Diseño De Un Eterófono / Teremina
Páginas: 6 (1493 palabras)
Publicado: 29 de enero de 2013
Proyecto Final
Diseño de un Eterófono
Objetivo
El objetivo de este proyecto es el de diseñar un instrumento musical llamado eterófono. Esto se
logrará por medio del uso de elementos activos en los circuitos para producir ondas senoidales de
sonido. La modulación del tono del instrumento se da por medio de una antena y la mano de la
persona. Al acercar o alejarse el tono del instrumentocambia. Esto permite realizar melodías y
generar sonidos.
Marco Teórico
El eterófono fue inventado en 1919 por León Thérémin. Su diseño clásicamente es una caja con
una antena. Esta se usa para modular el tono. Cuando la mano está más cerca de la antena el
sonido es muy agudo, mientras que al estar lejos; el sonido es grave. Esto permite crear sonidos al
gusto de la persona que se encuentratocando el instrumento. Su uso se hizo muy extendido en los
años 50’s pues se usaba en la generación de efectos especiales para películas de ciencia ficción.
Cuando se inventaron por primera vez, su funcionamiento estaba basado en el uso de las
novedosas válvulas y tubos de vacío – los cuales son ahora obsoletos - . La idea de este proyecto es
la de diseñar este instrumento por medio deelementos modernos, como transistores y
amplificadores operacionales que permitan una miniaturización del circuito y una implementación
más sencilla.
El funcionamiento básico de un eterófono es sencillo. Este se rige bajo un principio similar al que
rige la radio, pues es un dispositivo heterodino. Por medio de la generación de dos ondas
senoidales de frecuencia similar es posible modular una deellas y de esta forma obtener lo que se
llama un “batimiento” (se usará la notación en inglés para simplificar la nomenclatura, es decir la
palabra “beat”).
Esto es posible de identificar pues conociendo que se tienen las dos ondas de frecuencia similar y
de amplitud similar, entonces se tiene que:
(
)
(
)
(
)
(
)
Como sabemos que las frecuencias angulares son muycercanas es posible hacer la suposición de
que:
Y por lo tanto:
(
)
(
)
(
)
(
)
Entonces la onda resultante al sumar dos senoidales es una onda senoidal a la frecuencia natural
del circuito modulada por otra señal senoidal que es determinada por la diferencia en frecuencias
de las dos senoidales.
Este fenómeno se puede ver como sigue:
Es posible ver que si lafrecuencia natural del circuito es de aproximadamente 1MHz, por ejemplo,
un cambio en un 1% en la frecuencia de una de las señales haría una frecuencia de beat de
aproximadamente 10kHz. Esto haría que se requiriera variar la frecuencia de un oscilador en tan
solo 2% para recorrer todo el espectro audible. Por lo tanto, se elige una frecuencia para la señal
de aproximadamente 500kHz.
Para poderrealizar los osciladores, se eligió realizar un circuito en configuración Colpitt. Esto
consiste en un circuito base, también conocido como “tanque” el cual se arma con inductancias y
un divisor de capacitancias. La corriente de salida se alimenta a la base de un transistor para tener
una ganancia neta determinada por las resistencias conectadas a su colector y emisor. La salida se
toma en elcolector del BJT. A continuación se da una imagen de lo que sería un circuito Colpitt
básico.
La frecuencia de oscilación se aproxima por medio de la fórmula
√
La siguiente etapa en la construcción es la de la suma de las dos señales. Esto se logra por medio
de una construcción especial de un diodo Shottcky y una resistencia y capacitancia en paralelo. A
la salida de esto se tendrá laseñal del beat. Sin embargo, esta señal de la frecuencia del beat
vendrá decodificada por una señal más alta de 500kHz. Es por esto que es necesario entonces
aislar la señal con la frecuencia del beat.
Para esto es necesario usar lo que se conoce como un detector de envolvente. Este es un arreglo
sencillo que permite tener como salida el contorno superior de la señal de alta frecuencia. Esta...
Diseño de un Eterófono
Objetivo
El objetivo de este proyecto es el de diseñar un instrumento musical llamado eterófono. Esto se
logrará por medio del uso de elementos activos en los circuitos para producir ondas senoidales de
sonido. La modulación del tono del instrumento se da por medio de una antena y la mano de la
persona. Al acercar o alejarse el tono del instrumentocambia. Esto permite realizar melodías y
generar sonidos.
Marco Teórico
El eterófono fue inventado en 1919 por León Thérémin. Su diseño clásicamente es una caja con
una antena. Esta se usa para modular el tono. Cuando la mano está más cerca de la antena el
sonido es muy agudo, mientras que al estar lejos; el sonido es grave. Esto permite crear sonidos al
gusto de la persona que se encuentratocando el instrumento. Su uso se hizo muy extendido en los
años 50’s pues se usaba en la generación de efectos especiales para películas de ciencia ficción.
Cuando se inventaron por primera vez, su funcionamiento estaba basado en el uso de las
novedosas válvulas y tubos de vacío – los cuales son ahora obsoletos - . La idea de este proyecto es
la de diseñar este instrumento por medio deelementos modernos, como transistores y
amplificadores operacionales que permitan una miniaturización del circuito y una implementación
más sencilla.
El funcionamiento básico de un eterófono es sencillo. Este se rige bajo un principio similar al que
rige la radio, pues es un dispositivo heterodino. Por medio de la generación de dos ondas
senoidales de frecuencia similar es posible modular una deellas y de esta forma obtener lo que se
llama un “batimiento” (se usará la notación en inglés para simplificar la nomenclatura, es decir la
palabra “beat”).
Esto es posible de identificar pues conociendo que se tienen las dos ondas de frecuencia similar y
de amplitud similar, entonces se tiene que:
(
)
(
)
(
)
(
)
Como sabemos que las frecuencias angulares son muycercanas es posible hacer la suposición de
que:
Y por lo tanto:
(
)
(
)
(
)
(
)
Entonces la onda resultante al sumar dos senoidales es una onda senoidal a la frecuencia natural
del circuito modulada por otra señal senoidal que es determinada por la diferencia en frecuencias
de las dos senoidales.
Este fenómeno se puede ver como sigue:
Es posible ver que si lafrecuencia natural del circuito es de aproximadamente 1MHz, por ejemplo,
un cambio en un 1% en la frecuencia de una de las señales haría una frecuencia de beat de
aproximadamente 10kHz. Esto haría que se requiriera variar la frecuencia de un oscilador en tan
solo 2% para recorrer todo el espectro audible. Por lo tanto, se elige una frecuencia para la señal
de aproximadamente 500kHz.
Para poderrealizar los osciladores, se eligió realizar un circuito en configuración Colpitt. Esto
consiste en un circuito base, también conocido como “tanque” el cual se arma con inductancias y
un divisor de capacitancias. La corriente de salida se alimenta a la base de un transistor para tener
una ganancia neta determinada por las resistencias conectadas a su colector y emisor. La salida se
toma en elcolector del BJT. A continuación se da una imagen de lo que sería un circuito Colpitt
básico.
La frecuencia de oscilación se aproxima por medio de la fórmula
√
La siguiente etapa en la construcción es la de la suma de las dos señales. Esto se logra por medio
de una construcción especial de un diodo Shottcky y una resistencia y capacitancia en paralelo. A
la salida de esto se tendrá laseñal del beat. Sin embargo, esta señal de la frecuencia del beat
vendrá decodificada por una señal más alta de 500kHz. Es por esto que es necesario entonces
aislar la señal con la frecuencia del beat.
Para esto es necesario usar lo que se conoce como un detector de envolvente. Este es un arreglo
sencillo que permite tener como salida el contorno superior de la señal de alta frecuencia. Esta...
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