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[導讀]如果有一天,你發(fā)現(xiàn)你設(shè)計的電路系統(tǒng)始終工作不穩(wěn)定,特別容易受到干擾,還不停的發(fā)出毫無規(guī)律的蜂鳴聲,就連你的手放在不同的位置都會影響發(fā)出聲響頻率和大小,而且你窮盡各種方法都無法消除干擾,就要準備放棄的時,或許你可以換一個思路,這個易受干擾的不

如果有一天,你發(fā)現(xiàn)你設(shè)計的電路系統(tǒng)始終工作不穩(wěn)定,特別容易受到干擾,還不停的發(fā)出毫無規(guī)律的蜂鳴聲,就連你的手放在不同的位置都會影響發(fā)出聲響頻率和大小,而且你窮盡各種方法都無法消除干擾,就要準備放棄的時,或許你可以換一個思路,這個易受干擾的不穩(wěn)定電子設(shè)備可以變成一個樂器。在不接觸樂器的情況下,你便可以在空氣中演奏出玄妙的音符。從此你變迷上它,一發(fā)不可收拾。

▲ 演奏Theremin過程1

這個故事其實就是特雷門琴(Theremin)誕生的過程,樂器的名字是以它的發(fā)明者里昂·特雷門(Leon Theremin)命名的。

在早期無線電通信電子設(shè)備,由于器件性能限制,電路工作不太穩(wěn)當,如果手在天線附近就容易引起電路震蕩頻率不穩(wěn)定,影響通訊質(zhì)量。這本來會令電子工程師煩惱的事情,卻被特雷門捕捉到了靈感。

當他聽到被干擾的通訊設(shè)備發(fā)出離奇超凡的微弱聲響時,優(yōu)美神秘的聲音就像一股電流穿過他的脊髓神經(jīng)。同時他注意到,他的一只手可以影響通訊設(shè)備發(fā)出的音高,另外一只手可以影響聲音的強弱。于是他決定將這種嶄新聲音放大,使其成為聲音洪亮的樂器。于是,特雷門琴便誕生了。

▲ 特雷門和他的樂器-特雷門琴

特雷門琴主要有兩個金屬天線組成。右手靠近垂直的天線,可以控制樂器的頻率;左右靠近水平的天線可以改變樂器的強弱。無需直接接觸樂器,便可以隨著手掌的舞動,演奏出美妙的音樂。

特雷門在1928年將他的設(shè)計申請了專利,開始被稱為"以太風琴”(etherphone),意為“使用以太制作的樂器”,可憑空演奏的樂器。自從特雷門琴被發(fā)明之日起,就吸引了一大批粉絲。革命導師列寧也是一名特雷門琴演奏者。他曾經(jīng)訂購了600臺特雷門琴,分發(fā)到蘇聯(lián)各地。還令特雷門前往美國巡演,宣布電子音樂時代的到來。的確,特雷門琴是電子樂器的始祖。

▲ 特雷門的相關(guān)照片和視頻資料

特雷門在美國旅行的時候,還專門成立了一個音樂室,培訓一些特雷門琴演奏者,可以給聽眾帶去這新穎的樂音。正當一切都在順利進行的過程中,已經(jīng)名聲外在的特雷門被命令回到蘇聯(lián),他的妻子、朋友都留在了美國。這其中的緣由在他后來的生平傳記《特雷門:以太音樂和間諜活動》中披露。

在特雷門琴眾多演奏家中,有一位俄羅斯音樂神童克拉拉·洛克莫爾(Clara Rockmore),她本來不喜歡電子搖滾音樂,而是對經(jīng)典樂器小提琴非常癡迷。據(jù)說在五歲的時候便可以進行出色演奏音樂了。后來由于手部受傷,不得不放棄演奏小提琴。之后她便迷上了特雷門琴那無形的琴弦了。作為特雷門鐘愛的弟子,洛克莫爾很快就成為一名世界頂級特雷門琴的演奏家,跟隨特雷門巡演美國。她用那空中的手指對音樂精準把握,無人能比,震撼了每一位聽眾。

▲ 洛克莫爾表演特雷門琴

開始的時候,特雷門琴被用來演奏古典音樂,甚至計劃使用它那空靈的樂音來取代整個交響樂隊。但是隨著二次世界大戰(zhàn)落下帷幕,這個設(shè)想逐漸被人遺忘,新的一波電子樂音隨著戰(zhàn)火的遠去,重新席卷了整個世界。這期間,只有少數(shù)特雷門琴的愛好者在他們音樂創(chuàng)作中使用它,在1960至1970年期間,偶爾出現(xiàn)過特雷門琴的短暫的流行?,F(xiàn)如今特雷門琴又逐漸被一些知名樂隊所采納。

▲ 配合交響樂演奏的特雷門琴???

早期的特雷門琴電路大都采用LC組成的高頻振蕩模擬電路來感應手指與天線之間的位置。然后在通過一些頻率變換電路以及調(diào)制解調(diào)電路生成音調(diào)和強弱可變的音頻信號。學習無線通信專業(yè)的同學們很容易理解這些電路的原理。

▲ 早期特雷門琴電路原理

現(xiàn)在一些電子愛好者重新設(shè)計了特雷門琴電路,有的甚至不再使用電磁感應,而使用光電器件,甚至攝像頭來檢測手指位置,然后再合成聲音。下面是一些典型的電路。

▲ 使用數(shù)字門電路制作的特雷門琴
▲ 單片數(shù)字信號的特雷門琴電路
▲ 使用光敏器件制作的特雷門琴電路
▲ 使用單個反相器制作的特雷門琴

現(xiàn)在的一些開源特雷門琴電子套件又加入了單片機,這使得特雷門的調(diào)試過程大大簡化了。作為樂器演奏時的可靠性增加了。

▲ 基于Arduino的特雷門琴開源套件

我記得在十幾年前,在北京美術(shù)館觀看過一次特殊的美術(shù)展覽,其中的作品大都包含有一些電子器件,凌亂的擺放在展品周圍,配合著展品發(fā)出奇奇怪怪的身影和燈光。當時我非常不解,搞不清楚這些不合格的電子線路為何被稱為藝術(shù)品。

好吧,這也許是看待事物的角度不同。也許你瞧不起的一些東西,在別人眼里確實那么的神奇。結(jié)交一些具有藝術(shù)氣質(zhì)的朋友也許會令你在沮喪的時候重新獲得歡喜。在哪一天,你真的不愿做電子工程師的時候,也許你可以選擇做個藝術(shù)家。就像下面這群手里拿著自己制作的特雷門琴的男男女女,心里充滿著無限的喜悅。

▲ 成功變成藝術(shù)家的電子工程師




公眾號留言


老師,我的TC264的主板都做好都有幾天了,它現(xiàn)在等信標燈等的著急。

回復:據(jù)我所知,新版信標被“農(nóng)夫山泉”給鎮(zhèn)住了。它正努力在前來的路上。見下面的錄像。



老師您好,我想知道車模返回車庫(進入車庫)是:1.倒車入庫 2.可以直接拐進去,不用倒車將車頭朝外?

回復:上面兩種方式,按照規(guī)則來說,都是允許。規(guī)則只要求最終車模的車輪停在車庫里即可。



老師,那個比賽時間是按通過起跑線到重新沖過起跑線的時間呢還是從出車庫到完全?;剀噹焖隳?因為規(guī)則上有兩種說法 1.比賽時間是從車模 駛出車庫和返回車庫之間的時間差計算。2.比賽時間從車模沖過起跑線到重新回到起跑線為止?

回復:賽道上的計時線圈是安放在車庫門口,所以計時應該是從車模出庫,到車模進庫的時間差。



老師您好!不知道您有沒有關(guān)注今天知乎熱榜第一,希望您可以寫篇文章談一談您所看到的清華現(xiàn)狀(我只相信您所說的)。讓我們這些清華園墻外的同學有個清醒的認識--是我們學生態(tài)度出了問題,還是教育出了問題?大如何看待自動化系2020年大一C艸大作業(yè)?

回復:根據(jù)你的提醒,我看了知乎上的討論的熱點,很長很長的一個討論。我并沒有看全所有的議論主題,感覺更多的是旁觀學生在當前疫情中借著雷人的話題抒發(fā)一些宣泄。


作業(yè)是否合適,如何準確定位,需要基于已經(jīng)交流了大半個學期的班里的同學、老師以及教學內(nèi)容(教學三大要素)來判斷,只是看到局部容易產(chǎn)生偏頗的看法。


其實,在我的課堂中教學中,為了滿足自己技術(shù)教學的癖好,考慮課堂互動過程,處心積慮設(shè)計一些環(huán)節(jié)挑戰(zhàn)學生的智慧。有時也在想,這么復雜的課程教學,值得嗎?


這不禁讓我想起想起在2017年年初,英國約克-圣約翰大學 Adrian Brochett博士來清華做創(chuàng)新教學法(Innovative Pedagogy)的講座。最后被問及他理想中的老師角色是什么?Adrian博士思考了一下,他說他心目中理想的老師,就像在爬山時,路邊碰到的一個同路人,他不時地給你指出他看到的那些山中的美景。我很贊同他這種“師生”共鳴的狀態(tài)。


最后我想問你們,難道不覺得今年智能車賽題也蠻具有挑戰(zhàn)性的嗎?

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