Theremin Explorer

Программа, моделирущая поведение генераторов терменвокса и строящая зависимости высоты тона (частоты биений) от положения руки.
Позволяет варьировать параметры и сравнивать топологии различных антенных цепей.
Файлы конфигураций для некоторых известных терменвоксов (не претендующие, однако, на точность) также прилагаются.

Download – Скачать программу v1.14 (архив 197 кБ).
Download – Скачать программу v1.18 (архив 217 кБ, добавлены антенны других форм,
загрузка групп кривых, экспорт точек кривой, коррекция параметров, выключение режима авторасчета, обновлена база данных известных терменвоксов).

Работа с программой

1. Перестраиваемому (антенному) генератору поставлен в соответствие набор параметров, включая длину и диаметр антенны, которые можно менять. В версии 1.17 появился выбор антенн других форм (вызывается контекстным меню панели "Antenna"). Диапазон изменения у некоторых парметров ограничен. Топология антенной цепи и связанный с ней набор параметров выбираются радиокнопками. Кривая, соответствующая текущим параметрам, рисуется тонкой линией.

Значение Cant приводится для справки. Это – емкость антенны при отведенной руке. "Чистая" емкость антенны (т.е. при полном отсутствии руки/тела музыканта) будет немного меньше.

2. На основе параметров вычисляется частота опорного генератора, которая соответствует нулевым биениям при отведенной руке. Положение точки нулевых биений задается регулятором "Pitch offset". Начиная с версии 1.17, авторасчет частоты опорного генератора можно отключать.

3. Из-за особенностей работы резонансных цепей с двумя катушками возможен перескок генерации на "неправильную" частоту. Опорный генератор также будет настроен "неправильно". Этот факт отметится появлением значка (!) и изломом на кривой. Общая рекомендация – понижать значения L1 и C1. Для облегчения поиска граничных значений есть команда коррекции (вызывается правым щелчком мыши по имени параметра).

4. Текущую кривую можно зафиксировать на рисунке, используя выбранный цвет. Для сохранения рисунка (переноса в документы) используйте стандартное сочетание клавиш Ctrl + PrtScr (копирует изображение окна в буфер обмена). Начиная с версии 1.17, зафиксированные кривые могут сохраняться в файле сессии – для возможности последующей загрузки единой группой. Также, начиная с версии 1.17, возможен экспорт координат точек кривой в текстовый файл.

5. Набор значений параметров можно сохранять и восстанавливать из файла *.txt. Параметры, не участвующие в выбранной топологии, не сохраняются, лишние параметры при загрузке игнорируются, отсутствующие или некорректные параметры замещаются значениями по умолчанию.

Параметры модели:
d – диаметр антенны, мм
l – длина антенны, см
L2 – индуктивность антенной ("выравнивающей") катушки, мГ
EPC – эквивалентная дополнительная емкость, пФ (сюда входит емкость соединительных проводников и так называемая "собственная емкость катушки"). В топологии с одной катушкой дополнительная емкость плюсуется к С1.
k – коэффициент связи катушек 0...1
L1 – индуктивность основного резонансного контура, мГ
C1 – емкость основного резонансного контура, пФ

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 – классическая стержневая, 1 – плоская площадка, и т.д., значения привязаны к версии программы)
Color(BGR) – цвет кривой в группе (компоненты цвета: 0xFF0000 – синяя, 0x00FF00 – зеленая, 0x0000FF – красная, все шесть цифр обязательны!)
Divider – коэффициент деления частоты генераторов (если используются делители)

Особенности

1. Для вычисления емкости антенны используются данные, полученные в результате измерений с использованием модели руки и ее движения "по горизонтальной дуге" – Hand Simulator for Theremin v.0.01.

2. В выпадающих списках "d" и "l" отображаются те размеры, которые непосредственно участвовали в экспериментах по измерению емкости. Для других размеров кривая будет построена с использованием интерполяции.

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

4. При наведении на картинку отображаются координаты курсора – "дистанция" в сантиметрах и "частота биений" в Герцах.

5. Для большей наглядности ось расстояний сделана "наоборот", т.е. ноль расположен справа, на месте антенны. При этом движок регулятора "Pitch" сдвигает зону нулевых биений интуитивно понятно – в ту же сторону. Правому положению движка соответствует сдвиг в сторону уменьшения частоты опорного генератора. Если границы движка не позволяют двигаться дальше, возможен прямой числовой ввод в окне параметра.

6. Для высоты тона использована линейная музыкальная шкала и стандартная нотация MIDI. Это означает, что обозначению "C0" (самая нижняя нота "до") соответствует частота 16,35 Гц. Стандарт Ля 440 Гц ("ля" 1-й октавы) – это A4.

7. В математических моделях НЕ учитывается эффект "затягивания частоты" (синхронизация генераторов).

Требования к системе и прочая информация

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


http://antiradio.narod.ru/theremin/theremin_expl/
Дата создания документа: 11.04.2017. Последнее обновление: 12.11.2019.