Rörsynth enligt heterodynprincipen

[HUGGBÄVERN]

Har du skrivit något om detta på annat forum (wink)?

Jag har en theremin i byggsats som jag försöker få ljud ur men det projektet är lagt på hyllan. Just rörthereminer är ju på alla sätt och vis hur coola som helst, precis som allt annat med rör.
Det finns faktiskt en hel del scheman på rörthereminer på nätet, om inte för att ha något att hämta inspiration från.
Om låg uteffekt, välj ett litet billigt rör som EL90/6AQ5/6005, det är ett snällt rör som r lättdrivet och ger 2-3W i SE.

[JohnA]

Jag har en stor plastpåse full med nya NOS radiorör för batteidrift liggandes. Finns det något rör du saknar eller behöver fler av så skriv i tråden så kollar jag om jag har det du efterlyser

Bra att veta, tack! Jag har 4-6 st. DK91 heptodblandare/pentagrid, några DL9x effektpentoder men bara en enda DF9x småsignalpentod. Det lär bli en hel del labbande fram och tillbaka för att hitta bästa och effektivaste konstruktionen men ett par extra DF-rör vore inte fel. Några DCC i påsen antar jag att hoppas på för mycket, men jag frågar ändå för dubbeltrioder kan vara bra till en-rörs wienbryggeoscillatorer eller astabila vippor. Vilken teknik som passar bäst för bordunstämmorna återstår att labba fram.

Kanske en wien-oscillator t.o.m. vore en bra lösning för melodistämman? Om jag baserar bordunerna på LF-oscillatorer som inte delar någon funktion med det två rören som behövs för en heterodynbaserad melodistämma blir det ju ingen skillnad i antalet rör om jag bygger på wienbryggeprincipen i stället. Bordunerna ser jag däremot som fullt möjliga att klara med ett enda rör till vardera stämman om jag satsar på fasskiftsoscillatorer där. För att byta tonart behövs då en trepolig omkopplare men det är inget problem om jag styr detta med en vridomkopplare till några få olika tonarter. Jag har inga som helst ambitioner att skapa ett instrument som kan spelas lika fritt som ett piano med liktempererad skala.

Rören jag bygger med ska absolut vara av lågströms D-typ med 1,4 V glödspänning men jag behöver inte stirra mig blind på 90-serien med sjupinnars helglasrör. Egentligen blir det rent estetiskt bättre med äldre rör i t.ex. brunnsockel eller oktalsockel.
Jag har en ASEA bordsradio från 40-talet, en batteridriven super. Tror inte den är speciellt värdefull och skicket är ganska fult. Har inte kollat vilka rör den innehåller men det går nog att gissa ganska lätt. Några datablad jag kollat tyder på att 90-rören i stort sett har samma innehåll som de äldre rören.

[JohnA]

Annars. Använd oscillatorkretsen från Philips Philocorda, i dess 60-tals utförande används glimlampor för själva oscillatorkretsarna....

Men tillbaka till den, vad jag iaf tycker, klurigaste saken; strömförsörjningen. Jag tror det är svårt att veva och spela samtidigt. Men kanske alternativet att veva upp en stor fjäder som sedan driver en motor funkar? Kanske kan man ta nån mekanik från en gammal mekanisk 78-varvs spelare och sedan koppla till generatorn...

Bra och intressanta idéer! En Philicorda hade jag i några år och av en ren slump fick jag tag på servicemanual till dem. Mitt exemplar var lite ledset, både till det yttre, med betonggrus mellan tangenterna och en hel del oxid i kontaktytorna. Gick ändå hyfsat att spela på. Definitivt en kul och ganska avancerad konstruktion, men glimlamporna är inte oscillatorer utan frekvensdelare. Oscillatorerna är LC-baserade kring en triod för varje not som sedan delas ner ett steg för varje oktav. Jag har länge varit sugen på att använda den tekniken till något, t.ex. en oktavdelar för elgitarrer.

Mitt första experiment till den elektroniska vevliran var med en glimlampa som oscillator. Jag har byggt några gimmickprylar kring indikatorrör/magiskt öga där en glimlampa eller rättare sagt stabilisatorrör har gett lågfrekvent sågtandsvåg för vinkelstyrningen av "ögat". För stabil tonalstring är glimlampan helt värdelös då den är extremt spänningskänslig. Det gnisslar och kvittrar helt galet och vevade jag för fort försvann tonen helt.

Det går förresten att få fram riktigt kul ljudeffekter från glimlampor av typen flicker flames:

Inget som platsar i mitt vevprojekt dock.

Fjäderverksdrift av anodspänningsgeneratorn vore både stilrent och förmodligen väldigt stabilt. Jag är inte redo att ge upp mina försök att få något vettigt ur telefoninduktorn, dels för att det absolut är en slags vevlira jag vill bygga, men också för att variationerna i vevandet är en möjlighet att modulera och forma ljudet på ett väldigt levande sätt. Fast just nu lever det om lite för mycket kanske... Med större kondensatorer i flera RC-steg, bättre glimrörsstabilisering och en spelteknik där jag håller en viss minimumfart på veven kanske kan bli tillräckligt bra.

Hittills har jag använt en militär NOS s.k. "fältapa" från LME men igår testade jag snabbt med en bordstelefon för kontorsbruk och konstaterade att den var mycket mer lättvevad. Jag har även en 30-talstelefon med en mycket större induktor. Alla gamla svenska telefoner borde ha likvärdig utsignal från veven men det hindrar ju inte att de skiljer sig stort i verkningsgraden. Kanske fälttelefonen t.ex. har en sämre järnkärna till rotorn så att mer av vevkraften går åt till att alstra virvelströmsförluster.

Det ena behöver förstås inte utesluta det andra, hittar jag bara rätt elektromekaniska delar kan jag tänka mig att ha fjäderverk till bordunerna och kanske även melodistämman och bara använda vevinduktorn till slutsteget för att både få stabila toner och kunna modulera ljudet med veven.

[JohnA]

Har du skrivit något om detta på annat forum (wink)?

Jag har en theremin i byggsats som jag försöker få ljud ur men det projektet är lagt på hyllan. Just rörthereminer är ju på alla sätt och vis hur coola som helst, precis som allt annat med rör.
Det finns faktiskt en hel del scheman på rörthereminer på nätet, om inte för att ha något att hämta inspiration från.
Om låg uteffekt, välj ett litet billigt rör som EL90/6AQ5/6005, det är ett snällt rör som r lättdrivet och ger 2-3W i SE.

Haha, så du hänger här också! Då är du precis som jag en hopplös forummissbrukare.
Nåja, vi är i så fall inte de enda i världen, jag känner till flera tekniknördar som spridit ut sig rejält över nätet.

Thereminer är lika coola som skitsvåra att spela på. En kompis satte ihop en transistoriserad Moog-byggsats och den har jag provat några gånger. Inte alls omöjligt om man har musiköra, men tillräckligt svårt för att man ska inse varför det under snart 90 år bara funnits en handfull namn som kan spela tonrent. Resten av oss är hänvisade till psykedeliskt gnissel...

Som jag skrev tidigare är det jag har på labbänken nu i mycket just en rörtheremin. Med sina ca 50 kHz är den ganska okänslig mot handkapacitansen men skulle jag gå upp på högre oscillatorfrekvenser borde det bli en hyfsad theremin. Fenomenet infångning/låsning mellan oscillatorerna gör det svårt att spela låga toner. Ett buffertsteg på ena eller kanske båda oscillatorerna skulle säkert lösa problemet men jag vill ogärna gödsla med rör, oavsett hur jag alstrar anodspänningen.

Rörglöd är vackert, men helvetesmaskinen blir tung nog att ha i knäet redan utan det glödbatteri som skulle krävas om jag valde rör med indirekt upphettade katoder. Jag vill för allt i världen inte ha någon som helst sladd till speleverket, och det är lite av ett nederlag eller fusk att ens ha glödbatteri över huvud taget, men någon måtta får det allt vara på vevandet!

[el34]

Det jag har har är märkta med militärens typ nr b.la. Listar det jag ser i påsen.

1A3

1T4

1S5

6J6

1T4

5751

5A6

5Z

857

CV 138

5A6

6AL5

m.m. Rören är från ca 50-60 talet. Har rören i slutna plastpåsar så det jag skrev är det jag såg på rak arm.

[JohnA]

1T4 är en småsignalpentod, ekvivalent med DF91, vilken borde vara användbar för LF-oscillatorer och småsignalförstärkning.
1S5 är nog som ovan men med detektordiod. Motsvarar DAF91.
CV138 verkar också det vara samma sak som DF91 men viss förvirring råder.
Klart intressanta rör allihop för mitt projekt!

Resterande rör i listan verkar vid en slarvtitt vara mer strömkrävande saker.
857 är en cool pryl man ska ha respekt för, -en likriktardiod fylld mer kvicksilverånga. Förmodligen mycket mer Hg än i ett lysrör. Ska visst ge ifrån sig ett mysigt blålila ljussken när den arbetar.

[JohnA]

Det har varit massor av "häcken full" på annat håll senaste veckan så jag har inte pillat med projektet. Ofta kan det vara bra att saker får ligga till sig medan man tänker... Jag tänker inte ge upp heterodynprincipen ännu, men det kan vara bra att även forska lite kring LF-oscillatorerna.

Nyss på hundpromenad i mörka skogen slogs jag av en annorlunda idé: Övertonsselektion!
Sågtandsvåg är ju mycket rik på övertoner, både udda och jämna. Med ett smalt bandpassfilter borde man kunna plocka ut en överton i taget och en del av dessa övertoner lämpar sig utmärkt att spela enklare melodier på. (jämför posthorn m.m.)
Genom att variera grundtonen i några få fasta steg fås ytterligare uppsättningar övertoner. Grundtonen kan samtidigt utgöra bordunstämma om den får slinka förbi via ett separat lågpassfilter.

Till saken hör att jag senaste halvåret roat mig på hundpromenaderna med s.k. övertonssång. Är definitivt inte duktig på det men ur ett tekniskt perspektiv är det riktigt häftigt ändå. På sätt och vis är det samma princip som när man multiplicerar HF-signaler i en radiosändare, d.v.s. att den sekundära resonanskretsen i varje förstärkarsteg är avstämd till en överton från föregående steg. Genom att växla mellan två grundtoner endast en halvnot isär får man så pass många övertoner att det räcker för ganska avancerade melodier på övertonerna. (den som är nyfiken på övertonssång kan söka efter Anna-Maria Hefele på Youtube)

Med övertonsselektion finns ingen risk att få falska toner om någon justering glider iväg, förutsatt att oscillatorn är stabil vill säga. Kanske är det också möjligt att låna in idéer från tidigare nämnda el-orgel Philips Philicorda, som t.ex. frekvensdelningen med glimlampor för att få borduntoner en eller två oktaver under huvudstämmans grundton (eller någon utvald överton).

Hur får man då till ett brant bandpassfilter som dessutom går lätt att svepa, och det utan att göra av med många rör? Det borde väl gå att få till med två småsignalpentoder och återkoppling? Ordet gyratorkrets surrar i skallen och är jag inte helt ute och cyklar är det väl att simulera en induktans med kapacitans kring en aktiv komponent som rör eller transistor? I rörtekniken (modulation av radiosändare för FM t.ex.) talar man om "reaktansrör" som funkar just på detta sätt. Kanske det går åt tre rör, eller rent av fyra, innan jag har ett bandpassfilter som kan plocka ut en ensam överton, och i så fall är den tanken bara att skrota.

[HUGGBÄVERN]

Jag har en bunke blandade rör. Listan är inte 100% uppdaterad men ändå:
http://www.pastisch.se/tubes/sale3.htm

[Oskar]

Hoppas att du sett den här sidan, här kan du hämta lite idéer.
http://www.cgs.synth.net/tube/vco.html

Att använda en thyratron som VCO blir dock problematiskt när du vill köra på batteri och handvev. Det kanske finns andra idéer att plocka. till exempel VCF, svepbart filter.
http://www.cgs.synth.net/tube/vcf.html

Heja heja

[JohnA]

Tack för länkarna Oskar, Eric Barbours sajt är jag dock redan väl bekant med. Pentod-VCF:en är intressant men jag har inte testat den själv. Om min idé att plocka enstaka övertoner ur en sågtandsvåg ska fungera tror jag det behövs ett mycket brantare filter, kanske omöjligt brant...

Tveklöst har jag målat in mig i ett hörn med detta projekt. Handvevat och begränsningar i antalet rör gör att jag nog får nöja mig med en hel del fattiga kompromisser och eftergifter. Om det å andra sidan fanns obegränsat med stabil strömförsörjning och t.o.m. vore ok med inte bara halvledarteknik utan även integrerade kretsar skulle möjligheterna vara oändliga, men då skulle det förmodligen sluta med ännu en vanlig analogsynth som trots en och annan udda lösning inte är unik nog för att byggas.

Funderingar kring borduner, tonarter och övertoner är intressant, men tyvärr har jag ganska stora musikteoretiska brister för att vare sig förstå eller uttrycka mig om det i vettiga termer. Något slags oljudsmaskin ska det ändå bli i slutänden!

[Oskar]

OK!

Om du kommer över många rör kanske ett alternativ kan vara att aktivera glöden med tangenterna till separata oscillatorer för varje ton? De är ju snabbstartande de här små batterirören.

[JohnA]

Underbart fiffig idé Oskar, jag älskar sådana små fräckisar! Även om det blir fler rör och fler komponenter hålls strömförbrukningen låg. Tror det tar någon halv sekund att värma upp rören, respektive att släcka ner dem igen, och det räcker för tonartsbyten i de flesta fall. Utseendemässigt är det inte heller fel med många rör.

@Gizmo om Philicordan: Jag hade delvis fel, eller snarare hade vi rätt båda två. Jag grävde fram servicehäftet och lärde mig att de tolv huvudscillatorerna av hartleytyp (en för varje not) matar var sin kaskad av glimlampor som inte bara fungerar som frekvensdelare, utan samtidigt är sekundäroscillatorer. Oscillatorer av glimlampor är ganska instabila, men det innebär att de också låter sig synkroniseras ganska snällt av en yttre signal. Ljudet man hör i högtalarna är alltså sågtanden från var och en av de slavstyrda glimlamporna.

Tror inte detta är en teknik som är användbar till min elektroniska vevlira, men en annan sak var klart intressant:
Vibratoeffekten (ca 6Hz) alstras i en triodbaserad fasskiftsoscillator med fyra RC-steg, och utsignalen matas in parallellt till alla tolv huvudoscillatorerna och frekvensmodulerar dessa genom att rycka lite lätt i arbetspunkten. Trots att huvudoscillatorerna är av LC-typ är de alltså lätta att frekvensmodulera. Detta är något jag INTE är glad för, men det bekräftar mina problem med svajande toner i takt med vevandet. Det är nog helt enkelt bara att gilla läget och hitta ett sätt att stabilisera matningsspänningen i stället för att förgäves kämpa med att stabilisera oscillatorerna på annat sätt.

En glimlampa av typisk mindre modell har så vitt jag vet en tändspänning på 60-70 volt, vilket gäller för den jag testat med. Oscillatorerna svänger redan vid ca 25-30 V anodspänning så där blir det ett irriterande stort glapp i vilket oscillatorerna frekvensmoduleras av matningsspänningen. En lösning är att fuska från vintagekonceptet och använda halvledarregulatorer för att stabilisera spänningen redan vid t.ex. 30V. Zenerdioder fanns vad jag vet redan under rör-eran, så det handlar kanske mest om vilken tidsperiod jag tycker projektet ska efterlikna.

Ett alternativ är att behålla glimlamperegleringen, eller t.o.m. bygga en liten serieregulator med glimlampa och rör, och i stället höja den tillgängliga spänningen med en liten transformator efter vevgeneratorn (endast för oscillatorerna). Detta är den mest "vintage-säkrade" metoden.

[HUGGBÄVERN]

Jag har nog mumlat något om mina samlingar av scheman och slikt men kom på att hela Theremin-mappen finns zippad och utslängd på min sajt:
http://www.pastisch.se/EF/Theremin.zip

[JohnA]

Tack för godiset Soundbrigade! Fann en del där jag inte har i min egen schemasamling. (som jag för övrigt har svårt att hitta sedan den splittrats över diverse lösa hårddiskar genom åren...

Det har inte blivit något mer experimenterande men jag funderar i stort sett dagligen på oljudsmaskinen.

En stabil kristallstyrd referensoscillator kan i värsta fall göra tonfrekvensen ännu mer beroende av matningsspänningen om den inte stabiliseras väl. Å andra sidan kanske kristallstyrningen kan minska benägenheten att oscillatorerna låser/synkar mot varandra allt för lätt utan att något extra buffertrör behövs för att isolera oscillatorerna från varandra. Det är mycket som surrar i skallen nu kring hur pentagridrören kan kopplas ihop med varandra på bästa sätt.

Förutom att stabilisera matningsspänningen till oscillatorerna aktivt kan det även vara värt att testa med en väl tilltagen kondensator som ger bra "svänghjulseffekt" mellan vevgeneratorn och elektroniken. Det är helt ok att sitta och veva ett antal sekunder för att komma upp i en spänningsnivå där stabilisatorn börjar verka innan jag börjar spela.

Klaviaturen får inte bli för omfattande men det ska absolut gå att spela vettiga melodiliknande slingor på apparaten. Att kunna spela kända melodier från västerländska skalor är inget absolut krav men det vore onekligen roligare att kunna spela tillsammans med andra musiker, förutsatt att det över huvud taget går att få melodisk kontroll över oscillatorerna.

Det slog mig nyss att en lösning kan vara att via trimkondensatorer stämma av en relativt liten klaviatur till en övertonsskala och sedan steglöst finjustera pitch mellan dessa övertoner med en separat kontroll, beröringsfritt som hos en theremin eller via mekaniskt reglage som hos ondes martenot eller tannerine.
Grundton hos melodistämman regleras parallellt med bordunernas tonart från en flerpolig omkopplare i ett fåtal lägen. Det blir förstås begränsningar i ett sådant system, men ville jag ha möjligheten att spela precis allt skulle jag bygga ett piano i stället. Lyckas jag vara fiffig kanske det går att manövrera tonartsomkopplaren "i förbifarten" med handen som driver veven.

Sedan ska ju alltihop inte heller bara passa mot de elektrotekniska lagarna, utan även mot musikteoretiska grunder, annars blir det just inte mer än en oljudsmaskin från helvetet.

[JohnA]

Ondes Martenot: