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die Arbeiten an meinem Theremin Nr. 2 gehen weiter, nachdem ich endlich meine neue sehr winzige Kellerwerkstatt in Castrop-Rauxel komplett eingerichtet habe. Da wir ja jetzt in Dortmund wohnen, komme ich seltener zum Arbeiten, und die Pausen sind oft recht lang.
Der Ringmodulator auf meiner neuen Platine mit wesentlich verbessertem Layout (alle Bauteile sind von Masseflächen umgeben, die jedoch niemals ringförmig geschlossen sein dürfen wegen der Brummschleifen) wurde vor ca. einer Woche fertig und ergibt einen wunderbaren Klang. Die Kanaltrennung ist so perfekt, daß der Frequenzgang von 15 Hz bis 6,8 kHz reicht. In den Tiefen knattert nichts mehr, sondern es brummt sanft und angenehm.
Auch der Diodenmischer nach Moog hatte eine neue geätzte Platine bekommen statt der alten Veroboard-Platine. Doch leider scheint auf dieser Platine ein Fluch zu liegen. Dabei bin ich bestimmt nicht abergläubisch. Aber gerade am Freitag, dem 13. Mai konnte ich nicht anders, als dieses Konzept zu begraben. Und das kam so:
Der Ringmodulator saß also auf seiner Busplatine und summte und jubilierte schön vor sich hin. Ich setzte die neue Diodenmischer-Platine auf den benachbarten Steckplatz, und es ertönte ein schrilles, unerhört lautes Pfeifen und Zischen.
Ich zog die Platine gleich wieder heraus, doch der Diodenmischer hatte meine beiden Oszillatoren nachhaltig verstimmt. Ich mußte sie beide unter Oszi- und Gehörkontrolle neu trimmen, um den Ringmodulator wieder in Funktion zu kriegen.
In einem zweiten Versuch ließ ich den Ringmodulator draußen und steckte nur den Diodenmischer ein. Wieder dieses scheußliche Zischen und Prasseln, dem ich auch durch Drehen an den Potentiometern (insgesamt 4 Stück) nicht beikommen konnte. Im Gegenteil: Das Zischen ging in ein böses Prasseln und Krachen über.
Und wieder waren die beiden Oszillatoren, deren Signale doch die Platine nur empfangen und verarbeiten sollte, nachhaltig verstimmt.
Über die Ursachen bin ich mir noch nicht im Klaren. Doch in meinen älteren Aufzeichnungen von 2012 aus der Bauzeit meines ersten Theremins fand ich meine Notiz über die Probleme, die mir die Diodenschaltung schon damals gemacht hatte. Auch über die Frequenzveränderungen durch den Diodenmischer fand ich die Bemerkung, daß dieser mir das Klangbild "versaut" hatte. Vielleicht hat es damals nur deshalb einigermaßen geklappt, weil die Bauteile weit auseinander lagen. Robert Moog hat unheimlich viel mit Filtern getrickst, um keine Katastrophen zu bekommen.
Jetzt also wende ich mich wieder dem AD633 zu, den ich damals probeweise eingesetzt hatte. Der benahm sich jedenfalls weit manierlicher als der Moog-Mischer. In der Anlage bekommt Ihr die Schaltung des Diodenmischers und die neue Schaltung mit dem AD633, in die ich jetzt meine Hoffnung gesetzt habe.
Verrückterweise läuft die Moog-Schaltung in der LTspice-Simulation wunderbar und liefert die schönsten Kurvenbilder. Doch um Dietrich Drahtlos zu zitieren: "Praxis und Theorie widersprechen sich fast (!) nie!"
Als dritte Stimme kommt natürlich wieder die Pentode zur Anwendung. An der Platine habe ich nichts verändert, und sie wird sicher gut funktionieren.
Alles Gute und viele Grüße Arno_Jeff
P. S. Da hatte ich tatsächlich einen falschen Anhang geschickt. Nicht die Vero-Platine, sondern das Schaltbild wollte ich schicken. Hier kommt die Korrektur.
die Forum-Software versucht Foto / Grafiken die größer als ca. 1200 Pixel Breite haben, wenn man sie in den Beitragstext einfügt hat, im Rahmen des Seiten-Layouts unterzubringen. Ab einer bestimmten Breite (hängt von den dpi ab) wird nur ein linker Teil gezeigt.
Klickt man ein solches Foto im Beitragstext an, kann es sein, daß sehr breite Bilder an den Seiten überstehen.
Abhilfe: In diesen Fällen einfach das kleine Vorschaubildchen unter dem jeweiligen Beitrag anklicken. Das wird dann, in Abhängigkeit des Browsers komplett gezeigt und ist auch zoom-bar.
Gruß von Haus zu Haus Rainer (Forumbetreiber)
"Vom Mund zum Ohr auf dem Strahle der elektrischen Kraft!"
anscheinend hat das Format der LTspice-Schaltung Kopfschmerzen verursacht. Das sollte nicht sein.
Hier kommt das Bild noch mal, aber in kompakterem Format und stark verkleinert. So wird es hoffentlich jeder ohne Probleme betrachten können. Ich habe die Originalgröße (über 3 MB) auf 15 % verkleinert. Zuvor habe ich die Zeichnung noch etwas kompakter gestaltet.
Wer LTspice hat, kann die Schaltung abzeichnen und ausprobieren. LTspice macht es so schön, wie es in Wirklichkeit überhaupt nicht ist.
das zeigt, daß die Mischer die Oszillatoren unterschiedlich stark belasten und damit verstimmen. Eine Trennstufe zwischen Oszillator und Mischer sollte das verhindern - Emitterfolger oder Sourcefolger oder auch Spannungsfolger mit OPV.
meine Oszillatoren sind durch komplementäre Gegentakt-Endstufen eigentlich ziemlich stark belastbar, das heißt, die HF-Ausgangsspannung bricht bei 2 k Last noch nicht in die Knie.
Jede der drei Stimmen ist entkoppelt: Der Ringmodulator durch Potis mit je 50 k und die Röhrenstufe durch Potis mit 20 k, gefolgt von Kondensatoren mit je 470 pF.
Auch bei dem "verwunschenen" Diodenmischer habe ich selbstverständlich Entkopplung vorgesehen, siehe Schaltbild. Hier sind es 220 pF, die ja auch als Widerstände wirken. Bei 640 kHz sind das nach der bekannten Formel
Rc = 1/ * C = 7,102 k. Für die Oszillatoren also keine besonders große Belastung.
Inzwischen habe ich die "böse" Platine entlötet und werde jetzt als zweite Stimme den Vierquadrantenmultiplikator AD633 einsetzen, mit dem ich damals eigentlich keine schlechten Erfahrungen gemacht hatte.
Weshalb ich dann doch dem Diodenmischer den Vorzug gab, ist mir nicht mehr ganz klar. Wahrscheinlich war es das bestechend einfache Konzept von Robert Moog und die billige Diode statt des über 8 teuren AD633.
Das Billige ist nicht immer das Bessere!
Was mich so verblüffte, war vor allem, daß die Oszillatoren auch nach dem Entfernen der störenden Platine nicht mehr in ihren Grundzustand zurückkehrten, sondern wieder neu nachgetrimmt werden mußten. So etwas habe ich bisher noch nie erlebt.
Wenn jemand dafür eine Erklärung hat, darf er sie mir gerne mitteilen.
Hallo Arno, ich würde wie Bernd auch auf die Belastung tippen. Die 220 pF machen bei 640 kHz einen Blindwiderstand von 1,1 kOhm. Vsin in Pspice hat ja einen Innenwiderstand null, da bricht natürlich keine Spannung zusammen. Die Diode in Durchlassrichtung hat einen kleinen Widerstand, bringt hohe Belastung.
Warum sich das Theremin verstimmt? Es sind ja Bruchteilevon pF, die die pitch Antenne bereits merklich verstimmen. kleinste mechanische Veränderungen machen da schon was aus. So meine Erfahrung.
zu meinem Theremin-Projekt gibt es Neues zu vermelden: Statt der verwunschenen Diodenmischerstufe habe ich eine Kaskodeschaltung aus 2 NPN-Transistoren entwickelt, die schon unter LTspice so gut lief, daß ich sie weiter ausgebaut und schließlich auf einer Veroboard-Platine aufgebaut habe. Alles schön kompakt, 17 Bahnen breit und auch nur 17 Löcher hoch. Ich hatte nicht die Zeit, eine ganz neue Platine zu entwickeln und zu ätzen, und der Erfolg gab mir recht.
Die Platine mit dem AD633 ergab einen zu flachen Klang, fast ganz reiner Sinus. Die nehme ich jetzt für die Vorhörfunktion und das Stimmgerät.
Die Kaskodeschaltung ergänzte ich um eine Sägezahnschaltung aus einer Schottkydkiode, mit einem Kondensator und einem Widerstand überbrückt, um die scharfen Zacken abzurunden.
Diese Stufe hat für sich allein schon einen interessanten und angenehmen Klang, der sich in Mischung mit den beiden anderen Stufen (Ringmodulator und Pentode) sehr gut machen wird.
Das LTspice-Schaltbild und die Veroboard-Platine findet Ihr in der Anlage. Der besseren Übersichtlichkeit halber habe ich die Leiterbahnen entsprechend dem Signal, das sie führen, etwas eingefärbt.
Mit meiner Werkstatt mußte ich in diesem Frühjahr noch einmal umziehen, und zwar in den Keller der eigenen Wohnung. Dort ist es zwar enger, aber höher, und ich habe alles wieder schön ergonomisch eingerichtet. Jetzt brauche ich nicht immer 25 km weit nach Castrop-Rauxel zu fahren, wenn ich mal löten gehen will.
Die Lautstärke-Platine, die ich völlig neu konzipiert hatte, machte unerwartete Probleme. Der Meißner-Oszillator, der sich auf der Pitch-Platine so gut bewährt hatte, war für die Volume-Schaltung leider ungeeignet, weil er zu wenig Frequenzhub entwickelte.
Um nicht die ganze Platine wegschmeißen zu müssen, sägte ich die Oszillatorpartie äußerst vorsichtig heraus und klebte ein Stück Veroboard ein, auf dem ich den vom ersten Theremin her bekannten und bewährten Twin-Oszillator aufbaute. Der 2N5769, von dem ich einen kleinen Restposten gekauft hatte, erwies sich nun als ideal. Obwohl er eigentlich nur 15 V Kollektor-Emitter-Spannung aushalten dürfte, läuft er als Pärchen klaglos auch mit einer weit größeren Amplitude, und zwar höchst zuverlässig.
Der Antennenkreis aus Spule und Kondensator benahm sich ganz anders, als LTspice rechnete, und ich war aufs Experimentieren angewiesen. Das hat mich einige Monate gekostet, doch diese Hürde ist jetzt überwunden.
Einem Bekannten habe ich die Gehäuse-Oberschale anvertraut, damit er mir die Löcher für die Potis und die Schlitze für die Mischpult-Schieberegler in seiner Firma mit Lasertechnik hineinbrennt, denn Plexiglas neigt beim Bohren und Schneiden zu Sprödbrüchen.
Wenn er damit fertig ist, werde ich weiterbauen können.
Viele herzliche Grüße
Arno_Jeff
Mögen Clara Rockmore und Barbara Buchholz mit Euch sein!
mit meinem zweiten Theremin wollte ich eigentlich schon viel weiter gekommen sein, doch es gab ein unerwartetes Hindernis: Ein Bekannter, der eine Laser-Werkstoffbearbeitungsfirma hat, versprach mir, die Plexiglas-Haube, die die ganzen Dreh- und Schiebepotis aufnehmen soll, nach meinen Maßangaben zu lasern. Ein Probierstück aus dem gleichen Plexiglas hatte ich ihm mitgegeben.
Doch seine Leute trauen sich an diese Aufgabe nicht heran, weil sie fürchten, das Teil könnte kaputtgehen. Der Laser hat nämlich 1 bis 2 kW Infrarotleistung und ist für Werkstücke aus Stahl und anderen Metallen bestimmt. Bei Leistungsreduktion auf 500 W wird er instabil.
Jetzt muß ich mich nach einem anderen Betrieb umsehen, der schwächere Laser hat.
Ohne diese Haube kann ich nicht gut weitermachen, da jetzt die ganzen Potis eigentlich dran sind.
Ein weiteres Problem gibt es, das ich noch nicht zufriedenstellend lösen konnte: Ich möchte einen Kammerton-Indikator einbauen, der bei genau 440 Hz eine Leuchtdiode zum Aufleuchten bringt, um schneller den richtigen Ton zu finden.
Eine seit langem bei mir bewährte selektive Filterschaltung mit einem LC-Serienfilter im Eingang und einem LC-Parallelfilter im Gegenkopplungspfad eines Operationsverstärkers lief unter LTspice perfekt, doch in der Realität ganz lausig schlecht und unselektiv. Schuld daran sind ohmsche Widerstände in den Filterspulen. Als ich in die Schwingkreise jeweils 0,9 Ohm einsetzte, zeigte LTspice das Ergebnis, das ich tatsächlich erzielt hatte.
Lev Termen hatte damals in das für Clara Rockmore bestimmte Theremin eine Röhrenschaltung eingebaut, die beim Kammerton eine Glimmröhre aufleuchten ließ. Doch diese Schaltung wurde von Bob Moog beim Aufzeichnen des Schaltbildes außen vor gelassen und nicht dokumentiert, so daß ich nicht weiß, wie Lev Termen diese Selektivität, noch dazu mit Röhren, erreicht hat.
Wenn jemand eine Ahnung hat, wie man das mit Halbleitern machen kann, ohne ein Dutzend dicke Ferritkernfilter zu verbraten (Probleme: Platzbedarf und Kosten für 18-mm-Topfkerne), dann wäre ich dafür sehr dankbar.
Schöne Grüße,
Arno_Jeff
Mögen Clara Rockmore und Barbara Buchholz mit Euch sein!
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Last noch nicht in die Knie.
* C = 7,102 k
teuren AD633.