Le condensateur chantant: comment fonctionne un thérémine

Alors que la soucoupe atterrit et que les autorités locales réclament de prendre le contrôle, vous entendrez probablement les tonalités étranges d'un thérémine gémir dans la bande sonore. Léon Theremin a inventé l'appareil en 1928. Il a commencé sa vie comme une curiosité de laboratoire soviétique avant de devenir l'instrument que nous connaissons aujourd'hui.

Inspiré par les bras agités des chefs d'orchestre, Theremin a utilisé sa technologie de détection de proximité pour créer un instrument sans contact. Depuis lors, le theremin est une marque de fabrique des films B et de la musique expérimentale, ainsi qu'un projet de bricolage parfait pour les musiciens curieux.

Morceaux de thérémine

La conception classique du thérémine est d'une simplicité trompeuse. À première vue, il semble n'être qu'une boîte en bois avec une poignée de commandes, ainsi que deux antennes remarquablement industrielles à chaque extrémité.

L'antenne verticale contrôle la hauteur de l'instrument, tandis que l'antenne horizontale modifie son volume. Celles-ci sont connues respectivement sous le nom d'antennes de pas et de volume.

Alors, comment ça marche?

Dans les grandes lignes, les deux antennes créent des champs électromagnétiques qui interagissent avec la propre capacité électrique de l'interprète.

En agitant leurs mains dans ces champs électromagnétiques, l'interprète peut modifier avec précision les oscillateurs variables dans les circuits de hauteur et de volume du thérémine. Cela leur permet de faire tourner des mélodies complexes, apparemment à partir de rien !

Il y a beaucoup à déballer là-bas. Pour avoir une meilleure idée de la façon dont cela fonctionne, explorons les deux éléments de base qui composent tout synthétiseur: les oscillateurs et les modificateurs.

Qu'est-ce qu'un oscillateur ?

Lorsque vous parlez de synthétiseurs, vous pouvez penser à un oscillateur comme source du son. Pour les synthétiseurs analogiques comme le thérémine, un oscillateur est un composant électrique qui génère une tension alternative. Ceci est souvent visualisé comme une onde sinusoïdale :

Cet oscillateur analogique et sa tension alternative sont le cœur de notre synthétiseur. Tout le reste est un modificateur – c'est-à-dire comment on passe d'une simple tension alternative à un synthétiseur qui chante, qui sonne !

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Chaque oscillateur ne peut produire qu'un seul son à la fois. Les premiers synthétiseurs comme le thérémine utilisaient une petite poignée d'oscillateurs, de sorte qu'ils ne pouvaient produire qu'un monophonique performance. Cela signifie que peu importe la complexité harmonique ou la bizarrerie du synthétiseur, les interprètes ne peuvent jouer qu'une seule note à la fois !

Cela soulève la question: comment passe-t-on de la génération d'une tension alternative singulière à l'exécution d'une gamme musicale, sans parler d'une composition entière ?

Les modificateurs font la musique

Si la oscillateurs d'un synthétiseur sont le moteur, le modificateurssont toutes les autres parties de la voiture. Sans eux, nous serions coincés sans aucun moyen de bouger, ou plus exactement de faire de la musique !

Comme mentionné, de par leur nature, les oscillateurs analogiques peuvent produire une seule note chacun à un moment donné. Mais on peut toujours jouer une gamme musicale avec un seul oscillateur, en modifiant simplement sa fréquence pour chaque note.

Pour mieux illustrer cette idée, considérons une corde de guitare :

Cette chaîne est notre oscillateur et notre doigt est le modificateur. En appuyant sur la corde, nous modifions sa tension et, par conséquent, nous modifions la fréquence de l'onde sonore qu'elle émet. Plus vous remontez le manche de la guitare, plus la tension sur la corde est élevée et plus la note qui sort lorsque vous la pincez est élevée.

De la même manière, vous pouvez utiliser divers modificateurs pour modifier la hauteur d'une seule note d'un oscillateur. Cela vous permet de jouer des mélodies compliquées, bien que monophoniques, sur le theremin.

Les modificateurs ne se limitent pas à modifier la fréquence du signal; vous pouvez également les utiliser pour modifier amplitudede la tension alternative. Dans notre situation, une augmentation de l'amplitude entraîne une augmentation du niveau sonore de sortie et vice versa.

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Assembler les pièces

Un thérémine classique se compose de trois oscillateurs: deux pour l'antenne à pas vertical et un pour l'antenne à volume horizontal.

L'antenne de lancement

Le circuit d'antenne de hauteur se compose d'un oscillateur fixe (celui qui oscille à une fréquence définie) et d'un oscillateur variable (celui dont la fréquence est modifiée par le joueur). L'oscillateur variable est câblé à l'antenne à pas vertical. Cette antenne pitch agit comme la moitié d'un condensateur, l'autre moitié étant la main de l'interprète.

Sans entrer trop dans le détail, la distance entre deux moitiés d'un condensateur est inversement proportionnelle à sa capacité. Par conséquent, à mesure que l'interprète rapproche sa main de l'antenne de pas, la capacité du circuit augmente.

Avec l'oscillateur variable câblé pour changer de fréquence avec la capacité de l'antenne, vous pouvez changer la hauteur du thérémine en déplaçant votre main d'avant en arrière de l'antenne de hauteur !

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Ou plutôt, presque.

La fréquence de l'oscillateur variable est bien en dehors de la plage de l'audition humaine. Par conséquent, nous devons le combiner avec la fréquence de l'oscillateur fixe. Cela utilise le principe de l'hétérodynage: deux ondes simples ou plus se réunissent pour former une onde résultante plus complexe.

Pour un thérémine, l'onde résultante a une fréquence bien dans la plage d'audition humaine, ce qui lui donne une plage d'environ cinq octaves.

L'antenne de volume

L'antenne de volume fonctionne à peu près de la même manière que l'antenne de hauteur, juste sans l'hétérodynage de deux oscillateurs. Au lieu de cela, un seul oscillateur variable est câblé à l'antenne de volume. Les variations de cet oscillateur déterminent le volume du thérémine.

Enfin, vous êtes prêt à jouer! Rapprocher votre main de l'antenne de hauteur augmente la hauteur du thérémine. Rapprocher votre main de l'antenne de volume diminue son volume. Cela semble simple, mais maîtriser le thérémine est tout aussi compliqué que n'importe quel autre instrument. Au moins, vous n'aurez jamais à chercher un médiator !

Faire chanter l'électricité

Le theremin, inventé en 1928 par Leon Theremin, présente un défi unique à la fois pour le joueur et l'amateur électronique.

Non seulement vous avez la chance d'explorer un circuit singulièrement unique, mais vous avez également la possibilité d'expérimenter l'un des timbres les plus reconnaissables, mais aux sonorités extraterrestres, jamais créés.

La seule chose plus difficile que de comprendre un thérémine est d'en faire un bon son !

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