Làm thế nào để một ăng ten Theremin tinh hoạt động?

Tôi luôn cho rằng hình dạng của ăng ten là quan trọng; một đơn cực dọc cho cao độ và một vòng ngang cho âm lượng, nghĩ rằng điều này giảm thiểu sự can thiệp của chúng với nhau. Nhưng có vẻ như chúng thực sự hoạt động nhiều hơn trong phạm vi 200-500 kHz. Ở các tần số này, một ăng ten tốt sẽ dài hàng trăm mét và việc sử dụng các tần số khác nhau cho mỗi ăng ten là đủ để ngăn chặn nhiễu.

Mặt khác, sơ đồ Ethergave Moog có một loạt các cuộn dây nối tiếp với ăng ten, có thể kéo dài điện ?

Hầu hết các mô tả tôi đã đọc giải thích rằng đó chỉ là điện dung của con người đối với các bộ dao động, do đó, bất kỳ hình dạng kim loại nào cũng sẽ làm được, vì nó chỉ hoạt động như một bản tụ điện.

Tuy nhiên, trang này mô tả một cái gì đó khác biệt mà tôi không hiểu:

Các biến thể cường độ cao hơn 4 inch (10cm) RF được tạo ra từ những thay đổi trong "khả năng chống bức xạ". Đây là tổng công suất điện từ RF được phát ra từ anten cường độ chia cho bình phương của dòng điện ròng chảy vào anten cường độ. Trường cao độ là trạng thái cân bằng điện / từ kép, không chỉ là trường điện dung như trạng thái thông thường.

Một số giải thích thêm ở đây

Điều này có đúng không? Có gì sai với giải thích điện dung?

Hơn:

http://www.thereminworld.com/silicon_chip_theremin_modutions.html

Tuyến tính hóa độ nhạy cao độ - Tôi thấy rằng quãng tám trên bị nén nhiều và các nốt cao nhất tôi muốn chơi rất gần với ăng-ten mà độ rung chính xác là không thể. Một cách để tuyến tính hóa phản ứng là đặt một cuộn cảm nối tiếp với ăng ten.

http://www.dogstar.dantimax.dk/theremin/thersens.htm

Hiệu ứng này được bù một phần bởi bản chất của mạch điều chỉnh LC, tần số phụ thuộc vào căn bậc hai nghịch đảo của điện dung. Đây là lý do chính, tôi tin rằng, tại sao các bộ dao động dựa trên một cực duy nhất (chỉ có một thành phần phản ứng, tức là điện dung) không bao giờ được sử dụng để sử dụng. Tôi, và có lẽ nhiều người khác, đã thử nghiệm các bộ dao động RC trong một nỗ lực để thoát khỏi những cuộn dây phiền phức đó; thậm chí bộ định thời NE555 thông thường có thể được sử dụng cho mục đích này. Tuy nhiên, trong các mạch như vậy, tần số dao động tỷ lệ nghịch với điện dung, thay vì căn bậc hai của điện dung, và hiệu ứng "luật bình phương" tương ứng tệ hơn rất nhiều. Một cách khác để xem xét điều này là độ nhạy (dF / dC) của các mạch RC tỷ lệ với 1 / C2 thay vì 1 / C1.5 trong trường hợp của mạch LC.

Việc các nhà trị liệu sử dụng máy trộn heterodyne không liên quan gì đến RF. 'Ăng-ten' không phải là râu theo nghĩa cổ điển, RF. Giải thích điện dung là chính xác.

Tụ điện và Theremin 'Ăng-ten'

Loại tụ điện đơn giản nhất là tụ điện song song . Điều đó có nghĩa là tụ điện bao gồm hai tấm kim loại cách nhau bởi một số vật liệu gọi là điện môi. Phương trình cho điện dung của một tụ điện như vậy là C = εA / d, nơi ε là permittivity của điện môi (ε≈8.8541878176 .. × 10 ^ -12 F / m cho không khí).

Khi bạn đang vận hành một máy điều trị, bàn tay của bạn là một tấm (bàn tay của bạn được nối đất hiệu quả), ăng-ten là cái khác và không khí giữa hai là điện môi. Khi bạn di chuyển bàn tay, bạn thay đổi điện dung giữa mặt đất và ăng-ten. Cả hai tay sẽ ảnh hưởng đến cả hai râu, vì chúng hoạt động như hai tấm song song, làm tăng tổng diện tích.

Hai ăng ten nằm ở góc bên phải vì điều đó làm giảm tác động mà tay trái của bạn sẽ có trên ăng ten phải và ngược lại. Ví dụ, khi bạn di chuyển tay lên và xuống phía trên ăng-ten âm lượng, nó sẽ duy trì khoảng cách tương đối ổn định so với ăng-ten cường độ, do đó, đóng góp cho điện dung tổng thể là không đổi (và nhỏ).

Nguyên lý hoạt động

Lưu ý / Cập nhật: Vui lòng tham khảo Câu trả lời của FredM để biết mô tả chi tiết hơn về bộ dao động.

Cả hai tụ ăng ten là một phần của hai bộ dao động LC hoạt động phức tạp khác nhau . 'L' dùng để chỉ các cuộn cảm, lưu trữ năng lượng trong từ trường; 'C' dùng để chỉ các tụ điện, dự trữ năng lượng trong điện trường. Trong một bộ dao động LC, năng lượng liên tục chảy qua lại giữa hai người, thay đổi từ thế năng điện sang thế năng từ tính.

Tần số của bộ tạo dao động cao hơn tần số âm thanh, do đó không thể sử dụng trực tiếp. Theremin có bộ dao động thứ ba hoạt động ở tần số cố định. Bộ tạo dao động cường độ và đầu ra của bộ tạo dao động cố định được đưa vào bộ trộn heterodyne , dẫn đến đầu ra bao gồm tần số tổng và hiệu của hai đầu vào. Tần số tổng thậm chí cao hơn tín hiệu ban đầu, do đó nó vô dụng và được lọc ra. Tín hiệu thu được là một tần số đơn (cộng với sóng hài ) trong dải âm thanh.

Tần số của bộ dao động âm lượng được sử dụng để kiểm soát mức tín hiệu âm thanh được khuếch đại. Khi bạn di chuyển tay, tần số thay đổi, do đó mức tăng của bộ khuếch đại sẽ thay đổi và do đó âm lượng đầu ra thay đổi.

Có một số nhầm lẫn bởi vì có hai cấu trúc liên kết phổ biến với các trị liệu, tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, cơ chế cảm biến khoảng cách hoàn toàn là điện dung (điện / tĩnh điện, không phải từ tính hoặc điện từ ở bất kỳ mức độ đáng kể nào)

Hai cấu trúc liên kết chính là (a) một bộ dao động của bể LC với một chuỗi L được nối với ăng-ten tạo thành một mạch cộng hưởng loạt. Ăng-ten L lớn hơn nhiều so với bể L và bể C lớn hơn nhiều so với ăng-ten C. Các thay đổi đối với ăng-ten C được "chuyển đổi" thông qua cộng hưởng LC theo cách gây ra những thay đổi này (do điều chỉnh tương ứng của tần số hoạt động của ăng ten và bể) thành một cuộn cảm "ảo" được nhìn thấy trên cuộn cảm của bể - vì vậy trong khi bộ cộng hưởng ăng ten đang phản ứng với sự thay đổi điện dung, tần số của bể (dao động) được điều khiển bởi độ tự cảm thay đổi - và hai tương tác với nhau khác trong một cách phức tạp để cải thiện tuyến tính âm nhạc.

(b) Cấu trúc liên kết phổ biến (kém hơn) khác là trong đó tụ điện bể trực tiếp song song với điện dung của anten và tần số dao động là một hàm LC đơn giản và cực kỳ phi tuyến tính.

Ví dụ về cấu trúc liên kết (a) là tất cả các liệu pháp được thiết kế bởi Lev Termen, tất cả các liệu pháp được thiết kế bởi Bob Moog. Ví dụ về loại (b) bao gồm các liệu pháp chip Jaycar / Silicon và hầu hết các loại rác đơn giản được tìm thấy trên WWW.

Có những cấu trúc liên kết ít phổ biến khác nữa ...

BTW, "sơ đồ" ở đầu trang này là loại cấu trúc liên kết "b" tồi tệ nhất có thể

Trong khi tôi tin rằng lời giải thích đầu tiên là "đơn giản", tôi nghĩ rằng lời giải thích thứ hai có rất nhiều ý nghĩa. Như @Kortuk đã nêu trong nhận xét của mình, bạn đang hoạt động trong vùng "gần trường" của ăng ten. Đây là khu vực không hoạt động giống như những gì bạn mong đợi nếu bạn dựa trên các tính toán của bạn trên các mẫu bức xạ ăng ten trường xa tiêu chuẩn.

Trong trường gần, bạn có trường gần phản ứng và trường gần điện trở. Trường gần phản ứng là nơi các trường E và H liên tục được xây dựng và sụp đổ, không có năng lượng rời khỏi ăng-ten, nó chỉ xen kẽ giữa hai loại trường khác nhau. Bằng cách đặt bàn tay của bạn gần ăng-ten, bạn đang đánh cắp một cách hiệu quả một số năng lượng trong các lĩnh vực này.

Tôi nghĩ rằng một so sánh tốt sẽ là một cặp cuộn cảm với một số điện cảm lẫn nhau. Độ tự cảm lẫn nhau của cuộn cảm thứ hai làm cho độ tự cảm đo được thay đổi ở mặt thứ nhất. Điều tương tự đang xảy ra với ăng-ten. Bằng cách đặt bàn tay của bạn gần ăng-ten, bạn sẽ lấy một phần năng lượng ra khỏi các trường E và H xen kẽ trong vùng, và do đó thay đổi lượng điện cảm / điện dung mà mạch xe tăng LC đang nhìn thấy và làm nổ tung dao động.