Il condensatore che canta: come funziona un Theremin

Mentre il disco volante atterra e le autorità locali chiedono a gran voce di ottenere il controllo, è probabile che tu senta i toni inquietanti di un theremin che si lamenta nella colonna sonora. Leon Theremin ha inventato il dispositivo nel 1928. Ha iniziato la sua vita come una curiosità di laboratorio sovietica prima di svilupparsi nello strumento che conosciamo oggi.

Ispirato dalle braccia ondeggianti dei direttori d'orchestra, Theremin ha utilizzato la sua tecnologia di rilevamento della prossimità per creare uno strumento contactless. Da allora, il theremin è stato un segno distintivo dei film di serie B e della musica sperimentale, nonché un perfetto progetto fai-da-te per musicisti curiosi.

Pezzi del Theremin

Il design classico del theremin è ingannevolmente semplice. A prima vista, sembra essere semplicemente una scatola di legno con una manciata di controlli, oltre a due antenne dall'aspetto sorprendentemente industriale su entrambe le estremità.

L'antenna verticale controlla l'intonazione dello strumento, mentre l'antenna orizzontale ne modifica il volume. Queste sono conosciute, rispettivamente, come antenne del tono e del volume.

Quindi, come funziona?

A grandi linee, le due antenne creano campi elettromagnetici che interagiscono con la capacità elettrica dell'esecutore.

Agitando le mani in questi campi elettromagnetici, l'esecutore può modificare con precisione oscillatori variabili nei circuiti di altezza e volume del theremin. Questo permette loro di girare melodie complesse, apparentemente dal nulla!

C'è molto da disfare lì. Per avere un'idea migliore di come funziona, esploriamo i due pezzi base che compongono qualsiasi sintetizzatore: oscillatori e modificatori.

Cos'è un oscillatore?

Quando si parla di sintetizzatori, si può pensare a un oscillatore come alla sorgente del suono. Per sintetizzatori analogici come il theremin, un oscillatore è un componente elettrico che genera una tensione alternata. Questo è spesso visualizzato come un'onda sinusoidale:

Questo oscillatore analogico e la sua tensione CA sono il cuore del nostro sintetizzatore. Tutto il resto è un modificatore – cioè, come si passa da una semplice tensione alternata a un sintetizzatore che canta, suona,!

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Ogni oscillatore può produrre un solo suono alla volta. I primi sintetizzatori come il theremin utilizzavano una piccola manciata di oscillatori, quindi potevano produrre solo a monofonico prestazione. Ciò significa che non importa quanto armonicamente complesso o bizzarro sia il sintetizzatore, gli artisti potrebbero suonare solo una nota alla volta!

Ciò solleva la domanda: come si passa dalla generazione di una singola tensione CA all'esecuzione di una scala musicale, per non parlare di un'intera composizione?

I modificatori fanno la musica

Se la oscillatori di un sintetizzatore sono il motore, il modificatorisono tutte le altre parti dell'auto. Senza di loro, saremmo bloccati senza alcun modo per muoverci o, più precisamente, fare musica!

Come accennato, per loro natura gli oscillatori analogici possono produrre una sola nota ciascuno alla volta. Ma possiamo ancora suonare una scala musicale con un singolo oscillatore, semplicemente alterando la sua frequenza per ogni nota.

Per dimostrare meglio questa idea, considera una corda di chitarra:

Questa corda è il nostro oscillatore e il nostro dito è il modificatore. Premendo sulla corda, si altera la sua tensione e, di conseguenza, si altera la frequenza dell'onda sonora che emette. Più in alto sali il manico della chitarra, maggiore è la tensione sulla corda e più alta è la nota che esce quando la pizzichi.

Allo stesso modo, puoi usare vari modificatori per alterare l'altezza di una singola nota di un oscillatore. Ciò consente di suonare melodie complicate, anche se monofoniche, sul theremin.

I modificatori non si limitano ad alterare la frequenza del segnale; puoi anche usarli per modificare il ampiezzadella tensione CA. Per la nostra situazione, un aumento dell'ampiezza produce un aumento del livello sonoro in uscita e viceversa.

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Mettere insieme i pezzi

Un theremin classico è costituito da tre oscillatori: due per l'antenna a passo verticale e uno per l'antenna a volume orizzontale.

L'antenna a passo

Il circuito dell'antenna del passo è costituito da un oscillatore fisso (uno che oscilla a una frequenza impostata) e un oscillatore variabile (uno la cui frequenza viene modificata dal musicista). L'oscillatore variabile è collegato all'antenna a passo verticale. Questa antenna pitch funge da metà di un condensatore, mentre l'altra metà è la mano dell'esecutore.

Senza entrare troppo in profondità, la distanza tra due metà di un condensatore è inversamente proporzionale alla sua capacità. Pertanto, quando l'esecutore avvicina la mano all'antenna del passo, la capacità del circuito aumenta.

Con l'oscillatore variabile cablato per modificare la frequenza con la capacità dell'antenna, puoi cambiare l'intonazione del theremin muovendo la mano avanti e indietro dell'antenna del pitch!

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O meglio, quasi.

La frequenza dell'oscillatore variabile è ben al di fuori della gamma dell'udito umano. Di conseguenza, dobbiamo combinarlo con la frequenza dell'oscillatore fisso. Questo utilizza il principio dell'eterodina: due o più onde semplici che si uniscono per formare un'onda risultante più complessa.

Per un theremin, l'onda risultante ha una frequenza ben all'interno della gamma uditiva umana, dandogli una gamma di circa cinque ottave.

L'antenna del volume

L'antenna del volume funziona più o meno allo stesso modo dell'antenna del passo, solo senza l'eterodina di due oscillatori. Invece, un singolo oscillatore variabile è collegato all'antenna del volume. Le variazioni di questo oscillatore determinano il volume del theremin.

Finalmente sei pronto per giocare! Avvicinando la mano all'antenna del pitch si alza il pitch del theremin. Avvicinando la mano all'antenna del volume, il volume diminuisce. Sembra semplice, ma padroneggiare il theremin è complicato come qualsiasi altro strumento. Almeno non dovrai mai cercare un plettro per chitarra!

Far cantare l'elettricità

Il theremin, inventato nel 1928 da Leon Theremin, rappresenta una sfida unica sia per il giocatore che per l'hobbista elettronico.

Non solo hai la possibilità di esplorare un circuito singolarmente unico, ma hai anche l'opportunità di sperimentare uno dei timbri più riconoscibili, ma dal suono alieno mai creati.

L'unica cosa più impegnativa della comprensione di un theremin è far suonare bene uno!

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