Theremin Explorer

Работа с программой

1. Перестраиваемый генератор представлен набором параметров (включая длину и диаметр подключенной к нему антенны), которые можно менять. В версии 1.17 появился выбор антенн других форм (вызывается контекстным меню панели "Antenna"). Топология антенной цепи выбирается радиокнопками. Диапазон изменения у некоторых парметров ограничен. Кривая, соответствующая текущим параметрам, рисуется тонкой черной линией. Значение Cant (это емкость антенны при максимально отведенной руке) приводится для справки.

2. На основе текущих параметров автоматически вычисляется частота второго (фиксированного) генератора – из условия получения нулевых биений при далеко отведенной руке. Чтобы сдвинуть точку нулевых биений ближе к антенне, следует понизить эту частоту. Для этого предусмотрен регулятор "Offset" (движение в правую сторону), который являюется аналогом ручки "Pitch" у реального терменвокса. Начиная с версии 1.17 авторасчет можно отключить, а частоту задавать прямым вводом числового значения в поле "Actual frequency".

3. Из-за особенностей взаимодействия связанных резонансных цепей возможен перескок генерации на "неправильную" частоту. Этот факт отмечается появлением на панели "Fixed Pitch Oscillator" красного значка "!" и изломом на кривой. Начиная с версии 1.21 участок кривой с "неправильной" генерацией отмечается красным цветом, а фиксированный генератор всегда остается настроенным под "правильную" частоту.

Для устранения перескока необходимо уменьшать значения L1 и C1, либо увеличивать индуктивность линеаризующей катушки (L2) со связанными с ней емкостями (сюда входит и емкость антенны). Критические (граничные) значения параметров, приводящие к перескоку, можно рассчитать автоматически, вызвав контекстное меню соответствующего параметра (щелчком по его названию).

4. Текущую кривую можно зафиксировать кнопкой "Add curve", задав цвет. Это полезно при сравнении разных настроек терменвокса. Для переноса рисунка в другие приложения можно воспользоваться стандартным сочетанием клавиш Ctrl + PrtScr (копирует изображение в буфер обмена). Начиная с версии 1.17 возможен экспорт координат кривой в текстовый файл и сохранение группы кривых ("сессии") для последующей загрузки и просмотра.

5. Набор текущих параметров можно сохранить в файл, имеющий текстовый формат ( *.txt), который легко читается и редактируется. Параметры, не участвующие в выбранной топологии, не сохраняются, а "лишние" параметры (если они встретятся при при загрузке) – игнорируются. Если каких-либо параметров не хватает (или они имеют некорректные значения), то устанавливаются значения по умолчанию. К приложению прилагается библиотека параметров для некоторых моделей терменвоксов, но без претензии на абсолютную точность. Параметры терменвоксов постоянно уточняются.

Основные параметры:
d – диаметр антенны, мм
l – длина антенны, см
EPC – эквивалентная дополнительная параллельная емкость (сюда входит емкость проводов и клемм), пФ
L2 – индуктивность антенной ("выравнивающей") катушки, мГ
Csrf – эквивалентная емкость антенной катушки, соответствующая ее собственной резонансной частоте, пФ
k – коэффициент связи катушек 0...1
L1 – индуктивность основного резонансного контура, мГ
C1 – емкость основного резонансного контура, пФ
S – расстояние от "исполнителя" до антенны (для модели антенны с телом исполнителя), см

Дополнительные параметры (сохраняются в файле):
Topology – топологиия антенной цепи (0 – с одной катушкой, 1 – с выравнивающей катушкой, 2 – с двумя индуктивно связанными катушками,)
AntennaID – тип антенны (0 – стержневая, 1 – плоская, и т.д.). Набор зависит от версии программы.
Color(BGR) – цвет кривой в 16-ричном формате (например, 0xFF0000 – синий, 0x00FF00 – зеленый, 0x0000FF – красный, все шесть цифр обязательны)
Divider – коэффициент деления частоты генераторов (при наличии делителей, как в Paradox или Etherwave Pro)

Особенности

1. Для вычисления емкости антенны используются данные, полученные в результате измерений емкости реальных антенн с использованием движения "руки" по горизонтальной дуге – Hand Simulator for Theremin v.0.01. Размеры антенн, которые непосредственно участвовали в измерениях, отображаются в выпадающих списках "d" и "l". При выборе других размеров используется линейная интерполяция.

2. Небольшие "зазубрины" на графике связаны с конечной точностью проведенных измерений (особенно заметной на больших расстояниях). Начиная с версии 1.14 данные отфильтрованы (сглажены), поэтому "зазубрины" практически незаметны.

3. При наведении на картинку отображаются координаты курсора – расстояние руки до антенны (в сантиметрах) и высота тона (в Герцах).

4. Ось расстояний сделана "наоборот" – ноль расположен справа (т.е. там, где находится антенна). Сделано это для наглядности. При этом движок "Offset" сдвигает точку нулевых биений интуитивно понятно – в ту же сторону. Правому положению движка соответствует приближение точки нулевых биений к антенне (частота фиксированного генератора уменьшается). Если границы движка не позволяют двигаться дальше, возможен прямой ввод числового значения в поле "Offset".

5. Для высоты тона использована линейная музыкальная шкала и стандартная нотация MIDI. Это означает, что ноты на оси расположены равномерно, а обозначению "C0" соответствует частота 16,35 Гц (самая нижняя нота "До").

Для справки: "Ля" 1-й октавы – это "A4" (стандарт 440 Гц).

6. Математические модели НЕ учитывают эффект "затягивания частоты" (синхронизацию генераторов).
При моделировании цепей на индуктивно связанных катушках использована монография Асеев П.Б. Колебательные цепи – М.: Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио, 1955. При моделировании цепей с линеаризующей катушкой использован стандартный анализ комплексных сопротивлений.

7. До версии 1.21 все паразитные емкостные параметры предлагалось суммировать в единое значение "EPC" ("эквивалентную параллельную емкость"), включая и так называемую "собственную емкость" линеаризирующей катушки. Последнее, по большему счету, неправильно для топологии "Equalizing Coil" и дает только оценочный результат (хотя и более точный, чем если эту емкость вообще не учитывать). Введению же емкости в математическую модель мешает тот факт, что получающееся уравнение не имеет аналитического решения (невозможно получить итоговую формулу). В версии 1.21 расчет производится методом последовательных приближений, что примерно в 20 раз замедляет прорисовку графика, но на современных компьютерах это практически незаметно. Между тем, если параметр Csrf установить в 0, то расчет будет производиться по старому алгоритму, а "собственную емкость" надо, как и раньше, плюсовать к "EPC". Эта возможность оставлена на всякий случай. В топологии "Single Coil" нет отдельного параметра "Csrf" и собственную емкость следует прибавлять к емкости контурного конденсатора "C1". Если конденсатор контура отсутствует, то "C1" будет состоять только из собственной емкости катушки.

8. Невозможно предусмотреть все случаи схем генераторов. Тем не менее некоторые топологии все же можно смоделировать данным приложением, используя метод замещений. Например, терменвоксы "RCA" (как и кастомные термены Клары и Розы) построены на основе генераторов Армстронга, в которых катушка основного контура разделена на две одинаковые обмотки, а антенная катушка подключена к точке их соединения. Анализируя такую топологию, можно придти к выводу, что по сути – это топологии "Equalizing Coil", в которой линеаризующая катушка L2 подключена не к верхнему концу катушки L1, а к середине ее витков. Это уменьшает коэффициент включения антенной цепи (степень связи) в два раза. Чтобы смоделировать такое уменьшение на топологии "Equalizing Coil", индуктивность L1 надо уменьшить в 4 раза, а поскольку это скажется на резонансной частоте контура, емкость C1 следует во столько же раз увеличить.

Требования к системе и прочая информация

– программа тестировалась под Windows XP. Специальных требований нет. Инсталляция не нужна. Использование программы – на ваш страх и риск.

http://antiradio.narod.ru/theremin/theremin_expl/
Дата создания документа: 11.04.2017. Последнее обновление: 14.11.2024.