2015年12月13日日曜日

テルミンの再現実験

テルミンと呼ばれる電子楽器があり、学研社の大人の科学で紹介されたことがあります。
今回、トランジスタ技術誌にもテルミン回路が紹介されていました。

テルミンの回路図を見たところ、その原理は、2波の異なる高周波発振器の出力電圧を加算してAM変調となった変調された電圧を、ダイオード検波して周波数変換動作を起こさせ、周波数差分を耳に聞こえる低周波成分にしてアンプで増幅するものになっています。

ここでは、ダイオード検波付の周波数変換動作の確認と、ダイオード無しのサイン電圧波の加算演算による周波数変換動作が起こるのかどうかを確認しました。

1. ダイオード検波回路を使ったテルミン動作


800k[Hz]と801k[Hz]の2つのサイン波を、2つの47kΩで加算後、ダイオードによるAM検波回路を通過させ、トランジスタで増幅しました。
ダイオード検波回路で周波数変換が起こり、周波数差分の1K[Hz]が効率良く取り出されています。

2. ダイオード無しの加算のみのテルミン動作


期待した通り、加算だけでの周波数変換成分1k[Hz]はほとんど発生せず、テルミンの音1k[Hz]は殆ど出力されていません。

ダイオードが周波数変換動作を行う特性は従来より知られています。
一方、現在でも異なる周波数のサイン波の加算で周波数変換動作が起こる(日本の専門誌ではヘテロダイン現象と書かれてきました。)、という一種の迷信が続いていることは、その専門誌でも加算という説明があることから、あまり良く知られていない電気現象なのかもしれません。

(ラジオのミキサー回路ではアナログ加算ではなく、アナログ乗算演算が行われるため、周波数変換動作が起こっています。)

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