МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПРИБОР С КАТОДНЫМИ ЛАМПАМИ Советский патент 1926 года по МПК G10H5/08 

Предлагаемый прибор имеет целью получение переменных токов соответствующей желательной частоты, формы и амплитуды и использование их дли акустических целей.

Для получения переменного тока всех акустических частот применен способ интерференции электрических колебаний большой частоты. Изменяя разность частот интерферирующих колебаний, можно получить частоту биений, соответствующую этой разности. В приборе колебания высокой частоты возбуждаются в двух или большем числе (в зависимости от желательного числа одновременно получающихся тонов) контуров из емкости и самоиндукции посредством катодных реле с чистым электронным потоком, аналогично способам радиотелеграфирования для приема незатухающих колебаний. Частота колебаний берется значительно выше акустической, примерно, около 10⁶ колебаний в секунду. Если контуры настроены на одну и ту же частоту, то биений не происходит. Расстраивая контуры один относительно другого на некоторую величину, можно соответственно изменять и частоту получающихся при этом биений. Чтобы изменить частоту контура до нужной высоты тона биений, изменяют его емкость. Вследствие большой абсолютной частоты колебаний, даже весьма небольшое относительное изменение этой частоты создает большое абсолютное изменение разности частот и, следовательно, большое относительное изменение тона биений. Например, если интерферируют контуры, имеющие частоту 500.000 и 501.000 колебаний в секунду, то имеется частота биений 1.000 раз в секунду. При изменении частоты одного из контуров, например, лишь на 0,1%, т.е. на 500 в секунду, частота биений изменится тоже на 500 биений в секунду, т.е. на 50%. Изменение емкости контура производится приближением и удалением руки к проводнику, к нему присоединенному. При подборе соответствующей частоты контуров и соотношения емкости самоиндукции, можно изменение акустической частоты биений связать с передвижением руки вдоль некоторого направления в пространстве, так же, как передвижение руки, прижимающей струну по грифу, сопряжено с вызываемым инструментом звуком.

Изменяя соотношения емкости и самоиндукции и частоту контуров, можно задавать любую длину грифа, например, от метра до 2 м/м. любого акустического диапазона. Чтобы сделать слышимым тон соответствующей частоты биений, включается соответственно конструированный апериодический громко-говорящий телефон. Чтобы получить действие биений тока высокой частоты на телефон и достаточную амплитуду колебаний мембраны, применяются катодные реле, детектирующие и усиливающие этот тон. Прерывая ток в телефоне, можно производить прекращение звука и ослаблять его, например, введением шунта или уменьшением усиления в катодных реле. Число получаемых одновременно тонов равняется числу контуров, интерферирующих каждый порознь с каким-либо основным контуром.

На фиг. 1-3 изображены соответствующие схемы.

Простейшее устройство одноголосного аппарата изображено на схеме фиг. 1. Контуры L₁ С₂ С₁ и L₄ С₃ питаемые током анодной батареи катодных реле (80 вольт) колеблются с соответствующими частотами; L₂ и L₃ - связь с сеткой реле для получения генерации. Изменяя C₁, можно установить желаемую частоту интерференции и настроить прибор. Поднося руку к А, изменяют емкость системы С₁ С₂ L₁ L₂ и вместе с нею частоту биений. Обе системы связаны с катодным реле 3, самоиндукциями L₅ и L₆. Колебания детектируются сопротивлением R₂ с емкостью С₄ в цепи сетки реле 3. Усиленный ток в анодной цепи этого реле через трансформатор T₁ возбуждает через реле 4 колебания еще большей мощности в трансформаторе Т₂. Телефон приключен к вторичной его обмотке. Ключ K, во избежание треска при разрыве постоянного тока, тоже вводится во вторичную обмотку, где имеется лишь переменный ток. Шунтируя телефон изменяющимся от давления сопротивлением R₁, можно изменять силу тока, через него проходящего, и тем менять громкость. Накал ламп производится аккумуляторной батареей в 4 в. На 100 часов сплошной игры на приборе требуется 260 ампер-часов 4-х вольтовой батареи и 2 ампер-часа 80 в. батареи.

На схеме фиг. 2 представлено видоизменение прибора для приключения его непосредственно к осветительной городской проводке переменного тока. T₁ - трансформатор с 4-мя обмотками, дающий нужные для катодных реле напряжения. Ток выпрямляется посредством катодного реле 3 с сеткой, положительный потенциал которой поддерживается сопротивлением R₁, соответственно максимальной величине анодного тока. Колебания выравниваются большою емкостью С₅ и буфферной аккумуляторной батарейкой из стеклянных пробирочек емкостью кубич. сантим. каждая. На этой схеме указан способ включения усилительных реле посредством сопротивлений R₆ и R₃ и емкости С₆. Сопротивление R₄ дает различные средние потенциалы на сетку последней усилительной лампы и дает возможность изменять обертона колебания, подводя под верхнюю или нижнюю детекторную точку реле 5. Самоидукция L₅ и емкостью С₇ дают возможность выделять нужные для желаемого тембра обертона.

На схеме фиг. 3 указан прибор для получения одновременно трех голосов. Реле 1, 2, 4, 6 - генерирующие; реле 3, 5, 7 и 8 - детектирующие и усиливающие.

Изменение тона, даваемого прибором, производится приближением или удалением руки, пальца или другой части тела к выставленному для этой цели электроду. Наиболее удобно движение, скользящее по поверхности, например, стола. Сообразно с оттенками движения, может быть получена аналогично смычковым инструментам вибрация, глиссандо, трель и т.д. Размыкание и замыкание клавиша дает возможность производить раздел между нотами. Изменение нажатием сопротивления изменяет силу звука соответственно с оттенками нажатия. Изменение емкости, самоиндукции и изменение потенциала на сетке реле изменяет тембр и может заставить инструмент либо подражать скрипке, виолончели, флейте, гобою, волторне, различной постановке голоса у певцов, или давать самостоятельные тембры. Могут быть получены все тона от верхнего до нижнего предела слышимости.

Наиболее удобно изменение тона одноголосного прибора одною рукою - правою или левою (у кого нет рук - ногою или головою). Другою рукою можно производить размыкания. Ногою удобно изменять громкость, надавливая на педаль, влияющую на сопротивление. Изменение тембра производится регистром.

При двухголосном инструменте руки ведут по одному голосу каждая. Ноги служат: правая для размыкания, левая для ƒ и p, или наоборот. При многоголосном инструменте: на каждые 2 или 1 голос требуется но играющему. Согласно данных автора, ему удается на каждый палец брать по голосу (до 4 голосов).

Музыкальный прибор с катодными; лампами, характеризующийся наличием двух или большего числа генерирующих катодных ламп, колебательные контуры которых расстраиваются относительно друг друга изменением емкости контура сетки одной из вышеупомянутых ламп, вызываемым приближением или удалением руки от металлического тела А, связанного с контуром сетки, при чем электрические колебания, возникшие в вышеупомянутых контурах, интерферируют между собою и усиливаются обычным образом, а усиленный ток действует на телефон, служащий источником музыкальных звуков.