mv/div, AC; 5uS/div, internal trigger) come segue: il negativo a massa. la sonda ai 7.5V. assicurarsi che ci sia un rumore di alimentazione minore di 40mVpp. collegare la sonda delloscilloscopio alluscita dellOSCILLATORE RIFERIMENTO PASSO, sullemettitore del Q9 DC; 1uS/div, internal trigger.) assicurarsi che ci sia la forma donda in figura1: 3.8Vpp con il picco pi alto a 7.5V, e un periodo di circa 3.6uS. (2v/div,

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Figura 4 9. connettere la sonda alluscita dellOSCILLATORE VARIABILE PASSO sullemettitore del Q10.

10. assicurarsi che ci sia la forma donda in figura1: 3.8Vpp con il picco pi alto a 7.5V, e un periodo di circa 3.6uS.11. avvicinare e allontanare la mano dalla ANTENNA PITCH e osservare che il periodo dellonda cresce al diminuire della distanza tra la mano e lantenna. La variazione totale del periodo dovrebbe essere di circa 100nS, corrispondente alla massima deviazione di frequenza di circa 7.5kHz. 12. NOTARE: per ottenere un uscita udibile dal theremin, I due oscillatori del passo devono avere una frequenza di oscillazione molto simile; il passo udibile sar la loro differenza generata dal miscelatore. Quindi la regolazione di questi oscillatori importante. negli strumenti non calibrati, la relazione iniziale tra I due oscillatori del passo non produrr un uscita udibile dal miscelatore. Presupponendo che sia il nostro caso, il prossimo passo sar regolare C22 e osservare se luscita del miscelatore scender in frequenza. collegare la sonda al collettore del Q4 che luscita del miscelatore. (200mv/div, AC; 1mS/div, internal trigger) Allontanare qualunque oggetto (puntali, sonde, mani, etc.) a 60 cm dalla ANTENNA PITCH. Allontanare dagli oscillatori anche loscilloscopio per evitare che il circuito ne risenta. 13. osservare la forma donda mentre si regola lentamente C22. regolare C22 cos che la forma donda sia assente con la mano lontana dalla PITCH ANTENNA, e che cresca in frequenza avvicinandosi allantenna. Per una differenza di frequenza di 50Hz, luscita del miscelatore sar 1.7Vpp. A questa frequenza, londa sar un treno di impulsi asimmetrico, con una discontinuit evidente nel fronte di salita. La forma donda diventer sempre pi sinusoidale al crescere della frequenza. A 400Hz, lampiezza sar circa 800mVpp. se le due frequenze degli oscillatori sono molto diverse e quindi alluscita del miscelatore non vediamo alcun segnale, andremo ad aggiungere un condensatore in parallelo a C23 nellOSCILLATORE RIFERIMENTO PASSO o a C29 nellOSCILLATORE VARIABILE PASSO per diminuire la loro frequenza di oscillazione. se la procedura di regolazione di C22 ha ottenuto risultati soddisfacenti, saltare i passi successivi fino al punto 22. In caso contrario dal passo 14 al 21 si proceder per aggiungere il condensatore in pi.

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14. ci vuole un frequenzimetro per misurare la frequenza di oscillazione dei due oscillatori del passo. Preparare un adattatoredimpedenza come quello in figura2 per evitare che il frequenzimetro attenui la forma donda nei punti di misura.

Figura 2 15. connettere luscita delladattatore dimpedenza al frequenzimetro. Collegare lingresso delladattatore dimpedenza alluscita dellOSCILLATORE RIFERIMENTO PASSO. il collegamento tra il circuito e ladattatore dimpedenza deve essere estremamente corto (meno di 2.5 cm di cavo schermato) per evitare un carico capacitivo eccessivo sulluscita delloscillatore. Allontanare tutti i puntali dal circuito. 16. leggere sul frequenzimetro regolando lentamente C22. Selezionare una posizione di C22 che provoca approssimativamente una frequenza di mezzo. Questa corrisponde approssimativamente al valore intermedio di C22, lasciare i margini sufficienti per le regolazioni successive. 17. scrivere la frequenza corrispondente. 18. collegare ladattatore dimpedenza alluscita dellOSCILLATORE VARIABILE PASSO. Assicurarsi che non ci sia niente in prossimit della ANTENNA PITCH. Allontanare qualunque puntale dal circuito oscillatore. 19. scrivere la frequenza. 20. determinare quale delle due sia la frequenza maggiore. Quella frequenza sar diminuita aggiungendo un condensatore in parallelo. 21. per diminuire la frequenza di un oscillatore, aggiungere condensatori in parallelo a: C23 nellOSCILLATORE RIFERIMENTO PASSO o C29 nell'OSCILLATORE VARIABILE PASSO. procurarsi due ciascuno dei seguenti condensatori di mica: 5pF, 10pF, 22pF, e 47pF. (un set previsto per le regolazioni del circuito del volume.) la capacit dei condensatori in parallelo aumenta. La combinazione di un 5pF in parallelo con un 390pF (C23 o C29), per esempio, dar in totale una capacit di 395pF. Il prossimo conveniente incremento potrebbe essere ottenuto sostituendo il 5pF con un 10pF, ottenendo 400pF. Lasciando il 10pF, si pu aggiungere il 5pF ottenendo 390pF + 10pF + 5pF = 405pF. il quarto valore pu essere applicato in varie combinazioni per avere un range tra 395pF e 474pF in passi da 5pF. continuare la procedura di parallelamento, come necessario, fino a che la frequenza diventa poco meno del valore desiderato. Poi, regolare ancora C22 cos che la forma donda sia assente con la mano lontana dalla PITCH ANTENNA, e che cresca in frequenza avvicinandosi allantenna. 22. usare il potenziometro PITCH NULL per fare la regolazione fine della risposta del passo alla posizione della mano. Il massimo della regolazione si ha quando parte la forma donda in uscita dal miscelatore con la mano a 60 cm dallantenna. NOTARE: la relazione distanza-passo pu essere invertita, il maggior passo con la mano lontana dallantenna, dipende dalla regolazione di C22 e del PITCH NULL.

23. collegare la sonda alluscita del OSCILLATORE VOLUME. (2v/div, DC; 1uS/div, internal trigger.) 13

24. osservare la forma donda in figura3: 1.4Vpp con il picco pi alto a 7V e un periodo di circa 2.2uS.

Figura3 25. avvicinare e allontanare la mano alla VOLUME ANTENNA e osservare che il periodo della forma donda rimane costante. 26. collegare la sonda al source del Q2. (1v/div, DC; 1uS/div, internal trigger.) allontanare tutto dallarea vicino al processore volume e alla sua antenna. 27. regolare lentamente C2 mentre si osserva loscilloscopio. Osservare un onda sinusoidale, centrata allincirca su 4V, che varia in ampiezza con la regolazione di C2. Lampiezza della sinusoide dovrebbe variare circa tra 0.5Vpp e 2Vpp. se la frequenza dellOSCILLATORE VOLUME molto differente dalla frequenza di risonanza parallelo di L2 e C7 nel PROCESSORE VOLUME, si avr una ampiezza e variazione dampiezza insufficienti sul source di Q2 . In questo caso, si pu aggiungere una capacit in parallelo a C3 per lOSCILLATORE VOLUME o a C7 per il PROCESSORE VOLUME. se la regolazione del C2 produce risultati soddisfacenti, procedere al punto 29. In caso contrario, continuare con il punto 28, che prevede una procedura per accoppiare la frequenza dellOSCILLATORE VOLUME con quella del PROCESSORE VOLUME. 28. con la sonda ancora sul source del Q2, selezionare laccoppiamento in AC e centrare la traccia. Diminuire il V/Div fino a visualizzare la forma donda. cominciare aggiungendo un condensatore da 5pF in parallelo a C3. Notare lampiezza della forma donda. Se aumenta con laggiunta del condensatore da 5pF, sostituire il 5pF con un 10pF e determinare se c un evidente aumento dellampiezza. Ripetere questa procedura con le successive combinazioni di condensatori in parallelo fino ad avere la migliore ampiezza e sua variazione della forma donda. se la procedura di cui sopra non dovesse dare risultati soddisfacenti, rimuovere qualsiasi condensatore messo in parallelo a C3, e ripetere la procedura con C7. 29. con la sonda ancora sul source del Q2, regolare C2 cos che lampiezza sia al massimo con la mano lontana dalla ANTENNA VOLUME, minima con la mano vicino allantenna. Lampiezza al massimo quando la frequenza di antirisonanza di L2 e C7 nel PROCESSORE VOLUME uguale alla frequenza dellOSCILLATORE VOLUME. 30. collegare la sonda al collettore del Q3. (1v/div, DC; 1mS/div, internal trigger.) osservare un livello di tensione che varia da circa 1V a 6.5V con la mano prossima allantenna. NOTARE:dipendendo dalla regolazione di C2, la relazione della posizione della mano alla tensione potrebbe non essere proporzionale, esempio, un livello di 3V pu esserci per 2 differenti distanze della mano, una vicino e una lontano dallantenna. Il livello di tensione DC sul collettore di Q3 pi basso quando la frequenza di antirisonanza tra L2 e C7 uguale alla frequenza delloscillatore. 31. una volta che si osserva una adeguata risposta sul collettore di Q3, collegare la sonda alluscita del miscelatore. Regolare il potenziometro PITCH NULL cos che sia presente una forma donda indipendentemente dalla prossimit della mano alla ANTENNA PITCH. Questo porter ad avere un segnale costante per calibrare ulteriormente il circuito del volume. Lesatta frequenza non importantissima;ne baster una qualsiasi attorno a 400Hz.

32. collegare la sonda al collettore di Q6. Osservare loscilloscopio mentre si regola lentamente C2. Dovrebbe apparire una formadonda allinterno di un intervallo di regolazione di C2. Regolare C2 sulla posizione dove appare londa. 33. porta la mano vicino alla ANTENNA VOLUME e che lampiezza della forma donda cresce con il decrescere della vicinanza della mano allantenna. NOTARE: ci sono due posizioni differenti di C2 che soddisfano questo criterio, tuttavia, solo una delle posizioni offrir la risposta migliore. La calibrazione sar corretta si avr quando linizio della forma donda sul collettore di Q6 arriver in corrispondenza della distanza tra mano e antenna del volume di 46 cm aumentando in ampiezza come la mano si avvicina. Regolare di fino la risposta del volume con il potenziometro VOLUME NULL. Rigirare il PITCH NULL sulla sua normale posizione. 34. collegare le cuffie all OUTPUT JACK dello strumento. Posizionare ciascuna mano in corrispondenza delle rispettive antenne, e sentire che c un passo udibile che pu essere modulato in frequenza con la vicinanza della mano alla ANTENNA PITCH e modulato in ampiezza con la vicinanza della mano alla ANTENNA VOLUME.

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