THEREMIN

Siempre me ha llamado la atención este instrumento. Desde que lo vi por primera vez siempre quise saber como funciona para hacerme uno. No soy músico y seguramente no le sacaré ninguna nota agradable pero mi diversión está en la construcción y en resolver los problemas que surgen cuando trabajas con osciladores, vamos, lo que yo llamo "jugar".

Aunque la idea era fabricarlo a válvulas (que todavía no está descartado), me gustó este diseño a transistores que vi en esta web http://www.strangeapparatus.com/Theremin.html. Antes de citar aqui esta web me puse en contacto con su webmaster y me concedió muy amablemente permiso para publicar aqui tanto su sitio como los esquemas.

Aunque hay algunas referencias en internet sobre gente que se ha construido un Theremin no hay muestras de sonido que prueben que el diseño funciona y cómo. Yo lo voy a hacer aquí.

Primero he de decir que tuve que realizar algunos cambios, que citaré con cada esquema, pero quiero aclarar que los cambios han sido por indisponibilidad del material o simplemente por la construcción de las placas, no estoy diciendo que el original no funciona.

ESQUEMAS
PRO

OSCILADOR DE REFERENCIA (PRO)

A veces no se dispone de todo lo que uno quiere, asi que hay que adaptarse con lo que se tiene.

Como no encontré inductancias de 1 mH puse de 1,5 mH

Los trimers que debían ser de 60 pF son de 100 pF

En lugar del condensador de 200 pF puse uno de 220 pF, después aumenté la frecuencia con uno de 100 pF

El original oscila alrededor de 172 KHz, este lo hace sobre 145 KHz

PVO

 

OSCILADOR DE TONO VARIABLE (PVO)

Igual que en el oscilador de referencia.

Mix

MEZCLADOR (MIX)

Al no tener condensadores de 4,7 nF puse de 5,6 nF

VOC

OSCILADOR VARIABLE DE VOLUMEN (VOC)
Aqui solo cambia el cond. de 220 pF y el trimer.

VCA

AMPLIF. CONTROLADO POR TENSION (VCA)

Aqui hay varios cambios :

Notese los condensadores de 4n7, el de 220 pF, trimer, los FET, el potenciómetro de 470k, y la R de 4K7.

No había manera de encontrar los FET 2N5486, asi que puse 2 BF256.

No había información del diodo, asi que probé varios hasta dejar el OA85.

Este circuito ha sido un quebradero de cabeza, al principio no funcionaba, la sustitución de los condensadores de 4,7 pF por los de 4,7 nF ha sido la clave. Y aún no va fino del todo la parte resonante de la señal del oscilador de volumen porque cada vez que doy tensión al equipo tengo que ajustar esa parte con el trimer.

El esquema del amplificador esta en el propio datasheet del TDA2003

Para la fuente el típico circuito con un regulador 7812.
LAS PLACAS
PCB
PVB2

CONSTRUCCION DE LAS PLACAS DE C.I.

Debo decir que no me he roto la cabeza con el diseño de las placas...tal cual.

MONTAJE
Pruebas

TABLERO DE PRUEBAS

Aqui estaba pasando momentos muy divertidos haciendo pruebas y cambiando valores para que funcione.

 

COMO FUNCIONA
bloques
La parte del tono sigue el principio de funcionamiento de una radio superheterodino, dos osciladores sintonizados a la misma frecuencia, uno de frecuencia fija (PRO) y el otro de frecuencia variable (PVO) cuya capacidad antena-mano forma parte del circuito resonante. Esas dos señales van al mezclador. En éste se producen dos tipos de señales la suma de ellas y su diferencia, a nostros nos interesa la diferencia, pues ésta entra en el rango de la frecuencia audible (0-3 Khz). Si el oscilador de referencia esta en 145 Khz y el variable al acercar la mano a la antena varia a 142 KHz, a la salida tendremos la suma ( 287 KHz; inaudible, no interesa) i la diferencia (3 Khz; esa si interesa). Un filtro pasa bajos se encarga de sacar esa señal hacia el amplificador controlado por voltaje (VCA).

El oscilador de volumen es semejante a los anteriores solo que lo hacemos tabajar a una frecuencia superior y distinta de aquellos para evitar interferencias entre ellos.

Su señal va al circuito resonante de volumen (VRC) que contiene el VCA

En el circuito amplificador controlado por tensión está la sección de resonancia del control de volumen, se ajusta de manera que con la mano alejada de la antena de volumen la frecuencia de resonancia coincida con la del oscilador de volumen dando por tanto máxima amplitud de la señal provocando máxima conduccion del transistor BC547. Al acercar la mano a la antena la frecuencia del oscilador se aleja bajando la amplitud de señal entrando el transistor en regulación hasta que deja de hacerlo con la mano casi tocando la antena. El transistor y los FET trabajando en su región ohmica se encargan del control de volumen a la vez de amplificar la señal que llega del mezclador. Esta señal ya se podría oir con unos auriculares.

Uno de los problemas principales que presentan los Theremin es la no linealidad "espacio/frecuencia", es decir, partiendo de la mano alejada de la antena al principio el tono varia poco en unos centímetros y a medida que se acerca a la antena el tono varia mucho en pocos milímetros. La idea es conseguir una cierta linealidad en un rango medio, para eso son las cuatro bobinas de 10 mH en serie conectadas a la antena.

Otro punto importante es la tierra, al principio no la puse y había poca sensibilidad, tenia que acercarme mucho a la antena, no empezaba a actuar hasta estar a unos 15 cm de la antena. Pero me di cuenta de que el principio de funcionamiento esta en que la capacidad que se forma entre antena e intérprete es repecto a tierra. Al ponerle la tierra todo cambió mejorando mucho la sensibilidad tanto de la antena de tono com la de volumen.

LOS CIRCUITOS
Pitch variable oscillator
PVO
Pitch reference oscillator
PRO
Volume control oscillator
VCO
Mixer
MIX
Volume resonant circuit and voltage controlled amplifier
VCA
Power supply
PS
Audio amplifier
Amp

Después de las pruebas realizadas con resultados bastante aceptables ya era hora de hacerle una caja y asi poder terminar los ajustes apartándolo de interferencias provocadas por utensilios, lamparas, enchufes, etc en torno a la mesa de trabajo.

Como antena para el Pitch uso una antena telecópica de algun desecho que tenía en un cajón, ni que decir tiene que es otro ajuste de frecuencia dependiendo de la altura que dejemos. Cuando decida la altura la podré fija, demasiados ajustes.

Mueble
Vista interior
V_Int
Aspecto final
VF
Por último dejo como había prometido un video donde se aprecia el funcionamiento de este Theremin.