Theremin-Entwicklung mit Röhren
Das neue Röhren-Theremin soll eine Verbesserung gegenüber dem erste
ELEXS-Theremin werden und möglichst auf Erfahrungen mit dem
JFET-Theremin zurückgreifen. Die erste Entscheidung betrifft die
verwendeten Röhren. Zunächst gehen ich von der Originalbestückung mit
zwei EF95 und zwei ECF80 aus. Dabei gibt es für die EF95 mehrere
pinkompatible Pentoden, die im Laufe der Versuche ebenfalls getestet
werden sollen.
Zuerst wurde der Pitch-Oszillator analog
zur JFET-Schaltung mit einer Verlängerungsspule in der Antennenleitung mit
einer EF95 gebaut. Die Induktivität wurde auf 2,2 mH erhöht, die
Kreiskapazitäten entsprechend verkleinert. Mit dem Trimmer kann man nun die
Frequenz grob einstellen, und der Drehko dient zur Feinabstimmung. Die
Schaltung wurde gleich auch für ihre Eignung als Volume-Oszillator getestet.
Sie muss dafür nur auf eine höhere Frequenz von 600 kHz abgestimmt werden.
Die
Pitch-Antenne sollte ursprünglich über die eine der 2mm-Buchsen
angeschlossen werden. Dann hat sich aber gezeigt, dass die
Leitungskapazität wegen der durchgehenden Massefläche mit 20 pF zu groß
ist. Die Resonanzfrequenz der Verlängerungsspule verschiebt sich dann
in Richtung Arbeitsfrequenz. Dadurch entsteht ein Gebilde aus zwei eng
gekoppelten Kreisen mit zwei verschobenen Resonanzfrequenzen, erkennbar
daran, dass der Oszillator plötzlich auf eine höhere Frequenz von ca.
600 kHz springt. Die Zuleitung zur Pitch-Antenne muss also
besonders kapazitätsarm ausgeführt werden.
Der
Festoszillator und der Mischer wurden fast gleich wie beim
ELEXS-Theremin aufgebaut. Dabei gab es allerdings ein Problem mit einer
starken Kopplung. Der Pitch-Oszillator läuft zwar ungestört, aber der
Festoszillator wurde um bis zu 200 Hz synchronisiert und mitgezogen,
weil der Schirmgitterstrom der Mischerröhre die Anodenspannung des
Keramik-Oszillators moduliert. Das Oszillogramm zeigt die Überlagerung
beider Signale. Dieses Problem wurde beim alten Theremin nicht
ausreichend beachtet, weil hohe Töne sauber bleiben. Das JFET-Theremin
hat aber gezeigt, dass bei guter Entkopplung der beiden Oszillatoren
Schwebungen bis herunter auf 1 Hz möglich sind.
Gebraucht
wird also eine weitere Pufferstufe zur Entkopplung des Festoszillators.
Allerdings fehlt dann eigentlich eine Röhre, weil nach der jetzigen
Bestückung nur noch zwei Pentoden frei sind. Eine EF95 wird als
Volume-Oszillator gebraucht, und ein Pentodensystem der ECF80 als
gesteuerter Verstärker.
Bei
den Vorversuchen rund um den Mischer war schon aufgefallen, dass die
Mischverstärkung sehr stark von der Amplitude der Oszillatorspannung am
Schirmgitter abhängt. Darin liegt die Chance, ein System einzusparen.
Geplant ist nun, dass die Regelspannung von Volume-Oszillator den
Puffer steuert, sodass die Amplitude des Oszillatorsignals am Mischer
verändert wird. Das NF-Signal muss dann nicht mehr weiter verarbeitet
werden, sondern kann wie bisher direkt an der Anode der Mischröhre
abgenommen werden. So vermeidet man auch mögliche Verzerrungen in der
NF-Regelstufe.
Das 40-V-Theremin
Geplant,
getan. Geregelt wird nun die HF-Amplitude des zweiten Oszillators am
Schirmgitter der Mischerröhre. Die linke EF95 bildet den
Hilfsoszillator zur Erzeugung einer negativen Regelspannung. Bei
der Entwicklung gab es jedoch ein Problem. Weil die Anodenspannung nur
12 V war, mussten alle negativen Vorspannungen am Steuergitter kleiner
als 0,5 V gehalten werden, damit die Röhren nicht völlig sperren. In
diesem Bereich fließt aber noch Gitterstrom. Erst Spannungen unter -1V
am Steuergitter machen den Eingang hochohmig, wie man das für Röhren
üblicherweise erwartet. Dieser Effekt führte dazu, dass die Regelröhre
nicht ausreichend gesteuert werden konnte.
Die Lösung brachte
erst eine Erhöhung der Anodenspannung. Die Heizspannung kommt derzeit
von einem eigenen 12-V-Steckernetzteil, während die Anodenspannung vom
Labornetzteil getrennt zugeführt wird. Optimale Ergebnisse wurden mit
einer Anodenspannung von 40 V erreicht.
